CH658462A5 - Procedimento per preparare manufatti di polimeri termoplastici rinforzati con fibre di vetro e manufatti ottenuti con il procedimento. - Google Patents

Procedimento per preparare manufatti di polimeri termoplastici rinforzati con fibre di vetro e manufatti ottenuti con il procedimento. Download PDF

Info

Publication number
CH658462A5
CH658462A5 CH2940/81A CH294081A CH658462A5 CH 658462 A5 CH658462 A5 CH 658462A5 CH 2940/81 A CH2940/81 A CH 2940/81A CH 294081 A CH294081 A CH 294081A CH 658462 A5 CH658462 A5 CH 658462A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
glass fibers
fibrils
sheet
sheets
polymer
Prior art date
Application number
CH2940/81A
Other languages
English (en)
Inventor
Drusco Giovanni Di
Antonio Chiolle
Sergio Danesi
Lino Credali
Original Assignee
Montedison Spa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Montedison Spa filed Critical Montedison Spa
Publication of CH658462A5 publication Critical patent/CH658462A5/it

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C41/00—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor
    • B29C41/02—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C41/16—Slip casting, i.e. applying a slip or slurry on a perforated or porous or absorbent surface with the liquid being drained away
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B29C70/08—Fibrous reinforcements only comprising combinations of different forms of fibrous reinforcements incorporated in matrix material, forming one or more layers, and with or without non-reinforced layers
    • B29C70/086—Fibrous reinforcements only comprising combinations of different forms of fibrous reinforcements incorporated in matrix material, forming one or more layers, and with or without non-reinforced layers and with one or more layers of pure plastics material, e.g. foam layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H13/00—Pulp or paper, comprising synthetic cellulose or non-cellulose fibres or web-forming material
    • D21H13/10—Organic non-cellulose fibres
    • D21H13/12—Organic non-cellulose fibres from macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H13/14—Polyalkenes, e.g. polystyrene polyethylene
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H13/00—Pulp or paper, comprising synthetic cellulose or non-cellulose fibres or web-forming material
    • D21H13/36—Inorganic fibres or flakes
    • D21H13/38—Inorganic fibres or flakes siliceous
    • D21H13/40—Inorganic fibres or flakes siliceous vitreous, e.g. mineral wool, glass fibres
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H27/00—Special paper not otherwise provided for, e.g. made by multi-step processes
    • D21H27/30—Multi-ply
    • D21H27/32—Multi-ply with materials applied between the sheets
    • D21H27/34—Continuous materials, e.g. filaments, sheets, nets
    • D21H27/36—Films made from synthetic macromolecular compounds
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H5/00—Special paper or cardboard not otherwise provided for
    • D21H5/12—Special paper or cardboard not otherwise provided for characterised by the use of special fibrous materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B15/00—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
    • B29B15/08—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00 of reinforcements or fillers
    • B29B15/10—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step
    • B29B15/12—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/03—3 layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10—Inorganic fibres
    • B32B2262/101—Glass fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2305/00—Condition, form or state of the layers or laminate
    • B32B2305/08—Reinforcements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24132—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including grain, strips, or filamentary elements in different layers or components parallel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24942—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249924—Noninterengaged fiber-containing paper-free web or sheet which is not of specified porosity
    • Y10T428/24994—Fiber embedded in or on the surface of a polymeric matrix
    • Y10T428/249942—Fibers are aligned substantially parallel
    • Y10T428/249946—Glass fiber
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/26—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension
    • Y10T428/269—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension including synthetic resin or polymer layer or component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31855—Of addition polymer from unsaturated monomers
    • Y10T428/31909—Next to second addition polymer from unsaturated monomers
    • Y10T428/31913—Monoolefin polymer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)

