Способ обработки волокнистого материала в виде нитей или прядей

 

Изобретение относится к способам для обработки нитей или прядей, состоящих из различных волокон, и позволяет повысить качество обработки. Способ заключается в том, что обработку осуществляют на ткани или трикотажном полотне обрабатывающим веществом, которое суспендируют в одном или нескольких газовых или жидкостных потоках, которые затем при регулируемом давлении направляют на обрабатываемый материал. 9 з.п. ф-лы, б ил,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 D 06 В 1/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4355250/12 (86) РСТI И1 86/00019 (10.07,86) (22) 18,01.88 (31) 8502045; 8502947 (32) 16.07.85; 29.10.85 (33) NL (46) 15.04.92. Бюл. ¹ 14 (71) Флекслайн Сервисиз ЛТД (СУ) и ГУИ Г. де Ягер (NL) (72) Гуи Г. де Ягер (NL) (53) 677.057.15(088.8) (56) Заявка Нидерландов ¹ 7001623, кл. 0 04 Н 1/60, 1970.

Патент Англии ¹ 1259085, кл, D1Z, 1972.

Изобретение относится к способам для обработки нитей или прядей, состоящих иэ различных волокон, Обработка осуществляется в виде ткани или трикотажного полотна обрабатывающим веществом, при этом волокна отделяют друг от друга с тем, чтобы обрабатывающее вещество лучше проникало в структуру волокон.

Известны аналогичные способы, применяемые при производстве композицизонных материалов, состоящих из термопластичных или термореактивных веществ, у которых волокна выполняют роль армирующего материала, В известном способе нити или пряди, состоящие из большого числа волокон, отделяют друг от друга до нанесения на них синтетической смолы в порошкообраэной форме, после чего смолу расплавляют и получают сцепленный продукт. Разделение волокон в прядях осуществляют, придавая волокнам электростатический заряд одного Ы „, 1727536 АЗ (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА В ВИДЕ НИТЕЙ ИЛИ ПРЯДЕЙ (57) Изобретение относится к способам для обработки нитей или прядей, состоящих из различных волокон, и позволяет повысить качество обработки. Способ заключается в том, что обработку осуществляют на ткани или трикотажном полотне обрабатывающим веществом, которое суспендируют в одном или нескольких газовых или жидкостных потоках, которые затем при регулируемом давлении направляют на обрабатываемый материал. 9 з,п, ф-лы, 6 ил, знака. Согласно другому варианту реализации волокна пропускают через трубки Вентури, через которые в том же направлении пропускают поток какой-либо среды с высокой скоростью. Разделение волокон происходит в результате релаксации потока на выходе из трубки.

Известен также способ обработки волокнистого материала в виде нитей или прядей, переплетенных в тканое или трикотажное полотно, путем подачи на материал обрабатывающего вещества с осуществлением разделения волокон.

Однако в известном. способе отделение волокон и обработка их обрабатывающим веществом происходит раздельно, что приводит к большим потерям частиц обрабатывающего вещества и ухудшению качества обработки.

Цель изобретения — повышение качества обработки.

1727536

Согласно данному способу обрабатывающее вещество суспендируется в одном или нескольких газовых или жидкостных потоках, которые затем направляются к обрабатываемому материалу при регулируемом давлении.

При этом обеспечивается очень эффективное разделение волокон, вследствие чего суспендированный в потоках пропитывающий материал хорошо проникает между волокнами и однородно пропитывает их. В результате получают готовый продукт, например лист пластического материала, армированный волокнами, имеющий однородный состав.

Предложенный способ может применяться с любыми материалами вне зависимости от природы волокон либо природы пропитывающего вещества.

Так, в качестве пропитывающих агентов для термопластичных или термореактивных материалов можно рассматривать порошкообразные керамические продукты и металлические вещества.

Способ по изобретению также может применяться для - нанесения нескольких слоев пропитывающего материала различной толщины с различных сторон пропитывающего материала. Таким образом можно пропитывать ткань или трикотаж, размещаемый изнутри или снаружи какого-либо легкого сердечника, В качестве обрабатывающего агента также возможно применение абразивного материала, что делает обработанный им материал шероховатым, вследствие чего увеличиваются силы сцепления следующего слоя с материалом.

