Спосіб просочення текстильного матеріалу в’язким складом

Реферат: UA 108383 C2 (12) UA 108383 C2 Заявлений сСпосіб просочення текстильного матеріалу в'язким складом, за яким його попередньо просочують, переносять у форму, розкочують валиком по поверхні форми, укладають роздільну тканину, шар пористого матеріалу, герметичний шар ізолюючої полімерної плівки і підключають вакуум. Додатково виконують обробку всіх ділянок поверхні просоченого матеріалу акустичними коливаннями, які змінюють по частоті, у діапазоні 10 Гц - 16 кГц із тривалістю обробки кожної ділянки 10-60 с. UA 108383 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до області виробництва композиційних матеріалів, а також може бути використаний в текстильній промисловості. У процесі виробництва деталей із композиційних матеріалів просочення армуючого текстильного матеріалу в'язким складом є однією із самих відповідальних операцій. Матеріал повинен бути просочений повністю, просочуючий склад повинен бути рівномірно розподілений у його структурі, при цьому повинні бути відсутніми повітряні бульбашки в структурі композиційного матеріалу. Тільки при дотриманні цієї умови забезпечується монолітність композиційного матеріалу. Недостатньо якісне просочення армуючого матеріалу в'язким складом веде до зниження експлуатаційних характеристик і передчасному руйнуванню виробів з полімерних композиційних матеріалів. Таким чином, для виробництва високоякісних деталей з композиційних матеріалів потрібно виключити утворення бульбашок повітря. Відомі способи інтенсифікації процесів промивання тканини з використанням акустичних коливань (Процессы промывки тканей и методы их интенсификации / Сажин Б.С., АльтерПесоцкий Ф.Л. и др. - М.: Лёгкая промышленность, 1984. - 176 с.), а також фарбування волокнистого матеріалу в рідкому середовищі під впливом ультразвукових коливань (Мельников Б.Н. и др. Теория и практика высокоскоростной фиксации красителей на текстильных материалах. - М.: Легпромбытиздат, 1987. - 208 с., с. 48), що дозволяють істотно прискорити процеси обробки матеріалу розчином. Однак ці способи призначені для інтенсифікації промивання тканини й фарбування волокнистого матеріалу, а не для просочення в'язким складом текстильного матеріалу. Крім того, ефективна обробка ультразвуковими коливаннями вимагає відносно великого рівня енергетичних витрат, при якому можливе явище газовиділення. Це неприйнятно у зв'язку з утворенням бульбашок газу в структурі композита. Відомий спосіб впливу акустичними коливаннями на біологічні тканини з лікувальною метою (Федоров В. А., Ковеленов А. Ю., Логинов Г. Н., Рябчук Ф. Н. Ресурсы организма. Новый подход к выявлению причин возникновения заболеваний и методам их лечения. - СПб.: СпецЛит, 2012. - 63 с). Суть цього способу полягає у тому, що ділянку біотканини піддають впливу акустичних коливань, частоту яких плавно змінюють в інтервалі від десятків герців до десятків кілогерців. Час зміни частоти може варіюватися від часток секунди до декількох хвилин. Виконавши обробку першої ділянки, переходять до другої ділянки, і так далі, поки не буде оброблена вся площа поверхні біотканини. При цьому кровоносні судини різного діаметра (від середніх до мікрокапілярів), у міру збігу власної частоти резонансу із частотою акустичних коливань, по черзі входять у стан резонансу. У результаті цього відбувається інтенсифікація процесу руху крові в судинах, що приводить до інтенсифікації обмінних процесів. Однак зазначений спосіб призначений для інтенсифікації обмінних процесів у біологічній тканині і не призначений для просочення текстильного матеріалу в'язким складом. Найбільш близьким по технічній суті й отриманому результату до пропонованого технічного рішення є спосіб просочення текстильного волокнистого матеріалу в'язким складом при виробництві деталей з композиційних матеріалів. У ручному варіанті цього способу виконують наступні операції в такій послідовності: попереднє просочення армуючого текстильного матеріалу смолою, перенос його у форму, розкочування валиком по поверхні форми, укладання шару роздільної тканини, шару пористого матеріалу (мішковини), шару ізолюючої полімерної плівки, герметизація стику полімерної плівки із зовнішньою поверхнею форми, після чого до шару пористого матеріалу підключають вакуумну систему (R&G Handbook Composite Materials, June 2009. p. 41-43. - Режим доступу: /www/ URL: http:// r-g.de - прототип) і залишають на кілька годин для полімеризації. Недоліком цього способу є відносно великий вміст бульбашок повітря в структурі композиційного матеріалу. Головною вимогою до процесу виготовлення виробів з композиційних матеріалів є вимога забезпечення повноти просочення текстильної основи. Від повноти й рівномірності просочення залежить ступінь монолітності одержуваних композитів і, отже, міцність матеріалу. Недостатнє просочення полімерних сполучних армуючих наповнювачів веде до зниження експлуатаційних характеристик і передчасного руйнування виробів з полімерних композиційних матеріалів. Крім того, утворення повітряних включень у процесі просочення значно погіршує міцність виробів з полімерних композиційних матеріалів, особливо при міжшаровому зрушенні. Задачею