Способ изготовления наполненных изделий

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ Союз Советския Социалистическими Республик(33) СО%5,09,79, Бюллетень 3 Ф осударственный коинт СССР о делам изобретений и открытий(088, 8) Опубликова Лата опубли 09.79 ования описан Иностранцы ойд Арнольд Геттлер и Арт(54) СПОС:зВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НАПОЛН ИЗДЕЛИ древ есную ерного эласто я к способам оно может быть влении наполэкструзии. ения высоко- путем экструая переработканал с парал зованными межщимися цилиид пеисн енных иэИзвест наполненн зии, прич ке масса лельными ного способа эарочности формуф сит в повьзае изделий по иной цели по полненных изсостава,содер"кно и полимер"вку с последутрудат продаволинейного порузионной гоние площадей выходе и вхочем экструдат олокна иасвязующего, в лана Изобретение относитсреработки пластмасс,пользовано при изготоделий методомен способ получых материаловею, подвергаемпроходит черезстенками, обраду концентрически вращаюрами (11 .Недостаток известключается в низкой иемых изделий,Цель изобретения соснии прочности формуеьихокружности.,цля достижейия указаспособу изготовления наделий экструдированиемжащего прерывистОе волоное связующее, в заготоющей ее ориентацией эксливают через какал кривперечного сечения ,экстловки, в котором отношепоперечного сечения наде равно от 2 до 6, присодержит 10-75 вес,ч. в100 вес.ч. Полимерного качестве волокна используютцеллюлозу, а в качестве полисвязующего - каучукоподобный Известно, что в составах, в которых полимерное связующее (матрица)усилено:" прерывистым: волокном, ори.ентированным, по существу, в одномналравлеиии, прочность и модуль со.става вьзае в направлении ориентации.Известно также, что при экструдировании состава, включающего полимерноесвязующее и прерывистое волокно, пс -следнее ориентируется в направлеиигвыпрессовывания, т.е. волокно ориентируется параллельно оси иэделия, Однако часто оказывается желательньжполучить путем экструдирования изделия с волокном, ориеитированньаи вдругом направлении. Например, вследствие того, что развертывающие внутренние усилия в гибкой трубе, находящейся под давлением, выае по окружности, чем усилие по оси, необходимо,чтобы такая гибкая труба обладала адекватными физическими свойствами вокружном направлении, для чего жетельна ориентация волокон в этомправлении,685139 19 20Таблица 10 Смесь натурального и синтетического бутиловогокаучуков 361,3 36 41,5 159,6 65 2,3 75 71,7 144,8 бб 2,0 289,7 48 54,1 78,0 Стиролбутадиеновый каучук 236,9 70 50,6 138,8 95 1,7 40 82,3 Этиленпропилендиэтиленовый каучук 75 Описанные выше трубы при создании в них пневматического деления раз 2 рываются примерно при 14,1 кгс/смБыли также получены трубы с улучшенной прочностью по окружности из описанного в табл. 10 каучукового состава, содержащего 75 вес.ч, древесноцеллюлозного волокна на 100 вес.ч. эластомера, с применением экструзионной головки, подобной показанной на фиг. 1, но с расширяющимся каналом, т.е. ширина канала в расширявшейся части увеличивается при приближении к выходу и затем остается постоянной по асей длине Формующей поверхности. Таким образом, угол наружной поверхности составляет 60 , считая от оси головки, а угол внутренней поверхности составляет 56,5 , Ба выходе диаметр внутреннего элемента экструзионной головки 34,54 ьи, а диаметр наружного элемента 38,1 мм, ширина отверстия 1,78 ыю. Ва входе диаметр внутреннего элемента экструзионной головки 8,18 мм, а диаметр наружного элемента 9,98 мм, ширина отверстия 8,ф 9 мм. Таким образом, д. = 8,Ао- 4, а отношение шйрины выходного отверстия к ширине входного составляет 2.В другом варианте экструзионной головки, подобной изображенной на 25фиг, 1, но имеющей конусообразныйканал, угол наружной поверхности канала составляет б (считая от осиголовки), а угол внутренней поверхности канала 54 15 (считая от осиголовки). На выходе диаметр внутреннего элемента экструзионной головки34,54 мм, а диаметр наружного элемента 38,1 мм, ширина канала на выходе 1,78 мм. Яа входе диаметр внутреннего элемента экструзионной головки 17,27.мм, а наружного элемента 19,05 мм, ширина канала на входе0,89 мм. Следовательно, в экструэионной головке 9 Вд. = 2, 4 ф- =4, а отношение ширины канала навыходе к ширине канала на входе равно 2. Длина внутренней формующейповерхности 10,67 мм.Описанный выше каучуковый состав,содержаший 75 вес.