DE2208299A1

DE2208299A1 - Zwei Richtung Form Verfahren

Info

Publication number: DE2208299A1
Application number: DE19722208299
Authority: DE
Inventors: der Anmelder P ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-02-25
Filing date: 1972-02-22
Publication date: 1972-09-07
Also published as: FR2126377B1; FR2126377A1; DE2208299C3; DE2208299B2; IT948673B; GB1335500A

Description

Dipl.-lng. Heinz Lesser. Patentanwalt D-8 Mönchen 81, Cosirnastrafje 81 ■ Telefon: (0811) 983820

Miharu Yamashita L 9638/L/ho.

Kyoto Prefecture (Japan)

Zwei-Richtung-Form-Verfahren

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Formen von hohlen, aus Kunstharz bestehenden Gegenständen, und insbesondere auf ein Verfahren zum Formen von hohlen Gegenständen aus Glasfaserschichtstoff, hergestellt durch Mischen von Glasfasern in ungesättigtem Polyesterharz unter Verwendung von einem Zwei-Richtung-Form-Verfahren. ·

Es ist bekannt, feste Hohlkörper durch Mischen von Glasfasern in nicht gesättigtem Polyesterharz herzustellen. Man unterscheidet folgende Verfahren:

Das manuelle Verfahren, bei dem das Harz in die Glasfasern eindringt, wenn die Glasfasern manuell in die Form eingebracht werden und das Aufsprühverfahren, bei dem das Harz in die Glasfasern eindringt, indem die Glasfasern auf die Formoberfläche mittels eines Instrumentes aufgespritzt werden. Beide Verfahren erfordern den Einsatz gelernter Fachkräfte und weisen ferner den Nachteil einer geringen Betriebsleistung auf.

Man sagt, dass das Dreh-Form-Verfahren zur Verbesserung der vorerwähnten Verfahren beitragen kann. Jedoch bilden die Glasfasern bei diesem Verfahren einzelne Fäden, wenn sie dem Harz zugesetzt werden, und auch während des Mischvorganges oder während der Drehung der Formen. Das Ergebnis davon ist, dass keine ausreichende Festigkeit der geformten Gegenstände erzielt werden kann, und die Qualitätsabweichung

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bei diesen Produkten ist offensichtlich. Insbesondere kann das Harz nicht ausreichend an der inneren Fläche der Form während der Drehung, nachdem das Harz hinzugesetzt wurde, fHessen, da die Viskosität aufgrund der Vereinzelung der Glasfasern in einzelne Fäden zunimmt. Daraus ergeben sich viele spezifische Nachteile, die noch zu beschreiben sind.

Bei dem Zwei-Richtung-Form-Verfahren (two-axial rotative molding method), bei dem die vertikale Achse und die horizontale Achse rotieren je mit 5 bis 20 Umdrehungen/min, zur Herstellung von hohlen Glasfaserharzgegenständen, bestehend aus durch Glasfasern verstärktem Polyester, wobei die Glasfasern mit ungesättigtem Polyesterharz vermischt werden, welches bei normaler Temperatur oder mittels Erhitzung steif wird, ist es wünschenswert, 10 oder mehr Teile von Glasfasern (gehackte Glasfasern) mit 1OO Teilen von Harz zu mischen, um die erwünschte Festigkeit zu erhalten. Wenn herkömmliche Glasfasern zur Behandlung von Glasfasersahichtstoff benutzt werden, werden die einzelnen Fasern zu Fäden und verlieren ihre eigene Form, auch wenn sie manuell bei

, verhältnismässig geringer Geschwindigkeit gemischt werden.

ν Auf diese Weise erhöht sich die Bulk-Viskosität des Harzes, auch wenn verhältnismässig geringe Mengen von Glasfasern verwendet werden (z.B. bis 7 Teile Glas zu lOO Teilen Harz) wird das Harz kittartig aufgrund der Verwickelung der Glasfasern. Dies führt dazu, dass das Dreh-Form-Verfahren nicht immer einsetzbar ist, es wird daher kaum benutzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hohle Glasfaserschichtstoff produkte, verstärkt mit Glasfasern, mittels des Zwei-Richtung-Porm-Veifehrens zu fertigen und zwar auch solche hohlen Produkte zu schaffen, die derart komplexe Gestaltungen aufweisen, dass sie bisher nicht geformt werden konnten.

Das Formverfahren soll vereinfacht und die Herstellungszeit im Vergleich zu bekannten Verfahren verkürzt werden, auch wem nur ungelernte Fachkräfte zur Verfügung stehen. Es sollen

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ausserdem sogar die kleinsten Verformungen auf die Oberfläche der zu formenden Gegenstände übertagen werden können.

