CZ274297A3

CZ274297A3 - Vyztužovací materiál

Info

Publication number: CZ274297A3
Application number: CZ972742A
Authority: CZ
Inventors: Etienne Claeys
Original assignee: N.V. Syncoglas S.A.
Priority date: 1995-03-02
Filing date: 1996-02-23
Publication date: 1998-01-14
Also published as: ES2173269T3; US20070010154A1; ATE217917T1; FI119846B; NL9500414A; FI973572A; DE69621350T2; FI973572A0; AU4872096A; JP4195082B2; JPH11500791A; EP0873441A1; EP0873441B1; WO1996027039A1; DE69621350D1; CZ294244B6

Description

Předkládaný vynález se týká vyztužovacího materiálu, například pro použití jako textilní výztuha v kompozitech.

Dosavadní stav techniky

V současnosti se do kompozitů, které jsou plasticky zpevněny textilní výztuhou, , vkládají tkaniny, rohože, membrány, netkané materiály a podobně.

Navíc je často také použito množství vrstev textilní výztuhy současně pro získání požadované tuhosti a odolnosti. Různé -vrstvy jsou potom vzájemně spojovány tak, aby se získala požadovaná tloušťka výztuhy. -Vzájemné spojení těchto vícevrstvých struktur může být prováděno, například, prostřednictvím pletacích strojů (tak zvané stroje Ráchel), které vzájemně spojují různé vrstvy -prostřednictvím jemné' příze s využitím, například, řetízkového stehu. Nevýhodou použití, například, polyesterových vyztužovacích vláken je to, že nevydrží dostatečně spolehlivě účinek vlhkosti a korozivních substancí, navíc použité materiály často nejsou kompatibilní s pryskyřicí, přičemž k ní nepřilnou. To nezlepšuje trvanlivost finálního produktu.

Kompozity opatřené textilní výztuhou jsou používány, například, v plochých objektech, jako jsou panely, ačkoliv mnohem komplikovanější součásti, jako jsou' lodě, nárazníky, spojovací skříně, dávkovači trubice, telefonní sloupy, trubky, profily a podobně, jsou v současnosti také často vyráběny z kompozitních materiálů.

• . 44	• · ··
9' 9' ·	* 9	• 9	• 1 9
9 J' 9	9	9	9- 9
• *9	•	0	9 99 9
• 9	•	999	4
	444 ¹	44

• 44 .4 9·.' ' , 9 ' · kV;

Při výrobě plochých kompozitů, jako například panelů, jsou nej známější vyztužovací tkaniny a rohože dostatečně uspokojivé. Pokud ovšem jsou vyráběny složitější' tvary, nedovolují doposud známé textilní výztuhy dostatečné tvarování a ohýbání, ' nebo se chovají nekontrolovatelným způsobem. Zejména tkaniny je obtížné deformovat. Netkané materiály poměrně často mají sklon k nekontrolovatelnému chování a/nebo k trháni.

Vícevrstvé struktury se rovněž deformují málo nebo' vůbec při natahování, pokud alespoň jedna z vrstev je tvořena tkaninou. Pokud jedna, z vrstev je tvořena netkaným materiálem, pak . se : tyto struktury . deformují nekontrolovatelným způsobem. . ..

Cílem předkládaného' vynálezu je překonat shora · .1 ' , uvedené nevýhody, zejména vícevrstvé textilní výztuhy. Dalším cílem předkládaného vynálezu je vytvořit vícevrstvou textilní výztuhu tak, aby mohly být vyrobeny kompozity o velkých tloušťkách- (1 až . 10 mm), konečně je cílem předkládaného vynálezu -také¹ zlepšit trvanlivost kompozitů vytvořených s textilní výztuhou.

Podstata vynálezu .

