DE2255202A1 - Fibre reinforced mouldings mfr. - using radiation instead of heat, for harden-ing esp. for objects exceeding 2 mm thickness - Google Patents

Fibre reinforced mouldings mfr. - using radiation instead of heat, for harden-ing esp. for objects exceeding 2 mm thickness

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DE2255202A1
DE2255202A1 DE19722255202 DE2255202A DE2255202A1 DE 2255202 A1 DE2255202 A1 DE 2255202A1 DE 19722255202 DE19722255202 DE 19722255202 DE 2255202 A DE2255202 A DE 2255202A DE 2255202 A1 DE2255202 A1 DE 2255202A1
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Abstract

Continuous prodn. of mouldings of FRP in which a compsn. of plastics material which can be hardened by irradiation, reinforcing fibres and additives is hardened by irradiating it after it has been brought to the desired thickness and shape. Pref. proportions are 100 pts. wt. radiation-hardening plastics, 20-50 pts. wt. reinforcing fibre, and 0-300 pts. wt. filler. Pref. radiation-hardening plastics include unsatd. polyesters, 1,2-polybutadiene or their modified products, acrylic resins, modified polyurethane resins, modified epoxy resins and diallyl phthalate resins. Specif., the material is shaped, then coated with a thin (25-200 mu), film, esp. of polyester, cellophane, cellulose triacetate, PVA, polyolefin or nylon, before shaping.

Description

Verfahren zur Herstellung von Form körpern aus faserverstärkten kunststoffen Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zur @erstellung von Formkörpern aus faserverstärkten Kunststoffen; sie betrifft insbesondere ein kontinuierliches Verfahren zur @@rstellung von Formkörpern 2U5 faserverstärkten Mnststoffen, clas derin besteht, daß man nicht-gehärtete Formmaterialien,unrititteLDar nachdem sie mittels Formungseinrichtungen auf die richtige £> Dicke eingestellt und in die gewünschte Form gebracht worden sind, durch Bestrahlung härtet.Process for the production of moldings from fiber-reinforced plastics The invention relates to a continuous process for the production of moldings made of fiber-reinforced plastics; it relates in particular to a continuous one Process for the production of molded articles 2U5 fiber-reinforced plastics, clas which consists in using non-hardened molding materials, unrititteLDar after them by means of forming devices on the correct £> thickness set and brought into the desired shape, cured by irradiation.

Formkörper aus faserverstärkten Kunststoffen werden in großem Umfange verwendet zur Herstellung von booten, Automobilkarosserien, Flugzeugteilen, Tanks, Behältern, Rohrleitungen und elektrischen Elementen, da sie nicht nur ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, wie z.X. eine ausgezeichnete Zugfestigkeit, Schlagfestigkeit und dergl., sondern auch eine ausgezeichnete Witterungsbeständigkeit, chemische Beständigkeit und ausgezeichnete elektrische Eigenschaften aufweisen.Moldings made of fiber-reinforced plastics are used on a large scale used to manufacture boats, automobile bodies, aircraft parts, tanks, Containers, pipes and electrical elements as they are not only excellent mechanical properties, e.g. excellent tensile strength, impact resistance and the like, but also excellent weather resistance, chemical Have durability and excellent electrical properties.

Zum kontinuierlichen Aushärten bei der Herstellung solcher Formiörper aus faserverstc;rkten Kunststoffen wurde bisher üblicherweise ein Verfahren angewendet, bei dem beispielsweise Glasfasern mit einem Kunstharz, z.B. einem ungesättigten Polyesterharz, imprägniert werden, das mit einem Härtungskatalysator gemischt worden war, und bei dem das imprägnierte Material auf eine ..artungstemperatur erhitzt wurde, um die Hartungsreaktion ablaufen zu lassen, wobei die Umsetzung so gesteuert wurde dasi die Bildung von Reaktionswärme zurückgedrängt wurde, um so eine übermäßige Anreicherung von Wärme zu verhIndern, um eine Verschlechterung, Deformation und Verfärbung (färbung) der Formkörper aus faserverstärkten Kunststoffen zu vermeiden.For continuous hardening during the production of such shaped bodies From fiber-reinforced plastics, a process has traditionally been used up to now in which, for example, glass fibers with a synthetic resin such as an unsaturated one Polyester resin, which has been mixed with a curing catalyst and in which the impregnated material is heated to a maintenance temperature was to allow the hardening reaction to proceed, with the reaction controlled if the formation of heat of reaction was suppressed, it became excessive Accumulation of heat to prevent deterioration, deformation and Avoid discoloration (coloring) of the molded bodies made of fiber-reinforced plastics.

Ein solches Verfahren hat jedoch den #-achteil, daß dann, wenn die Härtungstemperatur erhöht wird, um die Härtungsgeschwindigkeit zu beschleunigen, es schwierig wird, die lokale Anreicherung von Reaktionsw#rme zu steuern, sowie eine konstante Reaktionstemperatur aurechtzuerhalten und daß darüber hinaus eine Trübung und Beeinträchtigung bzw. Verschlechterung der Formkörper infolge einer Ablösung des Harzes von den Fasern unvermeidlich wird, elne Tendenz, die insbesondere dann noch ausgeprägter wird, wenn die Dicke der Formkörper 2 mm überschreitet. Um diesen- Nachteil zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen, zu versuchen, eine gleichmäßige Verteilung der Reaktionswärme zu erzielen durch Herabsetzung der Härtungstemperatur, dies führt jedoch zu einem anderen Nachteil, beispielsweise zu dem, daß die Härtungszeit dadurch unvermeidlich verlängert wird und demgemäß ein längerer Härtungsofen erforderlich ist. Außerdem ist es auf Grund der Fluidität des zum Imprägnieren der Glasfasern verwendeten flüssigen Harzes unabhängig von der Härtungstemperatur erforderlich, die Gestalt des Formmaterials in den Formungseinrichtungen unverändert vom Eingang bis zum Ausgang eines Härtungsofens aurrechtzuerhalten, bis die Härtung beendet ist, was mit einem großen Arbeitsaufwand verbunden ist und die Verwendung einer grossen komplizierten Vorrichtung erforderlich macht.However, such a method has the disadvantage that if the The hardening temperature is increased in order to accelerate the hardening speed, it becomes difficult to control the local accumulation of reaction heat, as well to maintain a constant reaction temperature and that, moreover, a Cloudiness and impairment or deterioration of the moldings as a result of a Detachment of the resin from the fibers becomes inevitable, a tendency in particular then becomes even more pronounced when the thickness of the shaped bodies exceeds 2 mm. Around To avoid this disadvantage, it has already been proposed to try to achieve a uniform To achieve distribution of the heat of reaction by lowering the curing temperature, however, this leads to another disadvantage such as that the curing time thereby inevitably lengthening and accordingly requiring a longer curing oven is. In addition, it is due to the fluidity of the impregnation of the glass fibers liquid resin used regardless of the curing temperature required, the shape of the molding material in the molding devices unchanged from the entrance to be maintained until the exit of a hardening oven, until hardening has ended is what involves a lot of work and the use of a makes large complex device required.

