Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОПИТАННЫХ СМОЛОЙ ПОЛОТЕН МАТЕРИАЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОПИТАННЫХ СМОЛОЙ ПОЛОТЕН МАТЕРИАЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОПИТАННЫХ СМОЛОЙ ПОЛОТЕН МАТЕРИАЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: при изготовлении ламинатов или слоистых материалов для облицовки поверхности древесностружечных плит и т.п. Сущность изобретения: в способе непрерывного изготовления пропитанных смолой полотен материала полотно материала сматывают с бобины, соединяют со смолой с небольшим количеством растворителя, отверждаемой посредством тепла, химических реакций или охлаждения. Пропитывают полотно материала при тепловом воздействии до предварительно отвержденного состояния и наматывают пропитанное смолой полотно материала на бобину или разделяют на отрезки заданного размера. Смолу в виде хлопьев или порошка экструдируют в пленку, затем соединяют с полотном материала. Пропитку осуществляют путем воздействия на материал распределенным по его площади поверхностным давлением. В устройстве для непрерывного изготовления пропитанных смолой полотен материала имеется размоточный механизм для бобин с полотнами материала, средство для нанесения отверждаемой смолы, средство для пропитки полотна материала смолой и механизм для намотки пропитанного полотна материала или поперечной резки полотна материала на отрезки заданного размера. Средство для нанесения отверждаемой смолы выполнено в виде экструдера для получения пленки, а средство для пропитки полотна материала смолой выполнено в виде двух расположенных друг над другом бесконечных прессующих лент, расположенных на барабанах и образующих пресс для воздействия на материал распределенным по его площади поверхностным давлением. Устройство снабжено средством для соединения пленки с полотном материала, расположенным перед прессом. 2 с. и, 32 з.п. ф-лы, 8 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2090367
Класс(ы) патента: B29C70/50, B29D9/00, B32B31/08, B29C43/48
Номер заявки: 5052513/25
Дата подачи заявки: 01.09.1992
Дата публикации: 20.09.1997
Заявитель(и): Курт Хельд[DE]
Автор(ы): Курт Хельд[DE]
Патентообладатель(и): Курт Хельд[DE]
Описание изобретения: Изобретение относится к способу непрерывного изготовления пропитанных смолой полотен материала и устройству для осуществления этого способа.
Пропитанные смолой полотна материала необходимы для изготовления ламинатов или слоистых материалов, таких как декоративные ламинаты для облицовки поверхности древесностружечных плит, оклеенные медью ламинаты в качестве материала основы печатных плат и т.п. При изготовлении ламинатов пропитанные смолой полотна материала в желаемой последовательности наслаиваются друг на друга и спрессовываются друг с другом. Обычно волокнистые или тканевые полотна применяются как полотна материала, например, бумажные полотна, стеклотканевые полотна, стекломаты и т.д. Для пропитывания полотен материала служат дуропластичные смолы типа меламиновых, карбамидных, фенольных, эпоксидных смол, а также термопластичных смол.
Изготовление пропитанных смолой полотен материала осуществляется, как правило, посредством следующих шагов способа. Полотно материала отматывается с бобины, проводится через пропиточную ванну и по примыкающему к ней сушильному каналу, а затем наматывается на бобину, которая хранится до дальнейшей обработки. В пропиточной ванне находится смола, которая, возможно, может быть снабжена отвердителем и ускорителем в жидком состоянии. Для этого смола растворяется в растворителе. В качестве растворителя применяется вода, спирты, сложные эфиры или углеводороды или же их смеси. Если речь идет о дуропластичной смоле, то последняя предварительно отверждена до определенной степени. При прохождении через пропиточную ванну полотно материала пропитывается раствором смолы. Избыточная смола при покидании пропиточной ванны отжимается.
В сушильном канале путем подвода тепла, например, с помощью инфракрасного излучателя или горячего воздушного потока, растворитель удаляется из полотна материала. Одновременно дуропластичная смола отверждается дальше. В этом состоянии речь идет о реакции смолы, которая ведет к стабильному, однако еще плавкому состоянию смолы. Изготовление пропитанного смолой полотна материала, которое обозначается также как препрег, после этого заканчивается.
При более позднем прессовании пропитанных смолой полотен материала, которое может быть выполнено, например, в двухленточном прессе непрерывно или в этажном прессе прерывисто, дуропластичная смола отвердевает наконец полностью и соединяет отдельные слои в компактный ламинат [1]
Недостатком описанного способа является то, что для достижения жидкого, делающего возможным проникание в полотно материала состояния смолы в пропиточной ванне необходим растворитель. Но этот растворитель затем должен удаляться в сушильном канале, что ведет к значительным нагрузкам окружающей среды. Сверх того, растворитель большей частью не может полностью удалиться, так что при последующем прессовании полотен материала в ламинат, в ламинате остаются включения растворителя, которые, в свою очередь, понижают качество ламината. Кроме того, оказывается, что пропитка смолой очень часто является неравномерной по площади, что в конце концов приводит к колебаниям в свойствах ламинатов. Смолы отчасти лишь недостаточно проникают в волокна полотен материала, так что между отдельными слоями ламината возникает лишь плохая связь. Кроме того, требуются очень длинные сушильные каналы, пока смола не отвердевает до плавкого состояния, что ведет к сильному вздорожанию установок для изготовления пропитанных смолой полотен материла.