Cílů předkládaného vynálezu je dosaženo vyztužovacím materiálem, který Zahrnuje alespoň jednu, tloušťku zajišťující 25 vrstvu tvořenou netkaným materiálem nebo úpletem ze skleněného vlákna a alespoň jednu vyztužovací vrstvu s ní spojenou na alespoň j-edné. její straně. Alespoň jedna z vyztužovacích vrstev je . podle vynálezu výhodně' tvořena skleněným vláknem.

9 99' 9 0
9 9. 9	9 9	• 9
9 9	•
• 9' ·,	9
• 9	9
99 9«99	9 9 9	9·

*· 9999 • * 9, • · 9 ··* 9 • 9 ·· ·'

Použití úpletu nebo netkaného materiálu ze skleněného vlákna jako centrální vrstvy v takovýchto vyztužovacích materiálech doposud ještě nebylo popsáno.

/g? S vyztužovacím materiálem podle předkládaného

Im 5 vynálezu může být natahování a řasení výztuhy prováděno pravidelným a reprodukovatelným způsobem. Komposity vyráběné

O, s použitím vyztužovacího materiálu podle předkládaného vynálezu mají místa o různých tloušťkách, která jsou předvídatelná a reprodukovateiná.

Ve zvláště výhodném provedení podle předkládaného vynálezu je alespoň prostřední vrstva tvořena úpletem ze skleněného vlákna. ' Takový úplet má vynikající deformovatelnost. Hmotnost, tloušťka a deřormovatelnost , vyztužovacího materiálu se může měnit podle použití.

-ⁱ

V dalším výhodném provedení podle předkládaného vynálezu je prostřední vrstva netkaný materiál tvořený skleněnými vlákny.

í

Vyztužovací materiál může být použit při výrobě plastových kompozitu prostřednictvím vstřikování, vakuové techniky, RIM, RTM a podobně.

S vyztužovacími materiály podle předkládaného vynálezu se stává možným realizovat perfektní- přenos pryskyřice po celém povrchu a, skrz celou tloušťku součásti. Navíc se stává možnou pravidelná a kontrolovaná deformace vyztužovacích vrstev spojených k úpletu nebo- netkanému materiálu ze skleněných vláken v průběhu tvarování součásti. Výskyt trhlin a nepravidelností je tak odstraněn dokonce i při lokálním natažení o .100 %. Prostřední vrstva, která je výhodně tvořena úpletem nebo netkaným materiálem ze

4.

Τ, ί

* 88	·. * 88
8 ·' · ·	8 9	-· 9	8 8
8 8	8	8	9 É 8
8 ·.-			9 988
• 8			8
	·.··>	888	• 9 '

····

8' · skleněného vlákna, zajišťuje tloušťku vyzťužovacího materiálu, přičemž může . být dosaženo požadované tuhosti kompozitu.

Bylo zjištěno, že odolnost proti štěpení kompozitu je dostatečně velké již tehdy, když alespoň.prostřední vrstva je tvořena skleněným vláknem. Výhodně je ovšem vyztužovací materiál zcela tvořen skleněným vláknem.

Vyztužovací vrstvy se mohou měnit pokud ' se týká hmotnosti, tloušťky a struktury. Mohou být uspořádány na jedné nebo obou stranách prostřední vrstvy. Jedna nebo více těchto vyztužovacích vrstev může-být. použita na každé straně prostřední vrstvy. Jako vyztužovacích vrstev může' být použito 1 netkaných materiálů, membrán, rohoží, tkanin, .roun a,podobně. Osobám v oboru znalým je·' zcela zřejmé, že podle aplikace může být použita jakákoliv osobě známá vyztužovací vrstva, pokud je aplikována v kombinaci s buď úpletem ' nebo netkaným materiálem ze skleněného vlákna.

Spojení- vrstev je prováděno prostřednictvím o sobě známých techniky, jako je pletení, šití, jehlování- nebo lepení. Případně'mohou .být použity kombinace různých technik. Lze ovšem doporučit jako výhodné jehlování nebo chemické vázání (lepení).

