پیشینه اختراع
این یک بخش از برنامه Ser است. شماره 87712 ثبت شده در 24 اکتبر 1979، اکنون پت. شماره 4،343،727، که به نوبه خود مربوط به ترکیبات قالب گیری پلی وینیل کلرید است که در تولید زیره های یکپارچه کفش انعطاف پذیر استفاده می شود.
به طور خاص، ترکیبی از پلی وینیل کلرید را پوشش می دهد که در آن یک گله الیافی سلولزی در آن گنجانده شده است تا یک ماده قالب گیری مرکب ترموپلاستیک را تشکیل دهد که وقتی در یک محصول زیره کفش قالب گیری می شود، زیره کفشی تولید می کند که عمر انعطاف پذیری را بهبود می بخشد و وزن سبکی دارد. ، و ظاهر کسل کننده ای مانند لاستیک کرپ دارد. این ظاهر کسل کننده از دیدگاه مصرف کننده بسیار مطلوب است زیرا با مقاومت در برابر لغزش و مقاومت در برابر روغن لاستیک های مصنوعی مرتبط است. از طرف دیگر، مصرف کنندگان تصور می کنند که کفی های براق دارای ویژگی های مخالف هستند.
در این هنر به خوبی شناخته شده است که زیرههای کفش چرمی به دلیل خیس شدن و خشک شدن دائمی که زیره کفش در هنگام سایش در معرض آن قرار میگیرد، میزان خرابی بالایی دارد. برای جلوگیری از این خرابی، بسیاری از مواد پلاستیک مصنوعی معرفی شده و برای تشکیل ترکیبات زیره کفش، مانند پلیمرهای آروماتیک وینیل ولکانیزه که دارای پرکننده و گله سلولزی برای شبیهسازی زیره کفش چرمی هستند، استفاده شدهاند. ترکیبات زیره کفش با استفاده از پایه لاستیکی در Pats ایالات متحده افشا شده است. به دروازه های شماره 2,638,457 و به Guinzburg شماره 2,039,529. این پتنتها محصولات لاستیکی را پوشش میدهند که در میان الیاف نساجی به اندازه گله پراکنده شدهاند که برای تشکیل ورقههای نازک لاستیک به شکل ولکانیزه که میتوان از آن کف کفش درست کرد. همچنین، پت ایالات متحده. به هیمز شماره 4133،795 به ترکیباتی برای تشکیل یک زیره کفش که لاستیک کرپ را شبیه سازی می کند، با تشکیل یک ترکیب مذاب از کوپلیمرهای بلوک مونو آلکنیل آرن/دی ان، پلی استایرن درجه کریستال، روغن گسترش دهنده هیدروکربنی، و الیاف مصنوعی ریز تقسیم می شود.
پت ایالات متحده به Lonning شماره 3,959,895 یک زیره کفش واحد قالبگیری شده از ترکیب ذوب شده پلیمر پلیوینیل کلرید و یک کوپلیمر کامپوزیت پیوندی دو مرحلهای با یک بستر لاستیکی بوتادین-استایرن خاص را پوشش میدهد.
همچنین در این هنر استفاده از ترکیب قالبگیری پلیوینیل کلرید قابل ولکانیزاسیون حاوی پرکنندههای معدنی برای استفاده در تولید زیره کفش شناخته شده است، اما چنین ترکیباتی ظاهر کرپ مانند لاستیک یا سبکی وزن را ندارند که در پذیرش مصرفکننده مهم است. محصولات زیره کفش واحد. همچنین، این نوع محصول فاقد سهولت خم شدن است و ظاهری پلاستیکی براق دارد که برای استفاده از آن به عنوان یک ماده کفی یکپارچه کفش که در آن کف به خودی خود و پاشنه به صورت یک تکه قالب گیری می شود، مضر است.
خلاصه اختراع
اختراع حاضر با ارائه ترکیبات ارزان قیمت زیره کفش قالب گیری تزریقی پلی وینیل کلرید که طول عمر طولانی، سبکی و انعطاف پذیری بسیار بهبود یافته را در حالی که ظاهر لاستیک کرپ را نشان می دهد، بر معایب ذکر شده در مواد قالب گیری برای زیره کفش غلبه می کند. چنین ترکیباتی با ترکیب همگن مقدار مهمی از یک ماده گله سلولزی به یک رزین پلی وینیل کلرید و پس از اختلاط کامل، تشکیل یک ماده قالب گیری از آن تولید می شود که می تواند برای تشکیل یک کف کفش یکپارچه قالب گیری تزریقی شود.