винаходу є створення способу просочення текстильного матеріалу в'язким складом, що, завдяки своїм технологічним можливостям, дозволив би зменшити вміст бульбашок повітря в структурі композиційного матеріалу. Вирішення поставленої задачі досягається в результаті того, що в способі просочення текстильного матеріалу в'язким складом, що включає операції попереднього просочення, переносу у форму, розкочування валиком по поверхні форми, укладання роздільної тканини, 1 UA 108383 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 шару пористого матеріалу, герметичного шару ізолюючої полімерної плівки й підключення вакууму, додатково виконують обробку всіх ділянок поверхні просоченого матеріалу акустичними коливаннями, що змінюються по частоті, у діапазоні 10 Гц - 16 кГц із тривалістю обробки кожної ділянки 10-60 с. Відмінністю впливу акустичних коливань від впливу вібрацій є істотно менша потужність (в 50-100 разів) і значно менша амплітуда коливань - близько 30 мкм у порівнянні з 0,1…10 мм для вібрацій. По порядку значення це приблизно відповідає поперечному розміру волокон, з яких складаються нитки текстильного матеріалу, і розміру бульбашок повітря в міжволоконних проміжках. У процесі впливу акустичних коливань, що змінюються по частоті, на поверхню просоченого в'язким складом текстильного матеріалу відбувається почерговий перехід у стан механічного резонансу в'язкого складу в міжволоконних проміжках, що, за аналогією з резонансом вмісту кровоносних судин, приводить до інтенсифікації проникання в'язкого розчину вглиб структури нитки. При цьому бульбашки повітря коалесціюють, укрупнюються й спливають на поверхню просоченої в'язким складом армуючої тканини, що сприяє підвищенню монолітності композиційного матеріалу. У порівнянні із прототипом, у пропонованому способі додатково здійснюють операцію впливу на просочену смолою армуючу тканину акустичними коливаннями, що змінюються по частоті, на кожній ділянці обробки, що призводить до підвищення рухливості в'язкого складу в міжволоконних проміжках у результаті явища резонансу. Поперечні розміри міжволоконних проміжків внаслідок наявності деякої нерівномірності взаємного розташування волокон у структурі нитки можуть змінюватися від нуля до величини порядку поперечного розміру волокна й трохи більше. При зміні частоти акустичних коливань в'язкий склад у міжволоконних проміжках різного розміру по черзі входить у стан резонансу, що призводить до зменшення в'язкості складу. Це сприяє кращому прониканню в'язкого складу вглиб структури ниток і витисненню бульбашок повітря. Пропонований спосіб просочення текстильного матеріалу в'язким складом здійснюють у наступному порядку. Підготовлюють форму, змочуючи її роздільною рідиною. Попередньо просочений в'язким складом текстильний матеріал поміщають у форму. Після цього виконують обробку поверхні матеріалу, що просочується, акустичними коливаннями. Для цього кожну ділянку оброблюваної поверхні піддають впливу акустичних коливань, змінюючи їхню частоту від 10 Гц до 16 кГц протягом 10-60 с. Далі переходять до наступної ділянки й так далі, поки не буде оброблена вся поверхня. 2 Приклад: просочують арамідну тканину поверхневою щільністю 60 г/м в'язким складом, компонентами якого є епоксидна смола марки Lange&Ritter L285 і отверджувач марки Lange&Ritter H285 при температурі 25 °C. Компоненти в'язкого складу змішують безпосередньо перед початком просочення. Заздалегідь підготовлюють поверхню форми роздільною рідиною марки Lange&Ritter. Потім окремо просочують в'язким складом тканину й поміщають у форму. Після цього встановлюють на першу ділянку оброблюваної поверхні випромінювач, підключають його до СВІП-генератора, що формує сигнал змінної частоти в діапазоні 10 Гц - 16 кГц, включають його й виконують обробку першої ділянки протягом 20 с. Потім переносять випромінювач на другу ділянку, встановлюють і виконують обробку акустичними коливаннями, що змінюються по частоті. У такий же спосіб обробляють і всі наступні ділянки. Пропонований винахід "Спосіб просочення текстильного матеріалу в'язким складом" може знайти застосування в практиці виробництва виробів з композиційних матеріалів на стадії просочення текстильного армуючого матеріалу в'язким складом, а також у практиці обробки текстильних матеріалів, зокрема, для цілей просочення текстильних матеріалів підвищеної щільності структури складами підвищеної в'язкості. Пропонований винахід у порівнянні з існуючими технічними рішеннями дозволяє підвищити ступінь заповнення в'язким складом структури текстильного матеріалу. 50 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 55 Спосіб просочення текстильного матеріалу в'язким складом, за яким його попередньо просочують, переносять у форму, розкочують валиком по поверхні форми, укладають роздільну тканину, шар пористого матеріалу, герметичний шар ізолюючої полімерної плівки і підключають вакуум, який відрізняється тим, що додатково виконують обробку всіх ділянок поверхні просоченого матеріалу акустичними коливаннями, які змінюють по частоті, у діапазоні 10 Гц - 16 кГц із тривалістю обробки кожної ділянки 10-60 с. 2 UA 108383 C2 Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3