NO170879B - Fjernstyrt undervannsinspeksjonsfartoey med en synsport - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av et sammensatt produkt på basis av glassfibre.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av et sammensatt produkt på basis av glassfibre i form av glassfiberarmerte elastomere produkter, elastomerbelagte glassfiber-vevnader og laminat eller lignende, og angår særskilt slike materialer der elastomeren utgjøres av neopren, klorbutyl eller lignende og kan vulkaniseres med et metalloksyd som katalysator.

En av hovedårsakene til innføring av glassfibre i elastomerer er at man ønsker å bibringe de formede elastomerproduktene en eller flere av glassfibrenes verdifulle egenskaper. De viktigste av disse er høy strekkstyrke, kjemisk inerthet og god varmebestandighet. Det har vist seg at man ikke kan utnytte glassfibrenes styrke helt når fibrene brukes i kombinasjon med elastomerer hvis man ikke oppnår en sterk og permanent forbindelse mellom elastomeren og glassfibrenes overflater.

Utviklingen av.en sterk og permanent forbindelse mellom nevnte komponenter medfører forskjellige problemer som er spesielle for glassfibrene. I motsetning til naturfibre, så som bomull, jute, silke og ull, er glassfibrene fullstendig jevne og stavlignende, hvorfor det er vanskelig å oppnå fysisk forankring av elastomeren, og glassfibrenes høye styrke kan ikke i noen større grad øke elastomer-produktets styrke. I motsetning til naturfiber, så som bomull, ull og silke eller organiske, syntetiske fibre, så som polyester ("Dacron"), polyamider (nylon) og celluloseestere (rayon), angripes glassfibrene ikke av oppløsningsmidler, eller oppmykes ved midlere temperaturer.

Man kan således ikke benytte oppløsningsmidler eller varme for å

oppnå en forbindelse mellom glassfiberoverflåtene og elastomeren.

Ettersom det er således umulig å utnytte slike fysikalske krefter for å oppnå en sterk og permanent forbindelse mellom glass-fiberoverf låtene og elastomeren, har forskningen blitt rettet mot utnyttelse av kjemiske krefter. Det har da vist seg at hydrofile grupper dominerer ved glassoverflåtene, slik at disse attraherer fuktighet sterkere enn organiske materialer, så som elastomer. I nærvær av vann eller høy luftfuktighet dannes det nesten umiddelbart en tynn vannfilm på glassfibrene, som skiller disse fra elastomermaterialet, hvorved en hver opprinnelig forbindelse mellom glassfibrene og elastomeren blir meget svakere.

Foreliggende oppfinnelse er rettet mot utviklingen av glassfiber-elastomer-system, der glassfibrene kan utnyttes bedre som armering for elastomeret ved tilvirkning av støpte eller laminerte elastomerprodukter, belagte fibre og vevnader og lignende.

En hensikt med foreliggende oppfinnelse er å oppnå en fremgangsmåte for fremstilling av glassfiber-elastomer-produkter med høy styrke, der en sterk og permanent forbindelse kan utvikles mellom glassfibrene og elastomermaterialet, hvorved produktene er i stand til å bibeholde den ønskede styrken og bøyeligheten, både i vann og i en atmosfære med høy fuktighet. Produktene er lette å fremstille og de behandlede glassfibrene kan fremstilles som et mellomprodukt for etterfølgende bruk i kombinasjon med elastomermaterialer til fremstilling av de forbedrede, glassfiberarmerte elastomerproduktene.

En lignende hensikt er å oppnå en fremgangsmåte for fremstilling av produkter bestående av glassfibre og neopren, klorbutyl, naturgummi som inneholder harpikssyrer og lignende elastomermateriale som kan vulkaniseres med metalloksyder, og blandinger av slike elastomerer med andre dermed kombinerbare elastomerer.

Med glassfibre menes her silkeglassfibre, som fremstilles

ved rask strekning av smeltede glass-stråler som kommer fra flere hull på undersiden av en glass-smelteovn, stapelglassfibre, hvilke fremstilles ved rask strekning av smeltede glass-stråler fra en glass-smelteovn ved hjelp av stråler av luft eller damp; strenger, garn og vevnader fremstilt av silkefibre eller stabelfibre, og glass-spon i form av ualminnelig tynne og bøyelige glassfilmer.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives i forbindelse med en kombinasjon av slike glassfibre og neopren eller klorbutyl som representative eksempler på elastomerer. Disse kjennetegnes av metylkloridgrupper, hvilke muliggjør vulkanisering av elastomeret i nærvær av metalloksyder. Oppfinnelsen kan også tillempes på andre elastomerer som inneholder slike metylkloridgrupper eller som vulkaniseres med metalloksyder. Oppfinnelsen angår også armering av elastomerer, der elastomerkomponenten består av neopren, klorbutyl, eller andre elastomerer som kan vulkaniseres med metalloksyder, i kombinasjon med andre elastomerer som er kombinerbare med slike,

så som naturgummi, særskilt slik gummi som inneholder harpikssyrer.

