DD151053A1 - Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von verstaerkten thermoplastischen schichtpressstoffen - Google Patents

Abstract

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von verstaerkten thermoplastischen Schichtpreszstoffen, die vorzugsweise als Elektroisoliermaterial oder als Abdeckfolien verwendet werden koennen.Die erfindungsgemaesze Loesung soll es ermoeglichen,ein oekonimisches Verfahren zur Herstellung von tafelfoermigen und gegebenenfalls profilierten Schichtpreszstoffen zu schaffen.Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ohne Verwendung zusaetzlicher Klebemittel bzw. Impraegnierung in der Plastschmelze eine gute Durchimpraegnierung des Traegermaterials zu erreichen. Geloest wird dies durch gemeinsames Zufuehren von Thermoplast- und Traegerbahnen in einen ueber den Schmelzpunkt des Thermoplast aufgeheizten Kalander.

Description

22 120 5 -*-

Titel der Erfindung

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von verstärkten thermoplastischen Schichtpreßstoffen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von verstärkten thermoplastischen Schichtpreßstoffen, wobei zweckmäßigerweise die guten elektrischen, thermoplastischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften der thermoplastischen Polymere insbesondere mit den mechanischen und thermischen Eigenschaften der Trägermaterialien kombiniert -werden. So können z.B. Laminate aus Polyamidfolie mit Glasseidengewebe oder -vlies als Nutauskleidungsmaterial für Elektromotor verwendet werden.

Laminate auf Basis von Polyäthylen, Polypropylen oder Polyamid mit Glasseidengewebe oder Vlies sind besonders als wetterfeste Verkleidungen und in Form sehr dünner Laminate als stabile Treibhausabdeckungen geeignet. Alle möglichen Laminate können als Elektroisolationsmaterialien eingesetzt werden, wenn die durch jeweilige Materialkombination bedingten thermischen, mechanischen und elektrischen Eigenschaften ausreichend sind.

-.2 - 22 1205

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Ss ist bekannt, daß Schichtpreßstoffe mit wärmehärtbaren Harzsystemen, z.B. Polyester- oder Epoxidharze, kontinuierlich hergestellt werden können. Bei diesen Verfahren werden die Trägerbahnen in einem vorangehenden Arbeitsgang mit den entsprechenden Harzlösungen imprägniert, das jeweilige Lösungsmittel in Trockenkanälen entfernt und gleichseitig die zurückbleibenden Harze vorgehärtet. Dabei werden große Mengen Lösungsmittel und Energie verbraucht. Die so erhaltenen Prepregs werden kontinuierlich weiterverarbeitet und dabei entweder über Kalander, zwischen Stahlbändern oder taktweise zwischen Preßplatten gehärtet

Diese Verfahren haben einige prinzipielle Machteile:

- härtbare Harze benötigen eine relativ lange Aushärtezeit; deshalb sind nur niedrige Geschwindigkeiten erreichbar

- bei der Aushärtung mittels Metallendlosbändern ist nur ein niedriger, für Phenolharzpapiere nicht ausreichender Druck anwendbar

- die Imprägnierung erfolgt mit stark lösungsmittelhaltigen Harzlösungen

- der technische und ökonomische Aufwand sowie der gesundheitsgefährdende Einfluß sind unvergleichlich höher als bei dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Die Vorteile der aus härtbaren Systemen hergestellten Laminate liegen vor allem in den höheren thermischen und mechanischen Eigenschaften.

Die bisher bekannten kontinuierlichen Verfahren zur Verarbeitung von Thermoplasten für großflächige Gebilde beziehen sich nur auf einseitige Beschichtungen und Kaschierungen von Trägerbahnen mit Thermoplastfolie, wobei in der R^gel noch das Aufbringen einer Klebstoffzwischenschicht erforderlich ist. Die völlige Durchimprägnierung von laufenden Trägerbahnen scheiterte bisher an

22 1 205

den relativ schlechten Löslichkeiten der Thermoplaste. Die Durchimprägnierung aus der Schmelze ist technisch problematisch, da u.a. dabei der Thermoplast längere Zeit im geschmolzenen Zustand verbleiben muß und damit sehr stark der Thermooxidation ausgesetzt wird, welche zum Verlust der hervorragenden Eigenschaften führt.

