DE2948235A1

DE2948235A1 - Verfahren zur herstellung einer mit glasfasern verstaerkten harzplatte

Info

Publication number: DE2948235A1
Application number: DE19792948235
Authority: DE
Inventors: John Alfred Baumann
Original assignee: PPG Industries Inc
Current assignee: PPG Industries Inc
Priority date: 1978-12-04
Filing date: 1979-11-30
Publication date: 1980-06-12
Also published as: IT1124939B; GB2040801A; DE2948235C2; FR2443325A1; IT7927130A0; GB2040801B; JPS6315135B2; NL7904768A; CH629700A5; JPS5577525A; BE876870A; FR2443325B1; CA1135923A

Description

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Im Schrifttum sind mit Glasfaser verstärkte thermoplastische Platten beschrieben worden, die unter Anwendung von Wärme und Druck in eine Vielzahl von Formen, zum Beispiel für die Verwendung in der Automobilindustrie, geprägt werden können. Typische Verfahren für die Herstellung solcher Produkte sind zum Beispiel in den US-PSS 36 64 909, 36 84 645, 37 13 962 und 38 50 723 beschrieben. Die Glasseidenspinnfäden, die zur Herstellung der Matten verwendet werden, werden in der Regel vor der Fabrikation der Matte mit einem geeigneten Schlichtesystem behandelt. Ein derartiges System ist zum Beispiel in der US-PS 38 49 beschrieben. In der Regel werden die in den thermoplastischen Platten verwendeten Matten auch genadelt, wie dies zum Beispiel aus den US-PSS 38 83 333 und 36 64 909 bekannt ist.

Derartige mit Glasfasern verstärkte Harzlaminate können in üblicher Weise geprägt werden, wie dies zum Beispiel aus den US-PSS 36 21 092 und 36 26 053 bekannt ist.

Bei diesen bekannten Verfahren werden Schichten von genadelten Glasfasermatten und thermoplastischem Harz, zum Beispiel Polypropylen, in einer Druckpresse laminiert, um das verstärkte Plattenprodukt herzustellen. Bei einem anderen bekannten Verfahren, das hier zum Vergleich in Figur 2 näher dargestellt wird, erfolgt die Laminierung der Harze und der Matte in einer kontinuierlichen Laminiereinrichtung.

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Bei dem Verfahren, das sich einer Druckpresse bedient, erhält man ein befriedigendes Produkt, doch ist das Herstellungsverfahren langsam und aufwendig, da die Matten und die thermoplastischen Folien oder Platten, die zur Herstellung des Laminats verwendet werden, mit der Hand aufgelegt werden und das Verfahren durch seine Eigenart ein Oiargenverfahren ist.

Bei dem in Figur 2 zum Vergleich dargestellten kontinuierlichen Verfahren wird nur eine unbefriedigende Kontrolle des auf das Laminat ausgeübten Druckes in dem Kühlbereich erreicht, wodurch häufig Laminate mit nicht gleichmässiger Dichte und Dicke entstehen.

Aufgabe der Erfindung ist deshalb,ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer mit Glasfasern verstärkten Harzplatte bereitzustellen, wobei dieses Verfahren sich insbesondere auch für die kontinuierliche Durchführung eignen soll.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass man eine Glasfasermatte einer Heizzone zuführt, in diese Zone zusätzlich ein Harz einführt, Druck an die Matte und das Harz bei einer Temperatur anlegt, die ausreichend ist, um das Harz erweicht zu halten und die Matte mit dem Harz zu benetzen, die mit dem Harz benetzte Matte einer ausreichenden Kühlung unterwirft, um das Harz zu verfestigen und eine mit der Glasfasermatte verstärkte Harzplatte zu bilden, wobei während der Kühlung an das Harz und die Matte ein Druck angelegt wird,

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der mindestens gleich gross ist wie der Druck, der an das Harz und die Matte in der Heizzone angelegt worden ist, und aus der Kühlzone eine feste Platte aus mit Glasfasermatte verstärktem Harz entnimmt.

