Спосіб виготовлення полімерного матеріалу, наповненого довгими волокнами, та застосування пристрою для здійснення цього способу

Реферат: Заявлений спосіб виготовлення полімерного матеріалу, наповненого довгими волокнами, у якому волокна, які мають вміст залишкової вологи близько 5-8 % і мінімальну довжину більше 2 мм, і матеріал-носій перемішують і нагрівають у реакторі або подрібнювачі-ущільнювачі, постійно рухаючи і, при необхідності, подрібнюючи матеріал-носій, постійно зберігаючи текучість та/або грудкуватість. Умови, зокрема температуру, в реакторі виставляють такі, щоб висушувати волокна до мінімальної можливої залишкової вологості, при якій волокна є просто достатньо гнучкими, щоб не ламатися впродовж обробляння в реакторі або впродовж можливого наступного етапу стискання, наприклад екструзії. Заявлене застосування пристрою для здійснення способу виготовлення полімерного матеріалу, що містить реактор або подрібнювач-ущільнювач і приєднаний до нього засіб розвантаження, краще шнековий конвеєр, бочковий екструдер, подвійний екструдер або подібний. В реакторі для перемішування і нагрівання матеріалу розташований принаймні один перемішуючий та/або подрібнювальний інструмент, який, в тому числі, виконаний в кількох площинах, одна над одною. Інструмент виконаний з можливістю крутитися або обертатися, зокрема, навколо вертикальної осі і містить робочі краї для перемішування або подрібнювання матеріалу, нагрівання має місце принаймні частково, а зокрема виключно за рахунок механічної енергії або тертя, діючих на матеріал, UA 106902 C2 (12) UA 106902 C2 перемішуючі та/або подрібнювальні інструменти штовхають або подають матеріал-носій або суміш як шпателем у корпус засобу розвантаження, приєднаного до реактора, при постійному підтриманні тиску та/або щільності і текучості, та/або грудкуватості матеріалу. UA 106902 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Цей винахід стосується способу згідно з преамбулою пункту 1 та використання пристрою для здійснення способу згідно з пунктом 14. Частки наповнювача змішують з різними матеріалами-носіями багатьма способами. З рівня техніки відомі стандартні матеріали-носії, наприклад, термопластичні смоли. Наповнювачем, який все більше використовується для різних призначень, є натуральна деревина у формі тирси або короткої стружки. Крім того, як наповнювачі для зміни властивостей пластичних матеріалів і смол використовуються волокна паперу та целюлози. Ці деревні матеріали сьогодні використовуються з довжиною волокон менше 2 мм. Крім цих наповнювачів або волокон, що взагалі виробляються промислово, присутні також деревинні волокна, виготовлені, наприклад, з пальмових дерев, волокнистих трав, таких як бамбук, конопля, агава тощо. Термін "деревні" треба розуміти фігуративно. Ці промислово виготовлені волокна мають довжину між 10 і 20 мм. Існує ряд способів виготовлення таких технічних волокон однаково відтворним і економічним шляхом Перевагою більшої довжини волокон є те, що такі довші волокна мають кращі механічні властивості, наприклад, для кінцевих продуктів, таких як профілі, панелі тощо, ніж у випадку з короткими деревинними волокнами довжиною до 2 мм. Як результат, виникає практична потреба у виготовлені продуктів з матеріалів, що мають найбільшу можливу довжину волокон. Але такі матеріали з довгими волокнами є відносно складними у виготовленні. У той час, як виготовлення матеріалів-носіїв з короткими волокнами, менше 2 мм у довжину, загалом не призводить до технологічних труднощів, навіть домішування в екструдер впродовж екструзії довших волокон, що мають довжину, наприклад, більше 5 мм, призводить до значного погіршення подавання або вимірювання характеристик екструдера, наприклад, у випадку одношнекових екструдерів, а також подвійних шнекових екструдерів. Це призводить або до обмеженої пропускної здатності, або зовсім унеможливлює введення значної кількості довгих волокон в матеріал-носій. Може бути бажаним додавання волокон у кількості 10-90 % за масою, а кількість змінюється в залежності від застосування. Якщо в якості матеріалу-носія або в'яжучого засобу використовується або може бути використаний не термопластичний полімер, а як матеріалносій використовуються термореактивний матеріал або смола, окремі випадки застосування можуть потребувати вмісту волокон більше 70 %, зокрема між 80 % і 90 %. Зокрема, коли кількість довгих волокон є такою великою, подання в екструдер є дуже критичним, і внаслідок поганого режиму подання погіршується, якщо не унеможливлюється, ефективність. Ще однією проблемою є (водна) вологість, що вводиться в систему через волокна. Волокна, як і усі наповнювачі, мають відносно велику поверхню, на якій, відповідно, може знаходитися велика кількість залишкової вологи. Проте, великі залишки рідини значно погіршують стадію кінцевого стискання при підвищених температурах, наприклад, впродовж екструзії, і додатково обмежують пропускну здатність і знижують якість продукту. Наприклад, при екструзії матеріалу-носія, що подається з деревною тирсою, остання потребує дуже інтенсивного і комплексного попереднього сушіння такого, щоб досягти взагалі достатньої швидкості проходження, наприклад, в подвійних шнеках. Якщо рівень вологи дуже високий, процедура дегазації екструдера стає перевантаженою, що може призвести до втрати матеріалу або повної зупинки машини. У зв'язку з цим, при оброблянні гігроскопічних матеріалів-носіїв та/або матеріалів-носіїв, чутливих до гідролітичної деградації, таких як поліконденсати, наприклад, поліефіри, зокрема ПЕТ, постає додаткова проблема. В цих матеріалах-носіях завеликий залишок вологи в приймальному контейнері, особливо при підвищених температурах, призводить до гідролітичної деградації полімерних ланцюгів і погіршення якості отриманого матеріалу або кінцевого продукту. З цієї причини рівень вологості, особливо в цих випадках, повинен утримуватися особливо низьким. Тим не менш, потрібно мати на увазі, що попереднє сушіння будь-якого виду обумовлює додатковий етап, а додаткове попереднє сушіння потребує і часу, і енергії. З іншого боку, також треба взяти до уваги, що залишкова волога, присутня на волокнах, є безумовно важливою і являє собою вид лубриканту або підтримує гнучкість волокон. Це є надважливим для обробляння. Наприклад, якщо необроблені волокна висушені надто сильно або висушені майже повністю перед їх додаванням або оброблянням, то волокна є дуже крихкими і дуже легко ламаються, навіть від слабкого механічного впливу, який, треба сказати, має місце при оброблянні в подрібнювачі-ущільнювачі, хоча і пізніше, впродовж екструзії. Як наслідок, довжина волокон скорочується, і якісні властивості кінцевого продукту знижуються, оскільки вміст довгих волокон, наприклад, волокон, що мають довжину більше 5 мм, значно знижений або в кінцевому продукті присутні тільки короткі волокна, що мають довжину менше 1 UA 106902 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2 мм. Тому залишкова волога в необроблених волокнах, що використовуються, не повинна бути надто великою, оскільки пізніше, принаймні при екструзії, це негативно вплине на матеріалносій або полімер або на режим екструзії. З іншого боку, залишкова волога також не повинна бути надто низькою, оскільки інакше волокна ламатимуться при оброблянні і знов будуть отримані тільки короткі волокна і, відповідно, менш якісний кінцевий продукт. Отже метою винаходу є створення способу виготовлення полімерного матеріалу, наповненого довгими волокнами, що мають певну мінімальну довжину, причому способу, який також передбачає високі пропускні швидкості і високоякісний кінцевий продукт, в якому зберігається саме початкова більша довжина волокон. Ця мета досягається за допомогою відмітних ознак п. 1. У способі виготовлення полімерного матеріалу, наповненого довгими волокнами, згідно з винаходом волокна, які зазвичай мають залишкову вологість близько 5-8 % і мінімальну довжину більше 2 мм, і матеріал-носій перемішують і нагрівають в реакторі або подрібнювачіущільнювачі, постійно рухаючи їх і, можливо, подрібнюючи матеріал-носій і постійно підтримуючи текучість та/або грудкуватість. Рух є важливим, оскільки таким шляхом запобігають агломерації або склеюванню матеріалу. Інтенсивний рух необхідний, зокрема, для термопластичних смол, оскільки пластичні матеріали розм'якшуються при підвищених температурах і стають липкими з можливістю агломеруватися або спікатися разом за відсутності постійного перемішування і ворушіння. Таким чином, перемішування також використовується для збереження необробленого матеріалу в приймальному контейнері або реакторі в текучому і грудкуватому стані, навіть при підвищених температурах. Збільшена температура використовується для