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Verfahren zum Glätten und Ausgleichen der Oberflächen von aus Glasseide-Rovings bestehenden Vorformlingen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Glätten und Ausgleichen der Oberflächen von aus GlasseideRovings bestehenden Verformungen, wie sie als Verstärkungsmaterial bei der Herstellung von Formkörpern aus Kunststoffen, z. B. Polyesterharzen, verwendet werden.
Solche Vorformlinge können beispielsweise aus Baumwolle, Cellulose-, Leinen- oder synthetischen organischen Fasern bestehen. Besonders bewährt haben sich anorganische Fasern, namentlich Glasfaserprodukte.
Sie können unter Verwendung von z. B. aus auf kurze Längen geschnittenen Glasseideschnitzeln hergestellten Matten erzeugt werden. Die am meisten verwendeten Vorformlinge werden jedoch aus Glasseide-Rovings hergestellt. Diese Rovings, die aus zahlreichen, unverdreht nebeneinander liegenden, aus einer Vielzahl, meist aus 102 oder 204 endlosen Einzelfasern bestehenden und durch ein Bindemittel miteinander verklebten Glasseidesträngen oder -litzen zusammengesetzt sind, werden auf Längen von etwa 20 - 60 mm zerkleinert, die so erhaltenen Faserabschnitte durch Luftförderung einer siebartig ausgebildeten, meist unter Unterdruck stehenden Form zugeführt und auf diese Weise auf der Form abgelagert. Der so entstandene Körper wird mit einem Bindemittel besprüht und dann von der Form abgenommen.
Nachdem das Bindemittel in einem Ofen getrocknet und/oder gehärtet wurde, ist der Vorformling für die Weiterverarbeitung mit Kunststoffen bereit.
Die nach diesen bekannten Verfahren aus Matten oder aus Rovings hergestellten Vorformlinge besitzen jedoch den Nachteil, dass ihre Oberflächen nicht glatt und eben sind. Die Unebenheiten teilen sich dann häufig auch den mit diesen Vorformlingen verstärkten Kunststoff-Formteilen mit. Ferner wirken die Oberflächen optisch unruhig, da Glasteilchen aus den Oberflächen herausragen.
Um diese Nachteile zu beheben, wurde bereits vorgeschlagen, die Oberfläche von mit Glasfasermatten oder-vliesen bewehrten Polyesterharz-Artikeln mit Geweben, Fliesspapier, feiner Baumwolle oder Matten oder Vliesen aus Glasfasern zu belegen. Diese Methode ist jedoch so zeit-und arbeitsaufwendig, dass sie für eine Massenfabrikation nicht in Frage kommt, abgesehen davon, dass sie für Teile mit gekrümmten oder profilierten Oberflächen auch technisch nur äusserst schwierig durchführbar ist. Um die Bildung von Falten in den Oberflächenvliesen zu vermeiden, ist es erforderlich, dieselben auf die besondere Form des Vorformlings zuzuschneiden, ein Verfahren, das zeitraubend und kostspielig ist.
Von der Möglichkeit, in das Werkzeug einen sehr dünnen Überzug von reinem Harz zu bringen, der vor dem Einlegen des Vorformlings bei Werkzeugtemperatur anhärtet, eine Arbeitsweise, die nur bei grosser Betriebserfahrung einwandfreie Ergebnisse liefert, abgesehen, ist noch das Beflocken der Vorformlingsoberflächen mit Baumwollfasern bekannt. Dies ist jedoch nur ein Notbehelf, denn Baumwollfasern sind wegen ihrer chemischen Anfälligkeit Glasfasern erheblich unterlegen. Im übrigen ist es unzweckmässig, zwei Füllstoffe so verschiedener Natur gleichzeitig in einem Kunststoff einzulagern.
Bei der Herstellung von Vorformlingen aus Rovings wird nach einem andern bekannten Verfahren so vorgegangen, dass zu Beginn und/oder am Ende des Vorformvorganges die aus den Strängen oder Litzen hergestellten Abschnitte vor ihrem Aufbringen auf die Siebform einem Aufschliessprozess unterworfen
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werden. Dies führte jedoch nur in beschränktem Ausmass zum Erfolg, da bei glasfaserverstärkten Kunst- stoffen, um hohe Festigkeiten zu erreichen, nur unvoluminöse, stark abgebundene Glasfaserstränge ein- gesetzt werden können, die wiederum, wenn auf kurze Längen geschnitten, sich anderseits nicht belie- big in Einzelfasern für die Belegung der Oberflächen aufspalten oder öffnen lassen.