Die oben erwähnten Nachteile sind unvermeidlich in einem Verfahren zum Härten eines Harzes durch Verwendung eines Katalysators.The above-mentioned disadvantages are inevitable in a process for curing a resin by using a catalyst.

Andererseits wurde beispielsweise bereits in ~Society of Plastics Engineering Journal", April 1967, Seiten 33 bis 73, ein Verfahren zum Härten eines Harzes unter Verwendung einer ionisierenden Strahlung vorgeschlagen. Ein solches Verfahren ist bisher jedoch noch nicht bis zur technischen Reife entwickelt worden. Obwohl es bekannt ist, daß ein Harz innerhalb eines kurzen Zeitraumes bei einem Experiment im Labormaßstab gehärtet werden kann, müssen bei einem solchen Verfahren noch verschiedene Nachteile überwunden werden, bevor es großtechnisch angewendet werden kann.On the other hand, for example, was already in ~ Society of Plastics Engineering Journal ", April 1967, pages 33 to 73, describes a method of hardening a Resin proposed using ionizing radiation. One such However, the process has not yet been developed to technical maturity. Although it is known that a resin is removed from a resin within a short period of time Laboratory-scale experimentation can be cured with such a procedure several disadvantages are still to be overcome before it is applied on a large scale can be.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein sehr einfaches Verfahren zur gleichmäßigen Formung von Formkörpern (geformten Gegenständen) aus faserverstärkten Kunststoffen, insbesondere solchen mit einer Dicke von mehr als 2 mm anzugeben, das kontinuierlich und schnell durchgeführt werden kann und bei dem keine Beeinträchtigung der physikalischen Eigenschaften der Formkörper auftritt und mit dessen Hilfe die verschiedenen Probleme der bisher bekannten Verfahren gelöst werden können.An object of the present invention is now to provide a very simple one Process for the uniform shaping of shaped bodies (shaped objects) fiber-reinforced plastics, especially those with a thickness of more than 2 mm, which can be carried out continuously and quickly and with which does not adversely affect the physical properties of the moldings and with its help solved the various problems of the previously known methods can be.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus faserverstärkten Kunststoffen unter Anwendung von Strahlung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Oberfläche eines nicht-gehärteten Formmaterials, das aus einem durch Strahlung härtbaren Kunstharz, einem Faserverstärkungsmaterial, Füllstoffen und Zusätzen besteht, vorzugsweise mit einem Film einer Dicke von etwa 25 bis etwa 200leu überzogen, dann die Dicke des Formmaterials eingestellt wird, indem man es mittels Formungseinrichtungen in die gewünschte Form bringt, und daß sofort danach (bevor irgendeine Änderung hinsichtlich der Dicke und der Gestalt auftritt) der Formkörper bestrahlt wird, um ihn zu härten und seine Form und seine Dicke zu fixieren.The process according to the invention is a continuous one Process for the production of molded articles from fiber-reinforced plastics under Application of radiation, which is characterized in that the surface of a uncured molding material made from a radiation-curable synthetic resin, one Fiber reinforcement material, fillers and additives, preferably coated with a film of a thickness of about 25 to about 200 leu, then the thickness of the molding material is adjusted by molding it by means of molding devices into the desired form, and that immediately afterwards (before any change occurs in terms of thickness and shape) the shaped body is irradiated, to harden it and fix its shape and thickness.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es demzufolge möglich, durch eine einfache Arbeitsweise, bei der nur die Formungseinrichtung ausgetauscht wird, Formkörper in jeder gewünschten Gestalt, wie z.B. ~blanke flache Platten, geprägte Platten, runde Stäbe, rechtwinklige Stangen und Stangen vom L-Typ sowie verschiedene Platten herzustellen, die entweder in Longitudinal-oder in Transversal-Richtung gerippt bzw. geriffelt sind.According to the method according to the invention, it is therefore possible through a simple way of working, in which only the forming device is exchanged, Shaped bodies in any desired shape, such as ~ blank flat plates, embossed Plates, round bars, right-angled bars and L-type bars, as well as various Manufacture panels that are either longitudinal or transverse are ribbed or corrugated.

Als durch Strahlung härtbare Kunstharze können alle Kunstharze verwendet werden, die durch freie Radikale vernetzt werden können, wie z.B. ungesättigte Polyesterharze, ungesättigte und gesättigte Acrylharze, Diallylphthalatharze, 1, 2-Polybutadienharz, modifizierte Epoxyharze, modifizierte Polyurethanharze oder Mischungen dieser Harze. Außerdem können mit Erfolg auch Gemischt: dieser Harze mit damit mischpolymerisierbaren ungesättigten Monomeren verwendet werden.As the radiation curable synthetic resin, any synthetic resin can be used that can be crosslinked by free radicals, such as unsaturated polyester resins, unsaturated and saturated acrylic resins, diallyl phthalate resins, 1,2-polybutadiene resin, modified epoxy resins, modified polyurethane resins, or mixtures of these resins. In addition, it is also possible to mix these with success: these resins with copolymerizable resins unsaturated Monomers are used.

