Способ изготовления волоконного пластмассового стержня для средств письма Советский патент 1993 года по МПК B43K1/12 B43K8/02 

Изобретение относится к технологии изготовления волоконного пластмассового стержня для пишущих устройств машинной записи и средств письма.

Целью предлагаемого изобретения является улучшение качества письма за счет повышения капиллярных свойств стержня, а также улучшения его эксплуатационных характеристик.

Указанная цель достигается тем, что в способе, включающем спекание пучка волокон с последующим охлаждением, в качестве пучка волокон используют полые и сплошные нити, изготовленные из полимера одного вида с разными температурами плавления, причем сердцевину пучка выполняют из полых нитей, а сплошными нитями обвязывают этот пучок оболочкой по поверхности, транспортируют в формующую матрицу с нагревом до температуры, выше температуры плавления сплошных нитей, имеющих более низкую температуру плавления, и ниже температуры плавления полых нитей, имеющих более высокую температуру плавления, после чего полученный стержень охлаждается в воздушной или другой газовой среде.

Для улучшения качества стержня, он после спекания, подвергается термостабилизации при температуре на ТО-15°С ниже температуры плавления сплошной нити.

Для повышения износостойкости волоконного пластмассового стержня в центр пучка из полых и сплошных нитей вводят сплошную мононить, изготовленную из полимера полой нити.

Отличие предлагаемого способа от прототипа заключается в использовании полоо ы

4 00

k

оо

GJ

имера одного вида, введением в исходный пучок полых нитей, обвязываемых оболочкой из сплошных нитей, разности температур плавления сплошных и полых нитей, введением в него центральной сплошной мононити, имеющей температуру плавления полой нити, наличием термостабилизации.

Способ может быть реализован путем использования, например, полиформальдегид ных полых и сплошных нитей, отличающихся температурой плавления на 10°С, что способствует качественному спеканию полых нитей без разрушения их капиляров.

Схема реализации способа приведена на чертеже.

Прим ер 1. Пучок волокон, состоящий из 500 сплошных нитей 1 с температурой плавления 155°С и 100 полых нитей 2с температурой плавления 165°С с внутренним диаметром 50 мкм поступал на шнуропле- тельную машину 3, обплетался по периметру 500 сплошными нитями с температурой плавления 155°, затем подавался в формующую матрицу 4 с нагревом до 158°С, сплошные нити расплавлялись в ней и расплав соединял высокоплавкие полые нити, после чего волоконный пластмассовый стержень охлаждался градиентно в воздушной или другой газовой среде до 20°С. : . Сплошная нить изготовлена из сополимеров триоксана с диоксоланом (СТД) с содержанием диоксолана 7%, полая - из СТД С содержанием диоксолана 2% по ТУ 6-05- 1543-79. Полученный стержень диаметром 1,0 мм наматывался на приемный барабан 5 тянущего устройства, с которого он подавался к режущему устройству, разрезающему стержень на отрезки 32 мм, которые затем затачивались с двух сторон и использовались в качестве пишущего элемента.

П р и м е р 2. Для улучшения качества волоконного стержня способ осуществляли аналогично примеру 1, но на выходе из формующей матрицы пучок волокон проходил через термостабилизационную камеру длиной 2500 мм 6 с температурой 1409С при скорости протяжки 0,4 м/мин. Пример 3. Для увеличения износостойкости волоконного пластмассового стержня способ осуществляли аналогично примеру 1, но в центр пучка из полых и сплошных нитей дополнительно ввели сплошную мононить, изготовленную из полимера полой нити диаметром 300- 500 мкм.

У полученных стержней определяли .величину капиллярной силы по методике Кельбера, характеризуемую продолжительностью подъема чернил, поступающих из накопителя по стержню на высоту 30 мм.

Величину отдачи чернил определяли методом взвешивания заполненных чернилами стержней до и после контакта с промокательной бумагой. Кроме того, была проведена качественная оценка таких характеристик, как плавность и чистота письма, наличие или отсутствие вибрации

при письме и количественная оценка длины письма. Эти показатели приведены в табл.1.

