NL8701656A

NL8701656A - METHOD FOR APPLYING A THERMOPLASTIC ADHESIVE LAYER TO A BODY.

Info

Publication number: NL8701656A
Application number: NL8701656A
Authority: NL
Original assignee: Nijverdal Ten Cate Textiel
Priority date: 1987-07-14
Filing date: 1987-07-14
Publication date: 1989-02-01
Also published as: DE3878603D1; EP0300522B1; ATE85905T1; EP0300522A1

Abstract

The invention relates to a method for applying an adhesive layer consisting substantially of thermoplastic plastic to a body, for example a honeycomb plate which can serve as core of a sandwich panel with thermoplastic covering sheets. High quality thermoplastic which can be used for fibre reinforced materials usually require solvents with a high boiling point. The evaporation of the solvent therefore requires a treatment at high temperature. The invention provides a method which can be performed at a lower temperature and comprises to this end the following steps: (1) the providing of a body to which the adhesive layer has to be applied; (2) the making of a solution of the thermoplastic plastic in a first solvent; (3) the applying of said solution to the surface of the body for coating; (4) the at least partial removal of said first solvent by insertion of said body in a second solvent, wherein the thermoplastic material is substantially non-soluble, and wherein said first solvent is soluble, and the holding of said body therein for a long enough period of time such that said first solvent is removed to a sufficient extent from said surface of said body. c

Description

OA 87.01656 *OA 87.01656 *

x sch/gn/17, NTCx sch / gn / 17, NTC

-1--1-

Werkwijze voor het aanbrengen van een thermoplastische hechtlaag op een lichaamMethod for applying a thermoplastic adhesive layer to a body

De uitvinding betreft een werkwijze voor het aanbrengen van een in hoofdzaak uit thermoplastische kunststof bestaande hechtlaag op een lichaam, bijvoorbeeld een honingraat-plaat die kan dienen als kern van een 5 sandwichpaneel met thermoplastische dekplaten.The invention relates to a method for applying an adhesive layer mainly consisting of thermoplastic plastic to a body, for instance a honeycomb plate which can serve as the core of a sandwich panel with thermoplastic cover plates.

Uit de membraantechnologie is een werkwijze bekend, waarbij een thermoplastische kunststof vanuit een oplossing op een lichaam wordt neergeslagen door de oplossing door gebruikmaking van een kunstgreep tot verzadiging te 10 brengen. Door de juiste keuze van de procesparameters kan het oppervlak van het lichaam een poreuze structuur worden gegeven, waardoor het proces een grote indringdiepte krijgt.A method is known from the membrane technology, in which a thermoplastic plastic is deposited from a solution on a body by saturating the solution using an artificial handle. By properly selecting the process parameters, the surface of the body can be given a porous structure, giving the process a great depth of penetration.

Deze bekende techniek wordt gebruikt voor het 15 vervaardigen van bijvoorbeeld semi-'permeabele membranen, die kunnen worden gebruikt als filter voor een specifieke deeltjesgrootte of het scheiden van twee fasen.This known technique is used to make, for example, semi-permeable membranes, which can be used as a filter for a specific particle size or to separate two phases.

Voor de vervaardiging van sandwichpanelen, bestaande uit een grosso modo plaatvormige kern en bijvoorbeeld met vezels 20 gewapende thermoplastische platen als huidlagen wordt vanuit een oplossing een hechtlaag op het kernmateriaal aangebracht, die door versmelting of diffusie met de huidlagen wordt geïntegreerd. Een dergelijke werkwijze is beschreven in aanvraagsters niet-voorgepubliceerde 25 Nederlandse octrooiaanvrage 8603228. In genoemde octrooiaanvrage wordt een werkwijze beschreven, volgens welke het oplosmiddel door verdamping ten dele wordt verwijderd.For the manufacture of sandwich panels, consisting of a roughly plate-shaped core and, for example, fiber-reinforced thermoplastic plates as skin layers, an adhesive layer is applied to the core material from a solution, which is integrated by fusion or diffusion with the skin layers. Such a method is described in applicant's non-prepublished Dutch patent application 8603228. In said patent application a method is described, according to which the solvent is partly removed by evaporation.