Желательно направлять газовые потоки с суспендированным в них обрабатывающим материалом на обрабатываемый материл с использованием принципа Вентури.

Обрабатывающий материал можно суспендировать в газовом потоке по различному, например распылять его в потоке газа в виде расплава или жидкости. Также можно дозировать порошкообразный обрабатывающий материал напрямую в газовый или жидкостный поток из контейнера, Можно суспендировать обрабатывающий материал в псевдоожиженный слой в газе и за счет отсасывающего действия отводить от псевдоожиженного слоя газовые потоки, направляемые на обрабатываемый материал, На фиг. 1 схематически изображена установка, вид сбоку в поперечном сечении; на фиг. 2 — часть установки, вид сверху; на фиг. 3- то же, вид сбоку; на фиг, 4 — сечение

А-А на фиг. 2; на фиг. 5 — основная часть установки, изображенная на фиг, 2, 3 и 4, 5

45 увеличено; на фиг, 6 а, Ь, с, d, е — несколько вариантов применения изобретения.

Как видно из фиг. 1, полосы непрерывного волокна 1 сматываются с горизонтальных катушек 2 при автоматически поддерживаемом натяжении. Полученные пучки по направляющей 3 поступают в подогреваемое устройство 4. Нагрев устройства осуществляется от автоматически управляемого источника тепла 5. Затем высушенные и подогретые волоконные полосы проходят по направляющим 6 в термически изолированный приемник 7, где и происходит пропитка (фиг, 2-6). После этого пучки проходят через плавильную печь 8, где находится одно или несколько нагревательных тел, управляемых термопарами. Она автоматически регулируется с помощью средств 9, обеспечивающих требуемую интенсивность тепла. Далее волокна формируются в ленты и по охлаждаемым формующим валкам 10 проходят в охлаждающее средство 11 по подающим роликам 12 и направляющей 13, наматываются на приемную катушку 14. Приемная катушка вращается от электродвигателя 15. Вопоконная лента после подающих роликов 12 может подвергаться дополнительной обработке, например разрезаться поперечно или продольно.

При необходимости установка для реализации данного способа может действовать полностью или частично вертикально.

В установке по фиг. 2 — 5 пучки волокон в термически изолированном приемнике 7 распределяются по роликам 16, смещенным с направлений подачи волокна.

Оси роликов 16 установлены попарно поворотно относительно вала 17. Благодаря этому пучки волокон могут располагаться на центральной линии при втягивании в установку. Разделение волоконных пучков более чем по одному слою роликов, в данном случае по двум, способствует лучшему распределению волокон. После прохода по роликам волокна пропитываются. Порошкообразный пропитывающий материал поступает из дозирующего устройства 18 через перфорированное дно 19, псевдоожижается в слое 20 и газе 21.

Желательно, чтобы газ был предварительно подогрет. Газовые потоки с суспендированным в них пропитывающим материалом всасываются в пространстве 22 при регулируемом давлении из псевдоожиженного слоя, поступая в пропиточные головки 23, откуда потоки направляются на непрерывно движующиеся волоконные пучки, Для достижения оптимальной пропитки желательно обеспечить регулировку пропи1727536 точных головок 23 по расстоянию и/или углу поворота относительно пропитываемого материала.

Перемещение или замена различных деталей, находящихся в приемнике 7, не составляет труда. Так, для пропитки иных типов материала можно применять другие типы роликов и/или другие пропиточные головки.

Желательно, чтобы газовые потоки с мелко распределенным пропитывающим материалом поступали на пропитываемые волокна из двух или более пропиточных головок. Это обеспечивает равномерное распределение пропитывающего материала по отдельным волокнам. Данный способ пропитки дает возможность работы при значительно меньшем натяжении волокон в сравнении с механической пропиточной системой, где пропитывающий материал впрессовывается между волокнами с помощью прижимных роликов. Благодаря меньшему натяжению волокон практически полностью предотвращается их разрыв, что часто происходит при механической пропитке углеродных волокон. Указанное явление в сочетании с более интенсивной пропиткой позволяет повысить скорость.

