PL245423B1 - Sposób wytwarzania materiału kompozytowego i materiał kompozytowy - Google Patents
Sposób wytwarzania materiału kompozytowego i materiał kompozytowy Download PDFInfo
- Publication number
- PL245423B1 PL245423B1 PL445032A PL44503223A PL245423B1 PL 245423 B1 PL245423 B1 PL 245423B1 PL 445032 A PL445032 A PL 445032A PL 44503223 A PL44503223 A PL 44503223A PL 245423 B1 PL245423 B1 PL 245423B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- weight
- polyester
- composite material
- prepared
- foam
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 50
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims abstract description 48
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 claims abstract description 26
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 15
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 11
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 7
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 7
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 6
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 claims description 4
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 230000005591 charge neutralization Effects 0.000 description 5
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 5
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 241000222122 Candida albicans Species 0.000 description 2
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004643 material aging Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012009 microbiological test Methods 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000007725 thermal activation Methods 0.000 description 1
- 238000001931 thermography Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/003—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts characterised by the matrix material, e.g. material composition or physical properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B17/00—Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B17/00—Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
- B29B17/04—Disintegrating plastics, e.g. by milling
- B29B17/0412—Disintegrating plastics, e.g. by milling to large particles, e.g. beads, granules, flakes, slices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
- B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/003—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts characterised by the matrix material, e.g. material composition or physical properties
- B29C70/0035—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts characterised by the matrix material, e.g. material composition or physical properties comprising two or more matrix materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/02—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising combinations of reinforcements, e.g. non-specified reinforcements, fibrous reinforcing inserts and fillers, e.g. particulate fillers, incorporated in matrix material, forming one or more layers and with or without non-reinforced or non-filled layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/02—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising combinations of reinforcements, e.g. non-specified reinforcements, fibrous reinforcing inserts and fillers, e.g. particulate fillers, incorporated in matrix material, forming one or more layers and with or without non-reinforced or non-filled layers
- B29C70/021—Combinations of fibrous reinforcement and non-fibrous material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/02—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising combinations of reinforcements, e.g. non-specified reinforcements, fibrous reinforcing inserts and fillers, e.g. particulate fillers, incorporated in matrix material, forming one or more layers and with or without non-reinforced or non-filled layers
- B29C70/026—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising combinations of reinforcements, e.g. non-specified reinforcements, fibrous reinforcing inserts and fillers, e.g. particulate fillers, incorporated in matrix material, forming one or more layers and with or without non-reinforced or non-filled layers and with one or more layers of pure plastics material, e.g. foam layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
- C08J11/04—Recovery or working-up of waste materials of polymers
- C08J11/06—Recovery or working-up of waste materials of polymers without chemical reactions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B17/00—Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
- B29B17/04—Disintegrating plastics, e.g. by milling
- B29B2017/042—Mixing disintegrated particles or powders with other materials, e.g. with virgin materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania materiału kompozytowego charakteryzujący się tym, że: przygotowuje się (101) paski pianki poliuretanowej (PU) poprzez pocięcie surowca z pianki PU do postaci krótkich pasków o przekroju zasadniczo prostokątnym o wymiarach przekroju od 5x5 mm do 30x30 mm i długości od 20 mm do 40 mm; opcjonalnie przygotowuje się (102) szarpankę poliestrową poprzez rozszarpanie surowca w postaci waty lub włókniny poliestrowej; przygotowuje się (103) włókna poliestrowe o długości od 2 mm do 10 mm i temperaturze topnienia w zakresie 95°C do 200°C rozdrabniając sprasowane bele surowca wsadowego; miesza się (104) przygotowane komponenty w proporcji: od 60% do 80% wag. pasków pianki PU, od 0% do 20% wag. szarpanki poliestrowej oraz od 15% do 30% wag. włókien poliestrowych; formuje się (105) pokład ze zmieszanych komponentów do postaci płyty o pożądanych wymiarach; oraz podgrzewa się (106) uformowaną płytę do temperatury od 95°C do 200°C doprowadzając do połączenia składników, po czym chłodzi się płytę.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania materiału kompozytowego z pianki poliuretanowej oraz włókna poliestrowego, oraz samego materiału kompozytowego.
