Способ пропитки длинномерной волок-нистой ленты жидкостью c диспергиро-ванными b ней нитевидными частицами

Способ пропитки длинномерной волок-нистой ленты жидкостью c диспергиро-ванными b ней нитевидными частицами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОУСКОМУ СВ ВТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. свнд-ву (22) Заявлено 190779 (2)) 2801671/23-05 (Я)М. Кл.

В 29 G 7/00

В 05 С 3/12 с присоединением заявки Ио

Государственный комитет

СССР но аелам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опублнковано 07.0681,Бюллетень Й9 21

Дата опубликования описания 07.06,81 (53) УДК 678.056 (088. 8) (54) СПОСОБ ПРОПИТКИ ДЛИННОМЕРНОЙ

ВОПОКНИСТОй ДЕНТБ (ИДКОСТБ 0

С ДИСПЕРГИРОВАННЫМИ В НЕИ НИТЕВИДНЬИИ

ЧАСТИЦАМИ

Изобретение относится к переработке пластических масс, а также к пропитке длинномерных волокнистых материалов (лейт, жгутов) из непрерывных стеклянных и углеродных волокон различными жидкостями с диспергированными в них нитевидными частицами и может быть использовано в химической, машиностроительной и текстильной

10 промяшлен ности .

Известен способ пропитки длинномерной волокнистой ленты жидкостью с диспергированными в ней нитевидными частицами, включающий ориентацию нитевидных частиц относительно поверхности ленты и последукщее их нанесение L 1 J. Недостатком способа являет" ся то, что при его использовании нитевидные частицы наносят на поверхность волокнистой ленты, межволокбнное пространство которой уже заполнено каким-либо связующим, обладающим на этой стадии изготовления материала.достаточно высокой вязкостью, поэтоьр нитевидные частицы, даже ориентированные перпендикулярно плоскости ленты, оседают на поверхности материала, проникая в него под действием слабых электростатических сил на незначительную глубину.

В случае использования лент или жгутов большой толщины (состоящих из большего количества непрерывных волокон) нитевидные частицы присутствуют только на поверхности ленты и практически отсутствуют внутри материала. Это резко снижает упрочнякщий .эффект используемых частиц в готовых деталях, так как упрочняется полимерная матрица только между слоями материала, а матрица внутри слоя остается слабой.

Кроме того, существуют нитевидные частицы, например стеклянные, которые плохо ориентируются в электрическом поле.

Цель изобретения — повышение качества пропитки.

Поставленная цель достигается тем, что по способу пропитки длинномернойволокнистой ленты жидкостью,с диспергироваиными в ней нитевидными частицами, включакщему ориентацию нитевидных частиц относительно поверхности ленты и последующее их нанесение, нитевидные частицы ориентируют и наносят на ленту путем создания в зоне пропитки направленного пульсирукщего струйного потока жидкости с избыточным давлением, который создают путем

835805 пропускания жидкости через колеблющиеся пластины с конусными каналами, меньший диаметр которых меньше длины нитевидных частиц, а больший выбирают иэ соотношения

0-0 где 0 — больший диаметр конусного канала»

d — меньший диаметр конусного канала, причем пульсацию и избыточное давление жидкости сообщают путем воздействия на нее звуковыми колебаниями частотой 550 Гц и амплитудой 1-10 мм синхронно с обеих сторон ленты в направлении, перпендикулярном направлению ее перемещения, нри этом колебания создают на расстоянии 1-3 длин нитевидных частиц от поверхности ленты.

Предложенный способ заключается в следующем.

В пропиточную ванну заливают жидкость с диспергированными в ней нитевидными частицами. Длинномерную волокнистую ленту пропускают через 25 ванну между двумя пластинами, в которых выполнены конусные каналы, удовлетворяющие требованию

О-d 30

) 1„ где 0 — больший диаметр конусного канала;

d — меньший диаметр нонусного канала, причем меньший диаметр канала выполнен меньшим длины нитевидных частиц.

