CZ91098A3 - Termoseticky pojené tvarové díly z vláken a způsob jejich výroby - Google Patents

Description

Termoseticky pojené tvarové díly z vláken a způsob jejich výroby

Oblast techniky

Vynález se týká tvarových dílů z vláken, které se příkladně používají jako zvukově absorpční díly pro klimaregulaci s vysokou povrchovou pevností a odolností proti tříštivosti, mezi jiným při stavbě automobilů.

Dosavadní stav techniky

Obvykle se takové tvarové díly vyrábějí tvarovýn lisováním a současným vytvrzováním z vrstvy vláken (netkané textilie) pojené fenolovými pryskyřicemi.

Tyto výrobky mají nevýhodu, že příležitostně, především po účinku zvýšených teplot a vlhkosti uvolňují rušivý zápach, který z větší části pochází z vytvrzovacího prostředku (hexamethylentetramin), případně jeho aminických rozkladných produktů.

Podle EP-A 0 254 807 se tento problém řeší tak, že se jako pojivo použije práškovitá směs fenolové pryskyřice, která nereaguje teplem, a jeden nebo několik kondenzačních produktů ze skupiny fenolových, aminových nebo epoxidových pryskyřic. Ačkoliv se tím zamezí tvorbě zápachu způsobeného hexamethylentetraminem, zůstává zbytkový zápach fenolové pryskyřice.

-2·· ···· • · • · ··

Proto je úkolem vynálezu vyrobit termoseticky pojené tvarové díly z vláken, u nichž sice zůstaji zachovány dobré mechanické, zvukově absorpční a požárně technické vlastnosti tvarových dílů z vláken pojených fenolovými pryskyřicemi, je ale pokud možno eliminována veškerá tvorba zápachu, způsobená fenolovými pryskyřicemi. Dále je úkolem vynálezu vyrobit tvarové díly z vláken s vysokou pevností a dosáhnout beze ztráty kvality redukce hmotnosti odpovídajících stavebních dílů pro automobily.

Podstata vynálezu

Řešení úkolu se děje termoseticky pojenými tvarovými díly, vyznačujícími se tím, že sestávají ze dvou nebo několika termoseticky pojených vrstev vlákna, přičemž nejméně dvě vrstvy vláken obsahují různá termosetická pojivá, a tyto tvarové díly obsahují pojivá na bázi fenolových pryskyřic a epoxidových pryskyřic a sestávají z jedné nebo několika vnitřních vrstev vláken, vnitřních zon, které obsahují pojivá na bázi fenolových pryskyřic a jedné nebo několika vrchních a spodních vrstev vláken, vnějších zon, které obsahují pojivá na bázi epoxidových pryskyřic, a tyto vrstvy vláken opatřené termosetickými pojivý se vyrobí procesem mykání,

Dále se řešení týká způsobu výroby uvedených tvarových dílů, jehož podstata spočívá v tom, že se vzájemně kombinují nejméně dvě vrstvy vláken s rozdílnými termosetickými poj ivy a vytvrdí se při teplotách nad teplotami vytvrzováni termosetických pojiv a vrstvy vláken se vzájemně kombinuji tak, že jedna nebo několik vrstev vláken s pojivém na bázi fenolových pryskyřic tvoří vnitřní zónu a tato

-3·· ··· · vnitřní zóna na její spodní a vrchní straně je opatřena vždy jednou vnější zonou z jedné nebo několika vrstev vláken, která obsahuj í poj ivo na bázi epoxidových pryskyřic a tato výroba vrstev vláken opatřených termosetickým pojivém se provádí procesem mykání tak, že se svazek vláken orientuje v podélném směru ve třech stejně nebo různě širokých zónách s rozdílnými pojivý tak, že vnitřní zóny obsahují pojivá na bázi fenolových pryskyřic a obě vnější zóny pojivá na bázi epoxidových pryskyřic, takto vyrobená netkaná struktura se křížovou technikou pokládá tak, že nově vytvořená netkaná struktura obsahuje vnitřní zónu s fenolo- vou pryskyřicí a svrchní a spodní vnější zónu s epoxidovou pryskyřicí, tato netkaná struktura se krátkodobě ohřej e tak, že se poj ivo roztaví a fixuje na vláknech, ale nevytvrdí se, netkaná struktura se potom ochladí, konfekcionuje se a případně za tvarování se lisuje a vytvrdi.