Als Faserverstärkungsmaterialien (verstärkende Fasermaterialien) können natürliche und synthetische organische Fasern, wie z.B.As fiber reinforcing materials (reinforcing fiber materials) can natural and synthetic organic fibers, e.g.

Nylon-, Polyester-, Polyacrylnitril-, Polyvinylchlorid-, Polyvinylalkohol-, Rayon-, Baumwoll-, Hanf fasern und dergl. sowie anorganische Fasern, z.B. Glasfasern, Asbestfasern, Rockwool-Fasern, Kohlefasern, Borfasern, Metallfasern, Whisker-Fasern usw.>verwendet werden. Unter diesen sind Glasfasern, Asbestfasern, Polyesterfasern und Polyvinylalkoholfasern besonders bevorzugt. Diese Fasern können bei ihrer Verwendung in Form eines Garns, eines Vorgespinstes, in Form von Stapelfasern, in Form eines nicht-gewebten Gewebes oder in Form eines gewebten Gewebes oder in Form einer Kombination von zwei oder mehreren dieser Formen vorliegen. Die Menge der zu verwendenden Fasern beträgt vorzugsweise 20 bis 150 Gew.-teile' bezogen auf 100 Gew.-teile des oben genannten, durch Strahlung härtbaren Kunstharzes.Nylon, polyester, polyacrylonitrile, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol, Rayon, cotton, hemp fibers and the like as well as inorganic fibers, e.g. glass fibers, Asbestos fibers, rockwool fibers, carbon fibers, boron fibers, metal fibers, whisker fibers etc.> can be used. Among them are glass fiber, asbestos fiber, polyester fiber and polyvinyl alcohol fibers are particularly preferred. These fibers can be used in their use in the form of a yarn, a roving, in the form of staple fibers, in the form of a non-woven fabric or in the form of a woven fabric or in the form of a combination are of two or more of these forms. The amount of fibers to use is preferably 20 to 150 parts by weight based on 100 parts by weight of the above called radiation-curable synthetic resin.

Beispiele für verwendbare Füllstoffe sind Calciumcarbonat, Gips, Zement, Silikasand, Talk, Ton, Aluminiumoxyd, Diatomeenerde, Calciumsulfit, Glaspulver, Glimmerpulver, Glasperlen, Shirasu, siliciumartige Kugeln (silicious balloon) usw. Diese können vorzugsweise in Form eines feinen Pulvers verwendet werden. Die Menge der zu verwendenden Füllstoffe beträgt vorzugsweise bis zu 300 Gew. -teile, bezogen auf 100 Gew.-teile des oben genannten, durch Strahlung härtbaren Kunstharzes, obwohl in einigen Fällen ein Füllstoff nicht unbedingt erforderlich ist.Examples of fillers that can be used are calcium carbonate, gypsum, cement, Silica sand, talc, clay, aluminum oxide, diatomaceous earth, calcium sulfite, glass powder, Mica powder, glass beads, shirasu, silicon-like spheres (silicious balloon), etc. These can preferably be used in the form of fine powder. The amount of the fillers to be used is preferably up to 300 parts by weight, based on to 100 parts by weight of the above, radiation curable Synthetic resin, although in some cases a filler is not essential is.

Als Additive (Zusätze) können übliche Materialien verwendet werden, wie z.B. verschiedene Färbemittel, Trennmittel, Eindickungsmittel, Katalysatoren, Härtungspromotoren, Ultraviolettstabilisatoren, Flammverzögerungsmittel usw.Usual materials can be used as additives, such as various colorants, release agents, thickeners, catalysts, Curing promoters, ultraviolet stabilizers, flame retardants, etc.

Beim Verformen des die oben erwähnten Komponenten enthaltenden Formmaterials wird das Material mittels Walzenpaaren zu einer Folie mit einer vorher festgelegten Dicke verformt. Vor dieser Operation wird die Oberfläche des Formmaterials vorzugsweise mit einem Film (sowohl auf der oberen Seite als auch auf der unteren Seite) einer Dicke von etwa 25 bis etwa 200je versehen.When deforming the molding material containing the above-mentioned components the material is turned into a film with a predetermined one by means of pairs of rollers Deformed thickness. Before this operation, the surface of the molding material becomes preferable with a film (both on the upper side and on the lower side) one Provided thickness from about 25 to about 200 each.

Das Aufbringen solcher Filme dient dazu, eine glatte Übertragung des Formmaterials zu bewirken, die Form und Dicke aufrechtzuerhalten, das Ablaufen (Abfließen) des Harzes zu verhindern und als Sperrschicht gegen Sauerstoff zu dienen. Beispiele für geeignete Filme sind solche, die durch das Harz weder aufgequollen werden noch in dem Harz löslich sind, wie z.B. Cellophan-, Cellulosetriacetat-, Polyolefinfilme, z.B. ein Polyä£hylen und Polypropylenfilm, Polyester-, Nylon-, Polyvinylalkohol-, Äthylen/Vinylacetat-Mischpotymerisat- Polyvinylchloridfilme und dergl. Die Filme auf beiden Seiten des Materials mUssen nicht immer aus dem gleichen Material bestehen und auch nicht immer die gleiche Dicke aufweisen.The application of such films serves to ensure a smooth transfer of the To cause molding material to maintain its shape and thickness, to run off (flow off) of the resin and to serve as a barrier against oxygen. Examples suitable films are those that are neither swollen nor swollen by the resin are soluble in the resin, such as cellophane, cellulose triacetate, polyolefin films, e.g. a polyethylene and polypropylene film, polyester, nylon, polyvinyl alcohol, Ethylene / vinyl acetate mixed polymerizate polyvinyl chloride films and the like The films on both sides of the material do not always have to be made of the same material exist and do not always have the same thickness.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert, in der eine der möglichen Ausführungsformen der Erfindung dargestellt ist. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Erfindung auf diese Ausführungsform nicht beschränkt ist.The method according to the invention is described below with reference to FIG the accompanying drawing explains in more detail, in which one of the possible embodiments of the invention is shown. However, it should be noted that the invention is not limited to this embodiment.