Znane są różnego rodzaju materiały kompozytowe stosowane jako wypełnienia syntetyczne używane do wypełniania przestrzeni lub tworzenia struktur o określonych właściwościach. Mogą być wykonane jako kompozyty różnych materiałów, takich jak polimery, pianki czy włókna, które zostały specjalnie dobrane, aby spełniać określone wymagania techniczne.
Kompozytowe wypełnienia syntetyczne mają istotne znaczenie z wielu powodów. Przede wszystkim pozwalają na optymalne wykorzystanie materiałów i zasobów, ponieważ mogą być wytwarzane na żądanie, z uwzględnieniem specyficznych potrzeb i wymagań danej sytuacji. Dzięki temu producenci mogą projektować produkty z wykorzystaniem wypełnień syntetycznych, które zapewniają optymalne właściwości fizyczne, mechaniczne czy termiczne.
Ponadto kompozytowe wypełnienia syntetyczne oferują wiele korzyści funkcjonalnych. Na przykład mogą służyć do izolacji termicznej, chroniąc przed utratą ciepła lub nadmiernym przegrzewaniem. Mogą również zapewniać izolację akustyczną, redukując hałas i wibracje. W niektórych zastosowaniach wypełnienia syntetyczne są wykorzystywane do amortyzacji i zabezpieczenia, zapewniając ochronę przed wstrząsami, uszkodzeniami mechanicznymi czy wibracjami.
Kompozytowe wypełnienia syntetyczne mają również znaczenie z perspektywy ekologicznej. Dzięki ich wszechstronności, trwałości i możliwości recyklingu, mogą pomagać w zmniejszaniu ilości generowanych odpadów i zrównoważonym wykorzystaniu zasobów. Dzięki zastosowaniu wypełnień syntetycznych można minimalizować zużycie materiałów naturalnych i jednocześnie ograniczać negatywny wpływ na środowisko.
Znane dotychczas sposoby wytwarzania materiałów kompozytowych opartych o pianki poliuretanowe (PU) pozwalają na wytwarzanie jedynie materiałów o dość dużym ciężarze własnym, co ogranicza ich zastosowanie.
W związku z powyższym, twórcy niniejszego wynalazku stwierdzili, że zasadnym byłoby opracowanie nowego sposobu wytwarzania wypełnień syntetycznych na bazie pianki poliuretanowej, który umożliwi uzyskanie materiału kompozytowego, którego ciężar właściwy będzie mógł być dobierany w szerokim zakresie, zależnie od potrzeb.
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania materiału kompozytowego charakteryzujący się tym, że: przygotowuje się paski pianki poliuretanowej (PU) poprzez pocięcie surowca z pianki PU do postaci krótkich pasków o przekroju zasadniczo prostokątnym, o wymiarach przekroju od 5x5 do 30x30 mm i długości od 20 mm do 40 mm; opcjonalnie przygotowuje się szarpankę poliestrową poprzez rozszarpanie surowca w postaci waty lub włókniny poliestrowej; przygotowuje się włókna poliestrowe o długości od 2 do 10 mm i temperaturze topnienia w zakresie 95 do 200°C rozdrabniając sprasowane bele surowca wsadowego; miesza się przygotowane komponenty w proporcji od 60 do 80% wag. pasków pianki PU, od 0 do 20% wag. szarpanki poliest rowej oraz od 15 do 30% wag. włókien poliestrowych; formuje się pokład ze zmieszanych komponentów do postaci płyty o pożądanych wymiarach oraz podgrzewa się uformowaną płytę do temperatury od 95 do 200°C doprowadzając do połączenia składników, po czym chłodzi się płytę.
Korzystnie, w trakcie mieszania do komponentów dodaje się środek uszlachetniający.
Korzystnie, na utrwaloną płytę nakłada się środek uszlachetniający.
Korzystnie, środek uszlachetniający składa się z żelu akrylowego, wody, wodorotlenku glinu i mikroproszku aluminium, w proporcjach wagowych: 59,995:20:20:0,005 i stanowi 0,0020 do 0,0036% wag. materiału kompozytowego.
