DE2208299C3

DE2208299C3 - Verfahren zur Herstellung hohler glasfaserverstärkter Kunstharzgegenstände

Info

Publication number: DE2208299C3
Application number: DE19722208299
Authority: DE
Inventors: Miharu Kyoto Yamashita (Japan)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-02-25
Filing date: 1972-02-22
Publication date: 1974-05-16
Also published as: FR2126377B1; DE2208299A1; FR2126377A1; IT948673B; GB1335500A; DE2208299B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung fester, hohler, mit Glasfasern verstärkter Kunstharzgegenstände durch Zuführen von Glasfasern in flü-siges Kunstharz, z. B. ungesättigtes Polyesterharz und Formen der Faserharzmischung in einer Form durch Rotation der Form um zwei senkrecht zueinander stehende Achsen.

Es ist bekannt, solche Hohlkörper durch Mischen von Glasfasern in ungesättigtem Polyesterharz herzustellen. Man unterscheidet folgende Verfahren:

Das manuelle Verfahren, bei dem das Harz die Glasfasern durchdringt, wenn die Glasfasern manuell in die Form eingebracht werden, und das Aufsprühverfahren, bei dem das Harz die Glasfasern durchdringt, wenn die Glasfasern auf die Formoberfläche mittels einer Spritzpistole aufgespritzt werden. Beide Verfahre" erfordern den Einsatz von Fachkräften und weisen ferner den Machteil einer geringen Betriebsleistung auf.

Es ist bekannt, daß das Rotations-Verfahren zur Verbesserung der vorerwähnten Verfahren beitragen kann. Jedoch bilden die Glasfasern bei diesem Verfahren einzelne Fäden, wenn sie dem Harz zugesetzt und mit diesem gemischt werden, und zwar auch während der Rotation der Formen. Das Ergebnis ist, daß keine ausreichende Festigkeit der geformten Gegenstände erzielt werden kann und Qualitätsabweichungen zwischen diesen Produkten auftreten. Insbesondere kann das Harz während der Rotation der Form an der inneren Fläche derselben, nachdem es zugesetzt wurde, nicht glatt genug fließen, da die Viskosität auf Grund der Aufteilung der Glasfaser-Stränge in einzelne Fasern zunimmt. Daraus ergeben sich Nachteile, wie im folgenden beschrieben wird.

Bei dem Rotationsverfahren, bei dem die Form lirn zwei senkrecht zueinander stehende Achsen rojltert, und zwar um die vertikale Achse und die horiüontale Achse je mit 5 bis 20 Umdrehungen/min, ist «s zur Herstellung von hohlen Glasfaser-Kunstharz-Gegenständen, bestehend aus durch Glasfasern verstärktem Polyester, wobei die Glasfasern mit ungesättigtem PoIyCStCr'-."'⁷ vermischt werden, welches bei normaler Temperatur odct mittels Erhitzung aushärtet, wünschenswert, 10 oder mehr Teile von Glasfasern (gehackte Glasfasern) mit 100 Teilen von Harz zu mischen, um die erwünschte Festigkeit zu erhalten. Wenn herkömmliche Glasfasern benutzt werden, werden die einzelnen Fäden zu Fasern aufgeteilt und verlieren ihre eigene Gestalt, auch wenn sie manuell mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit gemischt werden. Auf diese Weise erhöht sich ίο die Bulk-Viskosität des Harzes; auch wenn nur verhältnismäßig geringe Mengen von Glasfasern verwendet werden (z. B. bis 7 Teile auf 100 Teile Harz), wird das Harz kittartig auf Grund der Verwirrung der Glasfasern. Dies führt dazu, daß das Rotationst5 verfahren nicht immer einsetzbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hohle, mit Glasfasern verstärkte Kunstharz-Gegenstände mittels des Zwei-Achsen-Rotationsverfahrens zu fertigen, und zwar auch solche hohlen Produkte zu ao schaffen, die derart komplexe Gestalt aufweisen, daß sie bisher nicht geformt werden konnten.

Das Formverfahren soll vereinfacht und die Herstellungszeit im Vergleich zu bekannten Verfahren verkürzt werden, auch wenn nur ungelernte Kräfte zur Verfügung stehen. Es sollen außerdem sogar die " kleinsten Unebenheiten auf die Oberfläche der zu formenden Gegenstände übertragen werden können.