Hoogwaardige thermoplasten die kunnen worden toegepast 30 voor vezelversterkte materialen vragen veelal oplosmiddelen met een hoog kookpunt. Het uitdampen van het oplosmiddel vraagt dan een behandeling bij hoge temperatuur.High-quality thermoplastics that can be used for fiber-reinforced materials often require solvents with a high boiling point. Evaporation of the solvent then requires treatment at a high temperature.

c 87 0165 6 -2-c 87 0165 6 -2-

Bijvoorbeeld heeft n-methylpyrolidon (NMP), een geschikt oplosmiddel voor thermoplasten, een kookpunt van boven 200°C. Verhitting tot temperaturen in deze orde vraagt grote investeringen, terwijl bovendien aan de brandveiligheid 5 grote aandacht moet worden besteed. Bovendien zijn niet alle versterkingsvezels en kernmaterialen bestand tegen de hoge temperaturen, die nodig zijn om oplosmiddelen met een hoog kookpunt te verwijderen.For example, n-methylpyrolidone (NMP), a suitable solvent for thermoplastics, has a boiling point above 200 ° C. Heating to temperatures in this order requires large investments, while, moreover, great attention must be paid to fire safety. In addition, not all reinforcing fibers and core materials can withstand the high temperatures required to remove high boiling point solvents.

De uitvinding beoogt een werkwijze te bieden, die de 10 genoemde nadelen van de bekende techniek niet bezit en bovendien uitgaat van bekende werkwijzen uit het vakterrein van de membraantechnologie.The object of the invention is to provide a method which does not have the above-mentioned drawbacks of the known art and which moreover is based on known methods from the field of membrane technology.

Ter verwezenlijking van dit doel verschaft de uitvinding een werkwijze als omschreven in conclusie l.To achieve this object, the invention provides a method as defined in claim 1.

15 Met voordeel kan gebruik worden gemaakt van de werkwijze volgens conclusie 2. Bij toepassing van een als honingraat-plaat uitgevoerd lichaam kan het voorkomen, dat honingraat-cellen worden gesloten door de oplossing. Door de maatregelen volgens conclusie 3 toe te passen springen eventueel 20 gesloten cellen open.Advantageously use can be made of the method according to claim 2. When a body designed as a honeycomb plate is used, it may occur that honeycomb cells are closed by the solution. By applying the measures according to claim 3, possibly 20 closed cells open up.

Bij voorkeur past men de werkwijze volgens conclusie 4 toe. Hierdoor ontstaat aan het oppervlak van de hechtlaag een poreuze structuur. Deze structuur geeft aan de hechtlaag een zodanige stabiliteit dat hij niet kan druipen en 25 bijvoorbeeld op de kopse kanten van de honingraatcellen gefixeerd kan blijven.The method according to claim 4 is preferably used. This creates a porous structure on the surface of the adhesive layer. This structure gives the adhesive layer such stability that it cannot drip and can, for example, remain fixed on the ends of the honeycomb cells.

Zoals reeds beschreven in de hiervoorgenoemde, niet-voorgepubliceerde Nederlandse octrooiaanvrage 8603228 dient bijvoorbeeld voor het samenstellen van een sandwich-30 structuur met een kernplaat en vezelversterkte thermoplastische huidlagen in de hechtlagen nog een zeker percentage van het eerste oplosmiddel aanwezig te blijven. Dit kan in het bijzonder worden bereikt door de werkwijze volgens conclusie 5 toe te passen. Hierdoor treedt er tijdens het 35 diffusieproces volgens stap (4) een evenwichtstoestand op bij het gekozen gehalte van het eerste oplosmiddel. Dit '870165g -3- $ gehalte is zeer nauwkeurig beheersbaar.As already described in the aforementioned, non-prepublished Dutch patent application 8603228, for instance for composing a sandwich structure with a core plate and fiber-reinforced thermoplastic skin layers, a certain percentage of the first solvent must still remain in the adhesive layers. This can be achieved in particular by applying the method according to claim 5. As a result, an equilibrium condition occurs at the selected content of the first solvent during the diffusion process according to step (4). This' 870165g -3- $ content is very precisely controllable.

