Способ пропитки длинномерной волок-нистой ленты жидкостью c диспергиро-ванными b ней нитевидными частицами

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВ 10 УСКОМУ СВ ВТИЛЬСТВУВ 29 С 7/00 В 05 С 3/12 с присоединением заявки Ио Государственный комитет СССР но аелам изобретений и открытий) СПОСОБ ПРОПИТКИ ДЛИННОМЕРНОЙ ВОЛОКНИСТОЙ ЛЕНТЫ ЖИДКОСТЬЮ С ДИСПЕРГИРОВАННЫМИ В НЕИ КИТЕ ЧАСТИЦАМИо Изобретение относится к переработ" ке пластических масс, а также к пропитке длинномерных волокнистых материалов (лейт, жгутов) из непрерывных стеклянных и углеродных волокон различными жидкостями с диспергированными в них нитевидными частицами и может быть использовано в химическ й, машиностроительной и текстильной промышленности.Известен способ пропитки длинномер ной волокнистой ленты жидкостью с диспергированными в ней нитевидными частицами, включанщий ориентацию нитевидных частиц относительно поверхности ленты и последукщее их нанесение11. Недостатком способа являет" ся то, что при его использовании нитевидные частицы наносят на поверхность волокнистой ленты, межволокбнное пространство которой уже заполнено каким-либо связующим, обладающим на этой стадии изготовления материала,достаточно высокой вязкостью, поэтоьр нитевидные частицы, даже ориентированные перпендикулярно плоскости ленты, оседают на поверхности материала, проникая в него под действием слабых электростатических сил на незначительную глубину. В случае использования лент илижгутов большой толщины (состоящих избольшего количества непрерывных волокон) нитевидные частицы присутствуют только на поверхности ленты ипрактически отсутствуют внутри материала. Это резко снижает упрочнякщий,эффект используемых частиц в готовых1 О деталях, так как упрочняется полимерная матрица только между слоями материала, а матрица внутри слоя остается слабой,Кроме того, существуют нитевидныечастицы, например стеклянные, которыеплохо ориентируются в электрическомполе.Цель изобретения - повышение качества пропитки.Поставленная цель достигается тем,что по способу пропитки длинномерной .волокнистой ленты жидкостью,с диспер"гироваиными в ней нитевидными частицами, включакщему ориентацию нитевидных частиц относительно поверхностиленты и последующее их нанесение,нитевидные частицы ориентируют и наносят на ленту путем создания в зонепропитки направленного пульсирукщегоструйного потока жидкости с избыточЗО ным давлением, который создают путемпропускания жидкости через колеблющиеся пластины с конусными каналами, меньший диаметр которых меньше длины нитевидных частиц, а больший выбирают иэ соотношениягде 0 - больший диаметр конусногоканалад - меньший диаметр конусногоканала,причем пульсацию и избыточное давление жидкости сообщают путем воздействия на нее звуковыми колебаниями частотой 5- 50 Гц и амплитудой 1-10 мм синхронно с обеих сторон ленты в направлении, перпендикулярном направлению ее перемещения, нри этом колебания создают на расстоянии 1-3 длин нитевидных частиц от поверхности ленты.Предложенный способ заключается в следующем.В пропиточную ванну заливают жидкость с диспергированными в ней нитевидными частицами. Длинномерную волокнистую ленту пропускают через 25 ванну между двумя пластинами, в которых выполнены конусные каналы, удовлетворяющие требованиюО-д ЗОЪ 1где 0 - больший диаметр конусного канала;О - меньший диаметр нонусногоканала,причем меньший диаметр канала выполнен меньшим длины нитевидных частиц.Пластины устанавливают в ванне параллельно ленте на расстоянии 1-3 длиннитевидных частиц от ее поверхности 40и сообщают им синхронное колебательное движение частотой 5-50 Гц и ам- .плитудой 1-10 мм в направлении, перпендикулярном поверхности ленты,Предлагаемый способ может быть 45реализован с помощью устройства,схема которого представлена нафиг. 1 на фиг. 2 - разрез А-А нафиг, 1.Устройство содержит ванну 1 с жид Окостью, в которой диспергированы нитевидные частицы. В ванне смонтирован направляющий вал 2, подвижныепластины 3 с конусными каналами, между которыми проходит волокнистая лента 4. Пластины 3 соединены через рычаги 5 и пружины б с двумя источниками колебаний 7, например электромагнитами.Устройство работает следующим образом. 60Движущаяся в ванне 1 волокнистаялента 4 проходит между двумя подвижными пластинами 3, которые совершаютвозвратно-поступательное движениеперпендикулярно плоскости ленты, со общаемое им через двуплечие рычаги5 с демпирующими пружинами б двумяэлектромагнитами 7.При движении пластин в противоположные стороны пропитывающая жид,кость с диспергированными в ней нитевидными частицами проходит черезконусные каналы, образуя отдельныеструи, которые с избыточным давлением воздействуют на ленту, пропитывают ее и одновременно увлекают.внутрь ленты нитевидные частицы,ориентированные вдоль струи.При движении пластин навстречудруг другу между ними также создается избыточное давление, увеличивающее глубину проникания частиц внутрьленты. При этом каналы пластин самоочищаются от застрявших в них разориентированных нитевидных частиц,а часть потока пропитывающей жидкости, направленная вдоль ленты, смывает с ее поверхности непроникшиевнутрь нитевидные частицы, освобождая тем самым поверхность ленты дляприема новых частиц и предотвращаяукос лентой из жидкости неориентированных и незакрепленных в волокнистой структуре ленты частиц.При каждом последующем цикле колебания пластин воздействию струйподвергается новый участок движущейся ленты, что способствует равномерному распределению нитевидныхчастиц в материале.