LV13891B - Composites and methods of the articles manufacturing by using based on plastic organic fibers filled composites, by plastic injection molding method - Google Patents
Composites and methods of the articles manufacturing by using based on plastic organic fibers filled composites, by plastic injection molding method Download PDFInfo
- Publication number
- LV13891B LV13891B LVP-07-87A LV070087A LV13891B LV 13891 B LV13891 B LV 13891B LV 070087 A LV070087 A LV 070087A LV 13891 B LV13891 B LV 13891B
- Authority
- LV
- Latvia
- Prior art keywords
- additives
- polypropylene
- articles
- composition
- composite
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/22—Mixtures comprising a continuous polymer matrix in which are dispersed crosslinked particles of another polymer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L97/00—Compositions of lignin-containing materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
Kompozīcijas un paņēmieni izstrādājumu ražošanai, pielietojot īpašus ar organisko šķiedru pildītus, uz plastmasu matrici bāzētus kompozītus un plastmasas spiedienliešanas metodiCompositions and Techniques for the Production of Articles Using Specific Organic Fiber Filled Plastic Matrix Based Composites and Plastic Injection Molding Methods
Izgudrojuma aprakstsDescription of the Invention
Izgudrojums attiecas uz dažādu izstrādājumu ražošanas paņēmieniem, kas ietver īpašus kompozītu sastāvus/kompozīcijas ar celulozes šķiedru pildījumu kā armējošo komponentu un plastmasu aizvietojošu komponentu, paredzot iespēju pielietot arī gāzes jeb gāzes-ūdens inžekcijas tehnoloģiskos paņēmienus nolūkā iegūt izstrādājumu stiprības ribas ar dobiem vidiem. Izgudrojums attiecas arī uz ar organisko šķiedru pildītām plastmasas matricu kompozīcijām ar augstu pildījuma pakāpi, kā arī uz tām bāzētu izstrādājumu ražošanu ar plastmasu spiedienliešanas tehnoloģiju kombinācijā ar gāzes-šķidruma inžekcijas paņēmienu, tajā skaitā pielietojot plastmasu koinžekcijas paņēmienu. Šis paņēmiens ir īpaši piemērots, pielietojot minēto tehnoloģisko risinājumu tādu izstrādājumu ražošanā kā taras paliktņi, viengabala krēsli, taras kastes, automobiļu korpusa detaļas, lielgabarīta kabeļu ruļļi, citu produktu ražošanai, kur nepieciešama izstrādājumu zema masa, augsta izturība, estētisks izskats un pret izstrādājumiem ir augstas ekoloģiskās prasības - to pārstrādājamība, noārdīšanās vidē, samazināta energoietilpība to ražošanas procesā. Izgudrojums tāpat attiecas uz inovatīviem kompozītu sastāviem, kuri lietojami bez minētās gāzes-šķidruma jeb tikai gāzes inžekcijas izmantošanas, un ir izmantojami izstrādājumu ražošanā, pielietojot tradicionālu plastmasu spiedienliešanas tehnoloģiju.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a variety of article manufacturing techniques which include special composite compositions / compositions with cellulose fiber filler as reinforcing component and plastic substitute component, including the use of gas or gas-water injection technology to obtain article strength ribs with hollow media. The present invention also relates to high-fill organic matrix compositions of organic fibers, as well as to the manufacture of articles based thereon using plastic injection molding technology in combination with gas-liquid injection techniques, including plastic injection molding. This technique is particularly suitable for the application of this technological solution in the manufacture of articles such as pallet racks, solid chairs, packing boxes, car body parts, bulky cable reels, for the manufacture of other products requiring low weight, high durability, aesthetic appearance and high ecological requirements - their recyclability, environmental degradation, reduced energy intensity in their production process. The invention also relates to innovative composite compositions which are usable without the use of said gas-liquid or gas injection only and are used in the manufacture of articles using conventional plastic injection molding technology.
Zināmā tehnikas līmeņa analīzeAnalysis of prior art
Ir vispārzināmi dažādi ar organisko šķiedru pildīti, polipropilēna un poietilēna matrices bāzēti kompozītmateriāli, kuri pielietojami dažādu priekšmetu ražošanā ar plastmasas spiedienliešanas metodi. Šādi sastāvi lielā skaitā ir pieejami mājas lapā: www.n-fiberbase.net jeb https://mbase.aixhibit.de/nfibrebase/homepage/english/index.html.Various organic fiber-filled, polypropylene and polyethylene matrix-based composite materials are well-known for use in the production of various articles by plastic injection molding. A large number of such compositions are available at www.n-fiberbase.net or https://mbase.aixhibit.de/nfibrebase/homepage/english/index.html.
Augstas fizikāli mehāniskās īpašības materiāliem, kuros lietota polipropilēna jeb polietilēna matrice un kuri piemēroti plastmasu spiedienliešanai, var sasniegt ar augstu lina, kaņepju, sizala un citu šīm līdzīgu šķiedru pildījuma pakāpi, taču pārsvarā šādi kompozīti ir ar sliktu tecētspēju, kas pieprasa liela spiediena plastmasas liešanas iekārtu pielietojumu, un pie palielinātas pildījumu pakāpes PP/PE matricēs ir trausli.The high physico-mechanical properties of materials using polypropylene or polyethylene matrix which are suitable for injection molding of plastics can be achieved by a high degree of filling of flax, hemp, sisal and other similar fibers, but in most cases such composites have low tensile properties requiring high pressure plastic molding. applications, and at increased fill rates, PP / PE matrices are fragile.
Ar kokšķiedrām, rīsa šķiedrām, bambusa šķiedrām pildītas PP/PE matrices ir salīdzinoši trauslākas un ar zemākām fizikāli mehāniskajām īpašībām par kaņeju, lina, sizala in citām šāda tipa šķiedrām, piemēram, Jer Envirotech /Kanāda/ piedāvā kokskaidu-PP matrices kompozītu ar 40% kokskaidu pildījumu, kur lieces modulis ir 3707.03 MPa un triecienizturibas modulis ir 24,25 MPa /pēc ASTM D-638 standartiem/.Fiber, rice, bamboo fiber filled PP / PE matrices are relatively more fragile and have lower physico-mechanical properties than hemp, linen, sisal in other fibers of this type, such as Jer Envirotech / Canada / offer 40% wood-PP matrix composite particle board with a flexural modulus of 3707.03 MPa and an impact strength modulus of 24.25 MPa / ASTM D-638 /.
