Verfahren zur Herstellung geschichteter Materialien und nach diesem Verfahren erhaltenes Material.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellullg geschichteter Alaterialien.
Ein bekanntes Verfahren zur Vereinigung von Materialien, wie Karton, Papier oder Stoffen, einschliesslich Baumwoll-, Seiden-und Wollstolfen, besteht darin, dass zwischen die zu vereinigenden Flächen eine Schicht eines Materials, das aus einer Vinylverbindung besteht oder eine solche enthält, gelegt und die genannte Vinylverbindung hierauf polvmerisiert wird. Das verkittende Material kann teilweise polymerisierte Vinylverbindungen enthalten, und die Härtungs- oder Polymer sationsoperation lässt sieh sehr gut vollständig durch Erhitzen der Artikel mit oder ohne Druckanwendung vollziehen.
Dieses Verfahren lässt sich zum Vereinigen von Glasflächen und zur Herstellung von geschichteten Glas- blättern anwenden, wobei zwischen Glasblättern Blätter aus Zellilosederivaten befestigt werden, indem zwischen die Blätter aus Zellulosederivaten und die Glasblätter eine Schicht gelegt wird, welche eine Vinylverbindung enthält und indem die Vinylverbindung hierauf polymerisiert wird. Geschichtete faserige Produkte wurden früher auch durch Imprägnieren einer faserigen Unterlage mit llarnstoff-oder Phenol-Formaldehydharzen erzeugt.
Ein anderes für die Behandlung von porösem Material vorgesehlagenes Verfahren, welches sieh insbesondere für die Herstellung geschichteter Blätter aus faserigem Material anwenden lässt, besteht darin, dass ein schmelz- bares Polymer einer organisehen Sauerstoffverbindung, die mindestens zwei CH2 C4rnppen oder substituierte CH2 = C < -Grup- pen enthält, in die Zwischenräume des porösen Materials eingeführt wird, dass mehrere Lagen des behandelten Materials übereinandergelegt werden, und dass das Polymer durch weiteres Polymerisieren in einen praktisch umschmelzbaren Zustand übergeführt wird.
Ein bekanntes Verfahren zum Überziehen der Oberflächen von Stoff oder andern faserigen Materialien besteht darin, dass Partikel, Körnchen oder Floeken eines synthetischen, thermoplastischen Harzes auf einem Träger verteilt werden, dass das Harz durch Erhitzen plastisch gemacht wird, dass der Stoff oder anderes faseriges Material auf das erhitzte Harz oder zwischen Schichten desselben gebracht wird und dass zwecks Vereinigung des Harzes und des Stoffes bzw. des andern Materials Druck angewendet wird, wobei der Stoff oder das andere Material einoder beidseitig überzogen wird.
Es ist vorgeschlagen worden, diese Methode in einem sogenannten kontinuierlichen Verfahren mit Hilfe einer Apparatur anzuwenden, die einen oder mehrere Träger, die dazu bestimmt sind, hin terehiander an einer Heizvorriehtung vorbeibewegt zu werden, eine Harzpartikel, -körnehen oder -flocken verteilende Vorrichtung, eine Druckvorrichtung und eine Kühlvorrichtung aufweist. Die in einer solchen Apparatur verwendeten Träger können endlose Bänder sein. Nach einem ähnlichen Verfahren zur Herstellung von lamelliertem Glas wird ein geschichtetes Gebilde aus Glasblättern und einem Bindemittel für dieselben zwischen zwei endlosen Transportbändern einem Druck unterworfen.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung geschichteten, faserigen Materials besteht darin, dass das Gebilde aus faserigem Material und Klebemittel durch ein elektri sches Hoehfrequenzfeld und durch eine Presse geführt wird. Die Anwendung von Methoden der oben beschriebenen Art für die Erzeugung von geschichteten Materialien, die aus verklebten Blättern aus biegsamen, faserigen Materialien zusammengesetzt sind, war bis jetzt ein schwieriges Problem, da kein einfaches Verfahren bestand, mittels welchem solche Methoden in industriellem Massstab angewendet werden konnten. Es besteht deshalb seit langer Zeit die Nachfrage nach einem derartigen Verfahren.
Dieser Mangel soll nun durch das erfin dungsgemässc Verfahren behoben werden, wel ches sich dadurch kennzeichnet, dass man eine Mehrzahl von Blättern aus biegsamem verarbeitetem Fasermaterial mit einer Substanz behandelt, welche eine Flüssigkeit enthält, die eine eine CH2 = (J < -Gruppe pro Molekül aufweisende Verbindung enthält und durch Polymerisation in den festen Zustand überführbar ist, die behandelten Blätter an einer Walze vorbeibewegt und gegen diese anpresst, um die genannte Substanz gleichmässig in den auf diese Weise zu einem geschichteten Gebilde vereinigten Blätter zu verteilen, und das geschichtete Gebilde durch eine Zone führt, in welcher die Polymerisation herbeiführende Bedingungen herrsehen,
während das geschichtete Gebilde derart zusammengehalten wird, dass die einzelnen Blätter zueinander in paralleler Lage verbleiben, bis die genannte Substanz infolge Polymerisation ihrer polymerisierbaren Bestandteile in den festen Zustand übergegangen ist, wobei die Polymerisation bei einer Temperatur durchgeführt wird, die unter dem zur Foly- merisation angewendeten Druck unterhalb der Siedepunkte der einzelnen Bestandteile der genannten Substanz liegt. Dieses Verfali- ren kann in kontinuierlicher Weise durchgeführt werden.
