Способ изготовления сетчатых пластиковых конструкций с ромбовидными ячейками

 

Союз Советскнк

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ! 1871726 (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 081.079 (21) 2836777/23-05 (23) Приоритет- (32) 16. 10.78 (31) 40640/78 (33) Великобритани

Оттублмковано 07.3.081. Бюллетень HP 37 (51}М. Кл.з

В 29 D 31/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 678.027 (088.8) Дата опубликования описания 07.1(Nl (72) Автор изобретения

Иностранец

Фрэнк Брайан Иерсер (Великобритания) Ин остран н ая фирма П.Л.Г. Рисерч Лимитед (Великобритания) (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЕТЧАТЫХ ПЛАСТИКОВЫХ

КОНСТРУКЦИЙ С РОИБОВИДНЫИИ ЯЧЕЙКАМИ

Изобретение относится к области переработки пластмасс в изделие и может быть использовано в химической к полимерной промышленности для изготовления пластмассовых сеток экструзией, в сельском хозяйстве, в садоводстве.

Известен способ изготовления сетчатых пластиковых конструкций с четырехугольными или прямоугольными ячейками, заключающийся в получении экструзией исходного трубчатого материала с ячейками заданной формы, имеющими стренги, соединенные между собой узлами, разрезании исходного материала по.винтовой линии и намотке плоского полотна (1).

Однако в этом способе не предусмотрено ориентирование получаемого эк- 20 струзией материала, в результате чего не обеспечивается достаточная прочность сетчатых конструкций.

Ближайшим по технической сущности и достигаемому результату к изобре- 25 тению является способ изготовления сетчатых пластиковых конструкций с ромбовидными ячейками, заключающийся в получении одноплоскостного исходного материала, содержащего си- 30 стему отверстий, расположенных рядами в шахматном порядке, и вытяжке исходного материала до образования ячеек, ограниченных ориентированными в направлении вытяжки стренгами, соединенными между собой узлами, которые образованы участками материала, расположенными между парами смежных в направлении вытяжки отверстий, и имеют среднюю неориентированную или частично ориентированную зону к боковые ориентированные зоны (21.

Однако изготавливаемые этим способом сетчатые конструкции не облают необходимыми прочностными характеристиками, что обусловлено отсутствием точной и направленной ориентации в том числе и в узлах ячеек, а также видом исходного подвергаемого вытяжке матеркала и расположением в нем отверстий.

Цель изобретения - улучшение прочностных характеристик сетчатых конструкций.

Это достигается тем, что в способе изготовления сетчатых пластиковых конструкций с ромбовидными ячейками, заключающемся в получении одноплоскостного исходного матери871 72б ала, содержащего систему отверстий „ расположенных рядами в шахматном порядке, и вытяжке исходного материала до образования ячеек, ограниченных ориентированными в направлении вытяжки стренгами, соединенными между собой узлами, которые образо-ваны участками материала, расположенными между парами смежных в направлении вытяжки отверстий„. среднюю неориентированную илн но ооиентированную зону и боков=-.=. ориентированные зоны, расстояние м..=.: ду стенками двух смежных отверстий в одном ряду, перпендикулярном направлению вытяжки, выбрано, по мень-шей мере, в 1,5 раза большим, чем расстояние между стенкой одного из отверстий и стенкой расположенного с ним на одной прямой в направлении вытяжки через ряд отверстия, а вытяжку осуществляют до получения нспрерывных ориентированных в направ-лении вытяжки линий, образованных ориентированными стренгами и боковыми зонами узлов.

Кроме того, осуществляют дополнительную вытяжку исходного материала в направлении, перпендикулярном направлению основной вытяжки.

Отверстия в исходном материале имеют эллиптическую форму.

Исходный материал имеет криволи-" нейную кромку.

На фиг. 1 показан исходный материал; на Фиг. 2 — готовая сетчатая конструкция; на фиг. 3 — 5 — узел готовой сетчатой конструкции на трех различных этапах вытяжки; на Фиг. б различные формы отверстий или углуб.лений в исходном материале; на фиг.7способ пробивки исходного материала„ на фиг. 8 — готовая конструкция, предназначенная для конкретной цели; на фиг. 9 — 11 — различные формы кромок исходного материала; на Фиг 12 установка для изготовления сетчатой конструкции.

Исходный материал дан в виде листа 1 пластика, имеющего плоские параллельные поверхности и содержащего систему отверстий 2 или углублений, центры которых находятся на ромбической сетке иэ двух групп параллельных линий, расположенных под значительным углом.

