[发明专利]制造纤维增强塑料材料的方法和塑料挤压机

说明书

本发明涉及一种根据权利要求1和2的前序部分的、制造纤维增强塑料材料用的方法。另外，本发明还涉及一种根据权利要求13的、实施所述方法用的塑料挤压机。

根据DE-PS 40 16 784已有这一类的方法和塑料挤压机。采用该塑料挤压机时，纤维条进入浸渍装置的入口和浸渍后纤维条的出口在平面上不大适应均匀浸湿纤维和扩散材料的要求。但主要问题在于，已经成扇形彼此分开的纤维条的单根纤维在经过扩展凸轮时不能保持彼此分开。单根纤维经过与蜗杆轴交叉的导向装置在导入管口转向90°直到浸渍槽的终端，再到挤压轴的蜗杆单元，并被系接成致密的纤维条。这意味着，由许多长丝纤维构成的致密纤维条形成相当大的粗度，结果导致在蜗杆转臂与料筒壁之间迅速挤出或切断。由此而形成的没有完全浸透的纤维线团就很难(即部分地根本不可能)重新通过混合和揉捏元件进行分解，以便将它与剩余熔体混合，或者混合与揉捏/剪切段必须达到一定的强度和/或长度，从而使产品中特短纤维成分/细纤维成分特别高。

此外还造成致密纤维条的迅速挤出和单根纤维的不可控制的滑动特性。玻璃纤维条出现不同的高速滑动，致使特别难以或不可能使机器达到正常作业状态，即产生不确定的传动比和不可控制的作业状态。

另外还有以下缺点：

预浸渍的纤维条必须在混合区内与单根纤维均匀分布在熔体中。

用液体塑料预浸渍过的纤维条由相应的蜗杆元件导入，在导入过程中被剪切和被挤出。此时作用在纤维条上的动力可能相对较小，因为不可能产生足够大的绕挤压轴的转向角。在给料区，纤维产生相当大的不确定的滑动，因此，塑料中的纤维含量必有明显的变化。测量被输送的纤维条上的速度变化，并经过在挤压轴上的一个转速调节装置补偿其误差，结果导致被输送到浸渍区内的熔化的塑料产生有害的强烈波动，并导致在混合区和产品压出量发生波动。设想利用通过可移动的蜗杆外壳的节流装置对熔体进行调节也解决不了这个问题，因为对于强滑动的单根纤维而言，挤压轴上的转速必定提高，并迫使在蜗杆区内的熔体使用更多的母体熔体。这意味着纤维与母体的混合比会发生不利的变化。另外，除了玻璃纤维成分相对塑料成分精确的重量分布以外，对于产品加工和材料的可重复利用还要求达到没有波动的均匀的产品产量。另一个最高目标是纤维微细成分保持很低。这一目标利用迄今已知的方法和系统是无法达到的。

本发明的基本任务是提供一种方法和设计一种挤压机，用它能制作混合程度良好和纤维浸渍充分的纤维增强塑料材料，同时产品中的长纤维占有尽可能大的份额，微小或短纤维占有尽可能少的份额，而且产品压出量始终没有波动。

完成本发明任务需要采取以下步骤：

a)纤维条经过两个或多个涂层喷嘴进入塑料挤压机的进料口，纤维条以其幅宽b较佳地平行于挤压机的轴线，近似与一挤压轴相切，在向前推进中盘绕挤压轴卷起，并被导入到蜗杆料筒内，料筒口径被扩大到至少是纤维条厚度S的4倍，

b)在进料口内，右侧的涂层喷嘴将一层液体塑料薄膜直接喷涂到纤维条的一个平面侧，并通过将纤维条压入预先由左侧涂层喷嘴喷涂到蜗杆轴上的液体塑料薄膜间接地将液体塑料施加到第二平面侧，这种情况下，纤维条在导入和浸渍段m范围内让其在挤压轴上的每根无端纤维在进入和穿越过程中被液体塑料浸湿或浸渍，以及

c)然后，浸渍或浸透塑料的单根纤维或纤维条由导入和浸渍段m经过一刀刃进入一直径缩小了的蜗杆料筒，到达一短的出料和输送段n，并被进一步剪切成预先规定的长度。

另一个解决方案采取如下步骤：

a)纤维条经过涂层喷嘴进入塑料挤压机的进料口，纤维条以其幅宽b平行于挤压机的轴线，近似与一挤压轴相切，在向前推进中盘绕挤压轴卷起，并被导入到蜗杆料筒内，料筒孔径被扩大到至少是纤维条厚度S的4倍，

b)在进料口内，由一布置在进料口右侧的涂层喷嘴将一层液体塑料薄膜直接喷涂到纤维条的一个平面侧，或通过将纤维条压入预先由一布置在进料口左侧的涂层喷嘴喷涂到蜗杆轴上的液体塑料薄膜间接地将液体塑料施加到第二平面侧，这种情况下，纤维条在导入和浸渍段m范围内让其在挤压轴表面上的每根无端纤维在进入和穿越过程中被液体塑料浸湿或浸渍，以及

c)然后，浸渍或浸透塑料的单根纤维或纤维条由导入和浸渍段m经过一刀刃进入一孔径缩小了的蜗杆料筒，到达一短的出料和输送段，并被进一步剪切成预先规定的长度。