振鈴收銀機為塑料和復合材料生產(chǎn)商帶來了閃光

隨著天氣變暖，體育和娛樂設備商店的銷售也在變暖。振鈴收銀機為塑料和復合材料生產(chǎn)商帶來了閃光，為水上運動和野營裝備，高爾夫球和劃船裝備提供各種材料。獎勵并不是微不足道的。根據(jù)德克薩斯州休斯頓的Phillip Townsend Associates公司編制的塑料買家簡介，去年和今年的部分時間，體育和娛樂設備的塑料銷售額約為2.679億磅。露營，釣魚和狩獵設備在這些活動中消耗了大約6550萬磅，其次是游泳池，游泳和潛水產(chǎn)品，銷售量為6080萬磅。

聚乙烯在運動休閑領(lǐng)域使用的樹脂類型中名列前茅，這些產(chǎn)品中有1.595億磅塑料。下一個最接近的樹脂是聚丙烯，在1996-1997期間銷售量達到5030萬磅。以下是這些材料的一些創(chuàng)新用途。

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極限游戲。如果炎熱的天氣使你陷入低迷，這次冒險應該會讓你感到沮喪。明尼蘇達州Grand Marais的北極探險家Lonnie Dupre和澳大利亞昆士蘭州Yeppoon的John Hoelscher已經(jīng)聯(lián)手在格陵蘭島周圍進行了長達4,600英里，為期15個月的探險。旅程從5月15日開始，是地面交通首次環(huán)球航行。

探險隊從西南海岸的Paamiut出發(fā)，經(jīng)海上皮劃艇向北行駛1,420英里到Pituffil(Thula Air Field)。該團隊將乘坐狗拉雪橇，在1998年冬季和春季前往2,560英里的北極海岸線和海冰。這將使他們與地球上最孤立的人之一北格陵蘭因紐特人接觸。在東南沿海的Ammassalik，探險隊將乘坐海上皮劃艇返回其起點，繼續(xù)前行760英里。

這次破紀錄的探險與塑料有什么關(guān)系?一方面，Dyneon(圣保羅，明尼蘇達州)提供的THV含氟聚合物將伴隨這次短途旅行。由于該材料具有極大的靈活性和光學清晰度，加上加工多功能性，它似乎是帳篷和皮劃艇帆窗的完美解決方案。即使具有這些特性，該材料也不會犧牲其耐候性，化學性，水解性，防污性，低可燃性和低吸水性。

之前環(huán)游格陵蘭島的嘗試失敗了，這種地理“第一”仍然難以捉摸。然而，通過將像THV這樣的當代改裝融入傳統(tǒng)的狗拉雪橇和皮劃艇設計中，Dupre和Hoelscher應該能夠應對他們期望遇到的任何條件。

該團隊計劃每天運行7至12小時，平均覆蓋22英里。該探險隊定期進行更新，并使用筆記本電腦從路徑發(fā)出數(shù)碼照片。此行程還打開了迄今尚未探索的Dyneon THV應用程序的大門。這些包括地圖案例，船罩和魚屋配件。

“通過狗拉雪橇和皮劃艇環(huán)游格陵蘭島是人類冒險精神的縮影，”Dyneon的布萊斯·約翰遜說道。“這代表了對Dyneon很高興參與的個人意志的不可思議的考驗。”

更好的劃船。在炎炎夏日的陽光下冷卻的要求較低的方法是采取水。還有什么比在船上更輕松的方式呢?在這里，塑料有助于減少壓力，更安全，更輕松。

30多年前，海洋市場轉(zhuǎn)向使用塑料產(chǎn)品，因為這些材料在重量大大減少的情況下可以提供優(yōu)質(zhì)的保護。今天的船舶制造商也發(fā)現(xiàn)塑料基材料的正確組合可以保護環(huán)境。

例如，Sea Pro Boats，Inc。(Newberry，SC)使用專利的泡沫填充玻璃纖維梁或“縱梁”，與傳統(tǒng)的膠合板系統(tǒng)相比，可顯著減輕重量并提高耐用性。一個額外的好處：梁有一個非臭氧消耗泡沫核心。