ч. древесноцеллюлозного волокна на 100 вес,ч. эластомера, пропускают через канал с помощью экструдера для каучука с температурой в цилиндрическом приемнике 79 ОС и со скоростью вращения 3060 об/мин, Температура внутреннегоэлемента экструзионной головки иэкструдированного изделия составляет80 С. Иэделие отверждают путем нагревания в течение 30 мин при 160 С.Свойства полученной трубы приведены в табл. 11,б 85139 22 Таблица 11 84,4 312,2 49 178,6 128 1,75 45,0 Таблица 12 195,5 70 3,0 52,7 582,8 33 0-13 4 112, 5 15Трубу с внутренним диаметром 3/4" неопределенной длины и толщиной примерно 4,19 мм получают экструдированием вулканизуемого серусодержашего эластомерного состава, включающего этиленпропилендиметиловый каучук, содержащий 75 вес,ч, целлюлозного волокна древесины твердых пород на 100 вес.ч. каучука, на 88,9-миллиметровом экструдере Монсантоф через экструзионную головку с каналом постоянной ширины и -у: = 3,5. ТакАекак присутствие воды оказйвает вредное воздействие на отверждение при низком давлении и высокой температуре (с помощью микроволн), состав ЗО перед экструдиронанием хорошо высушивают, Неотвержденную трубу, содержащую волокно, ориентированное в направлении по окружности, при выходе из экструзионной головки непрерывно 35 подают непосредственно на микроволновую отверждаюшую установку, которая отрегулирована так, что экструдированное иэделие имеет температуру примерно 148-233 С, предпочтитель но 182-205 С, при общем времени пребывания в микроволновой печи и установке для выдержки после отверждения примерно 1-5 мин, предпочтительно 1- 3 мин. Из установки выходит вулканиНекоторое количество труб с наружным диаметром 38,1 мм и толщиной стенки примерно 1,78 мм получают экструдированием состава, включаюшеэованная усиленная труба. Отрезок трубы, подвергнутый испытанию пневматическим давлением, разрывается примерно при 19,7 кг/см.Состав, включающий смесь из натурального каучука и синтетического бутилового каучука и 75 вес,ч, древесноцеллюлозного волокна, экструдируют через головку 9 0-13 с радиально расходящимся каналом, как это показано на фиг. 4, Входное кольцо имеет внутренний диаметр 7,32 мм н наружный 10,87 мм. Выходное кольцо имеет внутренний диаметр 34,54 мм и наружный 38,1 ж. Кроме того, острые углы, образованные расходящимися каналом и формуюшей частью экструзионной головки, как это показано на фиг. 4, в головке Ю 0-13 сняты механической обработкой поверхностей, привыкающих к расходящимся и формуюшей частям канала. Радиус дуги внутреннего элемента экструзионной го.ловки равен 0,762 мм, а радиус дуги наружного элемента экструэионной головки 2,54 мм, канал имеет постоянную ширину 1,78 мм по всей его длине. Трубы вулканиэуют в автоклаве, как это описано выше. Средние величины физических свойств ряда труб приведены в табл. 12. го смесь натурального каучука и синтетического бутилового каучука и75 вес,ч. волокна искусственного шелка различной длины, ерез экструзи685139 23 24 онную головку с каналом постоянной ширины и увеличением площади, равным 4, диаметр волокна нз искусственного шелка примерно 10-15 мк. Укаэайная в табл 12 длина волокна является начальной длиной волокна, используемого для получения состава,одна Таблица 13 2. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что экструдат содержит 10-75 вес,ч. волокна на ЗО 100 вес.ч, полимерного связующего,3. Способ по и, 2,. о т л и ч аю щ и й с я тем, что, в качестве волокна используют древесную целлюлозу, а в качестве полимерного свя эующего - каучукоподобный зластомер. Формула изобретения 40 1. Патент США в 3279501, кл. 139-118 опублик, 1974. Ф 1. Способ изготовления наполненных изделий зкструдированием состава, содержащего Прерывистое волокно и полимерное связующее в заготовку с последующей ее ориентацией,. о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения прочности Формуемых изделий по окружности, экструдат продавливают через.канал криволинейного поперечного сечения зкструэионной головки, отношение площадей поперечного сечения которого на выходе и входе равно от 2 до б. ко во время приготовления составапроисходит некоторое измельчение волокна. Трубы вулканизуют в автоклавеи затем определяют их физическиесвойства. Результаты приведены втабл,Источники информации, принятые вовнимание нри экспертизе685139 ИВ Составитель Л. Ягодкинатор Л. Ушакова Техред И.