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由可流動(dòng)的塑料和固體纖維填絮通過擠壓制造混配料的方法及實(shí)施該方法的裝置的制作方法

文檔序號(hào):4418557閱讀:390來源:國知局
專利名稱:由可流動(dòng)的塑料和固體纖維填絮通過擠壓制造混配料的方法及實(shí)施該方法的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1概念的由可流動(dòng)的塑料和固體纖維填絮制造混配料的方法。此外本發(fā)明涉及實(shí)施該方法的裝置。
從DE19530020A1可知由塑料和固體纖維填絮制造混配料的方法,在此方法中采用加熱的螺桿擠壓機(jī),在其中長絲通過自動(dòng)喂入而被吸入,在那兒被切碎和與塑料混合,隨后送出制成的纖維混配料。為了使與可流動(dòng)的塑料在擠壓機(jī)內(nèi)的強(qiáng)烈混合所需的混合段的長度盡可能保持短,在此方法中設(shè)計(jì)為,長絲在進(jìn)入擠壓機(jī)之前在浸漬設(shè)備中用所采用的塑料潤濕。
關(guān)于浸漬設(shè)備可采用商業(yè)上普通的設(shè)備,這在EP0287427B1中有描述。用于潤濕長絲材料的已知工具是構(gòu)成一種注射模具的形式,該模具有一通道用于使纖維材料通過。在此通道的開始區(qū)域是二個(gè)用于將可流動(dòng)的塑料輸送給長絲材料的物流通道的終端。通道的縱向走向不是直線的,而是若干向下或向上彎曲的路線,這樣使纖維材料在其通過時(shí)圍繞著相應(yīng)的邊緣拐彎。因此確保纖維材料盡可能均勻和完全潤濕。
本發(fā)明的任務(wù)是,按如下形成一類方法,即用盡可能簡單的方法確保纖維材料均勻和完全的潤濕。在此應(yīng)制造有目標(biāo)地含有特別高份額的非常長的纖維的混配料,以確保由此混配料制成的成品件具有高的斷裂強(qiáng)度。此外還提出實(shí)施此方法的裝置。
用權(quán)利要求1中所給特征的方法,本發(fā)明的任務(wù)得以解決。用于實(shí)施該方法的裝置的特點(diǎn)是在權(quán)利要求8給出的特征。本發(fā)明有利的實(shí)施方案在從屬權(quán)利要求中指明。
本發(fā)明的出發(fā)點(diǎn)是,由可流動(dòng)的熱塑性塑料和由增強(qiáng)材料組成的固體纖維填絮通過從擠壓室擠壓出加入的材料來制造混配料??闪鲃?dòng)的塑料原則上也可以是熱固性的熔化塑料如聚酯樹脂。但優(yōu)選采用熱塑性塑料,它在擠壓室中由于熱的輸入塑化,例如聚乙烯、聚丙烯。用于增強(qiáng)在基體材料應(yīng)用的可流動(dòng)塑料的纖維材料可以應(yīng)用任意的材料,優(yōu)選采用玻璃纖維。將這種纖維狀的增強(qiáng)材料以長絲的形式加入已在擠壓室存在的和已成為可流動(dòng)的塑料中并與之混合。在長絲加入擠壓室之前將它用與在擠壓機(jī)中的塑料量相比很少量的已安排的可流動(dòng)的塑料潤濕。通過這樣的予先潤濕有可能使,為達(dá)到纖維在基體材料中盡可能均勻的分布在擠壓機(jī)中混合工作量可限制至最少。因此在所用混合工具的作用下趨向于撕裂和扯破的加入纖維保持比較大的長度?;旌瞎ぷ鬟M(jìn)行的時(shí)間愈長和愈強(qiáng)烈,單個(gè)纖維段愈短。為了使由本發(fā)明制備的混配料通過繼續(xù)加工制造的產(chǎn)品達(dá)到盡可能高的斷裂強(qiáng)度,重要的是纖維長度保持盡可能長。如果加入的長絲沒有足夠的潤濕,則必須進(jìn)行明顯的較長時(shí)間的混合操作。
為使長絲被可流動(dòng)的塑料完全潤濕,本發(fā)明設(shè)計(jì)為,長絲引入通過在一對(duì)旋轉(zhuǎn)方向相反傳動(dòng)的潤濕輥之間形成的輥隙。在此潤濕輥的表面具有一層由基質(zhì)材料的塑料以可流動(dòng)形式組成的一定厚度的涂層,其厚度足夠使塑料不斷充滿輥間隙。由于長絲通過輥隙,使長絲強(qiáng)制性的與可流動(dòng)的塑料極強(qiáng)的接觸和這樣使其表面以不太復(fù)雜的方法被塑料完全潤濕。
