Способ получения древесно-полимерных полотен и устройство для его осуществления

 

Использование: переработка дрэвеснополимерных композиций в листовые материалы . Сущность изобретения: древесно-полимерный материал экструдируют через кольцевую головку, а полученный экструдат разрезают в зязкотекучем состоянии по образующей и разворачивают в полотно охлажденным воздухом под давлением . Устройство для получения полотен включает экструдер 1, кольцевую головку 2, воздушно-охлаждающую систему 4 в виде двойного желоба с перфорированной верхней стенкой, 2 с.п.ф-лы, 5 ил. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1818234А1 (sl>s В 29 С 47/36, В 27 N 3/28

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ « ...ъ;,/

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ "г,„. (21) 4874715/15 (22) 21.09.90 (46) 30.05.93.Бюл,й. 20 (71) Институт механики металлополимерных систем АН БССР (72) В.А.Белый, В.И,Губкин, Б.И.Купчинов, С.Ф.Мельников и З.Г.Бреднева (56)Заявка ФPГ %3428119, кл. С08L23/12, 1988.

Патент США 2644548, кл. В 29 D 29/00, 1971, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДРЕВЕСНОПОЛИМЕРНЫХ ПОЛОТЕН И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к производству композиционных широкоформатных материалов, а именно к способам получения древесно-полимерных полотен и устройствам для его осуществления.

Цель изобретения — повышение физикомеханических характеристик, снижение неоднородности древесно-полимерного полотна, а также снижение энергоемкости способа.

На фиг.1 изображено устройство для осуществления способа, вид в аксонометрии; на фиг.2 — кольцевая головка и воздушно-охлаждающая система, разрез; на фиг.3 — разрез 1-1 на фиг.2; на фиг,4 — разрез 2-2 на фиг.2; на фиг.5 — разрез 3-3 на фиг.2.

Устройство состоит из экструдера 1, кольцевой головки 2, обогреваемого ножа 3, воздушно-охлаждающей системы 4, приемNblx валков 5. Нож крепится к кольцевой головке и за счет этого обогревается.

Воздушно-охлаждающая система выполнена в виде двойного желоба с перфори(57) Использование: переработка древеснополимерных композиций в листовые материалы. Сущность изобретения; древесно-полимерный материал экструдируют через кольцевую головку, а полученный экструдат разрезают в вязкотекучем состоянии по образующей и разворачивают в полотно охлажденным воздухом под давлением, Устройство для получения полотен включает экструдер 1, кольцевую головку 2, воздушно-охлаждающую систему 4 в виде двойного желоба с перфорированной верхней стенкой, 2 с.п.ф-лы, 5 ил, 1 табл. рованной верхней стенкой, при этом радиус кривизны желоба по длине изменяется в диапазоне {д+ R) 5 Гж (оо, где R — максимальный радиус кольцевой головки; гж — радиус кривизны верхней стенки желоба; д — толщина полотна.

При этом длина желоба равна ширина получаемых полотен, мсг

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Древесно-полимерный материал, находящийся в вязкотекучем состоянии, экструдируется через экструдер 1 и кольцевую головку. 2 Смонтированный на выходе из головки и обсгреваемый за счет контакта с головкой нож 3 разрезает полученный экструдат (цилиндрической формы) по образующей (фиг.2). Воздушно-охлаждающая система 4 выполнена в виде двойного желоба с перфорированной верхней стенкой, Для равномерного разворачивания экстру1818234 дата в полотно желоб по длине выполнен с переменным радиусом, который изменяется в диапазоне (д+ R) < rx < aa . Длина желоба в данном случае соответствует ширине получаемых полотен. Разворачивание 5 экструдата цилиндрической формы производят за счет охлаждения его воздухом до температуры размягчения материала по Вика. Причем для полного разворачивания охлаждения внешней поверхности экструдата 10 проводили со скоростью 2-10 С/с. Для обеспечения такого режима охлаждения воздух в воздушно-охлаждаемую систему подавали под давлением 30-100 кПа в зависимости от толщины получаемых полотен. 15

Температура охлаждения агента равна 1822 С. Окончательное оформление экструдата в полотно происходит с помощью протяжных валков 5, основное назначение которых состоит в отборе получаемых поло- 20 тен и подаче их для формования из них деталей сложной конфигурации, Физико-механические свойства древесно-полимерных полотен оценивали на образцах, .вырезанных из полотен по 25 соответствующим ГОСТам. Индекс разнотолщинности (I) оценивали по формуле

Bmtn

Жах где д — минимальная толщина полотна; 30 max — максимальная толщина полотна.

Измерение толщины полотна производили с помощью микрометра по ширине полотна.

Для оценки свойств по ширине полотна 35 образцы для испытаний вырезали на расстоянии от оси симметрии полотна 80 мм и по оси симметрии. Разброс значений по каждому показателю представлен в таблице, в скобках.

Количестводефектов в полотне о4енивали ви- 40 зуально на полотне длиной 200 мм.

В таблице для сравнения приведены свойства древесно-полимерных полотен, полученных по способу-прототипу и контрольным способам. В способе-прототипе 45 древесно-полимерные полотна получались на экструдере с плоскощелевой головкой.

Приведены контрольные примеры, показывающие, что для достижения аффекта необ ходимо экструдирование через прямо- 50 точную кольцевую головку, разрезание в вязкотекучем состоянии экструдата по образующей и разворачивание его в полотно за счет создания градиента температурных напряжений по толщине трубы. 55

Разворачивание в данном случае обеспечивается охлаждением воздухом внешней поверхности зкструдата со скоростью

2-10 С/с до температуры размягчения по

Вика, причем воздух в воздушно-охлажденную систему подают под давлением 30-100 кПа.