در اختراع حاضر کشف شده است که با ادغام یک ماده گله سلولزی در ترکیب رزین های نوع پلی وینیل کلرید، ترکیب قالب گیری می تواند تشکیل شود که وقتی به صورت گلوله و قالب گیری تزریقی شکل می گیرد، یک محصول کف کفش تولید می کند که به نمایش گذاشته شود. عمر سایش و سبکی بهبود یافته و همچنین درجه بالایی از انعطاف پذیری. این ترکیب همچنین دارای مقاومت در برابر لغزش بهبود یافته و ظاهری کسل کننده و مبهم شبیه لاستیک کرپ است که همه اینها محصول را برای استفاده به عنوان ترکیب کفپوش کفش در صنعت کفش بسیار مطلوب می کند.
ترکیبات قالب گیری پلی وینیل کلرید را می توان با تغذیه پلی وینیل کلرید از قیف نگهدارنده 10، همانطور که در نمودار جریان نشان داده شده است، در یک مخلوط کن دسته ای یا روبان مخلوط کن 12 که از قبل تا دمای حدود 240 درجه فارنهایت گرم شده است، به یک ماده ترکیبی تبدیل کرد. باری از مایع و پودر باریم کادمیوم و روی از قیف نگهدارنده 16 وارد می شود که در آن مرحله اول عملیات اختلاط انجام می شود. پس از تکمیل اختلاط مرحله اول، روغن سویا اپوکسید شده، گسترش دهنده های هیدروکربنی و نرم کننده اولیه از یک مخزن نگهدارنده 18 وارد میکسر دسته ای 12 می شود که اکنون در دمای حدود 160 درجه فارنهایت نگهداری می شود، و اختلاط مرحله دوم انجام می شود. ادامه دهید تا همه مواد به طور همگن با هم مخلوط شوند.سپس مرحله سوم اختلاط انجام می شود که در آن مقدار مورد نیاز یک گله الیافی سلولزی آلی از قیف منبع 20 وارد میکسر 12 می شود و اختلاط حدود 5 دقیقه ادامه می یابد و پس از آن اختلاط مرحله چهارم با افزودن یک روان کننده در آن انجام می شود. شکل اسید استئاریک از مخزن نگهدارنده 22 و اختلاط مرحله چهارم تا زمانی که یک ترکیب همگن تولید شود ادامه می یابد.
سپس مواد مرکب از میکسر 12 در یک قیف نگهدارنده 24 ریخته می شود که از آن به یک مخلوط کن پیوسته 26 که در دمای حدود 350 درجه تا حدود 360 درجه فارنهایت نگهداری می شود، منتقل می شود. اختلاط بیشتر با تغذیه مواد ترکیبی از مخلوط کن 26 روی یک آسیاب دو رول گرم شده 28 که از قبل تا دمای حدود 310 درجه تا حدود 315 درجه فارنهایت گرم شده است. در آنجا بیشتر مخلوط می شود تا وقتی از رول ها جدا می شود، یک ماده ترکیبی فلکسی تولید شود. یعنی ترکیب مواد به یک توده همگن سیال.
سپس ترکیب قالبگیری شار از طریق یک منطقه خنککننده آب 30، یک منطقه تصفیه هوا 32 و منطقه شکاری 34 عبور داده میشود تا مواد قالبگیری را به شکل مناسب برای استفاده در عملیات قالبگیری تشکیل دهد. سپس مواد قالبگیری شده به ایستگاه بستهبندی منتقل میشود تا در کیسهها یا درامهای مناسب بستهبندی شود تا برای قالبگیران و سازندگان ارسال شود.
قابل قدردانی است که اختلاط همگن یک ماده ترکیبی گله پلی وینیل کلرید-سلولز، هنگامی که به یک ماده قالبگیری تبدیل میشود و از دستگاه قالبگیری برای تشکیل کفی کفش عبور میکند، مزایای زیادی نسبت به سایر انواع مواد پلاستیکی گرانتر در هزینه ساخت دارد. و در ارائه عمر سایش بیشتر یا قابل رقابت با مواد گران تر.
ترکیب بهبود یافته زیره کفش این اختراع را می توان از یک هموپلیمر یا کوپلیمر مرکب از پلی وینیل کلرید تشکیل داد که پس از ترکیب، از حدود 5 تا 30 قسمت از یک ماده فیبری آلی مانند گله سلولز با محدوده ترجیحی مواد فیبری در آن مخلوط شد. از حدود 15 تا 30 قسمت، که هر کدام بر اساس 100 قسمت از مواد پلیمری پلی وینیل کلراید استفاده شده است.
