DE1111815B

DE1111815B - Method and device for the continuous production of panels from fiber-reinforced synthetic resins

Info

Publication number: DE1111815B
Application number: DEF20992A
Authority: DE
Inventors: Calhoun Shorts; George R Huisman
Original assignee: FILON INTERNAT ESTABLISHMENT
Current assignee: FILON INTERNAT ESTABLISHMENT
Priority date: 1956-04-30
Filing date: 1956-08-08
Publication date: 1961-07-27

Description

Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von Platten aus faserverstärkten Kunstharzen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Kunststofftafeln mit Verstärkungseinlagen, insbesondere von durchsichtigen oder durchscheinenden Tafeln, wobei als Verstärkungsmaterial vorzugsweise Glasfasern verwendet werden. Method and device for the continuous production of panels made of fiber-reinforced synthetic resins The invention relates to a method and an apparatus for the production of plastic panels with reinforcement inserts, especially transparent ones or translucent panels, preferably glass fibers as reinforcing material be used.

Es ist bekannt, Platten o. dgl. aus faserverstärkten Kunstharzen in der Weise herzustellen, daß zunächst eine sich längs bewegende, als Unterlage dienende biegsame Folie mit flüssigem Kunstharz beschickt wird, dann auf die Kunstharzschicht zerschnittene Verstärkungsfasern aufgestreut und darin eingearbeitet werden und anschließend eine Deckfolie aufgebracht wird, worauf das Ganze einer Druck- und Wärmebehandlung zwecks Härtung unterworfen und die Bahn unterteilt wird. Die biegsame Folie wird schließlich von der gehärteten Kunststoffplatte wieder abgezogen. It is known that plates or the like made of fiber-reinforced synthetic resins to produce in such a way that first a longitudinally moving, as a base The flexible film used is charged with liquid synthetic resin, then on the synthetic resin layer cut reinforcing fibers are sprinkled on and incorporated therein and then a cover sheet is applied, whereupon the whole of a printing and Subjecting to heat treatment for hardening and dividing the web. The flexible one Finally, the film is peeled off the hardened plastic plate.

Das Aufbringen loser Fasern in gleichmäßiger Verteilung auf die Kunstharzschicht hat gegenüber dem Aufbringen von fertigen Geweben oder Fliesen den Vorteil, daß die Herstellung der Kunststofftafeln kontinuierlich erfolgen kann. Das Herstellen der losen Fasern geschieht vorzugsweise unmittelbar vor dem Aufbringen auf die Kunstharzschicht durch Zerschneiden von Lunten. Dabei läßt man die Fasern nach dem Abschneiden in gleichmäßiger Verteilung auf ein Förderband fallen, das sie der Kunstharzschicht laufend zuführt. The application of loose fibers in an even distribution on the synthetic resin layer has the advantage over the application of finished fabrics or tiles that the production of the plastic panels can be carried out continuously. The manufacturing of the loose fibers is preferably done immediately before application to the synthetic resin layer by cutting fuses. The fibers are left in after being cut evenly distributed on a conveyor belt that they drop the synthetic resin layer continuously feeds.

Bei diesem bekannten Verfahren ergeben sich Schwierigkeiten dadurch, daß die aufgestreuten losen Fasern nicht oder jedenfalls nicht ganz in das flüssige Kunstharz einsinken und sich auch durch Aufbringen einer Deckfolie nicht eindrücken lassen. Infolgedessen ragen die Fasern mehr oder weniger aus der Oberfläche der fertigen Platte vor. Diese hat dann keine geschlossene, dem Angriff der Atmosphärilien standhaltende Oberfläche. An den Stellen, wo Fasern nach außen vorragen, kann Feuchtigkeit eindringen, wodurch einerseits das Fasermaterial zersetzt bzw. angegriffen wird, andererseits aber die Gefahr eines Sprengens des Plattenkörpers bei Frost entsteht. Es ist vorgeschlagen worden, die Verstärkungsfasern vor dem Aufbringen der Deckfolie durch geriffelte Walzen in das Kunstharz einzudrücken. Abgesehen davon, daß die Riffelwalzen sich durch das an ihnen haftende Kunstharz bald verkleben und unwirksam werden, besteht dabei die Gefahr, daß sich die elastischen Fasern in dem drucklosen Bereich zwischen Riffelwalze und dem Aufbringen der Deckfolie aus der Kunstharzschicht wieder herausheben. Difficulties arise in this known method in that that the scattered loose fibers do not or at least not entirely in the liquid Synthetic resin sink in and do not indent even when a cover film is applied permit. As a result, the fibers protrude more or less from the surface of the finished plate. This then has no closed, the attack of the atmospheric lilies resistant surface. There can be moisture in the places where fibers protrude outwards penetrate, whereby on the one hand the fiber material is decomposed or attacked, On the other hand, however, there is a risk of the panel body bursting in the event of frost. It has been proposed to remove the reinforcing fibers before applying the cover sheet to be pressed into the synthetic resin using grooved rollers. Apart from the fact that the Corrugated rollers soon stick together and become ineffective due to the synthetic resin adhering to them there is a risk that the elastic fibers in the unpressurized Area between the corrugated roller and the application of the cover sheet made of the synthetic resin layer lift out again.