Für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens sind diejenigen biegsamen Fasermaterialien geeignet, die z. B. durch Weben, Verfilzen oder Flechten erzeugt worden sind. Natürlich vorkommende Fasermaterialien sind ungeeignet, sofern sie nicht in einer von ihrer natürliehen Form verschiedenen Form verwendet werden. So eignet sieh beispielsweise Holz nicht für die Durehiüh- rung der vorliegenden Erfindung. Hingegen eignen sieh Papier und Karton, die durch Verfilzen von Holzfascrstoff erhalten werden. Glasgewebe, Asbestpapier, Leinen- und Baumwolltuch sind Beispiele anderer geeig nester biegsamer verarbeiteter Faserinateria- lien.
Die Behandlung der Blätter kann aus einem Überziehen und/oder Imprägnieren der Blätter mit der genannten Substanz bestehen. Die Blätter werden gewöhnlich z'vecks Bildung eines Gefüges zusammengepresst, indem sie zwischen Walzen hindurchgeführt werden. Es kann jedoch jede andere, mit der Erfindung in Einklang befindliche Mc- thode der Druekerzeug mg angewandt werden.
So können die vereinigten Blätter hunter einem Zug über die Oberfläche einer rotierenden Trommel geführt werden.
Bevorzugt wird ferner, dass während dieses Pressvorganges aus allen Teilen der Blattluan- ten etwas Flüssigkeit ausgesehieden wird.
Das vorliegende Verfahren wird vorzngs- weise bei Atmosphärendruck durchgeführt um die Verwendung von teuren Druekvol- richtungen zu umgehen.
Als Flüssigkeiten, die durch Polynierisa- tion in den festen Zustand überführbar sind, eignen sieh für die Durchführung des vorliegenden Verfahrens solche Flüssigkeiten, die durch Polymerisation in bei Raumtemperatur feste Materialien übergeführt werden können und aus ungesättigten, organischen, eine oder mehrere CH2 = C # - Gruppen pro Molekül enthaltenden Verbindungen bestehen. Diese Verbindungen werden im folgenden als Monomere bezeichnet. Die Imprägnier-bzw. überzugbildende Substanz kann ausser einem oder mehreren der genannten Monomere eine oder mehrerer ungesättigte organische Verbindung gen, die mit dem bzw. den genannten Monomeren unter Bildung von Heteropolymeren reagieren, enthalten, z.
B. Alaleinsäureanhy- drid oder das Veresterungsprodukt von Malein- säure oder Fumarsäure mit einem zweibasisehen Alkohol. Die Viskosität der Imprägnier- oder Deckflüssigkeit kann erhöht und deren Sehrumpfung oder Polymerisation vermindert werden, indem polymere Substanzen in der Flüssigkeit gelöst und/oder suspendiert werden. Es werden polymere Substanzen bevorzugt, die sich mit dem Polymer oder lleteropolymer der polymerisierbaren, ungesättigten, organischen Verbindungen vertragen.
Die polymerisierbare Flüssigkeit kann auch Hilfsstoffe, beispielsweise Plastifiziermittel, färbende Materialien, die in der Flüs sigkeit gelöst oder suspendiert werden, und Polymerisationskatalysatoren und polymerisationshemmende Mittel enthalten. Die Im- prägnier- bzw. überzugbildende Substanz kann von beweglicher, sirupartiger oder pa stenähnlieher Konsistenz sein.
Die Imprägnier- bzw. überzugbildende Substanz sollte vorzugsweise eine kleine Menge eines Polymerisationskatalysators, beispielsweise 0,01 bis 5 % desselben, bezogen auf das Gewicht der polymerisierbaren Bestandteile der Substanz, enthalten. Als Beispiele geeigneter Katalysatoren sind organische Peroxide, wie Benzoyl-und Laurylperoxyd, und N Nitrosoacrylaryl - amine, wie N - Nitrosoacetanilid und N-Nitrosobenzanilid, zu nennen.
Organische Peroxyde sind für die Be sehlennigung der Polymerisation bei er höhten Temperaturen, wie 30 bis 100 C !, besonders brauchbar. Die Imprägnier-bzw. überzugbildende Substanz kann mit Hilfe irgendwelcher im Fach bekannter Mittel auf das Fasermaterial aufgetragen werden.
So können Decksubstanzen mittels Bürsten aufgetragen werden oder zuerst durch Wal- zen aufgenommen und hierauf auf die Oberfläche des Materials aufgetragen werden. Ge wünsehtenfalls kann durch das biegsame Material ein Überschuss der Dceksubstanz aufgenormen werden, worauf ein Teil der Substanz mittels Abstreiehmesser entfernt wird.
Man kann die genannte Substanz auf die einzelnen biegsamen Blätter auftragen und diese hierauf zusammenbringen, oder aber die Blätter zwecks Erzeugung eines geschichteten Gebildes zusammenbringen und hierauf überziehen oder imprägnieren. Günstig ist, dass bei der Operation des Überziehens der Blätter mit der überzugbildenden Substanz nicht not- wendigerweise beide Seiten eines jeden Blattes überzogen werden müssen, vorausgesetzt, dass nachträglich, wenn die überzogenen Blätter zusammengefügt und gepresst werden, die Substanz sieh praktisch gleichmässig im geschichteten Gebilde verteilt.