Przedmiotem wynalazku jest ponadto materiał kompozytowy znamienny tym, że ma postać płyty zawierającej zintegrowane termicznie w temperaturze od 95 do 200°C: paski pianki poliuretanowej (PU) o przekroju zasadniczo prostokątnym o wymiarach przekroju od 5x5 do 30x30 mm i długości od 20 mm do 40 mm, w ilości od 60 do 80% wag.; szarpankę poliestrową z waty lub włókniny poliestrowej w ilości od 0 do 20% wag. oraz włókna poliestrowe o długości od 2 do 10 mm i temperaturze topnienia w zakresie 95 do 200°C, w ilości 15 do 30% wag.
Korzystnie, materiał kompozytowy zawiera ponadto środek uszlachetniający, który korzystnie składa się z żelu akrylowego, wody, wodorotlenku glinu i mikroproszku aluminium, w proporcjach wagowych: 59,995:20:20:0,005 i stanowi od 0,0020 do 0,0036% wag. materiału kompozytowego.
W procesie produkcji materiału kompozytowego według wynalazku pianka poliuretanowa jest cięta na niewielkie prostopadłościany, co pozwala na ograniczenie wytwarzania pyłu (względem standardowych technologii, gdzie jest szarpana do postaci granulatu). Jako spoiwo wykorzystane zostały włókna poliestrowe aktywowane termicznie. Ponadto poprawiono właściwości funkcjonalne wytwarzanego tym sposobem kompozytu poprzez dodanie substancji uszlachetniających.
Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia schemat kolejnych etapów sposobu wytwarzania materiału kompozytowego według wynalazku.
W kroku 101 następuje wstępne przygotowanie pianki poliuretanowej (PU). Pianka PU dostarczana jest korzystnie w belach, które mogą zawierać ścinki będące odpadem z innych procesów produkcyjnych wykorzystujących piankę PU. Surowiec zostaje wstępnie otwarty poprzez pocięcie bel surowca za pomocą gilotyn. Przez proces otwierania rozumie się proces mający na celu rozluźnienie oraz ujednolicenie struktury surowca. Następnie surowiec poddawany jest dalszemu rozdrabnianiu za pomocą krajaka pośredniego i finalnie trafia do maszyny do cięcia, w której pianka PU jest cięta w kształt krótkich pasków, korzystnie o przekroju zasadniczo prostokątnym o wymiarach przekroju od 5x5 do 30x30 mm i długości od 20 mm do 40 mm. Po procesie cięcia następuje proces pneumatycznego aglomerowania surowca oraz jego odpylanie. Po odpylaniu materiał jest transportowany do mechanicznego kompensatora (aglomeratora). Ostatnim etapem przygotowania pianki PU jest proces szacowania gęstości i wagi materiału. Finalnie materiał trafia do zasilarki wyposażonej w wagę. Pianka PU przygotowana w ten sposób przyjmuje formę niewielkich pasków, co korzystnie wpływa na jej właściwości mechaniczne, takie jak sprężystość (materiał uformowany z pasków jest o 20% bardziej sprężysty od materiału uformowanego z granulatu przy tej samej gęstości w porównaniu ze znaną ze stanu techniki formą granulatu). Ponadto w trakcie procesu przygotowania pianki PU opisanego powyżej generuje się znacznie mniej pyłów niż w przypadku przetwarzania bel pianki PU do postaci granulatu w procesie szarpania.
W kroku 102 przygotowywana jest opcjonalnie szarpanka poliestrowa w postaci waty lub włókniny wysokopuszystej. Do procesu dostarczane jest włókno poliestrowe w postaci waty lub włókniny wysokopuszystej w belach lub w postaci ścinek (odpadów z krojowni z wykorzystanych beli). Włókna poliestrowe poddawane są procesowi otwierania włókien z wykorzystaniem szarpaka, czego rezultatem jest rozerwanie struktury waty lub włókniny na poszczególne włókna lub ich niewielkie aglomeraty. Po procesie otwierania materiał jest transportowany do kompensatora, w którym następuje kompensacja materiału. Końcowym elementem tego etapu jest ważenie beli skompensowanego materiału i pakowanie produktu (który po otwarciu beli staje się sypki). Finalnie materiał trafia do zasilarki wyposażonej w wagę.