Bijzondere voordelen biedt de werkwijze volgens conclusie 6. Duidelijk zal zijn dat door toepassing daarvan op zeer eenvoudige wijze het tweede oplosmiddel kan worden 5 verwijderd. Bijvoorbeeld kan men een werkwijze volgens de conclusies 7 en/of 8 kiezen. In het kader van deze keuzen wordt de uitvinding in zijn algemeenheid nu kort toegelicht. Na het aanbrengen van de oplossing van NMP overeenkomstig stap (3) op het lichaam wordt het op deze wijze 10 bewerkte oppervlak door onderdompeling in een waterbad aan water blootgesteld, waardoor het NMP door het water wordt opgelost en middels een diffusieproces naar het oppervlak wordt getransporteerd. Dit transport gaat door zolang er een concentratieverschil bestaat tussen het waterbad en het nog 15 aan het oppervlak aanwezige NMP. Door de uitwisselings- reactie ontstaan er in de oplossing van de kunststof in NMP, waarbij de kunststofconcentratie geleidelijk toeneemt, kanaaltjes die steeds dieper in de laag doordringen. Deze kanaaltjes bezitten zelf ook poreuze wanden, zodat de 20 uitwisseling snel en homogeen plaatsvindt. Dit laatste is een gegeven, dat aan de hand van uitgebreide laboratorium-onderzoekingen is vastgesteld. Tevens is hierbij gebleken, dat voor het aanbrengen van hechtlagen op kernmaterialen de reactiediepte groot genoeg is om de dikte van het materiaal 25 te overbruggen.The method according to claim 6 offers particular advantages. It will be clear that by using it the second solvent can be removed in a very simple manner. For example, one can choose a method according to claims 7 and / or 8. In the context of these choices, the invention is now briefly explained in general. After applying the solution of NMP according to step (3) to the body, the surface treated in this way is exposed to water by immersion in a water bath, whereby the NMP is dissolved by the water and transported to the surface by a diffusion process . This transport continues as long as there is a concentration difference between the water bath and the NMP still present on the surface. The exchange reaction creates channels in the solution of the plastic in NMP, whereby the plastic concentration gradually increases, channels that penetrate ever deeper into the layer. These channels themselves also have porous walls, so that the exchange takes place quickly and homogeneously. The latter is a fact that has been determined on the basis of extensive laboratory studies. It has also been found that for applying adhesive layers to core materials, the reaction depth is large enough to bridge the thickness of the material.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van bijgaande twee figuren. Hierin tonen:The invention will now be elucidated with reference to the annexed two figures. Show in this:

Fig. 1 een sterk geschematiseerd aanzicht van een continu werkende inrichting, waarin de werkwijze volgens de 30 uitvinding is geïmplementeerd; enFig. 1 is a highly schematic view of a continuously operating device in which the method according to the invention is implemented; and

Fig. 2 een gedeeltelijk weggebroken perspectivisch aanzicht van een deel van een eenvoudiger en intermitterend werkende inrichting;Fig. 2 is a partly broken away perspective view of part of a simpler and intermittently operating device;

Fig. 1 toont een inrichting 1 voor het aanbrengen van 35 een in hoofdzaak uit thermoplastische kunststof bestaande hechtlaag op een honingraatplaat 2, die kan dienen als kern .8701656 -4- van een sandwichpaneel met thermoplastische dekplaten.Fig. 1 shows a device 1 for applying an adhesive layer consisting mainly of thermoplastic plastic to a honeycomb plate 2, which can serve as core 8701656-4- of a sandwich panel with thermoplastic cover plates.