приведення матеріалу-носія в розм'якшений або липкий стан, полегшуючи таким чином зв'язування волокон і матеріалу-носія. Загалом матеріал ще не розплавлений. Збільшена температура, таким чином, забезпечує більш глибоке перемішування волокон і матеріалу-носія, і додатково, суміш готується для подальшого додаткового етапу стискання, а саме процесу екструзії. Збільшення температури також, призводить до певного сушіння матеріалу-носія і волокон, що, як зазначалося вище, потрібно для забезпечення пропускної здатності екструдера і захисту якості матеріалу. Тому певна кількість залишкової вологи видаляється, і волокна сушаться за рахунок збільшеної температури. Заявник виявив, що для забезпечення успішності способу в реакторі мають бути встановлені дуже специфічні умови. Волокна, як і матеріал-носій, мають бути висушені до як можна меншої залишкової вологи. Поряд з цим, такий процес сушіння повинен бути вчасно зупинений або повинен не призводити до повного висушування волокон, натомість може продовжуватися тільки поки волокна є достатньо еластичними або гнучкими так, щоб не ламатися впродовж обробляння в реакторі і етапу наступного стискання в екструдері. Таким чином, забезпечується те, що волокна є помірно сухими і не вводять вологу, яка шкодить, в екструдер, а залишаються достатньо еластичними, щоб не ламатися. Як результат, довжини волокон збережені, і бажані кінцеві продукти виявляють якісні переваги, які можуть бути отримані тільки з довгими волокнами. Це потребує обережного зважування двох протилежних потреб, з одного боку - процесу сушіння, а з іншого боку – довжини волокон. Заявник виявив, що відома проблема з рівня техніки може бути вирішена таким чином або дотриманням характеристик способу і пристрою, описаних вище. Використовуючи спосіб згідно з винаходом, можна обробляти волокна безпосередньо в реакторі, що, треба сказати, є окремою операцією, одночасно з матеріалом-носієм, так щоб перемішування і сушіння проводилися на спільному етапі. Через це необхідність у попередньому сушінні сирих волокон на окремому етапі відпадає, що робить спосіб більш ефективним і енергозберігаючим. У способі згідно з винаходом можна, використовуючи швидкий спосіб, надійно контролювати, як повинні висушуватися волокна або коли досягається кінець процесу сушіння, і таким чином ступінь сушіння може бути вигідним чином узгоджена з інтенсивністю перемішування або регулюванням потрібної температури. При використанні способу згідно з винаходом, волокна вводять у матеріал-носій так обережно, як можливо, зберігаючи їх довжину, без поломок волокон. Таким чином, використовуючи вигідний спосіб, можна отримати матеріал-носій, в який вводяться волокна, що мають велику довжину, причому волокна рівномірно розміщені в матеріалі-носії і присутні з 2 UA 106902 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 повною до можливого ступеня своєю довжиною, а не у формі фрагментів або сегментів. Подальші кращі втілення способу будуть зрозумілими з характеристик залежних пунктів. Згідно з кращим втіленням способу волокна сушать до вмісту залишкової вологи 1-2 %. Це залишає менше вологи в продукті, а волокна залишаються достатньо еластичними. Особливо вигідно, коли в реакторі для перемішування або нагрівання матеріалу-носія або волокон використовують принаймні один перемішуючий та/або подрібнювальний інструмент, який може бути розташований в кількох площинах, одна над одною, може крутитися або обертатися, зокрема, навколо вертикальної осі, і який містить робочі краї, що чинять перемішувальну і, можливо, подрібнювальну дію на матеріал, причому нагрівання має місце принаймні частково і, зокрема, повністю за рахунок механічної енергії або тертя, діючого на матеріал. Зокрема, з використанням такого пристрою може виконуватися налаштування параметрів. Згідно з подальшим втіленням способу, вигідно, щоб перемішуючий інструмент затискав або штовхав, шляхом подання під тиском, матеріал-носій або суміш як шпателем у корпус засобу вивантаження, приєднаного безпосередньо до реактору, краще шнека, бочкового екструдера, подвійного екструдера тощо, при постійному підтримуванні тиску або щільності та текучості та/або грудкуватості матеріалу. Наприклад, якщо б передача проводилася у відкритий бункер, щільність була б втрачена, і матеріал негайно б твердів. Тоді однорідне подання в екструдер не було б