W kroku 103 przygotowywane są krótkie włókna poliestrowe (o długości od 2 do 10 mm, korzystnie 4 mm) o niskiej temperaturze topnienia, tj. temperaturze w zakresie 95 do 2 00°C (w szczególności włókna BICO). Włókna w formie skompresowanej do bel trafiają do zasilarki, z której transportowane są do wstępnego otwieracza w celu wstępnego otwarcia włókien i dalej do otwieracza ostatecznego, gdzie proces otwierania włókien jest f inalizowany - po procesie otwarcia otrzymujemy luźne włókna oddzielone od siebie. Ostatecznie materiał trafia do zasilarki wyposażonej w wagę. Włókna poliestrowe zostaną wykorzystane w dalszym procesie jako spoiwo wytwarzanego kompozytu.
Kroki 101 -103 są od siebie niezależne i mogą być realizowane równolegle. Każdy z surowców trafia finalnie do oddzielnej zasilarki.
W kroku 104 dochodzi do wstępnego odważenia i wymieszania materiałów przygotowanych w krokach 101-103. Surowiec ze wszystkich zasilarek jest zsypywany na transporter zbiorczy w odpowiednich proporcjach wagowych: od 60 do 80% wag. pianki PU, od 0 do 20% wag. szarpanki poliestrowej (tzn. możliwe jest również wykonanie bez wykorzystania szarpanki) oraz od 15 do 30% wag. włókien poliestrowych. Z transportera zbiorczego pokład, rozumiany jako mieszanina wszystkich surowców, trafia do wstępnego otwieracza, gdzie dochodzi do wstępnego wymieszania składników. Ze wstępnego otwieracza mieszanka trafia do systemu neutralizacji ładunków elektrostatycznych (urządzenie ma za zadanie dodać płyn elektrostatyczny). Z systemu neutralizacji ładunków elektrostatycznych, transporterem pneumatycznym (powietrzem), pokład trafia do mieszalni, która jest zarazem buforem surowcowym, gdzie dochodzi do dokładnego wymieszania wszystkich składników pokładu. W mieszalni do pokładu mogą zostać dodane środki uszlachetniające w celu poprawienia właściwości finalnego produktu.
W kroku 105 przeprowadza się formowanie pokładu. Proces ten polega na formowaniu pokładu o odpowiedniej gęstości, szerokości i wysokości. Formowanie pokładu realizowane jest metodami pneumatycznymi z wykorzystaniem ciśnienia. Ostatecznie pokład przyjmuje formę płyty o wymiarach określonych przez operatora. Gęstość materiału w wytworzonej płycie jest zależna od zastosowanego ciśnienia. Im wyższe ciśnienie, tym większa gęstość wytworzonej płyty.
W kroku 106 dochodzi do łączenia termicznego elementów pokładu poprzez podgrzanie płyty w formie do temperatury między 95 a 200°C. Łączenie odbywa się poprzez aktywację termiczną włókien poliestrowych, które pod wpływem temperatury są upłynniane. W wyniku upłynnienia włókien poliestrowych dochodzi do połączenia wszystkich składników pokładu. W następnej kolejności realizowany jest etap szybkiego schładzania, który ma na celu utrwalenie połączenia. Na wytworzoną płytę, w sposób natryskowy lub za pomocą wałka, mogą zostać naniesione środki uszlachetniające pozwalające na poprawienie właściwości finalnego produktu.
Opcjonalnie, w kroku 107 dochodzi do cięcia wytworzonej płyty w ciągu maszyn produkcyjnych. Stacja cięcia umożliwia uzyskanie precyzyjnych wymiarów gotowego produktu. W celu uzyskaniu małych formatów, produkt finalny trafia na osobną maszynę do cięcia pianki PU (konturówka), która pozwala na wycięcie nietypowych formatów i kształtów. Naddatek produkcyjny po procesie cięcia może zostać odebrany i wykorzystany ponownie przy wytwarzaniu nowej partii materiału.
Dzięki pocięciu pianki PU do postaci pasków zamiast szarpania do postaci granulatu, oraz dzięki wykorzystaniu jako spoiwo włókien poliestrowych możliwe jest wytworzenie materiału kompozytowego o gęstości poniżej 40 kg/m3, w szczególności poniżej 30 kg/m3, a nawet poniżej 25 kg/m3.
