DE1128129B

DE1128129B - Process for the production of layers or molded parts from fiber-reinforced thermosetting plastics

Info

Publication number: DE1128129B
Application number: DEP14903A
Authority: DE
Inventors: Hugo Hanusch
Original assignee: Aust und Schuettler & Co M A S
Current assignee: Aust und Schuettler & Co M A S
Priority date: 1955-09-28
Filing date: 1955-09-28
Publication date: 1962-04-19

Description

Verfahren zur Herstellung von Schichten oder Formteilen aus faserverstärkten duroplastischen Kunststoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schichten oder Formteilen, wie Bootskörpern, Badewannen, Behältern, Karosserieteilen u. dgl., aus faserverstärkten duroplastischen Kunststoffen durch Verspritzen von Fasern und duroplastischem Kunststoff, wobei die Fasern in der Luft mit dem Kunststoff vermischt und in vermischtem Zustand auf eine Form od. dgl. aufgespritzt werden. Process for the production of layers or molded parts from fiber-reinforced Thermosetting plastics The invention relates to a method for production of layers or molded parts, such as boat hulls, bathtubs, containers, body parts and the like., Made of fiber-reinforced thermosetting plastics by spraying Fibers and thermosetting plastic, the fibers in the air with the plastic mixed and sprayed onto a mold or the like in the mixed state.

Zur Herstellung von Formkörpern aus faserverstärkten duroplastischen Kunststoffen ist es bereits bekannt, geschnittene Fasern auf die Oberseite einer perforierten Form aufzubringen, wobei die Fasern mittels eines durch die Öffnungen der Form geführten Luftstromes an die Form angepreßt werden. Zweckmäßigerweise wird dabei die Luft an der Unterseite der Form abgesogen, während die geschnittenen Fasern direkt aus einem Schneidwerk oder über eine Zuleitung in den an der Oberfläche der perforierten Form wirkenden Sog gebracht werden. Durch ein Bindemittel wird die Faserschicht vorläufig fixiert, dann von der perforierten Form abgenommen und zusammen mit einem noch nicht ausgehärteten duroplastischen Kunststoff in ein beheiztes Preßwerkzeug gebracht, wo die Aushärtung des Formlings unter Druck und Wärme erfolgt. Der mit dem Bindemitte] vorläufig fixierte Formteil wird als Vorformling bezeichnet, und das Verfahren ist als Vorformverfahren bekannt. For the production of moldings from fiber-reinforced thermosetting plastics In plastics it is already known to put cut fibers on top of a to apply perforated form, the fibers by means of a through the openings the air flow guided by the form are pressed against the form. Appropriately is while doing this, the air at the bottom of the mold is sucked off while the cut fibers directly from a cutting unit or via a feed line to the on the surface of the perforated form-acting suction. A binding agent makes the Fiber layer temporarily fixed, then removed from the perforated form and put together with a not yet hardened thermosetting plastic in a heated press tool brought where the curing of the molding takes place under pressure and heat. The one with the binding agent] temporarily fixed molding is referred to as a preform, and the process is known as the preform process.

Bei diesem Verfahren wird nicht der duroplastische Kunststoff, der den Charakter des fertigen Formteiles bestimmt, sondern das zur vorläufigen Fixierung des Vorformlings dienende Bindemittel auf die Fasern aufgespritzt. This process does not use the thermosetting plastic that determines the character of the finished molded part, but rather that for temporary fixation the preform serving binder is sprayed onto the fibers.

Nachteilig bei diesem Verfahren ist der große apparative Aufwand und die Notwendigkeit, Vorform und Preßform dem herzustellenden Formteil entsprechend anzupassen. Insbesondere bei der Fertigung größerer Formteile, wie Autokarosserien, Boote, Wannen u. dgl., ist die wirtschaftliche Belastung erheblich und selbst bei großen Stückzahlen belastend. The disadvantage of this process is the large amount of equipment required and the need to match the preform and mold to the molded part to be produced adapt. Especially when manufacturing larger molded parts, such as car bodies, Boats, tubs and the like, the economic burden is considerable and even with burdensome in large numbers.