Кроме того, колеблющиеся пластинысоздают в пропитывающей жидкоститурбулентные потоки, перемешиваютее, создавая тем самым однороднуюсуспензию.нитевидных частиц в жидкостиЭкспериментально установлено, чтопри скорости движения ленты до30 и/мин избыточное давление в зонепропитки, обеспечивакицее качественную пропитку материала и высокую степень проникновения в материал нитевидных частиц (без повреждения волокон), должно составлять 0,05О, 3 кгс/см для лент из непрерывныхстеклянных и углеродных волокон.. Частота колебаний пластин зависитот скорости движения пропитываемойленты, величины задаваемого избыточного давления (определяемого прочностью пропитываемого волокнистогоматериала) и находится в пределахот 5 до 50 Гц при пропитке лент наоснове стеклянных и углеродных волоконНижняя величина диапазона ограничивается также длиной одновременнообрабатываемого участка ленты.Амплитуда колебаний пластин зависит от величины задаваемого избыточного давления и находится в пределах от 1 до 10 мм,Наименьшее допустимое расстояниеколеблющейся пластины от поверхностиленты равно длине используемых ните835805 О Формула изобретения 11. Способ пропитки длинномерной 5 волокнистой ленты жидкостью с диспергированными в ней нитевиднымичастицами, включающий ориентациюнитевидных частиц относительно поверхности ленты и последующее их нанесение, отличающийсятем, что, с целью повышения качества пропитки, нитевидные частицы ориентируют и наносят на ленту путемсоздания в зоне пропитки направленного пульсирующего струйного пото. ка жидкости с избыточным давлением.2. Способ по и1, отличаюш и й с я тем, что направленныйпульсирующий струйный поток жидкостис избыточным давлением создают путем 40 пропускания жидкости через колеблющиеся пластины с конусными каналами,меньший диаметр которых меньше длины нитевидных частиц, а больший выбирают из соотношения45 0-Д) у50 Между пластинами пропускали ленту, состоящую из б углеродных жгутов ВМН(Ту-20-48-7) толщиной 0,3 мм, Минимальное расстояние между пластинами 2 мм.После заливки в ванну суспензии и заправки ленты пластинам сообщали колебательное движение перпендикулярно плоскости ленты, движущейся между пластинами со скоростью 5 м/мин. 60 Каждая пластина колебалась с помощью электромеханического привода частотой 24 Гц и амплитудой 2 мм. При этом давление между пластинами (при минимальном расстоянии между ними) ив видных частот, так как при меньшем расстоянии частицы, введенные в лен ту, могут быть разориентированы или разрушены при механическом контакте с поверхностью пластин.При расстоянии, большем 1-3 длин нитевидных частиц, последние могут разориентироваться после выхода иэ отверстия. Кроме того, при увеличении расстояния снижается величина давления на материал струи пропитывакщей жидкости, выходящей из отверстия.если при этом минимальный диаметр каждого канала выполнить меньше длины нитевидной частицы, а соотношение параметров конусного канала иэ ус" ловия большинство нитевидных частиц, проходящих через конусные каналы, будет стремиться сориентироваться вдольцентральной оси конусного каналатак как при указанном соотношениивдоль стенок конусного канала возникает обратный поток пропитывающейжидкости, который разворачивает несориентированные нитевидные частицывдоль центральной оси канала. П р и м е р. Из эпокситриФенольного связующего (ЭТФ, на основе смолы ЭТФ, Туб-211-516-75) и нитевидных кристаллов двуокиси титана Т 0 (Туб-183-74) приготавливали суспензию с весовым содержанием нитевидных кристаллов (частиц) 2,Концентрация связующего 45, вязкость 10 сП. Диаметр нитевидных час" тиц 2,5-3,0 мкм, длина 0,8-1,0 мм.Суспенэию заливали в пропиточную ванну с помещенными в нее пластинами с конусными каналами.Размер пластин 60 х 40 мм, минимальный диаметр отверстий 0,8 .Мм, максимальный 3 мм, количество отверстий 260. Соотношение диаметров рав- но струях связующего, воздействующихкГс на ленту составило 0 91смПропитанную и подсушенную ленту наматывали на. кольцевые оправки диаметром 146 мм, а затем отверждали. Полученные кольца толщиной 4-5 вюзи разрезали на образцы (сегменты длиной 20 мм и шириной 10 мм) . Весовое содержание связующего в материале 38. С помощью образцов определяли прочность при межслойном сдвигеИспользование предлагаемого способа позволит повысить глубину и однородность распРеделения нитевидных частиц по сечению волокнистой ленты и уменьшить число технологических операций за счет совмещения процесса пропитки волокнистой ленты с введением в нее ориентированных нитевидных частиц. где В - больший диаметр конусногоканала;Й - меньший диаметр конусногоканала.3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что пульсациюи избыточное давление жидкости сообщают путем воздействия на последнююзвуковыйи колебаниями частотой 550 Гц и амплитудой 1-10 мч синхронно с обеих сторон ленты в направлении, перпендикулярном направлению ееперемещения, при этом колебания создают иа расстоянии 1-3 длин нитевидных частиц от поверхности ленты.Источники инФормации,принятые во внимание при .экспертизе1. Патент США Р 3706614,кл. 156-151, опублик. 1972 (прототип).835805 Составитель С. ЛеонтьеваРедактор Л. Ушакова Техред М, Голинка Корректор М.Кост исн аказ 5 тент, г. Уигород, ул. Проектна иал ППП фп Овг Тирам 69ВНИИПИ Государственнопо делам изобретен113035, Москва, -35,о комитета СССРй и открытийРаушская наб.,