DK173919B1

DK173919B1 - Process, apparatus and matrix of threads for producing composite boards, these boards and their use

Info

Publication number: DK173919B1
Application number: DK200001526A
Authority: DK
Inventors: Claus Burchardt
Original assignee: Barsmark As
Priority date: 2000-10-13
Filing date: 2000-10-13
Publication date: 2002-02-18
Also published as: DK200001526A; WO2002030657A1; AU2002210381A1

Description

i DK 173919 B1in DK 173919 B1

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af kompositpla-der som beskrevet i den indledende del af krav 1. Opfindelsen angår også et apparat til fremstilling af kompositplader, en matrix af tråde, en kompositplade og anvendelser af denne kompositplade.The present invention relates to a process for making composite panels as described in the preamble of claim 1. The invention also relates to an apparatus for manufacturing composite panels, a matrix of threads, a composite panel and applications of this composite panel.

55

Det er kendt teknologi at fremstille kompositplader af matricer, der består af tråde i forskellige materialer. En meget benyttet metode er at fremstille disse plader i forme ved varme- og trykpåvirkning af matricen med eller uden en termohærdende plastkomponent. I de tilfælde, hvor der ikke benyttes en termohærdende plastkomponent, 10 består trådene af en termoplastisk polymer, der smeltes under varmepåvirkning og udsættes for tryk, hvorefter den færdige plade fremkommer efter afkøling og hærdning. For at forstærke materialet er det kendt at blande polymertråde og glasfibre, hvor polymertrådene smeltes under kompositformningen, hvorved polymeren omslutter de ikke smeltede glasfibre, som herefter fungerer som aimeringsmateriale.It is known technology to make composite sheets of matrices made of threads of different materials. A widely used method is to make these sheets in molds by heat and pressure acting on the die with or without a thermosetting plastic component. In cases where a thermosetting plastic component is not used, the yarns consist of a thermoplastic polymer which is melted under heat and subjected to pressure, after which the finished plate appears after cooling and curing. In order to reinforce the material, it is known to mix polymer wires and glass fibers where the polymer wires are melted during the composite molding, whereby the polymer encloses the non-melted glass fibers, which then act as the bonding material.

1515

For at kompositplader fremstilles med en glat og plan overflade og en tilnærmelsesvis homogen tykkelse, er det nødvendigt at benytte fibre, der er lange og arrangeret velordnet, det vil sige, at trådene har bestemte foretrukne retninger, for eksempel i bestemte vinkler i forhold til baneretningen. Sådanne matricer af fibre kaldes væv. Den-20 ne betegnelse dækker ikke kun matricer, der er vævet, men også matricer, hvor lange, ordnede tråde er samlet ved syning. Betegnelsen væv benyttes for langfiberkomposit-ter i modsætning til “non-woven” materialer, der er blandinger afkorte fibre, som for eksempel benyttes til isolationsmåtter.In order for composite sheets to be made with a smooth and flat surface and an approximately homogeneous thickness, it is necessary to use fibers that are long and arranged well, that is, the threads have certain preferred directions, for example at certain angles relative to the web direction. . Such matrices of fibers are called tissues. This term not only covers matrices that are woven, but also matrices in which long, orderly threads are gathered during sewing. The term web is used for long-fiber composites as opposed to "non-woven" materials, which are mixtures of short fibers, which are used, for example, for insulation mats.

25 For at fremstille kompositplader i lange baner kan man benytte en såkaldt bæltepresse, som, for eksempel, kendes fra international patentansøgning W097/26397. En matrix af tråde føres igennem en opvarmningsproces og en presningsproces, hvor presningsprocessen foregår mellem trykvalser, om hvilke der løber bælter således, at kompo-sitpladen i baneform fremstilles mellem bælter på hver side af pladen. Bæltepresser er 30 imidlertid meget dyre apparater, hvorfor der er blevet udviklet andre apparater til fremstilling af kompositplader i baneform uden brug af bælterne omkring valserne.To produce composite sheets in long webs, a so-called belt press can be used, which, for example, is known from international patent application WO97 / 26397. A matrix of threads is passed through a heating process and a pressing process in which the pressing process takes place between pressure rollers, about which belts run so that the composite sheet in web form is produced between belts on each side of the plate. However, belt presses are very expensive devices, which is why other devices have been developed for making composite sheets in web form without the use of the belts around the rollers.

Disse apparater koster kun en mindre brøkdel af tilsvarende bæltepresser.These appliances only cost a small fraction of the equivalent belt presses.

2 DK 173919 B12 DK 173919 B1

Et sådant apparat er beskrevet i norsk patentansøgning NO 984275, der er en videreførelse af international patentansøgning W098/31857. I dette apparat fremstilles kom-positplader i baneform ud fra et væv af polymertråde og armeringstråde, fortrinsvis 5 glasfibre. Vævet føres igennem en første opvarmningszone, hvor vævet opvarmes ved varmestråling til en første temperatur. Herefter føres vævet over et antal varme stave, der opvarmer vævet til over smeltetemperaturen. Efter dette opvarmningstrin nedkøles vævet og udsættes for pres for at forme selve kompositplademe. Under presningen lægger den smeltede polymer sig omkring glastrådene, hvorved kompositten dannes 10 med en mere eller mindre glat overflade.Such an apparatus is described in Norwegian patent application NO 984275, which is a continuation of international patent application WO98 / 31857. In this apparatus, composite sheets are made in web form from a web of polymer wires and reinforcing wires, preferably 5 glass fibers. The tissue is passed through a first heating zone, where the tissue is heated by heat radiation to a first temperature. Thereafter, the tissue is passed over a number of hot rods which heat the tissue above the melting temperature. After this heating step, the tissue is cooled and subjected to pressure to form the composite plates themselves. During pressing, the molten polymer settles around the glass wires, thereby forming the composite with a more or less smooth surface.