V případě jehlování jsou různé vrstvy': spojovány

I dohromady tak, že vlákna vyztužovacího materiálu 'jsou prorážena prostřednictvím jehel. Části vláken jsou takto protlačovány“ skrz ostatní vrstvy, přičemž důsledkem' je mechanické spojení.' Jehlovaný materiál má množství výhodných vlastností. Vyztužovací, materiál se tak stane objemnější a hustý jako celek, přičemž povrch je hladší a jemnější. To má

• ♦•I ···

} •t

TJ rovněž za následek, že kompozity mohou být vyrobeny s menším skelným obsahem. To je obzvláště výhodné z hlediska nákladů. Třírozměrné vyztužení vyplývá z množství vláken, nebo jejich částí, která jsou protlačena skrz celou tloušťku vyztužovacího materiálu. Odolnost proti štěpení takového materiálu je tudíž velmi vysoká, pokud jsou použity pouze vrstvy ze skla a tyto vrstvy jsou vzájemně spojené jehlováním, pak vyztužovací materiál sestává výhradně ze skla. Kompozity vyrobené s tímto materiálem mají lepší odolnost proti působení vlhkosti a korozivních· substancí než kompozity, u kterých jsou různé vrstvy vyztužovacího materiálu spojeny dohromady prostřednictvím, například, polyesterového vlákna. Navíc je vyztužovací materiál vyráběný jehlování podobně vhodný pro použití v kompozitech, u.kterých je důležitá ohnivzdornost (například fenolové pryskyřice).

Chemické vázání vrstev probíhá rozprašováním nebo sprchováním vrstev s jemným práškem z termoplastu ,neboteplem tvrditelného plastu. Celek je potom zahříván a stlačen dohromady, přičemž se prášek taví a různé vrstvy přilnou vzájemně k sobě.' Výhodou tohoto způsobu spojování je to, že termoplastický prášek se- rozpouští·v pryskyřici použité pro vytvoření kompozitu a zúčastní se potom plně polymerace; Osoba v oboru znalá snadno . sezná, že výběr prášku' a pryskyřice musí být takový, aby bylo umožněno rozpouštění a účast.při polymeraci. Výhodou tohoto chemického spojování je opět to, že v kompozitu není přítomno syntetické spojovací vlákno.

Vyztužovací materiál podle předkládaného vynálezu umožňuje provádět tváření finálního produktu, který má plochý nebo složitější tvar, v jednokrokovém procesu.

• 9 9 · ·· .· ·' «« » · 9 • 9 · 9 • 9' ·.

• · 9 9 > ·'·, ©919 © 9*9' |9·'· ·'

9' 9 9'

9ι' 9 9l 9 '· 9 9 9 «

Předkládaný vynález se dále týká kompozitu vytvořených s vyztužovacím materiálem podle předkládaného vynálezu.

Předkládaný vynález bude podrobněji vysvětlen v následujícím popisu prostřednictvím příkladných provedení, která jsou uvedena pouze za účelem ilustrace a Žádným způsobem nejsou určena pro jakékoliv omezení předkládaného vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Vyztužovací' materiál podle předkládaného'.vynálezu, je vyroben na běžném jehlovacím' zařízení, Materiál zahrnuje prostřední/vrstvy . tvořené úpletem sestávající ze skleněných vláken.' Skleněná vlákna jsou vybrána tak, aby byla vhodná pro zpracování s použitými typy pryskyřice. Tento 'úplet má 'ř ·¹ hmotnost 200 g/m^: a tloušťku 1,5 mm.

Pro účely vyztužení je na obou stranách prostřední vrstvy upraven netkaný materiál. V tomto specifickém.·případě r · / je použita skleněná rohož, která je vyrobena běžným způsobem a sestává ze sekaných pásů vzájemně spojených adhezivním práškem·. Vlákna .mají tloušťku 10 - 50 tex a délku 50 mm. Hmotnost této, rohože je 600 g/m². Tato ^: rohož bývá často označována jako CSM (= rohož ze sekaných' pásů).