W kroku 104 lub 106 stosować można różnego rodzaju środki uszlachetniające. Szczególnie korzystne jest zastosowanie mieszaniny żelu akrylowego, wody, wodorotlenku glinu i mikroproszku aluminium, korzystnie w proporcjach wagowych: 59,995:20:20:0,005. Taka mieszanka zwiększa ognioodporność oraz właściwości izolacyjne pokrytej nią płyty. Ponadto hamuje również wzrost mikroorganizmów oraz biofilmu.
Przykład wykonania 1
W kroku 101 dostarczono belę ze ścinków pianki PU będących odpadem z procesu produkcyjnego. Bela pianki PU została wstępnie otwarta za pomocą gilotyn, a następnie surowiec dalej rozdrabniano za pomocą krajaka pośredniego. Finalnie surowiec trafił do maszyny do cięcia, gdzie został pocięty na paski w kształcie niewielkich prostopadłościanów o wymiarach 10x10x20 mm. Po procesie cięcia nastąpił proces pneumatycznego aglomerowania surowca oraz jego odpylanie. Po odpylaniu materiał został przetransportowany do mechanicznego kompensatora (aglomeratora). Następnie oszacowano gęstość oraz wagę materiału, które wynosiły odpowiednio 28 kg/m3 i waga skompensowanego materiału ok. 200 kg. Finalnie materiał trafił do pierwszej zasilarki wyposażonej w wagę.
W kroku 102 do przygotowania szarpanki poliestrowej wykorzystano włókno w postaci ścinek z innego procesu produkcyjnego. Ścinki zostały przetransportowane do szarpaka, gdzie doszło do otwarcia włókna. Następnie włókno zostało przeniesione do kompensatora i zostało zważone. Ostatecznie włókno poliestrowe przetransportowano do drugiej zasilarki wyposażonej w wagę.
W kroku 103 przygotowano włókna p oliestrowe - włókna BICO. Włókna BICO w belach trafiły do zasilarki, z której zostały przetransportowane do wstępnego otwieracza w celu wstępnego otwarcia włókien i dalej do otwieracza ostatecznego, gdzie proces otwierania włókien został sfinalizowany. Ostatecznie materiał trafił do trzeciej zasilarki wyposażonej w wagę.
Kroki 101-103 zostały przeprowadzone równolegle i niezależnie od siebie.
W kroku 104 na transporter zbiorczy zsypano 7 kg pianki PU, 1 kg szarpanki poliestrowej oraz 2 kg włókna poliestrowego. Z transportera zbiorczego pokład trafił do wstępnego otwieracza, gdzie doszło do wstępnego wymieszania składników. Ze wstępnego otwieracza, mieszanka trafiła do systemu neutralizacji ładunków elektrostatycznych, gdzie dodano płyn elektrostat yczny (wykorzystano płyn STATYK AC). Z systemu neutralizacji ładunków elektrostatycznych, transporterem pneumatycznym, pokład trafił do mieszalni, gdzie został dokładnie wymieszany.
W kroku 105 pokład został uformowany ciśnieniowo do postaci płyty o wymiar ach 30x260 cm i gramaturze 25 kg/m3.
W kroku 106 uformowany pokład został przeniesiony do pieca, gdzie w temperaturze 140°C aktywowano włókna poliestrowe. W wyniku upłynnienia włókien poliestrowych doszło do połączenia wszystkich składników pokładu. Następnie szybko schłodzono wcześniej podgrzany pokład do temperatury 30°C w celu utrwalenia połączenia.
Finalny produkt został przeniesiony na paletę i zabezpieczony do transportu.
Przykład wykonania 2
W kroku 101 dostarczono belę ze ścinków pianki PU będących odpadem z procesu produkcyjnego w innej fabryce. Bela pianki PU została wstępnie otwarta za pomocą gilotyn, a następnie surowiec dalej rozdrabniano za pomocą krajaka pośredniego. Finalnie surowiec trafił do maszyny do cięcia, gdzie został pocięty na paski w kształcie niewielkich prostopadłościanów o wymiarach 10x10x20 mm. Po procesie cięcia nastąpił proces pneumatycznego aglomerowania surowca oraz jego odpylanie. Po odpylaniu materiał został przetransportowany do mechanicznego kompensatora (aglomeratora). Następnie oszacowano gęstość oraz wagę materiału, które wynosiły odpowiednio 25 kg/m3 i 250 kg. Finalnie materiał trafił do pierwszej zasilarki wyposażonej w wagę.