Применение в предлагаемом способе запредельных параметров нецелесообразно, так как в этом случае эффекта повышения физико-механических характеристик не наблюдается, или он незначителен.

Анализ полученных данных свидетельствует о том, что применение предложенного способа получения экструзионных древесно-полимерных полотен позволяет повысить их физико-механические характеристики. Из таблицы видно, что изобретение обеспечивает снижение неоднородности материала по ширине более чем в 1,5-2,1 раза и повышение физико-механические характеристики в 1,3-2,3 раза, также снижается энергоемкость процесса в 1,3-1,5 раза.

Формула изобретения

1. Способ получения древесно-пол имерных полотен, включающий смешива ние компонентов, загрузку экструдирвоание через кольцевую головк древесно-полимерного материала, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения физико-механических характеристик снижения неоднородности древесно-полимерного полотна, а также снижения энергоемкости способа, экструдирование древесно-полимерного материала осуществляют через к льцевую головку при давлении на входе в нее 85-170 кг/м2, а. полученный экструдат разрезают в вязкотекучем состоянии по образующей и разворачивают его в полотно охлаждением внешней поверхности экструдата воздухом со скоростью 2-10 С/с, который подают под давлением 30-100 кПа, а охлаждение внешней поверхности экструдата осуществляют до температуры размягчения по Вика.

2. Устройство для получения древеснополимерных полотен, включающее экструдер, кольцевую головку, нож, воздушно-охлаждающую систему и приемные валки, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения физикО-механических характеристик и снижения неоднородности древесно-полимерного полотна, а также снижения "-нергоемкости способа, нож острием жестко соединен с кольцевой головкой, а воздушно-охлаждающая система выполнена в виде двойного желоба с перфорированной верхней стенкой, при этом радиус кривизны желоба по длине изменяется в диапазоне (д + R ) гж (0, где R — максимальный радиус кольцевой головки

1818234 при этом длина желоба равна ширине получаемых полотен.

Предлагаенк1 способ

Пар*метр» техноpocHH сос композиции, свойства Зкст змаиимх полотен вьг и/и

Контрольнн принерм пот льни прОто тна в

-дел пара наг

5 6 ра- 3

Tpv

9 10 11

1 Состав коюаэицнн

1.! Тернтпластичнзе свлзусцее, нас.Тп

50 50 50

50

25 30 50 70 полипропипен па лиз т и ле и пплистирал

1.2 Дисперснал древесина,иас.2

75 70 50 30 50 50 25

50 50

+ + ь

Способ экструдмооааиил

Через кольцевую голэеку

2.1

2.2

+ + +

Через целевую головку центральнтго питании

2.3

Через целевую головку коллектарную ратнер получаеюго полотна

200 200 200 200 200

525102525

3,1

3.2

2,5

Вмрина полотна,ин

Тальник полотна, HH

2,5

200

2 5

200 200

2,5 2,5

0,7

Парвиетрм текююгии получанил эиструзноннмх полотен

4.1 давление иа еюде в экструэионную сооое«у, кгс/ит

270 290 260 280

220

200 170 105 150 85 95 210

4.2 Скорость охлаидения знструзнтннай головин oocpc аткло ченнн обогрева,вС/ч

8D 60 45 30 45 45

70 100 lS

100

100

4.3

Теиьература экструдата на емходе из зкструзиоинад головни,аC

205

240 225 205 190 160 175 145

205

ГЭО 270 270

l l8 148 148

lеипеоатура разилгчения композиции по Вика, С

t48

157 153 148 142 95 105

4.5

CkOPOCT ° Емхада Экетаудата из зиструзноиной голавкч, гlс

32 47 59 52 64 57 38

2S l 5 70

Скорость охпаиде.:чк эмстПуДвта ЗаарчХаи C/C

1 8 0,5

10 6 2

6 6

65 &5

05 6 . 05

0.5 давление воздуха е воздуюю-ахпз»даикей канеае, кда

10 t20 100 65 30

5 Свойства зкструзноннмх древесно-лапинермзк попотел ho мирине (средние Значении) 5.! Кндеис разнотопциннзсти

5,2 Оодопагпоцение (ГОСТ

15065-73),2

8,4

0,8

0,1 0,4 1,0

0,8 0,9 1 ° О 0,85 1,0 1,0

3,9 (18) 2,9 1,8 2,1 (9) (3) (1) 4,8 (10) 2,9 (9) 3,7 (28) 3,7 (15) 5.3 Прелел прочности при раста" лени» (ГОСТ !12&2-80),!Па

II (25) t8 (!8) 24 27 23 (t0) (7) (9) 20 (12) 21 (12) (20) 5. 4 Предел прочности прм HaceGe (ГОСТ 4&48-71), tata

\5

08) S0 S6 48 (t2) (5) 69) 43 (13) 34 (27) 42 (») 4! (20) 5,5 количество девектов на поеерхнтстн полотна длин!а

200 нн

7 2 5 Э

30 !Ь

12

1S

П р и н е ч а н и е. В скобках приведен иоэфамциент вариации саотаетствуттцаго показатели ° \ по лирике полотна о

r - радиус кривизны верхней стенки желоба; д — толщина полотна, 1,5 17 (6) ()

13.2 15 9 (5) (8!

39 41 (4) (5) 10,2 5,4 (27) (12)

10 !Ь (242 75)

32 40 (20) (21) 1818234

Фиа2

2-2

Составитель Н,Дроздова

Техред M.Mîðãåèòàë Корректор шешеля

Редактор Т,Иванова

Заказ 1920 Гираж 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