Bylo zjištěno, že uvedený úkol je možné řešit termoseticky pojenými tvarovými díly, které sestávají ze dvou nebo několika termoseticky pojených vrstev vláken, přičemž nejméně dvě vrstvy vláken obsahují různá termosetická pojivá. Termosetická pojivá jsou samovytvrzující pryskyřice nebo pryskyřice opatřené tužidlem nebo vytvrzuj ícím katalyzátorem, které nad určitou teplotou vytvrzují na vysokopolymerní produkt. Použitelné pryskyřice j sou diallylftalátové, epoxidové, močovinové, melaminové, melamin-močovlnové, melamin-fenolové, fenolové a nenasycené polyesterové pryskyřice a odpovídající kombinace. Výhodnými pojivý jsou pojivá na bázi fenolových pryskyřic a epoxidových pryskyřic.

Výhodné tvarové díly z vláken podle toho sestávají z jedné nebo několika uvnitř umístěných vrstev vláken, které obsahují pojivá na bázi fenolových pryskyřic. Tyto jsou

-4·· ···· označovány jako vnitřní zóna. Na vrchní a spodní straně vnitřní zóny se jako krycí vrstvy nacházejí vrstvy vláken, které obsahují pojivo na bázi epoxidových pryskyřic.

Přitom je překvapující, že takto vyrobené tvarové díly nevydávaj í žádný zápach po fenolových pryskyřicích nebo amínických rozkladných produktech hexamethylentetraminu, ačkoliv jednotlivé vrstvy termoseticky pojených vláken a tím i celé tvarové díly jsou propustné pro vzduch a plyny.

Další neočekávanou výhodou těchto tvarových dílů je, že vykazují vyšší pevnost a tím je možné dosáhnout s tenčími tvarovými díly podle vynálezu stejné pevnosti, jako s obvyklými, těžkými tvarovými díly, které jsou pojeny pouze fenolovými pryskyřicemi.

Obzvláště se dosáhne dalšího zvýšení pevnosti a snížení zapáchajících emisí, jestliže se vrstvy vláken opatřené termosetickými pojivý vyrábějí procesem mykání.

Jako pojivá na bázi fenolových pryskyřic se mohou používat všechny kondenzační produkty fenolických sloučenin a aldehydů, obzvláště z fenolu, krezolu nebo xylenolu a formaldehydu a sice jak rezoly tak i obvyklá novolaková tužidla, obzvláště směsi novolak - hexamethylentetramin. Použité fenolové pryskyřice jsou zpravidla práškovité.

Pojivá na bázi epoxidových pryskyřic jsou zpravidla práškovité směsi epoxidových sloučenin s nejméně dvěma epoxidovými skupinami v jedné molekule a tužidla. Jako tužidla jsou výhodná latentní tužidla nebo alespoň taková, která ponechaj i dostatečný čas ke zpracování mezi okamžikem smíchání a vytvrzením. Příklady jsou anhydridy kyselin,

-5deriváty ímídazolu, s výhodou ale novolaky nebo kovové komplexní sloučeniny, známé příkladně z EP-B 0 518 908.

Jako vlákna se mohou použít anorganická vlákna jako příkladně skleněná vlákna, stejně jako organické vláknité materiály nebo libovolné směsi vláken. Výhodná jsou organická vlákna jako vlna, bavlna, viskozová střiž, juta, len, konopí, polyesterová nebo akrylová vlákna. Většina použitých vláknitých materiálů se získává procesem rozvolňování z textilního odpadu.

Tato vlákna se známým způsobem smísí s daným pojivém a pokládají se v jednotlivých vrstvách (netkané textilie, obzvláště mykané netkané textilie).

Podle vynálezu se přes sebe pokládá několik vrstev vláken (netkaná struktura) s nejméně dvěma rozdílnými termosetickými pojivý.

S výhodou se přitom jedna nebo několik vrstev vláken spolu s fenolovou pryskyřici jako pojivém použije jako vnitřní zóna a na její svrchní a spodní straně se opatří vždy jednou krycí zonou z jedné nebo několika vrstev vláken, která obsahují jako pojivo epoxidovou pryskyřici.