Bei der Erfindung werden infolgedessen die Glasfasermatte und das Harz, das bevorzugt ein thermoplastisches Harz ist, in eine Laminierzone geführt, die zwei getrennte Temperaturbereiche hat. In dem ersten Bereich der Laminierzone werden Wärme und Druck an das Harz und die Glasfasermatte angelegt, um sicherzustellen, dass das Harz während des Durchgangs durch diese Zone im erweichten beziehungsweise geschmolzenen Zustand gehalten wird. Die Verweilzeit der Matte und des geschmolzenen Harzes während ihres Durchgangs durch diese Zone wird so gewählt, dass sie ausreichend ist, damit das erweichte Harz durch die Glasmatte fliesst und diese sorgfältig imprägniert. Dann werden die Matte und das geschmolzene Harz in eine Kühlzone geführt, die unter Druck gehalten wird, wobei das in die Matte eingedrungene Harz sich verfestigt, so dass am Ausgang der Kühlzone eine kontinuierliche Platte aus mit Glasfaser verstärktem Harz erhalten wird. Durch diese Massnahmen wird die Dichte und die Dicke der Platte und ihr Gehalt an Hohlräumen gleichbleibend gesteuert. Die erhaltene mit Glasfasern verstärkte Platte lässt sich in bekannter Weise weiter verarbeiten, zum Beispiel durch Prägen bei Verwendung von thermoplastischen Harzen.

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Es können bei der Erfindung verschiedene thermoplastische Harze für die Herstellung der Laminate verwendet werden. Dabei handelt es sich bevorzugt um thermoplastische Kunststoffe, wie Homopolymere und Copolymere. Beispiele derartiger Harze sind: 1. Vinylharze, die durch Polymerisation von Vinylhalogeniden oder durch Copolymerisation von Vinylhalogeniden mit anderen ungesättigten polymerisierbaren Verbindungen erhalten werden, zum Beispiel mit Vinylestern, alpha, beta-ungesättigten Säuren, alpha, beta-ungesättigten Estern, alpha, betaungesättigten Ketonen, alpha, beta-ungesättigten Aldehyden und ungesättigten Kohlenwasserstoffen, wie Butadienen und Styrolen; 2. Poly-alpha-olefinen, wie Polyäthylen, Polypropylen, Polybutylen, Polyisopren und Copolymeren von alpha-Olefinen; 3, Phenoxyharzen; 4. Polyamiden, wie Polyhexamethylenadipamid; 5. PoIysulfönen; 6. Polycarbonaten; 7. Polyacetalenj 8. Polyäthylenoxid; 9. Polystyrol, einschliesslich Copolymeren von Styrol mit anderen monomeren Verbindungen, wie Acrylnitril und Butadien; 10. Acrylharzen, wie Polymeren von Methyl-(meth)acrylat, Acrylamid, Methylolacrylamid, Acrylnitril und Copolymeren mit anderen Monomeren, wie Styrol und Vinylpyridinen; 11. PoIychlorbutadien; 12. Polyphenylenoxidharze; 13. Polyester, wie Polybutylenterephthalat und Polyäthylenterephthalat und 14. Celluloseester, wie Cellulosenitrat, -acetat und -propionat. Diese Aufzählung ist nur beispielhaft.

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Die bei der Erfindung verwendeten Glasfasermatten können durch bekannte Verfahren, zum Beispiel gemäss der US-PS 38 83 333 hergestellt werden. Bei dem in dieser Patentschrift beschriebenen Verfahren wird die Matte dadurch hergestellt, dass man einen kontinuierlichen Glasseidenspinnfaden auf einem Fliessband in einer ineinandergreifenden Kette in der gewünschten Tiefe ablegt. Die Spinnfäden werden üblicherweise durch eine Ausziehvorrichtung abgelegt, die den Spinnfaden auf der Oberfläche des Fliessbands quer über die Breite der Oberfläche in einer Richtung quer zu der Bewegung des Fliessbandes ablegt. Die in dieser Weise abgelegte Matte wird dann durch eine Nadelvorrichtung geführt, die normalerweise ein üblicher Filzwebstuhl ist, der eine Vielzahl von Nadeln mit Widerhaken besitzt. Diese Nadeln dringen in die Matte ein und verfilzen die kontinuierlichen Spinnfäden, wodurch die Matte eine Dimensionsbeständigkeit erhält und wodurch gleichzeitig der Spinnfaden in verschiedene Längen gebrochen wird. Der Nadelvorgang ergibt eine beachtliche Menge an kurzen Glasfasern in der fertigen Matte, da die Nadeln mit Widerhaken in die Tiefe der Matte eindringen und dadurch eine beachtliche Anzahl von kontinuierlichen Spinnfäden in die kurzen Längen von Stapelfasern brechen. Unter "kurzen Fasern" werden hier Fasern von einer Länge von 2,5 cm oder kürzer verstanden. Der Anteil der kurzen Fasern, die bei dem

