DE1187785B

DE1187785B - Verfahren zum Herstellen gezogener Profile aus glasfaserverstaerkten Kunststoffen

Info

Publication number: DE1187785B
Application number: DEH33046A
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: 1958-04-19
Filing date: 1958-04-19
Publication date: 1965-02-25

Description

Verfahren zum Herstellen gezogener Profile aus glasfaserverstärkten Kunststoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen gezogener Profile aus glasfaserverstärkten Kunststoffen, bei denen die Verstärkung aus längs zur Profilachse orientierten, nahe der Oberfläche liegenden Fasersträngen und quer zur Profilachse orientierten bzw. ungeordnet liegenden, in die längsorientierten Faserstränge eingebetteten Fasern besteht.
Bei der Herstellung von Profilen aus Kunststoff ist es bekannt, Glasfaserstränge durch ein Bad flüssigen Kunststoffes und anschließend durch eine das Profil formende Düse zu ziehen, wobei die Düse selbst beheizt ist bzw. der Düse Heizkammern zugeordnet sind, so daß der Kunststoff unter der Wärmeeinwirkung aushärtet. Die so hergestellten Profile können zwar hohe Zugkräfte aufnehmen, während sie Biegebeanspruchungen und bei Hohlprofilen Beanspruchungen durch Innendruck nicht besonders gewachsen sind, da die einzelnen, längs zur Profilachse orientierten Glasfaserstränge lediglich durch den Kunststoff miteinander verbunden sind.
Um diesen Nachteil zu beheben, sind die Profile außer mit längs zur Profilachse orientierten Glasfasersträngen bereits auch mit quer zur Profilachse orientierten Glasfasersträngen bewehrt worden. Hergestellt sind diese Profile in einer Schichtbauweise, indem das Profil aus mehreren Lagen von abwechselnd längs und quer zur Profilachse orientierten Glasfasersträngen, -bändern oder -bahnen aufgebaut ist, wobei die Bänder oder Bahnen auch aus in sich angeordnet liegenden Glasfasern hergestellt sein können. Aber auch bei den so hergestellten Profilen besteht keine ausreichende Bindung der einzelnen Schichten der Glasfaserverstärkungen, so daß auch die Festigkeit dieser Profile zu wünschen übrig läßt.
Hinzu kommt daß an den Kreuzungsstellen zwischen den längs und quer orientierten Strängen keine ausreichende Bewehrung vorhanden ist, so daß Hohlprofile, die unter Innendruck stehen, dem Innendruck an den Kreuzungsstellen oftmals nachgeben.
Ein weiterer Nachteil der so hergestellten Profile besteht darin, daß sich oftmals ganze Glasfaserstränge, -bänder oder -bahnen bei Beschädigung an einer Stelle aus dem Profil herauslösen, da der Kunststoff selbst keine ausreichende Bindung der einzelnen Stränge, Bänder oder Bahnen ergibt.
Die Erfindung hat eine Verbesserung der gezogenen Profile aus glasfaserverstärkten Kunststoffen zum Ziel. Gemäß der Erfindung werden zwischen die auf die profilformende Ziehdüse zulaufenden Faserstränge von einem Luftstrom getragene lose Schnittfasern, gegebenenfalls mit Kunstharz vermischt, ein- gebracht. Die von einem Luftstrom getragenen Schnittfasern gelangen ungeordnet, fortlaufend zwischen die Faserstränge und umschlingen und verketten diese miteinander, so daß die Faserstränge miteinander eine durchgehende Bindung durch in sich glasfaserverstärkten Kunststoff erhalten, wodurch eine wesentlich höhere und durchgehend gleiche Festigkeit des Profils erreicht wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf verschiedene Weise ausgeführt werden. So können die Faserstränge in bekannter Weise durch ein Tränkbad geführt und mit einem Überschuß an Harz getränkt werden, der ausreicht, um die trockenen losen Fasern mit der zu ihrer Bindung erforderlichen Harzmenge zu tränken. Es können die Faserstränge aber auch nach Durchlaufen des Tränkbades vom Harztiberschuß befreit und dann mit einem Gemisch von Fasern und Harz bespritzt werden, dessen Harzgehalt so bemessen ist, wie er zur einwandfreien Bindung der losen Fasern erforderlich ist. Schließlich können die Faserstränge der Ziehdüse auch trocken zugeführt werden und mit einem Gemisch von Fasern und Harz bespritzt werden, dessen Harzgehalt so bemessen ist, daß auch die trockenen Faserstränge mit der zu ihrer einwandfreien Bindung erforderlichen Harzmenge durchtränkt werden können.