Denne metode har en del ulemper. For at bevirke en fuldstændig smeltning af vævet, udsættes vævet for en stærk varmestråling i et forvarmningstrin. Dette forvarmnings-trin har den ulempe, at der opnås en temperatur på ydersiden af vævet, der er omkring 15 nedbrydningstemperaturen for polymeren, for eksempel 230°C for polypropylen, forkortet PP, mens temperaturen midt i vævet er meget lavere, for eksempel 140°C, og ofte under smeltetemperaturen, som for PP er 165°C. Vævet gennemgår altså en nedbrydning af de yderste polymerfibre, hvilket er yderst uhensigtsmæssig, men hvilket man accepterer for at opnå den nødvendige opvarmning til den sluttelige temperatur, 20 hvor polymeren er smeltet til konsolidering af kompositpladen.This method has some disadvantages. To effect complete melting of the tissue, the tissue is subjected to a strong heat radiation in a preheating step. This preheating step has the disadvantage of obtaining a temperature on the outside of the web which is about the degradation temperature of the polymer, e.g. 230 ° C for polypropylene, shortened PP, while the temperature in the middle of the web is much lower, for example 140 ° C, and often below the melting temperature, which for PP is 165 ° C. The tissue thus undergoes degradation of the outer polymer fibers, which is highly inconvenient, but which is accepted to obtain the necessary heating to the final temperature at which the polymer is fused to consolidate the composite sheet.

En yderligere ulempe, når vævet varmes op til smeltetemperatur først, hvorefter det presses ved en lavere temperatur, er manglende homogenisering i materialet. Homogenisering er funktionen, hvor polymeren smelter fuldstændigt og derefter omslutter 25 armeringsmaterialet.A further disadvantage when the tissue is heated to melt temperature first and then pressed at a lower temperature is the lack of homogenization in the material. Homogenization is the function where the polymer completely melts and then encloses the reinforcing material.

Hidtil kendte systemer er nødt til at køre med en relativ høj hastighed for at minimere tidsrummet mellem opvarmningen og den efterfølgende presning med de kolde valser.Previously known systems have to run at a relatively high speed to minimize the time between the heating and the subsequent pressing with the cold rollers.

Men ved høj hastighed formår man ikke at varme vævet op til den rette arbejdstempe-30 ratur, som ligger et godt stykke over smeltetemperaturen og helst tæt op ad nedbrydningstemperaturen. Dette er en af grundene, hvorfor der benyttes forvarmningstrin med varmestråling i kendte systemer. Man har dog endnu ikke kunnet løse dette pro- 3 DK 173919 B1 blem fuldstændigt, idet en hurtig proceshastighed resulterer i en dårlig opvarmning og en utilfredsstillende homogenisering af materialet, mens en langsom proceshastighed resulterer i en bedre opvarmning, men til gengæld er tiden, indtil vævet når presnings-valserne, lang, hvorved presningen foregår ved en for lav temperatur, hvilket også 5 resulterer i en utilfredsstillende homogenisering.However, at high speed, the tissue cannot be heated to the proper working temperature, which is well above the melting temperature and preferably close to the decomposition temperature. This is one of the reasons why preheating steps with heat radiation are used in known systems. However, this problem has not yet been solved completely, as a rapid process speed results in poor heating and unsatisfactory homogenization of the material, while a slow process speed results in better heating, but in time, until the web reaches the pressing rollers, long, whereby the pressing takes place at too low a temperature, which also results in unsatisfactory homogenization.

Der er andre ulemper forbundet ved brug af de konventionelt fremstillede komposit-ptader. Det er ofte ønskeligt, at fremstille andre former af kompositplader end lange baner. Til en vis grad er det muligt at gensmelte kompositplademe og genforme disse, 10 men dette er en langsommelig og vanskelig proces, der tilmed er energikrævende, og mere avancerede former end baneformer, for eksempel runde beholdere, er ikke muligt på enkel vis at forme med banematerialet som udgangspunkt. rThere are other disadvantages associated with the use of the conventionally manufactured composite patches. It is often desirable to manufacture other types of composite panels than long webs. To some extent, it is possible to re-melt the composite sheets and reshape them, but this is a slow and difficult process that is also energy intensive, and more advanced forms than web forms, such as round containers, cannot be easily molded with the starting material as a starting point. r

Det er formålet med opfindelsen at angive en fremgangsmåde og apparat til fremstil-15 ling af kompositplader af et væv, hvor de ovennævnte ulemper undgås, og hvor opvarmningen af vævet med varmestråling ikke er nødvendig.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the invention to provide a method and apparatus for producing composite sheets of a tissue where the above disadvantages are avoided and where the heating of the tissue by heat radiation is not necessary.

Dette formål opnås ved en fremgangsmåde af den indledningsvis nævnte type, som er særpræget som beskrevet i den kendetegnende del af krav 1.This object is achieved by a method of the type mentioned in the introduction, which is distinctive as described in the characterizing part of claim 1.