COMPSYS，Inc。(佛羅里達州墨爾本)生產(chǎn)PRISMA(R)復合材料預制棒縱梁和隔板系統(tǒng)。它們包含由BASF Corp.的Urethane Specialties Group(Livonia，MI)開發(fā)的ZONE3(R)硬質(zhì)聚氨酯泡沫體系。

“與膠合板系統(tǒng)相比，PRISMA縱梁系統(tǒng)具有更好的載荷分布，”Sea Pro總裁Tommy Handcock指出。“它使我的縱梁裝配勞動力成本降低了50%，桁條不會腐爛或分解。”

該系統(tǒng)由封閉的盒子模具制成。首先，模具內(nèi)部襯有縫合的E玻璃，覆蓋有一層聚酯織物。然后將管道和安裝硬件定位在模具內(nèi)，然后將其關(guān)閉并注入預定量的ZONE3材料。固化后，將預成型坯從模具中取出，檢查并運送到造船廠，在那里可以立即將其弄濕并安裝。

縱梁系統(tǒng)還可以增強船的結(jié)構(gòu)完整性，因為它們包括內(nèi)置的圓角邊緣，在船體縱梁接頭處提供應力消除。相比之下，膠合板縱梁可以產(chǎn)生應力開裂的“硬點”。

從環(huán)保的角度來看，“巴斯夫?qū)Ｓ信浞皆诹髁?，電池均勻性，加工，批次間一致性和質(zhì)量方面始終優(yōu)于其他競爭性零臭氧消耗產(chǎn)品，”巴斯夫技術(shù)服務經(jīng)理Allan Syrop說道。聚氨酯專業(yè)集團。

無污染劃船。如需更多夏季享受，提供??涼爽的環(huán)境，嘗試浮橋船。一旦受到限制，禁止在他們最喜歡的小湖泊和河流上使用汽油動力船只的噪音和污染，娛樂船員現(xiàn)在正乘坐新型電動浮橋登上“Anchors Away”。

休閑生活有限公司(密歇根州大急流城)是這個利基市場上第一艘熱成型浮橋船的制造商，它選擇了一種耐候聚合物，與來自拜耳公司聚合物部門的丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)共擠。(匹茲堡)使船堅韌，抵抗元素，并具有吸引力。

“對于我們的ElDeBo浮橋船，我們需要一種具有高剛性，高光澤和抗褪色性的材料，”休閑生活全國銷售經(jīng)理Philip G. Globig說。“我們的絕大多數(shù)船都是用聚乙烯制成的，但材料并不那么堅硬，不能提供我們想要的光澤，也不能粘上。”

Leisure Life在拜耳的Centrex(R)825耐候聚合物中找到了解決方案，該聚合物在Lustran(R)752 ABS樹脂上共擠出。該組合提供可擠出性，可成形性，耐久性和耐候性。

Primex Plastics(印第安納州里士滿)提供891/2 x 1647/8英寸板材。每片厚度為0.250英寸，并且具有20%的Centrex層，共擠出超過80%的Lustran。

“就耐候性而言，Centrex優(yōu)于玻璃纖維，重量更輕，”Globig解釋道。“這也將需要很多懲罰，并且仍然保持著新的面貌。”

船舶制造商在三工位輪轉(zhuǎn)印刷機中對紙張進行熱成型。循環(huán)時間平均為5到6分鐘。熱成型板材形成了ElDeBo的船體和甲板，單件式部件像蛤殼一樣連接在一起。將發(fā)泡聚苯乙烯置于船體內(nèi)進行浮選。

Globig補充說：“我們的電動浮橋為那些想要在小湖泊和河流上進行社交，釣魚或游泳的消費者提供了豪華的劃船體驗。”“Centrex和Lustran樹脂為我們提供了一種可以傳達形狀和美感并提供耐用性的材料。”

Sea-Doo職責。如果您需要速度，請查看龐巴迪汽車公司(佛羅里達州墨爾本)的1997型號Sea-Doo(R)XP船只。PWC雜志稱其為“最佳Musclecraft價值”，而Personal Watercraft Illustrated則將其稱為“加速和速度之王”。