In der beiliegenden Zeichnung wird eine Rolle aus einer Glasfasermatte 3 auf einen Trennfilm 2 abgerollt, der sich auf einem Förderband 1 bewegt. Das flüssige Harzpräparat 5 wird aus einem Harzzufuhrbehälter 4 auf die Glasmatte gegossen, die dann auf der Oberseite mit einem Trennfilm 6 überzogen wird, während sie zwischen einem Paar Imprägnierwalzen 7 hindurchgeführt wird, wodurch die Matte mit dem Harz sorgfältig imprägniert und gleichzeitig entschäumt wird. Die Dicke der imprägnierten Matte wird dann auf einen vorher festgelegten Wert eingestellt, während sie zwischen einem Paar Druckwalzen 8 hindurchgeführt wird. Das nicht-gehärtete Formmaterial, das aus dem Druckwalzenpaar 8 austritt, wird mittels eines Formwalzenpaares 9 in die gewünschte Form gebracht. Bei den Formwalzen handelt es sich um solche, wie sie üblicherweise verwendet werden, beispielsweise um Rund- Riffelungswalzen oder um Quadrat-Riffelungswalzen0 -Beim Formen eines runden Stabes oder einer Stange vom L- oder vom I-Typ oder dergl. kann eine Stabformungswalze, eine Stangenformungswalze vom L-Typ oder vom I-Typ oder dergl. verwendet werden, je nachdem, welches Produkt gewünscht wird. Außerdem kann mittels einer Schlitzprägeform mit besspselsweise Rund-Riffelungsschlitzen (round-corrugating slits) oder Quadrat-Riffelungs schlitzen anstelle der oben genannten Walzen eine geriffelte (corrugated) Platte geformt werden. Durch Verwendung eines Rund~ stabformungsschlitzes, eines L-Stangenformungsschlitzes oder eines I-Stangenformungsschlitzes anstelle des oben genannten Walzenpaares können runde Stäbe, Stangen vom L-Typ oder Stangen vom I-Typ geformt werden. Als Formwalze 9 können zur Herstellung von geprägten Platten auch geätzte (gråvierte) Walzen verwendet werden. Außerdem können zusätzliche Hilfsformwalzen oder -schlitze verwendet werden.In the accompanying drawing, a roll is made from a fiberglass mat 3 unrolled onto a release film 2 moving on a conveyor belt 1. The liquid one Resin preparation 5 is poured from a resin supply container 4 onto the glass mat, which then coated on top with a release film 6 while between a pair of impregnating rollers 7 is passed, whereby the mat with the resin carefully impregnated and defoamed at the same time. The thickness of the impregnated Matte is then set to a predetermined value while between a pair of pressure rollers 8 is passed therethrough. The non-hardened molding material, which emerges from the pressure roller pair 8, is by means of a forming roller pair 9 in brought the desired shape. The forming rollers are such as they are commonly used, for example around Corrugating rolls or around square corrugating rollers0 -in forming a round bar or bar L or I type or the like may be a bar forming roll, a bar forming roll L-type or I-type or the like can be used depending on the product it is asked for. In addition, by means of a slot stamping form with besspselsweise Round-corrugating slits or square-corrugating slots a corrugated plate can be formed instead of the rollers mentioned above. By using a round rod forming slot, an L-bar forming slot or an I-bar forming slot instead of the aforementioned pair of rollers round bars, L-type bars or I-type bars can be formed. As a forming roller 9 etched (engraved) rollers can also be used to produce embossed plates will. Additional auxiliary forming rollers or slots can also be used.

Unmittelbar nachdem das nicht-gehärtete Formmaterial die Formwalzen verlassen hat, d.h. bevor irgendeine Änderung der#Gestalt und Dicke durch elastische Erholung oder plastische Deformation des Materials auftritt (vorzugsweise innerhalb von 30 Sekunden) wird es einem Elektronenstrahl aus einem Elektronenstrahlbeschleuniger 10 ausgesetzt und sofort zu einem Produkt mit der gewünschten Gestalt und Dauerhaftigkeit ausgehärtet. Die geformte Platte wird mittels eines Abzugswalzenpaares 11 und 12 herausgezogen, von den Trennfilmen befreit und auf die gewünschte Größe zugeschnitten.Immediately after the uncured molding material the molding rolls has left, i.e. before any change in shape and thickness by elastic Recovery or plastic deformation of the material occurs (preferably within of 30 seconds) it becomes an electron beam from an electron beam accelerator 10 exposed and immediately a product with the desired shape and durability hardened. The molded Plate is made by means of a pair of take-off rollers 11 and 12 pulled out, freed from the release films and to the desired size tailored.