2020

Ved den ovennævnte betegnelse, matrix af fibre, forstås en komposit, hvori der kan indgå korte, non-woven fibre, der er syet eller presset sammen, og/eller lange fibre, som er vævet eller syet sammen. I det følgende vil opfindelsen blive forklaret med eksemplet kompositvæv, men den vil også være anvendelig i forbindelse med de så-25 kaldte non-woven matricer af fibre.The aforementioned term, matrix of fibers, is understood to mean a composite which may include short, non-woven fibers which are sewn or compressed together and / or long fibers which are woven or sewn together. In the following, the invention will be explained by the example composite web, but it will also be applicable in connection with the so-called non-woven matrices of fibers.

Varmepåvirkningen til fremstilling af kompositplader opnås ved varmeoverførsel fra et elektrisk ledende væv eller tråde, som indgår i kompositmatricen og som opvarmes ved hjælp af elektrisk strøm. De strømledende fibre kan eksempelvis indgå i matricen 30 under selve fremstillingen, men det er også muligt, at disse fibre sammensættes med eller sys ind i matricen efterfølgende.The heat effect for the production of composite sheets is obtained by heat transfer from an electrically conductive tissue or wires contained in the composite matrix and heated by electric current. For example, the conductive fibers may be included in the matrix 30 during the fabrication itself, but it is also possible that these fibers are compounded with or sewn into the matrix subsequently.

4 DK 173919 B14 DK 173919 B1

Der findes forskellige egnede fibre, som er elektrisk ledende og som er kommercielt tilgængelige. Disse ledende fibre, som benyttes til opvarmning af for eksempel tøj, kan opvarmes til temperaturer over 200°C, endda helt op til 400°C, hvilket gør disse fibre egnede til opvarmningen af vævet. Opvarmes matricen til en temperatur, der lig-5 ger over smeltetemperaturen for polymeren i matricen, for eksempel 200°C for polypropylen, sammensmeltes de ledende fibre med polymeren og eventuelt øvrige fibre i matricen. Det er forudsat, at de ledende fibres smeltetemperatur ligger over smeltetemperaturen af polymeren i matricen.There are various suitable fibers which are electrically conductive and which are commercially available. These conductive fibers used for heating, for example, clothing, can be heated to temperatures above 200 ° C, even up to 400 ° C, making these fibers suitable for heating the tissue. If the matrix is heated to a temperature which is above the melting temperature of the polymer in the matrix, for example 200 ° C for polypropylene, the conductive fibers are fused with the polymer and optionally other fibers in the matrix. It is assumed that the melting temperature of the conductive fibers is above the melting temperature of the polymer in the matrix.

10 I hidtidige kendte processer til fremstilling af kompositplader, som indledningsvis beskrevet, har det været meget vanskeligt at fremstille kompositplader med en større tykkelse end nogle fa millimeter. Problemet er, at vævet under opvarmning med varmestråling eller kontaktvarme har en betydelig temperaturgradient fra ydersiden til midten af vævet, hvilket betyder nedbrydning af polymeren på ydersiden af vævet 15 inden vævet er smeltet i midten af kompositten. Eksisterende kompositplader er derfor ufuldstændig sammensmeltet med ikke optimale egenskaber til følge. Disse ulemper har kompositplader fremstillet ifølge opfindelsen ikke, idet selv tykke væv med indlejrede strømledende fibre kan opvarmes indefra. Opfindelsen er derfor et stort fremskridt på dette område. Endvidere er det muligt at opvarme væv, der har store tykkel-20 sesvariationer, jævnt, idet de tykke områder vil have flere strømledere end de tynde, hvorved der vil blive afsat mere effekt, og dermed varme, i de tykke områder. Det har hidtil ikke været muligt at fremstille termoplastisk kompositter, især i baner, med udpræget tykkelsesvariation.In prior art processes for making composite boards, as initially described, it has been very difficult to produce composite boards with a thickness greater than a few millimeters. The problem is that the tissue under heating with heat radiation or contact heat has a significant temperature gradient from the outside to the middle of the tissue, which means degradation of the polymer on the outside of the tissue 15 before the tissue is melted in the middle of the composite. Existing composite panels are therefore incompletely fused, resulting in non-optimal properties. These disadvantages do not have composite sheets made according to the invention, since even thick fabrics with embedded conductive fibers can be heated from the inside. The invention is therefore a major step forward in this field. Furthermore, it is possible to heat tissues having large thickness variations evenly, since the thick areas will have more current conductors than the thin ones, thereby providing more power, and thus heat, in the thick areas. So far, it has not been possible to make thermoplastic composites, especially in webs, with pronounced thickness variation.

25 Under fremstillingen af kompositplader opvarmes vævet og udsættes for pres ved en temperatur, hvor mindst én, dog fortrinsvis én, af kompositmaterialeme smelter. Typisk er kompositten fremstillet af polymertråde, der ved smeltning lægger sig omkring armeringsfibre, såsom glas, og eventuelt andre fibre i kompositten. Presset kan foregå ved, at vævet ved en temperatur over polymerens smeltetemperatur placeres mellem to 30 trykplader, der derefter føres sammen indtil en forudbestemt afstand. Den derved dannede kompositplade vil derefter maksimalt have denne forudbestemte afstand. Alternativt kan presset foregå ved, at en bane af væv føres imellem et par valser, der er ju- 5 DK 173919 B1 steret til en vis afstand eller en vis kraftpåvirkning, hvorved kompositpladen dannes som en lang bane, der efter afkøling, hvor polymeren hærder, afhængig af bøjeligheden kan rulles sammen til videre transport.During the manufacture of composite sheets, the fabric is heated and subjected to pressure at a temperature at which at least one, but preferably one, of the composite materials melts. Typically, the composite is made of polymer threads which, upon melting, settle around reinforcing fibers, such as glass, and optionally other fibers in the composite. The pressure can be effected by placing the tissue at a temperature above the melting temperature of the polymer between two 30 pressure plates which are then brought together to a predetermined distance. The composite sheet thus formed will then have a maximum of this predetermined distance. Alternatively, the pressing may be effected by moving a web of tissue between a pair of rollers which are adjusted to a certain distance or a certain force effect, thereby forming the composite sheet as a long web which, upon cooling, where the polymer cures , depending on the flexibility can be rolled up for further transport.