Es ist auch bekannt, zur Herstellung wärmeisolierender Wände oder Schichten flockenartigen Isolierstoff aus einer Vorrichtung gemeinsam derart mit Klebstoff zu verspritzen, daß der Isolierstoff auf dem Wege von der Vorrichtung zur Arbeitsfläche lediglich oberflächlich angefeuchtet wird. Dabei soll eine Schicht mit zahlreichen eingelagerten Lufträumen entstehen. An derartige Isolierschichten werden grundsätzlich andere Forderungen gestellt als an Formteile, weil die mechanische Festigkeit solcher Schichten eine andere, d. h. untergeordnete Rolle spielt und bei der Herstellung von selbsttragenden Formkörpern aus faserarmierten Duroplasten gerade die hohe mechanische Festigkeit der fertigen Schicht ausschlaggebend ist. It is also known for making heat insulating walls or Layers of flaky insulating material from a device together in such a way Splash glue that the insulating material on the way from the device to the work surface is only moistened superficially. There should be a shift with numerous embedded air spaces. Such insulating layers The demands made on molded parts are fundamentally different because the mechanical Strength of such layers is different, i.e. H. plays a subordinate role and in the production of self-supporting moldings from fiber-reinforced thermosetting plastics It is precisely the high mechanical strength of the finished layer that is decisive.

Die Verwendung kalthärtender Duroplaste für Verfahren, wie sie zur Herstellung von Isolationsschichten bekannt sind, mußte aber auch wegen der begrenzten Haltbarkeit dieser Stoffe in fertiggemischtem, ungehärtetem Zustand auf erhebliche herstellungstechnische Schwierigkeiten stoßen. The use of cold-setting thermosetting plastics for processes such as those used for Production of insulation layers are known, but also had to be because of the limited The shelf life of these substances in the ready-mixed, uncured state is considerable encounter manufacturing difficulties.

Prinzipiell gleiche Erwägungen gelten bezüglich zweier bekannter Vorrichtungen, von denen die eine zur Herstellung von gebundenen Fasermatten, die andere zur kontinuierlichen Herstellung eines Füllmaterials dient. In principle, the same considerations apply to two well-known ones Devices, one of which for the production of bonded fiber mats, the other is used for the continuous production of a filler material.

Im ersten Fall wird Fasermaterial, wie Glaswolle, gemeinsam mit einem thermoplastischen oder duroplastischen Bindemittel, wie z. B. Phenolformaldehyd, zwischen ein endloses Transportband und eine stationäre perforierte Platte eingebracht, wobei die von einem Gasstrom getragenen Fasern während ihrer Ablagerung auf dem Transportband mit versprühtem Bindemittel versehen werden. Die entstehende Matte wird zur Härtung des Bindemittels durch eine Heizkammer geführt. Dabei können selbstverständlich nur flächenförmige Gebilde, jedoch keine gewölbten Formteile hergestellt werden. In the first case, fiber material, such as glass wool, is shared with one thermoplastic or thermosetting binders, such as. B. phenol formaldehyde, placed between an endless conveyor belt and a stationary perforated plate, the fibers carried by a gas stream during their deposition on the Conveyor belt can be provided with sprayed binding agent. The resulting mat is passed through a heating chamber to harden the binding agent. Of course you can only sheet-like structures, but no curved moldings are produced.

Im zweiten Fall wird Fasermaterial aus einem Rohr auf eine relativ zum Rohr bewegte Fläche aufgebracht und beim Verlassen des Rohres mit einem versprüh- ten Klebstoff, wie Latex, vermischt. Dabei entsteht ein beispielsweise als Polstermaterial geeigneter Füllstoff. In the second case, fiber material is transferred from a pipe to a relative applied to the surface moving to the pipe and when leaving the pipe with a spray th Adhesive, such as latex, mixed together. This creates a cushioning material, for example suitable filler.

Die Herstellung - von Formkörpern ist auf diesem Wege nicht möglich.The production of moldings is not possible in this way.