Uvedené tři vrstvy jsou vzájemně ápojéné prostřednictvím jehlovací techniky.

Začínajíc od této textilní výztuže je vyroben ' * kompozit složitého tvaru prostřednictvím lisování,

• ««	•	«
»· · ·	• ·	··	• ♦ ·
• *	•	♦	* · «
« · ·	•	•	· · · ·
• ·	»	«	• ·
«·« · ···		*·>	• · ·

Λ

T„ vstřikování a vakuové techniky. Tloušťky kompozitu vyrobených tímto způsobem jsou různé.

Bylo zjištěno, že u všech vyrobených kompozitu probíhá napínání vyztužovacího materiálu do složitého tvaru matrice stejným způsobem jako je způsob, kterým úplet sám může být řasen. Vlákná skleněných rohoží spojená s' úpletem prostřednictvím jehlovací techniky sledují deformaci úpletu, čímž je zajištěno pravidelné, kontrolované a reprodukovatelné napínání skleněných,rohoží. Výsledkem je,· že finální produkt nemá místa s koncentrovanou pryskyřicí, která by se střídala s místy s koncentrovanými skleněnými vlákny. Každý typ koncentrace by mohl způsobit slabá místa v kompozitu.. V důsledku značné schopnosti k řasení prostřední vrstvy, v tomto příkladu úpletu, je možné realizovat kompozity, které lokálně vyžadují .velké deformace o hodnotě větší než 100 % vyztužovacího materiálu.

Příklad 2

Je použit stejný postup jako v příkladu 1 až na to, že namísto . úpletu je použit netkaný materiál tvořený nekonečnými skleněnými vlákny pro prostřední vrstvu mezi dvěma vyztužovacími vrstvami.

Tímto způsobem je získán vyztužovací materiál, se kterým může být realizován kompozit s výztuží 100% ze skleněných vláken. Tento kompozit má mnohem větší odolnost proti štěpení než kompozit, který má jako prostřední vrstvu syntetickou membránu.

Zastupuje :

PATENTOVÉ

44	4
* 4	4 4	00
•	•
4 «	0
0	•
	040	♦ ·

NÁROKY

Claims

NÁROKY ·Ι· ·

4 «

4 4 4

1. Vyztužovací materiál, například pro použiti jako textilní výztuha v. kompozitech, který zahrnuje alespoň jednu tloušťku zajišťující vrstvu· a s ní spojenou alespoň jednu vyztužovací vrstvu,' vyznačující se tím, že tloušťku zajišťující vrstvou je úplet ze skleněných vláken nebo netkaný materiál z nekonečných skleněných vláken.
2. Vyztužovací materiál podle nároku 1, vyznačující se tím, že alespoň jedna z vyztužovacích vrstev je tvořena skleněným vláknem.
3. Vyztužovací materiál ' podle nároku 2, vyznačující- se tím, že všechny vrstvy jsou tvořeny skleněným vláknem.
4. Vyztužovací materiál podle kteréhokoliv z nároků 1 až

3, vyznačující se tím, že různé vrstvy jsou 'vzájemně spojené prostřednictvím pletacích technik a/nebo adhezí a/nebo jehlováním a/nebo. šitím.
5. Vyztužovací materiál podle kteréhokoliv z nároků 1 až

4, vyznačuj ící se tím, že vyztužovací vrstvou je netkaný materiál, tkanina, rohož, rouno nebo membrána.
6. Vyztužovací materiál podle kteréhokoliv z nároků 1 až

5, vyznačující se částečně napuštěn pryskyřicí.

tím, že je zcela nebo
7, Kompozit vytvořený s vyztužovacím materiálem definovaným podle kteréhokoliv z předcházejících nároků.