Из выложенной заявки [2] известен способ, при котором не пропитанное смолой полотно материала отматывается с бобины и накладывается на отводящую из зоны выхода в зону входа двухленточного пресса ветвь прессовальной ленты. До этого или после этого полотно материала обеспечивается бедной растворителем смолой. Отводящая обратно ветвь ленты подогрета, так что на снабженное смолой полотно материала воздействует только тепло и процессы пропитки и сушки полотна материала происходят на отводящей обратно ветви ленты. На входе двухленточного пресса полотно материала, пропитанное смолой, проводится вместе с остальными полотнами материала и непосредственно после прессуется в двухленточном прессе, при действии тепла и давления в ламинат.
При этом способе пропитка полотен материала смолой, а также прессование полотен материала в ламинат интегрировано в одноступенчатый способ. Чтобы при прессовании получить отвержденный полностью ламинат, прессовальные ленты двухленточного пресса должны работать с зависимой от состояния и типа смолы скоростью подачи. Тем самым в связи с условиями система процессы пропитки и сушки, проводимые на отводящей ветви ленты, происходят с той же самой скоростью. Эта скорость, однако, вообще не та, при которой получаются оптимально отвержденные, пропитанные смолой полотна материала до входа в двухленточный пресс, так что может произойти то, что условия предварительного отверждения и дисперсионного твердения на отводящей ветви ленты соответственно в собственной реакционной зоне двухленточного пресса находятся в фиксированном посредством заданных размеров машины, для оптимальных, по мере надобности, условий отверждения, однако, неблагоприятном, потому что неизменном, соотношении. Тем самым существует опасность производства не удовлетворяющих по качеству формуле изобретения полотен ламината.
Ламинаты собираются во многих случаях из более, чем двух пропитанных смолой полотен материала. Например, для слоистого ядра припрессованных медью ламинатов могут быть необходимы восемь десять пропитанных эпоксидной смолой стеклотканевых полотен. Тем самым процессы пропитки и сушки нескольких полотен материала должны выполняться одновременно на каждой из двух отводящих ветвей обеих прессовальных лент двухленточного пресса. Так как полотна материала при этом лежат друг над другом, оказалось, что полотна материала неравномерно и недостаточно пропитаны и предварительно отверждены. Вследствие этого снова получаются недоброкачественные ламинаты.
Хотя одноступенчатый способ согласно выложенной заявке DE 3834993 позволяет использовать бедные растворителем смолы, этот способ еще не имеет успеха. Причина этого фактически обоснованно заключается в том, что как для эксплуатации оборудованных этажными прессами, существующих производственных мест, так и особенно для склеивания комплексных печатных плат все еще требуются большие, в будущем даже возрастающие количества препрегов, которые должны прессоваться в лист.
Исходя из этого уровня техники, техническим результатом является улучшение изготовления пропитанных смолой полотен материала таким образом, чтобы обеспечить равномерную по площади и полностью проникающую в волокна полотен материала пропитку смолой при использовании свободной от растворителя смолы.
Достигаемые изобретением преимущества заключаются, в частности, в том, что не должны применяться или самое большее, должны применяться незначительные количества растворителя и, тем самым, отпадают связанные с этим проблемы окружающей среды. Пропитанные смолой полотна материала не имеют ни включений воздуха, ни растворителя, и, таким образом, являются совершенно без пузырей. Вследствие этого улучшаются технологические свойства ламинатов. Определенный изобретением способ выпускает пропитанные смолой полотна материала, при которых вес введенной смолы, отнесенный к единице площади, лежит внутри значительно более узкого поля допуска, нежели до сих пор, что тоже ведет к улучшению качественных характеристик ламинатов. К тому же, пропитка может осуществляться при более высоких температурах, нежели в традиционных пропиточных установках, чем достигается более высокая скорость пропитки. Вследствие этого поднимается объем продукции, выпускаемой установкой, и установка может быть сконструирована короче и, следовательно, дешевле. Тем самым, изобретение приводит также к большей экономичности при изготовлении пропитанных смолой полотен материала.
Пример выполнения устройства для осуществления определенного изобретением способа представлен на чертежах и описывается более подробно ниже.
Показано: фиг. 1 общий вид устройства для непрерывного изготовления пропитанных смолой полотен материала; фиг. 2 разрез двухленточного пресса с экструдером согласно устройству из фиг. 1; фиг. 3 прижимная плита двухленточного пресса на виде сверху; фиг. 4 разрез прижимной плиты вдоль линии А-А на фиг. 3; фиг. 5 входная зона двухленточного пресса в другом варианте выполнения способа изготовления пропитанных смолой полотен материала; фиг. 6 зона входа двухленточного пресса в последующем варианте выполнения; фиг. 7 входная зона двухленточного пресса в еще одном другом варианте выполнения; фиг. 8 входная зона двухленточного пресса еще раз в другом варианте выполнения.