Erfindungsgemäß werden demgegenüber vor dem Aufbringen der Deckfolie die auf die flüssige Kunst- harzschicht aufgestreuten losen bzw. zerschnittenen Verstärkungsfasern durch eine parallel zur Unterlage laufende durchlässige Gewebebahn oder eine Reihe parallel nebeneinanderliegender Fäden unter Spannung eingedrückt. Die Verstärkungsfasern werden dabei in die Kunstharzschicht völlig eingetaucht und in ihrer Lage gehalten, bis die Deckfolie durch ein Druckwalzenpaar aufgebracht wird. Vorteilhaft wird die Tragfolie mit den aufgestreuten Verstärkungsfasern und dem flüssigen Kunstharz während des Eindrückens durch die Gewebebahn oder Fadenreihe über eine nach oben gewölbte Führung bewegt, bevor das Druckwalzenpaar zur Einwirkung kommt. Durch diese Arbeitsweise wird am Ende der Führung vor den Druckwalzen kontinuierlich eine Kunststoffzone größerer Schichtdicke erzeugt. Dadurch wird das völlige Eintauchen der Verstärkungsfasern in das flüssige Kunstharz erleichtert. According to the invention, on the other hand, before the cover film is applied the liquid art Loose or cut reinforcing fibers scattered with a resin layer through a permeable web of fabric or a row running parallel to the base threads lying parallel to each other pressed in under tension. The reinforcing fibers are completely immersed in the synthetic resin layer and held in place, until the cover sheet is applied by a pair of pressure rollers. The Support film with the reinforcing fibers scattered on it and the liquid synthetic resin during of pushing through the web of fabric or thread row over an upwardly curved one Guide moves before the pair of pressure rollers comes into play. Through this way of working At the end of the guide in front of the pressure rollers, a continuous plastic zone is created greater layer thickness generated. This will make the reinforcement fibers completely immersed eased into the liquid synthetic resin.

Nach einem weiteren wesentlichen Erfindungsmerkmal wird die aus einem Zellulosefilm oder einem ähnlichen, bei Erwärmung schrumpfenden Werkstoff bestehende Trag- bzw. Deckfolie vor der Verarbeitung einer Wärmeschrumpfung unterworfen, z. B. durch Behandlung mit einer Infrarotstrahlung. Hierdurch wird verhindert, daß die Folie während der zur Härtung des Kunstharzes erforderlichen Wärmebehandlung reißt und dadurch die Bahn beschädigt bzw. unterbrochen wird. According to a further essential feature of the invention, the one Cellulose film or a similar material that shrinks when heated Support or cover sheet subjected to heat shrinkage prior to processing, e.g. B. by treatment with infrared radiation. This will prevents that the film during the heat treatment required to cure the synthetic resin tears and thereby the web is damaged or interrupted.

In der Zeichnung ist eine Anlage zum Herstellen von Kunststofftafeln nach der erfindungsgemäßen Verfahren beispielsweise dargestellt. In the drawing is a plant for the production of plastic panels illustrated by the method according to the invention, for example.