Асталош Корректор М. Ви аж 771 каэ 5152/5 Подпис филиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул, Проектная ю сл,АС Фиг ЦНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и о13035, Москва, Ж, Раушская ета СССРрытийб., д. 4/5клонялись в одинаковой степени, Без значительного изменения свойств экструдируемого изделия ширина расходящегося канала экструзионной головки, образуемого поверхностями внутреннего и наружного элементов ее, может несколько изменяться от вхоцак выходу экструэионной головкиВ этоюслучае соотношение среднего. радиусарасширения и площади расширения будетизменяться. При использовании конусообразно расширяющегося канала можетпотребоваться различное радиальноерасширение, чтобы получить изделия стеми же Физическими свойствами по окружности, что и свойства изделий, получаемых при использовании головки с 50 Уста новлено, что при ра зделениисмеси волокна и полимерного связующего и продавливании ее через экструзи онный канал, который расходится конусообразно в направлении оси экструцирования, повышение прочности Формуемых изделий по окружности достигается 4увеличением отношения площадей поперечного сечения канала на выходе и входе. Получаемое путем зкструдирования иэделие обычно имеет кольцевой профиль, но можно получать изделия и другой Формы, например подковообразной. Вообще, площадь поперечного сечения канала на выходе должна быть в два или более раз больше площади поперечного сечения его на входе. В слу чае зкструзионной головки с каналом постоянной ширины в Форме кольца увеличение площади требует увеличения примерно в той же пропорции среднего радиуса, так как в такой головке отношение примерно равно отношениюАо-ф, где Аи А площади поперечных Мсечений каналов на выходе и входе соответственно, а 25В и й - средние радиусы поперечных сечений на выходе и Ьходе канала соответственно. Пропорция волокна, ориентированного в окружном направле,нии, в таком случае является Функци2ей величины либо -. Входом счиА 3тается, точка, непосредственно от которой канал начинает расходиться конусообразно. Экструдирование через расходящийся канал, образованный ста ционарными элементами экструзионной головки так, что отношение площадей поперечного сечения канала на выходе и входе, равное от 2 до б, существенно улучшает физические свойства изделий по окружности,Под расходящимсяф каналам в описании понимается то, что внутренняя и наружная поверхности канала отклоняются от параллельности к оси симметрии экструзионной головки таким образом, чтобы радиус на выходе был больше радиуса на входе. Однако не требуется, чтобц обе поверхности от 139расходящимся каналом. Ориентация волокна в направлении по окружности может быть достигнута с помощью расширения площади поперечного сечения канала несколько меньше чем в 2 раза, если радиальное расширение достаточно велико,и, напротив, меньшее радиальное расширение требует соответственно большего расширения площади, В частности, если выражение -я + -А 1, М, А, давно или больше 2, то достигается существенное улучшение прочности Формуеьих изделий по окружности.вЖелательно чтобы отношение -в составЯляло,по меньшей мере половйну отношения -з . При увеличении толщины канаАА,(,ла может быть достигнута точка, особенно в каналах с увеличивающейся толщиной, при которой вцпрессовываниематериала становится нестабильным иканал заполняется неравномерно, Конусность должна ограничиваться пределами,. которые обеспечивают стабильноевыпрессовывание экструдируемого материала с волокнистым наполнителем.На ориентацию волокон в иэделиитакже оказывают влияние такие, например, Факторц, как размер волокна,степень наполнения связующего волокном, вязкость. полимерного связующегои условия экструдирования. Однако изперечисленнцх Факторов важнейшим является геометрия канала экструзионнойголовки, Так, ориентация волокон впитающем отверстии экструзионной головки может оказать влияние на ориентацию волокон в экструдированном изделии,Для осуществления изобретения могут быть использованы практически лю:бые экструдерц, однако наиболее эффективным является применение экструдерас зоной отсоса и экструэионной головкой с шириной канала от 0,79 до12,7 мм. Длина канала не является величиной определенной и может быть разной в зависимости от условий экструдирования. Угол, образуемый каналоми осью экструзионной головки, состав"ляет 15-90 , предпочтительно от 45 до90Для