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Nadelvorgang erhalten werden, schwankt mit der Geschwindigkeit des Nadeins und dem Typ und der Anzahl der verwendeten Nadeln. Im allgemeinen sind die kurzen Fasern in der Matte in einem Bereich von 2 bis 25, bevorzugt 15 bis 20 GewX der Matte vorhanden. Der Rest der Matte besteht aus Spinnfäden und Fasern von einer Länge von grosser als 2,5 cm, im allgemeinen 3,8 bis 12,7 cm oder noch länger. Wie in der genannten Patentschrift ausgeführt wird, werden die Geschwindigkeit der Nadelvorrichtung und der Vorrichtung zur Ablegung der Matte koordiniert, so dass eine Matte von einheitlicher Dichte am Ausgang der Nadelvorrichtung erhalten wird. Die verwendeten Nadeln können entweder nach oben oder nach unten gerichtete Widerhaken besitzen, so dass sie beim Durchdringen der oberen Oberfläche der Matte die Fasern von dieser Oberfläche in das Innere der Matte drücken oder dass sie Fasern von der unteren Oberfläche der Matte in das Innere der Matte ziehen. In manchen Fällen werden nach unten und nach oben gebogene Nadeln verwendet, um ein Eindringen der Spinnfäden sowohl von der oberen als von der unteren Oberfläche durch eine einzige Auf- und Abwärtsbewegung der Nadel zu erreichen. Bei dem Verfahren nach der Erfindung können auch Glasmatten aus Stapelfasern verwendet werden. Eine typische Matte dieser Art ist in der US-PS 27 90 741 beschrieben.

Bei der Durchführung der Erfindung kann das thermoplastische Harz der Laminierstufe in verschiedenen

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Formen zugeführt werden. In manchen Fällen wird das Harz in die Laminierzone in Form einer vorgebildeten Platte oder Folie von gewünschter Dicke eingebracht, wobei die Anzahl der Platten oder Folien von der gewünschten Dicke des Endproduktes und der statte oder Matten abhängt. Bei einer anderen Ausführungsform wird das thermoplastische Harz als vorerweichtes Extrudat aus einer Leitung von hoher Temperatur und hohem Druck entnommen. Bei einem derartigen System wird das Extrudat zwischen die Laminieroberfläche in einer Plattenform typischerweise aus einem Extrusionswerkzeug eingebracht, wobei dieses Werkzeug bei einer ausreichenden Temperatur und einem ausreichenden Druck gehalten wird, um das Harz in einem fliessfähigen Zustand bei der Zufuhr in die Laminierzone zu halten. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden sowohl erweichtes Extrudat als auch Platten oder Folien des thermoplastischen Harzes in die Laminierzone eingeführt.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung können ausser den bereits genannten Stoffen auch noch andere Materialien zugesetzt werden, die die Eigenschaften der erfindungsgemässen verstärkten Harzplatte nicht nachteilig beeinflussen. Zu solchen Stoffen gehören Farbstoffe, Pigmente, Füllstoffe und andere übliche Zusatzstoffe. Beispiele von solchen Zusatzstoffen sind

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Antioxidantien, Bacterizide, antistatische Mittel, Stabilisatoren und Mittel gegen das Wachstum von Meerestieren und -pflanzen. Im allgemeinen liegt die Menge solcher Zusätze unterhalb etwa 30 Gew% des Produktes, typischerweise zwischen 10 und 20 Gew%.