Weiterhin ist ein Verfahren zur Herstellung eines mit thermoplastischem oder duroplastischem Bindemittel imprägnierten Fasermaterials bekannt, wobei feinzerteilte Fasern im Luftstrom in einen Sprühturm eingeführt werden, so daß eine lose..Masse aus mit Bindemittel imprägnierten Fasern entsteht. Diese Masse kann beispielsweise zur Herstellung von blattartigem Material verwendet oder in einer Formpresse verarbeitet werden. Die Herstellung größerer Formteile unter Verwendung dieses Verfahrens unterliegt daher denselben Beschränkungen und Nachteilen wie das obenerwähnte Vorformverfahren. Further, there is a method of making a thermoplastic or thermosetting binder impregnated fiber material known, with finely divided Fibers are introduced into a spray tower in an air stream, leaving a loose mass is made from fibers impregnated with binding agent. This mass can for example used to make sheet-like material or processed in a molding press will. The manufacture of larger molded parts using this process is subject hence the same limitations and disadvantages as the preform method mentioned above.

Zur Herstellung von Lautsprechermembranen oder von Hohlkörpern aus faserhaltigem Material ist es schließlich bekannt, Fasern und Bindemittel ähnlich wie beim obenerwähnten Vorformverfahren auf eine perforierte Form aufzuspritzen. Im Gegensatz zum Vorformverfahren wird dabei als Bindemittel jedoch nicht ein zur vorläufigen Fixierung dienendes Klebmittel, sondern der schichtbildende Kunststoff verwendet. For the production of loudspeaker cones or hollow bodies Finally, fibrous material is known to be similar to fibers and binders spray onto a perforated mold as in the preforming process mentioned above. In contrast to the preform process, however, a binder is not used as a binder temporary fixation used adhesive, but the layer-forming plastic used.

Der so erhaltene Formling muß dann in einer Preßform unter Wärmeeinwirkung endgültig geformt werden. Das schichtbildende Bindemittel ist dabei vorzugsweise ein thermoplastisches Material. Wenn duroplastische Stoffe verwendet werden, muß die Erwärmung des Formlings in der Presse für die Härtung entsprechend verstärkt werden. The molding obtained in this way must then be placed in a press mold under the action of heat finally shaped. The layer-forming binder is preferred a thermoplastic material. If thermosetting materials are used, must the heating of the molding in the press for hardening is increased accordingly will.

Zur Durchführung des zuletzt erwähnten Verfahrens werden das Fasermaterial und Bindemittel gleichzeitig und unter gegenseitiger Vermischung aus Düsen auf die perforierte Form gespritzt. Da auch bei diesem Verfahren auf die Verwendung von heizbaren Preßformen nicht verzichtet werden kann, gelten sinngemäß die im Zusammenhang mit dem Vorformverfahren erwähnten Beschränkungen. To carry out the last-mentioned method, the fiber material and binders simultaneously and with mutual mixing from nozzles onto the Injected perforated form. Since this method also relies on the use of heatable molds can not be dispensed with, apply mutatis mutandis in the context limitations mentioned with the preform process.

Das Verfahren gemäß der Erfindung soll die Herstellung von Schichten und Formteilen aus kalthärtenden Duroplasten, z. B. Polyestergießharz oder Epoxyharz, ermöglichen, d. h. aus solchen Stoffen bzw. Stoffgemischen, die unter Einwirkung von Katalysatoren schon bei Normaltemperatur in relativ kurzer Zeit unter Vernetzungserscheinungen irreversibel härten. Die Verwendung solcher Duroplaste rnacht es möglich, auf die bisher zur Herstellung von Formkörpern aus faserverstärkten Duroplasten benötigten beheizten Preßwerkzeuge zu verzichten, was eine erhebliche Vereinfachung und Verbilligung der Formkörperherstellung mit sich bringt. The method according to the invention is intended to produce layers and molded parts made of cold-setting thermosetting plastics, e.g. B. polyester casting resin or epoxy resin, enable, d. H. from such substances or mixtures of substances that are exposed to of catalysts even at normal temperature in a relatively short time with crosslinking phenomena harden irreversibly. The use of such thermosets makes it possible to use the previously required for the production of moldings from fiber-reinforced thermosetting plastics dispense heated pressing tools, which is a considerable simplification and cheaper the molding production brings with it.