більше забезпечене. Несподівано було виявлено, що спосіб згідно з винаходом може здійснюватися особливо бажаним чином, з використанням відомої з рівня техніки комбінації подрібнювача-ущільнювача і екструдера, в якій екструдер безпосередньо приєднаний до нижньої частини реактора. Використовуючи такий пристрій, можна дуже простим чином обережно вводити волокна, що мають великі довжини, в матеріал-носій без їх ламання. Тут використовуються безліч переваг комбінованої системи. Наприклад, перемішуючий інструмент в реакторі живить екструдер під тиском. В залежності від застосування, шнек, розташований нижче за потоком, може бути виконаний повністю як шнек екструдера, який, залежно від суміші, перетворює оброблюваний матеріал або на гранули, або в кінцевий продукт, такий як плита або профіль. Використання такого пристрою забезпечує те, що досягається не тільки гарне перемішування волокон і матеріалу-носія, але також те, що суміш піддається певному рівню попереднього стискання. Підтримання текучості і тиску забезпечує однорідне подання безпосередньо в приєднаний екструдер і, на додачу, машина захищена від роботи у напівпорожньому режимі. Завдяки зменшенню рівню вологи, можливе подальше стискання на всьому шляху перетворення на безбульбашковий розплав. Для збереження текучості взагалі краще, щоб матеріал-носій знаходився в неповністю розплавленому стані. Тим не менш, необхідно мати можливість розм'якшити матеріал-носій до певного ступеня так, щоб забезпечити гарне перемішування з волокнами. В якості матеріалу-носія вигідно використовувати полімерний або макромолекулярний матеріал, і, зокрема, натуральний полімер, наприклад, целюлозу або лігнін, або синтетичний полімер, наприклад, пластичний, а краще термопластичний матеріал, або термореактивний пластик без поперечних зв'язків, або натуральну або синтетичну смолу. Можливі матеріалиносії також включають, наприклад, парафіни, воски, олії тощо. Краще обробляння полімерного матеріалу-носія і особливо термопластичного матеріалу в реакторі здійснюють при температурі, вищій температури скління і нижче температури плавлення і краще - при температурі, при якій матеріал знаходиться в розм'якшеному стані. У зв'язку з цим, матеріал також кристалізують, сушать та/або очищують або, можливо, навіть збільшують текучість матеріалу. Бажано, щоб матеріал нагрівся до температури в зоні точки розм'якшення за Віка. Температура розм'якшення за Віка може бути визначена згідно з DIN ISO 306. Тоді в полімерний матеріал, який був підготовлений у такий спосіб, домішують волокна. Коли пластичний матеріал знаходиться в розм'якшеному стані, в якому матеріал ще нерозплавлений і пластівці досі представлені окремо, поверхня вже розм'якшена, і пори відкриті. У такий спосіб матеріал-носій має дуже велику поверхню, і волокна можуть просто проникати в полімерний матеріал, роблячи суміш більш однорідною. При використанні в якості матеріалу-носія термопластичного матеріалу пластичний матеріал варто обробляти при температурі від 70ºС до 240ºС, краще від 130ºС до 210ºС, при необхідності, під вакуумом до 150 мбар, краще до 50 мбар, зокрема, до 20 мбар, і найкраще між 0,1 і 2 мбар, і зазвичай пластичні матеріали залишають в реакторі в середньому на час від 10 до 200 хв., і зокрема, від 40 до 120 хв. Також в якості матеріалу-носія можна використовувати термопластичний полімер або смолу, що не твердіє, причому такі смоли використовують, зокрема, коли вміст волокон є дуже 3 UA 106902 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 високим, особливо, більше 70 % від маси, а краще між 80 і 90 % від маси. З таким вмістом волокон подання в екструдер є особливо критичним. Волокна і матеріал-носій можна вводити в реактор послідовно в будь-якій послідовності, причому при використанні тирси, малих волокон краще, коли матеріал-носій додають першим, а тоді волокна. У альтернативному варіанті волокна і матеріал-носій можна додавати одночасно. Можна навіть додавати початковий матеріал, в якому матеріал-носій і волокна тісно об'єднані один з одним або присутні в спільному початковому продукті. Це має місце, наприклад, у випадку деревинних волокон, оскільки деревинні волокна вже мають нанесений матеріал-носій у формі лігніну і, можливо целюлози, та/або пектинів. Як останній етап, часто до такого матеріалу додають синтетичний полімер, такий як поліпропілен, в