Nähert sich die Polynierisationsteiiiperatur dem Siedepunkt eines Bestandteils der Deck- oder Imprägnierflüssigkeit, welcher Fall beispielsweise eintritt, wenn die genannte Flüssig keit Methylmethacrylat enthält und die Polymerisationstemperatur 80 C beträgt, so sollte die Verdampfung dieses Bestandteils durch Auftragen biegsamer Blätter aus Material, welches für den Dampf des flüchtigen Bestandteils undurchlässig ist, auf beiden Seiten der geschichteten Gebilde möglichst vermindert werden, mindestens während der letzten Phasen der Polymerisationsreaktion.
Bevorzugt werden biegsame, undurehlässige Blätter, die breiter sind als die Blätter aus biegsamem Fasermaterial, so dass zu beiden Seiten des Gefüges eine Überlappung der genannten undurchlässigen Blätter entsteht, derart, dass die überlappenden Teile zu beiden Seiten des geschichteten Gebildes zusammengsbracht werden können, damit sie einander an ihren Rändern berühren und so die Verdampfung aus den Rändern des geschichteten Gebildes vermindern. Die biegsamen, nndurchlässigen Blätter können in ihre die Blätter aus biegsamem, verarbeitetem Fasermaterial abdekkende Lage verbracht werden, bevor die let-z teren gegen die Walze zusammengepresst werden, oder auch nachher.
Gegebenenfalls ist es notwendig, diese biegsamen, undurehlässigen Blätter mit einem Abstreifmittel, wie z. B. Äthylpalmftat, zu überziehen, um die Klebwirkung zwischen diesen Blättern und den erzeugten geschichteten Materialien zu verringern.
Die Natur des undurchlässigen Materials ist bezüglich der Tragweite der vorliegenden Erfindung nicht wichtig, vorausgesetzt, dass sich dieses zu Blättern verarbeiten lässt und die Polymerisation der polymerisierbaren Bestandteile der Imprägnier-bzw. überzugbildenden Substanz nicht hemmt. Normalerweise kann dieses undurchlässige Material ohne Schweierigkeit auf Grand der im Fach bereits gesammelten Erfahrungen ausgewählt werden.
Gewünschtenfalls kann das ausgewählte Ma- terial durch eine einfache Prüfung auf seine Velsvendbarkeit untersucht werden. Als Materialien, die sich in Verbindung mit den meisten Monomeren verwenden lassen, eignen sieh Blattgummi und Metallfolien, die mit Gelatine überzogen sind. Ein speziell bevorzuges undurchlässiges Material ist regenerierte Zellulose.
Die letzte Phase der Polymerisation im erfindungsgemässen Verfahren wird vorzugsweise bei höherer Temperatur vollzogen als die Anfangsphasen der Polymerisation. Dies erlaubt, restliche Ionomere aus dem gesehieh- teten Material zu eliminieren, entweder durch Polymerisation oder Verdampfung. Enthält ein verwendetes Monomer zwei oder mehrere nicht konjugierte CH2 = C#-Gruppen pro Molekül, so können im Harz Querverbindungen entstehen, wobei dieses erhärtet.
Eines der für allgemeine Zwecke am meisten geschätzten erfindungsgemässen Produkte wird dann erhalten, wenn das biegsame Fa sermaterial aus Papier oder Baumwollstoff besteht und die Imprägnier-bzw. überzugbildende Substanz in der Hauptsache monomeres oder teilweise polymerisiertes Methylmetha- erylat enthält.
Derartige geschichtete Materialien besitzen gute elektrische Eigenschaften und eine gute Oberfläehenbeschaffenheit. Sie eignen sich zur Anfertigung verschiedenartiger Bestandteile, wie Tafeln, Tisehplatten, Lampenschirme, Seitenwände und Oberteile von Koffern. Die geschichteten Materialien können für Träger in verschiedenartigen Bestandteilen elektrischer Ausrüstungen verwen- det werden und lassen sich, wenn auf die Erweichungstemperatur des Harzes erhitzt, in einem Ausmass verformen, das von der Elastizität des faserigen Blattmaterials abhängt.
Wertvolle feuerbeständige Materialien wer- den verhalten, wenn als Fasermaterial Asbest zusammen mit einem Monomer, welches ein unbrennbares Polymer bildet, beispielsweise Mofliyl-a-chloracrylat, verwendet wird.
Gewünsehtenfalls kann man zwischen Schichten des überzogenen oder imprägnier- ten, biegsamen Fasermaterials Lagen ans Drahtgeflecht einlegen und das geschichtete Gebilde erfindungsgemäss zusammenpressen, vorausgesetzt, dass das Drahtgeflecht nicht derart angewendet wird, dass beim Zusammen- pressen der Blätter eine gleichmässige Ver- teilung der Imprägnier- bzw. überzugbilelen- den Substanz in diesen Blättern verhindert wird.