Das Laminierverfahren nach der Erfindung lässt sich bei verschiedenen Drücken und Temperaturen durchführen. Bei der ersten Stufe des Verfahrens wird die verstärkende Glasfasermatte mit dem erweichten Harz in der Weise in Berührung gebracht, dass das Harz in die Matte eindringt und sie sorgfältig benetzt. In dieser heissen Stufe des Laminierungsverfahrens schwanken die absoluten Drücke in der Regel zwischen 0,35 bis 8,4 kg / cm , bevorzugt 1,4 bis 4,2 kg / cm^. Die gewählte Temperatur hängt von der Erweichungstemperatur der verwendeten Harze ab und liegt im allgemeinen bei 177 bis 288⁰C. Wenn man Polypropylen als Harz verwendet, so wählt man in der heissen Stufe typischerweise eine Temperatur von 204 bis 232⁰C. In der kalten Stufe des Verfahrens werden in der Regel Drücke der gleichen Grössenordnung oder grosser verwendet, als in der heissen Stufe, so dass die zuvor genannten Drücke auch in dieser Stufe Anwendung finden können.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, die folgendes zeigen:

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Figur 1

ist eine diagrammatische Ansicht einer Laminiervorrichtung, die zur Herstellung von mit Glasfasern verstärkten Harzplatten nach der Erfindung dient.

Figur 2

ist eine diagrammatische Ansicht einer kontinuierlichen Laminiereinrichtung für die Herstellung von mit Glasfasern verstärkten thermoplastischen Harzplatten nach dem Stand der Technik.

Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, wird eine Einrichtung mit einem doppelten Laminierband verwendet, um eine kontinuierliche Platte 2 herzustellen, die aus einem Harz und einer Glasfasermatte besteht. Bei diesem Verfahren werden die Glasplatten 1 und I¹ zwischen die beiden Laminierbänder 3 und 4 eingeführt. Geschmolzenes Harz 5 wird zwischen die Matten 1 und I¹ durch einen einstellbaren Schlitz 6 zugeführt, der sich entlang der Länge eines Extrusionswerkzeuges 7 befindet. Es werden zwei Harzfolien 8 und 9 den Laminierbändern 3 und 4 oberhalb beziehungsweise unterhalb der Matten I¹ und 1 zugeführt.

Während das Band 4 über eine Walze 11 läuft, wird es durch einen Erhitzer 13 vorgewärmt, bevor es mit der Druckwalze 15 zum Eingriff kommt. In ähnlicher Weise

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wird dann Band 3 durch den ßfhitzer 16 vor seineää Angriff mit der Druckwalze 15 voferWärmt» Me 15 ist mit Erhitzern 18 ausgestattet. Auf das 2 wird Druck dadurch ausgeübt, dass die Bänder 3 \MÜ 4 gespannt sind. Die Spannung^ der Bänder 3 und 4 fiiHi?t zu einer Anwendung von Radialkräften auf deh Verbundte#r|ier aus Harz und Matte. Die Radialkräfte und die sich daraus ergebenden Drücke tragen dazu bei, dass die Matten 1 und 1' mit dem Harz gesättigt wefden und durch die gleichzeitige Anwendung von Wärme werden die Folien 8 uttd 9 erweicht. Die Walze 24 spannt das Band 3 und die Walze 25 das Band 4. Das Material verlässt dann als kompakte Platte aus Glasfaser und Harz die Druckwalze 15 und wird über eine Kühlwalze 20 zwischen den Bändern 3 und 4 geführt, wobei es beim Gang über diese Walze teilweise gekühlt, aber nicht vollständig verfestigt wird. Die Walze 20 ist mit einer Kühleinrichtung 21 ausgerüstet, um die Temperatur der Bänder und des Harz-Glasfaserverbundkörpers herabzusetzen. Nachdem die Platte die Walt« 20 zwischen den Bändern 3 und 4 verlassen hat, wird sie durch eine weitere längliche Kühlzone 22 geführt, um die Temperatur der Bänder 3 und 4 weiter zu reduzieren und das Harz in der Platte 2 zu Verfestigen. Band 3 wird dann über Walze 23 zur Spannungswalze 24 zurückgeführt und Band 4 über Walze 25 zur Walze 11, wobei das Fertigprodukt 3 an einem Punkt abgegeben wird, an dem sich die Bänder 3 und 4 trennen.