5 Opvarmningen af vævet, som foregår ved strømledning igennem vævet, kan opnås ved at føre vævet over en første og en anden valse, hvor der mellem disse valser er et elektrisk potentiale til forsyning af strøm til de ledende fibre af vævet mellem den første og den anden valse. Sådanne to valser, der virker som elektroder, kan med fordel være anbragt henholdsvis før og efter presformen. Det er dog også muligt, at det 10 elektriske potentiale tilvejebringes mellem en første valse og selve presformen.The heating of the tissue by conducting current through the tissue can be achieved by passing the tissue over a first and a second roller, where between these rollers there is an electrical potential for supplying current to the conductive fibers of the tissue between the first and the second. second roller. Such two rollers, which act as electrodes, may advantageously be disposed respectively before and after the mold. However, it is also possible that the electric potential is provided between a first roller and the mold itself.

Endvidere er det muligt at vævet udsættes for flere presforme, hvor forskellige elektri-, ske potentialer kan tilvejebringes mellem et antal forskellige valser og presforme, hvorved en trinvis opvarmning kan opnås, såfremt dette skulle være hensigtsmæssigt.Furthermore, it is possible that the web is subjected to multiple molds, where different electrical potentials can be provided between a number of different rollers and molds, whereby a stepwise heating can be obtained, if appropriate.

15 Vævet kan være udformet på forskellig vis og omfatte tråde af polymer af PP, PET eller PTFE, samt tråde af et armeringsmateriale, for eksempel glasfibre, kulfibre, ar-midfibre, kevlar fibre, metalfibre, kulcoatede glasfibre, plantefibre og andre organiske fibre eller kunststoffibre.The fabric may be formed in various ways and include strands of polymer of PP, PET or PTFE, as well as strands of a reinforcing material, e.g. synthetic fibers.

2020

Derudover indeholder et væv ifølge opfindelsen ligeledes strømledende fibre. De strømledende fibre i vævet kan, for eksempel være kulfibre eller metalfibre, der er vævet eller syet ind i et væv af polymerfibre og armeringsfibre, fortrinsvis glasfibre.In addition, a tissue according to the invention also contains conductive fibers. The conductive fibers in the web may, for example, be carbon fibers or metal fibers woven or sewn into a web of polymer fibers and reinforcing fibers, preferably glass fibers.

Det er dog også muligt, at armeringsfibrene udgør de strømledende tråde. Kulfibre kan 25 eksempelvis udgøre armeringsmaterialet. Men også glasfibre som armeringsmateriale kan gøres strømledende ved at belægge overfladen med et ledende materiale.However, it is also possible that the reinforcing fibers form the conductive wires. For example, carbon fibers may constitute the reinforcing material. But also glass fibers as reinforcing material can be made conductive by coating the surface with a conductive material.

Det har vist sig, at væv er især anvendelig, såfremt andelen af armeringsfibrene i vævet er mellem 40% og 80%, fortrinsvis mellem 60% og 70%, og allerhelst 60%.Tissues have been found to be particularly useful if the proportion of the reinforcing fibers in the tissue is between 40% and 80%, preferably between 60% and 70%, and most preferably 60%.

Afkølingsprocessen af vævet efter presningen kan foregå på forskellig vis, men det er foretrukket, at vævet udsættes for koldvalsetryk af mindst én roterende koldvalse. Val- 30 6 DK 173919 B1 sen virker som en yderligere formning af kompositpladen, hvor kompositpladen eksempelvis udsættes for en strukturering af overfladen. En sådan strukturering, hvori der ligeledes kan indgå en prægning af overfladen i form af for eksempel møstre eller logoer, kan dog også foretages under presningsprocessen i varm tilstand.The cooling process of the tissue after pressing can take place in various ways, but it is preferred that the tissue be subjected to cold rolling pressure by at least one rotating cold roll. The roller acts as a further shaping of the composite sheet, where the composite sheet is subjected, for example, to a structuring of the surface. However, such a structuring, which may also include an embossing of the surface in the form of, for example, patterns or logos, can also be done during the hot pressing process.

55

Det er nødvendigt, at der kan skabes kontakt mellem strømkilden og de strømledende fibre i vævet. Dette kan opnås ved direkte kontakt med strømledende fibre på vævets yderside. I en videreudvikling af opfindelsen er matricen forsynet med kontaktbaner, for eksempel langs siden af banen, til elektrisk kontakt med dertil passende skøjter 10 eller ruller.It is necessary that contact can be made between the power source and the conductive fibers in the tissue. This can be achieved by direct contact with conductive fibers on the outside of the tissue. In a further development of the invention, the matrix is provided with contact webs, for example along the side of the web, for electrical contact with appropriate skates 10 or rollers.

Disse kontaktbane vil være tilgængelig også efter varme- og trykbehandling af vævet ved formning af kompositbanen. Ved at lede strøm igennem den færdige kompositba-ne ved hjælp af kontaktbaneme, kan kompositten opvarmes ved senere brug. Derved 15 er der mulighed for en helt ny type anvendelse af termoplastiske kompositter.These contact paths will also be available after heat and pressure treatment of the tissue by forming the composite web. By passing current through the finished composite web by means of the contact paths, the composite can be heated for later use. This allows for a whole new type of use of thermoplastic composites.