Für gewisse Anwendungszweeke ist es zweekmässig, verstärkte biegsame Blätter aus : Fasermaterialien, beispielsweise solche Blätter zu verwenden, die mit entweder aufs Geratewohl angeordneten oder in die Blätter aus Fasermaterial eingewobonen Drahtlizen verstärkt sind.
Besteht die Imprägnier- bzw. überzugbildende Substanz in der Hauptsache aus mono innerem oder teilweise polymerisiertem Styrol, so werden Produkte erhalten, die für elektrische Ausrüstungen besonders nützlich sind.
So werden Tafeln von geringen Verlustfaktor und hohem spezifisehem elektrischen ANTider- stand erhalten, wenn das Fasermaterial aus Asbest und Glas besteht und die Flüssigkeit bei der Polymerisation in Polystyrol verwandelt wird.
Tafeln mit matter Oberfläehellbesehaffen- heit werden erhalten, wenn die äussere Seite der äussern Blattes aus Fasermaterial mit der genannten Substanz nicht überzogen wird und wenn der auf das geschichtete Gebilde ausgeübte Druck ungenügend hoch und die Viskosität der Substanz nicht genügend tief ist, unl die letztere durch das Gefüge dieser äussern Schicht zu treiben.
Tafeln mit harter, kratzfestor Oberfläche können erhalten werden, wenn das äussere Blatt bzw. die äussern Blätter mit einer Substanz überzogen oder imprägniert werden, welche eine beträcht liche Menge einer mehr als eine nicht konjugierte CH2 = C#-Gruppe pro Molekül enthaltenden Verbindung enthält. Substanzen, die mehr als eine CH2 = C#-Gruppe im Molekül enthalten, sind für die Herstellung dieser harten äussern Schicht besonders geeignet, da ihre festen Polymere einen Grad von Thermoplastizität aufweisen, der es er möglichst, die daraus erzeugten Platten zu formen.
Tafeln, die nicht leicht brennen oder ansdörrcn, werden erhalten, wenn vor der Pressoperation des Verfahrens auf dem einell oder den beiden äussern Blättern des Gefü ges ein Blatt aus Drahtgeflecht angebracht wird. Es können auch dekorative Effekte erzielt werden, indem das äussere Blatt ans faserigem Material mit einem gefärbten, beispielsweise aufgedruckten Muster versehen wird. Die Wahl der färbenden Materialien muss jedoch vorsichtig getroffen werden, da gewisse färbende Materialien während der Polymerisationsoperation entfärbt werden.
Es können auch gewellte Blätter aus ge schichtet ein Material hergestellt werden, indem ein geschichtetes Material über den Erweichungspunkt des darin enthaltenen Harzes erhitzt wird. Gewellte Blätter, die entweder thermoplastische Harze oder Harze mit
Querverbindungen enthalten, können aber auch erhalten werden, wenn das geschichtete Gebilde ein Material, welches biegsam ist, nach dem Biegen jedoch seine Gestalt beibehält, beispielsweise Drahtgeflecht, enthält, und wenn dem Schichtgebilde, naehdem es mittels der obgenannten Walzen zusammengepresst worden ist, eine gewellte Gestalt verliehen wird,
bevor die Imprägnier-bzw. überzugbildende Substanz durch Polymerisation in den festen Zustand übergeführt wird.
Eine für die Herstellung eines mehrschich- tigen Materials gemäss der vorliegenden Erfindung geeignete Apparatur ist in der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellt.
# bezeichnet ein Gestell, welches eingerichtet ist, um 12 Stoffrollen eines maximalen Durchmessers von 20,3 cm zu tragen (wobei jede Rolle einer auf einem Zylinder des Durchmessers von 3,8 cnl aufgewickelten Stoffmenge von 91,4 m à 113,5 g entspricht). Der Stoff wird auf Kartonzylindern aufgewickelt, die auf Stahlwellen mittels geschlitzten Holzkegeln starr befestigt sind.
B stellt eine Führung dar, die aus glatten Stahlstäben des Durchmessers von 1,3 cm besteht. Jedes Stoffblatt läuft durch ein Paar dieser Stäbe hilidurch. Es sind senkrechte Stahlstreifen eingebaut, so dass die Führung der Stoffe verschiedener Breite verwendet werden kann.
C stellt eine Zugvorrichtung dar, die aus zwei Stahlstäben besteht, welche verstellbar angeordnet werden können, so dass auf das geschichtete Stoffgefüge der gewünschte Zug ausgeübt werden kann.
D ist ein galvanisierter Stahltrog, weleher die Imprägniersubstanz in Form eines Sirups enthält. Man hält den Stoff unter der Oberfläche des Sirups, indem man ihn unter sechs Stahhvalzen des Durehmessers von 2,86 cm laufen lässt.
E und E1 sind zwei aus Blättern regenerierter Zellulose bestehende Walzen, die derart angeordnet sind, dass ein Klemmorgan entsteht, durch welches die geschichteten Stoffstapel hindurehgeführt worden.
F ist eine Polymerisationskammer, die in Achsenabständen von 15,2 cm mit Walzen eines Durchmessers von 2,86 ein ausgerüstet sind. Die obern Walzen liegen auf dem obern Zelluloseblatt auf, wobei kein zusätzlicher Druck angewendet wird. Eine Länge von 7,2 m und eine Breite von 1,2 m sind typische Masse für diese Kammer. Die Kammer ist mit einem Umlaufsystem für Heissluft ausgerüstet, wobei die Luft über mit Rippen versehene Dampfschlangen und dann quer durch die Rammer geleitet wird.