Ниже объясняется изобретение устройства для непрерывного изготовления препрега из пропитанных эпоксидной смолой, предварительно отвержденных полотен стеклоткани. Эти препреги при изготовлении кашированных медью ламинатов служат для образования изолирующего сердцевидного слоя между двумя медными пленками. При последующем прессовании препрегов с медными пленками в постоянно работающем двухленточном прессе или прерывисто работающем этажном прессе эпоксидная смола полностью твердеет и соединяет отдельные слои друг с другом в компактный ламинат. Кашированный медью ламинат служит теперь в свою очередь как исходный материал для изготовления печатных плат.
На фиг. 1 схематично представлено устройство для непрерывного изготовления полотен препрега. Оно состоит из двухленточного пресса 1, перед входом которого находятся размоточное устройство 2 и экструдер 3. В размоточном устройстве находится запасной рулон 4 и резервный рулон 5, с не пропитанной смолой стеклотканью. Около размоточного устройства 2 расположен экструдер 3 для получения расплава эпоксидной смолы. За двухленточным прессом 1 находится размоточное устройство 6 с рулоном 7 и резервным рулоном 8 полотна 9 препрега. При желании также дополнительно полотно 9 препрега может разделяться в узле 10 поперечной резки на листообразные отрезки 11 любой величины, которые укладываются в стопу на поддоны для отправки. Это необходимо, когда препрег позже обрабатывается дальше в прерывисто работающем этажном прессе в ламинат в виде отрезков. Все устройство управляется вычислительным устройством в шкафу 12 комплектного распределительного устройства. Ввод данных пользователем осуществляется через терминал 13. В частности, на терминале 13 температуры в экструдере 3 и в двухленточном прессе 1, а также скорость подачи полотна 9 препрега устанавливаются пользователем и управляются вычислительным устройством.
В соответствии со способом с запасного рулона 4 в размоточном узле 2 непрерывно сматывается не пропитанное смолой полотно 14 стеклоткани и подается через направляющий ролик 15 двухленточного пресса 1. В размоточном узле 2 находится еще один другой запасной рулон 5, с которого разматывается полотно 14 стеклоткани, как только подойдет к концу полотно 14 стеклоткани с запасного рулона 4. Тем самым обеспечен бесперебойный режим работы всего устройства. В экструдере 3 расплавляется эпоксидная смола, а расплав через щелевую головку 16 экструдера 3 в виде пленки 17 около направляющего ролика 15 наносится на полотно 14 стеклоткани. Это слоистое образование 18 из полотна 14 стеклоткани и пленки 17 из эпоксидной смолы вводится затем в двухленточный пресс 1 и нагревается в нем при действии поверхностного давления. При этом расплав эпоксидной смолы проникает в полотно стеклоткани и дальше затвердевает. С целью дальнейшего повышения качества, слоистое образование в двухленточном прессе 1 может еще охлаждаться при действии давления на поверхность. Охлаждение может стать необходимым также вследствие того, что предварительно отвержденный расплав эпоксидной смолы на конце обогреваемой реакционной зоны при господствующей в ней температуре является все еще вязко-клейкой. Тогда препрег в охлаждаемой реакционной зоне, примыкающей непосредственно к нагретой реакционной зоне, должен охлаждаться при температуре размягчения <60>oC, чтобы он мог без остатка отделиться от поверхностей прессовальных лент. На выходе из двухленточного пресса 1,предварительно отвержденное пропитанное эпоксидной смолой полотно стеклоткани, так называемое полотно 9 препрега, неклейкое и охлажденное, покидает двухленточный пресс 1 и непрерывно наматывается в рулон 7 намоточного узла 6. Если рулон 7 заполнен, то не прерывая производство, полотно 9 препрега может наматываться на резервный рулон 8. Кроме этого, препреговое полотно 9 может разделяться также на листообразные отрезки 11.
По причине электростатического притяжения за двухленточным прессом 1 частицы пыли могут осаждаться на полотно 9 препрега, которые при последующем прессовании могут привести к дефектам в ламинате. Поэтому может быть необходимым расположение пиковых ионизаторов для уменьшения электростатического заряда на полотне 9 препрега за двухленточным прессом 1.
При применяемой для экструзии эпоксидной смоле речь идет о смеси из хлопьев или порошка твердой смолы, которая (смесь) не содержит растворитель или содержит самое большее незначительную долю растворителя. Она состоит, как правило, из нескольких компонентов. Например, может идти речь о смеси низкомолекулярной, отвердевшей до определенного состояния эпоксидной смоле, бромированной эпоксидной смоле, отвердителе, ускорителе и, возможно, еще других добавках. Эти отдельные компоненты смешиваются друг с другом в желаемой графиметрической пропорции. Для высококачественных кашированных медью ламинатов компоненты выбираются таким образом, что возникает система эпоксидной смолы FP4-квалитета, т.е. не горючая и соответствующая стандарту US NEMA-11.
