NO851726L - Fremgangsmaate ved fremstilling av gjenstander av fiberarmert, spesielt glassfiberarmert, plast - Google Patents

Description

Ved fremstilling av rør og andre gjenstander, spesielt lange gjenstander, av glassfiberarmert plast eller av plast armert med annet fibermateriale påføres ofte i det minste en del av fibermaterialet i form av et mer eller mindre bredt bånd som vikles i en rekke skikt rundt en dor eller et annet legeme på hvilken gjenstanden av den armerte plast skal byg-ges opp, eller trekkes inn i et verktøy for profiltrekking av armert plast. For at gjenstanden skal få den ønskede holdfasthet i forskjellige retninger er det av vesentlig betydning at fibermaterialet orienteres på riktig måte i gjenstanden. En tilstrebet orientering kan være vanskelig å oppnå ved anvendelse av et bånd hvori langsgående varp-tråder og tverrgående vefttråder av fibermaterialet står vinkelrett på hverandre. Problemet skulle for en rekke til-lempninger kunne løses ved anvendelse av bånd hvori de langsgående, innbyrdes parallelle tråder og de tverrgående, innbyrdes parallelle tråder danner en skjev vinkel med hverandre. Det skulle selvfølgelig være en stor fordel dersom slike bånd med varierende størrelse for den nevnte vinkel på enkel måte kunne fremstilles i tilknytning til at gjenstanden av den armerte plast tilvirkes fordi behovet for fiber-orientering da skulle kunne tilfredsstilles i hvert enkelt tilfelle slik at den ferdigarmerte gjenstand får de til-strebede egenskaper. Den foreliggende oppfinnelse angår en slik fremgangsmåte.

Oppfinnelsen angår således en fremgangsmåte ved fremstilling av gjenstander av plast som er armert med et fibermateriale, spesielt glassfibre, hvori minst en del av fibermaterialet påføres i form av et bånd bestående av langsgående, innbyrdes parallelle tråder og av tverrgående innbyrdes parallelle tråder som danner en skjev vinkel med de langsgående tråder, og fremgangsmåten er særpreget ved at båndet fremstilles av et bånd bestående av langsgående, innbyrdes parallelle tråder og av mot disse i det minste hovedsakelig vinkelrette tråder tved at dette bånd føres inn mellom drevne valser i et valsepar og at båndet når det kommer ut av valseparet og mens det holdes strukket i sin lengderetning, forflyttes i en retning som danner en skjev vinkel til retningen for de langsgående, parallelle tråder når disse kommer inn i valseparet, og at båndet rulles opp på en opprullingsinnretning med de parallelle langsgående tråder rettet i det minste hovedsakelig vinkelrett mot opprullings-innretningens rotasjonsaksel eller trekkes inn i et verktøy for profiltrekking av armert plast.

Båndet kan ifølge den enkleste utførelsesform holdes strukket ved anvendelse av en opprullingsinnretning når det karmier ut fra valseparet,og forflyttes av oppruilingsinnretningen på hvilken det rulles opp. Det kan også bringes til å passere et annet valsepar hvis valser drives synkront med valsene i det første valsepar, før båndet rulles opp på oppruilingsinnretningen. Den sistnevnte utførelsesform kan være å foretrekke dersom båndet skal utsettes for en eller annen behandling, f.eks. impregnering, før det rulles opp på oppruilingsinnretningen. Selv ved profiltrekking kan det være gunstig å anvende et andre valsepar.

Fibermaterialet består fortrinnsvis av glassfibre, men det kan også bestå av fibre av andre materialer, som f.eks. forskjellige polymerer, f.eks. polyethylenglycolterefthalat, polyamid eller polyacrylnitril, og dessuten av carbon eller cellulose. De tverrgående tråder er fortrinnsvis tykkere enn de langsgående, og den samlede fibermaterialmengde er fortrinnsvis betydelig større, f.eks. minst 10 ganger større, i de tverrgående tråder enn i de langsgående.