Dadurch, dass die Luft in der Querrichtung statt in der Längsrichtung durch die Kammer geleitet wird, kann die Ablenkung des Luftstromes durch die Walzen in beträchtlichem Ausmass vermieden werden, wobei die Unregelmässigkeiten in der Erhitzung des Schichtgebildes stark vermindert werden.
G ist eine Hochtemperaturkammer der Länge von 6,1 m und einer Breite von 1,2 m, die mit 5,1 cm dicken, in einem Achsenabstand von 30,5 cm angeordneten Walzen ausgerüstet ist. Die Kammer wird gewöhnlich bei einer Temperatur von 1000 C mittels Dampfschlangen erhitzt. In dieser Kammer wird die Potymerisation des in der Substanz enthaltenen Monomers zu Ende geführt. Die schwereren Walzen bewirken infolge des von ihnen ausgeübten zusätzlichen Druckes eine Verbesserung der Oberflächenbeschaffenheit des geschichteten Blattes.
H ist ein Paar mit Gummi überzogener Walzen von 10,2 cm Durchmesser, die mit tels eines Motors durch ein Reduktionsgetriebe angetrieben werden.
Die vorliegende Erfindung ist im folgenden Beispiel eräutert.
Beispiel:
Unter Anwendung der im vorangehenden in Verbindung mit der Zeichnung beschriebenen Apparatur wird ein aus sieben mittels Polymethylmethacrylat verklebten Stofflagen bestehendes geschichtetes Material hergestellt.
Sieben Rollen aus 1,14 m breitem Stoff, welcher von der Borte befreit worden ist, werden am Gestell A angebracht. Zwei 1,18 m breite Rollen regenerierter Zellulose werden bei E und E1 eingebaut.
Der Trog D wird durch einen Zustrom von Polymethylmethacrylatsirup fortwährend nachgefüllt. Dieser wird erhalten, indem monomeres Methylmethacrylat in Gegenwart von 0,2 0/o Benzoylperoxyd, bezogen auf das Gewicht des Monomers, liter Einwirkung von Hitze polymerisiert wird, bis das Produkt eine bei 200 C gemessene Viskosität von 5 Poisen aufweist. 0,42 % Benzoylperoxyd wird dem Sirup zugesetzt, bevor er verwendet wird.
Die Polymerisafionskammer wird bei einer Temperatur von 600 C gehalten. Die Hoeh- temperaturkammer wird mittels Dampfschlangen auf eine Temperatur von 100 C erhitzt.
Die sieben bei C vereinigten Stoffblätter werden bei Raumtemperatur durch den Sirup geführt. Der imprägnierte Stoff wird direkt zwischen die beiden Rollen von regenerierter Zellulose in Folienform geleitet, wobei je eine Lage Zellulosefolie auf die beiden äussern Oberflächen des Stoffschiehtgebildes abgewickelt wird. Der infolge der lilemmwir- kung zwischen den Rollen ausgeübte Druck genügt, um den Sirup im Stoffschichtgebilde zu verteilen und das Ausstossen kleiner Mengen des Sirups an den Rändern des Stoffes zu verursachen. Der Stoff wird zwischen den Rollen aus regenerierter Zellulosefolie hin- durchgeführt, derart, dass zu beiden Seiten des Stoffschichtgebildes eine Überlappung ans Zeilulosefolie entstehen kann.
Der ausgeschiedene Sirup bildet an beiden Seiten zwischen den überlappenden Teilen einen Verschluss, der während der Polymerisation die Verdampfung übermässiger Mengen des Mothylmethaerylatmonomers aus dem Stoffschichtgebilde wirksam verhindert.
Man lässt das Stoffgefüge mittels der mit Gummi überzogenen Walzen H mit einer Geschwindigkeit von 1,46 m pro Stunde durch die Polymerisationskammer und die Hoehtem- peraturkammer laufen, wobei das Gefüge während 2lA Stunden in der Polymerisationskammer erhitzt wird.
Das Produkt wird in Stücke passender Länge zersägt. Die überzüge aus regenerierter Zellulose werden nötigenfalls vor dem Ge- brauch des Produktes abgestreift. Das Produkt weist eine Dicke von 2 mm auf. Es besitzt ein gefälliges Aussehen und eine gute Oberflächenbeschaffenheit und ist nicht durch Falten im Stoff verunstaltet. Die physikalischen Eigenschaften des Blattes sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.
Eigenschaft Richtung der Bestimmter Wert
Prüfungsbeanspruchung Harzgehalt - 41 %
Kette 910 kg/em2 Reissfestigkeit in kg/em2 Schuss 735 kg/cm2 50
Diagonale 665 kg/cm
Kette 56 000 kg/cm2 Elastizitätsmodul in kg/cm2 Schuss 49 000 kg/cm
Diagonale 38 500 kg/cm2 XVasserabsorption in Gew.-Proz. (24 Stunden) - 1,09 o/o 55 Wasserabsorption in Gew.-Proz., nachdem die
Oberfläche durch Hammerschläge stark - 1,22 o/o beschädigt worden ist (24 Stunden)
Process for the production of layered materials and material obtained by this process.