Фигура 2 показывает применяемый для производства расплава эпоксидной смолы экструдер 3 с подключенным после двухленточным прессом 1, схематично в разрезе. Выполненный, как известно, экструдер имеет продольный цилиндр 19, в котором находится приводимый двигателем 20 через редуктор 21 червяк 22. Червяк 22 в своей задней части в своих спиральных углублениях принимает расплавленную смесь из хлопьев или порошка эпоксидной смолы 23, которая загружается в бункер 24 экструдера 3. Эпоксидная смола 23 транспортируется дальше червяком 22 и плавится во время этой транспортировки. Для этого вокруг цилиндра 19 уложены несколько нагревательных манжет 25. При транспортировке эпоксидной смолы 23 через цилиндр 19 эпоксидная смола 23 нагревается, расплавляется и уплотняется, так что она на переднем конце червяка 22 образует гомогенный, вязкоупругий расплав. Расплав эпоксидной смолы выходит через прифланцованное к передней части цилиндра 19 щелевое сопло 16 в виде плоской, имеющей в основном прямоугольное поперечное сечение пленки 17. Как правило, эта пленка 17 будет иметь температуру обработки от 100 до 150oC, предпочтительно 130oC.
Для обеспечения равномерной пропитки полотна стеклоткани с постоянным весом, отнесенным к единице поверхности, экструдер 3 имеет регулируемое щелевое сопло 16.
При таком регулируемом на кромке щелевом сопле 16 устанавливаемом профиль сопла, так что возможна гомогенизация выходящей из щелевого сопла 16 пленки 17 из расплава эпоксидной смолы. Регулирование профиля щелевого сопла 16, в свою очередь, осуществляется в зависимости от веса находящейся в стеклоткани полотна 9 препрега смолы, отнесенного к единице поверхности полотна 9. Этот отнесенный к единице поверхности вес выявляется с помощью измерительной системы, которая состоит из одного расположенного перед двухленточным прессом 1, на полотне 14 стеклоткани бета-излучателя и одного расположенного за двухленточным прессом 1, на полотне 9 препрега бета-излучателя. Оба бета-излучателя имеют возможность поперечного перемещения по ширине полотна 14 стеклоткани или полотна 9 препрега. С помощью одного детектора рассчитывается интенсивность обратного рассеяния или просвечивания бета-лучей и отсюда по известным закономерностям рассчитывается отнесенный к единице поверхности вес смолы, находящейся в препреге. На основании выявленного таким образом веса, отнесенного к единице поверхности, далее может регулироваться весовой расход расплавленной смолы в экструдере посредством установления скорости червяка 22 и нагревательных манжет 25.
Непрерывно работающий двухленточный пресс 1, в который подается слоистое образование 18 из пленки 17 расплава эпоксидной смолы и полотна 14 стеклоткани, более четко показан тоже на фиг. 2 в разрезе. Он состоит из одного верхнего узла 26 прессовальной ленты и нижнего узла 27 прессовальной ленты. Узлы 26, 27 прессовальных лент составляются, каждый, из двух натяжных барабанов 28, 29, 30, 31 соответственно и одной бесконечной прессующей ленты 32, 33, которая проведена вокруг натяжных барабанов 30, 31 и 28, 29 соответственно. Четыре барабана 28, 29, 30, 31 установлены с возможностью вращения на станине пресса (на фиг. условно не показано), так что обе прессующие ленты 32, 33 перемещаются соответственно стрелкам в натяжных барабанах 29, 30.
Между нижней ветвью верхней прессующей ленты 32 и верхней ветвью нижней прессующей ленты 33 расположена реакционная зона 34, в которой проходящее на чертеже справа налево слоистое образование 18 обрабатывается под поверхностным давлением. Прессующие ленты прижимаются гидроцилиндрами 35. Оказываемое в реакционной зоне 34 двухленточного пресса 1 поверхностное давление через прижимные плиты 36, 37 гидравлически или через прижимные плиты 38, 39 механически наносится на внутренние стороны прессующих лент 32, 33 и от них передается затем на прессуемое слоистое образование 18. Оказываемые слоистым образованием 18 силы реакции через прижимные плиты 36, 37, 38, 39 снова вводятся в станину пресса.
При гидравлической передаче давления, подаваемая под давлением жидкая рабочая среда вводится в камеру сжатия 40, как показано на фиг. 2 при помощи верхнего узла 26 прессующей ленты. Камера 40 сжатия ограничена прижимной плитой 36, 37, внутренней стороной прессующей ленты 32 и сбоку одним кольцеобразно замкнутым, расположенным в прижимной плите 36, 37 уплотнением 41 с поверхностями скольжения. Конструкцию прямоугольно замкнутого вдоль кромки прижимной плиты 36, 37 уплотнения 41 с поверхностями скольжения более четко можно увидеть на фиг. 4. Она состоит из U-образной опорной планки 42 из металла, в которую зажато упругое уплотнительное тело 43. U-образная опорная планка 42 находится в пазу 44 вдоль кромки прижимной плиты 36, 37. На опорной планке 42 в основании паза лежит O-образное кольцо 45, на которое от основания паза действует напорная среда, так что уплотнительное тело 43 прижимается к внутренней стороне прессовальной ленты 32 и уплотняет напорную камеру 40 сбоку. В качестве рабочей среды для камеры 40 сжатия применяется преимущественно синтетическое масло. Однако точно так же хорошо может применяться и газ, например, сжатый воздух.
