NL8901844A - Werkwijze ter vervaardiging van met vezels gewapende laminaten van thermoplastische kunststof, alsmede onder toepassing hiervan verkregen vootbrengselen. - Google Patents

Description

Aanvraagster noemt als uitvinders : R. DE JAGER enG. MOESSNER.

Werkwijze ter vervaardiging van met vezelsgewapende laminaten van thermoplastische kunststof,alsmede onder toepassing hiervan verkregen voortbrengse¬len.

Voor de vervaardiging van dit soortvoortbrengselen zijn verschillende werkwijzen bekend. Zokan men de wapeningsvezels impregneren met eenpolymeeroplossing. Het bezwaar hiervan is, dat dezewerkwijze alleen kan worden toegepast bij thermoplasten,waarvoor geschikte oplosmiddelen beschikbaar zijn envoorts moeten na het impregneren betrekkelijk grotehoeveelheden oplosmiddel verwijderd of teruggewonnnenworden. Een andere mogelijkheid is het impregneren vande wapeningsvezels met een zogenaamde "smeltfilm".Hiermee kan men wel alle thermoplastische harsen ver¬werken, maar de werkwijze vereist een hoge mate van pro-cestechnische know-how om een goede impregnering bijhogere smeltviscositeit van de thermoplastische hars teverkrijgen zonder de mechanische eigenschappen van dewapeningsvezels ongunstig te beïnvloeden. Nog een anderetechniek is poederimpregnering, waarbij de garensgespreid en tegelijkertijd in kontakt worden gebrachtmet een bed van gefluïdiseerd harspoeder. Daarna wordthet garen met het eraan gehechte poeder verhit, zodathet polymeer smelt en zich aan de vezel hecht. Daarnawordt het geheel onder druk verdicht en afgekoeld.

Het bezwaar ervan is, dat het poeder een korreldoorsnedemoet hebben in dezelfde orde van grootte dewapeningsfilamenten. Deze doorsnede bedraagt voorkoolstof- en aramidevezels ongeveer 10 micrometer en erzijn slechts weinig thermoplastische harsen als eenzodanig fijn poeder verkrijgbaar.

Tot dusver wordt in de praktijk voornamelijk zogewerkt, dat men een dunne of dikke foelie van ther¬moplastisch materiaal op een laag versterkende vezelslegt en het geheel bij verhoogde druk en temperatuurperst. Hiervoor is het derhalve nodig eerst een foelievan het thermoplastische materiaal te vervaardigen,bijv. door extrusie.

Volledigheidshalve wordt nog vermeld dat hetook bekend is om de thermoplastische hars in vezelvormte kombineren met wapeningsvezels en wel in de vorm vaneen mengweefsel of van een mengvezel. Het verkregen pro-dukt is in dit geval een weefsel, dat hetzij filamentenvan beide materialen bevat, bijv. het ene materiaal inde ketting en het andere de inslag, hetzij een weefselvan de gemengde vezels. Een vereiste hiervoor isnatuurlijk, dat de thermoplastische hars in garenvormverkrijgbaar moet zijn.

Er werd nu verrassenderwijs een uiterst voor¬delige en eenvoudige methode gevonden voor de vervaar¬diging van met vezels gewapende laminaten vanthermoplastische kunststof. Juist in dit verband met devele werkwijzen, die op dit gebied reeds bekend waren enhet feit, dat tientallen jaren lang vervaardigd wordenis het extra verrassend, dat nu een dergelijke een¬voudige en uiterst praktische werkwijze gevonden werd.

De werkwijze volgens de uitvinding heeft totkenmerk, dat men de kunststof in de vorm van ten minsteéén laag niet-geweven vezelprodukt kombineert met ten¬minste één laag wapeningsvezels en de lagen ondertoepassing van warmte en druk met elkaar verenigt.

Deze werkwijze heeft verschillende voordelen.

In het bijzonder valt te vermelden, dat de werkwijze een¬voudig uit te voeren is en dat daarmee de dikte van hetverkregen laminaat per gewichtseenheid goed te regelenis. Bij werken met een vooraf geëxtrudeerde kunststof-foelie is dit veel moeilijker.

Verder fungeert het niet-geweven vezelproduktvan de thermoplastische hars slechts als tussenprodukt,zodat de samenhang van de vezels hier niet te kritischis.

Als thermoplastische harsen kan men bij voor¬beeld polyalkenen (bijv. de verschillende soortenpolyetheen, polypropeen, polystyreen), polycarbonaten,polyetherimiden, polyesters (bijv. polyethyleen- ofpolybutyleentereftalaat), polyfenyleenethers, ther¬moplastische elastomeren, met rubber gemodificeerdepolymeren, op basis van styreen zoals HIPS en ABS ofmengsels van één of meer van deze polymeren kiezen.

De verwerking tot niet-geweven vezelproduktengeschiedt volgens op zichzelf bekende wijze doorverspinnen en neerleggen van de vezels als mat of vilt.Hierbij kan men naar keuze lange of korte vezelsvervaardigen, waarbij korte vezels de voorkeurverdienen.