Wie die Zeichnung erkennen läßt, ist eine Tragfolie 1 vorgesehen, die von der Walze 2 abläuft und über einen Tisch 3 geführt ist. Die Folie kann aus Papier oder Kunststoff solcher Art bestehen, daß sie von der fertigen Kunststofftafel abgezogen werden kann. Vorzugsweise wird für sie ein Zellulosefilm, wie Zellglas, verwendet. Wenn die Folie bei Erwärmung schrumpft, wie dies bei Zellglas der Fall ist, so wird sie durch eine Erwärmungszone geführt, bevor das Kunstharz auf sie aufgebracht wird. Dies kann beispielsweise durch Infrarotlampen 4 erreicht werden. As the drawing shows, a support film 1 is provided, which runs off the roller 2 and is guided over a table 3. The slide can be made Paper or plastic are made of such a type that they can be removed from the finished plastic sheet can be deducted. A cellulose film, such as cell glass, is preferably used for them. used. When the film shrinks when heated, as is the case with cell glass it is passed through a heating zone before the resin is applied to it is applied. This can be achieved, for example, by means of infrared lamps 4.

Das Kunstharz gelangt in flüssiger Form aus einem Trog 5 in bestimmter Menge kontinuierlich auf die Tragfolie und wird durch einen Abstreifer 6 gleichmäßig über eine Breite verteilt, die etwa der der fertigen Tafeln entspricht. The synthetic resin arrives in liquid form from a trough 5 in a certain way Amount continuously on the carrier film and is evenly distributed by a scraper 6 Distributed over a width that roughly corresponds to that of the finished panels.

Das verwendete Kunstharz kann beispielsweise Epoxy- oder Polyesterharz sein und einen Beschlenniger oder Katalysator enthalten, der das Polymerisieren oder Erhärten entweder durch Reaktionswärme oder durch Erwärmen von außen her bewirkt. Die Kunstharzarten und ihre Verwendungstechnik sind dem Fachmann bekannt. Das Kunstharz wird jedenfalls so gewählt, daß es durch Polymerisation ein hartes durchsichtiges oder durchscheinendes Produkt erzeugt. Um jedoch die erwünschte Zähigkeit und Festigkeit zu erhalten, muß in solche Kunstharze faseriges Material eingebettet werden. The synthetic resin used can, for example, be epoxy or polyester resin and contain a accelerator or catalyst that polymerizes or hardening caused either by the heat of reaction or by external heating. The types of synthetic resin and their technology of use are known to those skilled in the art. The synthetic resin is in any case chosen so that it becomes a hard, transparent one through polymerization or translucent product. However, to achieve the desired toughness and strength To obtain, fibrous material must be embedded in such synthetic resins.

Das Verstärkungsmaterial kann aus synthetischen oder anorganischen Fasern oder auch aus pflanzlichen oder tierischen Fasern bestehen. Besonders vorteilhaft sind Glasfasern. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit werden im vorliegenden Fall Fasern von etwa 50 mm Länge verwendet. Das Fasermaterial kann von Spulen 8 zugeführt werden, von denen es in Form von Lunten abgewickelt wird, dann durch eine Zerhackvorrichtung 9 üblicher Art geführt wird, die die gewünschte Faserlänge herstellt. Die Fasern fallen durch einen Kasten 10 auf ein Förderband 11, das sie an eine Stelle führt, an der sie auf die auf der Tragfolie befindliche Kunstharzschicht auffallen. The reinforcement material can be synthetic or inorganic Fibers or also consist of vegetable or animal fibers. Particularly beneficial are glass fibers. For reasons of economy, in the present case Fibers about 50 mm in length are used. The fiber material can be fed from spools 8 from which it is unwound in the form of slivers, then through a chopping device 9 conventional type is performed, which produces the desired fiber length. The fibers fall through a box 10 onto a conveyor belt 11, which leads them to a place where they fall on the synthetic resin layer on the carrier film.

Die Menge der aus dem Kasten 10 herausgeführten Fasern wird durch die Drehzahl der Zerhackmaschine und die Anzahl der ihr zugeführten Lunten bestimmt. The amount of fibers drawn out of the box 10 is determined by determines the speed of the chopping machine and the number of slivers fed to it.