екструдері. Згідно з подальшим кращим етапом способу, обробляють матеріал в реакторі під вакуумом, і, зокрема, в діапазоні між низьким і глибоким вакуумом. Це підтримує процес сушіння, а температура, якщо необхідно, може підтримуватися нижчою, що таким чином дозволяє здійснювати спосіб при м'якіших умовах. Згідно з подальшим вдосконаленим втіленням способу можна додавати волокна і матеріалносій в реактор одночасно, а потім збільшувати температуру і ворушити суміш. Проте, також можна попередньо нагріти матеріал-носій в реакторі і, наприклад, привести його поверхню до розм'якшеного і липкого стану, хоча треба попіклуватися про те, щоб зберегти грудкуватість матеріалу. У такий спосіб можна запобігти пилоутворенню при додаванні волокон, що є особливо цінним при використанні волокон, що небезпечні для здоров'я людини. В цьому випадку волокна прилипають до липкої поверхні матеріалу одразу після додавання. У зв'язку з цим може вважатися перевагою те, що додавання волокон проводиться нижче рівня або перемішуючого елемента матеріалу, що обертається. Волокна, що використовуються, є неорганічними або, наприклад, органічними волокнами. Довжина волокон забезпечує критичні механічні здатності кінцевого продукту. Перевагою для механічних властивостей кінцевого продукту, вважається, наприклад, коли довжини волокон є більшими за 2 мм, краще 5 мм, особливо між 10 і 20 мм. Зазвичай волокна використовують в кількості від 10 до 90 % від маси, по відношенню до загальної маси суміші. Контрольоване додавання волокон в реактор може здійснюватися за об'ємом або за масою. Випуск суміші з реактору в шнек може відбуватися неконтрольованим або контрольованим чином нижче за потоком за допомогою насосу розплаву або засобу вимірювання рівня наповнення подрібнювача-ущільнювача. Тоді швидкість обертання випускного шнеку або екструдера змінюється в залежності або від вхідного тиску перед насосом розплаву, або від рівня заповнення подрібнювача-ущільнювача так, щоб тиск або рівень залишалися постійними. Було доведено, що при оброблянні слабо текучого волокна краще вести і виміряне за масою додавання в подрібнювач-ущільнювач, і витягувати суміш звідти у визначений спосіб. Це застосовується, зокрема, коли виготовляється кінцевий продукт або в нижчий за потоком екструдер подають стиснутий продукт. Відтак, можлива велика кількість втілень: Можливо, наприклад, стискати і живити окрему екструзійну систему. З цією метою виготовляють стиснутий текучий матеріал, що має найбільшу можливу довжину волокон. При необхідності, можуть бути додані лубриканти та інші наповнювачі або допоміжні речовини. Цей стиснутий продукт подається без втрати тиску до, наприклад, подвійного екструдера. Тут його домішують до полімеру, наприклад, поліпропілену, у визначеному співвідношенні змішування. Тоді, наприклад, безпосередньо екструдують профіль або панель. Також можливо екструдувати матеріал у відкриту відливну форму і, використовуючи прес, надати йому бажану форму. Крім того, можна здійснювати пряму екструзію або грануляцію, використовуючи систему, що містить реактор або подрібнювач-ущільнювач і екструдер. Суміш з подрібнювача-ущільнювача або реактору як така вже являє собою суміш для ектрудування або така, що майже відповідає кінцевій формулі. Зараз матеріал може бути екструдований або гранульований, або може бути виготовлений безкінечний профіль. Згідно з винаходом також передбачене спеціальне використання наведеного пристрою для здійснення описаного способу. Цей пристрій містить реактор або подрібнювач-ущільнювач і приєднаний до нього засіб розвантаження, краще шнековий конвеєр, бочковий екструдер, подвійний екструдер тощо, причому в реакторі для змішування і нагрівання матеріалу розташований принаймні один змішувальний та/або подрібнювальний інструмент, який, при необхідності, розташований в кількох площинах одна над одною і виконаний з можливістю крутитися або обертатися, зокрема, навколо вертикальної осі, і який містить робочі краї, що чинять на матеріал перемішуючу або, при необхідності, подрібнювальну дію, . Нагрівання має 4 UA 106902 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 місце принаймні частково, а краще виключно, за рахунок механічної енергії або тертя, діючих на матеріал. Перемішувальні інструменти затискають або штовхають матеріал або суміш як шпателі у корпус приєднаного до реактора