CZ292014B6

CZ292014B6 - Ztužující materiál a způsob jeho výroby

Info

Publication number: CZ292014B6
Application number: CZ19971780A
Authority: CZ
Inventors: Helmut Pelzer
Original assignee: Hp-Chemie Pelzer Research And Development Ltd.
Priority date: 1994-12-14
Filing date: 1995-12-13
Publication date: 2003-07-16
Also published as: DE4444505C2; EP0797697B1; ES2145942T3; AU4344496A; KR100366979B1; MX9704355A; CZ9802701A3; CZ178097A3; WO1996018763A1; DE4444505A1; DE59507972D1; CZ295564B6; EP0797697A1; PT797697E; BR9510033A

Abstract

Ztu uj c materi l ve form p sk nebo vl ken, kter² m samolepic vlastnosti p°i teplot v rozmez 120 a 250 .degree.C, s vlastnostmi pojiva, pro textiln vl kenn rouna, sest v z lamin t nejm n dvou vytla en²ch vrstev z nejm n jednoho materi lu plastu (A) odoln ho v i vysok²m teplot m a nejm n jednoho n zkotaj l ho materi lu plastu (B). P°i v²rob tohoto ztu uj c ho materi lu se nejm n dv nebo n kolik vrstev nejm n jednoho materi lu plastu (A), odoln ho v i vysok²m teplot m, koextruduje nejm n s jedn m n zkotaj c m materi lem plastu (B) a potom se roz°e e nebo rozvl kn na po adovan² rozm r pomoc °ezn²ch, lisovac ch nebo r zov²ch n stroj .\

Description

Oblast techniky

Vynález se týká ztužujícího materiálu ve formě pásků nebo vláken, která má samolepicí vlastnosti při teplotě v rozmezí 120 až 250 °C, s vlastnostmi pojivá, pro textilní vlákenná rouna. Vynález se dále týká způsobu výroby tohoto ztužujícího materiálu.

Dosavadní stav techniky

I

Textilní vlákenná rouna patří v oblasti automobilismu k často používanému konstrukčnímu materiálu se širokým spektrem vlastností. Například se textilní rouna vázané fenolickou pryskyřicí J používají dlouho mimo jiné pro své tlumicí vlastnosti jako materiál pro nosné a obkládané díly /samotné nebo jako sendvičový materiál/ v průmyslu výroby automobilů při stavbě osobních a následních automobilů. Jako cenově výhodné ploché zboží sloužil tento výrobek nejdříve a výlučně pro polštářování. V novější době se ale tento materiál představil v řadě variant, a je mnohostranně použitelný. Zejména výhodné jsou ale tvarové díly.

Textilní rouno vázané fenolickou pryskyřicí se dá koupit se zdánlivými hustotami 50 až 1000kg/cm³ při tloušťkách 5 až 30 mm. Dále se popsat jako tak zvaná pórovitá kompozice, sestávají ze tří fází /bavlny, vytvrzené fenolické pryskyřice a vzduchu/ - konstrukční materiál, jehož profil vlastností se dá modifikovat v širokém rozmezí. Bavlna má formu vláken, fenolická pryskyřice existuje bodová, nebo i ve formě ploché sítě jako druh matrice.

Zvláštním výběrem rounové netkané textilie se může řídit akustika a pevnost sendvičových materiálů. Obzvláště výhodné materiály pro výrobu textilních netkaných roun jsou vlákenné materiály ztužené skleněnými vlákny nebo zesílené skleněnou mřížkou, zejména textilní rouna obsahující pojivá, s výhodou ta, která jsou z bavlněné směsné tkaniny. Tato rouna se slisovávají při zvýšené teplotě na požadovanou pevnost.

Zvláštní vlastnosti a výkonnost této naposledy jmenované skupiny výrobků se vysvětluje na základě chemické a morfologické struktury bavlny, stejně tak jako charakteru duroplastu vytvrzené fenolické pryskyřice, která se obvykle používá jako pojivo bavlny ve směsi s textilním rounem. Další ovlivňující veličiny je tvářitelnost, žehlitelnost bavlny, statická četnost vazných bodů a rovněž laminátový účinek a/nebo plášťový účinek molekul pojivá pnoucích podél vláken a tak také vy kondenzovaných.