осуществления способа по изобретению может быть использовано любоепрерывистое волокно, Волокно, усиливающее полимерное связующее, обцчноимеет среднюю относительную длину10-ЭООО, часто среднюю относительнуюдлину 20-1000, предпочтительно 20350, особенно желательно волокно с отнОсительной длиной, 50-200. Пригоднымявляются органические и неорганические прерывистые волокна различных типов".,либо в ниде моноволокна, либо ввиде спряденноговолокна (включая пучки волокна, связанные вместе для получения единого элемента, служащего)О На Фиг, 2 показана экструзионная головка, включающая наружный б и внутренний 7 элементы зкструзионной головки. Элемент 7 поддерживается деталями крепления 8, пересекающими канал 9 за входом 10 по направлению экструдирования. Поддерживающие детали 8 занимают лишь небольшую площадь канала 9, предпочтительно имеют обтекаемую форму, чтобы уменьшить разрывы потока экструдируемого сос-,ава. В таКой экструзионной головке экструдируемый материал не пережимается при приближении к входу 10, но разделяется под давлением на ; аршине внутренединой волокнистой структурой в смысле ориентации и усиления) . Примерами аригодных прерывистых волокон являются нейлон, искусственный шелк, полиэфир, хлопок, древесная целлюлоза, стекло, уголь, сталь, титанат калия, бор, окись алюминия и асбестовые волокна.Степень наполнения связующего во локном ограничивается обрабатываемостью смеси иэ волокна и полимерного связующего. Концентрация волокна, долускающая, обработку, зависит от относительной длины волокна, минимального размера зазора (кольцевого пространства) в эхструэионной головке и от упруго плястических свойств полимер 15ного связующего. Количество волокнав экструдате обычно составляет 5200 вес.ч. на 100 вес.ч. полимерного.связующего, предпочтительно 1075 вес,ч. на 100 вес.ч., лучше 10-40,оптимально 15-40 вес.ч. Указанная выше степень наполнения связующего волокном выбрана с учетом других ингредиентов (полимер, пигменты, антиокислители, связующие агенты и т.д.), помимо волокна, как составляющих осно, ву состава,Формование трубы из состава, усиленного прерывистым волокном, дает значительные преимущества в производстве, так как сохраняет Форму экструдируемого иэделия, благодаря чему исключается необходимость в применении сжатого воздуха или иных средств для сохранения Формы изделия. Для осуществления способа соответственно изобретению может быть применено любое полимерное связующее, которое армируется волокном, Одними из таких материалов являютсяпласти ки, в частности термопластические полимеры, такие как поливинилацетат, полиэфирные полимеры, например полиэтилентерефталат, полиамиды, например нейлон, полиэтилен, полипропилен, со полимер этиленвинилацетата и сополимеры АБС, Пригодны также термореактивные пластики,. например Фенольные смолы, а также неорганические материалы, например цемент или глина, Пред почтительны в качестве полимерного связующего эластомеры, в частности вулканизуемые серой диеновые эластомеры. Могут быть также использованы природные или синтетические каучуки 55 или их смеси, Так, пригодны следующие синтетические каучуки: цис-полибу" тадиеи, бутиловый каучук, неопрен, этиленпропиленовые терполимеры, полимеры 1,3-бутадиена, полимеры изопрена и сополимеры 1,3-бутадиена с другими мономерами, например стиролом, акрилонитрилом, нзобутиленом и метилметакрилатом.Составы, применяемые по изобретению, могут помимо волокна и полимерного связующего содержать другие, обычно в них включаемые ингредиенты, необходимые дня получения требуемых свойств сложных составов, например пластификаторы, масла - наполнители для увеличения объеа и удешевления, антидеграданты, армирующие и неармирующие пигменты, такие как окись цияка, окись бария, окись стронция, окись железа, двуокись кремния, сажу и органические пигменты, связующие аге;.ть,агенты вулканнзации, такие как сера,и ускорители вулканизации,Предлагаемый способ поясняется чертежами, где на Фиг, 1 изображена экструэионная головка с кольцевым входом и каналом, расходящимся конусообразно в направлении экструдирования; нафиг. 