Для механического производства поверхностного давления, между нажимной плитой 38, 39 и внутренней стороной прессующей ленты 33 расположены неподвижные ролики 46, как показано на фиг. 2 на нижнем узле 27 прессующей ленты. С помощью гидроцилиндров 46 прижимная плита 38, 39 вместе с роликами 47 приставляется к внутренней стороне прессующей ленты 33.
Само собой разумеется, прижимная плита 36, 37 также может быть снабжена механической системой передачи давления соответственно прижимная плита 38, 39 гидравлической системой передачи давления. При желании, передача давления может осуществляться также комбинированно, гидравлически/механически, в то время как одновременно применяются оба описанных принципа.
Во время оказания поверхностного давления на слоистое образование 18 в реакционной зоне 34 двухленточного пресса 1 слоистое образование 18 сначала одновременно нагревается. Для передачи требуемого тепла барабаны 29, 30, расположенные со стороны входа, выполнены обогреваемыми. Для этого в оболочке 48 цилиндрических оборотных барабанов 29, 30, расположенных со стороны входа, находятся каналы 49. По каналам 49 циркулирует теплоноситель, например, термомасло, которое путем конвекции выдает тепло на барабаны 29, 30. Тепло барабанов 29, 30 передается от них на прессующие ленты 32, 33 и наконец от прессующих лент 32, 33 передается на слоистое образование 18. Вместо нагревания с помощью одного циркулирующего в каналах 49 теплоносителя также электрические нагревательные патроны могут быть расположены в оболочках 48 барабанов 29, 30, расположенных со стороны входа.
Для дальнейшего нагрева многослойного образования 18 в реакционной зоне 34 или альтернативно, по крайней мере, расположенные с входной стороны прижимные плиты 37, 39 могут быть выполнены как нагревательные плиты. С этой целью каналы 50 находятся в прижимных плитах 37, 39, в которых протекает один теплоноситель. Теплоноситель во время протекания через каналы 50 отдает тепло путем конвективной теплопередачи на прижимные плиты 37, 39. При этом прижимные плиты 37, 39 нагреваются до температуры, которая выше температуры прессующих лент 32, 33 в реакционной зоне 34. Нагрев прижимных плит 37, 39 может осуществляться также посредством электрических нагревательных элементов.
При механической передаче давления тогда на основании теплоперепада тепло передается от прижимной плиты 39 на прессующую ленту 33 через ролики 47, которые состоят из хорошо теплопроводного материала. При гидравлической передаче давления в прижимной плите 37 расположены теплопроводящие элементы 51. Эти теплопроводящие элементы 51 состоят из хорошо теплопроводного материала, одной поверхностью имеют хороший теплопроводный контакт с прижимной плитой 37, а другой поверхностью касаются внутренней стороны прессующей ленты 32, так что внутренняя сторона прессующей ленты 32 скользит вдоль по этой поверхности теплопроводящих элементов 51. Таким образом, на основании теплоперепада между прижимной плитой 37 и прессующей лентой 32 тепло от прижимной плиты 37 через теплопроводные элементы 51 передается на прессующую ленту 32. Если величина теплового потока через ролики 47 будет недостаточной, то такие дополнительные теплопроводные элементы 51 могут располагаться также между роликами 47. Тепло от прессующей ленты 32 передается наконец на слоистое образование 18.
Выполненные в виде стержня, теплопроводящие элементы, проходят поперечно через прижимную плиту 36, 37, более четко можно увидеть на фиг. 3 и 4. В прижимной плите 36, 37 находятся размещенные поперечно направлению подачи прессующей ленты 32 пазы 52. В эти пазы 52 таким образом вставлены стержневидные теплопроводящие элементы 51, что они при образовании хорошего теплопроводного контакта касаются стенки паза 52. К основанию паза 52 прилегает на теплопроводном элементе 51 упругое уплотнение 53, которое от основания паза нагружается рабочей средой, так что теплопроводный элемент 51 всегда имеет контакт с прессующей лентой 32. Теплопроводящий элемент 51 состоит из меди.
Вслед за нагревом, при желании, в двухленточном прессе может следовать зона, в которой слоистое образование 18 еще охлаждается при действии поверхностного давления. Для этого прижимные плиты 36, 38 выполнены в виде охлаждающих плит, в то время как через каналы 50 проводится охлажденный теплоноситель, так что прижимные плиты 36, 38 удерживаются на температуре, которая намного меньше, чем достигаемая конечная температура полотна 9 препрега. Через теплопроводные элементы 51 или ролики тепловой поток течет от прессующей ленты 32, 33 на прижимную плиту 36, 38. Охлажденная жидкость принимает тепло от прижимной плиты 36, 38 и отводит его, вследствие чего заданная температура прижимной плиты 36, 38 удерживается на желаемом низком уровне. Само собой разумеется, охлаждение прижимной плиты 36, 38 может осуществляться также электрически, например, с помощью термоэлектрических элементов (Пельтье).