W kroku 102 do przygotowania szarpanki poliestrowej wykorzystano włókno w postaci ścinek z innego procesu produkcyjnego. Ścinki zostały przetransportowane do szarpaka, gdzie doszło do otwarcia włókna. Następnie włókno zostało przeniesione do kompensatora i zostało zważone. Ostatecznie włókno poliestrowe przetransportowano do drugiej zasilarki wyposażonej w wagę.
W kroku 103 przygotowano włókna poliestrowe - włókna BICO. Włókna poliestrowe w beli trafiły do zasilarki, z której zostały przetransportowane do wstępnego otwieracza w celu wstępnego otwarcia włókien i dalej do otwieracza ostatecznego, gdzie proces otwierania włókien został sfinalizowany. Ostatecznie materiał trafił do trzeciej zasilarki wyposażonej w wagę.
Kroki 101-103 zostały przeprowadzone równolegle i niezależnie od siebie.
W kroku 104 na transporter zbiorczy zsypano 7 kg pianki PU, 1 kg szarpanki poliestrowej oraz 2 kg włókien poliestrowych. Z transportera zbiorczego pokład trafił do wstępnego otwieracza, gdzie doszło do wstępnego wymieszania składników. Ze wstępnego otwieracza, mieszanka trafiła do systemu neutralizacji ładunków elektrostatycznych, gdzie dodano płyn elektrostatyczny. Z systemu neutralizacji ładunków elektrostatycznych, transporterem pneumatycznym, pokład trafił do mieszalni, gdzie został dokładnie wymieszany.
Do mieszalni dodano również środek uszlachetniający składający się z: 59,995 g akrylu, 20 g H2O (w postaci wody dejonizowanej), 20 g wodorotlenku glinu (w postaci produktu handlowego pod nazwą ATH) oraz 0,005 g mikroproszku aluminium. Aby przygotować środek uszlachetniający na początku rozcieńczono akryl (w postaci żelu akrylowego PONTECK) poprzez dodanie do odmierzonej jego ilości (59,995 g) 20 g wody dejonizowanej. Po dodaniu wody składniki dokładnie wymieszano. Uzyskano w ten sposób 79,995 g mieszaniny akrylu i wody. Następnie niewielką ilość 20 g mieszaniny akrylowo-wodnej wlano do moździerza i dodano 5 g ATH, po czym przystąpiono do starannego wymieszania składników. Po wymieszaniu i uzyskaniu jednorodnej mieszaniny (ok. 5 minut mieszania) dodano do roztworu kolejne 5 g ATH i znowu mieszano. Tak powtarzano czynności aż do całkowitego dodania ATH do mieszaniny. Na koniec do uzyskanego roztworu dodano 0,005 g mikroproszku aluminium i znowu starannie mieszano przez okres 5 minut. Po wymieszaniu kompozycja polimerowa była gotowa do użycia.
W kroku 105 pokład został uformowany ciśnieniowo do postaci płyty o wymiarach 30x260 cm i gramaturze 25 kg/m3.
W kroku 106 uformowany pokład został przeniesiony do pieca, gdzie w temperaturze 140°C aktywowano włókna poliestrowe. W wyniku upłynnienia włókien poliestrowych doszło do połączenia wszystkich składników pokładu. Następnie szybko schłodzono do temperatury 30°C wcześniej podgrzany pokład w celu utrwalenia połączenia.
Finalny produkt został przeniesiony na paletę i zabezpieczony do transportu.
Zastosowanie substancji uszlach etniającej poskutkowało poprawą właściwości użytkowych powleczonego nią produktu. Wykazano, że produkt z dodatkiem substancji uszlachetniającej charakteryzuje się zwiększoną izolacją termiczną oraz dźwiękową, większą wytrzymałością mechaniczną, obniżoną palnością oraz korzystnymi właściwościami związanymi z hamowaniem wzrostu drobnoustrojów. Wyniki potwierdzające te obserwacje przedstawiono w tabeli poniżej.