Description

La presente invenzione riguarda un procedimento per preparare fogli o lamine di polimeri olefinici contenenti un rinforzo di fibre di vetro, e riguarda inoltre corpi formati di materiale polimerico, a più strati, contenenti i fogli suddetti quali componenti.
È noto incrementare le proprietà meccaniche dei manufatti di materiale plastico polimerico incorporandovi materiali fibrosi di rinforzo, dotati di elevato modulo flessionale elastico, come fibre di vetro, cellulosa, di amianto, di carbone, ecc. Metodi utilizzati per preparare manufatti così rinforzati sono quelli di presso-iniezione di miscele di polimero fuso e fibre, i quali sono tuttavia adatti per produrre manufatti di piccole dimensioni, e comportano disomogeneità del rinforzo nel manufatto nelle sue zone più incurvate, oppure di impregnazione di strati di fibre con lattici polimerici seguita da stampaggio a caldo dei pannelli ottenuti. In questo secondo caso il materiale fibroso resta localizzato principalmente nella zona centrale del manufatto e non contribuisce al rinforzo.
Inoltre, un difetto comune ad ambedue i metodi risiede nelle cattive finiture della superficie del manufatto, per l'affiorare del materiale fibroso favorito dalla operazione di stampaggio.
Tali difetti sono eliminati secondo l'invenzione con il procedimento descritto nella prima rivendicazione intendendosi ivi, sotto il nome di fibrille o fibridi, strutture fibrose, dotate di morfologia simile a quella delle fibre cellulosiche, aventi aspetto talvolta anche pellicolare oltre che tubolare, la cui lunghezza è generalmente compresa fra 0,5 e 50 mm ed il cui diametro apparente (medio), o dimensione minore, è compreso tra 1 e 500 microns. Fibrille, o fibridi dotati di area superificiale pari o superficiale a 1 m2/g sono noti da tempo e trovano per lo più impiego come sostituenti parziali o totali delle fibre di cellulosa nella fabbricazione della carta o di prodotti affini.
La loro preparazione può essere effettuata secondo metodi svariati, descritti da tempo in letteratura. Secondo il brevetto inglese n. 868 651, simili strutture possono essere preparate aggiungendo una soluzione di un polimero ad un non solvente del polimero, sottoponendo contemporaneamente il polimero precipitato, o allo stato rigonfiato, all'azione di forze di taglio. Un procedimento simile è descritto anche nella domanda di brevetto tedesco n. 2 208 553.
Secondo il brevetto inglese 1 287 917 strutture di morfologia analoga vengono ottenute per polimerizzazione delle alfa-olefine in presenza di catalizzatori di coordinazione, sotto l'azione di forze di taglio esercitantisi nel mezzo di reazione.
Ulteriori procedimenti, mediante i quali strutture fibrose aventi le caratteristiche e le proprietà applicative sopra descritte vengono ottenute allo stato di aggregati più o meno coerenti, o di strutture filamentari fibrillate (plessofilamenti), consistono nell'estrudere attraverso un orifizio soluzioni, emulsioni, dispersioni o sospensioni di polimeri sintetici in mezzi solventi, emulsionanti o disperdenti, o loro miscele, in condizioni di pressoché istantanea evaporazione del solvente o della fase liquida presente (processi di «flash-spinning»).
Procedimenti di questo tipo sono descritti ad esempio nei brevetti inglesi n. 891 943 e n. 1 262 531, nei brevetti statunitensi n. 3 770 856 e n. 3 740 383 e n. 3 808 091, nel brevetto belga n. 789 808, nel brevetto francese n. 2 176 858 e nella domanda di brevetto tedesco n. 2 343 543.
Gli aggregati fibrosi o plessofilamenti ottenuti secondo tali procedimenti possono essere disgregati facilmente mediante taglio o raffinazione, fino ad ottenimento delle strutture fibrose elementari, dotate di area superficiale di almeno 1 m2/g, ed adottate all'impiego nella preparazione di carta o prodotti analoghi.
Il brevetto inglese 891 945 descrive ad esempio la preparazione di tali strutture fibrose (plexifilament fibridis) per disgregazione di plessofilamenti ottenuti mediante flash-spinning di soluzioni polimeriche.
Infine, fibrille di strutture fibrose di analoghe caratteristiche applicative, possono essere ottenute vantaggiosamente sottoponendo una soluzione, oppure una sospensione, emulsione o dispersione di un polimero in solventi e/o emulsionanti o disperdenti, mentre viene estrusa in condizioni di rapida evaporazione della fase liquida, all'azione di taglio di un fluido gassoso dotato di velocità elevata e diretto angolarmente rispetto alla direzione di estrusione.
Procedimenti di questo tipo sono descritti nel brevetto italiano 947 919 e nella domanda di brevetto italiano 29594A/74, a nome della richiedente. Per gli scopi della presente invenzione, si utilizzano fibrille o fibridi di polimeri olefinici, quali polietilene a bassa o alta densità, polipropilene, copolimeri etilene-propilene del tipo statistico o a blocchi, e poli-butene-1.
La preparazione della miscela tra fibre di vetro e fibrille può essere effettuata agevolmente disperdendo insieme i due tipi di fibre in un liquido inerte, di preferenza acqua, sotto agitazione, secondo i metodi normalmente impiegati nella tecnica cartaria s
IO
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