Слоистое образование 18, состоящее из находящегося при комнатной температуре полотна 5 стекловолокна и из нагретой приблизительно до 120-130oC пленки 17 из эпоксидной смолы, в реакционной зоне 34 двухленточного пресса 1 прежде всего нагревается дальше прижимными плитами 37 и 39. При этом нагревание продолжается до температуры 220-350oC, предпочтительно 300oC. Посредством теплового воздействия снижается вязкость расплава эпоксидной смолы и эпоксидная смола посредством воздействия поверхностного давления усиленно проникает в пустоты полотна 14 стеклоткани и полностью смачивает стекловолокна. Одновременно эпоксидная смола при этом затвердевает. Непосредственно после слоистое образование 18 проходит через охлажденную реакционную зону 34 между двумя прижимными плитами 36 и 38. При этом слоистое образование охлаждается, причем осуществляется охлаждение до 40-80oC, предпочтительно, ниже 60oC, так что полотно 9 препрега в неклейком состоянии покидает двухленточный пресс 1. Если все же отделение полотна 9 препрега от прессующих лент 32, 33 причинит трудности, прессующие ленты 32, 33 могут снабжаться разделительным слоем, например, из тефлона, или разделительная пленка может проводиться через двухленточный пресс 1 вместе со слоистым образованием 18. Скорость прохождения слоистого образования 18 через двухленточный пресс 1 выбирается таким образом, что полотно 9 препрега при покидании двухленточного пресса 1 полностью пропитано эпоксидной смолой и предварительно отверждено. Смотря по обстоятельствам, охлаждение полотна 9 препрега в двухленточном прессе 1 может даже отпасть, т.е. слоистое образование 18 лишь нагревается при действии поверхностного давления в двухленточном прессе 1.
В покидающем двухленточный пресс 1 препреги нельзя увидеть никакие воздушные или газовые включения, которые понижают технические характеристики изготовляемого из него ламината, такие как диэлектрическая проницаемость, прочность и т.д. Напротив, препреги совершенно светлые. Предполагается, что под воздействием поверхностного давления происходит гораздо лучшая резорпция включенных газов и воздуха в смоле, так что воздушные и газовые пузыри не могут образоваться. При определенном изобретением способе может применяться ранее едва ли используемая свободная от растворителя твердая смола, так что ни в растворителе не нуждаются по технологическим причинам, ни пары растворителя вообще не получаются (поступают), которые при традиционном способе приводят к значительной нагрузке окружающей среды. Так как в нагревательно зоне двухленточного пресса могут применяться очень высокие температуры, по меньшей мере, до 300oC, не оказав до сих пор вреда смоле, способ может протекать при очень высоких скоростях подачи и, таким образом, очень экономично.
В описанном определенном изобретением устройстве существует возможность установить в реакционной зоне 34 двухленточного пресса 1 оптимально согласованный с типом применяемой смолы температурный профиль. Для этого прижимные плиты 37, 39 соответственно 36, 38 разделены на отдельные прижимные плиты и каждая из этих отдельных прижимных плит удерживается на определенной температуре температурного профиля. Вследствие этого удается установка намеченной вязкости смолы, что ведет к особенно хорошему смачиванию полотна стеклоткани.
На фиг. 5 можно видеть входную зону двухленточного пресса согласно другому варианту выполнения изобретения. Здесь экструдер 54 расположен вблизи верхнего, находящегося со стороны входа, оборотного барабана 29. Пленка 17 из расплава эпоксидной смолы наносится на прилегающую к барабану 29 прессующую ленту 32 и с прессующей лентой 32 подводится к входу в двухленточный пресс. Полотно 14 из стеклоткани между двумя прессующими лентами 32, 33 тоже вводится на входе в двухленточный пресс и во входной зоне 55 приходит в соприкосновение с пленкой 17, так что в реакционной зоне 34 двухленточного пресса может осуществляться пропитка полотна 14 стеклоткани эпоксидной смолой в препрег, как уже было описано.
Стеклотканевое полотно 14 согласно вышеуказанным вариантам выполнения с комнатной температурой вводится в двухленточный пресс 1. Для дальнейшего повышения скорости подачи слоистого образования через двухленточный пресс 1 стеклотканевое полотно 14 для ввода в двухленточный пресс 1 может также подогреваться, предпочтительно до температуры 60-120oC. Как можно увидеть на фиг. 6, на входе в двухленточный пресс 1 находятся ультракрасные излучатели 56, которые воздействуют на полотно 14 стеклоткани, чтобы таким образом совершить подогревание полотна 14 стеклоткани. В другом варианте выполнения согласно фиг. 7 полотно 14 стеклоткани проводится на входе в двухленточный пресс 1 таким образом, что оно, прилегая к прессующей ленте 33 вдоль одной части окружности нагретого барабана 30, ведется в зону входа 55. Вследствие этого полотно 14 стеклоткани подогревается до желаемой температуры.
В другом варианте выполнения согласно фиг. 8 может изготовляться также сдвоенное полотно препрега. Для этого каждое полотно 14 стеклоткани и соответственно 57 через прессующую ленту 32 и соответственно 33 вдоль барабана 29 и соответственно 30 вводится в зону 55 входа двухленточного пресса. Между обоими полотнами 14 и 57 стеклоткани прессуется пленка 58 из эпоксидной смолы от экструдера 59, так что в реакционной зоне 34 двухленточного пресса 1 оба полотна 14 и 57 стеклоткани одновременно пропитываются смолой.