原則上有可能用另外一個(gè)擠壓機(jī)產(chǎn)生用于涂覆潤濕輥的可流動(dòng)的塑料,并送入潤濕輥的表面。但特別有利的是,這里所需的可流動(dòng)的塑料可以從用于與長絲混合的擠壓室中在塑料已經(jīng)可流動(dòng),但尚未和纖維混合的某個(gè)位置作為部分物流取出。
基于其特別好的混合性能,多螺桿擠壓機(jī),優(yōu)選雙螺桿擠壓機(jī)特別適用于制造混配料。原則上也可用單螺桿擠壓機(jī)。有目的是將潤濕的長絲輸入到螺桿擠壓機(jī)的混合區(qū)范圍。該混合區(qū)對(duì)于和基體材料的充分混合只需要比較短的長度。
為使長絲達(dá)到特別好的潤濕,推薦潤濕輥用相互不同的輥圓周速度傳動(dòng)。用此方法在輥隙中造成磨擦,它導(dǎo)致纖維材料分裂。因此送入的纖維條的單根纖維可與可流動(dòng)的塑料在輥隙中進(jìn)行特別強(qiáng)烈的接觸并完全被其包圍。通過分裂使由于“涂層”粘結(jié)在一起的纖維分開和使“單根纖維”達(dá)到潤濕。不同的輥圓周速度例如可在同樣的傳動(dòng)轉(zhuǎn)數(shù)下通過選擇相應(yīng)不同的輥直徑達(dá)到。輥圓周速度優(yōu)選通過相應(yīng)地校正和調(diào)節(jié)潤濕輥不同的轉(zhuǎn)數(shù)來實(shí)現(xiàn)。
為了確保長絲有次序的輸入潤濕輥,推薦將長絲首先引導(dǎo)通過一對(duì)相互退繞的喂入輥和由此將其引入潤滑輥的輥隙。喂入輥的轉(zhuǎn)動(dòng)與潤濕輥一樣也是相互相反的方向,以使材料輸送以所需的方向進(jìn)行。
用于實(shí)施上述方法的本發(fā)明的裝置有螺桿擠壓機(jī)作為主要部分,它的被擠壓機(jī)外殼包圍的擠壓室除了有用于基質(zhì)材料塑料的入口和擠出材料的出口的兩個(gè)開孔外還有一個(gè)旁邊開孔,它用于長絲材料的加入。用于長絲材料的開孔是在塑料進(jìn)口和出口之間,和在正常情況明顯的靠近出口開孔。此裝置的另一重要部分是用于潤濕纖維材料的裝置中。此潤濕裝置的出口與在擠壓機(jī)殼體的用于長絲材料的開孔輸送連接上。按本發(fā)明此潤濕裝置至少有一對(duì)共同作用的潤濕輥,這兩個(gè)輥以相反的轉(zhuǎn)動(dòng)方向傳動(dòng)。原則上也可能前后或并列聯(lián)接若干對(duì)的這種潤濕輥。但是一般有意義的是只限于用一對(duì)潤濕輥。在潤濕輥之間存在的輥隙構(gòu)成潤濕裝置的出口。在潤濕輥的周邊區(qū)域,亦即在其范圍的周圍用以下方法安置一個(gè)用于潤濕所需的可流動(dòng)的塑料的輸入裝置,即使?jié)櫇褫伒耐馓自谶\(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)總是覆蓋一層可流動(dòng)的塑料。
推薦一種有益的緊湊結(jié)構(gòu)形式,將潤濕輥存放在封閉的殼體中,此殼體與擠壓機(jī)殼體固定連接在一起。這也意味著,此殼體安置在用于纖維材料的輸入的旁邊開孔的范圍。有必要的是旁邊的開孔是在螺桿擠壓機(jī)混合區(qū)的范圍。優(yōu)選在殼體前面,在其中存放潤濕輥,也安置一對(duì)轉(zhuǎn)向相反傳動(dòng)的喂入輥,通過此輥纖維材料的長絲有控制的可導(dǎo)入潤濕輥的輥隙。
原則上螺桿擠壓機(jī)在擠壓室里具有唯一的一個(gè)螺桿。但是用多螺桿擠壓機(jī)可達(dá)到較好的混合。特別優(yōu)選采用雙螺桿擠壓機(jī),其中雙螺桿擠壓機(jī)的兩個(gè)螺桿有利的是同方向轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)。