Die Lösung der Aufgabe wird dadurch erreicht, dass gehackte Glasfasern mit einer festen harzartigen Paste gebunden werden bevor die Fasern mit dem Harz gemischt werden. Nachdem die Fasern mit dem Harz vermischt worden sind, können die Fasern nicht mehr in einzelne Fäden getrennt werden, wodurch die Viskosität des Harzes nicht steigt.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile werden an Hand der Ausführungsbeispiele veranschaulichenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Gefäss mit der Darstellung von noch nicht behandelten Glasfasern, gemischt mit Harz,

Fig. 2 einen Querschnitt mit der Darstellung des Harzes gemäss Figur 1, welches drehend geformt wird,

Fig. 3 einen Querschnitt ähnlich der Fig. 2 mit einer anderen Form,

Fig. 4 einen weiteren Querschnitt ähnlich Fig. 2 mittels einer weiteren Form,

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Gruppe von Glasfasern, die gemäss der vorliegenden Erfindung behandelt werden,

Fig. 6 einen Querschnitt durch ein Gefäss gemäss Fig. 1 mit Glasfasern, die gemäss der Erfindung behandelt sind und

Fig. 7 einen Querschnitt entsprechend Fig. 2, mit Glasfasern, die gemäss der Erfindung behandelt wurden.

Wesentlich für die Erfindung ist, dass die zu verarbeitenden Glasfasern fest miteinander verbunden werden, bevor sie dem Harz zugesetzt werden.

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Wenn herkömmliche Glasfasern zur Herstellung von Glasfaser-Schichtstoff gemäss Figur 1 verwendet werden, bilden die Fasern 13* einzelne Fäden und verlieren ihre eigene Form. Dieses geschieht auch dann, wenn sie mit Polyesterharz 14' manuell in einem Bad A bei verhältnismässig geringer Geschwindigkeit gemischt werden. Die Viskosität des Harzes nimmt zu, auch wenn die Zahl der Glasfasern gering ist, (z.B. 6 bis 7 Teile Glas zu 100 Teilen Harz) das Harz wird kittartig aufgrund der Verwickelung der Glasfasern. Dies führt zu folgenden Schwierigkeiten:

Unter Bezugnahme auf die Figur 2 führt die Abnahme der Glasfasern, hinzugefügt zwischen 3 und 4 pro hundert Teilen, zu einer Ansammlung der Glasfasern während des Formvorganges innerhalb der Form B. Die erfolgende Verwickelung der Glasfasern 13' führt zu einer vergrösserten Viskosität des Harzes. Dieses resultiert in der Entstehung von öffnungen D an der Oberfläche des herzustellenden hohlen Gegenstandes C, dem Entstehen von Vertiefungen H, der Ausbildung von Klumpen J und auch zum Entstehen von transparenten öffnungen |I im Gegenstand C usw. Es können also keine zufriedenstellenden Produkte hergestellt werden. Dies Phänomen kommt noch deutlicher zum Ausdruck, wenn die für den Formvorgang benützte Form B eine unebene und komplexe Gestaltung aufweist, wie dies z.B. die Figuren 3 und 4 zeigen. Befindet sich das in bekannter Weise behandelte Harz 14' in einer sehr komplexen Form, z.B. der Form B nach Figur 4, derenWände an verschiedenen Stellen E,F,G einen stark wechselnden Abstand haben und soll die Wandstärke des herzustellenden Gegenstandes verhältnismässig gering sein, z.B. 5 bis 10 mm, dann kann das Zuführen des Harzes z.B. bei G zu einer Überbrückung führen, die den Fluss zu anderen Stellen ynterbindet. Folglich können Produkte mit einheitlicher Dicke oder Produkte mit gewünschten Formen einfach nicht exakt hergestellt werden. Insbesondere wird für den Fachmann klar, dass ein solches wärmehärtbares ungesättigtes Poly-

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esterharz durch Reaktion sowie durch Katalysatoren überbrückt werden kann. Das heisst, dass eine Lage des zwei-dimensionalen molekularen Bindemittels im Harz in kurzer Zeit drei-dimensional wird. Deshalb sdlte sich das in eine Form eingebrachte Harz in kürzester Zeit an der Innenseite absetzen und haften bleiben. Deshalb ist es erforderlich, zu vermeiden, dass sich die Viskosität des Harzes steigert.

Ein konkretes Beispiel der vorliegenden Erfindung wird an Hand der Fig. 5 bis 7 beschrieben.