Bavlna přestojí výrobní proces prakticky bez změny svých fyzikálně-chemických vlastností. Propůjčuje produktu zvláštní znaky kvality jako například schopnost absorbovat zvuk, dobré mechanické hodnoty pevnosti, rázovou houževnatost a netříštivost v chladu.

Obzvláště výhodná pojivá pro rounové netkané textilie jsou vybrány ze souboru fenolformaldehydových pryskyřic, epoxidových pryskyřic, polyesterových pryskyřic, polyamidových prysky- ' řic, polypropylenu, polyethylenu a/nebo kopolymerů ethylvinylacetátu. Fenolické pryskyřice mají po vytvrzení typické vlastnosti duroplastů, které se přenáší na hotový produkt. Textilní / rouno se vyrábí z mykané bavlny a práškové fenolické pryskyřice obvykle suchou cestou. Vytvrzování se provádí buď v topném kanálu, nebo přes nevytvrzený polotovar jako mezistupeň v lisu. Pro díly, které se mají používat v prostoru vozidla, se používá vybraná textilie.

V WO 93/23596 AI se popisují formovatelné rounové netkané textilie, u nichž se 40 až 80 % hmotn. prvních termoplastických vláken a druhé termoplastické vlákno vnáší s malou teplotou tání do struktury rouna a směšují se intenzivně s vlákny. Potom se struktura rouna zahřeje na teplotu nad teplotou tání druhých vláken ale pod teplotou tání prvních vláken, aby druhá vlákna

-1 CZ 292014 B6 zkapalnily za tvorby termoplastické pryskyřice. Struktura rouna textilních vláken se potom slisuje aby pojivová pryskyřice mohla vtéci do dutiny, čímž se vytlačí vzduch a první vlákna uzavřela.

Po ochlazení má struktura snížený obsah vzduchu a nesmršťuje se při přetváření teplem. Přitom je žádoucí, aby se do rounové netkané textilie vnesly dva druhy vláken, což vede často v praxi k tomu, že se dosáhne nehomogenní rozdělení vláken.

Pro vnášení ztužujících prostředků a pojiv je ve stavu techniky navrhováno také použití práškových termoplastických pojiv podle ztužujících prostředků, zejména vláken. Toto vnášení práškových pojiv má ale při výrobě rounových netkaných textilií mimořádně velké nedostatky, neboť 10 zde se často lisuje za použití tlaku vzduchu, při kterém se minimálně část pojivové pryskyřice vyfouká z lisu.

Pro vázání pojivové pryskyřice na ztužující vlákna byla ve stavu techniky navrhována tak zvaná \ kompozitní vlákna, u nichž jádro vláken a vnějšího pláště mají rozdílné teploty tání. Tak je například možné, vyrobit kompozitní vlákna, která mají jádro odolné vůči vysokým teplotám, které je obklopeno nízkotající, zejména termoplastickou pojivovou pryskyřicí. Když se tato vlákna potom přidají krounovým netkaným textiliím, rounová netkaná textilie se slisuje při teplotě, která je nad teplotou tání nízko tajícího vlákenného materiálu, aleje nižší než teplota tání jádra ztužujících vláken, tak se dá získat mimořádně pevné spojení s rounovou netkanou textilií.

Výroba takovýchto kompozitních vláken je ale mimořádně nákladná.

Podstata vynálezu

Podle toho je úloha předloženého vynález dát k dispozici cenově výhodný, samolepicí páskový nebo vlákenný ztužující materiál s vlastnostmi pojivá pro rounové netkané textilie. Vhodný ztužovací materiál by měl být vhodný pro použití v rounových netkaných textiliích, zejména pro rounové netkané textilie, které se používají v rozmanité formě v oblasti automobilismu.

Uvedený úkol splňuje ztužující materiál ve formě pásků nebo vláken, který má samolepicí vlastnosti při teplotě v rozmezí 120 až 250 °C, s vlastnostmi pojivá, pro textilní vlákenná rouna, podle vynálezu, jehož podstatou je, že sestává z laminátů nejméně dvou vytlačených vrstev z nejméně jednoho materiálu plastu (A) odolného vůči vysokým teplotám a nejméně jednoho nízkotajícího materiálu plastu (B).

