DE2326581A1

DE2326581A1 - Von verwerfungen freie flache platte aus faserverstaerktem kunststoff und verfahren und vorrichtung zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE2326581A1
Application number: DE2326581A
Authority: DE
Inventors: Kunio Araki; Kazuo Goto; Yuko Kasahara; Hirokazu Kittaka; Takashi Sasaki; Hiromi Sunaga; Kiyoshi Tabei; Hunio Tajiri; Yoshisada Yamashita; Keiichi Yotumoto
Original assignee: Nitto Boseki Co Ltd
Current assignee: Nitto Boseki Co Ltd
Priority date: 1972-05-24
Filing date: 1973-05-24
Publication date: 1973-12-20
Also published as: GB1417768A; CA1003782A; JPS5549967B2; JPS499581A; FR2185491B1; US3930098A; FR2185491A1

Description

DITTMANN SCHIFF v.FÜNEB STHEHL SCHÜBEtrHOFF EiBBINGHAUS

NITTO BOSEKI CO., ITD ' 24. Mai 1973

r^J DA-10673 Sl/Rt

Ton Verwerfungen freie flache Platte aus faserverstärktem Kunststoff und Verfahren und "Vorrichtung zu ihrer Herstellung

Priorität: 24. Mai 1972, Hr. 50791/72, Japan

Die Erfindung "betrifft ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung einer flachen Platte aus faserverstärktein Kunststoff (häufig auch als FRP bezeichnet) durch Härten mit Hilfe ionisierender Strahlung, vorzugsweise mit Hilfe eines Elektronenstrahls. Die Erfindung betrifft insbesondere das Bestrahlen eines plattenförmigen FormmaterMs aus faserverstärktem Kunststoff, dessen obere Fläche und dessen Unterfläche mit einer filmartigen Bahn überzogen sind, bei dem das mit den Film- oder Folienbahnen überzogene Formmaterialkontinuierlich weitertransportiert wird und die Überzugsfilme sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung zur Maschinenrichtung einer Zugspannung unterworfen werden.

Im allgemeinen wurden faserverstärkte Kunststoffplatten durch Imprägnieren von Glasfasern mit einem thermisch härtenden· Harz, wie einem ungesättigten Polyesterharz, das einen Härtungskatalysator enthielt, und Härten vorzugsweise mit Hilfe der Heißpreßmethode, hergestellt.

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Das Heißhärtungsverfahren wurde auch, auf das kontinuierliehe Verformen einer flachen Platte aus faserverstärktem Kunststoff angewandt. Das kontinuierliche' Heißhärtungsverfahren zeigt jedoch schwerwiegende Nachteile, die in starken Härtungsspannungen bestehen, und die in der sichtlichen Bildung von Verwerfungen und zur Rißbildung sowie zur Bildung von Blasen auf Grund der heftigen exothermen Reaktion bei der Härtung führen. Wenn die Bildung der Reaktionswärme durch Regelung erniedrigt wird, benötigt das Härten einige bis einige- 1 ζ) Minuten. Es ist daher schwierig, kontinuierlich eine aus faserverstärktem Kunststoff bestehende flache Platte mit einer Dicke von mehr als 3 mm herzustellen, selbst wenn ein großer Härtungsofen verwendet wird. Da dieses Härtungsverfahren eine beträchtlich lange Zeit erfordert und ein flüssiges Harz, mit welchem das verstärkende Fasermaterial imprägniert wird, von Natur aus fließfähig ist, ist es außerdem schwierig, die aus faserverstärktem Kunststoff bestehende Formmasse in gleichmäßiger Gestalt und Dicke zu halten, bis das durch Imprägnieren aufgebrachte Harz ausreichend gehärtet ist. Das resultierende Produkt hat daher schlechtere mechanische Eigenschaften als ein durch Heißpressen erhaltenes Produkt.