Пластины устанавливают в ванне параллельно ленте на расстоянии 1-3 длин нитевидных частиц от ее поверхности 40 и сообщают им синхронное колебательное движение частотой 5-50 Гц и ам- . плитудой 1-10 мм в направлении, перпендикулярном поверхности ленты.

Предлагаемый способ может быть 45 реализован с помощью устройства, схема которого представлена на фиг. 1; на фиг. 2 — разрез A-A на фиг. 1.

Устройство содержит ванну 1 с жид- gO костью, в которой диспергированы нитевидные частицы. В ванне смонтирован направляющий вал 2, подвижные пластины 3 с конусными каналами, между которыми проходит волокнистая лента 4. Пластины 3 соединены через рычаги 5 и пружины б с двумя источниками колебаний 7, например электромагнитами.

Устройство работает следующим образом. 60

Движущаяся в ванне 1 волокнистая лента 4 проходит между двумя подвижными пластинами 3, которые совершают возвратно-поступательное движение перпендикулярно плоскости ленты, со общаемое им через двуплечие рычаги

5 с демпфирующими пружинами б двумя электромагнитами 7.

При движении пластин в противоположные стороны пропитываиицая жид,кость с диспергированными в ней нитевидными частицами проходит через конусные каналы, образуя отдельные струи, которые с избыточным давлением воздействуют на ленту, пропитывают ее и одновременно увлекают. внутрь ленты нитевидные частицы, ориентированные вдоль струи.

При движении пластин навстречу друг другу между ними также создается избыточное давление, увеличивающее глубину проникания частиц внутрь ленты. При этом каналы пластин самоочищаются от застрявших в них разориентированных нитевидных частиц, а часть потока пропитывающей жидкости, направленная вдоль ленты, смывает с ее поверхности непроникшие внутрь нитевидные частицы, освобождая тем самым поверхность ленты для приема новых частиц и предотвращая укос лентой из жидкости неориентированных и незакрепленных в волокнистой структуре ленты частиц.

При каждом последующем цикле колебания пластин воздействию струй подвергается новый участок движущейся ленты, что способствует равномерному распределению нитевидных частиц в материале.

Кроме того, колеблющиеся пластины создают в пропитывающей жидкости турбулентные потоки, перемешивают ее, создавая тем самым однородную суспензию.нитевидных частиц в жидкости °

Экспериментально установлено, что при скорости движения ленты до

30 и/мин избыточное давление в зоне пропитки, обеспечивакицее качественную пропитку материала и высокую степень проникновения в материал нитевидных частиц (без повреждения волокон), должно составлять 0,05

О, 3 кгс/см для лент из непрерывных стеклянных и углеродных волокон.

- Частота колебаний пластин зависит от скорости движения пропитываемой ленты, величины задаваемого избыточного давления (определяемого прочностью пропитываемого волокнистого материала) и находится в пределах от 5 до 50 Гц при пропитке лент на основе стеклянных и углеродных волокон ° Нижняя величина диапазона ограничивается также длиной одновременно обрабатываемого участка ленты.

Амплитуда колебаний пластин зависит от величины задаваемого избыточного давления и находится в пределах от 1 до 10 мм, Наименьшее допустимое расстояние колеблющейся пластины от поверхности ленты равно длине используемых ните835805

?О

Формула изобретения

1. Способ пропитки длинномерной 5 волокнистой ленты жидкостью с диспергированными в ней нитевидными частицами, включающий ориентацию нитевидных частиц относительно поверхности ленты и последующее их нанесение, отличающийся тем, что, с целью повышения качества пропитки, нитевидные частицы ориентируют и наносят на ленту путем создания в зоне пропитки направленного пульсирующего струйного пото. ка жидкости с избыточным давлением.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юш и и с я тем, что направленный пульсирующий струйный поток жидкости с избыточным давлением создают путем

40 пропускания жидкости через колеблющиеся пластины с конусными каналами, меньший диаметр которых меньше длины нитевидных частиц, а больший выбирают из соотношения

45 D

)r), — 2 76.