Если дополнительно желательна осуществляемая без давления предварительная пропитка стеклотканевого полотна эпоксидной смолой, то экструдер может быть расположен также между выходным барабаном 28 и соответственно 31 и входным барабаном 29, 30 вблизи верхней отводящей обратно ветви прессующей ленты 32 или же нижней обратно отводящей ветви прессующей ленты 33 (фиг. 2). Расплав эпоксидной смолы затем в виде пленки экструдируется на отводящую ветвь прессующей ленты 32 и соответственно 33, а полотно 14 стеклоткани накладывается на эту отводящую ветвь ленты. При желании, может еще большее тепло подаваться к этой отводящей ветви с помощью известных средств. Тогда расплав смолы без давления проникает в полотно 14 стеклоткани, которое транспортируется от отводящей ветви прессующей ленты 32, 33 к входной зоне двухленточного пресса, до определенной степени, так что до достижения входной зоны состоялась определенная предварительная пропитка полотна 5 стеклоткани. От входной зоны полотно 14 стеклоткани с расплавом смолы вводится дальше в реакционную зону 34, где осуществляется окончательная пропитка, как описано выше, с предварительным отверждением смолы.
Можно также расположить перед двухленточным прессом 1 несколько экструдеров 3 или несколько, снабжаемых одним экструдером щелевых сопел, которые наносят по мере надобности одну пленку 17 из смолы на каждое разматываемое с запасных бобин 4 полотно 14 материала, а эти снабженные смолой полотна 14 материала, несмотря по обстоятельствам, вместе с расположенной между ними разделительной пленкой ввести в двухленточный пресс 1 и там провести операцию пропитки при действии поверхностного давления и тепла, как описано выше. Тогда на выходе двухленточного пресса, отдельные пропитанные смолой полотна 9 материала отделяются друг от друга, наматываются на одну, по мере надобности, бобину 7 и хранятся до последующей обработки.
Устройство для осуществления определенного изобретением способа может еще также модифицироваться, в то время как вместо экструдера 3 располагается рассыпающее устройство, с помощью которого порошок или же хлопья твердой смолы рассыпаются на полотно 14 материала. Затем полотно 14 материала с насыпанной твердой смолой вводится в двухленточный пресс 1 и нагревается там под поверхностным давлением. При этом твердая смола плавится и проникает в полотно 14 материала, причем последнее, как описано выше, пропитывается смолой.
Ниже приводится еще один конкретный пример выполнения изготовленного посредством определенного изобретением способа и устройства полотна перепрега.
Полотно стеклоткани типа US-Style 7628 было снабжено полученной с помощью одного экструдера пленкой из расплава эпоксидной смолы. Покидающая экструдер пленка имела толщину 0,2 мм и температуру 130oC. Эпоксидная смола состояла из бромированной эпоксидной смолы типа FP4 с циандиамидным отвердителем и имидацоловым ускорителем. Расположенные со стороны входа оборотные барабаны двухленточного пресса были нагреты до температуры 80oC. Нагреваемая реакционная зона имела длину 1500 мм и была нагрета до температуры 220oC, примыкающая к ней охлажденная реакционная зона длиной 500 мм была охлаждена до 40oC. В реакционной зоне было оказано поверхностное давление 15 бар. При скорости подачи 20 м/мин был получен отличный по качеству, совершенно без пузырей препрег со степенью предварительного отверждения 50%
Определенный изобретением способ был объяснен при помощи изготовления полотен препрега, которые состоят из пропитанных эпоксидной смолой полотен стеклоткани, так как на практике к таким препрегам предъявляются очень высокие требования по качеству. Но он годится для изготовления любых пропитанных смолой полотен материала. Например, может применяться меламиновая смола, карбамидная смола и т.д. а также бумажные полотна, стекломаты и т.п. Так тем самым могут изготовляться также пропитанные меламиновой смолой полотна бумаги, которые применяются для изготовления декоративных ламинатов. Наконец, определенный изобретением способ может также хорошо применяться при пропитке полотен материала термопластичными смолами. Тогда, смотря по обстоятельствам, могут даже отказаться от нагрева в двухленточном прессе и осуществить лишь охлаждение при поверхностном давлении на полотно материала.
Формула изобретения: 1. Способ непрерывного изготовления пропитанных смолой полотен материала, при котором полотно материала сматывают с бобины, соединяют со смолой с небольшим количеством растворителя, отверждаемой посредством тепла, химических реакций или охлаждения, пропитывают полотно материала при тепловом воздействии до предварительно отвержденного состояния и наматывают пропитанное смолой полотно материала на бобину или разделяют на отрезки заданного размера, отличающийся тем, что смолу в виде хлопьев или порошка экструдируют в пленку, затем соединяют с полотном материала, причем пропитку осуществляют путем воздействия на материал распределенным по его площади поверхностным давлением.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при воздействии на материал поверхностным давлением осуществляют нагрев полотна материала.
3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что при воздействии на материал поверхностным давлением осуществляют охлаждение полотна материала.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что смолу экструдируют в пленку с температурой 100 150oС.