засобу розвантаження при постійному підтриманні тиску або щільності і текучості або грудкуватості матеріалу. Раптом було знайдено, що необхідні результати можуть бути отримані при використанні такого пристрою і дотриманні параметрів способу. Відомо, що волокна, що мають довжину більше 5 мм, призводять до дуже поганого живлення або вимірюваних характеристик екструдера. Коли, згідно з кращим втіленням, попередньо стиснута суміш, що надходить з подрібнювача-ущільнювача, подається під тиском до приєднаного шнеку, і саме перед екструдером або в екструдері, температура зростає до приблизно 160ºС, матеріал-носій надається з необхідними текучими властивостями, щоб зробити матеріал пастоподібним або таким, що піддається деформації. Незважаючи на процес екструзії, цей спосіб досягає створення однорідної тривимірної волокнистої структури, що має належну кількість точок з'єднання між волокнами в деталі. Така структура є суттєвою для різноманітних застосувань, таких як засоби геліотехніки, запобігання пожежі, секції віконних стулок, автомобільна індустрія або аерокосмічна індустрія. Смоли слугують як точки склеювання між окремими волокнами. Крім того, можна здійснювати спосіб в один етап, використовуючи один реактор, або в зоні подання екструдер, або нагрівати, сушити, кристалізувати і очищати матеріал, який, при необхідності, може вже бути змішаний з наповнювачем, за одну операцію, і зокрема, в одному реакторі, та/або здійснювати спосіб з попереднім висушуванням або без нього та/або з попередньою кристалізацією пластичного матеріалу або без неї. Крім того, можна здійснювати спосіб в декілька етапів і зокрема, в два етапи, коли два або більше приймальних контейнерів або реакторів з'єднані послідовно та/або паралельно, а оброблюваний пластичний матеріал, який, при необхідності, вже може бути змішаний з наповнювачем, послідовно проходить крізь ці контейнери, причому краще, щоб умови способу згідно з заявленим вище застосовувалися до принаймні одного контейнеру і, зокрема, до контейнеру, що завантажується першим, або до попереднього обробляння, у якому краще, щоб пластичний матеріал в процесі попереднього обробляння вище за потоком був приведений до температури, близької до температури процесу первинного обробляння. Крім того, можна піддати пластичний матеріал дії механічної енергії на першому етапі попереднього обробляння і, зокрема, в умовах вакууму, нагріваючи його таким чином і висушуючи при підвищених температурах, і, при необхідності, одночасно кристалізуючи, і в подальшому впродовж другого етапу, який може передувати можливій пластифікації або процесу розплавлення, можливо, щоб проводилося первинне обробляння пластичного матеріалу, впродовж якого пластичний матеріал сушиться, зокрема, в умовах вакууму, знов під дією механічної енергії та при перемішуванні, а потім кристалізується, причому щоб це первинне обробляння здійснювалося, зокрема, при температурі, вищій, ніж при попередньому оброблянні, а температура первинного обробляння утримувалась, зокрема, нижче за температуру пластифікації або температуру плавлення пластичного матеріалу. Волокна можуть подаватися і в перший контейнер, і в другий контейнер. Отримані суміші потім безперервно вводяться в наступний контейнер, де здійснюються змішування, нагрівання до робочої точки і завантаження в екструдер. Також можливо, щоб пластичний матеріал піддавався попередньому оброблянню в безперервному потоку та/або щоб спосіб здійснювався безперервно або переривчасто, або партіями. Вологість волокон може регулюватися шляхом впорскування води, вбудованого в подрібнювач-ущільнювач. Тиск випускного шнеку і обертальний момент випускного шнеку використовуються як зворотній зв'язок. Коли рівень вологості надто високий, обертальний момент вже не є стабільним. Однорідне переміщування волокон може не мати місце через виникнення бульбашок пари, що погіршують переміщення. Якщо рівень вологи надто низький, обертальний момент збільшується внаслідок зменшеної транспортувальної дії як результату зменшення тертя ковзання, і тиск інструменту зростає тому, що здатність ковзання в інструменті зменшується. Винахід далі пояснюється за допомогою прикладів і у необмежувальний спосіб з використанням двох особливо кращих втілень: Приклад 1: Деревинні волокна з поліпропіленом Спосіб здійснюється за допомогою відомої з рівня техніки комбінації