Plasten er fortrinnsvis en oppløsningsmiddelfri, herd-bar plast, som f.eks. en umettet esterplast, en epoxyplast eller en urethanplast av slike typer som er vanlig anvendt ved fremstilling av glassfiberarmert plast. Både varmt-herdnende plaster og plaster som er herdbare ved værelse-temperatur er anvendbare. Prinsipielt er det også mulig å anvende termoplaster.. Plasten kan tilføres fibermaterialet på forskjellige måter. Således kan fibermaterialet impreg-. neres med plasten efter at fibermaterialet er blitt anbragt eller i forbindelse med at det anbringes på en dor eller et annet legeme på hvilken gjenstanden formes. Plasten kan også tilføres fibermaterialet ved at det forhåndsimpregneres med plasten før det anbringes på en dor eller et tilsvarende formlegeme. I det minste dersom plasten tilføres fibermaterialet efter dets påføring, er det ofte fordelaktig å utføre impregneringen som en vakuumimpregnering. I det til-filletat fibermaterialet anvendes ved profiltrekking kan plasten tilføres fibermaterialet enten før fibermaterialet innføres i verktøyet eller når fibermaterialet passerer gjennom verktøyet.

Oppfinnelsen vil nedenfor bli nærmere forklart ved

hjelp av en beskrivelse av et utførelseseksempel og under henvisning til den vedføyede skjematiske tegning på hvilken

Fig. 1 sett ovenifra viser en anordning ved hjelp av hvilken et bånd for utførelse av oppfinnelsen kan fremstilles, Fig. 2 viser en annen utførelsesform av en slik anordning, Fig. 3 viser en gjenstand av plast under fremstilling ifølge den foreliggende oppfinnelse, og Fig. 4 viser en annen gjenstand av plast under fremstilling ifølge den foreliggende oppfinnelse.

Ifølge Fig. 1 inneholder en spole 10 et bånd 11 som er vevet av glassfibertråder. Båndet er bygget opp av langsgående, innbyrdes parallelle tråder 12 og av tverrgående tråder 13 som er anordnet vinkelrett i forhold til trådene 12. Trådene 12 består av glassfiberforgarn ("roving") med en grovhet av 34 tex. Antallet tråder pr. cm er 4,0.

Trådene 13 består av glassfiberforgarn med en grovhet av

1200 tex. Antallet tråder pr. cm er 2,2. Varpen består således ay glisne,fine tråder og veften av forholdsvis glisne, grove tråder. Spolen 10 er forsynt med en egnet bremseanordning (ikke vist). Båndet blir matet gjennom et valsepar 14 hvorav bare den øvre valse 14a er vist på figuren. Valseparet drives på vanlig måte med en motor

(ikke vist). Efter at båndet lia er kommet ut fra valseparet blir det forflyttet, mens det holdes strukket i sin lengderetning, i en retning som danner en vinkel 15 med retningen til de langsgående, parallelle tråder 12 før disse kommer inn i valseparet, og båndet rulles opp på en spole eller en annen egnet sylinderformet opprullingsan-ordning 16 med de parallelle, langsgående tråder 12a rettet

vinkelrett mot opprullingsanordningens rotasjonsaksel. Opprullingsanordningen er forsynt med en vanlig drivmotor (ikke vist) og med en slurebrems av vanlig type (ikke vist) for å kompensere for det pårullede materiales diameter-økning på opprullingsanordningen. Efter at de har passert gjennom valseparet danner de tverrgående tråder 13a en skjev vinkel 17 med de langsgående tråder 12a. Vinklene 15 og 17 kan f.eks. oppgå til 45° eller til en egnet stør-relse mellom 20 og 70°.