На фиг. 5 показано, что всасывание газа с суспендированным в нем пропитывающим материалом в головку 23 осуществляется через патрубок 24, трубопровод подачи газа 25 при регулируемом давлении и через трубопровод 26 на основе принципа Вентури. Также желателен отсос газа из пространства 7. В результате образуется циркуляция газа и предупреждение его потерь.

Если псевдоожиженный слой не применяется, то дозирующее устройство 18 соединяют напрямую с пропиточными головками либо с их подающими магистралями.

В случае применения пропиточныхжидкостей необходимо либо инжектировать напрямую жидкость в пропиточную головку (головки), либо всасывать ее напрямую из дозирующего устройства 18.

На фиг. 6 показано несколько схем вариантов конструкции многосторонних и/или подвижных пропиточных головок; они пригодны для непрерывной пропитки волоконных пучков при случае входящих в состав ткани или трикотажа, Такие волоконные пучки могут накладываться на сердечники.

Они могут иметь прямоугольную, цилиндрическую или сотообразную форму.

При необходимости внутренней пропитки полностью сомкнутых по окружности пустотелых конструкций, снабженных воло50 тем, чтобы уже имеющийся между волокнами пропиточный материал оставался там в ходе получения ткани или трикотажа; дополнительный слой также препятствует поглощению влаги. С этой целью волоконная

55 лента может подвергаться температурной обработке поверхности. Если пропитывающие материалы имеют большую жесткость, то для получения ткани или трикотажа из узких лент, не прошедших через плавильную печь, возможно применение незначи10

40 конными материалами, можно применять прерывистый процесс. При этом пропиточные головки и/или пропитываемый материал перемещаются так, чтобы обеспечить желаемую пропитку. Именно такой процесс показан на фиг. 6е и 6d.

На фиг. 6d показан нос самолета 27, снабженный изнутри и снаружи волоконным материалом, который следует пропитать, Для внутренней пропитки применена пропиточная головка 28, а для внешней — пропиточная головка 29. Требуемая пропитка обеспечивается вращением носа и.возвратно-поступательным движением пропиточных головок 28 и 29 по направляющим 30 и 31.

На фиг. 6е изображена часть тарельчатой антенны 32, у которой изнутри и снаружи имеется волоконный материал, требующий пропитки. Пропитка осуществляется с помощью пропиточных головок 33 и 34, радиально возвратно-поступательно перемещаемых по направляющим 35 и 36.

При необходимости указанные перемещения можно осуществлять с управлением от компьютера, что обеспечит оптимальную пропитку более сложных тинов материала, Если волоконные пучки в ткани или трикотаже нанесены на сердечники, то пропитывающий материал нагревается в автоклаве при определенном требуе; ом давлении, B автоклав также могут быть встроены теплоизлучатели.

В соответствии с изложенным возможна обработка пропитанных волоконных полос в конструкциях различной формы, например на носу самолета или радарном куполе. Также возможно применение плавильной печи, состоящей, например, из двух нагревательных половинок.

Чтобы облегчить действия с пропитанными волоконными лентами при получении ткани, трикотажа или при скручивании, такие ленты можно полностью или частично разделять на более узкие ленты. На таких узких лентах предусматривается дополнительный тонкий пропиточный слой, выполняемый с помощью предлагаемого способа.

Дополнительный слой состоит из специальНо выбранного пропиточного материала с

1727536 тельно переделанных предложенных установок без потери скорости. При этом тканый трикотаж или крученый материал можно пропускать через плавильную печь при дополнительной обработке с помощью холодных формующих валков.