اعتقاد بر این است که اختلاط همگن گله فیبری آلی با طول فیبر متوسط از حدود 30 تا 300 میکرون موجود در محدوده 5 تا 30 قسمتی، یک توده پلاستیکی قابل قالبگیری تولید میکند که ویژگیهای عملکردی جدید و متفاوتی دارد که آن را سازگار با قالبگیری زیرههای کفش پلاستیکی یکپارچه، الیاف توزیع شده، مکانهای دقیقی را در داخل توده پلاستیکی ایجاد میکند که به استحکام انعطافپذیری کمک میکند و همچنین جرم را تقویت میکند تا قابلیت پوشیدن و لغزش بیشتری را ایجاد کند و ظاهر جرم را برای ساختن آن اصلاح کند. شبیه سازی لاستیک کرپ همچنین اعتقاد بر این است که گله الیافی سلولزی ظاهر پلاستیک درخشان پلیوینیل کلرید قالبگیری شده را کاهش میدهد که در هنگام استفاده از پرکنندههای معدنی در مواد قالبگیری ترکیبی پلیوینیل کلرید وجود دارد.
به نفع این است که ممکن است از مواد گله فیبری آلی طبیعی استفاده شود. اینها شامل گله پنبه و ابریشم مصنوعی است. مشخص شده است که گله ای که پایه سلولزی دارد، هنگامی که در پلی وینیل کلرید مرکب (PVC) ترکیب می شود و زمانی که طول فیبر متوسط از حدود 50 تا حدود 60 میکرون باشد، ترکیبات قالب گیری عالی را ارائه می دهد. چنین ماده ای با نام تجاری Solka-Floc® از Brown Company/Berlin-Gorham Division, New York, New York 10017 موجود است.
هر هموپلیمر پلی وینیل کلرید یا پلی وینیل کلرید یا کوپلیمر جایگزین شده یا مخلوط آنها می تواند به نحو مطلوب ترکیب شود تا ترکیب این اختراع را تشکیل دهد.
در ترکیب ترکیب پلی وینیل کلرید، ممکن است از تثبیت کننده هایی استفاده شود که از تجزیه پلی وینیل کلرید هنگامی که در طی فرآیند قالب گیری در معرض دمای بالا قرار می گیرد، جلوگیری می کند. چنین تثبیت کننده های مناسبی می تواند ترکیبی از باریم، کادمیوم، مایعات روی و پودر باشد. مشخص شده است که وقتی از حدود 0.5 تا حدود 1.5 قسمت از یک تثبیت کننده استفاده می شود، نتایج بسیار خوبی در عملیات ترکیب به دست می آید. قابل قدردانی است که بسیاری از تثبیت کننده ها و سیستم های تثبیت کننده دیگر که از تجزیه پلی وینیل کلرید در دماهای بالا جلوگیری می کنند، تنها به شرطی استفاده شوند که تثبیت کننده(های) با سایر مواد موجود در ترکیب سازگار باشد.
ترکیب این اختراع ممکن است شامل روان کننده های مناسب و سازگار با سیستم باشد. مشخص شده است که اسید استئاریک به ویژه با ترکیب این اختراع سازگار است و زمانی که در محدوده حدود 0.1 تا حدود 2.0 قسمت وجود داشته باشد، نتایج بسیار خوبی در ترکیب ترکیب به دست آمد.
در مورد پلاستیک سازی پلی وینیل کلراید، مشخص شده است که هر یک از استرهای فتالات الکلی بالاتر ممکن است به عنوان نرم کننده های اولیه مانند دیوکتیل، دیدسیل، n-دسیل، n-اکتیل، دی ایزواکتیل فتالات ها و موارد مشابه و مخلوط آنها استفاده شود. . سایر سیستم های نرم کننده ممکن است استفاده شود که با مواد تشکیل دهنده ترکیب سازگار باشد. Very go در محدوده 75 تا 100 قطعه استفاده شد. ترکیبات این اختراع همچنین ممکن است از حدود 2 تا حدود 8 قسمت از روغن سویا اپوکسید شده را شامل شود.
قابل قدردانی است که برای بهبود ترکیب ممکن است از نرم کننده های ثانویه استفاده شود، مانند گسترش دهنده های هیدروکربنی که مخلوط و مخلوطی از برش های هیدروکربنی، عمدتاً در طبیعت نفتان هستند. نتایج بسیار خوبی زمانی حاصل می شود که از حدود 5 تا 20 قسمت از نرم کننده های ثانویه استفاده شود. معمولاً از سیستمهای نرمکننده استفاده میشود که ترکیبی از ترکیبات نرمکننده فوق را تشکیل میدهند.