The present invention relates to a method for manufacturing layered aluminum materials.
A known method for combining materials such as cardboard, paper or fabrics, including cotton, silk and woolen stole, consists in placing a layer of a material consisting of or containing a vinyl compound between the surfaces to be combined the vinyl compound mentioned is polymerized thereon. The cementing material may contain partially polymerized vinyl compounds, and the hardening or polymerization operation can be carried out very well completely by heating the article with or without the application of pressure.
This method can be used for joining glass surfaces and for producing layered glass sheets, whereby sheets of cellulose derivatives are attached between sheets of glass by placing a layer containing a vinyl compound between the sheets of cellulose derivatives and the glass sheets and by placing the vinyl compound on top is polymerized. Layered fibrous products were also previously produced by impregnating a fibrous base with a urea or phenol-formaldehyde resin.
Another method proposed for the treatment of porous material, which can be used in particular for the production of layered sheets of fibrous material, consists in using a fusible polymer of an organic oxygen compound containing at least two CH2 C4 groups or substituted CH2 = C <- Contains groups, is introduced into the interstices of the porous material, that several layers of the treated material are superimposed, and that the polymer is converted into a practically remeltable state by further polymerizing.
A known method of coating the surfaces of fabric or other fibrous materials is that particles, granules or flakes of a synthetic, thermoplastic resin are distributed on a support, that the resin is made plastic by heating, that the fabric or other fibrous material is applied the heated resin is placed or between layers thereof and that pressure is applied in order to combine the resin and the fabric or the other material, the fabric or the other material being coated on one or both sides.
It has been proposed to apply this method in a so-called continuous process with the aid of an apparatus which contains one or more carriers intended to be moved in succession past a heating device, a resin particle, granule or flake distributing device, a Having printing device and a cooling device. The carriers used in such an apparatus can be endless belts. In a similar process for making laminated glass, a layered structure of glass sheets and a binding agent for the same is subjected to pressure between two endless conveyor belts.
Another method for producing layered, fibrous material is that the structure of fibrous material and adhesive is passed through an electrical high frequency field and through a press. The use of methods of the type described above for the production of layered materials composed of bonded sheets of pliable fibrous materials has heretofore been a difficult problem because there has not been a simple method by which such methods could be applied on an industrial scale . Such a method has therefore been in demand for a long time.
This deficiency is now to be remedied by the method according to the invention, which is characterized in that a plurality of sheets of flexible processed fiber material are treated with a substance which contains a liquid which has one CH2 = (J <group per molecule containing compound and can be converted into the solid state by polymerization, the treated sheets are moved past a roller and pressed against this in order to distribute the substance evenly in the sheets combined in this way to form a layered structure, and the layered structure by a Zone leads in which the polymerization inducing conditions prevail,
while the layered structure is held together in such a way that the individual sheets remain in a parallel position to one another until the said substance has passed into the solid state as a result of polymerisation of its polymerisable components, the polymerisation being carried out at a temperature below that for polymerisation applied pressure is below the boiling point of the individual components of the substance mentioned. This procedure can be carried out in a continuous manner.
For the implementation of the inventive method, those flexible fiber materials are suitable which, for. B. have been produced by weaving, felting or braiding. Naturally occurring fiber materials are unsuitable unless they are used in a form other than their natural form. For example, wood is not suitable for the practice of the present invention. On the other hand, paper and cardboard obtained by felting wood fiber are suitable. Glass fabric, asbestos paper, linen and cotton cloth are examples of other suitable nests of flexible processed fiber materials.
The treatment of the leaves can consist of coating and / or impregnating the leaves with the substance mentioned. The sheets are usually pressed together to form a structure by being passed between rollers. However, any other method of the pressure generator which is in accordance with the invention can be used.
Thus, the combined sheets can be dragged across the surface of a rotating drum in one pull.
It is also preferred that some liquid is excreted from all parts of the leaf louvers during this pressing process.
The present method is preferably carried out at atmospheric pressure in order to avoid the use of expensive pressure devices.
Liquids that can be converted into the solid state by polymerization are those liquids that can be converted into solid materials at room temperature by polymerization and are composed of unsaturated, organic, one or more CH2 = C # - There are compounds containing groups per molecule. These compounds are referred to below as monomers. The impregnation or. Coating-forming substance can contain, in addition to one or more of the monomers mentioned, one or more unsaturated organic compounds which react with the monomer or monomers mentioned to form heteropolymers, e.g.
B. alaleic anhydride or the esterification product of maleic acid or fumaric acid with a two-base alcohol. The viscosity of the impregnating or covering liquid can be increased and its swelling or polymerization can be reduced by dissolving and / or suspending polymeric substances in the liquid. Polymeric substances are preferred which are compatible with the polymer or heteropolymer of the polymerizable, unsaturated, organic compounds.
The polymerizable liquid can also contain auxiliaries, for example plasticizers, coloring materials, which are dissolved or suspended in the liquid, and polymerization catalysts and polymerization inhibitors. The impregnating or coating-forming substance can be of a flexible, syrupy or paste-like consistency.
The impregnation or coating-forming substance should preferably contain a small amount of a polymerization catalyst, for example 0.01 to 5% thereof, based on the weight of the polymerizable constituents of the substance. Examples of suitable catalysts are organic peroxides, such as benzoyl and lauryl peroxide, and N-nitrosoacrylaryl amines, such as N-nitrosoacetanilide and N-nitrosobenzanilide.