Отверстия 2 или углубления располо>кены в шахматном порядке рядами, и хотя отверстия или углубления соседних рядов предпочтительно перекрывают друг друга, это не имеет существенного эначения.

При вытяжке в вертикальном направлении (если смотреть на Фиг. 1) зоны, обозначенные Х, будут вытягиваться первыми и образовывать ориентированные в направлении вытяжки стренги 3 (фиг. 2), соединенные узлами 4, образованными иэ зон, укаэанных воображаемым прямоугольникоя

У, 2. Стренги 3 вытягивают до такой степени, чтобы ориентация проходила по каждой стороне узла 4, Образуя бОковые Ориентированные 30ны :>(фиг,3j идущие параллельн= направлению вытяжки H проходяи-е по обеим сторО нам Одиночных средних зОН б или масс ,НЕОРИЕНтИРОВаННО.л0 ИЛИ МЕНЬЕ ОРИ— ентированного пластическогс матери jк->м Образом, промежности межтс укь.ими соседними стрен— и,—... ла 4 Q. äóò ориенти .3 О > 3 -=: г. Ь и е ч е 3-.—. и н ги 3 до.": I - - до» ность.

Б

ДолжЕ11 ВЬ т;1->лВ =, - .; Я ременно с зонами Х t H . ру:,, я жет быть не получена, д =.Обра>ка.емый прямоу> oJIbI- ик у вастся пОсле 3ci-. Х Раз> ;ер д;:>>к =. быть значительно большим, чем размер 7, а соотношение Y: z должно l:,ыть по крайней мере 1,5:1, а лучше, если оно будет настолько большим, насколько это практически возможно.

На Фиг. 3 показан первый тип полу. чаемого узла 4, имеющий шестиугольную утолщенную сдиночную среднюю зону б (каплю), которая тянется От верхней промежности к нижней и служит препятствием раздиру в укаэанн 1х промежностях при использовании конструкции при ее натяжении в направлении,- перпендикулярном к направлению вытяжки при изготовлении, Имеются непрерывны=-. линии ориентированного пластического материала, проходящие по конструкции в направлении вытяжки, причем каждая линия включает в себя последовательно стренгу 3 одной ячейки 7, боковую зону 5 узла 4, стренгу " с"ледующей ячейки и т,д.

На фиг. 4 показан узел 4 после дальнейшей вытяжки в первом направлении, в результате которой средняя зона б стала несколько уже, а боковые зоны 5 — несколько шире. Центральная средняя эона б может .содержать некоторую часть неориентированно. го пластического материала или, по меньшей мере, пласгический материал, менее Ориентированный, чем материал боковых зон 5.

Вытяжка в гервом направлении должна быть закончена прежде, чем будет

4 вытянут центр средней зоны б, если же вытяжку продолжать, то средняя эона б может быть полностью вытянута и ориентирована.

Для повеления прочности конструкции в направлении, перпендикулярном к первому Основному направлению вытяжки, конструкция может быть вытянута дополнительно во втором направлении, в результате чего будет осу871726 ществлена ориентация верхнего и нижнего концов средней зоны 6, показанной на фиг. 3 или 4, и получен узел 4, показанный на фиг. 5 ° На фиг. 5 показана средняя зона 6, имеющая квадратную форму с углами квадрата, напраьленными в сторону промежностей между соседними стренгами 3, но она может иметь и более закругленную форму. Имеются боковые зоны 5, полностью окружающие средььюю зону 6, причем каждая промежность имеет ориентированный пластический материал, проходящий вдоль промежности. Здесь также имеются непрерывные линии ориентированного пластического материала, проходящие по конструкции в направлении, перпенди:,:лярном к первому направлению вытяжки. Такая конструкция может быть ис.-ольэована, например для рыболовУ ных сет-.й узле : †:, любой из фигур 3-5 средняя зон-.. 6 может иметь такую же толщину, как у исходного материала, и будет, по меньшей мере, вдвое толще, чем боковые зоны.

Пример 1. На листе в 3 мм из полипропилена были пробиты круглые отверстия диаметром 3,18 мм с шагом 9,78 мм в поперечном направлении и 5,54 мм — в продольном. Центры отверстий расположены на двух группах воображаемых параллельных линий, . каждая из которых проходила под 30 к попер чному направлению. Расстояния,(, и Z 2 54 мм, 6,60 мм и

2,36 мм соответственно, а отношение j: Š— 2,8:i, Листу была дана вытяжка 7,5:1 (измеренная после релаксации) в продольном направлении при

97 С без ограничения в поперечном направлении. Степень вытяжки определена путем сравнения продольных размеров отверстий до и после вытяжки.