Ir zināms, ka nanopildvielas - tādas ka nanomāls, alumīnija oksīda nanopulveris, oglekļa nanopulveris - radikāli uzlabo plastmasu lieces un triecienizturibas īpašības. Nav konstatēts šo komponentu pielietojums kompleksu organisko šķiedru pildītu plastmasu matriču bāzētos kompozītos.It is known that nanofillers - such as nanomaterials, alumina nanopowders, carbon nanopowders - radically improve the bending and impact properties of plastics. The use of these components in complex organic fiber filled plastic matrix-based composites has not been found.
Ir zināms, ka ar spēcīgu starojumu apstrādāta polipropilēna lieces un triecienizturibas īpašības palielinās par 30-50%, taču nav konstatēts šādi apstrādātu šķiedru pielietojums kombinācijā ar organisko šķiedru izcelsmes, plastmasu matriču kompozītos, ar mērķi uzlabot materiālu fizikāli mehāniskās īpašības un nodrošināt labāku sasaisti ar polietilēna un/vai polipropilēna matricēm.High flexural radiation-treated polypropylene is known to increase its flexural and impact properties by 30-50%, but the use of such treated fibers in combination with organic fiber-derived, plastic matrix composites to improve the physical mechanical properties of the materials and to provide better bonding to polyethylene and / or polypropylene matrices.
Firma IKEA pielieto polipropilēna un koksķiedru kompozītu vairākdaļu krēslu ražošanā, kur organisko šķiedru pildījuma pakāpe ir zem 40%, lietojot gāzes inžekcijas metodi detaļu ražošanai ar dobu vidu. Materiāla fizikāli mehāniskās īpašības ir zemākas nekā līdzīgiem materiāliem ar linu, kaņepju, sizala jeb līdzīgu šķiedru pildītam plastmasām.IKEA uses polypropylene and fiber-optic composites for the manufacture of multi-part chairs with an organic fiber fill rate of less than 40% using a gas injection method for the production of hollow core components. The physical and mechanical properties of the material are lower than those of similar materials filled with flax, hemp, sisal or similar fibers.
Pielietojot gāzes jeb gāzes-šķidruma tehnoloģijas, tradicionāli tiek izmantoti materiāli, kuru plastmasas tipa matrice nav pildīta ar armējošiem elementiem jeb to armējošo elementu tādu kā stiķiasķiedras, poliesteru šķiedras, minerālpildvielas - pielietojuma līmenis plastmasu matricēs nepārsniedz 40%.Gas or gas-liquid technology traditionally uses materials that do not have plastic matrix filled with reinforcing elements or their reinforcing elements such as fiberglass, polyester fibers, mineral fillers - the application rate in plastic matrices does not exceed 40%.
Patents CN 1837277 aizsargā neorganisko nanodaļu un plastmasas-koksķiedru kompozīciju ar sastāvu: 24-98 % plastmasa, 0-70 % organiskās šķiedras, 1-30 % neorganiskās nanodaļiņas.Patent CN 1837277 protects an inorganic nanoparticle and plastic-fiber composition with composition: 24-98% plastic, 0-70% organic fiber, 1-30% inorganic nanoparticles.
Patents CN 1850900 aizsargā kompozīciju: 100/25 -100/170 svara daļas polipropilēna un koka šķiedru maisījums, 1-40 svara daļas nanometiskā blīvuma intensifikators, 0-10 daļas hlorinēts polietilēns, 1.0-3.0 daļas anioksidants, 0.5-3.0 daļas polietilēna vasks, 0.5-3.0 daļas stearīnskābe un 2.0-10% nanometiskā blīvuma disperģēšanas aģents.The patent CN 1850900 protects the composition: 100/25 -100/170 parts by weight of polypropylene and wood fibers, 1-40 parts by weight nanometric density intensifier, 0-10 parts by chlorinated polyethylene, 1.0-3.0 parts by anoxidant, 0.5-3.0 parts by polyethylene wax, 0.5-3.0 parts stearic acid and 2.0-10% nanometric density dispersant.
Patents US 7151125 aizsargā polimēru un celulozes šķiedru kompozītu, kurš sastāv no polimēru un celulozes šķiedru kompozīcijas, kur no 30 līdz 70% ir polimērs, no 70 līdz 30% celulozes šķiedras un no 1 līdz 7% - lubrikants.US 7151125 protects a polymer and cellulose fiber composite consisting of a polymer and cellulose fiber composition wherein 30 to 70% is polymer, 70 to 30% cellulose fiber and 1 to 7% is a lubricant.
Patentā US 2003087994 aprakstīta linšķiedru un polimēra kompozīcija, kā arī kompozīcijas, kas satur linšķiedras, kokšķiedras un citu celulozes šķiedras, neorganisko pildvielu un PVC, polipropilēnu jeb HDPE.US 2003087994 describes a flax fiber and polymer composition as well as compositions comprising flax fiber, wood fiber and other cellulose fibers, inorganic fillers and PVC, polypropylene or HDPE.
Gāzes inžekcijas paņēmiens, nolūkā iegūt plastmasu izstrādājumus ar dobām stiprības ribām, aprakstīts patentā US 5308574.A method of gas injection for obtaining plastic articles with hollow ribs is described in US 5308574.
Gāzes-šķidrūma un šķidruma inžekcijas paņēmienu plastmasas izstrādājumu kanālu iegūšanai ar dobu vidu ir apraksījusi firma BASF:Gas-liquid and liquid injection techniques for hollow core plastic product trunking have been discovered by BASF:
https://vvww.basf.com/businesses/plasticportal/water_assist_iniectionjnolding.htm.https://vvww.basf.com/businesses/plasticportal/water_assist_iniectionjnolding.htm.