Bei der in dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt verwendeten Strahlung handelt es sich um eine ionisierende Strahlung, wie z.B. eine a-Strahlung, ß-Strahlung, y-Strahlung, Röntgen-Strahlung, einen beschleunigten Elektronenstrahl oder dergl. Beschleunigte Elektronenstrahlen, ß-, und Röntgen-Strahlen sind besonders bevorzugt. Die Bestrahlungsmenge beträgt vorzugsweise 0,01 bis 20 Mrad/Sek. Die erfindungsgemäß verwendete Quelle für die ionisierende Strahlung weist vorzugsweise 1,0 MeV oder mehr auf, so daß sie eine Dosis von 0,1 bis 20 Mrad, vorzugsweise von 1 bis 10 Mrad liefern kann, wodurch innerhalb einer Belichtung von 15 Sekunden eine ausreichende Aushärtung erzielt wird.In the case of the radiation preferably used in the method according to the invention it is ionizing radiation, such as a-radiation, ß-radiation, y-radiation, X-rays, an accelerated electron beam or the like. Accelerated electron beams, β and X-rays are particularly preferred. The amount of irradiation is preferably 0.01 to 20 Mrad / sec. According to the invention The source used for the ionizing radiation is preferably 1.0 MeV or more to give a dose of 0.1 to 20 Mrads, preferably 1 to 10 Mrads can deliver, whereby within an exposure of 15 seconds a sufficient Curing is achieved.

Wie oben angegeben, wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren das Formmaterial mit einer vorher festgelegten Dicke, die dadurch erhalten wird, daß man es zwischen einem Druckwalzenpaar hindurchführt, mittels einer Formungseinrichtung in die gewünschte Form (Gestalt) gebracht und sofort danach einer ionisierenden Strahlung ausgesetzt und gehärtet, bevor irgendeine Änderung durch elastische Erholung oder plastische Deformation des Materials hinsichtlich der Gestalt und Dicke auftreten kann. Infolgedessen hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß es nicht mehr erforderlich ist, die gewnschte Gestalt (Form) mittels einer Form (Formstempels) über die gesamte Härtungsperiode in dem Ofen hinweg aufrechtzuerhalten, wie i Falle der üblichen Wärmehártungsmethode. Außerdem hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß durch Verwendung von Formungswalzen sowie von Formungsschlitzstempeln es möglich ist, nicht nur leicht und je nach Wunsch glatte, flache Platten, in längsrichtung gerippte oder in Querrichtung gerippte Platten und Formkörper mit größeren Dicken, wie z.B. runde Stäbe und Stangen vom L-Typ herzustellen, sondern auch eine schnelle Härtung zu erzielen, die einfach dadurch erreicht werden kann, daß man die Bestrahlungsdosis (-rate)erhöht.As stated above, according to the method according to the invention, the Molding material having a predetermined thickness obtained by it is passed between a pair of pressure rollers by means of a shaping device brought into the desired shape (shape) and immediately afterwards an ionizing Exposed to radiation and cured before any change due to elastic recovery or plastic deformation of the material in terms of shape and thickness occur can. Consequently the method according to the invention has the advantage that it is no longer necessary to obtain the desired shape (shape) by means of a mold (Forming die) to be maintained in the oven for the entire curing period, as in the case of the usual thermosetting method. In addition, the inventive The method has the advantage that by using forming rolls and forming slot punches it is possible not only to have light and smooth, flat panels, lengthways, if desired ribbed or transversely ribbed panels and moldings with greater thicknesses, such as making round bars and L-type bars, but also a fast one To achieve cure, which can be achieved simply by changing the dose of radiation (rate) increased.

Darüber hinaus hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß als Quelle für die Wärmeentwicklung nur die Polymerisationswärme des Harzes in Frage kommt, wodurch es möglich ist, die Umsetzung in jedem Teil des Formmaterials gleichmäßig ablaufen zu lassen, was zu extrem homogenen Formkörpern aus faserverstärkten Kunststoffen führt.In addition, the method according to the invention has the advantage that only the heat of polymerisation of the resin can be used as a source for the generation of heat comes, which makes it possible to carry out the implementation uniformly in each part of the molding material to run off, resulting in extremely homogeneous moldings made of fiber-reinforced plastics leads.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Alle darin angegebenen Teile beziehen sich, wenn nichts anderes angegeben ist, auf das Gewicht.The invention is illustrated in more detail by the following examples, but without being limited to it. All parts specified therein refer to unless otherwise stated, by weight.

Beispiel 1 Eine mit einem ungesättigten Polyesterharz imprägnierte Glasfasermatte (25 Teile Glasfasern pro 100 Teilen Harz) wurde auf beiden Seiten mit Cellophan einer Dicke von etwa 50 t bedeckt und zwischen einem Paar Druckwalzen auf eine vorher festgelegte Dicke zusammengepreßt und gleichzeitig entschäumt. Zum kontinuierlichen Verformen wurde das so behandelte Material zwischen einem Paar Formwalzen hindurchgeführt, das in rechtem Winkel zur Achse der Walzen angeordnete Rillen aufwies und die sich in losem Kontakt miteinander drehten, wodurch es zu einem Folienmaterial mit einer Dicke von 3,2 mm mit in kurzem Abstand voneinander angeordneten Rillen bzw. Rippen verformt wurde. Innerhalb von 30 Sekunden nach der Verformung wurde das Folienmaterial unter der Abtasteinrichtung eines Elektronenstrahlbeschleunigers von 2,5 MeV hindurchgeführt und auf diese Weise mit einer Dosis von 7 Mrad bestrahlt, um die Aushärtung zu bewirken. In diesem Falle wurde eine Platte aus einem mit Glasfasern verstärkten Kunststoff einer Dicke von 3,0 mm erhalten, die mit kontinuierlichen, in kurzem Abstand voneinander angeordneten Rillen bzw.Example 1 One impregnated with an unsaturated polyester resin Fiberglass mat (25 parts fiberglass per 100 parts resin) was on both sides covered with cellophane about 50 tons thick and between a pair of pressure rollers compressed to a predetermined thickness and defoamed at the same time. To the The material thus treated was continuously deformed between a pair Forming rollers passed through, which is arranged at right angles to the axis of the rollers Had grooves and rotated in loose contact with each other, causing it to a sheet material with a thickness of 3.2 mm with a short distance from each other arranged grooves or ribs was deformed. Within 30 seconds of the The sheet material was deformed under the scanning device of an electron beam accelerator of 2.5 MeV passed and irradiated in this way with a dose of 7 Mrad, to cause curing. In this case, a plate was made of one with glass fibers reinforced plastic with a thickness of 3.0 mm obtained with continuous, closely spaced grooves or grooves

Rippen versehen war.Was ribbed.