подрібнювачаущільнювача і екструдера, такої як установки VACUREMA®. Передбачений в цілому 5 UA 106902 C2 5 10 15 20 25 30 35 циліндричний приймальний контейнер або подрібнювач-ущільнювач, всередині якого змонтовані ріжучі або перемішуючі інструменти, які виконані з можливістю обертання навколо вертикальної осі і забезпечують перемішування і, при необхідності, подрібнення вмісту контейнера. Екструдер для розплавлення полімеру розташований в найнижчій зоні, саме над дном контейнера, або на рівні нижніх перемішуючих інструментів. Перемішуючі інструменти розташовані і функціонують так, щоб штовхати матеріал в екструдер шляхом подання під тиском. В подрібнювачі-ущільнювачі матеріал, таким чином, перемішується і нагрівається, але без розплавлення, і залишається тут на певний час перебування. В цьому випадку перемішуючий інструмент обертається приблизно зі швидкістю 1500 обертів на хвилину. Температура в подрібнювачі-ущільнювачі становить приблизно 140ºС, причому теплота передається матеріалу внаслідок тертя перемішуючого інструменту. Поліпропілен, таким чином, знаходиться у розм'якшеному стані, близькому до його температури розм'якшення за Віка. Тим не менш, матеріал залишається представленим в грудковій формі. Деревинні волокна, що мають довжину 15 мм і вміст залишкової вологи 6 % від маси, додаються зверху і рівномірно вмішуються. І поліпропілен (поліпропілен може триматися у формі молотої маси продуктів з товстою стінкою, волокон, нетканого матеріалу або плівок), і деревинні волокна подаються безперервно при прохідній швидкості поліпропілену близько 500 кг/год. і прохідній швидкості деревинних волокон близько 200 кг/год. Час перебування матеріалів в подрібнювачі-ущільнювачі близько 20 хв. В процесі вологість волокон зменшується до вмісту 1,5 %. Згодом рівномірно перемішаний матеріал подається в екструдер, де розплавляється. Тоді він переробляється на бажаний кінцевий продукт. Аналіз матеріалу показав, що тільки мала частина волокон була зламана і більше 95 % волокон мали довжину більше 15 мм. Крім того, якість продукту пластикової матриці була дуже доброю і, зокрема, бульбашки не формувалися або знебарвлення не спостерігалося. Приклад 2: Деревинні волокна в деревному матеріалі (лігніні) з поліпропіленом. Спосіб здійснюється в пристрої за прикладом 2. Подрібнений деревинний матеріал, що серед інших речовин містить лігнін і деревинні волокна, безперервно вводили в реактор на прохідній швидкості близько 60 кг/год. і обробляли при температурі від 124ºС до 128ºС зі швидкістю обертання перемішуючого засобу близько 1900 об/хв. з часом перебування близько 15 хв. Волокна висушилися без ламання. Матеріал, оброблений таким чином, безперервно вводили в екструдер, де домішували у розплавлений поліпропілен. Таким чином був отриманий поліпропілен, наповнений деревинними волокнами, у якому більше 92 % волокон залишилися з довжиною більше 15 мм. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 50 55 60 1. Спосіб виготовлення полімерного матеріалу, наповненого довгими волокнами, у якому волокна, які мають вміст залишкової вологи близько 5-8 % і мінімальну довжину більше 2 мм, і матеріал-носій перемішують і нагрівають у реакторі або подрібнювачі-ущільнювачі, постійно рухаючи і, при необхідності, подрібнюючи матеріал-носій, постійно зберігаючи текучість та/або грудкуватість, який відрізняється тим, що умови, а зокрема температуру, в реакторі встановлюють такі, щоб висушувати волокна до мінімальної можливої залишкової вологості, при якій волокна є просто достатньо гнучкими, щоб не ламатися впродовж обробляння в реакторі або впродовж можливого наступного етапу стискання, наприклад екструзії. 2. Спосіб згідно з п. 1, який відрізняється тим, що волокна висушують до вмісту залишкової вологи від 1 до 2 %. 3. Спосіб згідно з п. 1 або 2, який відрізняється тим, що для перемішування і нагрівання матеріалу-носія або волокон в реакторі використовують принаймні один перемішуючий та/або подрібнювальний інструмент, який, за необхідності, розташований у кількох площинах, одна над одною, виконаний з можливістю крутитися або обертатися, зокрема, навколо вертикальної осі і який містить робочі краї, що діють на матеріал з перемішуючим і, за необхідності, подрібнювальним ефектом, причому має місце нагрівання, принаймні частково, а краще повністю, за рахунок механічної енергії або тертя, діючих на матеріал. 