Der er mange eksempler på anvendelser, hvor det er ønskeligt at postforme kompositten efter den egentlige fremstilling af den konsoliderede komposit. Derved opvarmes kompositten til en temperatur, som er under smeltetemperaturen, men dog høj nok til 20 plastisk deformation af kompositten. Ved at sende mere strøm igennem nogle områder i kompositten, kan der foretages en differentieret formning, idet disse områder vil være blødere end andre områder. Endvidere er det muligt at deformere selv relativ tykke områder, hvilket ikke før har været muligt, idet opvarmning udefra førte til en smeltning af materialet på ydersiden, inden materialet var helt gennemvarmet og plastisk.There are many examples of applications where it is desirable to post mold the composite after the actual preparation of the consolidated composite. Thereby, the composite is heated to a temperature which is below the melting temperature, yet high enough for plastic deformation of the composite. By transmitting more current through some areas of the composite, a differentiated shaping can be made as these areas will be softer than other areas. Furthermore, it is possible to deform even relatively thick areas, which has not been possible before, since heating from the outside led to a melting of the material on the outside before the material was completely heated and plastic.

2525

Opvarmning af kompositten er endvidere en nyttig egenskab ved en komposit ifølge opfindelsen. Således kan en sådan komposit på enkel vis holdes frostfrit i kolde områder, for eksempel ved anvendelse til foder- eller drikketruge ved udendørs husdyrbrug om vinteren.Further, heating of the composite is a useful property of a composite of the invention. Thus, such a composite can easily be kept frost-free in cold areas, for example when used for feed or drinking troughs in outdoor livestock farming in winter.

Anvendes sådanne kompositplader til vægge i kølerum eller køleskabe, opnås en afrimning af væggene på meget enkel og hurtig vis ved opvarmning af kompositten. IIf such composite panels are used for walls in cold rooms or refrigerators, defrosting of the walls is achieved very simply and quickly by heating the composite. IN

30 7 DK 173919 B1 større kølerum vil der kunne opnås en fuldstændig afrimning og tørring af væggene, inden kølerummet er varmet op, hvorved der spares store energimængder til opvarmning afkølerummet og den følgende nedkøling afkølerummet.30 7 DK 173919 B1 larger cooling rooms a complete defrosting and drying of the walls will be possible before the cooling room is heated, thereby saving large amounts of energy for heating the cooling room and the subsequent cooling of the cooling room.

5 Kompositten er endvidere meget anvendeligt til rum, der kræver opvarmning, og især, såfremt der kræves en meget jævn opvarmning uden betydelige varmegradienter.Furthermore, the composite is very useful for rooms requiring heating, and especially if very even heating is required without significant heat gradients.

En yderligere anvendelse af kompositten er på indervægge af campingvogne eller togvogne, hvor det er en kendt gene i de koldere årstider, at væggene er kolde. Ved en 10 komposit ifølge opfindelsen, kan indervæggen varmes op på simpel vis, hvorved denne gene kan undgås.A further application of the composite is to the interior walls of caravans or caravans, where it is a known nuisance in the colder seasons that the walls are cold. In a composite according to the invention, the inner wall can be heated simply by means of which this nuisance can be avoided.

En anden yderligere anvendelse af det ledende kompositmateriale er som afskærmningsvægge for elektronisk udstyr, eksempelvis i militære mobile eller stationære 15 anlæg. Denne afskærmning kan eksempelvis udnyttes for at modvirke aflytning.Another further use of the conductive composite material is as shielding walls for electronic equipment, for example in military mobile or stationary systems. This shielding can be utilized, for example, to prevent eavesdropping.

Under fremstilling af kompositbanen er det endvidere muligt at pålægge et overfladelag på kompositbanen, for eksempel et kunststof eller metallag. Endvidere kan overfladen af kompositbanen struktureres, hvis dette skulle være hensigtsmæssigt.In addition, during the manufacture of the composite web, it is possible to apply a surface layer to the composite web, for example a plastic or metal layer. Furthermore, the surface of the composite web can be structured if appropriate.

2020

Opfindelsen vil blive forklaret yderligere med henvisning til tegningen, hvor FIG. 1 illustrerer fremstilling af en kompositplade ifølge opfindelsen, FIG. 2 illustrerer en anden fremstillingsmetode ifølge opfindelsen, FIG. 3 illustrerer en tredje fremstillingsmetode ifølge opfindelsen, 25 FIG. 4 illustrerer en fjerde fremstillingsmetode ifølge opfindelsen, FIG. 5 viser en matrice 1 ifølge opfindelsen som set ind mod den flade side, FIG. 6 viser en alternativ fremstillingsmetode til kompositplader ifølge opfindelsen, hvor kompositpladen er formet som et rør, FIG. 7 viser en anden alternativ fremstillingsmetode til kompositplader ifølge opfin-30 delsen, hvor kompositpladen er formet som et rør.The invention will be further explained with reference to the drawing, in which FIG. 1 illustrates the preparation of a composite sheet according to the invention, FIG. 2 illustrates another manufacturing method according to the invention, FIG. 3 illustrates a third manufacturing method according to the invention, FIG. 4 illustrates a fourth manufacturing method according to the invention, FIG. 5 shows a die 1 according to the invention as viewed towards the flat side; FIG. 6 shows an alternative method of manufacturing composite panels according to the invention, wherein the composite panel is shaped like a pipe, FIG. 7 shows another alternative manufacturing method for composite sheets according to the invention, wherein the composite sheet is shaped like a pipe.