重新設計包括一個新的沙漏船體形狀，頂部是一個新的甲板和直接動作懸架。這種組合產(chǎn)生了堅實的直線跟蹤，具有靈活性和轉(zhuǎn)彎性，這是由雙缸110馬力Rotax(R)船用動力裝置推動的標志性船只所預期的。再一次，塑料有助于實現(xiàn)所有這一切。

例如，當龐巴迪的工程師開始為Sea-Doo的存儲封面評估替代材料時，他們的使命很明確：找到一種性能熱塑性塑料，可以在不犧牲性能的情況下降低成本。他們使用Montell Polyolefins(Wilmington，DE)的HivalloyTM工程樹脂合金獲得了更多。

通過使用Hivalloy W130通用樹脂，龐巴迪的模塑商可以在較低的夾具噸位，注射壓力和溫度下加工存儲蓋而不會干燥 - 所有這些都可以節(jié)省成本。更重要的是，廢品率降低了約25%。由于Hivalloy樹脂的密度低于之前使用的PC / PBT混合物，因此樹脂成本下降，重量下降了27%。耐化學性和聲學性能也得到改善。

在外部天氣測試中，實驗級別的Hivalloy W樹脂顯示出比PC / PBT或ASA更好地保留原始顏色和光澤，PC / PBT或ASA在耐候性方面被廣泛認為是標準材料。“針對ASA的結(jié)果表明，Hivalloy W樹脂可能是目前最耐候的工程熱塑性塑料之一，”樹脂業(yè)務總監(jiān)Ken Durgis指出。其他應用包括它們在海洋甲板艙口和橋椅背中的使用。

然而，塑料的好處并沒有結(jié)束。對于XP的座椅，龐巴迪轉(zhuǎn)向了Azdel公司(位于北卡羅來納州謝爾比)的聚丙烯熱塑性復合材料，該公司是GE Plastics和PPG的合資企業(yè)。結(jié)果：成本和重量減少。

部分合并是關(guān)鍵。在一體式座椅重新設計中，復合材料(Azdel Plus R401-B01 40%隨機玻璃墊和C401-B01 40%短切纖維)取代了軋制鋁框架，六個鋁制支架，六個緊固件，兩個鋁制側(cè)板，注塑成型座椅和后塑料蓋。

“該設計還使龐巴迪能夠采用以前由鋼制成的減震架進行模塑，”密歇根州南菲爾德GE應用開發(fā)中心的應用開發(fā)工程師Matthew Marks說。添加C401-B01復合材料有助于填充沖擊和安裝區(qū)域的功能。

Marks補充說，復合材料的強度重量比也有助于座椅設計降低零件和裝配成本，同時降低整體重量。新座椅的長度增加約20%，但重量僅為10.4磅，與舊款相同。

一個'卷軸'魚的故事。船和釣魚自然會在一起。為了登陸那個大的，試試Zebco的新紅犀牛卷軸。對卷軸的細化是由Phillips Plastics Corp.(Prescott，WI)創(chuàng)建的拇指按鈕。

Zebco設計師采用拇指按鈕的一次性設計，為注塑商提供了部件外觀的整體印象。然而，菲利普斯塑料設計工程師Joe Gleason的任務是為一個按鈕創(chuàng)造一個功能性但又美觀的雙擊設計，當按下時，它會足夠耐用以獨立地彈回。此外，包塑成型必須緩沖漁夫的拇指，漁夫為這種虛幻的魚類投下了無數(shù)次。

“我們改造幾何形狀以去除底切并重新設計無法模塑的區(qū)域，”Gleason回憶道。“然后我們將Zebco的一次性設計打破了第一和第二次拍攝，創(chuàng)造了模內(nèi)圖形，并提出了一個活動鉸鏈。”

菲利普斯塑料工程師還建議進行改造，以修復可能影響零件美觀的厚到薄壁部分。他們考慮了通風和澆口，以使剩余的薄壁部分能夠正確填充。

活動鉸鏈設計成在壓下時彎曲，但由于所使用的聚丙烯的固有特性，它恢復到其原始形狀。模制鉸鏈取代了之前組件中的兩個金屬部件。“采用這種設計，一體式拇指按鈕可以封閉卷軸背面，保護齒輪免受灰塵和碎屑的影響，”Zebco高級設計工程師Kent Zwager補充道。