همچنین، در ترکیب، ممکن است از رنگدانه یا ترکیب رنگدانه برای رسیدن به رنگ زیره کفش کرپ مورد نظر استفاده شود. به عنوان مثال، یک ترکیب رنگدانه برای تولید رنگ قهوه ای ممکن است شامل ترکیبی از مولیبدات نارنجی، زرد کروم، و کربن سیاه باشد. همچنین قابل قدردانی است که بسته به رنگ و رنگ مورد نظر ممکن است از بسیاری از سیستم های رنگدانه استفاده شود. اگرچه قطعات در صد پی وی سی رنگدانه مورد استفاده ممکن است بسته به رنگ مورد نظر بسیار متفاوت باشد، اما مشخص شده است که از حدود 1 تا حدود 20 قسمت محدوده ای است که در آن می توان بیشتر رنگ مورد نظر را برای ترکیبات این اختراع به دست آورد.
این اختراع با ارجاع به نمونههای خاص همراهی که تنها بهعنوان توضیحی در نظر گرفته شدهاند، بهجای محدود کردن اختراع به جزئیات مشخصشده در آن، به جز مواردی که در ادعاهای همراه تعریف شدهاند، آسانتر درک میشود.
مثال I
یک سری از ترکیبات معمولی کفپوش کفش در عملیات اختلاط چهار مرحله ای نشان داده شده در شکل ساخته شد. 1 ابتدا با مخلوط کردن رزین پلی وینیل کلراید در یک میکسر در دمای 240 درجه فارنهایت با باریم، کادمیوم، مایع روی و باریم، پودر کادمیوم، و سپس مرحله دوم اختلاط که در آن سویا اپوکسید شده، توسعه دهنده هیدروکربن و دی-2-اتیل هگزیل انجام می شود. فتالات، که همه آنها از قبل تا دمای 160 درجه فارنهایت گرم شده بودند، اضافه شد و مخلوط کردن تا زمانی که مخلوط خشک شد ادامه یافت. در مرحله سوم به مخلوط خشک Solka-Floc BW 40 اضافه شد و به مدت 5 دقیقه مخلوط شد. سپس مرحله چهارم مخلوط شد که در آن اسید استئاریک اضافه شد. سپس این ترکیب در یک قیف نگهدارنده دسته ای ریخته شد و از آن به یک مخلوط کن پیوسته که در دمای 350 تا 360 درجه فارنهایت نگهداری می شد، وارد شد. پس از مخلوط کردن کامل،این ترکیب بر روی یک آسیاب دو رول گرم شده برای پخت در دمای 310 درجه تا 315 درجه فارنهایت تغذیه شد. سپس ورق آماده شد تا به صورت نوار بریده شود و آزمایش شود.
مثال دوم
با استفاده از فرآیند ذکر شده در مثال I، سه ترکیب معرف با استفاده از فرمول هایی که غلظت گله گنجانده شده در آنها متفاوت بود، ساخته شد و با نمونه کنترلی که در آن هیچ گله ای اضافه نشده بود، مقایسه شد. سه ترکیب و کنترل در جدول I نشان داده شده است، همه مواد بر اساس 100 قسمت از رزین هموپلیمر پلی وینیل کلرید موجود در ترکیب هستند.
جدول I
____________________________________
ترکیبات حاوی مقادیر مختلف گله
ترکیب کنترل ABC
____________________________________
کلرید پلی وینیل
رزین هموپلیمر
100.0 100.0 100.0 100.0
باریم کادمیوم روی مایع.sup.1
1.0 1.0 1.0 1.0
باریم کادمیوم روی پودر.sup.1
1.0 1.0 1.0 1.0
Solka-Floc BW 40.sup.2
5.0 15.0 25.0 0.0
اسید استئاریک 0.3 0.3 0.3 0.3
سویا اپوکسیزه شده.sup.3
5.0 5.0 5.0 5.0
توسعه دهنده هیدروکربنی.sup.4
10.0 10.0 10.0 10.0
دی-2-اتیل هگزیل فتالات
95.0 95.0 95.0 87.0
____________________________________
.sup.1 باریم، کادمیوم، مایع روی و پودرهای مخلوطی هستند که ب
سازندگان تثبیت کننده پی وی سی یعنی آرگوس و فرو. عادت دارند
جلوگیری از تجزیه رزین PVC در هنگام قرار گرفتن در معرض بالا
دما
.sup.2 علامت تجاری برای محصولات فیبری ریز تقسیم شده تولید شده از
شرکت سلولز براون
.sup.3 روغن سویا اپوکسیزه
.sup.4 توسعه دهنده های هیدروکربنی مخلوط و مخلوطی از برش های هیدروکربنی هستند،
عمدتاً نفتان در طبیعت Circosol 410 یا Shellflex 212.