Beispiel 2 Eine mit einem Acrylharz imprägnierte Glasfasermatte (30 Teile Glasfasern auf 100-Teile Harz) wurde auf beiden Seiten mit einem Polyäthylenfilm einer Dicke von etwa 200je überzogen und mittels eines Druckwalzenpaares auf eine vorher festgelegte Dicke zusammengepreßt und gleichzeitig entschäumt. Das auf diese Weise behandelte kontinuierliche Formmaterial wurde zwischen einem Formwalzenpaar hindurchgeführt, das mit einer Arabeskenmusterprägung versehen war. Das dabei erhaltene geprägte Formmaterial einer Dicke von 2,2 mm wurde innerhalb von etwa 15 Sekunden nach der Verformung unter einer Abtasteinrichtung eines Elektronenstrahlbeschleunigers von 2,0MeV hindurchgeführt und mit einer Dosis von 2 Nrad belichtet, um die Aushärtung zu bewirken. In diesem Falle erhielt man kontinuierlich eine flache Platte aus einem gläsfaserverstärkten Kunststoff einer Dicke von 2,0 mm, deren Oberfläche eine Arabeskenmusterprägung aufwies.Example 2 A glass fiber mat impregnated with an acrylic resin (30 Parts Fiberglass on 100 parts resin) was using on both sides coated with a polyethylene film of a thickness of about 200 each and by means of a pair of pressure rollers compressed to a predetermined thickness and defoamed at the same time. That thus treated continuous molding material was sandwiched between a pair of molding rollers passed through, which was provided with an arabesque pattern embossing. The thereby obtained Embossed molding material 2.2 mm thick was made within about 15 seconds after deformation under a scanning device of an electron beam accelerator of 2.0MeV passed through and exposed to a dose of 2 nrads to complete the curing process to effect. In this case, a flat plate was continuously obtained from one Glass fiber reinforced plastic with a thickness of 2.0 mm, the surface of which is embossed with an arabesque pattern exhibited.

Beispiel 3 Ein mit einem ungesättigten Polyesterharz imprägnierter Glasfaserstreifen (80 Teile Glasfasern. auf 100 Teile Harz) wurde durch eine Schlitzform mit einer Öffnung in der L-Form geführt zur Herstellung eines Stabes vom L-Typ mit einer Dicke von 2,1 mm.Example 3 A resin impregnated with an unsaturated polyester resin Glass fiber strip (80 parts of glass fibers. To 100 parts of resin) was made through a slit mold with an opening in the L-shape led to the production of an L-type rod with a thickness of 2.1 mm.

Unmittelbar danach wurde der geformte Stab durch Belichten mit einem Elektronenstrahl von 3,0 MeV'gehärtet, der in einer solchen Richtung auftraf, daß die belichtete Fläche des L-Stabes maximal war. In diesem Falle wurde ein kontlnuierlicher L-Stab aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff mit einer Dicke von 2,0 mm erhalten.Immediately thereafter, the molded rod was exposed to a Electron beam of 3.0 MeV 'hardened, which impinged in such a direction that the exposed area of the L-bar was maximum. In this case it was a continuous one L-rod from one glass fiber reinforced plastic with a thickness of 2.0 mm.

Beispiel 4 Ein mit einem wärmehärtbaren l,2-Polybutadienharz imprägniertes Nylongewebe wurde auf seiner gesamten Oberfläche mit einem Polyvinylalkoholfilm überzogen und durch eine Schlitzform (forming slit die) mit einer kreisförmigen Öffnung von 3,2 mm im Durchmesser geleitet zur Herstellung einer kontinuierlichen runden Stange. Unmittelbar danach wurde die geformte Stange mit einer Dosis von 8 Mrad eines 2,8 MeV-Elektronenstrahls belichtet und man erhielt kontinuierlich eine runde Stange aus mit Nylon verstärktem Polybutadien mit einem Durchmesser von 3 mm.Example 4 One impregnated with a 1,2-polybutadiene thermosetting resin Nylon cloth was covered with a polyvinyl alcohol film on its entire surface and covered by a slit shape (forming slit die) with a circular one Opening of 3.2 mm in diameter passed to produce a continuous round rod. Immediately thereafter, the molded rod was given a dose of 8 Mrads of 2.8 MeV electron beam were exposed and obtained continuously a round bar made of nylon reinforced polybutadiene with a diameter of 3 mm.

Beispiel 5 Ein mit einem acrylmodifizierten Epoxyharz imprägnierter Asbeststreifen, enthaltend 300 % Calciumcarbonat, (in einem Hengenverhältnis von 70 Teilen Asbest auf 100 Teile Harz) wurde zwischen einem Form>zalzenpaar mit einem 1-förmigen Spalt dazwischen hindurchgeführt unter Bildung eines I-förmigen Stabes einer Dicke von 2,1 mm. Nach dem Durchführen durch die Formwalzen wurde der ~1Stab gehärtet, indem man ihn einer Dosis von 2 Mrad eines 3,0 MeV-Elektronenstrahls aus setzte, während er durch eine Hilfsschlitzform mit einer Öffnung der gleichen I-Form hindurchführte, um einen asbestverstärkten Stab vom I-Typ mit einer Dicke von 2,0 mm zu erhalten.Example 5 An epoxy resin impregnated with an acrylic modified epoxy resin Asbestos strips containing 300% calcium carbonate (in a proportion of 70 parts of asbestos to 100 parts of resin) was used between a pair of molds a 1-shaped gap passed between them to form an I-shaped Rod with a thickness of 2.1 mm. After passing through the forming rolls, the ~ 1 rod hardened by exposing it to a dose of 2 Mrad of a 3.0 MeV electron beam set off while passing through an auxiliary slot shape with an opening the same I-shape to an asbestos-reinforced rod of the I-type with a thickness of 2.0 mm.