在原型制作階段證明了帶有觸覺包覆成型的鉸鏈設計。這里，使用立體光刻(SL)模具制造拇指按鈕原型模具。SL模具是通過在3-D Systems(Valencia，CA)SLA-250機器中構(gòu)建模腔而不是部件來制造的。模具被加強并放置在注塑機中以生產(chǎn)有限數(shù)量的部件。

雙射設計需要加熱來進行材料粘合。借助SL技術(shù)，設計工程師可以通過消除對生產(chǎn)工具的返工，為Zebco節(jié)省成本，從而找到并解決潛在的問題區(qū)域。對于Red Rhino卷軸，設計驗證在兩周內(nèi)完成，而不是使用更傳統(tǒng)的設計方法所花費的六周。這減少了Zebco的上市時間，使公司具有競爭優(yōu)勢。

塑料在飛行中。但塑料用于使捕魚更有樂趣的故事還有另一章。以Huston Plastics(麥克明維爾，俄勒岡州)生產(chǎn)的飛釣魚翅為例。

Huston最近轉(zhuǎn)向使用DuPont Dow Elastomers(Wilmington，DE)的Engage(R)聚烯烴彈性體來制造浮力并抵抗這些元素的翅片。這些材料不僅滿足了需求，而且最終幫助Huston縮短了循環(huán)時間，降低了機筒溫度，降低了能源成本并提高了可著色性。

這些鰭片可以幫助飛蠅從浮管“轉(zhuǎn)向” - 一個帶有座椅的內(nèi)管，可以通過船只進入難以到達的區(qū)域。翅片最初是用彈性橡膠(TPR)模制而成，但如果無人看管，材料會落到水的底部。此外，經(jīng)常暴露于元素和刺激性化學品通常會導致開裂。

“TPR導致鰭片下沉，因為聚合物的比重大于1.0，”休斯頓的模塑經(jīng)理Bill Wylde解釋道。“我們嘗試了一切讓它們浮起來 - 我們甚至添加了泡沫而沒有成功 - 這就是我們決定更換材料的時候。”

鰭現(xiàn)在漂浮到頂部，因為Engage的比重為0.8。并且，該材料可抵抗暴露在陽光和水中，以及舷外馬達中使用的汽油。

“我們一旦開關(guān)就注意到加工效益，”Wylde補充道。“我們將整個循環(huán)時間比TPR減少了15%到20%，將機筒溫度降低了37℃以上，并且通過使用更少的注射壓力和速度來降低能量消耗。此外，Engage被證明更容易著色，因為它具有清晰的配方。”

摩爾少了。由于來自Meese Orbitron Dunne(MOD)Co。(Ashtabula，OH)的尺寸過大的單件式浮筒，保持船只停泊變得更加實用。新的碼頭浮選系統(tǒng)使碼頭所有者，操作員和設計師能夠保護水生生物，降低勞動力成本并延長碼頭壽命。

從線性低密度聚乙烯(LLDPE)或交聯(lián)聚乙烯(PE)旋轉(zhuǎn)成單一，均勻的片，浮子抵抗水，鹽，汽油和其他腐蝕物的侵蝕。它們還可以承受-30至150F的溫度而不會扭曲。

浮筒采用泡沫填充或空心設計，可承受快艇，水上摩托艇和其他船只的嚴重撞擊，不會刺破或吸水。相比之下，傳統(tǒng)的聚苯乙烯浮子吸收水分，惡化并污染環(huán)境，同時對海洋生物構(gòu)成危險，需要經(jīng)常更換。