Šo paņēmienu lieto Battenfeld /(Battenfeld Aquamold) un iekārtas ražo firmas: PME Fluidtech /Vācija/; Maximator /Vācija/ ; Technologie in Kunststoff GmbH /Vācija/.This technique is used by Battenfeld / (Battenfeld Aquamold) and manufactured by: PME Fluidtech / Germany /; Maximator / Germany /; Technologie in Kunststoff GmbH / Germany /.
Plastmasas koinžekcijas paņēmiens, pielietojot gāzes jeb gāzes-škidruma inžekcijas metodi kombinācijā ar plastmasu inžekciju, nolūkā iegūt izstrādājumos stiprības ribas ar dobu vidu, ir zināms un to apraksta firma Bayer Polymers:The method of plastic injection using a gas or gas-liquid injection method in combination with plastic injection to obtain reinforced ribs in articles is known and described by Bayer Polymers:
https://www.bayerone.com/gas-assist/ctc.htm /.https://www.bayerone.com/gas-assist/ctc.htm /.
Gāzes-šķidruma inžekcijas sistēmu pielietojums plastmasas izstrādājumu ražošanā aprakstīts patentos GB 2419843, EP 1645394 , US 6 896 844 B2 un citos patentos.The use of gas-liquid injection systems in the manufacture of plastic products is described in GB 2419843, EP 1645394, US 6,896,844 B2 and other patents.
Patentpieteikums W02007036037 /Kanāda/ un patentpieteikums US 20070077379 AI izklāstīta celulozes šķiedru un plastmasu kompozīta pielietojums izstrādājumu ražošanai, ar ūdens inžekciju veidojot kanālu sistēmu izstrādājumos, kur celulozes šķiedru pielietojums kompozītos nepārsniedz 40%, kanāliem ir taisnvirziena raksturs un tie ir salīdzinoši īsi.Patent Application WO2007036037 / Canada / and US 20070077379 AI discloses the use of a composite of cellulose fibers and plastics for the manufacture of articles by water injection forming a system of articles in which the use of cellulose fibers in composites does not exceed 40%, the channels are linear.
Kā parāda virkne eksperimentu un esošo tehnoloģiju izpēte, sarežģītas konfigurācijas garus kanālus plastmasas matriču kompozītos ar organisko šķiedru pildījumu virs 40% ir ļoti apgrūtinoši iegūt. Problēma slēpjas sekojošos apstākļos:As shown by a series of experiments and studies of existing technologies, long configurations of complex configurations in plastic matrix composites with organic fiber fillings above 40% are very difficult to obtain. The problem lies in the following circumstances:
- ar augstu pakāpi pildītiem ar organiskajām šķiedrām kompozītiem ir liels iekšējās berzes un absorbcijas koeficents, tādēļ sarežģītas formas, garu kanālu formēšana ir apgrūtinoša,- high-density organic fiber composites have a high internal friction and absorption coefficient, which makes complex shapes and long channels difficult to form,
- šķiedras blīvējas un bloķē, kā arī absorbē gāzes jeb gāzes-ūdens spiedienu,- the fibers are compacted and blocked and absorbed by gas or gas-water pressure,
- izstrādājumu iekšējās sienas kanālos tiek iegūtas ar porainu raksturu, tādēļ samazinās izstrādājuma fizikāli mehāniskās īpašības šajās vietās, kā tas nebūtu, ja materiāls būtu blīvs,- the inner walls of the articles are obtained in the channels with a porous nature, thus reducing the physical and mechanical properties of the article in these areas, as would be the case if the material were dense,
- augsts (virs 40%) tikai koksķiedru pildījums matricēs padara materiālu trauslu, tādēļ izstrādājumiem ar augstām fizikāli mehāniskajām prasībām un salīdzinoši lieliem gabarītiem gāzes jeb gāzes-šķidruma tehnolologija stiprības ribu iegūšanai ar dobu vidu sevi neattaisno materiāla īpašību dēļ.- The high (over 40%) filling of only wood fibers in the matrix makes the material fragile, so for products with high physically mechanical requirements and relatively large gas or liquid technology the hollow core strength ribs do not justify themselves due to the properties of the material.
Optimizējot kompozīta sastāvu, iespējams palielināt šķiedru pildījuma pakāpi, saglabājot materiāla plūstamību, saīsināt ražošanas cikla ilgumu, par cik minētajiem augsta pildījuma līmeņa kompozītiem piemīt īpašība kristalizēties pie augstākām temperatūrām, kā arī izstrādājumi vieglāk sadalīsies, nonākot augsnē, un to īpašā sastāva dēļ mazāk tiek ierobežota gāzes jeb gāzes-ūdens inžekcijas metodes pielietošana izstrādājumu ražošanā ar- dobām stiprības ribām.By optimizing the composition of the composite, it is possible to increase the degree of fill of the fibers while maintaining the fluidity of the material, shortening the production cycle time, the high-temperature composites mentioned above having the ability to crystallize at higher temperatures, and reducing their specific composition. application of the gas or gas-water injection method in the manufacture of articles with hollow ribs.
