DE1111815B

DE1111815B - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von Platten aus faserverstaerkten Kunstharzen

Info

Publication number: DE1111815B
Application number: DEF20992A
Authority: DE
Inventors: Calhoun Shorts; George R Huisman
Original assignee: FILON INTERNAT ESTABLISHMENT
Current assignee: FILON INTERNAT ESTABLISHMENT
Priority date: 1956-04-30
Filing date: 1956-08-08
Publication date: 1961-07-27

Description

Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von Platten aus faserverstärkten Kunstharzen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Kunststofftafeln mit Verstärkungseinlagen, insbesondere von durchsichtigen oder durchscheinenden Tafeln, wobei als Verstärkungsmaterial vorzugsweise Glasfasern verwendet werden.
Es ist bekannt, Platten o. dgl. aus faserverstärkten Kunstharzen in der Weise herzustellen, daß zunächst eine sich längs bewegende, als Unterlage dienende biegsame Folie mit flüssigem Kunstharz beschickt wird, dann auf die Kunstharzschicht zerschnittene Verstärkungsfasern aufgestreut und darin eingearbeitet werden und anschließend eine Deckfolie aufgebracht wird, worauf das Ganze einer Druck- und Wärmebehandlung zwecks Härtung unterworfen und die Bahn unterteilt wird. Die biegsame Folie wird schließlich von der gehärteten Kunststoffplatte wieder abgezogen.
Das Aufbringen loser Fasern in gleichmäßiger Verteilung auf die Kunstharzschicht hat gegenüber dem Aufbringen von fertigen Geweben oder Fliesen den Vorteil, daß die Herstellung der Kunststofftafeln kontinuierlich erfolgen kann. Das Herstellen der losen Fasern geschieht vorzugsweise unmittelbar vor dem Aufbringen auf die Kunstharzschicht durch Zerschneiden von Lunten. Dabei läßt man die Fasern nach dem Abschneiden in gleichmäßiger Verteilung auf ein Förderband fallen, das sie der Kunstharzschicht laufend zuführt.
Bei diesem bekannten Verfahren ergeben sich Schwierigkeiten dadurch, daß die aufgestreuten losen Fasern nicht oder jedenfalls nicht ganz in das flüssige Kunstharz einsinken und sich auch durch Aufbringen einer Deckfolie nicht eindrücken lassen. Infolgedessen ragen die Fasern mehr oder weniger aus der Oberfläche der fertigen Platte vor. Diese hat dann keine geschlossene, dem Angriff der Atmosphärilien standhaltende Oberfläche. An den Stellen, wo Fasern nach außen vorragen, kann Feuchtigkeit eindringen, wodurch einerseits das Fasermaterial zersetzt bzw. angegriffen wird, andererseits aber die Gefahr eines Sprengens des Plattenkörpers bei Frost entsteht. Es ist vorgeschlagen worden, die Verstärkungsfasern vor dem Aufbringen der Deckfolie durch geriffelte Walzen in das Kunstharz einzudrücken. Abgesehen davon, daß die Riffelwalzen sich durch das an ihnen haftende Kunstharz bald verkleben und unwirksam werden, besteht dabei die Gefahr, daß sich die elastischen Fasern in dem drucklosen Bereich zwischen Riffelwalze und dem Aufbringen der Deckfolie aus der Kunstharzschicht wieder herausheben.
Erfindungsgemäß werden demgegenüber vor dem Aufbringen der Deckfolie die auf die flüssige Kunst- harzschicht aufgestreuten losen bzw. zerschnittenen Verstärkungsfasern durch eine parallel zur Unterlage laufende durchlässige Gewebebahn oder eine Reihe parallel nebeneinanderliegender Fäden unter Spannung eingedrückt. Die Verstärkungsfasern werden dabei in die Kunstharzschicht völlig eingetaucht und in ihrer Lage gehalten, bis die Deckfolie durch ein Druckwalzenpaar aufgebracht wird. Vorteilhaft wird die Tragfolie mit den aufgestreuten Verstärkungsfasern und dem flüssigen Kunstharz während des Eindrückens durch die Gewebebahn oder Fadenreihe über eine nach oben gewölbte Führung bewegt, bevor das Druckwalzenpaar zur Einwirkung kommt. Durch diese Arbeitsweise wird am Ende der Führung vor den Druckwalzen kontinuierlich eine Kunststoffzone größerer Schichtdicke erzeugt. Dadurch wird das völlige Eintauchen der Verstärkungsfasern in das flüssige Kunstharz erleichtert.
Nach einem weiteren wesentlichen Erfindungsmerkmal wird die aus einem Zellulosefilm oder einem ähnlichen, bei Erwärmung schrumpfenden Werkstoff bestehende Trag- bzw. Deckfolie vor der Verarbeitung einer Wärmeschrumpfung unterworfen, z. B. durch Behandlung mit einer Infrarotstrahlung. Hierdurch wird verhindert, daß die Folie während der zur Härtung des Kunstharzes erforderlichen Wärmebehandlung reißt und dadurch die Bahn beschädigt bzw. unterbrochen wird.
In der Zeichnung ist eine Anlage zum Herstellen von Kunststofftafeln nach der erfindungsgemäßen Verfahren beispielsweise dargestellt.
Wie die Zeichnung erkennen läßt, ist eine Tragfolie 1 vorgesehen, die von der Walze 2 abläuft und über einen Tisch 3 geführt ist. Die Folie kann aus Papier oder Kunststoff solcher Art bestehen, daß sie von der fertigen Kunststofftafel abgezogen werden kann. Vorzugsweise wird für sie ein Zellulosefilm, wie Zellglas, verwendet. Wenn die Folie bei Erwärmung schrumpft, wie dies bei Zellglas der Fall ist, so wird sie durch eine Erwärmungszone geführt, bevor das Kunstharz auf sie aufgebracht wird. Dies kann beispielsweise durch Infrarotlampen 4 erreicht werden.
Das Kunstharz gelangt in flüssiger Form aus einem Trog 5 in bestimmter Menge kontinuierlich auf die Tragfolie und wird durch einen Abstreifer 6 gleichmäßig über eine Breite verteilt, die etwa der der fertigen Tafeln entspricht.