Anordningen vist på Fig. 2 inneholder foruten det på

Fig. 1 viste valsepar 14 et annet valsepar 18 hvorav bare den øvre valse 18a er vist, samt en impregneringsanordning 19 og en tørkeanordning 20. Det annet valsepar drives sykront med valseparet 14. I dette tilfelle fås på opprullingsanordningen et bånd som er blitt forhåndsimpregnert med den anvendte harpiks. Det annet valsepar 18 kan i en rekke tilfeller sløyfes. Fig. 3 viser anvendelse av et bånd fremstilt ifølge Fig. 1 for tilvirkning av et rør av glassfiberarmert plast. Glassfiberbånd blir i et stort antall lag rullet opp på

en dor 30. Hvert lag strekker seg langs dorens samlede lengde. Lagene består avvekslende og i rekkefølge av et bånd 22 av samme type som det som er blitt betegnet med 11 på Fig. 1, dvs. et bånd hvori vefttrådene 2 3 forløper vinkelrett mot varptrådene (ikke vist), av et bånd 24 av samme type som er blitt betegnet med lia på Fig. 1, dvs. et bånd hvori vefttrådene 25 danner en skjev vinkel med varptrådene (ikke vist), av et bånd 26 av samme type som båndet 22, dvs. et bånd hvori vefttrådene 27 forløper vinkelrett mot varptrådene (ikke vist), og av et bånd 28 av samme type som båndet 24, men vinklet i motsatt retning, dvs.

et bånd hvori vefttrådene 29 danner en skjev vinkel med varptrådene (ikke vist). På venstre side av figuren er påviklede lag av de forskjellige bånd 24, 26 og 28 blitt delvis avdekket for å gjøre underliggende viklinger synlige. I samtlige bånd består varptrådene av forgarn med en grovhet av 24 tex og vefttrådene av forgarn med en grovhet av 1200 tex. Antallet tråder pr. cm er 4,0 i varpen og 2,2

i veften." Når det tilsiktede antall lag av bånd er blitt påført på doren, blir glassfibermaterialet impregnert med en umettet esterplast som inneholder 57 vektdeler av et reaksjonsprodukt av maleinsyre, isofthalsyre og neopentyl-glycol, idet 1,5 mol isofthalsyre og 2,7 mol neopentyl-glycol anvendes pr. mol maleinsyre, og dessuten inneholdende 4 3 vektdeler styren og 1 vektdel benzoylperoxyd. Impregneringen kan utføres f.eks. ved at doren med glassfibermateriale, eventuelt efter evakuering, holdes nedsenket i plasten. Plasten kan alternativt tilføres glassfibermaterialet i forbindelse med oppviklingen. Herdningen av plasten kan finne sted i 3 timer ved 120°C.

Som tidligere nevnt kan båndet på forhånd impregneres med plasten før det påføres på en dor eller et annet formlegeme på hvilket den armerte gjenstand skal formes. En forhåndsimpregnering kan som eksempel utføres på den føl-gende måte. Båndet lia bringes i overensstemmelse med

Fig. 2 til å passere et bad 19 av en plast forsynt med opp-løsningsmiddel og derefter en tørkeanordning 20 i hvilken oppløsningsmidlet avdrives før båndet i tørr tilstand vikles opp på doren 16. Det oppviklede bånd er betegnet 21. Plasten kan f.eks. utgjøres av en epoxyplast av bis-fenoltypen (f.eks. "Araldit B") som er fast ved værelse-temperatur og som inneholder dicyandiamid som herdemiddel, idet 3 vektdeler herdemiddel anvendes pr. 100 vektdeler epoxyplast. Plasten inneholder oppløsningsmiddel i form av f.eks. methylethylketon. Mengden av det nevnte opp-løsningsmiddel tilpasses slik at plasten får en viskositet som vil gi den tilsiktede mengde plast i det impregnerte bånd. Det forhåndsimpregnerte bånd 21 og et på analog måte forhåndsimpregnert bånd av samme type som det bånd som er betegnet med 11 på Fig. 1 og 2, anvendes for å fremstille et rør.Båndene vikles da opp på en dor på den måte som er vist på Fig. 3 og som forklart tidligere i tilslutning til beskrivelsen av denne figur. Glassfibermaterialet inneholder i dette tilfelle all nødvendig plast, og av denne grunn er det ikke nødvendig å tilføre plast til viklingen. Herdning kan utføres i 10 timer ved 140°C. Fig. 4 viser anvendelse av oppfinnelsen ved kontinuerlig profiltrekking av armert plast. Efter at båndet 11 på samme måte som vist på Fig. 1 har passert valseparet 14 med valsene 14a og 14b, blir det trukket gjennom et verktøy 31 for profiltrekking av armert plast. Verktøyet er da anordnet slik at de parallelle, langsgående tråder 12a efter at de har passert valseparet, danner en vinkel 15 med de parallelle, langsgående tråder 12 før disse har passert valseparet. De langsgående, parallelle tråder 12a er da rettet i trekke-retningen for båndet lia gjennom verktøyet 31. For at figuren skal bli tydelig er bare ett bånd blitt tegnet på Fig. 4. I virkeligheten anvendes et stort antall bånd av samme type som båndet lia som hvert er blitt fremstilt fra et bånd 11 med et eget valsepar 14. Selvfølgelig kan foruten bånd lia bånd med en annen trådorientering anvendes,