PL 245423 Β1
| ' Próbka Cecha | Płyta bez dodatku substancji uszlachetniającej | Płyta z dodatkiem substancji uszlachetniającej | |
| Badania Termowizyjne | Komora klimatyczna, [°C] | 27 | 24,6 |
| Komora wychłodzeniowa, [°C] | 19,7 -6,5 | 20,6 0,4 | |
| Pomiar hałasu, [dB] | 75 | 70 | |
| Maksymalna siła zrywająca F, [N] | 11,5 | 18,5 | |
| Test palności, [s] | 22 | 28 | |
| Badania mikrobiologiczne, po 72h (w odniesieniu do próbki K) | E.coli, [log1o(cfu/ml)] | 13 | 23 |
| S.aureus, [log10(cfu/ml)] | 13 | 24 | |
| C.albicans, [log10(cfu/ml)] | 6 | 23 | |
| Biofilm | E.coli, [%powierzchni] | 66 | 5 |
| S.aureus, [% po wierzch ni] | 66 | 33 | |
| C.albicans, [%powierzchni] | 100 | 33 |
Claims (7)
1. Sposób wytwarzania materiału kompozytowego znamienny tym, że:
- przygotowuje się (101) paski pianki poliuretanowej (PU) poprzez pocięcie surowca z pianki PU do postaci krótkich pasków o przekroju zasadniczo prostokątnym o wymiarach przekroju od 5x5 do 30x30 mm i długości od 20 mm do 40 mm;
- opcjonalnie przygotowuje się (102) szarpankę poliestrową poprzez rozszarpanie surowca w postaci waty lub włókniny poliestrowej;
- przygotowuje się (103) włókna poliestrowe o długości od 2 do 10 mm i temperaturze topnienia w zakresie 95 do 200°C rozdrabniając sprasowane bele surowca wsadowego;
- miesza się (104) przygotowane komponenty w proporcji: od 60 do 80% wag. pasków pianki PU, od 0 do 20% wag. szarpanki poliestrowej oraz od 15 do 30% wag. włókien poliestrowych;
- formuje się (105) pokład ze zmieszanych komponentów do postaci płyty o pożądanych wymiarach; oraz
- podgrzewa się (106) uformowaną płytę do temperatury od 95 do 200°C doprowadzając do połączenia składników, po czym chłodzi się płytę.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w trakcie mieszania (104) do komponentów dodaje się środek uszlachetniający.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że na utrwaloną płytę nakłada się środek uszlachetniający.
4. Sposób według jednego z zastrz. 2 lub 3 znamienny tym, że środek uszlachetniający składa się z żelu akrylowego, wody, wodorotlenku glinu i mikroproszku aluminium, w proporcjach wagowych: 59,995:20:20:0,005 i stanowi 0,0020 do 0,0036% wag. materiału kompozytowego.
5. Materiał kompozytowy znamienny tym, że ma postać płyty zawierającej zintegrowane termicznie w temperaturze od 95 do 200°C:
- paski pianki poliuretanowej (PU) o przekroju zasadniczo prostokątnym o wymiarach przekroju od 5x5 do 30x30 mm i długości od 20 mm do 40 mm, w ilości od 60 do 80% wag.;
PL 245423 Β1
- szarpankę poliestrową z waty lub włókniny poliestrowej w ilości od 0 do 20% wag; oraz
- włókna poliestrowe o długości od 2 do 10 mm i temperaturze topnienia w zakresie 95 do 200°C, w ilości 15 do 30% wag.