泡沫填充浮子尺寸為4 x 3 x 2英尺，重76磅，可承受高達1,224磅的力。相同的尺寸，中空版本重40磅，抗沖擊力高達1,260磅。

沒有擋泥板彎曲機。如果您是船主，您希望保護這筆昂貴的投資。一種方法是使用“Fendergrip”，通過更快，更有效的擋泥板部署，有助于防止船只損壞。

該裝置由New World Marine，Inc。(佛羅里達州龐帕諾比奇)制造，消除了系緊和松緊線所需的時間。它的按鈕功能允許船員在恰當?shù)母叨攘⒓丛O置擋泥板，以緩沖碼頭或其他船只上的碰撞。按鈕的釋放提供了正向鎖定以將擋泥板線固定到位。

Fendergrip由注塑成型的縮醛制成的四個部件組成 - 一個兩件式外殼，一個按鈕和一個凸輪 - 加上四個螺釘和一個由不銹鋼制成的彈簧。穿過該單元的線被鎖定在殼體內(nèi)部的整體齒和凸輪之間。按鈕的致動使凸輪脫離并允許擋泥板升高或降低。外殼和按鈕上的模壓脊可確保抓握，即使是濕手。

殼體部件由DuPont Engineering Polymers(Wilmington，DE)提供的特殊白色UV穩(wěn)定的Delrin 527縮醛組成。按鈕和凸輪由黑色，25%玻璃纖維增??強的Delrin 577模制而成。增強材料提供了額外的強度，可承受驅(qū)動力和鎖定力。

新世界海洋公司規(guī)定了縮醛，因為它具有強度，韌性，低磨損和摩擦，并且能抵抗咸空氣和水，普通海洋化學品和陽光的侵襲。“在開發(fā)階段，”公司總裁彼得庫克說，“我們的模塑商嘗試了一種有競爭力的材料，但產(chǎn)生了收縮問題，無法將材料從模具中釋放出來。”

庫克對他的產(chǎn)品有多自信?Fendergrip提供三年保修，這在船舶行業(yè)并不常見，但“Delrin的性能讓我們?yōu)榭蛻籼峁┻@項服務，”Cook透露。他認為該設備在其他線路調(diào)整應用中具有廣泛的潛力，例如航空束縛，帳篷和篷布張緊。

防砸高爾夫球。高爾夫球手難以找到完美的驅(qū)動力可能已經(jīng)結(jié)束，部分原因在于目前正在Spalding Sports Worldwide(馬薩諸塞州奇科皮)進行測試的高爾夫球。

“幾年前，斯伯丁開始尋找一種具有良好低溫韌性和硬度提高的材料，這種材料也具有加工所需的流動性，”斯伯丁高級聚合物科學家Michelle Bellinger解釋道。該公司的搜索結(jié)束于AlliedSignal Plastics(新澤西州莫里斯敦)，其新材料可與離聚物混合，提供高爾夫球手所需的性能和耐用性。

“當我們考慮尼龍時，我們將AlliedSignal Plastics視為技術(shù)領(lǐng)先者，”斯伯丁研究與工程副總裁Michael Sullivan補充道。Spalding測試高爾夫球的封面由Capron(R)HPNTM尼龍(Ultra-toughTM系列尼龍樹脂的一部分)與離聚物混合而成。芯子由橡膠制成;球上涂有聚氨酯，有光澤。

新的更硬的材料意味著更遠的驅(qū)動器距離和更好的控制。“這些球非常耐用且長，”貝林格說。“Capron尼龍使球變得堅韌，對于想要低旋轉(zhuǎn)速度和更長距離的高爾夫球手來說是有益的。”

“耐用性是給予高爾夫球手的。我們的客戶期望它。如果你不提供耐用性，沒有其他問題，”沙利文補充道。AlliedSignal Plastics首次設計競賽的評委同樣將球命名為獲獎者。比賽結(jié)果于6月在芝加哥舉行的全國塑料博覽會上公布。

軸的轉(zhuǎn)變。一種新的高爾夫球桿 - 據(jù)說是唯一由熱塑性復合材料制成的商用軸 - 也增強了高爾夫球手的性能和舒適度。由Quadrax公司(位于羅得島州樸茨茅斯)設計的Thermo-PlasticTM軸據(jù)說可以為高爾夫球手提供更長的射門和更高的球道準確性。

軸結(jié)構(gòu)從Quadrax的單向膠帶開始，通過將碳纖維作為高強度增強材料嵌入尼龍6或聚苯硫醚(PPS)熱塑性樹脂基質(zhì)中制成。使用65%碳至35%樹脂比。