De plaat 2 wordt tussen likwalsen 3 door getransporteerd, welke likwalsen 3 via rollen 4 uit twee voorraad-bakken 5 de daarin aanwezige oplossing 6 overbrengen op de 5 hoofdvlakken van de honingraatplaat 2. De oplossing 6 bestaat uit de aan te brengen thermoplastische kunststof in n-methylperylidon (NMP). Door de likwalsen 3 wordt de plaat 2 in de richting van de pijl 7 verder getransporteerd.The plate 2 is transported between lick rollers 3, which lick rollers 3 transfer the solution 6 therein via rollers 4 from two storage containers 5 to the 5 main surfaces of the honeycomb plate 2. The solution 6 consists of the thermoplastic material to be applied in n methyl perylidone (NMP). The plate 2 is transported further in the direction of the arrow 7 by the licking rollers 3.

Hij passeert een warmtebehandelingsstation 8, waarin 10 warmtelampen 9 aanwezig zijn.It passes a heat treatment station 8, in which 10 heat lamps 9 are present.

Daarna passeert de plaat 2 een stoomkamer 10, waarin via stoominlaten 11 van een niet-getekende bron afkomstige stoom in de stoomkamer 10 wordt gebracht.The plate 2 then passes through a steam chamber 10, into which steam from a source (not shown) is introduced into the steam chamber 10 via steam inlets 11.

Tussen de bakken 5, in het warmtebehandelingsstation 8 15 en in de stoomkamer 10 bevindt zich een sleufvormige doorgang waardoor de honingraatplaat 2 kan passeren.Between the trays 5, in the heat treatment station 8 and in the steam chamber 10, there is a slit-shaped passage through which the honeycomb plate 2 can pass.

Vervolgens wordt de honingraatplaat 2 door een bak 12 geleid, waarin zich een mengsel 13 bevindt, dat water bevat, met een voorafbepaalde hoeveelheid NMP.The honeycomb plate 2 is then passed through a tray 12 containing a mixture 13 containing water with a predetermined amount of NMP.

20 Na het verlaten van het waterbad loopt de honingraat plaat 2 door een nabehandelingsstation 14, waarin door het langsleiden van lucht, zoals symbolisch met pijlen 15 aangeduld de gevormde hechtlaag nog wordt gedroogd.After leaving the water bath, the honeycomb plate 2 passes through a post-treatment station 14, in which the adhesive layer formed is still dried by passing air, as symbolically indicated by arrows 15.

Stroomafwaarts ten opzichte van het nabehandelings-25 station 14 bevinden zich twee transportrollen 16, die door een geschikte aandrijfsnelheid de plaat 2 met eenzelfde snelheid transporteren als de likwalsen 3.Downstream of the after-treatment station 14 there are two transport rollers 16, which transport the plate 2 at the same speed as the licking rollers 3 by an appropriate driving speed.

Na het verlaten van de transportrollen 16 wordt de gerede plaat tussen twee druk/transportbanen 17 doorgeleid 30 door tussenkomst van beschermfolies 18 die worden meegevoerd door de honingraatplaat 2 en afgerold van voorraadrollen 19.After leaving the transport rollers 16, the finished plate is passed between two pressure / transport paths 17 through protective films 18 which are carried along by the honeycomb plate 2 and unrolled from stock rolls 19.

Na het verlaten van de druk/transportbanen 17 is de honingraatplaat 2 aan beide hoofdvlakken voorzien van een in 35 hoofdzaak uit thermoplastische kunststof bestaande hechtlaag die op zijn beurt is afgedekt door het beschermfolie.After leaving the pressure / conveying paths 17, the honeycomb plate 2 is provided on both main surfaces with an adhesive layer consisting essentially of thermoplastic plastic, which in turn is covered by the protective film.

. 870 1656 «k -5- ï. 870 1656 "-5-"

Nu volgt een korte beschrijving van de werking van de inrichting 1. De honingraatplaat 2 wordt in dit geval in continue vorm toegevoerd aan de likwalsen. Deze likwalsen 3 worden door niet-getekende middelen met een voorafgekozen 5 snelheid aangedreven. De omtreksnelheid van de likwalsen 3 komt overeen met de omtreksnelheid van de transportrollen 16 en de snelheid van de druk/transportbanen 17, De hiermee gekozen transportsnelheid van de honingraatplaat 2 correspondeert met een gewenste verblijftijd van de plaat 2 in het 10 in de bak 12 aanwezige mengsel 13.A brief description of the operation of the device 1 follows. The honeycomb plate 2 in this case is supplied in continuous form to the licking rollers. These licking rollers 3 are driven at a preselected speed by means not shown. The peripheral speed of the licking rollers 3 corresponds to the peripheral speed of the conveyor rollers 16 and the speed of the pressure / conveyor belts 17. The transport speed of the honeycomb plate 2 selected with this corresponds to a desired residence time of the plate 2 in the container 12 present in the tray 12. mixture 13.