Das verwendete Kunstharz kann beispielsweise Epoxy- oder Polyesterharz sein und einen Beschlenniger oder Katalysator enthalten, der das Polymerisieren oder Erhärten entweder durch Reaktionswärme oder durch Erwärmen von außen her bewirkt. Die Kunstharzarten und ihre Verwendungstechnik sind dem Fachmann bekannt. Das Kunstharz wird jedenfalls so gewählt, daß es durch Polymerisation ein hartes durchsichtiges oder durchscheinendes Produkt erzeugt. Um jedoch die erwünschte Zähigkeit und Festigkeit zu erhalten, muß in solche Kunstharze faseriges Material eingebettet werden.
Das Verstärkungsmaterial kann aus synthetischen oder anorganischen Fasern oder auch aus pflanzlichen oder tierischen Fasern bestehen. Besonders vorteilhaft sind Glasfasern. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit werden im vorliegenden Fall Fasern von etwa 50 mm Länge verwendet. Das Fasermaterial kann von Spulen 8 zugeführt werden, von denen es in Form von Lunten abgewickelt wird, dann durch eine Zerhackvorrichtung 9 üblicher Art geführt wird, die die gewünschte Faserlänge herstellt. Die Fasern fallen durch einen Kasten 10 auf ein Förderband 11, das sie an eine Stelle führt, an der sie auf die auf der Tragfolie befindliche Kunstharzschicht auffallen.
Die Menge der aus dem Kasten 10 herausgeführten Fasern wird durch die Drehzahl der Zerhackmaschine und die Anzahl der ihr zugeführten Lunten bestimmt.
Die durch das Förderband 11 abgeführten Fasern befinden sich in Form einer losen Schicht, die gleichmäßig über die Breite des Förderbandes verteilt ist und in dieser Form auf die Kunstharzschicht aufgebracht wird.
Von dem Tisch 3 läuft die Tragfolie 1 über vorzugsweise bogenförmig angeordnete Tragrollen 13, d. h. die Achsen der Rollen befinden sich auf einer nach oben durchgebogenen Fläche. Statt der Rollen könnte aber auch ein endloses Band vorgesehen sein, das entweder von der Tragfolie mitgenommen oder selbst angetrieben wird. Auch könnte der Bogen durch einen Teil einer großen Trommel gebildet werden oder einfach durch eine feststehende flache Platte ersetzt sein.
Über dem vorderen Ende dieses Bogens befindet sich eine Walze 14 und hinter dem Bogen eine Quetsch- walzenpaar 15, 16, dessen Walzen so angeordnet sind, daß ihre Achsen in einer Radialebene des aus den Rollen 13 bestehenden Bogens liegen. Gespannte Fäden 17 laufen von oberhalb der Tragfolie angeordneten Spulen 18 um die Walze 14 herum, werden auf die Oberseite des auf der Tragfolie befindlichen Faserflieses aufgelegt und zwischen den Quetschwalzen 15 und 16 hindurchgeführt. Die Spannung der Fäden wird dadurch erreicht, daß alle Spulen 18 gebremst werden. Sie ist so groß, daß die über die im Bogen angeordneten Rollen 13 geführten Fäden das Faserflies in die auf der Tragfolie befindliche Kunstharzschicht hineindrücken. Während die Zahl der vorgesehenen Fäden 17 nicht von besonderer Bedeutung ist, sollte sie doch so groß sein, daß die Fäden dicht genug nebeneinanderliegen, um das Faserflies gleichmäßig einzudrücken.
Vor den Quetschwalzen 15, 16 befindet sich eine Führungsrolle 19, um die eine Deckfolie 20 aus Papier oder einem ähnlichen Kunststoff wie der der Tragfolie 1 herumgeführt ist. Die Deckfolie 20 wird von einer Rolle 21 abgerollt, die so weit von der Rolle 19 entfernt ist, daß sich die Heizlampen 4 unterbringen lassen.
Beim Durchlaufen der aus den Folien 1 und 20 und der dazwischen befindlichenKunstharzschicht mit dem losen Verstärkungsfasermaterial und den Fäden 17 bestehenden Bahn wird durch die Quetschwalzen 15. 16 die in der Kunstharzschicht und den Verstärkungsfasern enthaltene Luft ausgedrückt und die Bahn auf eine bestimmte Dicke ausgewalzt.
Die Dicke der Bahn ist durch feste Lagerung der Walze 15 und nachgiebige Lagerung der Walze 16 regelbar.
Hat man die gewünschte Schichtstärke erreicht, so gelangt die Bahn über einen Tisch 29 in einen Ofen 30, in dem das Kunstharz durch Polymerisation fest wird. Während des Durchganges durch den Ofen kann die Kunstharzschicht in eine bestimmte Querschnittsform gebracht werden. Dies geschieht beispielsweise durch Hindurchführen der Schicht zwischen zwei Formschienen 31 und 32, die zwischen sich einen entsprechend geformten Schlitz freilassen. Mehrere solche Formschienenpaare können in einigem Abstand hintereinander angeordnet werden. Die unteren Formschienen werden vorzugsweise fest angeordnet, während die oberen beispielsweise mittels Handrädern 34 und Spindeln 33 in der Höhe verstellbar sein können.
Die beiden Handräder oder Spindeln können so miteinander gekuppelt sein, daß sie nur gleichmäßig verstellt werden können, um eine waagerechte Stellung der Formschienen 32 zu gewährleisten.
Sind die beiden einander zugewendeten Flächen der Formschienen gerade, so bleibt die Bahn eben, sind sie dagegen gewellt, so erhält die Bahn beim Festwerden eine gewellte Form. Nach dem Durchlaufen zwischen den Schienen verbleibt die Schicht noch einige Zeit in dem Ofen, damit sie ganz verfestigt wird und ihre Querschnittsform nicht mehr ändert. Nach dem Austritt aus dem Ofen wird die Schicht durch Kantensägen 36 auf die gewünschte genaue Breite und danach durch eine Sägevorrichtung 37 auf die gewünschte Länge geschnitten.