Samolepicí ztužující materiál podle vynálezu je tedy charakterizován nejméně dvouvrstvou strukturou spojení nejméně dvou chemicky a fyzikálně rozdílných materiálů plastů /A/ a /B/. Podstatný rozdíl mezi materiál plastu /A/ a materiálem plastu /B/ je v teplotních vlastnostech. Zatím co je materiál plastu /A/ vybrán ze souboru materiálů odolných vůči vysokým teplotám 40 a tím dodává rounové netkané textilii účinek ztužení, je nízkotající materiál plastu /B/ vhodný pro své vlastnosti pojivá k tomu, aby vytvořil dobré spojení mezi textilními vlákny, ztužujícími vlákny a samotným materiálem plastu /A/ odolným vůči vysokým teplotám.

Ve výhodné formě provedení předloženého vynálezu je materiál plastu /A/ odolný vůči vysokým ·* 45 teplotám vybrán ze souboru polyethylenterefialátu, polybutylentereftalátu, polyamidů, a silně zesítěných polyolefmů jako například polyethylenu a/nebo polypropylenu. Rozmezí teplot tání.by ’ | mělo být s výhodou v teplotním rozmezí nad 100 °C, zejména pak nad 150 °C. Obzvláště výhodné jsou teploty nad 300 °C.

Nízkotající materiály plastu /B/ mají s výhodou termoplastické vlastnosti. Termoplasty se mohou zpracovávat jak je známo ve změkčeném stavu lisováním, vytlačováním lisem, střikovým odléváním nebo jinými formovacími způsoby. Podle předloženého vynálezu se výběr termoplastických materiálů plastů určuje zejména na základě pozdějšího účelu použití rounové netkané textilie. Přitom je třeba se také v podstatě přizpůsobit pozdějšímu zatížení rounové netkané textilie teplo55 tou. Zejména výhodné termoplastické materiály plastu /B/jsou vybrány ze souboru nízkotajícího

-2CZ 292014 B6 vysokotlakého polyethylenu, nízkotajícího vysokotlakého polyethylenu, nízkotlakého polyethylenu, polypropylenu, polystyrenu, polyethylenmethakrylátů, ethylen-vinylacetátu, styrenakrylnitrilu, jejich kopolymerů stejně tak jako kopolymerů polyamidů a polyesterů. Zejména výhodné jsou při tom na základě příznivých cen hmotové plasty. Rozmezí teplot tání by mělo být s výhodou v rozmezí 70 až 100 °C. Zejména pak 70 až 80 °C.

V protikladu ke stavu technik} známých kompozitních vláken nichž se liší mikroskopické a makroskopické vlastnosti jádra a vnějšího obalu, jsou u ztužujících materiálů podle předloženého vynálezu různé teplotní vlastnosti co se týká vrstev.

Ztužující materiály podle vynálezu se mají používat v o sobě známých rounových netkaných textiliích. Podle toho je žádoucí, aby chování materiálů plastů /A/ a /B/ při tání stejně tak jako chování při tepelném tváření bylo sladěno s těmito materiály.

Teplotní vlastnosti různých materiálů pro ztužování podle vynálezu se dají obzvláště dobře definovat pomocí rozmezí tání materiálů plastů. Ve smyslu předloženého vynálezu je zejména výhodné, že rozmezí teplot tání materiálů plastů /A/ odolných vůči vysokým teplotám, je nejméně o 50 °C, zejména o 100 °C vyšší, než rozmezí teplot tání nízkotajících materiálů plastů /B/.

Pro dosažení výrazného charakteru ztužení je ve smyslu předloženého vynálezu zejména výhodné, když se průměr a délka samolepicích ztužujících materiálů nastaví zvlášť. Zejména výhodné šířky a výšky ve smyslu předloženého vynálezu jsou 20 až 500 pm, zejména pak 50 až 100 pm. Uvnitř jmenovaného rozmezí se docílí obzvláště dobré vlastnosti ztužení. Stejně tak je výhodné, když se délky samolepicích ztužujících materiálů nastaví na rozmezí 2 až 50 mm, zejména pak na 5 až 20 mm.

