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DE1460387A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Traenken von strangfoermigem Material - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Traenken von strangfoermigem Material

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Publication number
DE1460387A1
DE1460387A1 DE19651460387 DE1460387A DE1460387A1 DE 1460387 A1 DE1460387 A1 DE 1460387A1 DE 19651460387 DE19651460387 DE 19651460387 DE 1460387 A DE1460387 A DE 1460387A DE 1460387 A1 DE1460387 A1 DE 1460387A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rollers
strand
fiber
binder
resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19651460387
Other languages
English (en)
Inventor
Bave William Hooper
Jones Jun Herbert Leroy
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Novartis AG
Original Assignee
Ciba Geigy AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ciba Geigy AG filed Critical Ciba Geigy AG
Publication of DE1460387A1 publication Critical patent/DE1460387A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/28—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by transfer from the surfaces of elements carrying the liquid or other fluent material, e.g. brushes, pads, rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B15/00—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
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    • B29B15/10—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step
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    • B29C53/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
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    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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Description

H60387
CIBA AKTIENGESELLSCHAFT, BASEL (SCHWEIZ)
DR. BERQ DIPL-INQ. STAPF
PATENTANWÄLTE 8 MÜNCHEN 2, HJLBLESTBAS8E 20
Case CNY-25
DEUTSCHLAND l z
Anwaltsakte 13 206
München, den 30. Juli 1969
Verfahren und Einrichtung zum Tränken von .strangförmigem Material.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Tränken von strangförmig vorliegendem Material im Zuge der Herstellung von faserverstärkten Formkörpern/ insbesondere zum Einbetten des Fasermaterlals in verfestigbares Kunstharz, und eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Net» Urttertagen (Art 711 Ab·.? Nr. 1 Mz 3 d·· XndtningtQ··. v. 4.9.1ββ7>
·; - 2 - U60387 -
Das Wickeln von Faden- oder Strangmaterial wird bei der Herstellung von faserverstärkten Teilen, wie Rohren, Druckgefäss'en und Gehäusen von Plugkörpern angewendet. Daraus ergibt sich der Bedarf an einem einfachen und wirksamen Verfahren das gleichmässige, wiederholbare Ergebnisse erbringt und befriedigende chemische und mechanische Eigenschaften des Endproduktes ergibt.
Eine der Schwierigkeiten bei der Entwicklung eines zufriedenstellenden Verfahrens zum Wickeln von Strangmaterial bestand darin, eine angemessene Durchtränkung der Stränge zu erzielen. Dies ist eine wichtige Voraussetzung, da eine ungenügende Benetzung der Pasern einzelne Stellen hinterlässt, die nur wenig Imprägnierung enthalten, wodurch das fertige Teil die notwendige chemische und mechanische Festigkeit nicht besitzt. Die Schwierigkeit bei der Erzielung einer genügenden Benetzung ergibt sich daraus, dass bei den gegenwärtig verfügbaren Geräten die Fasern in einem Se11-ähnlichen Bündel durchlaufen und das Bindemittel viele Schichten durchdringen muss, um die inneren Fasern zu tränken.
Eine weitere Schwierigkeit bei den bisher verfügbaren Verfahren ergibt sich daraus, dass der Faserstrang beim Aufbringen des Bindemittels einen hohen Uebersqhuss an Bindemitteln aufnimmt. Dieser Ueberaohuss muss vor der Veiterbehandlung des Bindemittel· auf physikal^OMp Wege
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zur physikalischen Entfernung dieses Ueberschusses, wie z.B. das Abstreifen durch eine Streichklinge, verringern die Festigkeit der Pasern und bewirken Unregelmässigkeiten in der Wicklung . ·
Die vorliegende Erfindung schlägt ein Verfahren vor, bei dem die beschriebenen Schwierigkeiten vermieden oder bewältigt werden. Gemäss der Erfindung werden gleichmässig imprägnierte Fasern mit einer bestimmten aufgebrachten Harzmenge dadurch erzielt, dass der Paserstrang unter Spannung zu einem flachen Band ausgebreitet und das Bindemittel auf den so ausgebreiteten Strang aufgebracht wird, vorzugsweise derart, dass aufeinanderfolgende Abschnitte des Stranges nacheinander ausgebreitet und in eine Schicht des Bindemittels hineingedrückt werden. Zur Herstellung der Formkörper können die so getränkten Paserstränge auf eine Form aufgewickelt werden, wo man das Bindemittel verfestigen lässt.