3
658 462
per preparare le paste per carta. In tale preparazione è preferibile che la dispersione di fibre, oppure le fibrille poliolefiniche stesse, contengano un agente bagnante, allo scopo di favorirne la disperdibilità in acqua e la perfetta miscelazione con le fibre di vetro. Metodi per rendere bagnabili le fibre di polimeri sintetici mediante aggiunta di agenti bagnanti sono descritti ad esempio nel brevetto belga 787 060 e nella domanda di brevetto tedesco 2 208 553, nonché nel brevetto italiano 1 006 878 a nome della richiedente.
Prima della formazione del foglio, possono essere anche aggiunte alla dispersione di fibre agenti coesionanti, come ad esempio resine ureiche, acriliche, amminiche, che facilitano la formazione del foglio anche alle grammature più basse.
La preparazione del foglio mediante la dispersione preparata nella operazione (a) della rivendicazione, può essere effettuata con metodi e dispositivi utilizzati nell'industria della carta per preparare fogli di carta cellulosica, mediante i quali si ottiene agevolmente una disposizione delle fibre di vetro nel foglio su un piano sostanzialmente orizzontale, o parallelo al piano del foglio. Nella formazione del foglio, l'eccesso di liquido presente nella miscela di fibre può essere eliminato oltre che per gravità, per aspirazione sotto vuoto, che favorisce la stabilizzazione dell'orientamento assunto dalle fibre di vetro nella direzione di alimentazione della dispersione alla superficie porosa, o nella direzione dei filetti fluidi del flusso di liquido di trasporto. L'essiccamento del foglio secondo l'operazione (c) della rivendicazione può essere effettuato con tecnologie di tipo cartario tradizionale (su cilindri, nastri, reti, ecc.) e viene realizzato di preferenza fino ad un contenuto in secco nel foglio prossima al 100%.
L'operazione (d) della rivendicazione, riscaldamento, può essere effettuata sotto pressione, in una calandra in continuo, o in una pressa a piatti in discontinuo. Di preferenza si opera scaldando il foglio ad una temperatura superiore a quella di fusione delle fibrille termoplastiche presenti, in assenza di pressione, e raffreddamento quindi il foglio sotto pressione, in pressa o stampi freddi.
Si ottiene generalmente un foglio o film a struttura compatta, non porosa, in cui le fibrille polimeriche preesistenti non sono più identificabili.
Sempre secondo l'invenzione, almeno due fogli ottenuti dalla operazione (b) oppure (c) vengono accoppiati a «sandwich», prima della operazione di riscaldamento (d), sulle due facce di una lamina di un polimero termoplastico, privo, o sostanzialmente privo di fibre di vetro incorporate, e quindi sottoposti all'operazione (d) di riscaldamento mentre si trovano accoppiati a tale lamina, ad una temperatura almeno pari quella di rammollimento del polimero termoplastico constituente tale lamina, per un tempo sufficiente a causare la fusione delle fibrille e l'adesione della lamina ai fogli.
In tal caso il polimero termoplastico costituente la lamina possiede modulo flessionale inferiore a quello delle fibre di vetro presenti nei fogli ed è un polimero compatibile con il polimero olefinico costituente le fibrille utilizzate.
Dicendo che il polimero termoplastico costituente la lamina è sostanzialmente privo di fibre di vetro si intende dire che tali fibre possono essere eventualmente presenti, ma solo in quantità tale da non modificare sostanzialmente il valore del modulo a flessione del polimero in sè, ad esempio di non più del 10% di tale valore.
Esempi di polimeri adatti per tale lamina sono: polietilene, polipropilene, copolimeri etilene-propilene, polistirene, poliuretani, terpolimeri stirene - butadiene - acrilonitrile, o loro miscele.
La lamina utilizzata può avere struttura interna compatta oppure cellulare o espansa. Di preferenza il polimero o il materiale polimerico che lo costituisce ha temperature di fusione comprese tra 135° e 172°C.
Si ottengono così manufatti polimerici contenenti un rinforzo di fibre di vetro, costituiti da, o comprendenti una struttura a tre strati compatti, due dei quali sono formati da un polimero olefinico, contenente fibre di vetro incorporate, e si trovano 5 termosaldati al terzo strato che è ad essi intermedio, il quale è costituito da un polimero termoplastico compatibile con il polimero olefinico degli altri due strati, è privo o sostanzialmente privo di fibre di vetro incorporate e possiede modulo flessionale inferiore a quello delle fibre di vetro presenti negli altri io due strati. Tali manufatti rivelano, a parità di contenuto di fibre di vetro incorporate, di forma e di spessore complessivo, proprietà meccaniche, specie flessibilità e resistenza all'urto, nettamente superiori a quelle dei manufatti di analoghi polimeri, nei quali la carica fibrosa si trova omogeneamente dispersa 15 in tutta la massa del manufatto, o prevalentemente all'interno di essa.
In pratica, il procedimento completo per preparare tali manufatti compositi o stratificati, consiste nelle seguenti operazioni, in successione:
20 (A) preparazione di una miscela di dispersione acquosa, o in altro liquido inerte, di fibre di vetro aventi lunghezza superiore a 1 mm con fibrille o fibridi di almeno un polimero termoplastico olefinico, dotate di area superficiale di almeno 1 m2/g, con rapporto ponderale fibre di vetro/fibrille compreso tra 25 3/97 e 95/5;
(B) formazione di un foglio per deposizione di tale dispersione su una superficie porosa, per cui si ha eliminazione sostanziale del mezzo liquido, con disposizione delle fibre di vetro su un piano sostanzialmente parallelo al piano principale del
30 foglio;
(C) essicamento di tale foglio;
(D) accoppiamento a «sandwich» di almeno due di tali fogli con una lamina di un polimero termoplastico compatibile con il polimero olefinico costituente le fibrille, sostanzialmente privo
35 di fibre di vetro incorporate, dotato di modulo flessionale inferiore a quello delle fibre di vetro presenti nei fogli suddetti, per deposizione di tali fogli sulle facce di tale lamina;
(E) riscaldamento dei fogli, ad una temperatura almeno pari a quella di fusione del polimero olefinico costituente le fibrille
40 in essi presenti, e almeno pari a quella di rammollimento del polimero termoplastico costituente la lamina, con applicazione di pressione, per un tempo sufficiente a causare la fusione di tali fibrille ed il rammollimento almeno superficiale della lamina, con conseguente adesione di tali fogli alla lamina. 45 L'operazione (C) di essicamento può costituire una operazione non separata da quella (D) di accoppiamento, e può essere realizzata durante, oppure dopo l'accoppiamento dei fogli con la lamina polimerica, prima della operazione (E) di riscaldamento dell'insieme.
so L'operazione (D) di accoppiamento può essere realizzata agevolmente, ad esempio preparando la lamina mediante estrusione, tra due fogli ottenuti dalle operazioni (C) o (B). Successivamente si può realizzare l'operazione (E) per riscaldamento dall'accoppiato sotto pressione, ad esempio in una pressa a 55 piatti. Un ulteriore oggetto della presente invenzione è costituito pertanto da manufatti di polimeri termoplastici, costituiti da, oppure comprendenti una struttura a tre strati, due di tali strati essendo formati da un polimero olefinico contenente incorporate da 3 a 95% in peso di fibre di vetro di lunghezza superiore 60 a 1 mm, disposte sostanzialmente su un piano parallelo al piano principale di ciascun strato, tali due strati essendo termosaldati al terzo strato che è ad essi intermedio ed è costituito da un polimero termoplastico compatibile con il polimero olefinico degli altri due strati, è privo sostanzialmente di fibre di vetro incor-65 porate e possiede un modulo a flessione di valore inferiore a quello delle fibre di vetro presenti negli altri due strati suddetti. I seguenti esempi servono ad illustrare il trovato senza però limitarlo.
658 462
4
Esempio 1
Preparazione di fogli di polietilene contenenti fibre di vetro come rinforzo.
In un miscelatore si prepara una dispersione acquosa di 7 kg di fibrille di polietilene ad alta densità (avente M.I. = 7 e T fusione = 135°C), dotate di area superficiale di 6 m2/g, e pretratte con polivinilalcool acetalizzato secondo il metodo descritto nel brevetto italiano n. 1 006 878, con 3 kg di fibre di vetro aventi lunghezza 6 mm, diametro di circa 14 |i, densità di 2,54 g/cc e modulo flessionale di circa 826000 kg/cm2.
Tale dispersione viene diluita con acqua fino al volume di 1000 litri e quindi raffinata in un raffinatore conico a lame aperte per 25 minuti. Dopo raffinazione le fibre di vetro hanno lunghezza di media di circa 4 mm. La sospensione viene diluita quindi ulteriormente fino ad una concentrazione in fibre di 5 g/1, e trasformata in foglio su una macchina continua per carta, alla velocità di 40 m/minuto.
Dopo pressatura ed essiccamento a 120°C per 5 minuti, il foglio così ottenuto [foglio (a)] viene calandrato ad una temperatura compresa mediamente tra 135° e 150°C, sotto una pressione di 90 kg/cm2 per 15 secondi, alla velocità di 4 m/minuto, ottenendo un foglio o film di struttura compatta.
Operando nello stesso modo, ma usando fibrille di polietilene avente M.I. rispettivamente di 0,3 e 5, e temperature di fusione di 135°C, si preparano altri due fogli (b) e (c), i quali, dopo calandrature nelle condizioni usate per il foglio (a), si presentano come fogli o film di struttura compatta. Le caratteristiche dei tre prodotti dopo calandratura sono riportate in Tabella I.
Preparazione di una struttura a strati secondo l'invenzione.
Utilizzando una pressa a piatti, che opera ad una pressione di 5-20 kg/m2 e ad una temperatura di 150°C, si preparano n. 7 strutture a strati facendo aderire sulle due facce principali di una lastra di polietilene ad alta densità (M.I. = 5, temperature di fusione = 135°C), avente modulo a flessione di 17000 kg/cm2, dello spessore di circa 1,3 mm, in quantità uguale su ciascuna faccia, un numero crescente di fogli del tipo rispettivamente (a) e (b) precedentemente preparati. La proprietà delle strutture così ottenute riportate in Tabella II.
Esempio 2 (di confronto)