Základní koncept předloženého vynálezu vychází od nejméně dvouvrstvé výstavby dvou společně vytlačených materiálů plastů /A/ a /B/, které jsou spolu spojeny zejména bez přídavného lepidla. Stejně tak je ale podle předloženého vynálezu výhodné, když se počet vrstev zvýší. Tak jsou bez dalšího možné výstavby vrstev ze tří, čtyř, pěti nebo šesti vrstev stávajících materiálů plastů /A/ a /B/. Zejména výhodná je ve smyslu předloženého vynálezu výstavba celkem třívrstvá, u které se materiály plastů /A/ a /B/ střídají následovně:

Vrstva materiálu plastu /B/ odolného vůči vysokým teplotám je pokryta vrstvou nízkotajícího materiálu plastu /A/ na horní straně a na dolní straně materiálu plastu /B/ odolného vůči vysokým teplotám. Stejným způsobem je ale také možné provést obrácenou stavbu vrstev, u které vrstva materiálu plastu /B/, který taje při nízkých teplotách, je překryta dvěma vrstvami materiálu plastu /B/ odolného vůči vysokým teplotám. Při tom se ztužující prostředek musí při použití zahřát na teplotu, která dovolí aby nízkotající materiál plastu /A/ vytekl ze sendvičového uspořádání.

Další forma provedení předloženého vynálezu spočívá ve způsobu výroby výše definovaných ztužujících materiálů. Tyto se mohou získat zejména tím, že nejméně dvě nebo několik vrstev nejméně jednoho materiálu plastu /A/, odolného vůči vysokým teplotám, společně vytlačuje s nejméně jedním nízkotajícím materiálem plastu /B/ a potom se rozřeže nebo rozvlákní na požadovaný rozměr pomocí řezných, lisovacích nebo rázových nástrojů.

Při způsobu podle vynálezu má společné vytlačování různých materiálů plastů /A/ a /B/ zvláštní význam. Zatímco vytlačování nízkotajících materiálů plastů /B/ probíhá zpravidla bez problémů sama od sebe, je vytlačování materiálů plastů /A/ odolných vůči vysokým teplotám, spojeno v praxi často s problémy, neboť materiály často při vysoké teplotě síťují nebo se dokonce rozkládají. Podle toho je nutné, aby se podmínky vytlačování přizpůsobily nutným poměrům, zejména materiálům plastů //V odolným vůči vysokým teplotám.

-3CZ 292014 B6

Po výrobě plošného laminátu z materiálů plastů /A/ a /B/ vytlačováním, se potom při dalším pracovním kroku vyrobí samolepicí páskový nebo vlákenný ztužující materiál. Výše definované požadované míry se mohou získat řezáním, lisováním nebo roztloukáním.

Další forma provedení předloženého vynálezu spočívá tedy v použití výše definovaných samolepicích páskových nebo vlákenných ztužujících materiálů pro výrobu rounových netkaných textilií, zejména vlákenných materiálů a bavlněných roun ztužených sklenými vlákny nebo skelnou mřížkou. Při tom je možná částečná nebo úplná náhrada obvykle používaných pojiv z fenolické pryskyřice.

Rounové netkané textilie podle vynálezu převyšují zvláštními vlastnostmi jako například vysoi kou tuhostí slisovaného rouna, plastové desky ze známých materiálů plastů stejně tak jako polypropylenů ztužených sklenými vlákny nebo podobných materiálů, které mají podobnou β hmotnost. Kromě toho propůjčují akustické vlastnosti, které vyplývají z porozity a stavby vrstev materiálu, materiálů zvláště vhodnost pro použití v automobilovém průmyslu.

Rounové netkané textilie ve smyslu předloženého vynálezu obsahují s výhodou přírodní vlákna, zejména bavlnu, len, jutu, plátno, ale i umělá vlákna, jako například polybutylentereftaláty, polyethylentereftaláty, nylon 6, nylon 66, nylon 12, viskosu nebo rayon jako textilní vlákna, popřípa20 dě vedle obvyklých pojiv.

Druh a množství použitých samolepicích páskových nebo vlákenných ztužujících materiálů se v podstatě určuje podle účelu použití rounové netkané textilie. Tak se obecně používá 5 až 50 % hmotn., zejména pak 20 až 40 % hmont., samolepicího, páskového a vlákenného ztužujícího 25 materiálu, vztaženo na rounovou netkanou textilii. Pro případ, že se mají použit ještě další obvyklá pojivá v rounové netkané textilii, je ale možné, snížit vhodně množství samolepicího páskového nebo vlákenného ztužujícího materiálu.