2 - экструзионная головка с цилиндрическим входом и каналом, расходящимся конусообразно в направленииэкструдирования; на Фиг, 3 - армированная труба с ориентированным волокном и сечения аф, б, фв, итрубы, б и г - параллельно оси трубы); на Фиг. 4 изображена зкструзионная головка с цилиндрическимвходом и каналом, расходящимся в радиальном направлении относительно направления зкструдирования; на Фиг. 5график зависимости отношения модуля Юнга трубы в направлении по окружности и в продольном направлении от отношения площадей поперечного сеченияканала экструзионной головки на выходе и входе; на Фиг. б - экструзионная головка с внутренним элементом, образующлм подковообразный какал,Экструзионная головка, изображенная на Фиг. 1, включает наружной 1 и внутренний 2 элементы экструзионной гс - ловки, элементы которой расположены таким образом, что образуют канал 3, расходящийся конусообразно в иаправленин экструдирования. Полимерное связующее, содержащее прерывистое волокно, подается через вход 4, а экструдированное изделие выходит через выход 5, Так как экструдирование происходит в направлении слева направо,экструдируемый состав пережимаетсяпри приближении к входу 4.7 б 85него элемента 7 экструзионной головки, Зкструдированное изделие с ориентированной волокнистой структурой выходит через выход 11.Для осуществления спдсоба по изобретению может быть применена экстру-зионная головка с внутренним злементом, образующим подковообразный канал (фнг, 6).На фиг, 4 изображен еще один вариант зкструзионной головки, включающей наружный 12 и внутренний 13 элементы экструзионной головки, образу" ющие канал 14, расходящийся в радиальном направлении относительно на" правления экструдирования. Полимерное связующее, содержащее прерывистое во- )5 локно, подается через вход 15, а экструдированное изделие, включающее ориентированное волокно, выходит через выход 1 б. При постоянной ширинеканала 14 степень ориентации волокна по окружности регулируется изменением длины канала 14. Хотя. в этом варианте экструзионной головки состав пода" ется через цилиндрический вход и разделяется на внутреннем элементе 13,однако часть внутреннего элемента 13может выступать за пределы входа 15чтобы поддерживать дорн. Если эта выступающая часть внутреннего элемента13 имеет цилиндрическую Форму и концентрична по отношению к стенкам вхо-ЗОда, то в головке не происходит пережимания экструдируемого состава. Состав может проходить также через зонупережима, как это показано на Фиг. 1.Как вариант элемент 13 может поддерживаться так, как это показано нафиг. 2. Еще по одному варианту осуществления изобретения экструдирован-.ное изделие на выходе 1 б может разрезаться ножами, которые также служат 40в качестве опор. Предпочтительно, однако, чтобы в канале не было размещено никаких поддерживающих элементов,так как некоторые эластомеры с трудомвновь образуют единую массу. 45На фиг. 5 показана графическая зависимость отношения модуля Юнга трубы, изготовленной по изобретению сиспользованием экструзионной головки,имеющей по существу канал постоянной 50ширины, в направлении окружности (Ен)и модуля Юнга в осевом направлении(Е), являющаяся Функцией преимущественно отношения площадей поперечногосечения канала на выходе (Ао) и входе 5 (А ) . Из графика видно, что разница55 в величинах модулей в обоих направ" . лениях увеличивается прямо.пропорционально увеличению отношения площадей.Площадь поперечного сечения канала, на выходе является площадью поперечного сечения экструдированного изделия, причем не принимается во внимание эффект набухания, Площадь поперечного сечения на выходе кольцевого канала является площадью круга, обра 139 8эованного поверхностью наружного элеМента экструзионной головки на выходе минус площадь круга, образованного поверхностью внутреннего элемента на выходе. Площадь поперечного сечения канала на входе является площадью, через которую проходит экструдируемый состав и непосредственно после которой канал начинает расходиться. На фиг. 2 площадь поперечного сечения канала на входе образована поверхностью наружного элемента экструзионной головки и имеет центр на вершине конуса, включающего внутренний элемент экструзионной головки. На фиг. 1 площадь поперечного сечения канала на входе имеет форму кольца, образованного наружным и внутренним элементами экструзионной головки в точке минимального сужения, Так как степень ориентации волокна в направлении окружности непосредственно зависит от увеличения площади канала от входа до выхода, оказывается весьма просто изготовить экструзионную головку с требуемым увеличением йлоща" дн, чтобы экструдировать трубы с любой желаемой степенью ориентации волокна в направлении