Foreliggende oppfinnelse består i prinsipp i at glassfibrene

i form av et knippe, en streng, et garn eller et vevnad forsynes med et belegg som inneholder en organisk forbindelse som i første rekke har egenskapen til å bli kombinert med elastomeret for å overføre det elastomermaterialet med hvilket glassfibrene er blandet, til en mer lettflytende tilstand, slik at den del av elastomermaterialet som kommer i trykk-kontakt med knippet av de belagte glassfibre, får lavere viskositet og således blir lettflytende for bedre og full-stendigere å kunne trenge inn i glassfiberknippet.

Oppfinnelsen kommer i det følgende til å bli belyst nærmere ved eksempler. Innholdet er beregnet på vekten der annet ikke er angitt.

Behandlingsmidlet kan påføres på glassfibrene ved bestrykning eller på annen kjent måte, f.eks. ved påsprøytning, pårulling, dypping, belegging med pute, flytebelegging eller lignende. Man foretrekker å anbringe bindemidlet direkte på de rene glassfibrene, slik som ved den beskrevne formingsbehandlingen, eller etterat den opprinnelige appreturen er fjernet, da bindemidlets bindeevne da kan utnyttes effektivere.

Kombinasjonen ifølge ovenstående er oppnådd ved at glassfibrene i fiberform, som strenger, garn, knipper eller stoffer forsynes med et belegg, hvilket som vesentlig komponent inneholder en eventuelt delvis polymerisert polyfunksjonell forbindelse som ut-gjøres av divinylbenzen, diallylbenzen eller etylendimetakrylat.

Nevnte polyfunksjonelle forbindelser er i stand til å oppløse gummi eller oppmyke eller mykgjøre den del av gummien som bringes til kontakt med denne under varme og trykk, hvorved disse deler av elastomermaterialet umiddelbart inntil gtesfiberoverflatene gjøres lettflytende i forhold til resten, slik at elastomermaterialet i kontakt med glassfibrene blir i stand til å trenge dypere inn i glassfiberknippene.

Nevnte polyfunksjonelle forbindelser kan også polymeriseres slik at slike deler av det polyfunksjonelle materialet som ikke kombineres med eller utspes av det elastomere materialet i glassfiberknippet, kan overføres til polymert tilstand for å danne en ut-fylling mellom de indre fibrene og derved beskytte disse mot øde-leggelse ved innbyrdes gnissning. Den polymeriserte, polyfunksjonelle forbindelsen i nevnte del av fiberknippet, som ikke er nådd av den mer lettflytende elastomere komponenten, bindes ved denne i det minste gjennom resten av de polyfunksjonelle forbindelser, i hvilken gummien er oppløst for oppnåelse av en suksessiv gradient som strekker seg gjennom fiberknippet fra ren polyfunksjonell polymer i det indre av knippet, over en kombinasjon av polyfunksjonelle polymer og vulkanisert gummi i den ytre delen av knippet, til ren vulkanisert gummi utenfor glassfiberknippet, idet de forskjellige gradientene inngår i et i det vesentlige isometrisk system.

De polyfunksjonelle forbindelsene som brukes ved tillempning av foreliggende oppfinnelse, som belegg på glassfibre, kan også

delta i reaksjonen for vulkanisering eller herdning av elastomermaterialet, idet dette vulkaniseres fullstendigere alene eller i kombinasjon med den polyfunksjonelle forbindelsen sammen med glassfibrene.

Den polyfunksjonelle forbindelsen, f.eks. den ovenfor beskrevne difunksjonelle forbindelsen, kan anbringes på glassfibrene under formningen for å oppnå et ubrutt belegg på hvert glassfiber,

før fibrene sammenføres til en streng eller et knippe. Da den polyfunksjonelle forbindelsen påføres for seg på de rene glassfibrene under formningen, er det ønskelig å polymerisere den polyfunksjonelle forbindelsen partielt til et lavt polymerisasjonsstadium, i hvilket den partielt polymeriserte, polyfunksjonelle forbindelsen fremdeles

er flytende, for å anbringe som belegg på de enkelte glassfibre,

og har formen av et filmdannende materiale for å beskytte glassfibrene mot nedbrytning, f.eks. ved innbyrdes gnissning ved den etterfølgende bearbeidning av de belagte glassfibrene til strenger, garn eller tekstil. Den partielt polymeriserte, polyfunksjonelle forbindelsen som således er blitt anbragt på glassfibrene, er fremdeles i stand til å oppløse eller mykgjøre elastomermaterialet for å øke flytbarheten for den del av elastomeren som kommer i kontakt med den polyfunksjonelle forbindelsen, som blir i stand til å medvirke til vulkaniseringen av det elastomere materialet, samtidig med at den vulkaniseres selv til dannelse av et helt integrert system.