Das in Figur 2 dargestellte, bekannte Laminierverfahren wird in der Technik verwendet, doch hat es einige Nach-

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teile. Die Imprägnierdrücke werden auf die Matte und das Harz durch die Spannung der Bänder 3 und 4 mit Hilfe der Spannungswalzen 24 und 25 ausgeübt. Die Erfahrung hat gezeigt, dass, wenn ein Druck von 2,10 kg / cm^ an der geheizten Druckwalze angelegt wird, nur ein Druck von etwa 0,035 bis 0,07 kg / cm in dem Bereich der Kühlzone 22 aufrecht erhalten werden kann. Dadurch entsteht häufig ein Produkt mit einem erheblichen Anteil an Hohlräumen, da die Glasfasermatte die Tendenz hat zu expandieren, sobald der Druck nachlässt, wodurch es zu einer Expansion der eingeschlossenen Gase zu einem Zeitpunkt kommt, in dem das Harz noch nicht vollständig verfestigt ist. Das verwendete Walzensystem und die Krümmungen der Bänder, die bei dieser Vorrichtung erforderlich sind, führen ausserdem zu ungleichmassigen Bandgeschwindigkeiten, zum Beispiel ist auf der Druckwalze 15 das Band 4 auf der Aussenseite und in der Kühlzone auf der Innenseite. Es kommt deshalb trotz der gleichen linearen Geschwindigkeit der Bänder 3 und 4 zu einer relativen Verschiebung der beiden Bänder zueinander, die darauf zurückzuführen ist, dass die Bänder die Walzen in einer verschiedenen Entfernung den Walzenmittelpunkt umfahren.

Bei dem in Figur 1 diagrammatisch dargestellten Verfahren nach der Erfindung werden Harzfolien beziehungsweise Harzplatten 100 und 101, Glasfasermatten 102 und 103 und erweichtes Harz 104 zwischen die Bänder 105 und

106 einer kontinuierlichen Laminiereinrichtung eingebracht. Die Bänder 105 und 106 sind kontinuierliche Bänder, die um die Walzen 107 und 108 beziehungsweise die Walzen 109 und 110 bewegt werden.

Die Laminiervorrichtung ist in zwei getrennte Abschnitte 120 und 130 unterteilt. Dem Fachmann ist jedoch klar, dass eine räumliche Trennung dieser Art einerseits nicht unbedingt erforderlich ist und dass andererseits mehr als zwei Unterteilungen möglich sind. In der Figur 1 ist 120 die Heisslaminierzone, die mit einer oberen Druckplatte 121 und einer unteren Druckplatte 122 ausgestattet ist. Diese Druckplatten lassen sich in einer Richtung senkrecht zu der Bewegungsbahn der Bänder 105 und 106 bewegen. Diese Druckplatten 121 und 122 werden unter hydraulischem Druck betrieben und können Drücke von 0 bis 2,1 kg / cm* auf das Material ausüben, das in der Laminlerzone zwischen den Bändern 105 und 106 hindurchgeführt wird. Modifizierte Druckplatten können auch bei höheren Drücken betrieben werden. Die Bewegung des laminierten Materials durch diese Zone wird durch eine Vielzahl von Walzen 123 und 124, die an den oberen beziehungsweise unteren Bereichen der Laminierzone angeordnet sind, bewerkstelligt. Die Walzen 123 und 124 sind Stäbe, die sich quer über die Bänder 105 und 106 erstrecken. An ihren Enden sind sie mit einer Gelenkkette verbunden, die über Gelenkzahnräder 125 beziehungsweise

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126 läuft. Die Gelenkzahnrader 125 und 126 werden durch einen nicht gezeigten Motor angetrieben. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, wird der durch die Bänder 105 und 106 ausgeübte Laminierdruck auf die Bänder durch die Walzen 123 und 126 übertragen, wenn die Druckplatten 121 und 122 in Kontakt mit ihnen sind. Die Walzen 123 und 124 bewegen die Bänder 105 und 106 durch die Zone 120, wobei die Drücke der Druckplatten 121 und 122 auf die Bänder 105 und 106 während ihres Durchganges durch diese Zone ausgeübt werden.

Der Zone 120 wird ausserdem Wärme zugeführt, die das Plattenmaterial beim Durchgang durch diese Zone erreicht, um das Harz in einem erweichten Zustand zu halten und sicherzustellen, dass es die Glasmatrix sorgfältig imprägniert.