Die Lösung der Aufgabe wird dadurch erreicht, daß Stränge von Glasfasern vor dem Mischen mit dem Kunstharz mittels eines synthetischen Harzes gebunden werden. Nachdem die Stränge der Glasfasern mit dem synthetischen Harz gebunden worden sind, können sie nicht mehr in einzelne Fasern getrennt werden, so daß die Viskosität des Harzes nicht steigt.

Die Erfindung wird an Hand der die Ausführungsbeispiele veranschaulichenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch ein Gefäß mit der Darstellung von noch nicht bpbandelten Glasfasern, gemischt mit Harz,

F i g. 2 einen Querschnitt mit der Darstellung des Harzes gemäß Fig. I, welches drehend geformt wird, F i g. 3 einen Querschnitt ähnlich der F i g. 2 mit einer anderen Form,

F i g. 4 einen weiteren Querschnitt ähnlich F i g. 2 mittels einer weiteren Form,

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Gruppe von Glasfasern, die gemäß der vorliegenden Erfindung behandelt werden,

F i g. 6 einen Querschnitt durch ein Gefäß gemäß F i g. 1 mit Glasfasern, die gemäß der Erfindung behandelt sind, und

F i g. 7 einen Querschnitt entsprechend F i g. 2 mit Glasfasern, die gemäß der Erfindung behandelt wurden.

Wesentlich für die Erfindung ist, daß die zu verarbeitenden Glasfasern fest miteinander verbunden werden, bevor sie dem Kunstharz zugesetzt werden.
Wenn herkömmliche Glasfasern zur Herstellung von Glasfascr-Schichtstoff gemäß Fig. 1 verwendet werden, bilden die Fäden 13' einzelne Fasern und verlieren ihre eigene Form.

Dieses geschieht auch dann, wenn sie mit PoIyesterharz 14' manuell in einem Bad/l bei verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit gemischt werden. Die Viskosität des Kunstharzes nimmt zu, auch wenn die Zahl der Glasfasern gering ist (z. B. 6 bis 7 Teile

Glas zu 100 Teilen Harz), das Kunstharz wird kittartig auf Grund der Verwirrung der Glasfasern. Dies führt zu folgenden Schwierigkeiten:

Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 führt die Verringerung der Zahl der Glasfasern, z. B. auf 3 und 4 pro hundert Teile Harz zur Fädchenbildung der Glasfasern während des Formvorganges innerhalb der Formß. Die dadurch bewirkte Verwirrung der Glasfasern 13' führt zu einer vergrößerten Viskosität des Kunstharzes. Dieses äußert sich durch das Entstehen von Hohlräumen D an der Oberfläche des herzustellenden hohlen Gegenstandes C, das Entstehen von Vertiefungen H, einer Bildung von Klumpen J und auch durch das Entstehen von Öffnungen Ϊ im Gegenstände usw. Es können also keine zufriedenstellenden Produkte hergestellt werden. Dieses Phänomen kommt noch deutlicher zum Ausdruck, wenn die für den Formvorgang zu benutzende Form B eine unebene und komplexe Gestaltung aufweist, wie dies z. B. die F i g. 3 und 4 zeigen. Befindet sich das in bekannter Weise behandelte Harz 14' in einer sehr komplexen Form, z. B. der Form B nach F i g. 4, deren Wände an verschiedenen Stellen E, F, G einen stark wechselnden Abstand haben und soll die Wandstärke des herzustellenden Gegenstandes verhältnismäßig gering sein, z. B. gleich 5 bis 10 mm, dann kann das Zuführen des Harzes z. B. bei G zu einer Brückenbildung führen, die den Fluß zu anderen Stellen unterbindet. Es können also Produkte mit einheitlicher Dicke oder Produk'e mit gewünschten Formen einfach nicht exakt hergestellt werden.

Deshalb sollte sich das in eine Form eingebrachte Harz in kürzester Zeit an der Innenseite absetzen und haftenbleiben. Aus diesem Grunde ist es erforderlich, zu vermeiden, daß sich die Viskosität des Harzes steigert.

Ein konkretes Beispiel der vorliegenden Erfindung wird an Hand der F i g. 5 bis 7 beschrieben.