Es ist bekannt, daß glasfaserverstärktes Kunststoff-Fonnmaterial mit geringer Größe, wie von 61 cm χ 30,5 cm, das gepreßt wurde, diskontinuierlich auf einer Fördervorrichtung transportiert und mit einem Elektronenstrahl unter Bildung einer faserverstärkten Kunststoffplatte bestrahlt wurde, wie in Society of Plastics Engineerings Journal, April 1967, Seiten 33 - 73, beschrieben wird. Dieses Verfahren verbleibt jedoch in experimentellem Maßstab und läßt sich nicht industriell anwenden, weil in der gehärteten faserverstärkten Kunststoffplatte Verwerfungen, Faltenbildung und Ungleichmäßigkeiten auftreten. Diese Fehler während der Härtung werden noch verstärkt, wenn ein endloses sms faserverstärktem Kunststoff bestehendes Formmaterial kontinuierlich

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mit Hilfe ionisierender Strahlung, wie einem Elektronenstrahl, gehärtet wird, weil bisher keine geeigneten Möglichkeiten "bestehen, um das faserverstärkte Kunststoff-Formmaterial während des Verlaufs der Bestrahlung flach und gleichmäßig zu halten. Es ist daher klar, daß das kontinuierliche Verfahren, das unter thermischer Härtung durchgeführt wird, nicht in ein kontinuierliches Verfahren durch Strahlungshärtung, speziell durch Härtung mit Hilfe eines Elektronenstrahls, umgewandelt werden kann, indem einfach das Erhitzen durch Bestrahlen ersetzt wi^d.

Es ist für den Fachmann leicht ersichtlich, daß ein einfacher Ersatz der Maßnahme .des Erhitzens durch die Maßnahme des Bestrahlens bei dem kontinuierlichen Verfahren, das unter thermischer Härtung durchgeführt wird_s nicht zu dem erfindungsgemäßen Verfahren führen kann, bei iem eine kontinuierliche flache Platte aus faserverstärktem Kunststoff ohne Verwerfungen und Spannungen in vorteilhafter Weise mit Hilfe, ionisierender Strahlung hergestellt wird*

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß die industriell zugängliche flache Platte aus faserverstärktem Kunststoff nur mit Hilfe einer Heißpreßsethode hergestellt werden konnte. Das Heißpreßverfahren erfordert jedoch eine diskontinuierliche Verfahrensweise, eine lange Härtungsdauer und Kühldauer und einen größeren Maßstab der Vorrichtung. Darüber hinaus kann durch die Heißpreßmethode eine Platte aus faserverstärktem Kunststoff mit endloser langgestreckter Gestalt nicht hergestellt werden.

üblichen flachen Platten aus faserverstärktem Kunst stoff mit glänzenden Oberflächen wurden industriell mit Hilfe einer Heißpresse hergestellt, die mit Preßplatten mit glatter Oberfläche versehen war, wie einer metallplattierten Oberfläche. Auf Grund der Eigenheiten der Heißpresse werden

3 ι · ■-..· ;-■ ', 1 / 1 0 b

zahlreiche Schwierigkeiten bei der Herstellung einer faserverstärkten Kunststoffplatte im wesentlichen ausgeschaltet, wie die Ungleichmäßigkeit des Harzmaterials, die Blasenbildung, das Verwerfen bzw. die Wellenbiidung der Platte, das Anheben (rising) der Fasermaterialien auf Grund ihrer elastischen Erholung, die Bildung von Einsackstellen durch die beim Härten auftretende Yolumenkontraktion, die Ungleichmäßigkeit der Oberfläche und dergleichen. Erfindungsgemäß werden die vorstehend erwähnten Schwierigkeiten in vorteilhafter Weise ausgeschaltet, ohne daß die übliche Heißpresse angewendet werden muß und erfindungsgemäß wird daher eine endlose flache Platte aus faserverstärktem Kunststoff gebildet, die durch die Heißpreßmethode nicht hergestellt werden könnte.

Erfindungsgemäß ist es möglich geworden, in kontinuierlicher Verfahrensweise eine flache Platte aus faserverstärktem Kunststoff mit glatter und glänzender Oberfläche und ^bne die Anzeichen von Spannungen, wie Wellen und Risse , mit Hilfe der Härtung durch ionisierende Strahlung herzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kontinuierliches Hochgeschwindigkeitsverfahren zur Herstellung einer flachen Platte aus faserverstärktem Kunststoff durch Einwirkung ionisierender Strahlung zugänglich zu. machen.

Aufgabe der Erfindung ist es außerdem, eine flache faserverstärkte Kunststoffplatte mit langgestreckter Gestalt und beliebiger Dicke herzustellen, die keine Spannungseinwirkung, wie Wellen, zeigt und die glatte Oberfläche hat, deren mechanische Eigenschaften verbessert sind und die bei der Verwendung zu jeder gewünschten IJänge geschnitten werden kann. Durch die Erfindung soll außerdem eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung einer flachen faserverstärkten Kunststoffplatte mit Hilfe des vorstehend beschriebenen Verfahrens geschaffen werden.