4. Спосіб згідно з будь-яким з пунктів 1-3, який відрізняється тим, що перемішуючим та/або подрібнювальним інструментом втискують або штовхають матеріал-носій або суміш шляхом подання під тиском, як шпателем, у корпус засобу розвантаження, безпосередньо приєднаного до реактора, краще шнекового конвеєра, бочкового екструдера, подвійного екструдера або 6 UA 106902 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 подібного, при постійному підтриманні тиску та/або щільності і текучості, та/або грудкуватості матеріалу. 5. Спосіб згідно з будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що як матеріал-носій використовують полімер або макромолекулярний матеріал і, зокрема, натуральний полімер, наприклад целюлозу або лігнін, або синтетичний полімер, наприклад пластичний, а краще термопластичний матеріал, або термореактивний пластик без поперечних зв'язків, або натуральну або синтетичну смолу. 6. Спосіб згідно з будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що волокна і матеріал-носій додають в реактор безперервно, причому, у кращому випадку, волокна додають до попередньо нагрітого і частково розм'якшеного матеріалу-носія. 7. Спосіб згідно з будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що волокна додають в реактор одночасно з матеріалом-носієм і обробляють, причому, зокрема, додають матеріал-носій, який вже наповнений волокнами і в якому матеріал-носій і волокна вже присутні разом або вже об'єднані один з одним, а в деревинних волокнах присутні дерево, целюлоза, лігнін або пектин. 8. Спосіб згідно з будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що, зокрема, при використанні як матеріалу-носія термопластичного матеріалу обробляння матеріалу в реакторі здійснюють при температурі вище температури скління і нижче температури плавлення, а краще - при температурі, при якій матеріал знаходиться в розм'якшеному стані, краще в зоні точки розм'якшення за Віка (згідно з DIN ISO 306, A, ION, 50 K/h), і таким чином матеріал, у кращому випадку, кристалізують, сушать та/або очищують, зокрема, в один спільний етап. 9. Спосіб згідно з будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що використовують волокна в кількості 10-90 % за масою, відносно загальної маси суміші, причому, коли матеріал-носій є термореактивною смолою, що не твердіє, або полімерним матеріалом, волокна додають в кількості більше ніж 70 % від маси і, зокрема, між 80 і 90 % від маси. 10. Спосіб згідно з будь-яким з пп. 1-9, який відрізняється тим, що обробляння в реакторі здійснюють під вакуумом і, зокрема, в діапазоні між низьким і глибоким вакуумом. 11. Спосіб згідно з будь-яким з пп. 1-10, який відрізняється тим, що як волокна використовують неорганічні волокна, наприклад, виготовлені зі скла або графіту, та/або органічні волокна, наприклад, деревинні волокна і, зокрема, волокна, виготовлені з пальмових дерев, бамбуку, коноплі, агави тощо. 12. Спосіб згідно з будь-яким з пп. 1-11, який відрізняється тим, що волокна мають довжину більше 5 мм, а краще - між 10 і 20 мм. 13. Спосіб згідно з будь-яким з пп. 1-12, який відрізняється тим, що наприкінці суміш видаляють з реактора, безперервно підтримуючи тиск або щільність і текучість, або грудкуватість, і піддають подальшому етапу стискання, наприклад екструзії. 14. Застосування пристрою для здійснення способу згідно з будь-яким з пп. 1-13, який містить реактор або подрібнювач-ущільнювач і приєднаний до нього засіб розвантаження, краще шнековий конвеєр, бочковий екструдер, подвійний екструдер або подібний, причому в реакторі для перемішування і нагрівання матеріалу розташований принаймні один перемішуючий та/або подрібнювальний інструмент, який, у тому числі, виконаний в кількох площинах, одна над одною, і виконаний з можливістю крутитися або обертатися, зокрема, навколо вертикальної осі, містить робочі краї для перемішування або подрібнювання матеріалу, при цьому нагрівання має місце принаймні частково, а зокрема виключно за рахунок механічної енергії або тертя, діючих на матеріал, а перемішуючі та/або подрібнювальні інструменти штовхають або подають матеріал-носій або суміш як шпателем у корпус засобу розвантаження, приєднаного до реактора, при постійному підтриманні тиску та/або щільності і текучості, та/або грудкуватості матеріалу. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7