Polietilene del tipo di quello utilizzato per preparare il foglio (a) dell'esempio precedente viene miscelato con il 30% in peso (sulla miscela) di fibre di vetro uguali a quelle usate in tale esempio. La miscela è estrusa a 205°C in trafila bivite Pasquetti e l'estruso viene granulato per essere quindi trasformato in piastrine mediante trattamento per 5 minuti a 180°C in una pressa a piatti. Con lo stesso granulato viene inoltre preparata una piastrina mediante pressoiniezione a 225°C in pressoiniettore del tipo GBF. Le caratteristiche delle piastrine sono riportate in Tabella III.
Esempio 3
Si ripete la preparazione delle strutture a strati descritte nell'esempio 1, con la differenza che si effettua dapprima un trattamento termico in assenza di pressione, ponendo la lamina di polietilene accoppiata ai fogli del tipo (a) e (b) in stufa a 180°C, e quindi portando il tutto in una pressa a piatti fredda, operante a 200 kg/cm2, per una durata di 10 secondi.
Le proprietà delle strutture risultanti sono analoghe a quelle delle strutture a strati dell'esempio 1.
Esempio 4
Operando con le stesse modalità, ed usando le stesse fibrille di polietilene e le stesse fibre di vetro usate per il foglio (a) dell'esempio 1, sono stati preparati fogli contenenti 50% in peso di fibre di vetro ed aventi, dopo essiccamento, le seguenti caratteristiche:
spessore = 208 n grammatura = 220 g/m2
densità = 1,07 g/cm3
carico di rottura transversale = 1,40 kg carico di rottura longitudinale = 1,95 kg
Un numero crescente di tali fogli è stato posto, in quantità uguale, sulle due facce di una lastra di polietilene ad alta densità analoga a quella dell'esempio 1, e fatto aderire secondo il metodo usato nell'esempio 3.
Le proprietà delle strutture a strati così ottenute sono riportate nelle colonne 1 e 2 della Tabella IV.
Esempio 5
Si ripete l'esempio 4 usando una lamina di polietilene avente M.I. = 0,4 e modulo a flessione di 17000 kg/cm2, dello spessore di 1,3 mm, con la differenza che i fogli contenenti le fibre di vetro, prima del loro accoppiamento con la lamina di polietilene, sono stati imbibiti con una soluzione acquosa contenente 0,5% in peso di y-amminopropiltrietossisilano idrolizzato a pH 3,4 con acido acetico, e 1% di un derivato dell'anidride maleica avente struttura:
P P
. NH-C-CH = CH-C^OH
(CH2)6
NH-C-CH = CH OH
V \ /
e successivamente essiccati.
Le proprietà delle strutture sono riportate in colonna 3 della Tabella IV.
TABELLA I
(a)
Fogli (b)
(c)
Metodo di caratterizzazione
Spessore foglio (n)
195
208
305
grammatura (g/m2)
185
192
219
(1)
densità (g/cm3)
0,95
0,923
0,717
Carico di rottura longitudinale (kg)
4,46
4,79
3,36
(2)
Carico di rottura trasversale (kg)
3,24
3,88
2,60
(2)
Rigidità flessionale longitudinale (g/cm)
57,1
39,3
44,9
(3)
Rigidità flessionale trasversale (g/cm)
48,1
30,8
37,0
(3)
(1) Tappi 420
(2) Tappi 494
(3) Tappi 489
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
5
658 462
TABELLA II
Accoppiato con l'uso dei fogli (a) dei fogli (b) metodo misura
Spessore totale dell'accoppiato a sandwich
0,188
0,213
0,237
0,259
0,314
0,249
0,207
Spessore totale dei fogli su ciascuna faccia della lastra di polietilene (cm)
0,0272
0,0400
0,0544
0,0800
0,0928
0,0656
0,0864
Contenuto totale di fibre di vetro nell'accoppiamento (%)
9,5
12,65
15,20
18,95
19,1
17,3
19,4
Modulo elastico a flessione (kg/cm2)
25900
31400
34550
39800
41900
42200
44950
[1]
Carico di rottura a flessione (kg/cm2)
329
394
413
480
484
541
731
[2]
Densità (g/cm3)
1023
1041
1058
1090
1085
1075
1090
Energia totale frattura kg.cm/cm
133
162
126
202
194
194
256
[3]
Resistenza allo scorrimento sotto carico a 80°e 60 kg/cm2; deformazione dopo 24 ore (%)
1,75
1,70
0,92
0,92
0,90
0,87
0,38
[4]
Resistenza fatica (IO3 cicli)
564
444
100
92
61
437
20
[5]
Carico inizio prova (kg/cm2)
468
510
653
527
665
747
671
Carico fine prova (kg/cm2)
3'4
312
407
309
432
293
162
[1] ASTM - D - 790
[2] ASTM - D - 790
[3] Prove di «ball drop» (impatto biassiale) con provetta vincolata; mazza battente autografica; peso della mazza kg 10,4; altezza di caduta m 1; anello di appoggio 0 = mm 33; diametro del punzone mm 12,6
[4] ASTM - D - 2990
[5] Norme DIN 50142, su macchina piana PW00310 «WEBI»
TABELLA III TABELLA IV
40
Metodo di preparazione della piastrina
Presso- Pressofusione iniezione
1
2
3
Spessore totale della struttura a strati 45 (cm)
0,161
0,272
0,272
Contenuto in fibra (%) Spessore (cm)
30
0,179
30
0,296
Spessore totale dei fogli in ciascuna faccia della lastra (cm)
0,018
0,065
0,065
Densità(g/cm3)
1,18
1,18
so Contenuto totale di
Modulo elastico a flessione (kg/cm2)
24920
37550
fibre di vetro nella struttura (%)
17,3
31,3
31,3
Carico di rottura a flessione (kg/cm2)
269
360
Modulo elastico a flessione (kg/cm2)
55
39880
60690
69000
Energia totale di frattura (kg.cm/cm)
119
198
Carico di rottura a flessione (kg/cm2)
495
709
1000
Prova di resistenza allo scorrimento
Densità (g/cm3)
1,065
1,19
1,21
sotto carico a 80°C e 60 kg/cm2: deformazione dopo 24 ore (%)
1,44
1,55
60 Energia totale di frattura (kg.cm/cm)
273
319
417
Resistenza alla fatica: n° cicli x IO3
477
36
Prova di resistenza allo scorrimento sotto
- carico inizio prova (kg/cm2)
- carico fine prova (kg/cm2)
419 322
595 284
carico, a 80°C e 65 60 kg/cm2: deformazione dopo 24 ore (%)
0,707
0,406
0,215