Další forma provedení předloženého vynálezu se týká způsobu výroby výše definované rounové 30 netkané textilie. Přitom se textilní vlákenné materiály kombinují vhodně se samolepicími páskovými a vlákennými ztužujícími materiály a získají se slisováním při teplotě nad rozmezím tání nízkotajícího materiálu plastu /A/, ale pod rozmezím rozkladu materiálu plastu /A/ odolného vůči vysokým teplotám. Obzvláště výhodné je ve smyslu předloženého vynálezu rozmezí teplot 120 až 250 °C, zejména pak 180 až 250 °C, neboť až dosud ve stavu techniky používané rounové 35 netkané textilie se lisují při takové teplotě. V tomto teplotním rozmez síťují určité materiály, takže vznikne obzvláště pevné spojení.

Sendvičové materiály podle vynálezu se mohou tak jak jsou používat v oblasti automobilismu. Kromě toho je ale ve smyslu předloženého vynálezu také vhodné, když se tyto opatří dekorační40 mi vrstvami, například kobercovými potahy.

Další forma provedení předloženého vynálezu spočívá ve zvláštním použití výše definovaného sendviče v oblasti automobilismu. Zejména výhodné jsou sendviče podle vynálezu k akustickému tlumení v oblasti kapoty motoru, čelní stěny /oboustranně/, tunelu, dveří, střechy, nožního prosto+ 45 ru a větracího kanálu, stejně tak jako pro samonosnou bázi pro vnitřní obložení, zejména pro kryty armatur, obložení tunelu, obložení dveří, obložení opěradel a kryt rezervního kola stejně tak ^f j jako pro díly s dvojí funkcí, zejména jako strop střechy, odkládající plato, vložku, rohož prostoru kufru a obložení skříně razníku kola.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Ztužující materiál ve formě pásků nebo vláken, který má samolepicí vlastnosti při teplotě v rozmezí 120 až 250 °C, s vlastnostmi pojivá, pro textilní vlákenná rouna, vyznačující se t í m , že sestává z laminátů nejméně dvou vytlačených vrstev z nejméně jednoho materiálu plastu (A) odolného vůči vysokým teplotám a nejméně jednoho nízkotajícího materiálu plastu (B).
2. Ztužující materiál podle nároku 1, vyznačující se tím, že materiál plastu (A) je vybrán z polyethylenterftalátů, polybutylentereftalátů, polyamidů a vysoce zesíťovaných polyolefinů jako například polyethylenů a/nebo polypropylenů.
3. Ztužující materiál podle nároku 1, vyznačující se tím, že nízkotající materiál plastu (B) má termoplastické vlastnosti a je vybrán zejména z vysokotlakého polyethylenu, nízkotlakého polyethylenu, polypropylenu, polystyrenu, polymethylmethakrylátu, ethylenvinylacetátů, styrenakrylonitrilu, jejich kopolymerů, jakož i kopolymemích polyamidů a polyesterů.
4. Ztužující materiál podle jednoho nebo několika nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že rozmezí teplot tání materiálů plastu (A), odolných vůči vysokým teplotám, je nejméně o50°C, zejména pak o 100 °C, vyšší než přechodová oblast tání nízkotajících materiálů plastu (B).
5. Ztužující materiál podle jednoho nebo několika nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že jeho šířka a výška je 20 až 500 pm, zejména pak 50 až 100 pm.
6. Ztužující materiál podle jednoho nebo několika nároků laž5,vyznačující se tím, že jeho délka je 2 až 50 mm.
7. Ztužující materiál podle jednoho nebo několika nároků 1 až 6, v y z n a č u j í c í se tím, že sestává z trojvrstvého sledu vrstev (A)-(B)-{A) nebo (B)-(A)-<B).
8. Způsob výroby ztužujícího materiálu ve formě pásků nebo vláken, samolepicích při teplotě v rozmezí od 120 do 250 °C, s vlastnostmi pojivá, pro textilní vlákenná rouna, podle jednoho nebo několika nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že se nejméně dvě nebo několik vrstev nejméně jednoho materiálu plastu (A), odolného vůči vysokým teplotám, společně vytlačuje s nejméně jedním nízkotajícím materiálem plastu (B) a potom se rozřeže nebo rozvlákní na požadovaný rozměr pomocí řezných, lisovacích nebo rázových nástrojů.