De likwalsen 3 ontvangen via de overdraagrollen 4, die door de in de bakken 5 aanwezige oplossing 6 rollen, deze oplossing 6, bestaande uit NMP en de aan te brengen thermoplastische kunststof.The licking rollers 3 receive via the transfer rollers 4, which roll through the solution 6 present in the trays 5, this solution 6, consisting of NMP and the thermoplastic plastic to be applied.

15 Het kan voorkomen, dat cellen van de honingraatplaat 2 door de likbehandeling zijn afgesloten. Om dergelijke cellen weer te openen vindt de behandeling in het warmtebehande-lingsstation 8 plaats.It is possible that cells of the honeycomb plate 2 are closed by the licking treatment. To open such cells again, the treatment takes place in the heat treatment station 8.

De daaropvolgende behandeling in de stoomkamer 10 20 stabiliseert de aanhechtende laag, die ten dele is gepenetreerd in het materiaal van de honingraatplaat 2.The subsequent treatment in the steam chamber 10 stabilizes the adhesive layer, which has been partially penetrated into the material of the honeycomb plate 2.

In de daaropvolgende spoelgang, d.w.z. de doorgang door de bak 12, vindt een uitspoeling van het NMP in het in de bak aanwezige mengsel plaats. Zou zich in de bak 12 uitslui-25 tend water bevinden, dan kan het NMP in overwegende mate verwijderd worden, zodat er nagenoeg geen NMP meer in de op de honingraatplaat 2 aanwezige hechtlaag aanwezig is. Om hierna nog kort aan te duiden redenen verdient het echter de voorkeur, indien zich in de te vormen hechtlaag nog enig NMP 30 bevindt. Daarom wordt bij voorkeur het mengsel 13, bestaande uit water en een gewenste hoeveelheid NMP toegepast.In the subsequent rinse, i.e. the passage through the bin 12, the NMP is leached into the mixture contained in the bin. Should there be only water in the tray 12, the NMP can be largely removed, so that there is practically no more NMP present in the adhesive layer present on the honeycomb plate 2. For reasons to be briefly indicated hereinafter, however, it is preferable if there is still some NMP 30 in the adhesive layer to be formed. Therefore, the mixture 13 consisting of water and a desired amount of NMP is preferably used.

In het nabehandelingsstation 14 vindt een nadroging bij een temperatuur boven 100°C, het kookpunt van water, plaats om nog aanwezig water van de plaat 2 te verwijderen.In the after-treatment station 14 post-drying takes place at a temperature above 100 ° C, the boiling point of water, to remove any water still present from the plate 2.

35 De transportrollen 16 transporteren de plaat verder.The transport rollers 16 transport the plate further.

Vanaf dat moment is de behandeling van de plaat voltooid en is een halffabrikaat verkregen, bestaande uit een honing- .87 01656 Η -6- 'ν raatplaat 2, waarvan de hoofdvlakken zijn voorzien van een hechtlaag, die bestaat uit de thermoplastische kunststof met enig NMP. Deze plaat kan onmiddellijk worden gebruikt om een sandwichpaneel te vormen, door aan beide kanten tegen de 5 plaat een eventueel vezelversterkte thermoplastische dekplaat te leggen en door een geschikte behandeling, bijvoorbeeld een warmtebehandeling, een ultrasone behandeling en/of door een behandeling onder druk met het verwijderen door diffusie van het nog aanwezige NMP met de 10 honingraatkern te verbinden.From that moment on, the treatment of the plate is completed and a semi-finished product is obtained, consisting of a honeycomb plate 2, the main surfaces of which are provided with an adhesive layer, which consists of the thermoplastic plastic with some NMP. This plate can be used immediately to form a sandwich panel, by placing an optional fiber-reinforced thermoplastic cover plate on both sides against the plate and by a suitable treatment, for instance a heat treatment, an ultrasonic treatment and / or by a pressure treatment with the remove by connecting diffusion of the still present NMP to the honeycomb core.