6. Materiał kompozytowy według zastrz. 5 znamienny tym, że zawiera ponadto środek uszlachetniający.
7. Materiał kompozytowy według zastrz. 6 znamienny tym, że środek uszlachetniający składa się z żelu akrylowego, wody, wodorotlenku glinu i mikroproszku aluminium, w proporcjach wagowych: 59,995:20:20:0,005 i stanowi od 0,0020 do 0,0036% wag. materiału kompozytowego.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL445032A PL245423B1 (pl) | 2023-05-29 | 2023-05-29 | Sposób wytwarzania materiału kompozytowego i materiał kompozytowy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL445032A PL245423B1 (pl) | 2023-05-29 | 2023-05-29 | Sposób wytwarzania materiału kompozytowego i materiał kompozytowy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL445032A1 PL445032A1 (pl) | 2023-11-13 |
| PL245423B1 true PL245423B1 (pl) | 2024-07-29 |
Family
ID=88789828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL445032A PL245423B1 (pl) | 2023-05-29 | 2023-05-29 | Sposób wytwarzania materiału kompozytowego i materiał kompozytowy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL245423B1 (pl) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB856389A (en) * | 1957-12-24 | 1960-12-14 | Witco Chemical Company Ltd | Process and apparatus for manufacturing impregnated bonded fibrous materials |
| KR100893690B1 (ko) * | 2008-07-03 | 2009-04-17 | 엔피에프(주) | 폴리우레탄 스크랩을 재생사용한 흡/차음용 자동차 내장재 |
| KR20130005593A (ko) * | 2011-07-06 | 2013-01-16 | 현대자동차주식회사 | 자동차 폐 시트의 폴리우레탄 폼을 이용한 흡차음재 제조 방법 및 그에 의해 제조된 흡차음재 조성물 |
-
2023
- 2023-05-29 PL PL445032A patent/PL245423B1/pl unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB856389A (en) * | 1957-12-24 | 1960-12-14 | Witco Chemical Company Ltd | Process and apparatus for manufacturing impregnated bonded fibrous materials |
| KR100893690B1 (ko) * | 2008-07-03 | 2009-04-17 | 엔피에프(주) | 폴리우레탄 스크랩을 재생사용한 흡/차음용 자동차 내장재 |
| KR20130005593A (ko) * | 2011-07-06 | 2013-01-16 | 현대자동차주식회사 | 자동차 폐 시트의 폴리우레탄 폼을 이용한 흡차음재 제조 방법 및 그에 의해 제조된 흡차음재 조성물 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL445032A1 (pl) | 2023-11-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2011223044B2 (en) | Method for recycling sheet material coated with a release agent and uses of the thus recycled material | |
| CN105331294A (zh) | 阻燃环保胶黏剂和植物纤维板的制造方法 | |
| EP1244858A1 (en) | Environmentally friendly isolation material and method for producing the same | |
| PL245423B1 (pl) | Sposób wytwarzania materiału kompozytowego i materiał kompozytowy | |
| Workiye et al. | Development of maize stalk cellulose fiber reinforced calcined kaolinite clay geopolymer composite | |
| CN109483686A (zh) | 一种麻茎秆制无甲醛人造板的制造方法 | |
| US4202851A (en) | Method of preparing a sheet-formed product | |
| CN109318337B (zh) | 非粮秸秆人造板及其制备方法 | |
| KR20130057024A (ko) | 폐디스크를 이용한 지오폴리머 바인더 및 이를 이용한 내화 몰탈 조성물 | |
| WO2021240139A1 (en) | Insulation product and method for making insulation product | |
| EP0953085B1 (de) | Verfahren zur behandlung natürlicher rohstoffe für die herstellung von dämmstoffen | |
| Ginting et al. | Effect of Clam Shell Powder (Anadara granosa) Composition on Physical and Mechanical Properties of Polyester Resin Particle Board Products. | |
| Sumarni et al. | Preparation and Mechanical Properties of Pressed Straw Concrete Brick | |
| Song-inn et al. | Analysis of agricultural waste material properties for producing composite resin sheets from coconut fiber mixed with coffee grounds for product design | |
| CN114075347B (zh) | 制造功能材料的连续方法、功能材料的原料以及功能材料 | |
| RO135267A0 (ro) | Panouri compo- zite termoizolante din fibre de lemn, abs şi cauciuc şi procedeu de obţinere a acestora | |
| Mrema | Properties of Boards Made from Rice Husk and Portland cement As Binders and Reinforced with Sisal Fibres | |
| CN119698506A (zh) | 优化绝热板的制造方法、绝热板以及包含该绝热板的绝热结构 | |
| CN109384961A (zh) | 一种纤维发泡缓冲包装材料及其制备方法 | |
| Ouargui et al. | Determination of the Thermophysical Characteristics of the Composite Material Clay Cement Paper | |
| CN120985784A (zh) | 一种室内装饰用硅酸盐纤维密度板的制备方法 | |
| WO2025163999A1 (ja) | 石膏板、石膏板の製造方法 | |
| Omoniyi et al. | Sorption characteritics of cement composites reinforced with some locally available lignocellulosic materials in Nigeria | |
| Dutta et al. | Sustainable application of agro-waste as substitute for construction materials: a review | |
| JP4011235B2 (ja) | 建築板 |