Nachdem Glasfasern 11 durch eine harzartige Paste 12, die sie sehr leicht mit synthetischem Harzmaterial 14 vereinigt, z.B. durch Aufsprühen, gebunden worden sind, z.B. eine Polyester-Emulsion oder eine ungesättigtes Polyesterharz, oder durch Tränken' in einer solchen Paste, werden sie in geeignete Längen von z.B. 3 bis 12 mm geschnitten, um gehackte Glasfasern 13 bilden zu können, die dann mit ungesättigtem Polyesterharz 14 vermischt werden können. Wie Figur 6 zeigt, wird das Harz 14 mit den Glasfasern 13 in dem Bad A bewegt. Aufgrund der vorherigen Bindung durch die Peete 12 bilden die Fasern 13 keine einzelnen Fäden, behalten also ihre Gestalt bei und verstreuen sich in dem Harz 14. Figur 7 veranschaulicht, dass die Viskosität des Harzes nicht steigt, da die Fasern 13 ihre eigene Form und Gestaltung behalten, mit dem Ergebnis, dass Qualitäts-

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produkte von 10 kg/mm Festigkeit während des Rotierformens in der Form B erhalten werden können. Experimentelle Ergebnisse haben gezeigt, dass sogar 10 bis 30 Teile von Glasfasern in 100 Teilen Harz gemischt werden können, ohne dass die Viskosität des Harzes wesentlich steigt.

Wie erläutert, verhindert ein verhältnismässig einfacher, zusätzlicher Schritt, nämlich das Binden der Glasfasern vor dem Mischen mit dem Harzm die Bildung von einzelnen Fäden von Glasfasern während dieses Mischens. Dadurch können erstmals Produkte mit recht komplexen Formen gemäss

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Figur 3 und 4 hergestelltverden, da eine Erhöhung der Viskosität des Harzes ausgeschaltet werden kann. Es treten keine leeren öffnungen D und keine durchsichtigen öffnungen I auf den Oberflächen der Produkte in Erscheinung. Vom Festigkeitspunkt aus gesehen, kann praktisch jegliche Menge von Glasfasern in Harz gemischt werden in Übereinstimmung mit den spezifischen Anforderungen an die Produkte. Die Nichteinheitlichkeit in den Glasfasern führt auch zu der Herstellung von sehr festen Produkten. Bei dem Ein-Richtung-Form- Verfahren sind die hergestellten Produkte auf verhältnismässig einfache Formen beschränkt, z.B. zylindrische oder spindelartige Formen,während das Zwei-Richtung-Form-Verfahren jetzt Produkte mit jeder Form und Grosse zur Verfügung stellen kann, da sie durch die Zentrifugalkraft aufgrund der geringen Rotation um jede Achse (5 bis 20 U/min) und dem geringen Harzfluss mit den Glasfasern unter ihrem Eigengewicht entlang den inneren Flächen der Form beeinflusst werden. Zusätzlich können auch die geringsten und kleinsten Abdrücke von der Form auf das Formstück übertragen werden. Durch die Erfindung verkürzt sich auch die Formzeit auf 1/15 und die Herstellungskosten auf 1/3 im Vergleich mit den herkömmlichen Verfahren,ζ.B. im Vergleich mit dem manuellen Verfahren.

Im Vorherigen wurde die Verwendung von ungesättigtem Polyesterharz als erstes Harz und die Verwendung von Glasfasern als Verstärkungsfasern und die Verwendung einer Polyesteremulsion als Bindemittel beschrieben. Jedoch ist die Verwendung von,anderen wärmedämpfenden Harzen, synthetischen Fasern oder Naturfasern und die Verwendung dieser Pasten als Stärke im Rahmen dieser Erfindung auch möglich und kann mit gleichem Effekt angewendet werden.

Für den Fachmann ist ersichtlich, dass auch noch andere Änderungen vorgenommen werden können, ohne dass dabei der Umfang und der Sinn der Erfindung geändert werden.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zur Herstellung fester, hohler, mit Glasfasern verstärkter, synthetischer Harzprodukte, durch Zuführen von Glasfasern in ein Harzbad, wie ungesättigtes Polyesterharz, und Formen der Mischung mittels des Zwei-Richtung-Form-Verfahrens nach Einfüllen der Mischung in eine Form, dadurch gekennzeichnet, dass Strähnen von Glasfasern geeigneter Länge vor dem Mischen mit dem Harzbad mittels eines synthetischen Harzes gebunden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , dass die Strähnen von Glasfasern durch eine Paste untereinander verbunden und die gebundenen Strähnen zerhacktwerden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, wobei die Paste

auf die Glassträhnen aufgesprüht oder diese in die Paste getaucht werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet , dass als Paste eine harzartige Paste verwendet wird, ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus einer Polyesteremulsion und einem ungesättigten Polyesterharz.
5. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , dass als synthetisches Harzmaterial ungesättigtes Polyesterharz verwendet wird.

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