Ziel der Erfindung

Die erfindungsgemäße lösung soll es ermöglichen, ein ökonomisches und vielseitig anwendbares Verfahren zur Herstellung von tafelförmigen und gegebenfalls profilierten Schichtpreßstoffen auf der Basis von mit thermoplastischen Polymeren durchimprägnierten Trägerbahnen zu schaffen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Herstellung des verstärkten thermoplastischen Schichtpreßstoffes die Verwendung zusätzlicher Klebemittel bzw. das Imprägnieren in der Thermoplastschmelze zu umgehen und dabei eine völlige Durchimprägnierung des Trägermaterials zu erreichen. Die Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß thermoplastische Folien gemeinsam mit den Trägerbahnen in schichtweisem Aufbau über eine Vorwärmstrecke einem aus mehreren Walzen bestehenden Kalander zugeführt werden, wobei mindestens zwei falzen über den Schmelzpunkt des eingesetzten Thermoplast aufgeheizt sind, daß der schichtweise Aufbau der Bahnen in der Reihenfolge Thermoplastfolie - Trägerbahn ... Trägerbahn - Thermoplastfolie erfolgt und daß die Thermoplastfolienbahnen schmaler als

— 4 - 22 120 5

die Trägerbahnen sind.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbei· spiel näher erläutert werden:

Ausführungsbeispiel

Von Vorratsrollen, die in der Anzahl beliebig geändert werden können, werden die Trägerbahnen und die Thermoplastfolien über Führungsrolleη in der Art schichtweise übereinandergeführt, daß sich die Thermoplastfolieη jeweils außen befinden· Als Trägermaterial können prinzipiell alle Natur-, Kunst- und Mineralfasergewebe, Vliese, Papiere und sonstige flachenformige Gebilde eingesetzt werden.

Als thermoplastische Folien kommen ebenfalls alle üblichen Folien und Flächengebilde, vorzugsweise Polyamid, Polyäthylen und Polypropylen in Frage. Dabei sollte jedoch die Verträglichkeit (chemisch und physikalisch) des jeweiligen Thermoplast mit dem Trägermaterial beachtet werden.

Ein optimales Verhältnis Thermoplast - Trägermaterial kann durch Folien- oder Trägermaterialmasse eingestellt werden, wobei es auch möglich ist, wahlweise mehrere Lagen des einen oder anderen Ausgangsstoffes einzuführen. Vorteilhaft lassen sich poröse Papiere, Glasfaservliese und Glasseidengewebe einsetzen.

Die geschichteten Bahnen laufen durch eine Aufheizstrecke, in der die Thermoplastfolien bis nahe an ihren Schmelzpunkt aufgeheizt werden. Im Kalander erfolgt das eigentliche Aufschmelzen der Folie und das Durchimprägnieren der Trägerbahnen mit dem Thermoplast. Besonders begünstigt wird dieser Vorgang durch die schlängelnde Führung der Bahnen um mehrere Kalanderwalzen mit möglichst großen Umschlingungswinkeln.

22 1205

Mindestens die mittleren Walzen des Kalanders müssen über den Schmelzpunkt des Thermoplast aufgeheizt sein. Um die Verschmutzung der Kalanderwalzen mit aufgeschmolzenen Polymeren zu vermeiden, werden zwei nahtlose Entformungsbänder, z.B. mit Polytetrafluoräthylen beschichtete Glasseide, so mit durch den Kalander geführt, daß die erfindungsgemäß geschichtete Bahn zwischen diesen Entformungsbahnen durch den Kalander läuft. Eine Seitenverschmutzung kann vermieden werden, indem die Trägermaterialbahnen sowie die Entformungsbahnen breiter als die Thermoplastfolienbahr.en angewendet werden.