som f.eks. bånd av samme type som båndet 11. Efter å ha passert valseparet 14, blir båndet lia og andre anvendte bånd impregnert i et impregneringskar med brytevalser 32. Impregneringen kan alternativt finne sted ved at plasten sprøytes inn i verktøyets formningssone 31a. Plasten kan f.eks. bestå av den tidligere eksemplifiserte, umettede esterplast. Verktøyet har foruten formningssonen 31a,

hvori profilen formes, en herdesone 31b hvori det impregnerte produkt blir herdet. Trekkehastigheten og oppvarmingen av-passes slik at den profiltrukkede gjenstand33 er fullstendig herdet efter at den har passert herdesonen. Trekkingen av båndet gjennom verktøyet 31 finner sted ved at det herdede produkt trekkes med et valsepar 34. Det profiltrukkede produkt 33 av armert plast kappes i egnede lengder ved hjelp av en kappemaskin 35. På figuren er båndet vist ved hjelp av en stiplet linje før det er blitt impregnert og før plasten i dette er blitt herdet efter at båndet er blitt impregnert, mens det herdede produkt som er armert med båndet, er vist ved hjelp av en heltrukken linje.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av gjenstander av plast armert med fibermateriale, spesielt glassfibre, hvor i det minste en del av fibermaterialet påføres i form av et bånd (lia) som består av langsgående, innbyrdes parallelle tråder (12a) og av tverrgående, innbyrdes parallelle tråder (13a) som danner en skjev vinkel (17) med de langsgående tråder, karakterisert ved at båndet (lia) fremstilles fra et bånd (11) som består av langsgående, innbyrdes parallelle tråder (12) og av mot disse i det minste hovedsakelig vinkelrette tråder (13), ved at dette bånd føres inn mellom drevne valser i et valsepar (14) og ved at båndet når det kommer ut fra valseparet og mens det holdes strukket i sin lengderetning, forflyttes i en retning som danner en skjev vinkel (15) med retningen til de langsgående, parallelle tråder (12) når disse kommer inn i valseparet, og vikles opp på en oppviklingsinnretning (16) med de parallelle, langsgående tråder (12a) rettet i det minste hovedsakelig vinkelrett mot oppviklingsanordningens rotasjonsaksel, eller trekkes inn i et verktøy (31) for profiltrekking av armert plast.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at båndet (lia) holdes strukket når det kommer ut fra valseparet (14) og forflyttes av oppviklingsanordningen (16) på hvilken det vikles opp.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at de tverrgående tråder i båndet (13a) er vesentlig tykkere enn de langsgående tråder (12a) og at den samlede fibermaterialmengde er betydelig større i de tverrgående tråder enn i de langsgående tråder.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert ved at båndet (lia) efter at det har passert valseparet (14) blir impregnert med den plast som"gjenstanden av armert plast skal fremstilles av, før båndet anvendes for fremstilling av gjenstanden.