Die erfindungsgemässe Einrichtung zur Durchführung dieses neuen Verfahrens ist gekennzeichnet durch mindestens eine Walze, welche drehbar gelagert ist und in ein Bad von Bindemittel eintaucht, sowie eine Vorrichtung, welche den Paserstrang unter Spannung an die Walze anpresst.und über diese hinwegführt.
Die Pasern können von feststehenden Hapeln, od.dgl. mit einzeln regelbarer Spannung über die Walzen der Imprägniere inrichtung auf eine Wickelform geführt werden. Dadurch,
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. U60387
dass die Pasern unter Spannung geführt werden, werden die einzelnen Pasern beim Aufliegen an den Imprägnierwalzen flach ausgebreitet und bilden somit ein auseinanderge- ■ spreiztes Band seitlich einander berührender Pasern von der Dicke etwa eines Stranges. Die Spannung der Pasern in der Berührungszone mit den Imprägnierwalzen dient nicht nur dazu, die Pasern in die Form eines flachen Bandes zu bringen, und damit eine grössere Oberfläche der Pasern der Wirkung der Imprägnierwalzen auszusetzen, sondern zieht auch die Pasern in das Harz und verbürgt damit eine bessere Benetzung der Fasern und ein grösstmögliches Eindringen des Harzes in die Paserstränge.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform sind die Imprägnierwalzen an ihren beiden Enden mit je einem Umfangswulst ausgestattet. Vorzugsweise sind an diesen Walzen Abstreichblätter angeordnet, die elastisch gegen ihre Umfangswülste gedrückt sind. Die Höhe der Wülste bzw. die Tiefe der dadurch gebildeten Rille bestimmt die Dicke der Schicht in der das Harz auf die Pasern aufgetragen wird.
Wenn auch die Verwendung einer einzigen Walze schon befriedigende Ergebnisse erbringt, sind oft weitere Walzen vorteilhaft um die Berührung von Paser und Harz zeitlich zu verlängern und damit eine grösstmögliche Benetzung der Paser sicherzustellen. Pur den normalen Betrieb hat es sich gezeigt, dass drei Walzen am günstigsten sind. Ausser der Anzahl der
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Walzen kann auch deren Durchmesser und die Tiefe der Anbringung der selben verändert werden, um verschiedene Zeiten der Berühru'ng zu erzielen. Durch die Verwendung der beschriebenen Walzen ist es möglich die Aufnahme des Harzes zu regulieren. Das bedeutet, dass für jedes verwendete Harz dessen Aufnahme durch die Wahl der Rinnentiefe so reguliert werden kann, dass kein Ueberschuss an Harz entsteht, wodurch der Gehalt der Pasern an Harz mechanisch reguliert wird und der Einfluss verschiedener Viskosität und BenetZungsfähigkeit des Harzes ausgeglichen wird. Weiterhin ermöglicht die Verwendung der erfindungsgemässen Einrichtung die Anwendung von Harzen mit beträchtlich höherer Viskosität als dies bisher möglich war. So können jetzt Harze mit Viskositäten bis zu 10 000 oder 12 000 Zentipoise verwendet werden, wogegen bisher verwendete Vorrichtungen eine Anwendung von Harzen mit Viskositäten über 5 000 Zentipoise nicht erlaubten.
Nach dem Auftragen des Harzes auf die Pasern können diese zusammengefasst und einer Wickelform zugeführt werden. Hierzu kann jede herkömmliche Wickelform und -art zur Anwendung kommen, um eine gewünschte Form zu erhalten. Die Wicklung kann zur Verfestigung des Harzes sofort' nachbehandelt werden, oder sie kann abgenommen, gelagert und zu einem späteren Zeitpunkt zur Verfestigung des Harzes nachbehandelt werden.
Bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung sind
Glasfasern; es können aber auch andere mineralische Pasern
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wie Asbest, synthetische Pasern wie Polyamid, Polyester-Pasern wie Daeron, ein verfestigtes Material aus Terephtalsäure und Aethylenglykol, Akrylonitril-Polymere, Rayon, Metalldraht, tierische oder pflanzliche Pasern bearbeitet werden. Das zum Benetzen der Pasern verwendete Harz kann aus jedem herkömmlichen warmverfestigenden Harz bestehen, z.B. aus einem Polyester, Epoxyd, Harnstoff, Melamin, Phenol-Formaldehyd od.dgl.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung, die als Beispiel eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung darstellt, näher erläutert. Es zeigen:
Pig. 1 einen Schnitt senkrecht zu den Walzenachsen.