Die Kalanderwalzen brauchen nur mit geringem Anpreßdruck aufeinander laufen. Er ist so einzustellen, daß der aufgeschmolzene Thermoplast nicht an den Seiten austritt und sich am Kalandereinzug nur ein möglichst kleiner Stau von aufgeschmolzenen Polymeren aufbaut. Ein kleiner Stau ist erforderlich, weil dadurch die völlige Durchimprägnierung der Trägerbahnen erreicht wird. Ein Abreißen der Folienbahnen wird durch die gleichzeitige Mitführung der thermisch stabilen Trägerbahnen vermieden. Nach dem Verlassen des Kalanders hat sich der gewünschte Verbund gebildet.

Zur Stabilisierung durchläuft die Bahn eine Kühlstrecke, worin die laufende Bahn unter den Schmelzpunkt des Polymeres abgekühlt wird. Zur Glättung und Verdichtung des Materials durchläuft die Bahn anschließend ein Druckwalzenpaar. Diese Walzen sollten mit einem erhöhten Druck gegeneinander arbeiten. Die Druckwalzen und ggf. die Kalanderwalzen können profiliert gestaltet sein, äo daß z.B. gewelltes Tafelmaterial erhalten wird. Es können auch weitere Druck- und Prägewalzen, die ggf. geheizt werden können, angebracht werden, wodurch eine gewünschte Oberflächenstruktur erreicht werden kann. In einer nachfolgenden Kühlstrecke wird die laufende Bahn etwa auf Raumtemperatur gekühlt und erhält dadurch die der gewählten Thermoplast-Trägermaterial-Kombination entsprechenden mechanischen Eigenschaften.

22 1 205

Ein nachgeschalteter Guillotine- oder Rotationsquerschneider teilt die kontinuierlich durchlaufende Bahn in das gewünschte Tafelformat. Die erfindungsgemäß hergestellten Schichtpreßstoffe lassen sich aufgrund ihres Charakters schneiden und stanzen; sie sind durch Schweißen einfach und fest miteinander zu verbinden.

Anwendungsbeispiele:

1. Mehrere Bahnen Glasseidengewebe mit einer Flächenmasse

von 163 g/m werden mit je zwei dazwischen und einer außen laufenden Polyamidfolienbahn auf der Basis von

ο Polycaprolactam mit einer Flächenmasse von 70 g/m und einem Schmelzpunkt von etwa 212 ⁰C erfindungsgemäß verarbeitet. Der Kalander ist dabei auf 225 - 230 ⁰C aufgeheizt.

Es entsteht ein mit Glasseidengewebe verstärkter Polyamidschichtpreßstoff.

2· Mehrere Bahnen Glasfaservlies aus Ε-Glas mit einer Flächenmasse von 120 g/m werden mit je zwei außen und dazwischen liegenden Polyamidfolienbahnen mit einer Flächenmasse von 70 g/m (bei stärkerer Folie ist ggf. nur eine Folienbahn erforderlich) erfindungsgemaß verarbeitet

Es entsteht ein glasvliesverstärkter Schichtpreßstoff.

3. Mehrere Bahnen Baumwpllinterspapier mit einer Flächen-

masse von 80 g/m werden mit je einer außen und dazwischen liegenden Polyamidfolienbahn mit einer Flächen-

2 masse von 70 g/m erfindungsgemäß verarbeitet.

Es entsteht ein papierverstärkter Polyamidschichtpreßetoff.

Claims (3)

1. Erfindungsanaprüche

   1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von verstärkten thermoplastischen Schichtpreßstoffen, wobei der geschmolzene Thermoplast das Trägermaterial durchdringt,

   gekennzeichnet dadurch, daß thermoplastische Folien gemeinsam mit den Trägerbahnen in schichtweisem Aufbau über eine Vorv?ärmstrecke einem aus mehreren Walzen bestehenden Kalander zugeführt werden, wobei mindestens zwei Walzen über den Schmelzpunkt des Thermoplast aufgeheizt sind.
2. 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der schichtweise Aufbau der Bahnen in der Reihenfolge Thermoplastfolie - Trägerbahn ... Trägerbahn Thermoplastfolie erfolgt.
3. 3. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Thermoplastfolienbahnen schmaler als die Trägerbahnen sind.