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Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, bei dem ein kontinuierliches, endloses faserverstärktes Kunststoff-Formmaterial, dessen obere Fläche und dessen untere Fläche mit filmartigen Bahnen bedeckt sind, mit ionisierender Strahlung bestrahlt wird, wobei das faserverstärkte Formmaterial, das mit den Bahnen bedeckt ist, kontinuierlich in Längsrichtung transportiert wird und während der Verarbeitung, d.h. vor der Bestrahlung und während der Bestrahlung, auf die filmartige Bahn, die das faserverstärkte Formmaterial bedeckt, sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung Zugspannung ausgeübt wird.

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Andere Aufgaben und Gegenstände der Erfindung sind aus der nachstehenden Beschreibung und den Patentansprüchen ersichtlich.

In das erfindungsgemäße Verfahren kann eine übliche Formmasse für faserverstärkte Kunststoffplatten eingesetzt werden. Die Formmasse für die faserverstärkte Kunststoffplatte enthält ein verstärkendes Fasermaterial, das mit einem flüssigen Harzmaterial imprägniert ist, welches durch ionisierende Strahlung härtbar ist. Gewünschtenfalls können übliche Füllstoffe und/oder Zusätze dem. ixärtbaren flüssigen Harzmaterial zugegeben werden.

Die für die Zwecke der Erfindung geeigneten verstärkenden Fasermaterialien umfassen ein Fasermaterial, zu dem in typischer Weise synthetische Fasern, wie Polyamidfaser, Polyesterfaser, Polyacrylnitrilfaser, Polyvinylchloridfaser, Polyvinylalkoho!faser, halbsynthetische Fasern, wie Reyon, natürliche Fasern, wie Baumwolle und Hanf, anorganische Fasern, wie Glasfaser, Asbest, Steinwolle, Kohlenstoff-Faser, Borfaser, Metallfaser und Whiskers gehören. Die Fasern können in Form von jGarn, Rovings, Stapelfaser, Vliesstoffen, Tuch oder einer Kombination dieser Anwendungsformen vorliegen." -^as verstärkende Faserrnaterial kann in einer Menge in

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Bereich, von etwa 3 bis 97 Gewichtsprozent, vorzugsweise etwa 5 bis 80 Gewichtsprozent, bezogen auf lie Formmasse für die faserverstärkte Kunststoffplatte, verwendet werden.

Die 'härtbaren Harzmaterialien umfassen ein Harz, ein Gemisch aus einem Harz und einem copolynerisierbaren Monomeren oder ein Gemisch solcher Materialien, das mit Hilfe ionisierender Strahlung vernetzt und gekartet werden kann. Zu solchen Harzmaterialien gehören ungesättigte Polyesterharze, wie PvpLyäthylenmaleat-phthalat, ungesättigte Acrylharze, gesättigte Acrylharze, Diallylph-halatharz, Poly-1,2-butadienharz, modifizierte Epoxyharze_s vie äcrylmodifizierte Epoxyharze, modifizierte Urethanharze, vie acrylmodifizierte ITrethanharze und Gemische solcher Harze» Gewöhnlich werden diese Harze vorteilhaft in Form eines Gemisches mit einem oder mehreren copolynKrisierbaren ungesättigten Monomeren verwendet. Die Harzsat er iali en werden in flüssiger Form in einer Menge von etwa 1 bis 97 Gew„-%, vorzugsweise 4 bis 95 Gew.-^ der Formmasse für die faserverstärkte Kunststoffplatte eingesetzt. Die zu verwendenden flüssigen Harzmaterialien haben im allgemeinen eine Viskosität im Bereich von etwa 1 bis 30 Poise bei der Temperatur, bei der die Fasermaterialien mit dem Harz imprägniert werden.

Zu den zu verwendenden Füllstoffen gehören anorganische Füllstoffe in Pulverform, wie Kalziumkarbonat, Gips, Zement, Siiiziumdioxid, Talkum, Kaolin, Aluminiumoxid, Diatomeenerde, Kalziumsulfat, Glaspulver, Glimmer, Gissperlen, Quarzglas-Hohlkugeln (silicic glass balloon). Die Füllstoffe 'können in einer Menge im Bereich von 0 bis etwa 500 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile der verwendeten cärtbaren Harzmaterialien eingesetzt werden.