Zur Durchführung des Verfahrens dient gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung eine Einrichtung, bestehend aus einer bekannten Zieheinrichtung, vor deren Ziehdüse eine Spritzvorrichtung angeordnet ist, die es gestattet, wahlweise ein Gemisch von Harz und Schnittfasern oder Schnittfasern allein zu verspritzen. Der Spritzvorrichtung kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung eine an sich bekannte Leitschablone vorgeordnet sein, deren Profilbild aus Bohrungen in Anzahl der erforderlichen Faserstränge gebildet ist und die das vergrößerte Profil des herzustellenden Teiles zeigt. Die Düsen der Spritzvorrichtung können in einer unmittelbar vor der Ziehdüse angeordneten Vorkammer münden.
Die Zeichnung zeigt drei Ausführungsbeispiele von zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Einrichtungen, wobei die prinzipiell einander entsprechenden Teile der Einrichtungen mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 sind mit 1 Faserspulen bezeichnet, deren Anzahl sich nach Form und Querschnitt des herzustellenden Profils richtet. Die von den Faserspulen 1 ablaufenden Faserstränge 2 laufen über einen Leitkamm 3 und werden von den Lenkrollen 4, 5, 6 und 7 durch den teilweise mit einem Harzgemisch 8 gefüllten Behälter 9 geführt und dort mit dem Harzgemisch getränkt. Der am Auslauf des Behälters 9 angeordneten Lenkrolle 7 ist eine Quetschrolle 10 zugeordnet, so daß die Faserstränge vom Harzüberschuß befreit werden können. Über einen Leitkamm 11 gelangen die Faserstränge zu einem Leitkamm 12, der sie auf einen geringen Abstand von etwa 5 bis 10 mm zusammenführt. Eine Spritzvorrichtung 13, die ein Gemisch von Harz und geschnittenen Glasfasern unter Preßluftdruck verspritzt, ist der Laufbahn der Faserstränge so zugeordnet, daß die Faserstränge mit den harzgetränkten Schnittfasern umgeben und verflochten werden. Mit Schnittfasern wird die Spritzvorrichtung über eine von Luft durchströmte Leitung 14 von einem nicht dargestellten Faserschneidwerk gespeist, während über eine Leitung 15 Harz von einem nicht dargestellten Harzbehälter und über die Leitung 16 die zur Zerstäubung des Harzes erforderliche Preßluft zugeführt wird. Das Faserschneidwerk kann auch unmittelbar mit der Spritzvorrichtung verbunden sein, so daß die Leitung 14 in Fortfall kommen kann.
Die mit den Schnittfasern verflochtenen Faserstränge laufen sodann in die konische Eintritts öffnung 17 einer Ziehdüse 18 ein, in der das Profil geformt wird. Die Ziehdüse 18 besitzt einen durch Heizkörper 19, durch Dampf oder ein sonstiges Medium beheizten Teil, in welchem die Polymerisation des Harzes herbeigeführt wird. Besonders vorteilhaft ist eine elektrische Hochfrequenzheizung, die besonders große Durchsätze zuläßt. Die Ziehdüse 18 ist mit einem Futter 20 ausgekleidet, welches insbesondere aus Polytetrafluoräthylen besteht, welches bei hoher Wärmestandfestigkeit einen sehr geringen Reibungskoeffizienten aufweist und auch Harzen gegenüber abweisend ist. Selbstverständlich können auch andere Futter oder Auskleidungen vorgesehen sein, beispielsweise kann die Innenwandung der Ziehdüse 18 hartverchromt sein. Das sich in der Eintrittsöffnung 17 der Ziehdüse 18 sammelnde überschüssige Harz läuft in einen Behälter 21 ab, von welchem es über eine Leitung 22 in den Harzbehälter 9 zurückläuft. Außer dem beheizten Teil besitzt die Ziehdüse 18 einen gekühlten Teil, in welchem Kanäle 23 vorgesehen sind, die von Kühlwasser oder einem anderen Medium durchflossen werden. Das die Ziehdüse verlassende fertige Profil 24, im Ausführungsbeispiel ein Flachprofil, wird in Pfeilrichtung abgezogen und in gewünschte Längen unterteilt.