8 DK 173919 B1 FIG. 1 illustrerer fremstilling af en kompositplade ifølge opfindelsen. Vævet 1 tilføres maskinen ifølge opfindelsen ved hjælp af et par tilførselsvalser 2, 2’. Herefter føres matricen igennem et sæt første valser 4, 4’ og et andet sæt valser 6, 6\ imellem hvilke der er tilvejebragt et elektrisk potentiale 8, der bevirker, at der går en strøm, jævn-5 strøm eller vekselstrøm, igennem vævet 1 fra de første valsesæt 4, 4’ til det andet valsesæt 6, 6’, hvilket fører til opvarmning af vævet 1. Strømmen er valgt således, at der bevirkes en smeltning af polymerfibre i vævet 1. Ved hjælp af trykvalser 3, 3’, der kan være opvarmet men ikke nødvendigvis er opvarmet, sammenpresses det delvis smeltede væv 1 med tryk P for at danne en kompositbane 5. Denne bane 5 udsættes 10 eventuelt for yderligere pres, for eksempel fra valserne 6, 6’, inden kompositbanen afkøles til konsolidering af den færdige komposit 7.8 DK 173919 B1 FIG. 1 illustrates the preparation of a composite sheet according to the invention. The tissue 1 is supplied to the machine according to the invention by means of a pair of feed rolls 2, 2 '. Thereafter, the matrix is passed through a set of first rollers 4, 4 'and a second set of rollers 6, 6 \ between which is provided an electrical potential 8 which causes a current, DC current or alternating current to pass through the web 1. from the first roll sets 4, 4 'to the second roll sets 6, 6', which leads to heating of the tissue 1. The flow is selected so as to cause a melting of polymer fibers in the tissue 1. By means of pressure rollers 3, 3 ', which may be heated but not necessarily heated, the partially melted web 1 is compressed by pressure P to form a composite web 5. This web 5 may be subjected to additional pressure, for example, from the rollers 6, 6 ', before the composite web is cooled for consolidation. of the finished composite 7.

FIG. 2 illustrerer en fremstillingsmetode ifølge opfindelsen, hvor det elektriske potentiale er mellem det første sæt valser 4,4’ og trykvalseme 3,3’.FIG. 2 illustrates a method of manufacture according to the invention wherein the electric potential is between the first set of rollers 4,4 'and the pressure rollers 3,3'.

15 FIG. 3 illustrerer en fremstillingsmetode ifølge opfindelsen, hvor vævet udsættes for tryk fra et sæt trykplader 10, 10’. Det elektriske potentiale er tilvejebragt mellem det første sæt valser 4, 4* og trykpladerne 10, 10’.FIG. 3 illustrates a method of preparation according to the invention in which the tissue is subjected to pressure from a set of printing plates 10, 10 '. The electrical potential is provided between the first set of rollers 4, 4 * and the pressure plates 10, 10 '.

20 Som alternativ til trykplader eller trykvalser kan der ligeledes benyttes bæltepresser.20 As an alternative to pressure plates or pressure rollers, belt presses can also be used.

FIG. 4 illustrerer en fremstillingsmetode ifølge opfindelsen, hvor der er tilvejebragt forskellige elektriske potentialer 8, 8’, 8” imellem flere sæt valser, 4, 4’, 9, 9’, 3, 3’ samt 6, 6’. Matricen i denne proces udsættes for tryk mellem trykvalseme 3, 3’, men 25 det er ligeledes muligt at udsætte matricen for tryk mellem de øvrige valser, hvis dette skulle være hensigtsmæssigt.FIG. 4 illustrates a method of manufacture according to the invention in which various electrical potentials 8, 8 ', 8' are provided between several sets of rollers, 4, 4 ', 9, 9', 3, 3 'and 6, 6'. The matrix in this process is subjected to pressure between the pressure rollers 3, 3 ', but it is also possible to subject the matrix to pressure between the other rollers, if this is appropriate.

Afstanden mellem de forskellige sæt valser, 4, 4’, 6, 6’, 3, 3’, 9, 9’ kan varieres efter behov. En lang afstand mellem valserne medfører, at produktionshastigheden kan 30 vælges højere end ved kendte teknikker.The distance between the different sets of rollers, 4, 4 ', 6, 6', 3, 3 ', 9, 9' can be varied as required. A long distance between the rollers means that the production speed can be chosen higher than by known techniques.

9 DK 173919 B1 FIG. 5 viser en matrice 1 ifølge opfindelsen som set ind mod den flade side. Der er ligeledes vist en tilførselsvalse 2 samt én af tiykvalseme 3. Matricen er forsynet med kontaktbaner II, 1Γ der er beregnet til kontaktering med ydre kontaktruller 12, 12’, kontaktskøjter eller lignende, for at tilvejebringe opvarmning af matricen 1 under 5 formningen. Imellem kontaktrulleme 12, 12’ er der tilvejebragt et elektrisk potentiale 8. Det er forudsat i dette tilfælde, at de strømledende fibre forløber på tværs af matricen eller under en mindre vinkel med matricens tværretning, for på den måde at sikre, at der kan løbe en elektrisk strøm mellem kontaktrulleme 12, 12’. I en foretrukket udførelsesform af opfindelsen vil de ledende baner efter konsolidering af kompositbanen 10 7 stadigvæk være tilgængelige for kontaktering. På denne måde kan der på enkel vis foretages en postformning på et senere tidspunkt, som diskuteret ovenfor.9 DK 173919 B1 FIG. 5 shows a matrix 1 according to the invention as viewed towards the flat side. Also shown is a feed roller 2 and one of the roller mills 3. The die is provided with contact paths II, 1Γ intended for contacting with outer contact rollers 12, 12 ', contact skates or the like, to provide heating of the die 1 during molding. An electrical potential 8 is provided between the contact rollers 12, 12 '. In this case, it is assumed that the conductive fibers extend transversely of the die or at a smaller angle with the transverse direction of the die, so as to ensure that it can run. an electric current between the contact rollers 12, 12 '. In a preferred embodiment of the invention, after conducting the composite web 107, the conductive webs will still be available for contacting. In this way, a post forming can be made at a later stage as discussed above.