Es ist ohne weiteres einzusehen, daß ohne die Notwendigkeit von beheizten Preßwerkzeugen große Formteile, wie Bootskörper, auch in geringeren Stückzahlen mit vertretbarem Aufwand hergestellf werden können. It can be readily seen that without the need for heated Pressing tools large molded parts, such as boat hulls, even in small numbers can be produced with reasonable effort.

Mit den bisher bekannten Verfahren, bei denen der Kunststoff bzw. Duroplast verspritzt und in der Luft mit Fasern gemischt wurde, konnten kalthärtende Duroplaste praktisch nicht verwendet werden, weil durch unerwünschte Härtung des zu verarbeitenden Harzes Betriebs störungen der Anlage verursacht wurden. With the previously known processes in which the plastic or Thermoset sprayed and mixed with fibers in the air could be cold-curing Thermosets are practically not used because of undesired hardening of the resin to be processed.

Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht nun die Verwendung kalthärtender Duroplaste zum gleichzeitigen Versprühen mit Fasern, ohne daß Schwierigkeiten durch unerwünschte Härtungserscheinungen auftreten. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein kalthärtender duroplastischer Kunststoff in mindestens zwei Komponenten verwendet wird, wobei diese Komponenten vor ihrer Vermischung praktisch keine Härtungserscheinungen zeigen. The method according to the present invention now enables Use of cold-curing thermosetting plastics for simultaneous spraying with fibers, without that difficulties arise due to undesirable hardening phenomena. this will according to the invention achieved in that a cold-curing thermosetting plastic is used in at least two components, these components being in front of their Mixing show practically no signs of hardening.

Das Verfahren gemäß der Erfindung kann beispielsweise mit einer von Hand zu führenden Spritzvorrichtung durchgeführt werden, die über zwei getrennte Leitungen mit Behältern für die Komponenten eines duroplastischen Harzes in Verbindung steht und Mittel zur Zuführung geschnittener Fasern besitzt. The method according to the invention can, for example, with one of Hand to lead spray device to be carried out over two separate Lines connected to containers for the components of a thermosetting resin and has means for feeding cut fibers.

Die Harzkomponenten werden der Spritzvorrichtung durch getrennte Leitungen unter Druck zugeführt. Die Vermischung der Harzkomponenten untereinander und mit den geschnittenen Fasern kann durch eine entsprechende Anordnung von mehreren Düsen erzielt werden. The resin components are separated by the spray device Lines fed under pressure. The mixing of the resin components with each other and with the cut fibers can by a corresponding arrangement of several Nozzles can be achieved.

Die Spritzeinrichtung kann fest oder über eine Schlauchleitung mit einem vorzugsweise durch Preßluft angetriebenen Schneidwerk für die Fasern verbunden sein. Sie kann gegebenenfalls mit einer Vorrichtung zur Zuführung vorgewärmter Luft verbunden sein. The spray device can be fixed or via a hose line connected to a cutting mechanism for the fibers, which is preferably driven by compressed air be. You can optionally with a device for supplying preheated air be connected.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of layers or molded parts, such as boat hulls, bathtubs, containers, body parts and the like, made of fiber-reinforced thermosetting plastics by spraying fibers and thermosetting plastics, wherein the fibers are mixed in the air with the plastic and in a mixed state On a mold od. The like. Are sprayed, characterized in that a cold-curing thermosetting plastic, preferably a polyester, in at least two components is used, these components practically no hardening phenomena before they are mixed demonstrate.

Publications considered: German Patent No. 511 674; British Patent No. 545 148; USA.-Ratettschriften Nr. 2373 077, 2408038, -2-596-364, "Modern Plastics" magazine, vol. 31, issue August 1954, p. 115 bis 118, 120, 123, 124.