Claims

PATENTANSPRUCHE: 1. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von Platten od. dgl. aus faserverstärkten Kunstharzen, bei welchem zunächst eine sich längs bewegende, als Unterlage dienende biegsame Folie mit flüssigem Kunstharz beschickt wird, dann auf die Kunstharzschicht zerschnittene Verstärkungsfasern aufgestreut und darin eingearbeitet werden und anschließend eine Deckfolie aufgebracht wird, worauf das Ganze einer Druck-und Wärmebehandlung unterworfen und die Bahn schließlich unterteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufbringen der Deckfolie in die auf die flüssige Kunstharzschicht aufgestreuten zerschnittenen Verstärkungsfasern eine parallel dazu laufende durchlässige Gewebebahn oder eine Reihe parallel nebeneinanderliegende Fäden unter Spannung eingedrückt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragfolie mit der faserverstärkten Kunstharzschicht während des Ein- drückens der durchlässigen Gewebebahn bzw. der Fäden nach oben gewölbt geführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragfolie und die Deckfolie vor ihrer Berührung mit der Kunstharzschicht einer Wärmeschrumpfung unterworfen werden.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der nach oben gewölbten Führung (13) zwei an sich bekannte Quetschwalzen (15, 16) angeordnet sind, deren Achsen in einer radial zu der Führung (13) verlaufenden Ebene liegen. ~~~~~~~~ In Betracht gezogene Druckschriften: Belgische Patentschrift Nr. 530 404; USA.-Patentschrift Nr. 2526 945.