В качестве обрабатывающих веществ возможно применение ацетальных смол, акрилатных смол, акрилонитрильных бутадиеново-стирольных смол, алюминия, алкидных смол, глинозема, арильных смол, бисмалеимидных смол, кобальта, меди, эконола, эпоксидных смол, фторуглеродных смол, фторсополимеров, свинца, меламиноформальдегидных смол, никеля, фенольных

>» смол, полиацетальных смол, полиакрилатов, полиамида (нейлон), полибутадиена, пол ибутилэнтерфталата, поликарбоната, ароматического полиэфира, термопластичных полиэфиров, полиэфиртеркетонов, полиэфирсульфидов, полиалкенов, полиэтилентерефталатов, полиимидов, полиоксиметиленовых смол. модифицированных окисей полиэтилена, сульфидов полифенила, сульфидов полифенилена, окисей полифенилена, сульфонов полифенила, полистирола, полисульфона, политетрафторэтилена, полиуретана, поливинилхлорида, фторида поливинилидена, модифицированной окиси полипропилена, кремнезема, карбида кремния, нитрида кремния, силикона, стирольных акрилвитрильных сополимеров, стирольных сополимеров, титана, вольфрама, мочевины, винилового эфира, каучуков; а также таких добавок, как антистатики, красители, вспучиватели, бетоны, вяжущие вещества, наполнители, пламегасители, пенообразователи, теплостабилизаторы, пустотелые наполнители, смазочные вещества, минералы, пластификаторы, технологические добавки, силиконы, стабилизаторы, сверхпрочные сплавы, поглотители ультрафиолета, водорастворимые пластмассы, нитевидные кристаллы.

Обрабатываемый материал может состоять из алюминия, окисей алюминия, арамида, асбеста, бора, углерода, кобальта, меди, стекла, высококремнеземистого кварца, литиево-алюминиевых силикатов, марганца, никеля, полиалкена, кремнезема, силикона, карбида силикона, нитрида силикона, стали, титана, вольфрама, цинка, двуокиси циркония, циркония.

Формула изооретения

1. Способ обработки волокнистого материала в виде нитей или прядей, преимущественно переплетенных в тканое или трикотажное полотно, путем подачи на материал обрабатывающего вещества с осуществлением разделения волокон. о т л и10

20

40 тем, что обрабатывающее вещество подают непосредственно в газовые потоки, направляемые к обрабатываемому материалу в дозированных количествах, 8. Способ по и. 1. отличающийся

55 ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества обработки, перед подачей на материал обрабатывающего вещества его суспендируют в одном или более газовом или жидкостном потоках, которые направляют на материал под определенным углом и регулируемом давлении, при этом разделение волокон и подачу на них обрабатывающего вещества осуществляют одновременно, 2, Способ по и. 1, отл и ча ю щи йс я тем, что газовые потоки направляют на материал по принципу Вентури.

3. Способ по и. 1, отличающийся тем, что газовые потоки с суспендируемым в них обрабатывающим веществом направляют на тканое или трикотажное полотно с обеих сторон.

4. Способ по и. 3, о тл и ч а ю щи и с я тем, что газовые потоки с суспендированным в них обрабатывающим веществом, направляемые с обеих сторон на тканое или трикотажное полотно, подают раздельно друг or друга.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем. что газовые потоки с суспендированным в них обрабатывающим веществом направляют на тканое или трикотажное полотно с осуществлением возвратно-поступательного перемещения вдоль полотна потоком из распыляющих головок, 6, Способ по и. 1. отличающийся тем, что обрабатывающее вещество представляет собой порошок и находится во взвешенном состоянии в псевдоожиженном слое в газе, при этом направляемые к обрабатываемому материалу газовые потоки отводят от псевдоожиженного слоя под действием всасывания, 7, Способ по п, 1, отличающийся тем. что обрабатывающее вещество суспендируют путем распыливания в газовых потоках, направляемых на .материал в виде расплава или жидкости.

9, Способ по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что обрабатывающее вещество является пропитывающим агентом, 10, Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве обрабатывающего вещества используют абразивный материал для придания шероховатости обрабатываемому материалу для улучшения сцепления при проклейке, Приоритет по пунктам

16.07,85 по пп, 1 — 3, 6 — 10;

29.10.85 по пп. 1,4 и 5, 17 27536

1727536

° ю

1727536

А-А

Ри2.

Z5

21

23

22

Z3

29

1727536 л

Фч

Составитель А. Романова

Редактор Н.Швыдкая Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Заказ 1285 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101