Как видно из табл.1, предлагаемое техническое решение по сравнению с прототи5 пом существенно улучшает показатели скорости подъема чернил и полноту их отдачи, длину письма, обеспечивая при этом равномерность линии письма.

Влияние температуры плавления, исход0 ных полимеров и.термостабилизации приведены в тэбл.2-3.

Из табл.2 следует, что начало спекания происходит при температуре плавления низкоплавкого полимера, однако проплав

5 по всей площади сечения недостаточен.

Качественный проплав стержня происходит при температуре на 2-3°С выше температуры плавления полимера с более низкой температурой плавления и заверша0 ется при температуре плавления на 5-8°С ниже температуры плавления высокоплавкого полимера. При дальнейшем росте температуры происходит деформация стержня.

5 Из табл.3 следует, что термостабилизация оказывает влияние на сглаживание дефектов поверхности и снятие внутренних напряжений (растрескивание) в интервале температур на 10-15°С ниже температуры

0 плавления низкоплавкого полимера. Из табл. 1-3 следует, что:

1.Качественное спекание волоконного пластмассового стержня происходит при нагреве до температуры выше температуры

5 плавления полимера, имеющего самую низкую температуру плавления, и ниже темпе- . ратуры плавления полимера, имеющего самую высокую температуру плавления.

2.Плетеная оболочка из нитей с более 0 низкой температурой плавления обеспечивает равномерное распределение расплава по контуру и всему сечению волоконного пластмассового стержня.

3.Термостабилизация оказывает влия- 5 ние на качество волоконного пластмассового стержня при температуре на 10-15°С ниже температуры плавления полимера с более низкой температурой плавления.

.4. Износостойкость и, как следствие, длина письма волоконного пластмассового

стержня увеличивается на 15-20% при введении в его центр мононити из полимера с более высокой температурой плавления.

5. Стержень-прототип хорошо спекается при температуре выше температуры плавления полимера, имеющего более низкую температуру плавления и ниже температуры плавления полимера, имеющего более высокую температуру плавления, но по качественным характеристикам уступает предлагаемому стержню.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет обеспечить более высокое качество письма, более полное использование заправляемых чернил, большую надежность в эксплуатации при экологически чистой безотходной технологии его производства.

Формул а изо бретени я 1. Способ изготовления волоконного пластмассового стержня для средств письма с капиллярными каналами, включающий

формирование пучка волокон из нитей, имеющих разные температуры плавления, спекание пучка волокон нагревом до температуры выше, чем более низкая температура плавления, и ниже, чем более высокая, и последующее охлаждение, о т л и- ч а ю щ и и с я тем, что в пучке волокон используют полые нити с более высокой температурой плавления, обвязывают их по

контуру оболочкой из сплошных нитей с более низкой температурой плавления, при этом сплошную и полую нить изготовляют из полимера одного вида, а охлаждение ведут в воздушной или другой газовой среде.

2. Способ по п,1,отличающийся тем, что пучок волокон после спекания подвергают термостабилизации при температуре на 10-15°С ниже температуры плавления сплошной нити.

3. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что в центр пучка дополнительно вводят сплошную мононить, изготовленную из полимера полой нити.

Сущность изобретения: в пучке волокон используют полые нити, обвязывают их по контуру оболочкой из сплошных нитей. Обе нити изготовляют из полимера одного вида, имеющего разные температуры плавления. Спекание пучка волокон осуществляют нагревом до температуры, выше температуры плавления сплошной нити, имеющей более низкую температуру плавления и ниже температуры плавления полой нити, имеющей более высокую температуру плавления. Пучок волокон после спекания подвергают термостабилиэации. Охлаждение ведут в воздушной или другой газовой среде. В центр пучка из сплошных и полых нитей дополнительно вводят сплошную мононить, изготовленную из полимера полой нити. 2 з.п. ф-лы, 3 табл. 1 ил. Ё

Т а б л и ц а 1 Показатели свойств стержня, выполняемых различными способами

Влияние темпратуры плавления волокон на качество спекания стержня

Влияние термостабилизации на качество волоконного пластмассового стержня

Т а б ли ц а 2

Таблица 3

-3