Beispiel 6 Ein mit einer Mischung aus einem acrylmodifizierten Polyurethanharz und Kaolinton imprägniertes Kohlenstoff-Fasergewebe (100 Teile Kohlenstoff-Fasern auf 100 Teile Harz und 100 Teile Kaolinton) wurde auf der gesamten Oberfläche mit einem Polyäthylenfilm einer Dicke von 20 t überzogen und durch eine Schlitzform mit einer I-förmigen Öffnung hindurchgeleitet unter Bildung eines kontinuierlichen I-Stabes. Nach etwa 10 Sekunden wurde der geformte Stab gehärtet, indem man ihn einer Dosis von 2 Mrad bei 1 mA eines 2,0 MeV-Elektronenstrahls aussetzt, indem man ihn unter der Abtasteinrichtung des Elektronenstrahlbeschleunigers vorbeiführte. Auf diese Weise erhielt man kontinuierlich einen Stab vom I-Typ aus einem kohlenstoffaserverstärkten Kunststoff.Example 6 One with a mixture of an acrylic modified polyurethane resin and kaolin clay impregnated carbon fiber fabric (100 parts carbon fiber on 100 parts of resin and 100 parts of kaolin clay) was applied to the entire surface covered with a polyethylene film with a thickness of 20 t and through a slot shape passed through with an I-shaped opening to form a continuous I-rod. After about 10 seconds, the molded rod was cured by touching it to a dose of 2 Mrad at 1 mA of a 2.0 MeV electron beam by exposing it was passed under the scanning device of the electron beam accelerator. In this way, an I-type rod made of a carbon fiber reinforced one was continuously obtained Plastic.

Beispiel 7 Ein mit einem ungesättigten Polyesterharz imprägniertes Asbestgewebe (80 Teile Asbest auf 100 Teile Harz) wurde auf beiden Seiten mit Cellophan einer Dicke von etwa 75 f bedeckt und zwischen einem Druckwalzenpaar hindurchgeführt und auf eine vorher festgelegte Dicke zusammengepreßt. Nach dem Vorhärten des dabei erhaltenen Materials mittels eines Elektronenstrahls aus einem 2 MeV-Elektronenstrahlbeschleuniger in einer Dosis von 0,5 Mrad bei 1 mA wurde das Material mittels einer Schlitzform zu einer quadratisch gerippten Platte verformt. Durch Bestrahlung mit einem anderen Elektronenstrahl in einer Dosis von 2 Mrad bei 4 mA aus einem 2 MeV-Elektronenstrahlbeschleuniger erhielt man aus der Folie ohne jede Deformation eine Platte mit einer gleichmäßigen Dicke von 1,5 mm, die kontinuierlich quadratisch gerippt war.Example 7 An impregnated with an unsaturated polyester resin Asbestos fabric (80 parts asbestos to 100 parts resin) was covered with cellophane on both sides a thickness of about 75 f and passed between a pair of pressure rollers and on one before specified thickness compressed. After this Pre-hardening of the material obtained by means of an electron beam from a 2 MeV electron beam accelerators at a dose of 0.5 Mrad at 1 mA did that The material is shaped into a square ribbed plate using a slot shape. By exposure to another electron beam at a dose of 2 Mrad 4 mA from a 2 MeV electron beam accelerator was obtained from the film without each deformation a plate with a uniform thickness of 1.5 mm that is continuous was ribbed square.

Beispiel 8 Ein mit einem ungesättigten Acrylharz imprägniertes nicht-gewebtes Polyacrylnitrilgewebe (20 Teile nicht-gewebtes Gewebe auf 100 Teile Harz) wurde auf beiden Seiten mit einem Polyesterfilm einer Dicke von 25 Z bedeckt und zwischen einem Druckwalzenpaar zusammengepreßt auf eine vorher festgelegte Dicke. Der dabei erhaltene Formkörper wurde unter der Abtasteinrichtung eines 1,5 MeV-Elektronenstrahlbeschleunigers hindurchgeführt und während dieser Zeit wurde er mittels einer Schlitzform zu einer gerippten Platte verformt und durch Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl bei 2 mA in einer Dosis von 5 Mrad gehärtet.Example 8 A non-woven fabric impregnated with an unsaturated acrylic resin Polyacrylonitrile fabric (20 parts of non-woven fabric to 100 parts of resin) was made covered on both sides with a polyester film with a thickness of 25 Z and between a pair of pressure rollers compressed to a predetermined thickness. The one with it The molded article obtained was placed under the scanning device of a 1.5 MeV electron beam accelerator passed through it and during that time it became one by means of a slot shape ribbed plate and deformed by irradiation with an electron beam at 2 mA hardened at a dose of 5 Mrad.

Auf diese Weise wurde kontinuierlich eine gerippte Platte aus einem mit Polyacrylnitrilfasern verstärkten Kunststoff erhalten.In this way, a corrugated plate continuously became a obtained plastic reinforced with polyacrylonitrile fibers.