окружности. В одном из вариантов осуществления изобретения регулирование ориентации волокна в трубе, формуемой экструдированием полимерного связующего, содержащего прерывистое волокно, осуществляется с помощью экструзионной головки с кольцевым каналом, расходящимся в направлении экструдирования, имеющим площадь поперечного сечения кольцевого канала в два и более раз большую, чем площадь на входе. Когда увеличение площади поперечного сечения канала по экструзионной головке составляет примерно 2, прочность изделия в направлении по окружности и в продольном направлении примерно одинаковая. При увеличении площади поперечного сечения канала по экструзионной головке в три раза и более, прочность изделия в направлении по окружности примерно в два и более раз выше прочности в продольном направлении. Следовательно, при экструдироМ- нии состава, содержащего прерывистое волокно, через кольцевой канал примерно постоянной ширины, имеющий площадь поперечного сечения на выходе пример" но в два раза большую площади поперечного сечения на входе, получают экструдированное изделие, в котором примерно равное количество волокна ориентировано как в направлении по окружности, так и в продольном направлении. При экструдировании состава; содержащего прерывистое волокно с той же степенью наполнения, через канал примерно постоянной ширины, но имеющий площадь поперечного сечения на выходе в три и более раз большую площади на входе, получают экструди 685139 10ством волокна, ориентированного в направлении по окружности. Во всех этих вариантах выпрессовывание состава яв ляется стабильным.Было отмечено, что ориентация волокна по существу равномерная по окружности трубы, сформованчой пропусканием состава, содержащего прерывис тое волокно, достигается при формоваиии через экструзионную головку с каналом конической форьы, обеспечивающим увеличение площади, достаточное для такой ориентации волокна.Если форма канала изменяется от 25 30 35 дера, расположенного в тандем с микроволновой отверждающей установкой, которая обычно включает микроволновуюпечь и печь на горячем воздушном дутье или жидкую отверждающую среду. 40Непрерывное отверждение особенно неДля упрощения ориентация волокна описывается в направлении по окружности и в осевом направлении трубы, однако некоторые волокна ориентируются под различными углами к оси и такая ориентация волокна, основывающаяся на измерениях модуля, оказывает определенное влияние.Для иллюстрации изобретения производится экструдирование состава, включающего целлюлоэное волокно и состав на основе вулканнзуемого каучука, с помощью экструдера Ройля с целью получить трубу с наружным диаметром 3,81 см и толщиной стенки примерно 0,18 см, Экструдиронанное изделие .режется для получения труб любой требуемой длины. Неотвержденная труба вулканизуется либо н автоклаве, либо в прессе. Прн изготовлении труб спе 50 60 б 5 рованное изделие, в котором количество волокна, ориентированного в направленин по окружности больше, чем количество волокна в продольном направлении. При экструдировании состава через подобный канал примерно постоянной ширины, нс имеющий еще более увеличенную площадь, получают экструдированное иэделие с еще большим количевхода к выходу или вход и выход неконцентричны, ориентация волокна по окружности трубы будет различной,Экструдированные изделия, содержащие вулканизуемый эластомер в качестве полимерного связующего, отверждаются обычными способами, экструдированные иэделия, содержащие термопластичное полимерное связующее, не требуют специального отверждения и проявляют свои высокие физические свойства при простом охлаждении. В одном из вариантов осуществления изобретения экструдированное иэделие непрерывно отверждается с помощью экструобходимо при изготовлении труб неопределенной длины. В другом варианте осуществления изобретения ориентация волокна в зкст рудированном изделии, имеющем подковообразный профиль, регулируется изменением степени увеличения площади поперечного сечения канала в любом отдельном сечении экструдированного профиля. Например, экструдированное изделиеподковообразной формы рассматривается как поперечное сечение пневматической шины, если желательна 55 равномерная ориентация волокна по контуру подковы, следовательно, увеличение площади сохраняется постоянным по контуру, Если желательна различнаястепень ориентации волокна по