FIG. 6 viser en alternativ fremstillingsmetode til kompositplader ifølge opfindelsen, hvor kompositpladen er formet som et rør. Dette kompositrør fremkommer, ved at en 15 strømpe af fibre 1, fortinsvis væv, trækkes over en indre form 14, for eksempel en stålcylinder der er teflon-belagt. Herefter opvarmes vævet 1 ved at sende strøm igennem to kontaktbaner 11, 1Γ, der forløber eksempelvis på langs med eller på tværs af strømpen, eller som forløber i diagonale baner. For at udøve tryk på matricen af fibre, er strømpen om givet af en ydre presform 13.FIG. 6 shows an alternative method of manufacturing composite sheets according to the invention, wherein the composite sheet is shaped like a pipe. This composite tube is obtained by pulling a stocking of fibers 1, preferably tissue, over an inner mold 14, for example a Teflon-coated steel cylinder. Thereafter, the tissue 1 is heated by passing current through two contact paths 11, 1Γ which extend, for example, longitudinally or transversely of the stocking or which extend in diagonal paths. In order to exert pressure on the matrix of fibers, the sock is provided by an outer mold 13.

20 Rørformede kompositplader kan også fremstilles ved diagonal omvikling af en cylindrisk stålform 14 med en lang baneformet matrix ifølge opfindelsen, som illustreret på FIG. 7. Matricen 1 er hensigtsmæssigt fremstillet med tre kontaktbaner, nemlig to kontaktbaner, 11, 1Γ, langs siderne, samt en tredje bane 11”, for eksempel midt på 25 kompositbanen 1. Ved diagonal omvikling vil kontaktbaneme 11, ΙΓ kunne være i indbyrdes kontakt. Strøm igennem matricen opnås da ved egnet kontaktering af strømkilden til den midterste kontaktbane 11” samt til mindst én af kontaktbaneme II, 11' på siden af matricen, t« 30 At fremstille rør af kompositten ifølge opfindelsen indebærer en stor fordel. For det første vil sådanne rør efterfølgende kunne opvarmes ved at lede strøm igennem de strømledende fibre. Herved opnås en type rør, der på let vis kan holdes frostfne i kolde 10 DK 173919 B1 områder, eller som kan benyttes til generel opvarmning af væske i rørene. Endvidere er det muligt på let vis at opvarme disse rør til en temperatur, der er nødvendigt for at dræbe bakterier og lignende i rørene. Dette aspekt har stor interesse i hospitalssektoren, hvor rør ifølge hidtil praksis kun kan renses utilfredsstillende eller hvor en grun-5 dig rensning kun kan gennemføres med betydelige omkostninger til følge.Tubular composite plates can also be made by diagonally wrapping a cylindrical steel mold 14 with a long web-shaped matrix according to the invention, as illustrated in FIG. 7. The die 1 is conveniently made with three contact paths, namely two contact paths, 11, 1Γ, along the sides, and a third path 11 ", for example in the middle of the composite path 1. In diagonal winding, the contact paths 11, ΙΓ may be in mutual contact . Current through the matrix is then obtained by suitable contacting of the power source to the middle contact path 11 "as well as to at least one of the contact paths II, 11 'on the side of the matrix, to produce tubes of the composite according to the invention offers a great advantage. First, such pipes can subsequently be heated by passing current through the conductive fibers. Hereby a type of pipe is obtained which can easily be kept frost-free in cold areas or which can be used for general heating of liquid in the pipe. Furthermore, it is possible to readily heat these tubes to a temperature necessary to kill bacteria and the like in the tubes. This aspect is of great interest in the hospital sector where, according to practice, pipes can only be satisfactorily cleaned or where a thorough cleaning can only be carried out with considerable costs.

Endvidere vil en opvarmning af rørene lokalt være hensigtsmæssig ved bøjning eller anden tilpasning af rør under installation.In addition, heating the pipes locally would be appropriate for bending or other fitting of pipes during installation.

10 Opvarmning af kompositten med de strømledende fibre kan også bevirkes ved teknik ker, der omfatter magnetisk induktion, hvor der i de strømledende fibre ved hjælp af varierende magnetfelter induceres en strøm. Fordelene ved denne form for teknik er, at der ikke er behov for kontaktering, for eksempel ved hjælp af kontaktbaner. Desuden er det ikke påkrævet ved en sådan opvarmning, at de strømlcdende fibre ligger i be-15 stemte retninger eller mønstre.Heating of the composite with the conductive fibers may also be effected by techniques involving magnetic induction, in which a current is induced in the conductive fibers by varying magnetic fields. The advantages of this kind of technique are that no contact is needed, for example by means of contact paths. Furthermore, such heating is not required so that the flowing fibers lie in certain directions or patterns.