Nachdem Glasfaserstränge 11 durch eine harzartige Paste 12, die sich sehr leicht mit synthetischem Harzmaterial 14 vereinigt, z. B. durch Aufsprühen oder durch Tränken in einer solchen Paste gebunden worden sind, z. B. eine Polyester-Emulsion oder ein ungesättigtes Polyesterharz, werden sie in geeignete Längen von z.B. 3 bis 12mm geschnitten, um gehackte Glrsfasern 13 zu bilden, die dann mit ungesättigtem Polyesterharz 14 vermischt werden können. V/ie F i g. 6 zeigt, wird das Harz 14 mit den Glasfasern 13 in dem Rad Λ bewegt. Auf Grund der vorherigen Bindung durch die Paste 12 bilden die Fäden 13 keine einzelnen Fasern, behalten also ihre Gestalt bei. Die Viskosität des Harzes steigt nicht, da die gehackten Glasfaserstränge 13 ihre eigene Form und Gestaltung behalten, mit dem Ergebnis, daß Qualitätsprodukte von 10 kg/mm² Festigkeit während des Rotierformens in der Formß erhalten werden können (Fig. 7). Experimentelle Ergebnisse haben gezeigt, daß sogar 10 bis 30 Teile von Glasfasern in i00 Teilen Harz gemischt weiden können, ohne daß

ίο die Viskosität des Harzes wesentlich steigt.

Wie erläutert, verhindert ein verhältnismäßig einfacher, zusätzlicher Schritt, nämlich das Binden der Glasfaserstränge vor dem Mischen mit dem Harz, die Bildung von einzelnen Fasern während dieses Mi-

schens. Dadurch können erstmals Produkte mit recht komplexen Formen auch solchen gemäß F i g. 3 und 4 hergestellt werden, da eine Erhöhung der Viskosität des Harzes ausgeschaltet werden kann. Es treten dann keine leeren Stellen D und keine durch-

ao sichtigen Stellen I auf den Oberflächen der Produkte auf. Vom Festigkeitsstandpunkt aus gesehen, kann praktisch jegliche Menge von Glasfasern in Harz gemischt werden in Übereinstimmung mit den spezifischen Anforderungen an die Produkte. Die gleichför-

mige Verteilung der Glasfasern führt auch zu der Herstellung von sehr festen Produkten. Bei dem Schleuderverfahren nur um eine Achse sind die hergestellten Produkte auf verhältnismäßig einfache Formen beschränkt, z. B. zylindrische oder spindelartige Formen, während das Zwei-Achsen-Rotations-Verfahren jetzt Produkte mit jeder Form und Größe zur Verfugung stellen kann, da sich die durch die Zentrifugalkraft auf Grund der geringen Rotation um jede Achse (5 bis 20 U/min) beeinflußten Glasfasern

bei geringem Harzfluß lediglich unter ihrem Eigengewicht entlang den inneren Flächen der Form bewegen. Zusätzlich können auch die geringsten und kleinsten Abdrücke von der Form auf das Formstück übertragen werden. Durch die Erfindung verkürzt

sich auch die Formzeit auf V₁₅ und die Herstellungskosten auf ¹A, im Vergleich zu dem bekannten manuellen Verfahren.

Im vorherigen wurde die Verwendung von ungesättigtem Polyesterharz als erstes Harz und die Ver-

wendung von Glasfasern als Verstärkungsfasern und die Verwendung einer Polyesteremulsion als Bindemittel beschrieben. Jedoch ist die Verwendung von anderen hitzehärtbaren Harzen, synthetischen Fasern oder Naturfasern und Natur-Pasten, wie Stärke, im Rahmen dieser Erfindung auch möglich und l'ann mit gleichem Effekt angewendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung fester, hohler, mit Glasfasern verstärkter Kunstharz-Gegenstände durch Zuführen von Glasfasern in flüssiges Kunstharz, z. B. ungesättigtes Polyesterharz, und Formen der Faser-Harz-Mischung in einer Form durch Rotation der Form um zwei senkrecht zueinander stehende Achsen, dadurch gekennzeichnet, daß Stränge von Glasfasern \or dem Mischen mit dem Kunstharz mittels eines synthetischen Harzes gebunden werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern der Stränge durch eine synthetische harzartige Paste untereinander verbunden und die gebundenen Stränge zerhackt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Paste auf die Glasfaserstränge aufgesprüht oder diese in die Paste getaucht werden.