Wie oben angegeben, ist es erfindungsgemäß möglich, auf wirksame Art und Weise Formkörper herzustellen, indem man sie nur sehr kurz einer Bestrahlung aussetzt; damit ist es insbesondere möglich, solche Formkörper mit einer großen Dicke herzustellen, deren Herstellung nach dem üblicheQVerfahren Schwierigkeiten bereitet und die nun leicht nach einem einfachen Verfahren durch Erhöhung der Strahlungsenergie geformt werden können, was zu einer Herabsetzung der Aushärtungszeit des Formungsvorganges führt und eine erfolgreiche Massenproduktion ermöglicht. Da Formkörper jeder gewUnschten Gestalt hergestellt werden können durch Austausch der Formungseinrichtung, kann darüber hinaus die Umformung des Produktes von der einen Form in die andere Form so leicht bewerkstelligt werden, daß das Verhältnis des Verlustes durch die Unterbrechung des Betriebs verringert und die Produktausbeute erhöht wird, beides Vorteile, die bei der groß technischen Produktion stark ins Gewicht fallen.As stated above, according to the invention it is possible in an effective manner and way to produce moldings by exposing them to a very brief irradiation suspends; This makes it possible, in particular, to produce such shaped bodies with a large Manufacture thickness, the production of which by the usual Q method difficulties prepares and now easily by a simple process by increasing the radiant energy can be molded, resulting in a reduction in the curing time of the molding process and enables successful mass production. Since moldings everyone wanted Shape can be made by replacing the forming device in addition, the reshaping of the product from one shape to the other so easily done that the proportion of the loss due to the interruption of operation is reduced and the product yield is increased, both advantages that are very important in large-scale technical production.

Claims (9)

Patentansprüche Claims Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus faserverstärkten Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Formmaterial, bestehend aus einem durch Strahlung härtbaren Kunstharz, einem verstärkenden Fasermaterial und Zusätzen,härtet, indem man es,sofort nachdem es auf die gewünschte Dicke eingestellt und mittels Formeinrichtungen in die gewünschte Form gebracht worden ist, bestrahlt.Continuous process for the production of molded articles from fiber-reinforced Plastics, characterized in that a molding material consisting of a radiation-curable synthetic resin, a reinforcing fiber material and additives, hardens, by placing it immediately after setting it to the desired thickness and using Mold devices has been brought into the desired shape, irradiated. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Formmaterial verwendet, das aus 100 Gew.-teilen eines durch Strahlung härtbaren Kunstharzes, 20 bis 150 Gew.-teilen eines verstärkenden Fasermaterials und 0 bis 300 Gew.-teilen eines Fullstoffes besteht.2. The method according to claim 1, characterized in that one is a Molding material used, which consists of 100 parts by weight of a radiation curable Synthetic resin, 20 to 150 parts by weight of a reinforcing fiber material and 0 to 300 parts by weight of a filler consists. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als durch Strahlung härtbares Kunstharz mindestens einen Vertreter aus der Gruppe der ungesättigten Polyester, 1,2-Polybutadien oder der modifizierten Produkte davon, der Acrylharze, der modifizierten Polyurethanharze, der modifizierten Epoxyharze und der Diallylphthalatharze verwendet.3. The method according to claim 1, characterized in that as radiation-curable synthetic resin at least one member from the group of unsaturated polyester, 1,2-polybutadiene or the modified products thereof, the acrylic resins, the modified polyurethane resins, the modified epoxy resins and the diallyl phthalate resins are used. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als verstärkendes Fasermaterial mindestens ein Fasermaterial aus der# Gruppe der Glasfasern, der Asbestfasern, der Kohlenstoff-Fasern, der Nylonfasern, der Polyvinylalkoholfasern, der Polyesterfasern, der Polyvinylchloridfasern und der Rayonfasern verwendet.4. The method according to claim 1, characterized in that as reinforcing Fiber material at least one fiber material from the # group of glass fibers, the asbestos fibers, carbon fibers, nylon fibers, polyvinyl alcohol fibers, polyester fibers, the polyvinyl chloride fibers and the rayon fibers are used. 5. Verfahren nach Anspruch' 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Verstärkungsmaterial in Form eines Vorgespinstes, eines nicht gewebten Gewebes, eines Gewebes oder eines Streifens oder in Form einer Mischung aus zwei oder mehreren dieser Formen verwendet.5. The method according to claim '1, characterized in that the Reinforcement material in the form of a roving, a non-woven fabric, a fabric or a strip, or in the form of a mixture of two or more these forms are used. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Bestrahlen eine ionisierende Strahlung aus der Gruppe. der ß-, y-, Röntgenstrahlen oder einen beschleunigten Elektronenstrahl verwendet.5. The method according to claim 1, characterized in that one for Irradiate ionizing radiation from the group. the ß-, y-, x-rays or an accelerated electron beam is used. 7. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus faserverstärkten Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Oberfläche eines Formmaterials, bestehend aus einem durch Strahlung härtbaren Kunstharz, einem verstärkenden Fasermaterial, einem Füllstoff und Zusätzen,., mit einem etwa 25 bis etwa 200je dicken Film überzieht, dann die Dicke des Materials einstellt, das Material mittels einer Formungseinrichtung in die gewünschte Form bringt und härtet, indem man es einer Strahlung aussetzt.7. Continuous process for the production of moldings fiber-reinforced plastics, characterized in that the surface of a Molding material consisting of a radiation curable synthetic resin, a reinforcing Fiber material, a filler and additives,., With about 25 to about 200 each thick film, then adjusts the thickness of the material, the material means a molding device in the desired shape and hardened by it exposed to radiation. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als Film mindestens einen Film aus der Gruppe der Polyester-, Cellophan-, Cellulosetriacetat-, Polyvinylalkohol-, Polyolefin-und Liylonfilme verwendet. 8. The method according to claim 7, characterized in that as Film at least one film from the group of polyester, cellophane, cellulose triacetate, Polyvinyl alcohol, polyolefin and Liylon films are used. 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bestrahlung mit einer Dosis von 0,1 bis 20 Mrad durchführt.9. The method according to claim 1, characterized in that the Carries out irradiation at a dose of 0.1 to 20 Mrad. LO. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Formmaterial zu einem Körper mit einer oder mehreren geprägten Oberflächen verformt.LO. Process according to Claim 1, characterized in that the Molding material deformed into a body with one or more embossed surfaces.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5407610A (en) * 1990-02-06 1995-04-18 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Method for molding fiber-reinforced resin
DE19512521A1 (en) * 1995-04-04 1996-10-10 Coia Gmbh Reinforced non-metallic support member continuous mfr. for building

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