Claims (3)

658 462
1. Procedimento per preparare manufatti di materiale polimerico termoplastico contenenti fibre di vetro come materiale di rinforzo, che comprende le seguenti operazioni:
(a) preparazione di una miscela, in dispersione acquosa o in un mezzo liquido inerte, di fibre di vetro di lunghezza superiore a 1 mm, con fibrille o fibridi di almeno un polimero termoplastico olefinico, dotate di area superficiale di almeno 1 m2/g, con rapporto ponderale fibre di vetro/fibrille compreso tra 3/97 e 95/5;
(b) formazione di un foglio per deposizione della dispersione su una superfìcie porosa, per cui si ha eliminazione sostanziale del mezzo liquido, con disposizione delle fibre di vetro su un piano sostanzialmente parallelo al piano principale del foglio;
(c) essicamento del foglio;
(d) riscaldamento del foglio ad una temperature pari o superiore a quella di fusione del polimero olefinico costituente le fibrille, o del polimero olefinico avente temperatura di fusione più elevata tra quelli che costituiscono le fibrille, con applicazione di pressione, per un tempo sufficiente a fondere le fibrille suddette.
2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui prima della operazione di riscaldamento (d), almeno due fogli ottenuti dalla operazione (b) oppure (c) sono accoppiati a «sandwich» sulle due facce di una lamina di un polimero termoplastico, sostanzialmente privo di fibre di vetro, compatibile con il polimero olefinico costituente le fibrille, ed avente modulo flessionale inferiore a quello delle fibre di vetro presenti in tali fogli, ed in cui l'operazione (d) di riscaldamento dei fogli è effettuata ad una temperatura almeno pari a quella di fusione delle fibrille, ed almeno pari a quella di rammollimento del polimero costituente tale lamina, con applicazione di pressione, per un tempo sufficiente a causare la fusione delle fibrille ed il rammollimento almeno superficiale della lamina, con conseguente adesione della lamina ai fogli.
2
RIVENDICAZIONI
3. Manufatti di polimeri termoplastici ottenuti con il procedimento secondo le rivendicazioni 1 e 2, consistenti in, o comprendenti una struttura a tre strati, due dei quali sono formati da un polimero olefinico, contenente da 3 a 95% in peso di fibre di vetro aventi lunghezza superiore a 1 mm, e disposte su un piano sostanzialmente parallelo a quello principale degli strati, i quali due strati sono termosaldati al terzo strato che è ad essi intermedio ed è costituito da un polimero termoplastico compatibile col polimero olefinico degli altri due strati, è sostanzialmente privo di fibre di vetro incorporate e possiede modulo a flessione di valore inferiore a quello delle fibre di vetro presenti negli altri due strati suddetti.
CH2940/81A 1980-05-06 1981-05-06 Procedimento per preparare manufatti di polimeri termoplastici rinforzati con fibre di vetro e manufatti ottenuti con il procedimento. CH658462A5 (it)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT21818/80A IT1193532B (it) 1980-05-06 1980-05-06 Manufatti di polimeri termoplastici rinforzati con fibre di vetro