ارزیابی ترکیبات تهیه شده مطابق با جدول I در جدول II نشان داده شده است که داده های به دست آمده از انجام آزمایشات روی خواص فیزیکی مختلف را ارائه می دهد.
جدول II
____________________________________
ارزیابی ترکیبات جدول I
ترکیب کنترل ABC
____________________________________
Solka-Floc BW 40،
قطعات/100 پی وی سی 5 15 25 0
وزن مخصوص
1.16 1.17 1.18 1.15
سختی-شور "A"، 15 ثانیه.
55 60 63 54
استحکام کششی، psi
1055 950 940 1255
100٪ مدول، psi
485 510 520 500
ازدیاد طول نهایی، %
310 275 290 385
نقطه شکننده، درجه سانتی گراد..sup.1
-39.8 -39.2 -34.8 --
راس فلکس @ -29 درجه سانتیگراد.
چرخه های شکست
29,600 28,700 26,800
9800
مقاومت در برابر سایش،
جلد تغییر اتلاف gm/cc
1.22 1.84 2.60 --
قدرت پارگی.sup.2
101 104 113 --
____________________________________
.sup.1 دمای بر حسب درجه سانتیگراد که 50% نمونه های آزمایش شده
ASTM D746 را می شکند
.sup.2 قدرت پارگی بر حسب "پوند بر اینچ" گزارش شده است -
در انجام آزمایشات فوق، هر ترکیب به صورت جداگانه تهیه شد و مقدار مناسبی از فیلر به مخلوط اضافه شد. هر ترکیب بیشتر بر روی یک آسیاب آزمایشگاهی دو (2) رول مخلوط شد تا زمانی که به درستی مخلوط شود و برای قالب گیری ورقه شود. دکمههای سختی، ورقهای کششی، ورقهای راس فلکس و ورقهای تست سایش قالبگیری فشاری شدند. تمام نمونه ها 24 ساعت قبل از آزمایش در دمای اتاق قرار گرفتند. اندازه گیری سختی و کشش به روش معمول انجام شد. نمونههای راس فلکس دو (2) ساعت در دمای -20 درجه فارنهایت قبل از خم شدن شرطیسازی شدند.
در بررسی خواص فیزیکی ترکیبات مختلف جدول I، مشخص شد که ترکیبات پر از گله افزایش چشمگیری در Ross Flex نسبت به شاهد نشان دادند. همچنین، ترکیبات حاوی گله ظاهر بسیار بهبود یافته ای را ارائه می دهند و جلوه ای کسل کننده به محصول ورقه ای می دهند که در محصولات مبتنی بر لاستیک یافت می شود. ویژگی Ross Flex با وجود اینکه 8 نقطه سختی Shore "A" بالاتر از استاندارد بود، 2.5 برابر بهبود یافت. ترکیبات حاوی گله، علاوه بر این، انعطاف پذیری در دمای پایین را بهبود بخشیدند. داده های آزمایش همچنین نشان می دهد که خواص فیزیکی به شرح زیر تحت تأثیر قرار گرفته است:
(1) سختی Shore "A" از 2 به 17 امتیاز افزایش یافت.
(2) وزن مخصوص از 1 به 6 نقطه افزایش یافته است.
(3) مقاومت سایشی بسیار بیشتر از کنترل بود.
(4) خواص Ross Flex نسبت به کنترل بهبود یافته است.
مثال III
با استفاده از فرآیند مشابهی که در مثال I بیان شد، چهار ترکیب به صورت جداگانه ترکیب شدند که در آن گله در یک ترکیب گنجانده شده بود و سه ترکیب دیگر دارای انواع دیگری از پرکنندهها بودند و یک ترکیب کنترل فاقد گله یا پرکننده بود. چهار ترکیب آزمایشی و یک کنترل ترکیب شده و در جدول III نشان داده شده است، همه مواد تشکیل دهنده در ترکیبات بر اساس 100 قسمت از رزین هموپلیمر پلی وینیل کلرید.