為了使在輥隙產(chǎn)生磨擦以支持纖維材料被完全潤濕,基本上可采用不同直徑的潤濕輥,這樣這些輥可用相同的轉(zhuǎn)數(shù)傳動(dòng),雖然需要不同的輥外套圓周速度。當(dāng)然也有可能,在相同的潤濕輥直徑下通過在各個(gè)輥的傳動(dòng)中用不同的齒輪箱變速比達(dá)到需要的不同輥圓周速度。推薦潤濕輥的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)這樣配置,即使其圓周速度相互無關(guān)地可校準(zhǔn)和可調(diào)節(jié)。這可以最簡單地這樣達(dá)到,即潤濕輥的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)相互完全分開構(gòu)成。
在可流動(dòng)塑料輸入潤濕輥的輸入裝置方面,有利的是,將輸入裝置設(shè)計(jì)成分枝通道,此通道在纖維材料輸入的開口之前在螺桿擠壓機(jī)的螺桿輸送方向上從擠壓室分枝和在安裝潤濕輥外套的直接鄰近區(qū)域開放式結(jié)束,這樣由于通過螺桿在可流動(dòng)塑料上作用的壓力使這些塑料的部分物流通過分枝通道涂到潤濕輥的外套上。
下面本發(fā)明借助于唯一的圖對(duì)作為截面圖描繪的實(shí)例作進(jìn)一步說明。
此圖表示螺桿擠壓機(jī)1的橫截面,該擠壓機(jī)設(shè)計(jì)為有兩個(gè)螺桿11和12雙螺桿擠壓機(jī)。如通過兩個(gè)標(biāo)明的旋轉(zhuǎn)箭頭所指示的,此兩個(gè)螺桿11,12優(yōu)選以同向旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)。螺桿擠壓機(jī)的擠壓室用參考標(biāo)志2表示,而擠壓機(jī)殼體用參考標(biāo)志8表示。在螺桿擠壓機(jī)1的混合區(qū)范圍,擠壓機(jī)殼體8有一旁邊開孔3通向擠壓室2。在此開孔3之上安裝殼體7,它直接與擠壓機(jī)殼體8用螺栓固定在一起。在殼體7中可旋轉(zhuǎn)地安裝有兩個(gè)潤濕輥5,6,它們有一圓筒狀的外套和同樣的直徑。屬于潤濕裝置4的潤濕輥5,6轉(zhuǎn)軸是平行于兩個(gè)螺桿11,12的縱軸。它們是分別通過可調(diào)節(jié)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)在相反的旋轉(zhuǎn)方向傳動(dòng),在此潤濕輥5的轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)成有點(diǎn)不同于潤濕輥6的轉(zhuǎn)數(shù),以便在相互靠近的潤滑輥5,6的輥隙中產(chǎn)生一定的磨擦度。潤濕輥5,6的旋轉(zhuǎn)方向和輥隙是這樣布置的,即在沒有詳細(xì)描繪的玻璃材料的長絲條,(該條子在標(biāo)明箭頭的方向通過潤濕裝置4送入)有目的地通過開孔3輸送達(dá)到擠壓室2。為使玻璃纖維材料實(shí)現(xiàn)有控制的輸入,在兩個(gè)潤濕輥5,6的上部還要可旋轉(zhuǎn)地安裝兩個(gè)喂入輥9,10,其中它們也是這樣傳動(dòng)的,即使長絲條直線進(jìn)入潤濕輥5,6的輥隙。為使在兩個(gè)潤濕輥5,6之間的輥隙中被基體材料的可流動(dòng)塑料發(fā)生所希望的完全潤濕,潤濕輥5,6的外套必需各用足夠量的可流動(dòng)塑料覆蓋一層,以使此可流動(dòng)塑料充滿輥隙。這里本發(fā)明有利的形式是,各設(shè)計(jì)一個(gè)分枝通道13,14,這是在沒有標(biāo)明出來的某一位置,即已有可流動(dòng)的塑料存在于擠壓室2中的位置,從擠壓室2分枝和通過擠壓機(jī)殼體8和通過機(jī)架7輸送至潤濕輥5,6的外套和在那里開放式終止。因此可流動(dòng)塑料的部分物流可由擠壓室2分枝和送至潤濕輥5,6。