Organic peroxides are particularly useful for denying the polymerization at elevated temperatures, such as 30 to 100 C !. The impregnation or. Coating-forming substance can be applied to the fibrous material by any means known in the art.
Covering substances can be applied by brushing or first picked up by rollers and then applied to the surface of the material. If desired, the flexible material can be used to build up an excess of the Dceksubstanz, whereupon part of the substance is removed by means of a doctor blade.
The named substance can be applied to the individual flexible leaves and then brought together, or the leaves can be brought together for the purpose of producing a layered structure and then coated or impregnated. It is beneficial that during the operation of coating the sheets with the coating-forming substance, both sides of each sheet do not necessarily have to be coated, provided that afterwards, when the coated sheets are joined and pressed together, the substance looks practically uniform in the layered structure distributed.
If the polymerization temperature approaches the boiling point of a component of the cover or impregnation liquid, which occurs, for example, if the said liquid contains methyl methacrylate and the polymerization temperature is 80 C, then this component should be evaporated by applying flexible sheets of material that is suitable for the vapor of the volatile component is impermeable, should be reduced as much as possible on both sides of the layered structure, at least during the last phases of the polymerization reaction.
Preference is given to flexible, impervious sheets which are wider than the sheets of flexible fiber material, so that the aforementioned impermeable sheets overlap on both sides of the structure in such a way that the overlapping parts can be brought together on both sides of the layered structure so that they can be brought together touch each other at their edges and thus reduce evaporation from the edges of the layered structure. The flexible, impermeable sheets can be brought into their layer covering the sheets made of flexible, processed fiber material before the latter are pressed against the roller, or also afterwards.
It may be necessary to remove these flexible, impervious sheets with a scraping agent, e.g. B. Ethyl Palmftat to reduce the adhesion between these sheets and the layered materials produced.
The nature of the impermeable material is not important with regard to the scope of the present invention, provided that it can be processed into sheets and the polymerization of the polymerizable constituents of the impregnating or impregnating agents. does not inhibit coating-forming substance. Usually, this impermeable material can be selected without difficulty based on the experience already gained in the field.
If desired, the selected material can be examined for its availability through a simple test. Materials that can be used in conjunction with most monomers include sheet rubber and metal foils coated with gelatin. A particularly preferred impermeable material is regenerated cellulose.
The last phase of the polymerization in the process according to the invention is preferably carried out at a higher temperature than the initial phases of the polymerization. This allows residual ionomers to be eliminated from the material viewed, either by polymerization or evaporation. If a monomer used contains two or more non-conjugated CH2 = C # groups per molecule, cross-links can arise in the resin, which hardens.
One of the products according to the invention that is most valued for general purposes is obtained when the flexible fiber material consists of paper or cotton fabric and the impregnation or. Coating-forming substance mainly contains monomeric or partially polymerized methyl methacrylate.
Such layered materials have good electrical properties and good surface finish. They are suitable for the production of various types of components, such as panels, table tops, lampshades, side walls and the tops of suitcases. The layered materials can be used for carriers in various components of electrical equipment and, when heated to the softening temperature of the resin, can be deformed to an extent depending on the elasticity of the fibrous sheet material.
Valuable fire-resistant materials behave when asbestos is used as the fiber material together with a monomer which forms a non-flammable polymer, for example Mofliyl-a-chloroacrylate.
If desired, layers of the coated or impregnated, flexible fiber material can be placed on the wire mesh and the layered structure can be pressed together according to the invention, provided that the wire mesh is not used in such a way that when the leaves are pressed together, the impregnation material is evenly distributed. or coating-forming substance in these leaves is prevented.
For certain purposes of application it is advisable to use reinforced, flexible sheets made of: fiber materials, for example sheets that are reinforced with wire strands either arranged at random or woven into the sheets of fiber material.
If the impregnation or coating-forming substance consists mainly of mono-internal or partially polymerized styrene, products are obtained which are particularly useful for electrical equipment.
For example, panels with a low loss factor and high specific electrical ANT resistance are obtained if the fiber material consists of asbestos and glass and the liquid is converted into polystyrene during polymerisation.
Panels with a matt surface finish are obtained if the outer side of the outer sheet of fiber material is not coated with the substance mentioned and if the pressure exerted on the layered structure is insufficiently high and the viscosity of the substance is not sufficiently low, the latter is not the case to drive the structure of this outer layer.
Boards with a hard, scratch-resistant surface can be obtained if the outer sheet or sheets are coated or impregnated with a substance which contains a considerable amount of a compound containing more than one non-conjugated CH2 = C # group per molecule. Substances that contain more than one CH2 = C # group in the molecule are particularly suitable for the production of this hard outer layer, since their solid polymers have a degree of thermoplasticity that allows them to shape the plates made from them.
Panels which do not burn or dry out easily are obtained if a sheet of wire mesh is attached to one or both of the outer sheets of the structure prior to the pressing operation of the process. Decorative effects can also be achieved by providing the outer sheet of the fibrous material with a colored, for example printed, pattern. The choice of coloring materials must be made carefully, however, as certain coloring materials are decolorized during the polymerization operation.