Das Laminat wird dann aus der Zone 120 in die Zone 130 geführt, die mit Druckplatten 131 und 132 und Walzen 133 und 134 an ihren oberen beziehungsweise unteren Abschnitten ausgestattet ist. In ähnlicher Weise, wie in Zone 120 werden die Walzen 133 und 134 über Kettenzahnräder 135 und 136 und eine Kette 137, die an den Walzen 133 und 134 befestigt sind, bewegt. Die Druckplatten 132 und 131 üben Druck auf das Laminat während seines Durchgangs durch die Zone 130 aus. Mit Hilfe einer nicht gezeigten Einrichtung für indirekten Wärmeaustausch durch ein fluides Medium wird in der Zone 130 und beim Durchgang zwischen den

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Walzen 133 und 134 von dem Laminat Wärme abgeführt, so dass das Harz erstarrt. Das fertige feste Produkt 140 wird aus der Zone 130 entfernt und kann dann gespalten, geschnitten oder in anderer Weise verarbeitet oder verpackt werden.

Das Verfahren nach der Erfindung besitzt eine erheblich höhere Flexibilität hinsichtlich der physikalischen Bedingungen der Herstellung von Laminaten aus thermoplastischen Harzen mit verstärkenden Glasfasern. So können im Bereich der heissen Zone 120 durch Verwendung der Druckplatten 121 und 122 beliebige Drücke innerhalb der Grenzen der Vorrichtung verwendet werden. Im allgemeinen können die Drücke zwischen 0 und 2,1 kg / cm^ schwanken, wobei der Bereich von 1,4 bis 2,1 kg / cm2 bevorzugt ist. In ähnlicher Weise kann Wärme

in der heissen Zone 120 leicht und innerhalb eines grossen Bereiches variiert werden, um eine befriedigende Imprägnierung der Glasfasermatte zu erreichen. Typischerweise liegen die Temperaturen in diesem Bereich der Vorrichtung bei 149 bis 316°C, wobei Temperaturen von 121 bis 288°C bevorzugt sind. Für Polyolefinkunststoffe sind Temperaturen von 204 bis 232°C bevorzugt.

In der Kühlzone 130 kann der Druck durch die Platten 131 und 132 ebenfalls genau gesteuert werden, so dass der Hohlraumanteil des fertigen Laminats 140 nach Wunsch

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eingestellt werden kann. Diese Möglichkeit bestand bei der bekannten Vorrichtung nach Figur 2 nicht. Wenn infolgedessen der Druck in der Zone 130 bei einem grösseren Wert gehalten wird als in der Zone 120, erhält man ein Produkt mit einem niedrigen Anteil an Hohlräumen, der nahezu bei 0 liegen kann. Bei einer typischen Betriebsweise des Systems von Figur 2 wurde beispielsweise gefunden, dass beim Laminieren von Polypropylen mit einer Glasfasermatte bei einem Druck von 2,1 kg / cm ,

in der heissen Zone ein Druck von weniger als 0,07 kg /

cm^ , in der Kühlzone 22 auftrat und dass das erabs.

haltene Produkt einen Hohlraumanteil von 8 bis 10 Vol% hatte. Unter Verwendung des Verfahrens nach der Erfindung gemäss Figur 1 und bei Benutzung eines Druckes von

2,1 kg / cm^ in der heissen Zone 120 und auch in abs.

der Kühlzone 130 erhielt man dagegen aus den gleichen Materialien ein Produkt mit einem Anteil an Hohlräumen von 3 bis 4 Vol%. Man kann auch Produkte mit einem niedrigeren Prozentgehalt an Hohlraumvolumen dadurch erzeugen, dass man in der Kühlzone 130 einen höheren Druck aufrecht erhält als in der Zone 120.