在潤濕輥5,6的外套流出可流動(dòng)的塑料,即它注入到潤濕輥5,6的外套面之間的縫隙和在機(jī)架7中相應(yīng)的圓筒狀的空隙,在此空隙中運(yùn)轉(zhuǎn)兩個(gè)潤濕輥5,6。因此可流動(dòng)的塑料在兩個(gè)潤濕輥5,6不斷的旋轉(zhuǎn)中以均勻的厚度分布在其外套上。通過兩個(gè)分枝通道13,14的材料供應(yīng)是這樣分配的,即兩個(gè)潤濕輥5,6之間的輥隙在長絲條通過時(shí)應(yīng)足夠充滿。由于在輥隙中的磨擦和壓擠過程,在纖維材料和基體材料的塑料之間造成非常強(qiáng)的接觸,這樣確保纖維材料表面的完全潤濕??闪鲃?dòng)塑料的過量材料被潤濕輥5,6帶走和無問題的在機(jī)架7的內(nèi)部相應(yīng)的邊緣上切成條子,和落入擠壓機(jī)殼體8的開孔3中和強(qiáng)制的與送入開孔3的纖維材料一起被擠壓機(jī)的螺桿11,12帶入,和再與塑料的主流進(jìn)行混合。纖維材料可通過喂入輥9,10和潤濕輥5,6以非常均勻的方式輸送到擠壓室2。通過兩個(gè)擠壓機(jī)螺桿11,12的混合操作使纖維材料總是不斷地破裂。因?yàn)橛糜诶w維材料在可流動(dòng)塑料的基體材料中均勻分布的混合段可相應(yīng)的短,送入的長絲主要以比較大的長度獲得。短纖維的份額比在至今已知的方法中明顯的較少。因?yàn)榘幢景l(fā)明的裝置單獨(dú)由可非常簡單制造的單個(gè)部件組成和所需的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)廉價(jià)可得,按本發(fā)明裝置的建造總費(fèi)用是非常低的。
參考標(biāo)號(hào)1.螺桿擠壓機(jī)8.擠壓機(jī)殼體2.擠壓室9.喂入輥3.開孔 10.喂入輥4.潤濕裝置 11.螺桿5.潤濕輥12.螺桿6.潤濕輥13.分枝通道7.殼體 14.分枝通道
權(quán)利要求
1.由可流動(dòng)的塑料和由增強(qiáng)材料,特別是玻璃纖維組成的固體纖維填絮制造混配料的方法,該方法是通過塑料從擠壓室擠壓出來,其中將增強(qiáng)材料的長絲送給在擠壓室中的塑料,此長絲予先已與塑料潤濕過,和將長絲與塑料在擠壓室中進(jìn)行混合,其特征在于,用于被塑料潤濕的長絲導(dǎo)入通過輥隙在一對(duì)旋轉(zhuǎn)方向相反傳動(dòng)的潤濕輥之間構(gòu)成的輥隙,潤濕輥表面覆蓋一層具有一定厚度的可流動(dòng)塑料,其厚度足以使輥隙不斷填滿塑料。
2.按權(quán)利要求1的方法,其特征在于,用于潤濕輥涂覆的可流動(dòng)的塑料從擠壓室中可流動(dòng)的塑料尚未和纖維混合的某一位置取出。
3.按權(quán)利要求1至2之一的方法,其特征在于,潤濕的長絲輸送到在多螺桿擠壓機(jī)的、特別是在雙螺桿擠壓機(jī)的混合區(qū)范圍的擠壓室。
4.按權(quán)利要求1至3之一的方法,其特征在于,作為可流動(dòng)的塑料采用塑化的熱塑性塑料。
5.按權(quán)利要求1至4之一的方法,其特征在于,用于在輥隙中產(chǎn)生磨擦的潤濕輥各用相互不同的輥圓周速度傳動(dòng)。
6.按權(quán)利要求5的方法,其特征在于,不同的輥圓周速度是通過調(diào)整潤濕輥的不同的轉(zhuǎn)數(shù)來調(diào)節(jié)的。
7.按權(quán)利要求1至6之一的方法,其特征在于,長絲是通過一對(duì)相互退繞的喂入輥有控制地送入潤濕輥的輥隙。
8.用于實(shí)施按權(quán)利要求1的方法的裝置,該裝置有一螺桿擠壓機(jī)(1)、其被擠壓機(jī)殼體(8)包圍的擠壓室(2)除了用于要擠壓的塑料的入口開孔和出口開孔外附加一個(gè)用于送入長絲材料的旁邊開孔(3),和有一潤濕裝置(4)用于要送入的纖維材料,它的出口與旁邊開孔(3)輸送連接上,其特征在于,—潤濕裝置(4)至少有一對(duì)共同作用的潤濕輥(5,6),—潤濕輥(5,6)是以相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)的,—在潤濕輥(5,6)之間存在的輥隙構(gòu)成了潤濕裝置(4)的出口和—在潤濕輥(5,6)的周圍的區(qū)域用以下方法安排可流動(dòng)的塑料的送入,即使?jié)櫇褫?5,6)的外套在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不斷地用可流動(dòng)的塑料涂層。