контуру, например, большая степень ориентации по окружности н боковинах, нежели в короне покрышки, необходимобольшее увеличение площади поперечного сечения н той части канала, которая формует боконины покрышки. Экструдированное иэделие подковообразной формы может быть раскатано до листового материала, усиленного волокном с ориентацией волокна в требуемом направлении, в случае трубы последняя может быть разрезана по длине и раскатана до;листового материала. По способу, согласно изобретению, получают усиленный волокном листовой материал, имеющий одинаковую нли различную степень ориентации волокна в поперечном направлении, что не достигается существующими способами экструдированияЛистовой материал, усиленный волокнск, может быть использован как усиливающий элемент в многослойных приводных ремнях, например в приводных ремнях в производстве пневматических шин или в приводных ремнях силовых установок, в качестве слоя под непрерывным слоем корда в клиновых ремнях.физические свойства экструдированного иэделия определяются стандартными методами с помощью прибора для испытания на разрыв согласно методике АЯТМ (Американского общества испытаний материалов) 0-638, Предел прочности на разрыв, модуль и удлинение испытуемого образца рассчитываются по данным зависимости деформации от напряжения. Ориентация волокна в образце экструдированного иэделия определяется вырубкой образцов как в продольном направлении (в направлении экструдирования), так и в направлении по окружности и измерением физических свойств описанными выше методавв . Отноаение физических свойств образца, вырубленного в направлении по окружности, к физическим свойствам образца, вырубленного в продольном направлении, указывает на относительную ориентацию волокна. Например, одинаковое соотношение модулей Юнга образца свидетельствует о том, что волокно в равной степени ориентировано в обоих направлениях.685139 циальной форьы вулканизация в прессе является предпочтительной. Сообщение трубе форьы отверждением в прессе не оказывает значительного влияния на ориентацию в ней волокна.Состав для экструдирования приготавливается добавлением 75 вес.ч. дре весноцеллюлоэного волокна, специальным образом обработанного для уменьшения взаимодействия между волокнами, к 100 вес.ч. эластомера следующего состава, вес.ч,:Стиролбутадиеновый каучукНатуральный каучукДвуокись кремнияСажа печная, облегчающаяэкструдирование 50 Окись цинка 3 5 2 20 2 1 Т а блица 1 38,1 ВВ34,54 34; 54 16,26 34,54 38,1 свою форму. Отрезки иеотвержденныхтруб вулкаиизуют нагревом в автоклаве при 160 фс в течение 42-60 мин. Физические свойства отвержденных трубопределяют соответственно описанномувыше. Средние величины прочности на 40 разрыв, модуль юнга, и максимальноеотносительное удлинение (Е), полученные на ряде образцов, экструдированных на каждой головке, приведены втабл. 2,а блица 2 В7,32 34,54В4,27 34,54 Рабочие условия экструдера: температура цилиндрического приемника 36- 52 С, скорость вращения червяка 45 об/мин, температура в выпускной части 65-72 С и скорость подачи состава 400-500 г/мин (примерно 1,52- 3,05 м/мин).Экструдированное иэделие выходит из экструзионной головки при температуре примерно 60-72 С и является достаточно прочным, чтобы сохранить 12Стеариновая кислотафенилендиаминовыйантндеградантАлкиленрезорцинойыйполимерГексаметокснметилмеламинТехнологическое маслоСераСульфенамидный ускоритель Всего 192Состав экструдируют через экструзионные головки, изображенные на фиг, 1. Головки имеют постоянную ыирину канала 1,78 мм и длину направляющей кромки 11,43 ьв, остальные размеры указаны в табл. 1. Канал расходит" ся от оси под углом примерно 60 ф . 19,94 38,1 2 10,87 38,1 4 7,82 38,1 6139 Т а б л и ц а 3 25 86,5 1399 130 60,5 1069 127 1,3 75 116,7 590,6 47 56,2 223,6 57 2,6 125 111,8 961,1 18 47,1 334,0 36 2 9 Таблица 4 2,6 301 75 30 78,89 87,22 2,6 400 67,22 67,22 45 2,7 468 60 82,78 2,9 155 30 125 3,0 219 87,78 93,89 122,78 122,78 3,2 289 60 13 685Из табл. 2 видно, что степень ориентации волокна в направлении по окружности увеличивается в прямой зависимости от увеличения отношения площадей поперечного сечения канала на выходе и входе.5Некоторые трубы получают на экструзионной головке 9 В, имеющей увеличение площади 4 1, с использованием каучукового состава, подобного указанному выше. Количество древесноцел люлозиого волокна в составе различно. Данные