Die durch das Förderband 11 abgeführten Fasern befinden sich in Form einer losen Schicht, die gleichmäßig über die Breite des Förderbandes verteilt ist und in dieser Form auf die Kunstharzschicht aufgebracht wird.The fibers discharged by the conveyor belt 11 are in shape a loose layer that is evenly distributed across the width of the conveyor belt and is applied in this form to the synthetic resin layer.

Von dem Tisch 3 läuft die Tragfolie 1 über vorzugsweise bogenförmig angeordnete Tragrollen 13, d. h. die Achsen der Rollen befinden sich auf einer nach oben durchgebogenen Fläche. Statt der Rollen könnte aber auch ein endloses Band vorgesehen sein, das entweder von der Tragfolie mitgenommen oder selbst angetrieben wird. Auch könnte der Bogen durch einen Teil einer großen Trommel gebildet werden oder einfach durch eine feststehende flache Platte ersetzt sein. From the table 3, the carrier film 1 runs over, preferably in an arc-shaped manner arranged support rollers 13, d. H. the axes of the rollers are on one after curved surface at the top. Instead of the rolls, however, an endless belt could also be used be provided that is either carried along by the carrier film or driven by itself will. The arch could also be formed by part of a large drum or simply replaced by a fixed flat plate.

Über dem vorderen Ende dieses Bogens befindet sich eine Walze 14 und hinter dem Bogen eine Quetsch- walzenpaar 15, 16, dessen Walzen so angeordnet sind, daß ihre Achsen in einer Radialebene des aus den Rollen 13 bestehenden Bogens liegen. Gespannte Fäden 17 laufen von oberhalb der Tragfolie angeordneten Spulen 18 um die Walze 14 herum, werden auf die Oberseite des auf der Tragfolie befindlichen Faserflieses aufgelegt und zwischen den Quetschwalzen 15 und 16 hindurchgeführt. Die Spannung der Fäden wird dadurch erreicht, daß alle Spulen 18 gebremst werden. Sie ist so groß, daß die über die im Bogen angeordneten Rollen 13 geführten Fäden das Faserflies in die auf der Tragfolie befindliche Kunstharzschicht hineindrücken. Während die Zahl der vorgesehenen Fäden 17 nicht von besonderer Bedeutung ist, sollte sie doch so groß sein, daß die Fäden dicht genug nebeneinanderliegen, um das Faserflies gleichmäßig einzudrücken. A roller 14 is located over the front end of this sheet and behind the arch a pinch pair of rollers 15, 16, the rollers of which are arranged are that their axes are in a radial plane of the arc consisting of the rollers 13 lie. Tensioned threads 17 run from bobbins arranged above the carrier film 18 around the roller 14 are on top of the on the carrier film Fiber fleece is placed and passed between the nip rollers 15 and 16. The tension of the threads is achieved in that all the bobbins 18 are braked. It is so large that the threads guided over the rollers 13 arranged in the sheet press the fiber fleece into the synthetic resin layer on the carrier film. While the number of threads 17 provided is not of particular concern, it should they should be so big that the threads are close enough to each other to surround the fiber fleece to be pressed in evenly.

Vor den Quetschwalzen 15, 16 befindet sich eine Führungsrolle 19, um die eine Deckfolie 20 aus Papier oder einem ähnlichen Kunststoff wie der der Tragfolie 1 herumgeführt ist. Die Deckfolie 20 wird von einer Rolle 21 abgerollt, die so weit von der Rolle 19 entfernt ist, daß sich die Heizlampen 4 unterbringen lassen. In front of the nip rollers 15, 16 there is a guide roller 19, around the one cover sheet 20 made of paper or a similar plastic as that of the Support film 1 is passed around. The cover film 20 is unrolled from a roll 21, which is so far away from the roller 19 that the heating lamps 4 accommodate permit.

Beim Durchlaufen der aus den Folien 1 und 20 und der dazwischen befindlichenKunstharzschicht mit dem losen Verstärkungsfasermaterial und den Fäden 17 bestehenden Bahn wird durch die Quetschwalzen 15. 16 die in der Kunstharzschicht und den Verstärkungsfasern enthaltene Luft ausgedrückt und die Bahn auf eine bestimmte Dicke ausgewalzt. When passing through the film 1 and 20 and the synthetic resin layer therebetween with the loose reinforcing fiber material and the threads 17 existing web is through the nip rollers 15. 16 those in the synthetic resin layer and the reinforcing fibers Expressed the air contained and rolled out the web to a certain thickness.