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH658462A5 true CH658462A5 (it) 1986-11-14

Family

ID=11187285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH2940/81A CH658462A5 (it) 1980-05-06 1981-05-06 Procedimento per preparare manufatti di polimeri termoplastici rinforzati con fibre di vetro e manufatti ottenuti con il procedimento.

Country Status (20)

Country Link
US (1) US4431696A (it)
JP (1) JPS574731A (it)
AR (1) AR224573A1 (it)
AT (1) AT384993B (it)
AU (1) AU547867B2 (it)
BE (1) BE888682A (it)
BR (1) BR8102744A (it)
CA (1) CA1157605A (it)
CH (1) CH658462A5 (it)
DE (1) DE3117280A1 (it)
ES (1) ES8304596A1 (it)
FR (1) FR2481994A1 (it)
GB (1) GB2075077B (it)
IL (1) IL62761A (it)
IT (1) IT1193532B (it)
LU (1) LU83332A1 (it)
MX (1) MX158505A (it)
NL (1) NL8102126A (it)
SE (1) SE453272B (it)
ZA (1) ZA812920B (it)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5824533B2 (ja) * 1974-12-21 1983-05-21 株式会社豊田自動織機製作所 オ−プンエンドセイボウキニ オケル ワキシングソウチ
DE3273349D1 (en) * 1981-07-27 1986-10-23 Dow Chemical Co Aqueous method of making reinforced composite material from latex, solid polymer and reinforcing material
EP0329200A3 (en) * 1984-01-06 1992-05-20 The Wiggins Teape Group Limited Moulded fibre reinforced plastics articles
US4596736A (en) * 1984-06-04 1986-06-24 The Dow Chemical Company Fiber-reinforced resinous sheet
US4654100A (en) * 1985-03-04 1987-03-31 The Dow Chemical Company Method for preparing random-fiber thermoset composites
DE3687008T2 (de) * 1985-03-21 1993-05-13 Ici Plc Verfahren zur herstellung geformter gegenstaende aus verstaerkten verbundmaterialien.
GB8507312D0 (en) * 1985-03-21 1985-05-01 Ici Plc Producing shaped articles
US4765915A (en) * 1985-05-23 1988-08-23 The Dow Chemical Company Porous filter media and membrane support means
US4921658A (en) * 1985-06-03 1990-05-01 The Dow Chemical Company Method for preparing reinforced thermoset articles
IT1188405B (it) * 1986-03-03 1988-01-14 Montedison Spa Procedimento per la produzione in continuo di compositi termoplastici termoformabili
US4775580A (en) * 1986-03-08 1988-10-04 The Dow Chemical Company Porous random fiber composites and a method for preparing same
GB8707404D0 (en) * 1987-03-27 1987-04-29 Shell Int Research Reinforced polymer sheet
KR900005075B1 (ko) * 1987-06-29 1990-07-19 맨빌 코오퍼레이션 열성형 가능한 섬유질 매트 및 그의 제조방법
JPH01318045A (ja) * 1988-05-10 1989-12-22 E I Du Pont De Nemours & Co ガラス繊維と熱可塑性繊維との湿式成形混合物よりの複合材料
WO1991008094A1 (en) * 1989-11-30 1991-06-13 Elmer Charles Marffy Machine for impregnating fibrous reinforcing with binder
NL9000235A (nl) * 1990-01-31 1991-08-16 Stamicarbon Kunststofgranulaat bevattend niet-gedispergeerde versterkende vezelbundels.
US5609940A (en) * 1993-06-28 1997-03-11 General Electric Company Polymer panel with a sealing membrane for mechanical and electrical connections
FR2834927B1 (fr) * 2002-01-18 2004-05-14 Chomarat Composites Nouvelle mousse renforcee par un reseau de renforcement