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2 - 2 in Pig. I.
Pig. J einen Schnitt entlang der Linie 3 - 3 in Pig. I.
Die in Pig. I dargestellte bevorzugte Einrichtung zum Auftragen des Harzes nach der Erfindung besitzt einen · Behälter 10 der ein Harz enthält und eine Reihe mit Rillen versehener Walzen 11 und Spannrollen 12. An jhren Enden 13 sind die Walzen 11 in einer Spindel 14 geführt, die die Drehung der Walzen um ihre Längsachse bewirken. Die Walzen sind vermittels einer (nicht dargestellten) Verbindung lösbar an der Spindel 14 befestigt, so dass diese sie antreiben kann. Die Spannrollen 12 sind in ähnlicher Weise an der
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Seite des Behälters 10 in Schlitzen 15 befestigt, so dass
sie in jede Lage entlang diesen Schlitzen 15 eingestellt
werden können. Federbelastete Abstreichklingen 16 sind am
Behälter 10 angebracht und derart angeordnet, dass sie jeweils an einer Walze 11 deren Rille überdeckend anliegen.
Die in Fig. 2 dargestellte Walze 11 ist ein zylindrisches Rohr mit einer Stange 17, zweckmässig einer 1/4"-Bohrstange, auf der die Scheiben 18 mit bestimmtem Durchmesser angebracht sind. Der Zwischenraum zwischen den Scheiben 18 wird durch das Rohr 19, das zweckmässig aus rostfreiem Stahl besteht, überbrückt. Entlang der äusseren Kanten 20 des
Rohres 19 sind Stege 21 befestigt, die damit die Rinne 22
bilden. Das Rohrstück 19 und die Stege 21 können auch aus dem gleichen Rohrstück hergestellt werden, in das die Rinne 22 in der gewünschten Tiefe eingeschnitten wird. Die Stangen sind mittels Buchsen 25 gleitend gelagert, um die Entnahme der Stangen 17 zum Zweck der Reinigung zu erleichtern.
Die in Pig. 5 dargestellte Spannrolle 12 ist ein zylindrisches Rohr und besteht aus der Stange 50, dem Rohr 51 und der Rolle 52 mit. den Kanten 55· Der Stab 50 ist zweckmässig eine 1/4"-Bohrstange und ist wie in Pig. 2 gleitend gelagert. Das Rohrstück 51 kann ein Rohr aus rostfreiem Stähl von beliebigem Durchmesser sein. Die Rolle 52 ist ein broncener Zylinder und ist zur Herstellung der Kanten 55 abgedreht oder rolliert.
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Beim Betrieb der erfindungsgemässen Einrichtung, wie in Fig. 1 dargestellt, werden die Pasern 2K) (beispielsweise Glasfasern in Strängen) von einer (nicht dargestellten) Zuführungsvorrichtung unter durch eine (nicht dargestellte) Spannvorrichtung erzeugte'r Spannung nach dem Behälter 10 geführt.
Beim Eintritt der Fasern 40 in den Bereich der Aufbringung laufen sie über die erste deT Spannrollen 12, die die Fasern ausrichten und den Kontakt der Fasern 40 mit der auftragenden Walze 11 regeln. Darauf werden die Fasern in einem durch die Stellung der Spannrollen 12 in den Schlitzen 15 bestimmten Winkel über die auftragenden Walzen 11 gezogen. Die Auftragswalzen 11 rotieren in Längsrichtung um die Spindel 14 und nehmen aus dem im Tank enthaltenen Harzvorrat 4l Harz auf. Das Harz kann beispielsweise ein flüssiges Harz sein, das durch alkalische Kondensation von Epichlorhydrin und Bis-Phenol A gewonnen wird. Bei ihrer Drehung berühren die Walzen 11 Abstreifklingen 16, die entlang der Kanten 21 der Walzen 11 gleiten und jeglichen Ueberschuss an Bindmittel von der Rinne 22 entfernen. Bei ihrem weiteren Fortschreiten werden die Fasern 4o in den Rinnen 22 über die Walzen 11 gezogen. Die durch die Spannvorrichtung bewirkte Spannung breitet die einzelnen Faserstränge aus, wenn diese über die Auftragewalzen laufen und zieht sie in das durch die Rillen 22 aufgenommene Harz. Bei der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung werden die Fasern durch eine Reihe von jeweils drei Spannrollen, Auftragewalzen
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und Abs tre if klingen geführt. Nach der Imprägnierung durch die letzten Walzen werden die einzelnen Pasern zu einer (nicht dargestellten) Bündelvorrichtung geführt, die die einzelnen Pasern in Stränge zusammenfasst, und von dort nach einer (nicht dargestellten) Wickelvorrichtung, die zum Beispiel aus einem vermittels einer drehbaren Welle mit einem auf einer Unterlage wie einem Tisch angebrachten
Motor verbundenen Rohr bestehen kann. Der Strang kann durch geeignete Vorrichtungen, die dem Fachkundigen geläufig sind, auf das Rohr aufgewickelt werden.