Полученная конструкция аналогична показанной на фиг. 3. Толщина середины стреиг 3 составляла 1,12 мм, толщина средней зоны 6-2,93 мм и толщина боковых зон 5 — 1,12 мм.

Пример 2. На лйсте в 1,5 мм иэ НРПЕ(полиэтилен повышенной плотности) были пробиты круглые отверстия диаметром 1,5 мм с диагональным шагом 3 мм и поперечным шагом 5,3 мм после чего листу была дана полная вытяжка при 97 С до степени 7:1 (измеренная после релаксации) в продольном направлении без ограничения

Ъ в поперечном направлении, и получена конструкция, аналогичная показанной на фиг. 4.

Пример 3. Конструкция, полученная в примере 1, вытягиваЛась при 97 С в поперечном направлении без ограничения в продольном направлении до тех пор, пока толщина всех боковых зон 5, полноcòüþ окружающих среднюю зону 6, не стала одинаковой °

ЬО

Исходный материал может иметь любую толщину, предпочтительно О, l2512,5 мм, а 0 5 мм — 5 мм, причем исходный материал может быть в виде листа или рукава., Исходным материалом является строго унипланарный материал, что означает, что за исключением перемычки (которая может быть расположена не в середин- ной плоскости) все зоны исходного материала симметричны относительно серединной плоскости исходного маПолученная конструкция была аналогична показанной на фиг. 5.

На фиг. 11 показана предпочтительная форма отверстий 2 или углублений, а именно продольная, а точнее эллиптическая ° Другой предпочтительной формой является прорезь с закругленными концами, показанная на фиг. 6, с левой стороны второго ряда. Эти формы обеспечивают снижение потребного количества исходного материала. Если в процессе осуществляют одну единственную операцию вытяжки, ее предпочтительно осуществляют в направлении обработки, причем основные (большие) оси отверстий 2

15 или углублений предпочтительно проходят параллельно направлению вытяжки, Это обеспечивает возможность получения более широкой ячеистой конструкции из исходного материала за2() данной ширины. При осуществлении двух последовательных операций вытяжки первая может быть проведена в поперечном направлении, причем в этом случае основные оси отверстий 2 или углублений могут проходить перпенди-; кулярно к первому направлению вытяжки.

На фиг. 6 показано много различных форм отверстий 2 или углублений, которые могут быть использованы.

Отверстия или углубления занимают менее 50% или 25Ъ площади .листа 1.

Для повышения сопротивления раздиру каждая стренга 3 должна быть достаточно высокой (по отношению к ее

35 ширине) в том месте, где она входит в узел, поэтому середина (обычно самая узкая часть) каждой стренги 3 должа иметь ширину, не превышающую более чем в 1,5 раза ее высоту. Относительно высокие стренги служат препятствиями раздиру в узлах. Для этой цели необходимо должным образом подбирать размер Х по отношению d листа 1, при этом отношение Х:d должно быть 1,5:1 или менее, например .

1:1 или 1:1,5.

Теоретически безразлично, осуще,ствляют или первую вытяжку в поперечном направлении или в направлении обработки в установке непрерывного действия.

Исходный материал может быть плоским или рукавным, а может быть в виде ячеистой или рифленой конструкции.

87172б териала. Однако, незначительные отключения от унипланарности не исключены.Отверстия 2(или углубления, если они больше подходят) могут быть получены путем пробивкой или формованием во время получения самого исходного материала. Если исходным материалом является рукавный материал, он может быть пробит в плоском виде, или в виде сплющенного рукава.

Как показано на фиг. 7, могут быть пробиты и краевые складки сплющенного рукава 8, так что система отверстий по всей периферии рукава будет одинаковой.

Вообще лучше избегать любых выступов по периферии отверстий или углублений.

Если вместо отверстий 2 предусмотрены углубления, то перекрывающая их перемычка может быть разорвана во время вытяжки, и оставшийся после этого пленкообразный материал удален.

Исходный материал должен быть неориентированным, хотя может иметь место и ориентация в расплаве.

Исходным материалом может быть любой подходящий термопластический материал например НЮРЕ (полиэтилен повышенной плотности), полиэтилен пониженной плотности, полипропилен, сополимеры НЮРЕ и полипропилена и полиамиды. Исходный материал может иметь на каждой лицевой поверхности поверхностный слой, содержащий стабилизатор ультрафиолетового излучения, причем>чем больше отношение ширины ориентированных стренг- в изделии к их высоте, тем более эффектна стабилизация ультрафиолетового излучения, поскольку нестабилизированные боковые стороны стренг и узлов составляют меньшую часть общей площади поверхности °

После вытяжки конструкции могут быть отпущены известным способом.