Som eneste komponent i det middel som danner belegget på glassfibrene, er det ønskelig å utspe en partiell polymerisert di-eller polyfunksjone11 forbindelse med et flyktig oppløsningsmiddel, så som trikloretylen eller et annet klorert oppløsningsmiddel i tilstrekkelig mengde for å oppnå en konsentrasjon av di- eller polyfunksjonell forbindelse av 10-50$ og helst 10-30% av behandlingsmidlet. Den partielt polymeriserte, polyfunksjonelle forbindelsen kan fremstilles ved polymerisasjon av monomeren ved omtrent romtemperatur med en peroksyd eller amin som katalysator. Polymeriseringen av den polyfunksjonelle forbindelsen fra monomert eller partielt vulkanisert tilstand til fullt vulkanisert eller polymerisert tilstand kan skje ved 149 - 204°G.

Hvis den polyfunksjonelle forbindelsen skal anbringes på glassfibrene under formningen, kan den også inngå i en vanlig appretur for glassfibre i en mengde av 5-25$ av appreturen, da forbindelsen inngår sammen med andre komponenter som utgjøres av den ønskede filmdannende komponenten og smøremidlet, kan den polyfunksjonelle forbindelsen tilsettes som monomeren eller som et partielt polymerisert materiale.

I det følgende belyses tillempningen av oppfinnelsen ved bearbeidning av glassfibre i forbindelse med formning av disse. Eksempel 1.

Behandlingsmiddel: divinylbenzen, som er polymerisert partielt ved romtemperatur, løses i trikloretylen til en konsentrasjon av 25$.

Behandling: silkeglassfibre dannes ved rask strekking av smeltede stråler av glass fra åpninger i bunnen av en stuss i forbindelse med en glass-smelteovn. De dannede fibrene sammenføres av et egnet organ til dannelse av en kontinuerlig streng som rulles opp rundt den hurtig roterende trommelen som herved utgjør den drag-kraft ved hvilken de smeltede glass-strålene strekkes til fibre. Innen disse sammenføres til en streng, bringes de enkelte fibre i kontakt med en påstrykningspute, som fuktes ved konstant tilførsel av behandlingsmiddel ifølge eksempel 1, for belegg av hvert fiber med behandlingsmiddel, før fibrene sammenføres til et knippe.

I det dannede fiberknippet er således alle fibrene forsynt med et belegg av den partielt polymeriserte divinylbenzen. I partielt polymerisert tilstand innleirer og beskytter divinylbenzenen hvert fiber i strengen og medfører den ønskede smøring og bindeevne, for å holde sammen fibrene i strengen, og allikevel fortsatt ha tilstrekkelig innbyrdes bevegelse mellom de beskyttede fibrene for bearbeidning av fibrene til garn, kord, tekstil og lignende.

I det følgende skal det belyses andre preparater som kan an-vendes til behandling av glassfibre under formningen.

Eksempel 2.

40$ etylendimetakrylat

60$ dikloretylen

Eksempel 3»

8,0$ partielt dekstrinert stivelse

1,8$ hydrert, vegetabilsk olje

0,4$ kationisk fuktemiddel

3,0$ diallylbenzen

resten vann.

.Appreturen ifølge eksempel 2 og 3 kan anbringes på glassfibrene ved formningen på samme måte som appreturen ifølge eksempel 1.

I stedet for å behandle glassfibrene under formningen for å forsyne de med et belegg av den polyfunksjonelle forbindelsen i monomert eller partielt polymerisert. tilstand, er det mulig å påføre den polyfunksjonelle forbindelsen etterat fibrene er vindet opp i form av en streng, garn eller et knippe eller vevd til et tekstil. Ved påføring etter bearbeiding av fibrene til streng, garn eller tekstil er det ønskelig, om enn ikke uunngåelig nødvendig å impregnere glassfibersystemet etterat den først påførte appreturen er fjernet, f.eks. ved vasking eller brenning, ved opphetning av tek-stilen eller fibrene til 482-621°C i oksyderende atmosfære for bortbrenning av appreturen fra glassfiberoverflåtene.