Die Dicke der Bahn ist durch feste Lagerung der Walze 15 und nachgiebige Lagerung der Walze 16 regelbar. The thickness of the web is due to the fixed mounting of the roller 15 and flexible Storage of the roller 16 is adjustable.

Hat man die gewünschte Schichtstärke erreicht, so gelangt die Bahn über einen Tisch 29 in einen Ofen 30, in dem das Kunstharz durch Polymerisation fest wird. Während des Durchganges durch den Ofen kann die Kunstharzschicht in eine bestimmte Querschnittsform gebracht werden. Dies geschieht beispielsweise durch Hindurchführen der Schicht zwischen zwei Formschienen 31 und 32, die zwischen sich einen entsprechend geformten Schlitz freilassen. Mehrere solche Formschienenpaare können in einigem Abstand hintereinander angeordnet werden. Die unteren Formschienen werden vorzugsweise fest angeordnet, während die oberen beispielsweise mittels Handrädern 34 und Spindeln 33 in der Höhe verstellbar sein können. Once the desired layer thickness has been reached, the web will arrive via a table 29 into an oven 30, in which the synthetic resin is polymerized becomes solid. During the passage through the furnace, the synthetic resin layer can be turned into a certain cross-sectional shape are brought. This is done, for example, through Passing the layer between two mold rails 31 and 32 between them leave a correspondingly shaped slot free. Several such pairs of mold rails can be arranged one behind the other at some distance. The lower mold rails are preferably fixed, while the upper, for example, by means of handwheels 34 and spindles 33 can be adjustable in height.

Die beiden Handräder oder Spindeln können so miteinander gekuppelt sein, daß sie nur gleichmäßig verstellt werden können, um eine waagerechte Stellung der Formschienen 32 zu gewährleisten.The two handwheels or spindles can be coupled to one another be that they can only be adjusted evenly to a horizontal position the mold rails 32 to ensure.

Sind die beiden einander zugewendeten Flächen der Formschienen gerade, so bleibt die Bahn eben, sind sie dagegen gewellt, so erhält die Bahn beim Festwerden eine gewellte Form. Nach dem Durchlaufen zwischen den Schienen verbleibt die Schicht noch einige Zeit in dem Ofen, damit sie ganz verfestigt wird und ihre Querschnittsform nicht mehr ändert. Nach dem Austritt aus dem Ofen wird die Schicht durch Kantensägen 36 auf die gewünschte genaue Breite und danach durch eine Sägevorrichtung 37 auf die gewünschte Länge geschnitten. If the two facing surfaces of the molding rails are straight, this way the web remains flat, if on the other hand they are wavy, the web maintains when it becomes solid a wavy shape. After passing between the rails, the layer remains some time in the furnace so that it is completely solidified and its cross-sectional shape no longer changes. After exiting the furnace, the layer is cut by edge sawing 36 to the exact desired width and then through a sawing device 37 cut the desired length.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for the continuous production of Plates or the like made of fiber-reinforced synthetic resins, at which first a longitudinally moving, flexible film with liquid synthetic resin that serves as a base is charged, then scattered reinforcing fibers cut on the synthetic resin layer and are incorporated into it and then a cover sheet is applied, whereupon the whole is subjected to a pressure and heat treatment and the web finally is divided, characterized in that before the application of the cover sheet in the cut reinforcing fibers scattered on the liquid synthetic resin layer a permeable fabric web running parallel to it or a row lying parallel to each other Threads are pressed in under tension.

2. The method according to claim 1, characterized in that the carrier film with the fiber-reinforced synthetic resin layer during the pressing the permeable The web of fabric or the threads are arched upwards.

3. The method according to claim 1, characterized in that the carrier film and the cover sheet heat-shrinks before it comes into contact with the synthetic resin layer be subjected.

4. Apparatus for performing the method according to claim 2, characterized characterized in that at the end of the upwardly curved guide (13) two known per se Pinch rollers (15, 16) are arranged, the axes of which are in a radial direction to the guide (13) running plane. ~~~~~~~~ Publications considered: Belgian U.S. Patent No. 530,404; U.S. Patent No. 2526,945.