На фиг. 8 показано, что конструкция не обязательно должна быть однородной по всей ее длине, и что может быть введена определенная неоднородность, например, с целью изготовления сумок. В случае, показанном на фиг. 8, конструкция 9 имеет форму рукава, имеющего расположенные с правильными интервалами невытянутые участки 10 неперфорированного материала и невытянутые участки

11 пластического материала с отверстиями 12 для ручек. Рукав разрезают по штрихпунктирным линиям 13 и спаривают либо на участке 10, либо на участке 11 (по желанию), в результате чего получают сумки с заполнением сверху или с заполнением снизу.

На фиг. 9-11 показано, что, на-. пример для рыболовной сети кромка !

14 (см. Фиг. 2) может быть обеспебО

Формула изобретения

1. Способ изготовления сетчатых пластиковых конструкций с ромбовидными ячейками, заключающийся в получении одноплоскостного исходного материала, содержащего систему отчена путем формования криволинейной волнистой кромки 15 на исходном материале (на Фиг. 9 пунктирными линиями показан альтернативный вариант).

В этом случае кромка 14 не подвергается черезмерной вытяжке. Кромка 14 может быть сделана более широкой или более высокой, чем стренги 3,,путем расширения волнистой кромки 15 или утолщения ее.

Готовые конструкции упаковывают для продажи, например, в виде рулона. На фиг. 12 показана установка для промышленного производства ячеистых конструкций.

Установка содержит отпускное устройство 1б, несущее рулон 17 неперфорированного исходного материала, который проходит через установку по траектории, показанной пунктирными линиями и стрелками. Исходный мате2@ риал проходит через выравнивающее лист устройство 18, дыропробивную машину 19, машину 20 для ориентации (вытяжкиj в поперечном направлении, машину 21 для ориентации (вытяжки) в направлении обработки и наматывается на приемно-намоточное устройство 22; В машине 21 необходимо избегать слишком малого расстояния между захватами для обеспечения возможности некоторой боковой усадки ячеистой конструкции. Если нужно получить конструкцию, показанную на

Фиг. 3 или 4, машину 20 для ориентации можно убрать.

Теоретически безразлично, в каком направлении — поперечном или в направлении обработки, осуществлять первую вытяжку в установке непрерывного действия.

Изобретение обеспечивает высокую прочность конструкции в одном на- правлении, позволяющую использовать ее как сетку, например, для упаковки или в сельском хозяйстве и садоводстве за счет получения непрерыв45 ных линий ориентированного пластического материала, проходящих по конструкции в направлении, перпендикулярном к первому направлению вытяжки, что особенно важно для конструк4() ций, которые могут быть использованы для изготовления например, рыболовных сетей. Способ обеспечивает уйравление точным положением ориентации материала конструкции, позволяя оставлять в узлах ячеек утолщенные зоны, более стойкие к ударным нагрузкам.

871726

10 Фыг. 2

Ф г. 5

Фиа. 1

Фиг. b верстий, расположенных рядами в шахматном порядке, и вытяжке исходного материала до образования ячеек, ограниченных ориентированными в направлении вытяжки стренгами, соединенными между собой узлами, которые образованы участками материала, расположенными между парами смежных в направлении вытяжки отверстий, и имеют среднюю неориентированную или частично ориентированную зону и боковые ориентированные зоны, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения прочностных характеристик сетчатых конструкций, расстояние между стенками двух смежных отверстий в одном ряду, перпендикулярном направлению вытяжки, выбрано,по меньше мере, в 1,5 раза большим, чем расстояние между стенкой одного из отверстий и стенкой расположенного с ним на одной прямой в направлении вытяжки через 20 ряд отверстия, а вытяжку осуществляют до получения непрерывных ориентированных в наПравлении вытяжки линий, образованных ориентированными стренгами и боковыми зонами узлов.

2. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что осуществляют дополнительную вытяжку исходного материала в направлении, перпендикулярном направлению основной вытяжки.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что отверстия s исходном материале имеют эллиптическую форму.

4. Способ по пп. 1-3, о т л ич а ю шийся тем, что исходный материал имеет криволинейную кромку.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ССР 9 356837, кл. В 29 D 23/04 1969.

2. Патент ФРГ 1504700, кл. В 29 Р 31/00, опублик. 1970 (прототип) .

871726 ь,.а

Оие. 10

Составитель Л. Кольцова

Редактор Т. Колодцева Техред Т.Маточка Корректор Н. Стец

Заказ 8495/31 Тираж 697 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская Наб., д. 4/5

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