Dobu stiprības ribu pielietojums izstrādājumos ievērojami samazina to nepieciešamo masu, lai nodrošinātu izstrādājumam nepieciešamās fizikāli mehāniskās īpašības, un palielina izstrādājumu fizikāli mehānisko izturību. Savukārt augsti (virs 40% un vairāk) organisko šķiedru pildīti plastmasas matriču bāzētie kompozīti slikti pakļaujas gāzes jeb gāzes-ūdens inžekcijas metodes pielietošanai nolūkā iegūt dobās stiprības ribas, it īpaši, ja tām ir sarežģīta konfigurācija. Šo problēmu daļēji var novērt, pielietojot īpaša sastāva kompozītus. Šo problēmu pilnībā var novērt, pielietojot plastmasas koinžekciju dobo kanālu veidošanas procesā, tā kā inžektētā plastmasa gāzes jeb gāzes-ūdens spiediena rezultātā kanālu veidošanas procesā veido aizsargslāni, kā rezultātā gāze un šķidrums neiedarbojas uz inžektēto kompozītu materiālu tieši, bet pastarpināti, veidojot oderējošu slāni. Rezultātā tiek mazināta kompozītmateriālam piemītošā spiediena absorbcija, un tādējādi ir iespējams iegūt sarežģītākas konfigurācijas un dobās stiprības ribas izstrādājumiem, kuri izgatavoti ar plastmasas spiedienliešanas metodi, pielietojot augsta līmeņa (virs 40% un vairāk) kombinētu organisko šķiedru (arī minerālvielu) pildījumu kompozītmateriālos ar plastmasas matricēm.The use of hollow ribs in articles significantly reduces their required mass to provide the product with the required physical and mechanical properties and increases the physical and mechanical strength of the articles. On the other hand, high (above 40% and above) organic fiber-filled plastic matrix-based composites are poorly exposed to the gas or gas-water injection method for obtaining hollow ribs, especially if they have a complicated configuration. This problem can be partially addressed by the use of special composites. This problem can be fully appreciated by using plastic co-injection in the hollow ducting process, since the injected plastic forms a protective layer in the ducting process due to gas or gas-water pressure, which prevents gas and liquid from acting directly on the injected composite material. As a result, the pressure absorption of the composite material is reduced, resulting in more sophisticated configurations and hollow ribs for products made by plastic injection molding using a high level (over 40%) composite organic fiber (including mineral) filler material in plastic matrices. .
Izgudrojuma mērķi ir:The objects of the invention are:
- pielietot plastmasas liešanas tehnoloģijas un augstas (40-65%) pildījuma pakāpes kompaundmateriālu kompozīcijas, tajā skaitā tādas, kas bioloģiski noārdās un satur dabīgās šķiedras - linu, kokvilnu, kaņepes, kokšķiedras u.c. un termoplastiskus kompaundus (monomēru, oligomēru vai polimēru kompozīcijas), saistvielas vietā dažādu izstrādājumu ražošanā, tajā skaitā kombinācijā ar gāzes jeb gāzes-šķidruma inžekciju;- use of plastic molding technology and high (40-65%) filler compound compositions, including those that are biodegradable and contain natural fibers such as flax, cotton, hemp, wood fiber, etc. and thermoplastic compounds (compositions of monomers, oligomers or polymers), in place of a binder, in the manufacture of various products, including in combination with gas or liquid injection;
piedāvāt tehnoloģijas izstrādājumu ražošanai, pielietojot minēto kompozītizstrādājumu sastāvu un gāzes jeb gāzes-šķidruma inžekcijas metodi, tajā skaitā, kombinācijā ar plastmasu koinžekciju;to offer technology for the manufacture of articles using the above composite product composition and gas or liquid injection method, including in combination with plastic co-injection;
- izmantot iepriekš definētās tehnoloģijas (ar/bez gāzes jeb gāzes-ūdens ko inžekcijas un ar/bez plastmasu koinžekcijas) un kompozīcijas atsevišķu izstrādājumu izgatavošanai ar specifiskām konstruktīvām īpatnībām.- use pre-defined technologies (with / without gas or gas-water co-injection and with / without plastic co-injection) and compositions for the manufacture of individual articles with specific design features.
Izgudrojuma objekti ir:The objects of the invention are:
A) īpaši kompozītu sastāvi/kompozīcijas (skat. pretenzijas no pirmās līdz deviņpadsmitajai), arī kombinācijā ar gāzes, gāzes-šķidruma inžekcijas paņēmienu, kombinācijā ar plastmasas koinžekciju (bet ne obligāti), nolūkā iegūt izstrādājumus ar augstas pakāpes organisko šķiedru pildījumu organisko un neorganisko plastmasu matricēs;A) Special Composite Compositions / Compositions (see claims one through nineteenth), also in combination with gas, gas-liquid injection, in combination with plastic co-injection (but not necessarily), for the production of high organic and inorganic fiber filled articles plastic matrices;
B) izstrādājumu ražošanas paņēmieni ar gāzes jeb gāzes-šķidruma inžekcijas, jeb gāzes-sķidruma inžekcijas metodi, kombinētu ar plastmasas koinžekciju izstrādājumu ražošanā ar plastmasu spiedienliesanas metodi, izmantojot augšminētās kompozīcijas (skat;(B) Techniques for the manufacture of articles by gas or liquid injection or gas / liquid injection combined with plastic injection molding of articles using the plastic injection molding process (see Figs.
C) minēto kompozītu sastāvu/kompozīciju un minēto izstrādājumu ražošanas paņēmienu pielietojums dažādu izstrādājumu, tajā skaitā krēslu, taras paliktņu, taras kastu, kabeļu spoļu izgatavošanai (bet ne tikai), izmantojot plastmasu spiedienliesanas metodi un augšminētās kompozīcijas A) saistībā ar gāzes vai gāzes-ūdens inžekciju, kā ari plastmasas koinžekciju kombinācijā ar gāzes, gāzes-šķidruma inžekciju.C) use of said composite compositions / compositions and techniques for manufacturing said articles for the manufacture of a variety of articles, including but not limited to, chairs, tare pallets, tare boxes, cable reels, and the above compositions A) in connection with gas or gas; water injection, as well as plastic co-injection with gas, gas-liquid injection.