In de inrichting l volgens fig. 1 wordt echter het halffabrikaat geconfectioneerd door aan de van de hechtlaag voorziene zijden een beschermfolie aan te brengen. De aldus geconfectioneerde plaat kan worden getransporteerd naar een 15 gebruiker, die hem op de beschreven wijze verder gebruikt.In the device 1 according to Fig. 1, however, the semi-finished product is made up by applying a protective film to the sides provided with the adhesive layer. The plate thus assembled can be transported to a user, who further uses it in the manner described.

Fig. 2 toont een inrichting 20. Onderdelen die corresponderen met onderdelen volgens fig. 1 zijn in deze figuur met dezelfde verwijzingsgetallen aangeduid.Fig. 2 shows a device 20. Components corresponding to components according to FIG. 1 are indicated with the same reference numerals in this figure.

Stoomkamers 21 omvatten hier een invoerdeel 22 en een 20 afvoerdeel 23, waardoor de stoom op met de pijl 24 aangeduide wijze langs het aangelikte oppervlak strijkt.Steam chambers 21 here comprise an input part 22 and a discharge part 23, whereby the steam passes along the licked surface in a manner indicated by the arrow 24.

Na het verlaten van de stoomkamers 21 valt de honing-raatplaat 25 in een bak 26, waarin zich het mengsel 13 bevindt als bovenomschreven. Na een voldoend lange verblijf-25 tijd wordt de plaat uit de bak 26 verwijderd, en eventueel nog nabehandeld. Een dergelijke nabehandeling kan een droog-bewerking omvatten en eventueel een confectionering als aan de hand van fig. 1 omschreven.After leaving the steam chambers 21, the honeycomb plate 25 falls into a tray 26, in which the mixture 13 is located as described above. After a sufficiently long residence time, the plate is removed from the tray 26, and possibly still after-treated. Such an after-treatment can comprise a drying operation and, if appropriate, an assembly as described with reference to Fig. 1.

30 .870165«30 .870165 «

Claims

A method for applying a substantially thermoplastic plastic adhesive layer to a body, for example a honeycomb plate which can serve as the core of a sandwich panel with thermoplastic cover plates, characterized by the following steps: (1) providing a body to which the adhesive layer is to be applied; (2) making a solution of the thermoplastic plastic in a first solvent; (3) applying the solution to the surface of the body to be covered; (4) at least partially removing the first solvent by placing the body in a second solvent, in which the thermoplastic material is substantially insoluble, and in which the first solvent is soluble, and so long therein keep that the first solvent is sufficiently removed from the surface of the body.

Method according to claim 1, characterized by the following step: (5) exposing the relevant surface of the body to an elevated temperature for some time after step (3).

Method according to claim 2, characterized in that step (5) is carried out with the aid of heat radiation.

Method according to claim 2 or 3, characterized in that step (5) is carried out with the aid of steam.

Method according to claims 1-4, characterized by the following step:. 870 1656 -8- Y (6) adding a selected amount of the first solvent to the second solvent prior to step (4) such that a desired concentration of the first solvent remains in the resulting adhesive layer on the body.

A method according to claims 1-5, characterized by the following steps: (7) selecting a first solvent which has a higher boiling point than the second solvent; (8) at least partially removing the second solvent by subjecting the respective surface of the body to a temperature of at least the order of the boiling point of the second solvent.

7. Process according to claims 1-6, characterized by the following step: (9) selecting n-methylpyrolidone as the first solvent.

Method according to claims 1-7, characterized by the following step: (10) selecting water as the second solvent.

An adhesive layer body consisting of a thermoplastic material obtained by applying a method according to any one of the preceding claims. 25,8701656