табл. 3 свидетельствуют о том, что ориентация волокна в направ-, лении по окружности зависит от степени наполнения связующего волокном, увеличиваясь с увеличением степени наполнения. Даже при самой низкой степени наполнения, ббльшая часть волокна ориентирована в направлении по окружности. Если необходима большая 4 О степень ориентации в направлении по окружности при более низкой степени наполнения, следует применять экструзионную головку с большим отношением Рабочие условия экструдера следующие: скорость вращения червяка 30 об/мин, температура цилиндрического приемника 63 С, температура экструдированного иэделия, выходящего иэоголовки 75-85 С и скорость подачи состава 300 г/мин, за исключением образца с низкой степенью наполнения волокна, скорость подачи которого составляет примерно 540 г/мин, Трубь 1 вулканизуют в автоклаве, как это указано выше. Свойства приведены в табл. 3. площадей поперечного сечения канала на выходе и входе.Некоторые трубы получают Йа экструэионной головке М Вс использованием указанного выае каучукового состава, содержащего 75 вес.ч. древесно- целлюлозного волокна на 100 вес.ч, эластомера, с изменением температуры экструдера и скорости подачи состава для иллюстрации их влияния на ориентацию волокна (см. табл. 4), Неотвер. жденные трубы вулканизуют, как указано выше.6851 35 1 т 4 20 8 62,0 Таблица 5 аправл е разме на ме овки ос не нап е Некоанием диН 40ры жду эле- тает- авляный вышещий 75 веволокна нреэ экстрную на фиГоловк табл. иведены ходног от 4 Т и ц 4,2-3 Физичес приведе 15Из табл, 4 видно, что скорость червяка, скорость подачи сырья н температура могут изменяться в широких пределах, не оказывая при этом значительного влияния на ориентацию волокна.Экструдируют следующий состав, 5 вес.ч,Поливинилхлоридныйгомополимер 100,0Пластификатор(Сантисайэер 711) 48,8 10Эпоксидированноесоевое маслоСтабилизатор Ва/СЙКарбонат кальцияСухая масса из твердыхпород древесины Всего 236,5Состав экструдируют на экструдереРоЯля через головку 9 Вс постоян 20 рые трубы получают экстр состава, содержащего ука каучуковый состав, включ с.ч. древесноцеллюлозног а 100 вес.ч. эластомера, узионную головку, изображ1а имеет ширину вы о Скорость вращения червяка 30 об/минубы отверждают, как описано выше. 39 16ной шяриноЯ канала, при -д- = 4 и сАтеми же раэмерамн, что Н головка в В, за исключением длины направляющей кромки, которая равна 20,96 мк,Рабочие условия экструдера следующие: температура в цилиндрическом приемнике 198 С, температура в вьвускной части 215 С и температура экструдироваиного иэделия 160 С. Выходящее нз головки зкструдированное иэделие имеет гладкую поверхность, достаточно прочно, чтобы сохранить свою форму. После охлаждения получают жесткую трубу, усиленную волокнсм. Отрезки трубы разрезаются и раскатываются до листа с применением нагрева и давления, но без изменения размеров отрезка. Иэ листа в продольном направлении и в направлении по окружности вырубают образцы. Физические .свойства образцов приведены в табл. 5. верстия 1,78 мм и длинукромки 11,43 мк, осгальнприведены в табл. 61 йюрментами экструзионной голся постоянной по всей длиющей кромки.Результаты пр е свойства полученных трв табл. 7.17 6 85139 18 Таблица 7 В1,1 28,1 В 30 2 2 111,1 250,0 0,3 348,0 1,6 84,4 45,0 554,0 . 72,4 Иэ табл. 7 видно, что отношения площадей 2,2 достаточно для ориентации большей части волокна в направлении по окружности.Трубу с наружным диаметром 76,2 мм и толщиной стенки около 1,78 мм и примерно с равными степенями ориентации волокна в осевом направлении и в направлении по окружности изготовляют экструдированиемсостава, содержащего 75 вес.ч. древесноцеллюлоэного волокна, с помощью 88,9-миллиметрового экструдерафМонсантоф (Мопвап 1 о черезголовку с указанньии в табл, 8 размерами.25 Таблица 8 39,0 В5,76 верждают 4С в течеСвойства полученной трдены в табл. 9. ве 9 б л 73 33,2 Тру ечеэанитн 4 мм личн ом э слов и и ого Свойстваны в табл. олученных т ведеНеотвержденную трубупаром при температуре 1ние 20 мин. Некоторое количеств ренним диаметром 19,05 ной стенки примерно 2, ют э,струдированием ра вов на 88,9-миллиметро ре Монсанто через налом постоянной ширин шенин плошадей попереч с внут- толши- получах соста- струдеу с каи отно- ечения каналов на в60 бы вулканиэую ние времени, ями реометра мального отве ыходетваопредДЛЯржден входе 3, токлаве в ляемом по олучени я Я в