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4939505B1 (it) * 1965-09-09 1974-10-25
GB1200342A (en) * 1967-06-02 1970-07-29 Ici Ltd Reinforcing thermoplastic materials
NL7101967A (it) * 1970-02-20 1971-08-24
US3700538A (en) * 1970-09-10 1972-10-24 Nasa Polyimide resin-fiberglass cloth laminates for printed circuit boards
US3691000A (en) * 1971-03-10 1972-09-12 Celanese Corp Glass fiber reinforced composite article exhibiting enhanced longitudinal tensile and compressive moduli
GB1411379A (en) * 1971-12-21 1975-10-22 Rolls Royce Fibre reinforced composite structures
FR2276923A1 (fr) * 1974-07-03 1976-01-30 Mitsui Petrochemical Ind Produit fibreux pour la fabrication d'articles permeables aux gaz, et fabrication de ces articles
US4250221A (en) * 1976-04-29 1981-02-10 Consolidated Fiberglass Products Co. Fiberglass mat

Also Published As

Publication number Publication date
IL62761A0 (en) 1981-06-29
AT384993B (de) 1988-02-10
BE888682A (fr) 1981-11-05
MX158505A (es) 1989-02-09
BR8102744A (pt) 1982-01-26
US4431696A (en) 1984-02-14
LU83332A1 (fr) 1982-01-20
ES8304596A1 (es) 1983-03-16
AU547867B2 (en) 1985-11-07
DE3117280A1 (de) 1982-06-16
IT1193532B (it) 1988-07-08
JPS6354735B2 (it) 1988-10-31
FR2481994B1 (it) 1985-04-19
ZA812920B (en) 1982-06-30
CA1157605A (en) 1983-11-29
JPS574731A (en) 1982-01-11
ATA196681A (de) 1987-07-15
NL8102126A (nl) 1981-12-01
GB2075077B (en) 1984-07-11
IT8021818A0 (it) 1980-05-06
AU7013581A (en) 1981-11-12
SE453272B (sv) 1988-01-25
IL62761A (en) 1984-07-31
AR224573A1 (es) 1981-12-15
FR2481994A1 (fr) 1981-11-13
GB2075077A (en) 1981-11-11
SE8102729L (sv) 1981-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CH658462A5 (it) Procedimento per preparare manufatti di polimeri termoplastici rinforzati con fibre di vetro e manufatti ottenuti con il procedimento.
EP0465203B1 (en) Improved wet laid bonded fibrous web containing bicomponent fibers including LLDPE
CA2077395C (en) Polypropylene fibre for reinforcing cement
US8491754B2 (en) Web, stampable sheet and stampable sheet expanded product as well as method of producing the same
EP0341977B2 (en) Composites from wet formed blends of glass and thermoplastic fibers
CN106009056B (zh) 一种聚合物纳米纤维基气凝胶材料及其制备方法
US5409573A (en) Composites from wet formed blends of glass and thermoplastic fibers
SK278457B6 (en) Composition material reinforced with fibres
Sever The improvement of mechanical properties of jute fiber/LDPE composites by fiber surface treatment
US2430868A (en) Process for treating fibrous materials
EP2224044B1 (en) Man-made fibre for three-dimensional reinforcement of a cement product
EP0548902A1 (en) Wet laid bonded fibrous web
EP0300909B1 (en) Reinforced thermoplastics sheet and its manufacturing process
EP0235577A2 (en) Acrylic fibres having improved dispersability in viscous organic or inorganic matrices
US3795575A (en) Cellulosic sheet material and process for its preparation
US4500594A (en) Process for preparing multilayer fibrous structures and product
JP2022527551A (ja) 繊維セメントの屋根用途のためのアルカリ性環境における分散が強化された表面上に親水性ポリマーを有する二成分極細繊維
CN105755845A (zh) 一种用于地板革基层的真皮纤维再生革及其制备方法
US3560318A (en) Fibrous pulp containing partially hydrolyzed polyvinyl acetate
CN114213760A (zh) 一种大麻-椰壳混杂聚丙烯复合材料及其制备方法和应用
JP5848671B2 (ja) 建築部材用複合シートおよび建築部材
EP0042716A1 (en) Process for preparing multi-layer structures from sheets containing synthetic fibres
EP0304368A1 (en) Wet laid thermoplastic web compositions
JP4990827B2 (ja) 水硬性組成物および水硬化物
JPH03130118A (ja) 繊維強化熱可塑性樹脂成形品の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PL Patent ceased