Izgudrojuma būtībaSummary of the Invention
Izgudrojuma objekta A) būtība izklāstīta izgudrojuma pretenzijās no 1. līdz 19. punktam, kur definēti vairāki kompozīciju varianti. Izgudrojuma objekta B) būtība izklāstīta izgudrojuma pretenzijās no 20. un 21. punktā, kur definēti vairāki paņēmiena realizācijas varianti, izmantojot kompozīcijas saskaņā ar jebkuru no 1. līdz 19. pretenzijai. Izgudrojuma objekta C) būtība izklāstīta 22. un 23. pretenzijās, kur definēti minēto kompozīciju A) un paņēmienu B) daži iespējamie pielietojumi konkrētu izstrādājumu izgatavošanai,The subject matter of the invention A) is set forth in claims 1 to 19, wherein a number of compositions are defined. The object of the invention B) is set forth in claims 20 and 21, wherein a number of embodiments of the method are used using the compositions according to any one of claims 1 to 19. The essence of the object C) of the invention is set forth in claims 22 and 23, which define some possible applications of said compositions A) and method B) for the manufacture of particular articles,
Iepriekš minēto problēmu risinājumam, kas saistītas ar augstu (virs 40 %) celulozes šķiedru pildījuma pakāpi plastmasu matricēs, pielietojot gāzes jeb gāzes-šķidruma inžekcijas metodi izstrādājumu ražošanā, tiek piedāvāti sekojoši risinājumi:To solve the above problems, related to the high (above 40%) degree of filling of cellulose fibers in plastic matrices, using the gas or gas-liquid injection method in the manufacture of articles, the following solutions are offered:
- Plastmasas un gāzes vai šķidruma koinžekcijas paņēmiens ir īstenots tādējādi, ka kamēr pirms gāzes inžekcijas izstrādājuma kanālos kompozīta masa vēl ir viskoza, bet kompozīta masas daļa formas iekšpusē jau kristalizējusies, un tiek inžektēta plastmasa, un tai sekojoši tūlīt gāze. Gāzes-šķidruma inžekcijas pielietojuma gadījumā, tūlīt pec neliela gāzes daudzuma inžekcijas, tiek inžektēts šķidrums. Gāzes vai gāzes-šķidruma spiediena rezultātā plastmasa kopā ar vēl nesacietējušo kompozītmateriālu tiek stumta pa kanālu tā garenvirzienā. Inžektēta plastmasa tādējādi veido oderējošo slāni. Šāda tipa koinžekcijas pielietojuma rezultātā gāzes jeb gāzes-šķidruma inžekcijas procesā uz kompozītu gāze jeb šķidrums neiedarbojas tieši, bet spiediena spēka iedarbes process notiek pastarpināti. Rezultātā iegūst kanālus arī izstrādājumos, kuriem par pamatu lietots kompozīts, kur plastmasu īpatsvars ir mazāks par 50% un pat 35% (skat. Fig.2), pie kam kanālu iekšējas sienas tiek iegūtas bez porām un ir blīvas, un kanālu konfigurācijas iespējams lietot ar salīdzinoši asiem līkumiem un veidot salīdzinoši garākas (skat. Fig.4, Fig.5 un Fig.6). Metode papildus palielina izstrādājumu stiprību, tā kā plastmasas kārtiņa dobajos kanālos darbojas kā sendviča tipa armējošs elements un novērš dobo kanālu iekšējās virsmas porainību, kura savukārt vājina izstrādājuma fizikāli mehāniskās īpašības;- The method of plastic-gas or liquid co-injection is implemented in such a way that before the gas injection in the product channels the mass of the composite is still viscous but the part of the composite mass inside the mold is already crystallized and the plastic is injected immediately. In the case of gas-liquid injection, immediately after injection of a small amount of gas, the liquid is injected. As a result of gas or gas-liquid pressure, the plastic is pushed along the channel in its longitudinal direction along with the unhardened composite material. The injected plastic thus forms the backing layer. As a result of this type of co-injection, the gas or liquid injection process on the composite does not directly affect the gas or liquid, but the process of applying the force of pressure is mediated directly. As a result, ducts are also obtained in articles based on composite, where the proportion of plastics is less than 50% and even 35% (see Fig. 2), whereby the inner walls of the ducts are obtained without pores and are dense and channel configurations can be used. with relatively sharp bends and build relatively longer (see Fig.4, Fig.5 and Fig.6). The method additionally increases the strength of the articles, since the plastic layer in the hollow channels acts as a sandwich-type reinforcing element and eliminates the porosity of the inner surface of the hollow channels, which in turn weakens the physical-mechanical properties of the article;
- Izgudrojuma īstenošanai tiek lietoti īpaši kompozītu sastāvi, kuru galvenā pazīme ir koka un/vai rīsa, un/vai bambusa un līdzīgu šķiedru pielietojums kombinācijā ar augu valsts (lina, sizala, kaņepju un citām līdzīgu) šķiedrām notiektās proporcijās, jo šādā veidā tiek mazināta materiāla iekšējā berze spiedienliešanas procesā un gāzes jeb gāzes-šķidruma inžekcijas procesā, pie kam atsevišķos gadījumos, bet ne obligāti, nolūkā uzlabot izstrādājumu fizikāli mehāniskās īpašības, tiek pievienots nanomāls jeb citas nanosķiedras; ar starojumu apstrādātas polipropilēna šķiedras 4-40 mm vai PET šķiedras.- In the practice of the invention, special composite compositions are used, the main feature of which is the use of wood and / or rice and / or bamboo and similar fibers in combination with vegetable (flax, sisal, hemp and other similar) fibers in proportion to reduce intrinsic friction of the material during the injection molding and gas or liquid injection process, in which nanomall or other nanofibres are added in some cases, but not necessarily, to improve the physical-mechanical properties of the articles; irradiated polypropylene fibers 4-40 mm or PET fibers.
Pievienoto zīmējumu aprakstsDescription of attached drawings
Tukšo kanālu veidošanas tehniskās problēmas, izmantot inžekcijas metodi, izstrādājumu ražošanas procesā uz minēto kompozītu bāzes, kas pildīti ar organiskām šķiedrām, it īpaši lielgabarīta izstrādājumu formēšanas gadījumā, kur lietderīgi ir izveidot sarežģītas konfigurācijas garas, dobās stiprības ribas, ir parādītas Fig.l un Fig.2, par cik garu, tukšu, sarežģītas konfigurācijas kanālu iegūšanas process šajos gadījumos ir īpaši apgrūtināts, jo kompozīts minētos kanālus bieži nosprosto..The technical problems of blank channel formation using the injection method in the manufacturing process of articles based on said organic fibers, especially in the case of bulky article forming, where it is useful to create long configuration hollow ribs of complex configuration, are shown in Figs. .2, how long the process of obtaining empty, complicated, configurable channels is particularly difficult in these cases because the composite often obstructs these channels.