5. Способ по п.2, отличающийся тем, что полотно материала нагревают до 208 300o С.
6. Способ по п. 3, отличающийся тем, что охлаждение полотна материала происходит до 20 80oС.
7. Способ по пп. 1 6, отличающийся тем, что перед соединением полотна матерала со смолой его предварительно нагревают.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что предварительный нагрев полотна материала осуществляют до 60 120o С.
9. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что нагрев или охлаждение полотна материала, пропитанного смолой, осуществляют в соответствии с температурой смолы, экструдируемой в пленку.
10. Способ по пп. 1 9, отличающийся тем, что поверхностное давление осуществляют посредством двухленточного пресса.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что полотно материала накладывают на прессующую ленту двухленточного пресса и затем соединяют его со смолой в виде пленки.
12. Способ по п.10, отличающийся тем, что смолу в виде пленки накладывают на прессующую ленту двухленточного пресса и затем соединяют ее с полотном материала.
13. Способ по п.10, отличающийся тем, что смолу в виде пленки помещают между двумя полотнами материала, а затем на слоистое образование воздействуют поверхностным давлением.
14. Способ по пп.1 13, отличающийся тем, что подачу смолы при экструзии или рассыпке регулируют в зависимости от отнесенной к единице поверхности массы находящейся в пропитанном смолой полотне доли смолы.
15. Способ по п.14, отличающийся тем, что отнесенную к единице поверхности массу доли смолы в пропитанном смолой полотне материала определяют с помощью интенсивности обратно рассеиваемых по полотну материала или проходимых через полотно материала бета-лучей.
16. Способ по пп.1 15, отличающийся тем, что в качестве смолы используют дуропластичную смолу, которую предварительно отверждают до стабильного, но еще плавкого состояния.
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что в качестве полотна материала используют стеклоткань, а в качестве смолы эпоксидную смолу для образования препрега.
18. Устройство для непрерывного изготовления пропитанных смолой полотен материала, содержащее размоточный механизм для бобин с полотнами материала, средство для нанесения отверждаемой смолы, средство для пропитки полотна материала смолой и механизм для намотки пропитанного полотна материала или поперечной резки полотна материала на отрезки заданного размера, отличающееся тем, что средство для нанесения отверждаемой смолы выполнено в виде экструдера для получения пленки, а средство для пропитки полотна материала смолой в виде двух расположенных одна над другой бесконечных прессующих лент, размещенных на барабанах и образующих пресс для воздействия на материал распределенным по его площади поверхностным давлением, причем устройство снабжено средством для соединения пленки с полотном материала, расположенным перед прессом.
19 Устройство по п.18, отличающееся тем, что экструдер снабжен щелевым соплом.
20. Устройство по п. 19, отличающееся тем, что щелевое сопло снабжено средством для его регулирования в поперечном направлении.
21. Устройство по пп.19 20, отличающееся тем, что оно снабжено средствами для подогрева полотна материала, расположенными перед прессом или на прессе.
22. Устройство по п.21, отличающееся тем, что средства для подогрева полотна материала выполнены в виде инфракрасных излучателей.
23. Устройство по п.18, отличающееся тем, что барабаны прессующих лент, расположенные со стороны входа в пресс, выполнены обогреваемыми.
24. Устройство по п.23, отличающееся тем, что оно снабжено средствами для направления полотна материала на прессующую ленту, установленными перед входом полотна материала в пресс.
25. Устройство по п.23, отличающееся тем, что оно снабжено средствами для укладки пленки из смолы на полотно материала, расположенными перед входом полотна материала в пресс.
26. Устройство по пп. 18 25, отличающееся тем, что прессующие ленты снабжены прижимными плитами со средствами для нагрева, расположенными в реакционной зоне пресса.
27. Устройство по пп. 18 26, отличающееся тем, что прижимные плиты снабжены средствами для охлаждения, расположенными в реакционной зоне пресса.
28. Устройство по пп.26 и 27, отличающееся тем, что средства для нагрева прижимных плит или средства для их охлаждения снабжены теплопроводными элементами для взаимодействия одной поверхностью с прессующей лентой и другой поверхностью, имеющей теплопроводный контакт, с прижимной плитой.
29. Устройство по пп.26 28, отличающееся тем, что прижимная плита выполнена в виде нескольких прижимных плит для создания заданного температурного режима в прессующей ленте.
30. Устройство по пп.18 29, отличающееся тем, что оно снабжено пиковыми ионизаторами для воздействия на пропитанное пленкой из смолы полотно материала, установленными на выходе из пресса.
31. Устройство по пп.18 30, отличающееся тем, что оно снабжено бета-излучателями, смонтированным перед прессом над непропитанным полотном материала и за прессом над пропитанным пленкой из смолы полотном материала.
32. Устройство по п.31, отличающееся тем, что бета-излучатели установлены с возможностью поперечного перемещения по ширине пропитанного полотна материала.
33. Устройство по пп. 18 32, отличающееся тем, что прессующая лента снабжена разделительным слоем.
34. Устройство по пп.18 33, отличающееся тем, что оно снабжено средством для подачи разделительной пленки, установленным перед прессом.