Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Способ изготовления волоконного пластмассового стержня для средств письма с капиллярными каналами спеканием пучка волокон, термостабилизацией и охлаждением, отличающийся тем, что в качестве пучка волокон используют полые бикомпонентные нити типа "ядро-оболочка", причем полимер оболочки имеет температуру плавления не менее, чем на 5°С ниже, чем у полимера ядра, спекание осуществляют при температуре плавления полимера оболочки, а термостабилизацию при температуре на 10-15°С ниже температуры плавления полимера оболочки.

Текст

Дивитися

Изобретение относится к технологии изготовления волоконного пластмассового стержня для пишущи х устройств машинной записи и средства письма. Известны способы получения волоконных стержней путем пропитывания пучка полиамидных волокон раствором связующего вещества на основе эпоксидной смолы с последующей термообработкой пучка [1] пористым каучукоподобным эластичным материалом [2], смолой с последующим нагревом в эластичном поле ТВЧ [3]. Известен способ получения стержней c капиллярными каналами путем погружения пучка волокон в жидкий уретановый форполимер, при котором каналы образуются в процессе полимеризации форполимера за счет выделения газов [4]. Перечисленные способы обладают рядом существенных недостатков: связующие вещества имеют в своем составе летучие вредные растворители, капиллярные каналы при спекании образуются случайным образом, их геометрические размеры не регулируются, что приводит к появлению брака и снижению качества письма. Известен способ получения волоконного стержня путем соединения пучка параллельных жгутов, имеющих продольные канавки, оболочкой из идентичной расплавленной пластмассы, составляющей жгуты [5]. Недостатком способа является то, что не обеспечивается достаточная надежность сердечника стержня. Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления волоконного стержня фломастера, по которому пучок волокон с бобины или фильеры направляют на формующую матрицу и там подвергают спеканию, термостабилизации, охлаждению и давлению, причем подбирают такой температурный режим, при котором происходит нагревание поверхности до температуры немного ниже точки плавления используемого термопласта и склеивание пластичных жгутов друг с др угом [6]. Сложность осуществления этого способа в промышленном масштабе состоит в невозможности осуществления контроля высокой точности и равномерности поддержания температуры по всему сечению стержня и обусловленное этим снижение его эксплуатационных характеристик. Задачей настоящего изобретения является получение по безотходной, экологически чистой технологии путем термообработки бикомпонентных нитей волоконного стержня для средств письма с улучшенными капиллярными свойствами, что позволит повысить эксплуатационные характеристики стержня и качество письма. Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления волоконного пластмассового стержня для средств письма с капиллярными каналами путем спекания исходного пучка волокон с последующей термостабилизацией и охлаждением, согласно изобретению, используют полые бикомпонентные нити типа "ядро-оболочка", причем полимер оболочки имеет температур у плавления не менее, чем на 5°С ниже, чем у полимера ядра, спекание осуществляют при температуре плавления полимера оболочки, а термостабилизацию при температуре на 10-15°С ниже температуры плавления полимера оболочки. Введение в исходный пучок полых бикомпонентных нитей из полимера одного вида типа "ядро-оболочка" с температурой плавления оболочки не менее чем на 5°С ниже температуры плавления ядра и их спекание при температуре, равной температуре плавления оболочки, обеспечивают получение стержня с капиллярными каналами стабильных заданных размеров. При разности температур плавления ядра и оболочки менее 5°С возможно при спекании подплавление ядра бикомпонентной нити, что ухудши т капиллярные свойства стержня. Термостабилизация стержня при температуре среды на 10-15°С ниже температуры плавления полимера оболочки обеспечивает сглаживание дефектов поверхности стрежня. При температуре стабилизации ниже указанного диапазона эффекта не наблюдается, выше - внешний вид стержня ухудшается. Для повышения точности наружного диаметра волоконного пластмассового стержня на выходе формующей матрицы или в непосредственной близости от нее устанавливают калибрующий элемент. Изобретение иллюстрируется следующими примерами. Пример 1. Пучок волокон, состоящий из 500 полых бикомпонентных монолитов, с температурой плавления оболочки 155°С и ядра с температурой плавления 165°С с внутренним диаметром 40 мкм поступает с бобин в формующую матрицу с температурой 155°С, спекается за счет расплавления низкоплавкой оболочки, после чего полученный стержень градиентно охлаждается в воздушной или другой газовой среде. Оболочка полых бикомпонентных нитей изготовлена из сополимера триоксана с диоксоланом (СТД) с содержанием диоксолана 7%, полое ядро - из СТД с содержанием диоксолана 2% по ТУ 6-05-1543-79. Полученный стержень диаметром 1,0 мм наматывается на приемный барабан тянущего устройства, который после наполнения подается к режущему устройству, разрезающему стержень на отрезки 32 мм, которые потом затачивают с двух сторон и используют в качестве пишущего элемента. Пример 2. Для обеспечения высокой точности наружного диаметра способ осуществляли аналогично примеру 1, но на вы ходе формующей матрицы использовали калибрующее устройство, позволяющее получить волоконный стержень с допуском по наружному диаметру ±0,05 мм . Пример 3. Для улучшения качества волоконного стержня способ осуществляли аналогично примеру 1, но на выходе формующей матрицы пучок волокон проходил через стабилизационную камеру с температурой 145°С. Для стержней, полученных предлагаемым способом, определяли величину капиллярной силы стержня по методике Кельбера, характеризуемую продолжительностью подъема чернил, поступающих из накопителя по стержню на высоту 30 мм. Величину отдачи чернил определяли методом взвешивания стержней, заполненных чернилами, до и после контакта стержня с промокательной бумагой. Кроме того, была проведена качественная оценка таких характеристик, как плавность и чистота письма, наличие или отсутствие вибрации при письме. Как видно из табл. 1, предлагаемое техническое решение по сравнению с прототипом существенно улучшает показатели скорости подъема чернил и полноту их отдачи, обеспечивая при этом равномерность линии письма. Влияние температуры плавления исходных полимеров бикомпонентной нити и температуры стабилизации на качественные характеристики стержня приведены в табл. 2, 3. В табл. 2 показано, что оптимальная температура спекания стержня в заявляемом способе равна температуре плавления оболочки полых бикомпонентных нитей, в стержне по способу-прототипу образуется оболочка при температуре спекания не менее, чем на 5°С ниже температуры плавления нити. Из табл. 3 следует, что термостабилизация в способе-прототипе не оказывает существенного влияния на стержень, а в заявляемом способе при температуре 145°С происходит сглаживание дефектов поверхности стержня и снятие внутренних напряжений. Из табл. 1-3 следует, что: 1. Температура спекания волоконного стержня равна температуре плавления оболочки полых бикомпонентных мононитей, 2. Термостабилизация оказывает влияние на волоконный стержень при температуре на 10-15°С ниже температуры плавления оболочки полых бикомпонентных мононитей. 3. В способе-прототипе стержень хорошо спекается при температуре, близкой к температуре плавления составляющих его нитей, но по качественным характеристикам уступает стержню, полученному в соответствии с заявляемым способом. Таблица 1 Показатели свойств стержней, выполненных различными способами Способ получения стержня Пример 1 Пример 2 Пример 3 Прототип Скорость подъема чернил, сек/30 мм 8 8 7 65 Полнота отдачи чернил, % 80 80 85 30 Качество линии письма Равномерная Равномерная Равномерная Прерываемая Таблица2 Влияние температуры плавления исходных полимеров бикомпонентной нити на качество спекания стержня Оболочка 145 150 155 160 165 Температура плавления, °С Ядро Нить (прототип) 155 150 160 155 165 160 170 165 175 170 Качество спекания при температуре 155°С Заявляемый способ Прототип Плохое Обрыв стержня Удовлетворит. Удовлетворит. Хорошее Хорошее Удовлетворит. Плохое Обрыв стержня Плохое Таблица З Влияние температуры стабилизации на качество волоконного стержня Температура стабилизации стержня, °С 135 140 145 150 155 160 Качество стержня Внешний вид стержня Прототип Нет эффекта Хорошее Хорошее Удовлетворит. Плохое Обрыв стержня Без изменений Гладкая поверхность Гладкая поверхность Нестабильный диаметр Неровная поверхность Нет эффекта Нет эффекта Нет эффекта Нет эффекта Нет эффекта Обрыв стержня