Ausserdem ist dieser
Vorgang zeitraubend und verteuernd, da das Belegen der Oberflächen nur verhältnismässig kurze Zeit an- dauern soll, während der Übergang vom Schneiden kompakter Glasseidenstränge in Form einer Litze zum
Aufschliessen in Einzelfasern eine gewisse Übergangszeit beansprucht.
Die Erfindung besteht nun darin, dass bereits weitgehend aufgelockerte, in Vorgarn- oder Luntenform vorliegende Glasstapelfasern aufgeschlossen und nach dem endgültigen Aufschluss als lose, einzelne Glas- stapelfasern auf den Oberflächen derVorformlinge gleichmässig verteilt werden. Vorzugsweise werden die als Vorgarne oder Lunten zugeführten Glasstapelfasern im Zusammenhang mit dem Aufschliessen zusätz- lich geschnitten.
Die erfindungsgemäss zu verwendenden Stapeleinzelfasernwerden zweckmässig durch Öffnen von Sta- pelfaser-Vorgarnen, z. B. aus Glasstapelfaser-Vorgarnen der metrischen Nr. 1-20, hergestellt. Solche
Vorgarne haben den Vorzug, dass in ihnen die Fasern nicht als Litze, sondern bereits schon als Einzelfa- sern vorliegen.
Das Öffnen der Vorgarne kann z. B. durch Schneiden, Hacken oder Reissen geschehen. Es lassen sich aber auch andere Aufschliessverfahren anwenden, so beispielsweise das Blasen oder Strecken.
Bei der Bereitung der aufgeschlossenen Fasern kann eine besondere Aufschliessvorrichtung verwendet werden. Man kann aber auch auf die zur Herstellung der rohen Formlinge bereits vorhandenen Schneid - oder Hackvorrichtungen zurückgreifen. So kann das Verfahren beispielsweise in Verbindung mit einer Vor"- formmaschine angewendet werden, indem die Anlage mit zwei Schneidvorrichtungen ausgerüstet wird, deren eine mit Glasseiden-Rovings oder-strängen und deren andere mit Glasstapelfaser-Vorgarnen be- schickt wird. Das Verfahren lässt sich aber auch mit nur einer Aufschliessvorrichtung und beispielsweise zwei getrennten, sich in der Aufschliessvorrichtung vereinigenden Zuführungsvorrichtungen anwenden.
Besonders vorteilhaft wird das erfindungsgemässe Verfahren vollautomatisch durchgeführt, indem bei- spielsweise zwei Schneidmaschinen durch eine Steueranlage gekoppelt werden und sich selbsttätig anund abstellen.
Soll beispielsweise ein Vorformling mit beiderseits geglätteter und ausgeglichener Oberfläche für einen Motorrad- oder Bergmanns-Helm hergestellt werden, so kann man wie folgt verfahren : 1. Anschalten der Schneidvorrichtung 1 und Beflocken der Form mit einer Schicht aus Stapeleinzelfasern, z. B. solchen aus Glasstapelfaser-Vorgarnen der metrischen Nr. 1-20, bis zur Erreichung einer bestimmten Schichtdicke ; 2. Abschalten der Schneidvorrichtung 1, Anschalten der Schneidvorrichtung. 2 und Beflokken der Form mit Glasseideschnitzeln aus Rovings in an sich bekannter Weise ; 3. Abschalten der Schneidvorrichtung 2, Wiederanschalten der Schneidvorrichtung 1 und Beflocken des Vorformlings mit Stapeleinzelfasern wie bei l. ; 4.
Besprühen des Vorformlings mit Bindemittel, Abnehmen des Vorformlings von der Form und Trocknen desselben in einem Ofen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist aber nicht auf die Anwendung bei Vorformmaschinen beschränkt.
Es ist in vorteilhafter Weise z. B. auch bei der Herstellung von Grossformteilen ausführbar. So können Grossformteile an der Oberfläche mit Hilfe von Förderluft und eines beweglichen Schlauches mit Austrittsdüse oder einer ändern beweglichen Vorrichtung beflockt werden, indem die Düse oder die Vorrichtung hin-und herbewegt wird. Umgekehrt kann man auch bei feststehender Düse den Grossformteil bewegen.
Dabei ist es zweckmässig, wenn auch nicht unbedingt erforderlich, den Grossflächenteil auf einer luftdurchlässigen und gegebenenfalls unter Unterdruck stehenden Auflage zu lagern.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Glätten und Ausgleichen der Oberflächen von aus Glasseide-Rovings bestehenden Vorformlingen, dadurch gekennzeichnet, dass bereits weitgehend aufgelockerte, in Vorgarn-oder Luntenform vorliegende Glasstapelfasern aufgeschlossen und nach dem endgültigen Aufschluss als lose, einzelne Glasstapelfasern auf den Oberflächen der Vorformlinge gleichmässig verteilt werden.