Princippet, hvor strømførende tråde benyttes til opvarmning af kompositplader, kan ligeledes anvendes ved kompositplader, der indeholder termohærdende polymerer.The principle in which live conductors are used for heating composite sheets can also be used for composite sheets containing thermosetting polymers.

Claims

1. Fremgangsmåde til fremstilling af lcompositplader, hvor et matrix af tråde af mindst to forskellige materialer, gennemgår en opvarmningsproces til en temperatur, hvor 5 mindst ét af materialerne i matricen smelter, udsættes for en presningsproces med mindst én presform, der omfatter mindst to faste presobjekter, imellem hvilke matricen i varm tilstand udsættes for pres, og efterfølgende afkøles, kendetegnet ved, at matricen indeholder strømledende tråde og at matricen opvarmes ved strømføring igennem de strømledende tråde. 10A method of making composite sheets wherein a matrix of threads of at least two different materials undergoes a heating process to a temperature at which 5 at least one of the materials in the matrix melts is subjected to a pressing process having at least one press mold comprising at least two solids. pressure objects between which the matrix is subjected to hot pressure and subsequently cooled, characterized in that the matrix contains conductive wires and that the matrix is heated by flowing through the conductive wires. 10

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1,kendetegnet ved, at den ene af de to faste presobjekter er en trykplade, valse eller bæltepresse.Method according to claim 1, characterized in that one of the two fixed press objects is a printing plate, roller or belt press.

3. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, 15 kendetegnet ved, at matricen føres over en første valse og en efterfølgende anden valse, hvor der mellem valserne er et elektrisk potentiale til forsyning af strøm til de ledende tråde af vævet mellem den første og den anden valse.Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the die is passed over a first roller and a subsequent second roller, where between the rollers there is an electric potential for supplying current to the conductive wires of the web between the first and second roller.

4. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, 20 kendetegnet ved, at matricen omfatter tråde af polymer, fortrinsvis PP, PET eller PTFE, samt tråde af et armeringsmateriale, fortrinsvis glasfibre.Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the matrix comprises strands of polymer, preferably PP, PET or PTFE, as well as strands of a reinforcing material, preferably glass fibers.

5. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at de strømledende tråde omfatter armeringstråde, der er be- 25 lagt med strømledende materiale.Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the conductive wires comprise reinforcing wires coated with a conductive material.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 4 eller 5, kendetegnet ved, at armeringstrådene indbefatter glasfibre og at deres andel i matricen er mellem 40% og 80%, fortrinsvis mellem 60% og 70%, og allerhelst 60%. 30 DK 173919 B1Method according to claim 4 or 5, characterized in that the reinforcing wires include glass fibers and that their proportion in the matrix is between 40% and 80%, preferably between 60% and 70%, and most preferably 60%. 30 DK 173919 B1

7. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at matricen struktureres på overfladen under presningsprocessen i varm tilstand, og/eller ved presning under afkølingsprocessen.Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the matrix is structured on the surface during the hot state pressing process and / or by pressing during the cooling process.

8. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at matricen opvarmes i det mindste delvist ved hjælp af magnetisk induktion.Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the matrix is heated at least partially by magnetic induction.

9. Apparat til fremstilling af kompositplader ved udøvelse af fremgangsmåden ifølge 10 krav 1-8, kendetegnet ved, at det omfatter en presform og en opvarmningsenhed, der har mindst to elektroder, som kan komme i elektrisk kontakt med de strømledende tråde i matricen.Apparatus for producing composite sheets in the practice of the method according to claims 1 to 8, characterized in that it comprises a mold and a heating unit having at least two electrodes which can come into electrical contact with the conductive wires in the matrix.

10. Apparat ifølge krav 9, kendetegnet ved, at presformen er en trykplade, 15 trykvalse eller bæltepresse.Apparatus according to claim 9, characterized in that the press mold is a pressure plate, a pressure roller or a belt press.

11. Apparat ifølge krav 9 eller 10, kendetegnet ved, at elektroderne er i form af kontaktruller eller kontaktskøjter for kontaktering til kontaktbaner på matricen.Apparatus according to claim 9 or 10, characterized in that the electrodes are in the form of contact rolls or contact skates for contacting contact paths on the matrix.

12. Matrix af tråde til fremstilling af kompositplader, hvor matricen har mindst to ty per tråde, hvor en første type tråde består af polymer og en anden type tråde består af et aimeringsmateriale, kendetegnet ved, at matricen indeholder lange tråde, der er strømledende.12. A matrix of yarns for making composite sheets, the matrix having at least two ty per yarn, wherein a first type of yarn is made of polymer and a second type of yarn is made of an alloy material, characterized in that the matrix contains long yarns which are conductive.

13. Matrix ifølge krav 12, kendetegnet ved, at de strømførende tråde er omfattet af den anden type tråde.Matrix according to claim 12, characterized in that the live wires are comprised of the second type of wires.

14. Kompositplade fremstillet ved udøvelse af fremgangsmåden ifølge et hvilket som helst af kravene 1 - 8. 30 DK 173919 B1A composite sheet made by carrying out the method according to any one of claims 1 - 8. 30 DK 173919 B1

15. Anvendelse af en kompositplade ifølge krav 14 til fremstilling af • foder-/drikketrug • vægge i kølerum/køleskabe • indervægge af campingvogne/togvogne 5. afskærmningsvægge for elektronisk udstyr.Use of a composite panel according to claim 14 for the manufacture of • feed / beverage troughs • walls in cold stores / refrigerators • interior walls of caravans / train wagons 5. shielding walls for electronic equipment.