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method of manufacturing the fiber plastic rod for writing devices with capillary channels by sintering the bundle of fibers, thermal stabilization and cooling. as the bundle of fibers are used hollow bicomponent threads of “coat-core” type, the polymer of shell having a melting point not less than for 5 °c lower than in the polymer of core, sintering is accomplished at a melting point of the polymer of shell, and thermal stabilization at a temperature for 10-15 °c lower than the melting point of the polymer of shell.

Автори англійською

Yehorov Borys Afanasiiovych, Bulakh Oleh Oleksiiovych, Vislenko Volodymyr Ivanovych, Hruznov Alieksandr Hieorhiievich, Kurlova Nina Oleksandrivna, Syvolotskyi Oleksandr Mykolaiovych, Havrilov Nikolai Petrovich, Liempiert Lieonid Hilariievich, Aksienov Vladimir Vasilievich, Vlieskov Viktor Lieonidovich, Kurakova Liubov Nikolaievna

Назва патенту російською

Способ изготовления волоконного пластмассового стержня для средств письма

Автори російською

Егоров Борис Афанасьевич, Булах Олег Алексеевич, Висленко Владимир Иванович, Грузнов Александр Георгиевич, Курлова Нина Александровна, Сиволоцкий Александр Николаевич, Гаврилов Николай Петрович, Лемперт Леонид Гилариевич, Аксенов Владимир Васильевич, Влесков Виктор Леонидович, Куракова Любовь Николаевна

МПК / Мітки

МПК: B43K 8/00, D01F 6/78, D01F 8/00

Мітки: спосіб, стержня, письма, виготовлення, засобів, пластмасового, волоконного

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/2-2496-sposib-vigotovlennya-volokonnogo-plastmasovogo-sterzhnya-dlya-zasobiv-pisma.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб виготовлення волоконного пластмасового стержня для засобів письма</a>

Подібні патенти