Fig.l, kur griezumā shematiski parādīts, ka izstrādājumu ražošanas procesā uz kompozītu bāzes, kas pildīti ar organiskajam šķiedrām (pildīšanas pakāpe virs 40%), notiek tukšo kanālu veidošanās, izmantoti sekojoši apzīmējumi: (1) - forma; (2) - kompozīta inžekcijas kanāls; (3) - gāzes jeb gāzes-šķidruma inžektora dīze; (5) - inžektētā kompozīta masa, uz plastmasas matrici bāzēta, ar augstu pildījuma pakāpes ar šķiedrām; (7) - iegūtā dobā kanāla raksturs.Fig. 1, which schematically shows, in the manufacturing process of articles based on organic fibers (filling rate above 40%), the formation of empty channels, the following designations are used: (1) - form; (2) - composite injection channel; (3) - gas or gas-liquid injection diesel; (5) - injected composite mass, based on plastic matrix, with high degree of fiber filling; (7) - Nature of the obtained hollow channel.
Fig.2, kur griezumā shematiski parādīts kanāla veidošanas risinājums ar augstu šķiedru pildījuma pakāpi plastmasu matricēs, izmantoti sekojoši apzīmējumi: (1A) - forma;Fig. 2, which schematically shows a solution for forming a channel with a high degree of fiber filling in plastic matrices, uses the following designations: (1A) - shape;
(2A) - kompozīta inžekcijas kanāls; (3A) - gāzes jeb gāzes-šķidruma inžektora dīze; (4) plastmasas koinžektora dīze (5) inžektētas kompozīta masas iegūšanai, kas bāzēta uz plastmasas matrici un pildīta ar šķiedrām ar augstu pildījuma pakāpi; (6) - koinžektētā plastmasa, kura veido oderējošo slāni kanāla veidošanas procesā; (7A) - iegūtā dobā kanāla raksturs.(2A) - composite injection channel; (3A) - gas or gas-liquid injector diesel; (4) a plastic co-injector die (5) for obtaining an injected composite mass based on a plastic matrix and filled with high-fill fibers; (6) - co-injected plastic, which forms the backing layer in the channel formation process; (7A) - Nature of the obtained hollow channel.
Fig.3, kur griezumā shematiski parādīti daži iespējamie kanālu ģeometriskie risinājumi, taču neaprobežojas tikai ar šiem, izmantoti sekojoši apzīmējumi: (8) - izstrādājuma korpuss; (9B), (9C), (9D), (9E), (9F), (9G) - dažādas konfigurācijas dobie kanāli.Fig. 3, schematically showing, but not limited to, some possible channel geometric solutions, has the following designations: (8) - Product body; (9B), (9C), (9D), (9E), (9F), (9G) - Hollow channels of various configurations.
Fig.4 shematiski parādīta taras paliktņa dobo stiprības ribu konstrukcijas piemērs, kur izmantoti sekojoši apzīmējumi: (8) - izstrādājuma pamatkorpuss; (9) un (9H) - dobās stiprības ribas.Fig.4 schematically shows an example of the construction of a hollow tension rib of a container pallet, where the following symbols are used: (8) - main body of the product; (9) and (9H) hollow ribs.
Fig.5 shematiski parādīta taras kastes konstrukcija, kur izmantoti sekojoši apzīmējumi: (8) - izstrādājuma pamatkorpuss, (9i) - dobie izstrādājuma kanāli, (13) - plastmasas un/jeb gāzes un/jeb šķidruma koinžekcijas iespējamā vieta.Fig. 5 schematically shows the construction of a container box using the following designations: (8) - the main body of the product, (9i) - hollow product channels, (13) - the possible place for plastic and / or gas and / or liquid co-injection.
Fig.6 shematiski parādīta segmentāra kabeļu ruļļa konstrukcija, kur izmantoti sekojoši apzīmējumi: (8) - izstrādājuma pamatkorpuss, (9j)-dobas izstrādājuma stiprības ribas, (10) un (11) segmentu savienojuma mezgli, (13) - plastmasas un/jeb gāzes un/jeb šķidruma koinžekcijas iespējamā vieta.Fig. 6 schematically illustrates a segmental cable reel construction using the following designations: (8) - product body, (9j) - hollow product reinforcement ribs, (10) and (11) segment joints, (13) - plastic and / or Possible space for gas and / or liquid co-injection.
Fig.7 shematiski parādīts krēsla segments ar šūnveida struktūru, pielietojot augstas izturības īpaša sastāva kompozītus, kur izmantoti sekojoši apzīmējumi: (8) - izstrādājuma pamatkorpuss, (14) - ciļņveida, šūnu dabas izstrādājuma virsma.Fig.7 is a schematic representation of a chair segment with a honeycomb structure, using high-strength special composition composites, which use the following designations: (8) - the main body of the article, (14) - the surface of the cellular, cellular article.