Jednotlivé vrstvy vláken nebo nebo takto vyrobené útvary (polotovary) se známým způsobem seříznou a mohou se buďto předběžně částečně vytvrdit a teprve pozděj i vytvrdit za tvarování, nebo se útvary hned jako plošné zboží vytvrjí při teplotách nad teplotou tvrdnutí termosetického po va.

-6·· ···· ·· ···» ·· ·· • toto ·· · ···· • ··· · · · · · ·· • · · · · · · ··· · · • ····· ··· ···· ··· ·♦ ·· ·· ·«

V nejjednodušším případě se netkané textilie vždy s rozdílným pojivém navzájem kombinují jako polotovary a při teplotě přesahující teplotu vytvrzování termosetického pojivá, případně za lisování, se navzájem slisují a vytvrdí.

Tak se příkladně vyrobí odkládací kopyto na klobouky s plošnou hmotností 2500 g/m ze dvou polotovarů s hmotností 500 g/m se směsí epoxidová pryskyřice - tužidlo jako pojivo a a mezi nimi uloženým polotovarem o hmotnosti 1500 g/m s pojivém novolak - hexamethylentetramin.

Výhodný způsob k výrobě vrstev vláken pojených termoseticky podle vynálezu je proces mykání, při němž se vlákna vyčešou až na nejjemnější vlas, který se potom opatří poj ivy a tak dlouho se na sebe vrství v podélném a příčném směru, dokud se nedosáhne požadované plošné hmotnosti, přičemž krycí, střední a spodní zóna obsahuje podle přání rozdílná pojivá. S výhodou zde obsahují střední zóny jako pojivá fenolové pryskyřice a horní a spodní vnější zóny epoxidové pryskyřice.

Při obzvláště výhodném způsobu se v jednom procesním kroku vyrobí netkaná struktura (vrstvy vláken) mykáním tím způsobem, že se kontinuálně vyráběný svazek vláken orientuje v podélném směru ve třech stejně nebo různě širokých zónách s rozdílnými pojivý tím způsobem, že vnitřní zóny obsahují pojivo pro vnitřní polohu tvarového dílu z vláken a obě vnější zóny pojivo nebo pojivá pro svrchní a spodní vnější polohu tvarového dílu z vláken. Takto vyrobená netkaná struktura se křížovou technikou pokládá tak, že nově vytvořená netkaná struktura obsahuje vrstvy vláken s rozdílnými poj ivy.

·»·· • 4 ····

-744 4» · 4 ···»··* ♦ ··· · · · · · ·· • » » · · 4 4 4 4444 « 4 4 4 4 4 4 ·· ···· 4·· 44 44 ····

Tato netkaná struktura se krátkodobě ohřeje tak, že se termosetické pojivo roztaví a fixuje na vláknech, ale nevytvrdí se. Netkaná struktura se potom ochladí a konfekcionuje se. Následně se takto vyrobené polotovary, případně za tvarování, známým způsobem lisují a vytvrzují, přičemž i zde je možné několik takových polotovarů pokládat na sebe a společně lisovat a vytvrzovat.

Příklady provedení vynálezu

Příklad

Použitým pojivém na bázi fenolové pryskyřice je fenolový novolak s teplotou měknutí 98 °C smíchaný s 6 % hmotnostními hexamethylentetraminu.

Použité pojivo na bázi epoxidové pryskyřice je směsí epoxidové pryskyřice na bázi Bisfenolu A (epoxidový ekvivalent : 183; teplota měknuti : 75 °C) a 5 % hmotnostních latentního tužidla sestávajícího z práškového pevného roztoku 30 % 2-methylimidazolu v 70 % fenolového novolaku s vysokou teplotou tání.

Procesem mykání se vyrobí kontinuálně vlákenné rouno ze směsi textilních vláken a práškových pryskyřičných pojiv. Přitom se netkaná struktura pokládá ve třech stejně širokých zónách s rozdílnými pojivý : obě vnější zóny s epoxidovou pryskyřicí jako pojivém a vnitřní zóny s fenolovou pryskyřicí .