Obgleich die obige Beschreibung nur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschreibt, wie es in einem besonderen Gerät für die wirksame Durchführung des Wickelprozesses nach der Erfindung gestaltet ist, können daran verschiedene Abänderungen vorgenommen werden, ohne damit die Erfindung zu verlassen. So kann eine grössere oder kleinere Anzahl Walzen verwendet werden. Ebenso kann etwa der Durchmesser der Walzen verändert werden, um eine geänderte Berührungszeit der Paser auf der Auftragewalze zu bewirken. Ebenso kann die Stellung der Spannrollen in den Schlitzen verändert werden, um verschiedene ■Berührungswinkel von Pasern und Walzen zu ergeben.
Die Werkstoffe, aus denen diese einzelnen Teile der Vorrichtung hergestellt sind, können verändert werden und die verschiedenen Walzen und Spannrollen können hohl oder massiv sein.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1. Verfah'ren zum Tränken von strangfö'rmig vorliegendem Fasermaterial mit einem Bindemittel im Zuge der Herstellung von faserverstärkten Formkörpern., insbesondere zum Einbetten des Fasermaterials in verfestigbares Kunstharz, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserstrang unter Spannung zu einem flachen Band ausgebreitet und dass das Bindemittel auf den so ausgebreiteten Strang aufgebracht wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aufeinanderfolgende Abschnitte des Stranges ^nacheinander flach ausgebreitet und in eine Schicht des Bindemittels hineingedrückt werden.
    5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der getränkte Faserstrang auf eine Form aufgewickelt und auf dieser das Bindemittel verfestigt wird.
    4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nachAnspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens eine Walze (ll), welche drehbar gelagert ist und in ein Bad von Bindemittel
    (41) eintaucht, sowie eine Vorrichtung, welche den Faserund
    strang unter Spannung an die Walze anpresst/über diese hinwegführt.
    gas. v. 4.9.19.911 Neue Unterlagen (Art. 7 * 1 Ab«. 2 Nr. I Satt 3 d·· Anderungtg··.v. 4.». 1967)
    009327/0H1
    5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Abstreichblätter (16) an den Walzen (11) vorgesehen sind, welche die-Dicke der von den Walzen mitgenommen Bindemittelschicht bestimmen.
    6. Einrichtung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen (11) mindestens an einer Seite des zur Aufnahme von Bindemittel bestimmten Bereiches, vorzugsweise an beiden Seiten, einen Umfangswulst (21) tragen, gegen den die Abstreichblätter (16) elastisch angedrückt sind.
    7· Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Walzen (11) Spannrollen (12) für den Paserstrang vorgesehen sind, welche diesen gegen die Walzen, den Umschiingungswinkel vergrössernd, andrücken.
    8. Einrichtung nach Anspruch 7.» dadurch gekennzeichnet, dass alle Walzen (ll) und Spannrollen (12) parallelachsig sind.
    9· Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen (11) angetrieben sind.
    009827/0U1
DE19651460387 1964-08-06 1965-07-23 Verfahren und Vorrichtung zum Traenken von strangfoermigem Material Pending DE1460387A1 (de)

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US38774464A 1964-08-06 1964-08-06

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2402404A1 (de) * 1973-01-23 1974-07-25 Burlington Industries Inc Verfahren und vorrichtung zum auftragen von schlichte auf eine vielzahl von textilfaeden

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GB1115735A (en) 1968-05-29
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