Für die gute Verflechtung der Faserstränge mit den Schnittfasern ist es wichtig, daß die Faserstränge der Profilform entsprechend auf die Ziehdüse zulaufen, wozu die Leitrollen und Leitkämme vorgesehen sind. Je nach der Profilform empfiehlt sich die Verwendung von Leitschablonen, wie sie an sich bekannt sind. Diese Leitschablonen besitzen dem Profilbild entsprechend gesetzte Bohrungen. Um die Schnittfasern möglichst vollständig mit den Fasersträngen zu verflechten, sollen die Faserstränge tunlichst so geführt werden, daß sie im Spritzbereich aufeinander zulaufen, wie dies bei den Ausführungsbeispielen nach den F i g. 2 und 3 erreicht ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 laufen die Faserstränge 2 von den Faserspulen 1 über Leitrollen 4 und 5 und den dicht beieinander stehenden Leitkammrollen 25 und 26 der Ziehdüse 18 zu. Die Faserstränge 2 sind zwischen den Leitrollen 4 und 5 und den Leitkammrollen 25 und 26 so geführt, daß sie in einem stumpfen Winkel bzw. Kegel aufeinander zulaufen, wobei die Spritzvorrichtung 13 so angeordnet ist, daß sie das Glasfaser-Harz-Gemisch in den stumpfen Winkel bzw. Kegel hineinspritzt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 erfolgt das Bespritzen der von den Faserspulen 1 über die Leitrollen 4 und 5 ablaufenden Faserstränge 2 unmittelbar in der Einlauföffnung 17 der Ziehdüse 18, in der auch Leitkämme27 und 28 angeordnet sein können. Die Spritzvorrichtung 13, die Schnittfasern und Harz verspritzt, ist unmittelbar vor der Einlauföffnung 17 der Ziehdüse 18 angeordnet und spritzt in diese hinein.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Herstellen gezogener Profile aus glasfaserverstärkten Kunststoffen, bei denen die Verstärkung aus längs zur Profilachse orientierten, nahe der Oberfläche liegenden Fasersträngen und quer zur Profilachse orientierten bzw. ungeordnet liegenden, in die längsorientierten Faserstränge eingebetteten Fasern besteht, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die auf die profilformende Ziehdüse zulaufenden Faserstränge von einem Luftstrom getragene lose Schnittfasern, gegebenenfalls mit Kunstharz vermischt, eingebracht werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstränge in bekannter Weise durch ein Tränkbad geführt und mit einem Überschuß an Harz getränkt werden, der ausreicht, um die trockenen losen Fasern mit der zu ihrer Bindung erforderlichen Harzmenge zu versehen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Tränkbad geführten Faserstränge vom Harzüberschuß befreit und mit einem Gemisch aus losen Fasern und Harz bespritzt werden, dessen Harzgehalt so bemessen ist, wie er zur einwandfreien Bindung der losen Fasern erforderlich ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstränge der Ziehdüse trocken, d. h. nicht mit Harz getränkt, zulaufen und mit einem Gemisch von losen Fasern und Harz bespritzt werden, dessen Harzgehalt so bemessen ist, daß auch die trockenen Faserstränge mit der zu ihrer einwandfreien Bindung erforderlichen Harzmenge durchtränkt werden können.
5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Ziehdüse einer bekannten Zieheinrichtung eine Spritzvorrichtung angeordnet ist, die es gestattet, wahlweise ein Gemisch von Harz und Schnittfasern oder Schnittfasern allein zu verspritzen.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzvorrichtung eine Leitschablone vorgeordnet ist, deren Profilbild aus Bohrungen in Anzahl der erforderlichen Faserstränge gebildet ist und die das vergrößerte Profil des herzustellenden Teiles zeigt.
7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen der Spritzvorrichtung in eine unmittelbar vor der Ziehdüse angeordneten Vorkammer münden.

In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 321217; französische Patentschriften Nr. 1108 108009, 1 146 789; USA.-Patentschrift Nr. 2787314.