Hvis den polyfunksjonelle forbindelsen påføres ved impreg-nering av fiberknippet etterat fibrene er bearbeidet til strenger, garn eller tekstiler, påføres den polyfunksjonelle forbindelsen hen-siktsmessig i form av en monomer da beskyttelsen av glassfibrene under formningen da ikke lengre har noen betydning. I form av monomeren er den polyfunksjonelle forbindelsen mer lettflytende,

slik at den kan impregnere fiberknippet i hovedsak fullstendig med minst mulig utspredning, hvorved en større mengde polyfunksjonell forbindelse kan innføres. I stedet for å impregnere fiberknippet med monomeren av den polyfunksjonelle forbindelsen, kan man også fremstille et impregneringsmiddel av den partielt polymeriserte, polyfunksjonelle forbindelsen oppløst i et egnet oppløsningsmiddel, så som ifølge eksempel 1 og 2. Man foretrekker imidlertid å oppløse den partielt polymeriserte forbindelsen i dets egen monomer for å løse den partielt polymeriserte forbindelsen i dens egen monomer for der igjennom å oppnå et preparat som kan sies å være oppløsnings-middelfritt og kan utnyttes i sin helhet for å omdannes til den herdede polymeren.

Eksempel 4.

Ved tillempning av den utførelsen av oppfinnelsen der glassfibrene behandles i form av en streng, et garn eller en tekstil, fremføres glassfibertekstilene gjennom en ovn ved 1000°C i en oksyderende atmosfære for bortbrenning av den appretur som fra be-gynnelsen ble påført glassfibrene, eller også etter vevningen. Det varmebehandlede tekstil ledes deretter gjennom et bad som består av en 50$ oppløsning av monomer divinylbenzen i trikloretylen, hvoretter den tørkes.

Eksempel 5.

Fremgangsmåten ifølge eksempel 4 gjentas, men med det unntak at man i stedet for å føre det varmebehandlede glassfibertekstilet gjennom et bad av divinylbenzen, bruker et bad som består av partielt polymerisert etylendimetakrylat oppløst i like vektdeler monomert etylendimetakrylat.

Et knippe, et garn eller en tekstil av glassfibre, som er blitt bearbeidet ifølge noen av eksemplene 1 - 5, kan føres sammen med det elastomere materialet på forskjellige måter for dannelse av glassfiberarmert, elastomert produkt. Som et belysende eksempel,

som også viser den forbedring som oppnås ved tillempning av foreliggende oppfinnelse, legges glassfibre som er behandlet ifølge noen av eksemplene 1 - 5> mellom bånd av uvulkanisert neopren gummi som inneholder nødvendig mengde vanlig vulkaniseringsmiddel. Massen formes ved overtrykk ved 149 - 177°C, hvorved det elastomere materialet og det polyfunksjonelle materialet i belegget overføres

til herdet tilstand. Det uvulkaniserte, elastomere materialet innved strengene av belagte glassfibre, løses av den polyfunksjonelle forbindelse som inngår i glassfiberbelegget, for å øke flyteevnen for begrensede deler av det elastomere materialet, hvorved dette kan trenge fullstendigere inn i glassfiberknippet, slik at glassfibrene som inngår i knippet oppnår et meget større areal for kontakt med det elastomere materialet og innflettes eller forbindes med det samme, for oppnåelse av en forbedret sammenbinding som hindrer innbyrdes bevegelse mellom de elastomere komponenten og glassfiber-komponenten, hvorved man oppnår en sterkere forbindelse mellom glassfibrene og det elastomere materialet. I slike deler av glassfiberknippet som ikke kan nåes av det elastomere materialet under vulkaniseringen i varme og trykk, selv-vulkaniserer den polyfunksjonelle forbindelsen til et polymert materiale, hvilket forbindes med glassfibrene for å beskytte disse og også med det elastomere materialet, slik at de innerste glassfibrene i likhet med de ytre i knippet forbindes med den vulkaniserte elastomeren.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et sammensatt produkt av glassfibre og et elastomert materiale som utgjør en kontinuerlig fase i produktet, idet glassfibrene innføres i det elastomere materiale i form av et knippe av flere glassfibre og det elastomere materiale trenger inn i knippet, således at knippet sammenbindes med den kontinuerlige fase av elastomert materiale, karakterisert ved at glassfibrene ved innføringen i det elastomere materiale har et direkte på glassoverflaten anbragt overtrekk av en eventuelt delvis polymerisert polyfunksjonell forbindelse, som ut-gjøres av divinylbenzen, diallylbenzen eller etylendimetakrylat.