Der Gehalt an Hohlräumen kann in der mit Glasfasern verstärkten Harzplatte nach der Erfindung in einem gewissen Umfang auch dadurch beeinflusst werden, dass für das Laminiersystem das erweichte Harz allein ohne Folien oder Platten verwendet wird. Wenn man infolgedessen das erweichte Harz 104 allein mit den Matten 102 und

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verwendet und die Folien 100 und 101 weglässt, besitzt der Verbundkörper ein wesentlich niedrigeres Hohlraumvolumen als bei Mitverwendung von Deckfolien. Wenn das Aussehen der Oberfläche nicht von ausserordentlicher Bedeutung ist, können dadurch sehr nützliche Laminate mit einem niedrigen Hohlraumvolumen hergestellt werden. Auch diese Massnahme sollte mit der Kontrolle des Drukkes in der Kühlzone verbunden sein, so dass der Druck in dieser Zone mindestens gleich oder grosser ist als der Druck in der Heizzone.

Bei der Erfindung werden im allgemeinen Glasfasermatten verwendet, die genadelt worden sind, um der Matte einen Zusammenhalt zu verleihen und gebrochene Fäden und Spinnfäden in der Matte zu erzeugen, so dass die Matte nach dem Nadeln 10 bis 25 Gew% von kurzen Fasern hat, das heisst Fasern mit einer Länge von 2,5 cm oder kürzer, wobei der Rest der Matte aus längeren Fasern besteht. Die kontinuierlichen Spinnfädenmatten können nach der US-PS 38 83 333 hergestellt haben, wobei die Faser einen Durchmesser im Bereich von einer "T" Faser bis zu einer "G" - Faser oder weniger haben. Die Spinnfäden für die Herstellung der Matte bestehen typischerweise aus Bündeln von 50 oder weniger Fäden, obwohl auch Spinnfäden mit 100 oder mehr Fäden verwendet werden können.

Die kontinuierlichen Spinnfäden können direkt durch Ausziehen von Einzelfäden aus einer Spinndüse und Ver-

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einigen dieser Einzelfäden gemäss der US-PS 38 83 hergestellt werden oder durch Abziehen von Spinnfäden aus vorher hergestellten Formpackungen mit einer geeigneten Abwickeleinrichtung und Ablegen der Spinnfäden auf einem Fliessband in ähnlicher Weise wie in der US-PS 38 83 333.

In Figur 1 werden vorgefertigte thermoplastische Filme 100 und 101 verwendet und ein erweichtes Extrudat, das zwischen den Glasmatten 102 und 103 angeordnet wird. Dies ist eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens, doch kann das Verfahren auch abgewandelt werden. Man kann beispielsweise eine Vielzahl von Schichten des Extrudats entweder aus getrennten Extrudern oder aus einem einzigen Extruder mit mehreren Düsen verwenden. Bei der zuletzt erwähnten Ausführungsform werden die Matten oder die Matte in solcher Weise zugeführt, dass das Extrudat auf die Aussenseite der Glasmatte und auch auf die Innenseite der Glasmatte aufgebracht wird. Der Vorteil der Verwendung eines Extrudats anstelle von Filmschichten 100 und 101 besteht darin, dass das Extrudat keine Wärme zum Erweichen des thermoplastischen Materials in der Heizzone 120 erfordert. Man kann auch eine einzige Matte in Verbindung mit einem vorgebildeten thermoplastischen Film oder mit dem Extrudat allein verwenden. Wenn eine einzige Matte benützt wird, ist es vorteilhaft, das thermoplastische

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Material in Form eines Extrudats aufzubringen. Wie bereits festgestellt wurde, ist die Verwendung eines Extrudats wünschenswert, weil dadurch die gesamte Energiezufuhr zu dem Laminiersystem reduziert wird.

Die Druckangaben sind absolute Druckangaben, errechnet aus "psig^H, so dass einem Druckbereich von 20 bis 30 psig

2 ein Bereich von 1,4 bis 2,1 kg/cm (absolut) entspricht.

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-Ii-

Leerseite

Claims

Dr. Michael Hann (1224) H / W

Patentanwalt 9 9 Zl 8 ? 3

Ludwigstrasse 67
Giessen

PPG Industries, Inc., Pittsburgh, Pennsylvania, USA

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER MIT GLASFASERN VERSTÄRKTEN HARZPLATTE

Priorität: 4. Dezember 1978 / USA / Ser. No. 965 Patentansprüche:

Verfahren zur Herstellung einer mit Glasfasern verstärkten Harzplatte,

dadurch gekennzeichnet, dass man eine Glasfasermatte einer Heizzone zuführt, in diese Zone zusätzlich ein Harz einführt, Druck an die Matte und das Harz bei einer Temperatur anlegt, die ausreichend ist, um das Harz erweicht zu halten und die Matte mit dem Harz zu benetzen, die mit dem Harz benetzte Matte einer ausreichenden Kühlung unterwirft, um das Harz zu verfestigen und eine mit der Glasfasermatte verstärkte Harzplatte zu bilden, wobei während der Kühlung an das Harz und die Matte ein Druck ange-

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legt wird, der mindestens gleich gross ist wie der Druck, der an das Harz und die Matte in der Heizzone angelegt worden ist, und aus der Kühlzone eine feste Platte aus mit Glasfasermatte verstärktem Harz entnimmt.
2. Verfahren zur Herstellung einer mit Glasfasern verstärkten Harzplatte,

dadurch gekennzeichnet, dass man kontinuierlich einer unter Druck stehenden Heizzone Glasfasermatte und thermoplastisches Harz zuführt, den Druck und die Temperatur in der Heizzone ausreichend hoch hält, um die Glasfasermatte mit dem Harz zu imprägnieren, die mit Harz imprägnierte Matte und das Harz auf eine ausreichende Temperatur kühlt, um das Harz zu verfestigen, wobei während der Kühlung an das Harz und die Matte ein Druck angelegt wird, der mindestens gleich gross ist wie der Druck, der an das Harz und die Matte in der Heizzone angelegt worden ist, und aus der Kühlzone eine feste Platte aus mit Glasfasermatte verstärktem thermoplastischen Harz entnimmt.
3. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass der an das Harz und die Matte in der Kühlzone angelegte Druck höher ist, als der Druck,

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der an das Harz und an die Matte in der Heizzone angelegt worden ist.
4. Verfahren nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, dass der an das Harz und die Matte in der Kühlzone angelegte Druck höher ist, als der Druck, der an das Harz und an die Matte in der Heizzone angelegt worden ist.
5. Verfahren zur Herstellung einer mit Glasfasern verstärkten Harzplatte,

dadurch gekennzeichnet, dass man einer erwärmten Laminierzone Glasmatte und ein geschmolzenes thermoplastisches Harz zuführt, an die Matte und das Harz in der Laminier-

ty

zone einen Druck zwischen 1,4 und 2,1 kg / cm anlegt, wobei man die Temperatur ausreichend hoch hält, um das Harz im erweichten Zustand zu halten, Harz und Matte kontinuierlich aus der Laminierzone in eine Kühlzone führt, einen Druck von 1,4 bis 2,1 kg / cm^ an das Harz und die Matte in der Kühlzone anlegt, wobei der Druck mindestens so gross ist, wie der in der Heizzone verwendete Druck, und das Harz und die Matte in der Kühlzone ausreichend kühlt, um das Harz zu verfestigen, und eine mit Glasfaser verstärkte feste Harzplatte aus der Kühlzone entnimmt.

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6. Verfahren zur Herstellung einer mit Glasfasern verstärkten Harzplatte,

dadurch gekennzeichnet, dass man einer erwärmten Lamlnlerzone zwei Glasmatten, geschmolzenes thermoplastisches Harz und zwei Folien eines thermoplastischen Films zuführt, wobei man das geschmolzene thermoplastische Harz zwischen den Glasmatten zuführt und die Folien aus dem thermoplastischen Film auf der Aussenselte jeder Matte zuführt, Druck an die Matten, das geschmolzene thermoplastische Harz und die thermoplastischen Filme anlegt und ausreichende Wärme zuführt, um die Filme zu erweichen, den erhaltenen Verbundkörper aus Harz und Matte In eine Kühlzone führt, die bei einem mindestens so hohen Druck gehalten wird, wie die erwärmte Lamlnlerzone und den Verbundkörper In der Kühlzone auf eine Temperatur kühlt, die ausreichend 1st, um den Verbundkörper In eine feste Platte aus mit Glasfaser verstärktem thermoplastischen Harz zu verfestigen.
7. Verfahren nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, dass die Lamlnlerzone bei einem Druck von 1,4 bis 2,1 kg / cn»2 und die Kühlzone bei einem Druck von 1,4 bis 2,1 kg / cm^ gehalten werden.

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