О вЂ

) ф °

Между пластинами пропускали ленту, состоящую из б углеродных жгутов

BNH-4 (Ту-48-20-48-7) толщиной 0,3мм, Минимальное Расстояние между пластинами 2 мм.

После заливки в ванну суспензии и заправки ленты пластинам сообщали колебательное движение перпендикулярно плоскости ленты, движущейся между пластинами со скоростью 5 м/мин. 60

Каждая пластина колебалась с помощью электромеханического привода частотой

24 Гц и амплитудой 2 мм. При этом давление между пластинами (при минимальном расстоянии между ними) и s видных частот, так как при меньшем расстоянии частицы, введенные в лен» ту, могут быть разориентированы или разрушены при механическом контакте с поверхностью пластин.

При расстоянии, большем 1-3 длин нитевидных частиц, последние могут разориентироваться после выхода иэ отверстия. Кроме того, при увеличении расстояния снижается величина давления на материал струи пропитывакщей жидкости, выходящей из отверстия.

Если при этом минимальный диаметр каждого канала выполнить меньше длины нитевидной частицы, а соотношение параметров конусного канала иэ условия большинство нитевидных частиц, проходящих через конусные каналы, будет стремиться сориентироваться вдоль центральной оси конусного канала, так как при указанном соотношении вдоль стенок конусного канала возникает обратный поток пропитывающей жидкости, который разворачивает несориентированные нитевидные частицы вдоль центральной оси канала.

Пример. Из эпокситрифенольного связующего (ЭТФ, на основе смолы ЭТФ, Туб-05-211-516-75) и íèòåвидных кристаллов двуокиси титана

Ti0> (Туб-18-183-74) приготавливали суспензию с весовым содержанием нитевидных кристаллов (частиц) 2%.

Концентрация связующего 453, вязкость 10 сП. Диаметр нитевидных частиц 2,5-3,0 мкм, длина 0,8-1,0 мм.

Суспенэию заливали в пропиточную ванну с помещенными в нее пластинами с конусными каналами.

Размер пластин 60 х 40 мм, минимальный диаметр отверстий 0,8 .мм, максимальный 3 мм, количество отверстий 260. Соотношение диаметров равно струях связующего, воздействующих кГс на ленту составило О 9

1 см

Пропитанную и подсушенную ленту наматывали на. кольцевые оправки диаметром 146 мм, а затем отверждали.

Полученные кольца толщиной 4-5 ванч разрезали на образцы (сегменты длиной

20 мм и шириной 10 мм) . Весовое содержание связующего в материале 38%. С помощью образцов определяли прочность при межслойном сдвиге„

Использование предлагаемого способа позволит повысить глубину и однородность распределения нитевидных частиц по сечению волокнистой ленты и уменьшить число технологических операций за счет совмещения процесса пропитки волокнистой ленты с введением в нее ориентированных нитевидных частиц. где D — больший диаметр конусного канала;

6 — меньший диаметр конусного канала.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю шийся тем, что пульсацию и избыточное давление жидкости сообщают путем воздействия на последнюю звуковыми колебаниями частотой 550 Гц и амплитудой 1-10 мч синхронно с обеих сторон ленты в направлении, перпендикулярном направлению ее перемещения, при этом колебания создают иа расстоянии 1-3 длин нитевидных частиц от поверхности ленты.

Источники инФормации, принятые во внимание при .экспертизе

1. Патент США 9 3706614, кл. 156-151, опублик. 1972 (прототип).

83580 Фиг. /

Составитель С. Леонтьева

Редактор Л. Ушакова Техред М. Голинка Корректор М.Коста

Заказ 2808/2 Тирам 694 Поддисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, РаушскаЯ наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Уигород, ул. Проектная, 4