In het geval van lange vezels kan met hetpolymeer op gebruikelijke wijze door een spindop extru-deren en de vezels strekken en als een niet-geweven baanneerleggen. Daarna worden zij gewoonlijk nog gekalan¬derd. Korte vezels kunnen geschikt gevormd worden methet zogenaamde blaasspinprocédé. Hierbij verspint menhet polymeer onder blazen met hete lucht, waarna men hetuittredende materiaal direkt koelt met koude lucht.Hierdoor onstaat een stroom korte vezels, die op eentrommel worden neergelegd onder vorming van een niet-geweven vezelbaan of vilt.

De stroom van korte vezels kan ook direkt op de laagwapeningsvezel aangebracht (gespoten) worden.

Ook is het mogelijk de vezels uit een oplossing teverspinnen, waarbij de oplossing aan een snelle ver¬damping onderworpen wordt. Ook op deze wijze verkrijgtmen korte vezels, maar deze methode verdient minder devoorkeur, omdat dan oplosmiddel verwijderd ofteruggewonnen moet worden.

Als wapeningsvezels kan men de gebruikelijketoepassen, in het bijzonder glas, aramide en koolstof.

De wapeningsvezels kunnen tot een weefsel of breiselgevormd zijn. Ook is het mogelijk de wapeningsvezels inde vorm van een non-woven uit continue of korte vezelstoe te passen.

De vervaardiging van onderhavige laminaten is uitersteevoudig en dit is een van de belangrijke voordelen vande uitvinding.

Men legt eenvoudig het gewenste aantal lagen niet-geweven vezelprodukt van de thermoplastische hars enwapeningsvezels op elkaar, verhit de lagen tot hetsmeltpunt van het thermoplastische materiaal, perst hetgeheel ter verkrijging van een verdicht materiaal enlaat het geheel onder druk afkoelen tot een temperatuurbeneden de Tg-waarde van het thermoplastische materiaal.

Tegenover de bekende methoden ter vervaardigingvan laminaten heeft de onderhavige werkwijzeverscheidene voordelen. Zoals reeds vermeld, is hetharsgehalte van de wapeningsvezels zeer goed regelbaar.Verder is bij toepassing van de bekende werkwijzen hetverkrijgen van een goede impregnering van de wapenings¬vezels vaak moeilijk wegens de hoge viscositeit van dethermoplastische polymeren. Zoals vermeld, was dit pro-beem wel te omzeilen door een oplossing van de polymerente gebruiken, maar dat heeft dan weer het nadeel datgrote hoeveelheden oplosmiddel verwijderd of teruggewon¬nen moeten worden. Met de onderhavige werkwijze wordtzonder oplosmiddel een voortreffelijke impregneringverkregen.

Een ander bezwaar van de bekende methoden is,dat vaak holten in het verdichte materiaal optreden.

Bij de werkwijze volgens de uitvinding geschiedt ditniet.

Bij verschillende van de bekende methoden kun¬nen resten oplosmiddel in het geïmpregneerde materiaalaanwezig zijn. Bij de onderhavige werkwijze is dituiteraard uitgesloten.

Voorbeeld

Door blaasspinnen werd een niet-geweven viltvan korte polypropeenvezels vervaardigd. Een laag hier¬van werd op een glasvezelweefsel aangebracht en twee ofdrie van deze tweelagige kombinaties werden op elkaargelegd en onder druk in een vlakke pers verhit. Er werdop deze eenvoudige wijze zonder enig probleem een metglasvezels versterkte polypropeenlaminaat van goede kwa¬liteit verkregen.

Claims (7)

1. Werkwijze ter vervaardiging van met vezelsgewapende laminaten van thermoplastische kunststof, methet kenmerk, dat men de kunststof in de vorm van tenminste één laag niet-geweven vezelprodukt kombineert metten minste één laag wapeningsvezels en de lagen ondertoepassing van warmte en druk met elkaar verenigt.

2. Werkwijze volegns conclusie 1, met het ken¬merk, dat men een niet-geweven vezelprodukt met kortevezels gebruikt.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk,dat men een door blaasspinnen verkregen vezelproduktgebruikt.

4. Werkwijze volgens conclusies 1-3, met het ken¬merk, dat men als thermoplastische kunststof eenpolyalkeen, polycarbonaat, polyetherimide, polyester,polyfenyleenether, thermoplastisch elastomeer, metrubber gemodificeerd polymeer op basis van styreen ofeen mengsel van een of meer van deze polymeren toegepast.

5. Werkwijze volgens conclusies 1-4, met het ken¬merk, dat men wapeningsvezels van glas, aramide ofkoolstof gebruikt,

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het ken¬merk, dat men wapeningsvezels in de vorm van eenweefsel of breisel of in de vorm van een non-wovengebruikt.

7. Voortbrengselen verkregen onder toepassing vande werkwijze volgens een of meer van de voorafgaandeconclusies.