Izgudrojuma tehniskais rezultātsTechnical result of the invention
Kā parādīja veiktie kompozītu testi, minētajiem sastāviem/kompozīcijām (skat. pretenziju punktus no 1. līdz 19. punktam) piemīt sekojošas, no zināmajiem kompozītiem atšķirīgas, īpašības:As shown by the composite tests performed, said compositions / compositions (see claims 1 to 19) have the following properties, different from known composites:
- piedāvātie kompozīti nodrošina iespēja izstrādājumus atliet pat +80-85 grādu temperatūrā pēc Celsija skalas karstās formās, par cik materiālu kristalizācija sākas pie +125130 °C temperatūras, tādējādi samazinot ražošanas cikla ātrumu un resursu patēriņu /salīdzinājumam jātzīmē, ka polipropilēnu un polietilēnu tradicionāli atlej max +30°C karstās formās, un to atdzišanas laiks ir ievērojami ilgāks par organisko šķiedru pildītiem kompozītiem/;- the composites offered allow the products to be melted at temperatures up to + 80-85 degrees Celsius in hot forms, whereby the crystallization of materials starts at +125130 ° C, thus reducing production cycle speed and resource consumption / for comparison, polypropylene and polyethylene are traditionally max + 30 ° C in hot molds and their cooling time is significantly longer than organic fiber filled composites /;
- piedāvātie kompozīti nodrošina iespēja iegūt biezākas izstrādājumu sienas /6-8 mm/, nezaudējot ražošanas ātrumu, salīdzinot ar plānsienu /3-5 mm/ polipropolēna vai polietilēna plastmasu izstrādājumu liešanas cikla ātrumu;- the offered composites provide the possibility to obtain thicker product walls / 6-8 mm / without loss of production speed compared to the casting speed of thin wall / 3-5 mm / polypropylene or polyethylene plastics products;
- piedāvātie kompozīti nodrošina iespēju iegūt izstrādājumus ar augstām materiāla fizikāli mehāniskām īpašībām, kas 2-2,5 reizes pārsniedz vairumu polipropilēna un polietilēna materiālu fizikāli mehāniskos parametrus.- the offered composites provide products with high physical-mechanical properties of the material, which are 2-2.5 times higher than those of most polypropylene and polyethylene materials.
Piedāvātie kompozītu sastāvi raksturīgi ar to :The proposed composite compositions are characterized by:
- ka tiem ir palielināta apjoma organisko šķiedru pildījums īpašās propocijās kopā ar piedevām, pateicoties kuru sastāviem mazāk tādēļ tiek ierobežota gāzes jeb gāzes-ūdens inžekcijas pielietošana izstrādājumu ražošanā;- that they have an increased proportion of organic fibers in special proportions, together with additives, the composition of which, to a lesser extent, limits the use of gas or gas-water injection in the manufacture of articles;
- ka vairums no tiem ir izveidojami bioloģiski noārdošies, nonākot augsnē;- that most of them are biodegradable when they enter the soil;
- ka tiem piemīt paaugstināta izturība, pateicoties kompozītu sastāvam.- that they have increased strength due to the composition of the composites.
Izgudrojuma izmantošanas iespējasPossibilities of Use of the Invention
Minēto kompozīciju A) un paņēmienu B) izmantošanas rezultātā iegūtie izstrādājumi C) ir sekojoši, taču neaprobežojas tikai ar šiem:The products obtained by the use of said compositions A) and techniques B) C) are but are not limited to the following:
- taras paliktņi (Fig.4) ar dobo stiprības ribu izvietojumu un konfigurāciju, kuras iegūtas ar gāzes-šķidruma koinžekcijas metodi, tādējādi samazinot izstrādājumu pašmasu un palielinot to izturību, pielietojot minētos kompozīcijas;- tare pallets (Fig. 4) having a hollow rib configuration and configuration obtained by gas-liquid co-injection, thereby reducing the article weight and increasing its durability by using said compositions;
- krēsli ar šūnveida konstruktīvo risinājumu (Fig.7), kur, pateicoties šūnveida konstrukcijai un kompozīta sastāvam, tiek iegūti izstrādājumi ar palielinātu izturību;- chairs with a honeycomb design (Fig.7), which, due to the honeycomb structure and composition of the composite, produce articles with increased strength;
- taras kastes (Fig.5) ar strukturētu tukšo kanālu izvietojumu, kuri kalpo kā stiprības ribas, kā arī uzlabo ergonomiku rokturu vietās;- tare boxes (Fig. 5) with a structured arrangement of empty channels which serve as reinforcing ribs and improve the ergonomics of the handles;
- kabeļu spoles (Fig.6) ar to segmentāro risinājumu, kā arī stiprigas ribām, kuras iegūtas ar tukšo kanālu palīdzību.- cable spools (Fig. 6) with their segmental solution, as well as with strong ribs obtained by means of empty ducts.
Visu minēto izstrādājumu izgatavošanai kā izejmateriāls tika izmantotas kompozīcijas, kur celulozes un/vai augu valsts šķiedras bija kombinētas ar sintētisko polimērmateriālu šķiedrām un/vai granulām, un/vai pulveri. Pie kam par izejmateriālu (matrici) to izgatavošanai tika izmantota gan termoreaktīvas plastmasas, gan polimērmateriālu otrreizējās pārstrādes produktu un šķiedru visdažādākās kompozīcijas, ne tikai tādas, kas aprakstītās šai izgudrojumā.All of the aforesaid articles were prepared using compositions in which cellulose and / or vegetable fibers were combined with synthetic polymeric fibers and / or granules and / or powders. In addition, a variety of compositions of thermosetting plastics and polymer recycled products and fibers have been used as the starting material (matrix) for their manufacture, not only those described in the present invention.