Takto vyrobená netkaná struktura se známým způsobem křížovou technikou pokládá tak, že se vytvoří nová netkaná struktura, která jako pojivo obsahuje ve vnitřní zóně to to • · toto··

-8• « ·· ···· · ·

···· · • · · to· ·· fenolovou pryskyřici a ve svrchní a spodní vnější zóně jako poj ivo epoxidovou pryskyřicí.

Tato netkaná struktura se rychle protahuje pecí vyhřátou na teplotu 150 °C tak, ohřeje tak, že se pojivo roztaví a fixuje na vláknech, ale nevytvrdí se. Netkaná struktura se potom ochladí, konfekcionuje se a potom se za tváření po dobu 60 sekund při teplotě 180 až 190 °C a tlaku 17 MPa lisuje a vytvrdí.

Takto vyrobený tvarový díl z vláken pojený termoseticky má samozhášecí vlastnosti a má při vnějším účinku plamene nízkou hustotu spalin. Tvarový díl ani při působení zvýšených teplot (40 až 70 °C) a vlhkosti (90 % relativní vlhkost vzduchu) neuvolňuje zápach. Oproti tvarovým dílům z vláken pojených pouze fenolovou pryskyřicí se stejnou plošnou hmotností mají o 27 % vyšší pevnost. Nebylo zjištěno oddělování jednotlivých vrstev, tak zvané štěpení.

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Termoseticky pojené tvarové díly z vláken, vyznačující se tím, že že sestávají ze dvou nebo několika termoseticky pojených vrstev vlákna, přičemž nejméně dvě vrstvy vláken obsahují různá termosetická poj iva.
2. 2. Termoseticky pojené tvarové díly z vláken podle nároku

   1,vyznačuj ící se tím, že obsahují pojivá na bázi fenolových pryskyřic a epoxidových pryskyřic.
3. 3. Termoseticky pojené tvarové díly z vláken podle nároků la2, vyznačující se tím, že sestávají z jedné nebo několika vnitřních vrstev vláken, vnitřních zon, které obsahují pojivá na bázi fenolových pryskyřic a jedné nebo několika vrchních a spodních vrstev vláken, vnějších zon, které obsahují pojivá na bázi epoxidových pryskyřic.
4. 4. Termoseticky pojené tvarové díly z vláken podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že vrstvy vláken, opatřených termosetickými pojivý, jsou vyrobené procesem mykání.
5. 5. Způsob výroby termoseticky pojených tvarových dílů z vláken podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že se vzájemně kombinují nejméně dvě vrstvy vláken s rozdílnými termosetickými poj ivy a vytvrdí se při teplotách nad teplotami vytvrzování termosetických poj iv.
6. 6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že se vrstvy vláken vzájemně kombinují tak, že jedna nebo několik vrstev vláken s poj ivem na bázi fenolových pryskyřic tvoří vnitřní zónu a tato vnitřní zóna na své spodní a vrchní straně je opatřena vždy jednou vnější zonou z jedné nebo několika vrstev vláken, která obsahují pojivo na bázi epoxidových pryskyřic.
7. 7. Způsob podle nároků 5 a 6, vyznačující se tím, že se vrstvy vláken opatřené termosetickými poj ivy vyrobí procesem mykání.
8. 8. Způsob podle nároků 5 a 6, vyznačující se tím, že se vláknitá struktura vyrobí procesem mykání tím způsobem, že se svazek vláken orientuje v podélném směru ve třech stejně nebo různě širokých zónách s rozdílnými pojivý tak, že vnitřní zóny obsahují pojivá na bázi fenolových pryskyřic a obě vnější zóny pojivá na bázi epoxidových pryskyřic, takto vyrobená netkaná struktura se křížovou technikou pokládá tak, že nově vytvořená netkaná struktura obsahuje vnitřní zónu s fenolovou pryskyřicí a svrchní a spodní vnější zónu s epoxidovou pryskyřicí, tato netkaná struktura se krátkodobě ohřeje tak, že se pojivo roztaví a fixuje na vláknech, ale nevytvrdí se, netkaná struktura se potom ochladí, konfekcionuje se a případně za tvarování se lisuje a vytvrdí.