9.按權(quán)利要求8的裝置,其特征在于,潤濕輥(5,6)是在一封閉的殼體(7)中存放,該殼體與擠壓機(jī)殼體(8)固定連接。
10.按權(quán)利要求8至9之一的裝置,其特征在于,在機(jī)架(7)中附帶安裝至少一對(duì)相反方向旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)的喂入輥,通過它纖維材料的長絲有控制地可送入潤濕輥(5,6)的輥隙。
11.按權(quán)利要求8至10之一的裝置,其特征在于,螺桿擠壓機(jī)(1)是一多螺桿擠壓機(jī),特別是雙螺桿擠壓機(jī)。
12.按權(quán)利要求11的裝置,其特征在于,雙螺桿擠壓機(jī)的螺桿(11,12)是相同方向旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)的。
13.按權(quán)利要求8至12之一的裝置,其特征在于,用于在輥隙中產(chǎn)生磨擦的潤濕輥(5,6)是用相互不同的圓周速度傳動(dòng)的。
14.按權(quán)利要求13的裝置,其特征在于,潤濕輥(5,6)具有相同的直徑和它的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)的轉(zhuǎn)數(shù)相互無關(guān)是可調(diào)的。
15.按權(quán)利要求14的裝置,其特征在于,潤濕輥(5,6)的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)是相互分開構(gòu)成的。
16.按權(quán)利要求8至15之一的裝置,其特征在于,可流動(dòng)的塑料輸送設(shè)計(jì)成分枝通道(13,14),它在螺桿(11,12)的輸送方向在開孔(3)之前從擠壓室(2)分枝和在安裝的潤濕輥(5,6)外套的直接鄰近區(qū)域開放式結(jié)束。
17.按權(quán)利要求8至16之一的裝置,其特征在于,開孔(3)是安排在螺桿擠壓機(jī)(1)的混合區(qū)范圍。
全文摘要
本發(fā)明涉及從可流動(dòng)的塑料和由增強(qiáng)材料,特別是玻璃纖維組成的固體纖維填絮制造混配料的方法,該方法是將塑料從擠壓室擠壓出,在此將增強(qiáng)材料的長絲送到在擠壓室的塑料中,在此之前長絲已用塑料潤濕過,和將長絲與塑料在擠壓室中進(jìn)行混合。按本發(fā)明用于被塑料潤濕的長絲導(dǎo)入通過在一對(duì)以相反轉(zhuǎn)動(dòng)方向傳動(dòng)的潤濕輥之間形成的輥隙,潤濕輥的表面覆蓋一層有一定厚度的可流動(dòng)的塑料,其厚度足夠使輥隙不斷充滿塑料。此外本發(fā)明涉及實(shí)施此方法的裝置,該裝置有一螺桿擠壓機(jī)(1),它的被擠壓機(jī)殼體(8)包圍的擠壓室(2)除了有用于被擠壓的塑料的入口開孔和出口開孔外還附加有一旁邊開孔(3)用于長絲材料的送入,和有一潤濕裝置(4)用于要加入的纖維材料,它的出口與旁邊開孔(3)輸送連接上。
文檔編號(hào)B29C47/02GK1331626SQ99814910
公開日2002年1月16日 申請日期1999年12月6日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月22日
發(fā)明者S·奇斯加尼克 申請人:貝斯托夫有限公司
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