Pieļaujams kompozīciju sastāvos var gan lietot, gan nelietot krāsvielas, kā arī Mold Perfect tipa kristalizatorus, tomēr krāsvielas uzlabo izstrādājuma vizuālas īpašības, bet Mold Perfect tipa kristalizators izraisa kompozīta kristalizāciju salīdzinoši augstākās temperatūrās, īpaši jāatzīmē, ka minētajos sastāvos iekļautās ar spēcīgu starojumu apstrādātās šķiedras, tādas kā arī PET, palielina izstrādājumu fizikāli-mehānisko izturību, tajā skaitā triecienizturību, lieci, par cik šo materiālu pašu par sevi fizikāli-mehāniskās īpašības ir augstākas par PE, PP kā arī dabisko šķiedru materiālu īpašībām. Bez tam ar spēcīgu starojumu apstrādātas šķiedras ir grūti kūstošas, bet PET teces temperatūra ir +220-230°C, kas ir par 40-60°C augstāka par minēto kompozītu teces temperatūru. Rezultātā notiek kompozīta armēšana ar doto šķiedru palīdzību, jo kokšķiedru armējums viens pats nedod būtisku materiāla fizikāli-mehānisko īpašību uzlabojumu un pie augstas (virs 35%) pildījuma pakāpes būtiski pat samazina triecienizturības un lieces parametrus. Bez tam minētās šķiedras var pilnībā jeb daļēji aizstāt lina, sizala, kaņepju un citu šāda rakstura šķiedru pielietošanu minētajos kompozītos, tā vietā lietojot koksķiedras, salmus u.tml. zemākas izmaksas šķiedras.While coloring agents may and may not use dyes or crystal crystallizers of the Mold Perfect type, the coloring agents enhance the visual properties of the product, whereas the Crystal Perfect crystallizer causes the composite to crystallize at comparatively higher temperatures. such as PET, increases the physico-mechanical strength of articles, including impact resistance, to the extent to which these materials, in themselves, exhibit higher physico-mechanical properties than PE, PP and natural fiber materials. In addition, high-radiation treated fibers are difficult to melt, but PET has a yield point of + 220-230 ° C, which is 40-60 ° C higher than the composite yield point. As a result, reinforcement of the composite with the given fibers takes place, because reinforcement of the fiber alone does not significantly improve the physico-mechanical properties of the material and at high (above 35%) filling degree it even significantly reduces impact and bending parameters. In addition, the said fibers may completely or partially replace the use of flax, sisal, hemp and other such fibers in the said composites by the use of wood fibers, straw and the like. lower cost fiber.
PretenzijasClaims
Claims (23)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
LVP-07-87A LV13891B (en) | 2007-07-30 | 2007-07-30 | Composites and methods of the articles manufacturing by using based on plastic organic fibers filled composites, by plastic injection molding method |
PCT/LV2008/000005 WO2009017387A2 (en) | 2007-07-30 | 2008-07-30 | Composites and methods of the articles manufacturing by using based on plastic matrix organic fibers filled composites, by plastic injection molding method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
LVP-07-87A LV13891B (en) | 2007-07-30 | 2007-07-30 | Composites and methods of the articles manufacturing by using based on plastic organic fibers filled composites, by plastic injection molding method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
LV13891A LV13891A (en) | 2009-03-20 |
LV13891B true LV13891B (en) | 2009-06-20 |
Family
ID=40091255
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
LVP-07-87A LV13891B (en) | 2007-07-30 | 2007-07-30 | Composites and methods of the articles manufacturing by using based on plastic organic fibers filled composites, by plastic injection molding method |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
LV (1) | LV13891B (en) |
WO (1) | WO2009017387A2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101880464B (en) * | 2010-07-12 | 2013-04-17 | 安徽农业大学 | Bamboo-based/thermoplastic plastic nanocomposite material |
PL3170862T3 (en) | 2015-11-23 | 2022-05-23 | Elix Polymers, S.L. | Thermoplastic abs composition reinforced with natural fibres |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2426230C (en) * | 2002-04-18 | 2012-04-10 | Lonza, Inc. | Extruded non-wood fiber plastic composites |
US20040001940A1 (en) * | 2002-06-28 | 2004-01-01 | Neogi Amar N. | Composite siding |
US20070077379A1 (en) * | 2005-09-30 | 2007-04-05 | Magna International Inc. | Water-assist injection molded structural members |
-
2007
- 2007-07-30 LV LVP-07-87A patent/LV13891B/en unknown
-
2008
- 2008-07-30 WO PCT/LV2008/000005 patent/WO2009017387A2/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
LV13891A (en) | 2009-03-20 |
WO2009017387A3 (en) | 2009-05-14 |
WO2009017387A2 (en) | 2009-02-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Balla et al. | Additive manufacturing of natural fiber reinforced polymer composites: Processing and prospects | |
Asim et al. | Processing of hybrid polymer composites—a review | |
Mukhopadhyay et al. | Effect of ageing of sisal fibres on properties of sisal–polypropylene composites | |
CN107866985A (en) | The part and its manufacture method moulded with moldable carbon fiber | |
Leong et al. | Compression and injection molding techniques for natural fiber composites | |
US20150165735A1 (en) | Wood polymer/plastic composite material having transparent surface layer | |
Hasan et al. | Design and fabrication technology in biocomposite manufacturing | |
CN107686603A (en) | Regenerating polypropylene composition and vehicle part | |
EP1105277A4 (en) | Coated, long fiber reinforcing composite structure and process of preparation thereof | |
LV13891B (en) | Composites and methods of the articles manufacturing by using based on plastic organic fibers filled composites, by plastic injection molding method | |
Palanisamy et al. | Selection and Processing of Natural Fibers and Nanocellulose for Biocomposite Applications: A Brief Review. | |
JP4370416B1 (en) | Bagasse fiber reinforced polypropylene resin material for injection molding, method for producing the same, and molded product | |
Huber et al. | Natural fibre composite processing: A technical overview | |
Sarasini et al. | Injection moulding of plant fibre composites | |
FR2915421A1 (en) | PROCESS FOR MOLDING PAINTED PARTS IN THERMOPLASTIC COMPOSITE, DEVICE AND PRODUCTS OBTAINED | |
Masri et al. | Review of manufacturing process of natural fiber reinforced polymer composites | |
US4349504A (en) | Injection moulding process using polymer blends containing high molecular polyethylene of high density | |
US4315887A (en) | Injection moulding of high molecular polyethylene using elevated mould temperature | |
Allan et al. | Shear controlled orientation technology for the management of reinforcing fibres in moulded and extruded composite materials | |
CZ2012548A3 (en) | Composite with thermoplastic polyolefin matrix and coir for extrusion processes | |
Ouarhim et al. | Numerical, experimental and simulation study of natural fiber-based composites on injection molding | |
Lee et al. | Mechanical and Impact Properties and Heat Deflection Temperature of Wood Flour-Reinforced Recycled Polyethylene Green Composites | |
WO2002088245A1 (en) | Method for the production of biodegradable packaging and moulded bodies | |
Adhikari | Natural fibre composites for injection moulding | |
CN104619782B (en) | Thermoplastic resin complex composition, thermoplas tic resin composite and preparation method thereof |