Corrugated sheets of layered material can also be made by heating a layered material above the softening point of the resin contained therein. Corrugated sheets made with either thermoplastic resins or resins
Contain cross connections, but can also be obtained if the layered structure contains a material which is flexible but retains its shape after bending, for example wire mesh, and if the layered structure, after it has been pressed together by means of the above-mentioned rollers, a corrugated Is given shape,
before the impregnation or. Coating-forming substance is converted into the solid state by polymerization.
An apparatus suitable for the production of a multilayer material according to the present invention is shown schematically in the accompanying drawing.
# denotes a frame which is set up to carry 12 rolls of fabric with a maximum diameter of 8 inches (each roll corresponds to an amount of 91.4 m of 113.5 g of fabric wound on a cylinder with a diameter of 3.8 cnl ). The fabric is wound onto cardboard cylinders that are rigidly attached to steel shafts using slotted wooden cones.
B represents a guide consisting of smooth steel rods 1.3 cm in diameter. Each sheet of fabric passes through a pair of these sticks. There are vertical steel strips built in, so that the guide of the fabrics of different widths can be used.
C represents a pulling device which consists of two steel rods which can be arranged to be adjustable so that the desired pull can be exerted on the layered fabric structure.
D is a galvanized steel trough which contains the impregnation substance in the form of a syrup. The fabric is held below the surface of the syrup by running it under six steel rollers of the 2.86 cm diameter knife.
E and E1 are two rollers consisting of sheets of regenerated cellulose, which are arranged in such a way that a clamping element is created through which the layered stacks of fabric are guided.
F is a polymerisation chamber equipped with rollers with a diameter of 2.86 at an axis spacing of 15.2 cm. The top rollers rest on the top cellulose sheet, with no additional pressure being applied. A length of 7.2 m and a width of 1.2 m are typical dimensions for this chamber. The chamber is equipped with a circulating system for hot air, with the air being passed over finned steam coils and then across the chamber.
Because the air is passed through the chamber in the transverse direction instead of the longitudinal direction, the deflection of the air flow by the rollers can be avoided to a considerable extent, the irregularities in the heating of the layer structure being greatly reduced.
G is a high-temperature chamber with a length of 6.1 m and a width of 1.2 m, which is equipped with 5.1 cm thick rollers arranged at an axis distance of 30.5 cm. The chamber is usually heated to a temperature of 1000 C by means of steam coils. The polymerization of the monomer contained in the substance is completed in this chamber. The heavier rollers, due to the additional pressure they exert, improve the surface finish of the layered sheet.
H is a pair of rubber-covered rollers 10.2 cm in diameter, which are driven by means of a motor through a reduction gear.
The present invention is illustrated in the following example.
Example:
Using the apparatus described above in connection with the drawing, a layered material consisting of seven layers of fabric bonded by means of polymethyl methacrylate is produced.
Seven rolls of 1.14 m wide fabric, which has been freed from the border, are attached to frame A. Two 1.18 m wide rolls of regenerated cellulose are installed at E and E1.
The trough D is continuously refilled by an influx of polymethyl methacrylate syrup. This is obtained by polymerizing monomeric methyl methacrylate in the presence of 0.2% benzoyl peroxide, based on the weight of the monomer, under the action of heat until the product has a viscosity of 5 poises measured at 200.degree. 0.42% benzoyl peroxide is added to the syrup before it is used.
The polymerisation chamber is kept at a temperature of 600.degree. The high temperature chamber is heated to a temperature of 100 C by means of steam coils.
The seven sheets of cloth combined at C are passed through the syrup at room temperature. The impregnated fabric is fed directly between the two rolls of regenerated cellulose in the form of a film, with one layer of cellulose film being unwound on each of the two outer surfaces of the fabric sheet. The pressure exerted between the rollers as a result of the clamping effect is sufficient to distribute the syrup in the fabric layer structure and to cause small amounts of the syrup to be expelled at the edges of the fabric. The fabric is passed between the rolls of regenerated cellulose film in such a way that an overlap on the cellulose film can arise on both sides of the fabric layer structure.
The separated syrup forms a seal on both sides between the overlapping parts, which effectively prevents the evaporation of excessive amounts of the methyl methacrylate monomer from the fabric layer structure during the polymerization.
The fabric structure is allowed to run through the polymerisation chamber and the high temperature chamber by means of the rubber-coated rollers H at a speed of 1.46 m per hour, the structure being heated in the polymerisation chamber for 21 hours.
The product is sawn into pieces of suitable length. If necessary, the regenerated cellulose coatings are stripped off before the product is used. The product has a thickness of 2 mm. It has a pleasing appearance and a good surface quality and is not defaced by folds in the fabric. The physical properties of the sheet are summarized in the table below.
Property Direction of Specific Value
Test stress Resin content - 41%
Warp 910 kg / em2 tensile strength in kg / em2 weft 735 kg / cm2 50
Diagonal 665 kg / cm
Warp 56,000 kg / cm2 modulus of elasticity in kg / cm2 weft 49,000 kg / cm
Diagonal 38 500 kg / cm2 X Water absorption in percent by weight. (24 hours) - 1.09 o / o 55 water absorption in percent by weight, after the
Surface has been severely damaged by hammer blows - 1.22 o / o (24 hours)