將多層膠帶組裝成層數(shù)和層疊的角度或纖維取向，以獲得所需的強度，剛度，柔韌性和其它工程特性。然后將這些層熔合成層壓板。該設計為桿身提供了高爾夫球手所需的感覺，可玩性，準確性和距離。

尼龍基軸的極高振動阻尼使其比傳統(tǒng)石墨制成的軸具有更柔軟的手感。高級高爾夫球手特別喜歡這個功能。相比之下，基于PPS的桿身具有非常清脆的感覺，對擊中偏心擊球的高爾夫球手的手指和手提供更好的觸覺響應。它吸引了低差點高爾夫球手。

高振動阻尼還提供更加一致的球擊中分散模式，意味著更準確的擊球。減少頭部的擺動 - 當它落入球中時彎曲和扭曲 - 在擊球時保持頭部正方形以提供更直的擊球。

在幾項測試中，Thermo-Plastic軸與傳統(tǒng)的石墨軸頭對頭進行，除了材料外，傳統(tǒng)的石墨軸是相同的。在機器人測試中，由Thermo-Plastic軸擊中的球與石墨軸的距離相匹配，同時提供更緊密的分散模式。

在球員的測試中，高爾夫球手在模擬的球道上開球，球道由相隔40年的球果定義。超過70%的玩家表示他們更喜歡Thermo-Plastic軸與石墨軸的感覺。兩個球桿擊中的球在空中同樣遠，但是熱塑性軸擊中的球中有61%落在目標區(qū)域，而石墨桿則下降了48%。

下一步是什么?Quadrax致力于超輕(低于60克)的軸，以及不同的樹脂/纖維濃度，軸的尺寸和形狀，以進一步改善其感覺和性能。

無瑕夾板。但是，經(jīng)過一天的大量使用后，由于金屬釘?shù)牧粝碌挠∮?，高爾夫球場變成了一個推桿的噩夢，這樣的裝備可能無濟于事?？紤]到這一點，越來越多的高爾夫球場要求高爾夫球??手使用塑料制成的釘子。

考慮一下。普通高爾夫球鞋有12個金屬釘鞋，美國高爾夫球協(xié)會計算出一名球員平均每個果嶺有28個步伐。將這28個步幅乘以24個峰值：每綠色時間近700次印象，18次綠色等于每輪12,000次印象。平均每天200發(fā)，每天有240萬次加標。

為了解決這個問題，許多課程都提供價格低廉的塑料鞋釘租賃鞋，或者以輕微的費用進行金屬到非金屬交換。一套塑料替換鞋釘?shù)膬r格從4美元到6美元不等。

從這一變化中獲益的一家樹脂生產(chǎn)商是陶氏塑料公司(密歇根州米德蘭市)。目前市場上的許多尖峰由特殊等級的陶氏Pellethane(R)熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)組成。例如，Pellethane 2102-90AR具有“卓越的耐磨性和鞋底和鞋釘?shù)哪湍ヌ匦?rdquo;，陶氏塑料高級產(chǎn)品市場經(jīng)理Mark A. Remmert說。僅在運動和娛樂應用中，Remmert認為使用了大約1億磅的彈性體。

Softspikes(R)，Inc。(羅克維爾，馬里蘭州)聲稱自己是唯一獲得專利的非金屬釘?shù)拈_發(fā)商，其中一家公司受益于從金屬到塑料防滑釘?shù)霓D(zhuǎn)換。該公司已經(jīng)占據(jù)了高級巡回賽的市場，使用率接近70%。

“這是一種心態(tài)上的變化，”Softspikes營銷副總裁Kelly Elbin說。據(jù)報道，目前有四百萬高爾夫球手穿著某種形式的替代塑料高爾夫球鞋。“我們真正見證了高爾夫運動的革命，”他興奮地說。

Ray Floyd去年在馬薩諸塞州的一個高爾夫球場打了一場高爾夫球后說：“高爾夫是我的生命，如果它破壞了我的比賽能力，我就不會使用Softspikes。”