Zu geeigneten Zusätzen oder Additivs gehören färbende Materialien, Formtrennmittel, Verdickungsmittel, Härtungskatalysatoren, Härtungsbeschleuniger, Stabilisatoren gegen Ultra-

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violett-Strahlung und flammhemmende Mittel. Diese Zusätze werden im allgemeinen in einer Menge im Bereich von 0 bis etwa 15 Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteile der härtbaren Harzmaterialien zugesetzt. Bei Verwendung eines flammhemmenden Mittels kann dieses in einer Menge bis etwa 100 Gewichtsteiie zugesetzt werden.

- Das Formmaterial für die faserverstärkte Kunststoffplatte wird mit zwei endlosen filmartigen Bahnen oder Fo-^- lien bedeckt, wobei sowohl die obere als auch die untere Fläche des Formmaterials beschichtet, wird. Die filmartigen Bahnen werden verwendet, um die Gestalt und Dicke des Formmaterials zu erhalten, indem Zugspannung auf die Bahnen ausgeübt wird, und um das Formmaterial zu transportieren und das Austreten der Harzmaterialien aus dem Formmaterial zu verhindern.

Die filmartige Bahn oder Folie sollte nicht unter der Einwirkung des härtbaren Harzmaterials quellen oder in diesem löslich sein und es ist erforderlich, daß sie gegenüber Zugeinwirkung in Längsrichtung und in Querrichtung beständig ist. Zu solchen filmartigen Bahnen oder Folien gehören Poly(äthylenterephthalat)-Folie, Polyamidfolie, Cellophanfolie, ein Substrat, wie Papier oder Aluminiumfolie, das , mit Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylalkohol oder dergleichen kaschiert ist. Die Dicke der Bahn oder Folie liegt im Bereich von etwa 10 bis 200 Mikron. Folien verschiedener Arten und Dicken können als Oberflächen- und Unterflächen-Beschichtungen der Formmaterialien für kunstfaserverstärkte Platten eingesetzt werden. ■ -

Die Formmassen für die faserverstärkte Kunststoffplatte, die mit filmartigen Folien oder Bahnen bedeckt ist, können mit Hilfe einer üblichen Imprägniermaschine oder Plattenform-Compoundmaschine hergestellt werden.' Es kann ein Formmaterial für faserverstärkte Kunststoffplatten verwendet werden, das m endloser Form industriell erhältlich ist, wie Plattenform-Compounds.

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Die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens typische Verfahrensweise wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.

In diesen Zeichnungen zeigt Pig. 1 den Querschnitt durch eine erfindungsgemäß verwendete Vorrichtung. Fig. 2 zeigt die Draufsicht auf diese Vorrichtung. Fig. 3 ist eine Darstellung der Klammern für erfindungsgemäß anwendbare Spannrahmen.

Fig. 4 zeigt den Querschnitt des mit den Folienbahnen bedeckten Formmaterials, wobei Zugspannung in Längsrichtung angelegt ist.

Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein kontinuierliches Formmaterial 9 für eine faserverstärkte Kunststoffplatte, das mit filmartigen Folienbahnen bedeckt ist und mit Hilfe der Verarbeitungsvorrichtung 1 für das Formmaterial erhalten wurde, mit den Preßwalzen 2 ausgewalzt und gepreßt und seine Dicke wird eingestellt. Die Zugspannung in Längsrichtung wird durch die Preßwalzen 2 und die Zugwalzen 6 erzeugt. Während' das endlose Formmaterial in Längsrichtung transportiert wird, wird die Zugspannung in Querrichtung erzeugt, indem allmählich der Abstand zwischen Spannrahmen erhöht wird, die auf beiden Seiten des Formmaterials angeordnet sind, wobei die Klammern 3 der Spannrahmen beide Kanten der filmartigen Bahnen festhalten. Auf diese Weise wird das kontinuierliche Formmaterial mit glatten Oberflächen unter dem Strahlenaustritt .4 (scanner) eines Elektronenbeschleunigers vorbeigeführt und gehärtet. Die erhaltene gehärtete flache Platte aus faserverstärktem Kunststoff wird in der gewünschten Länge mit der Schneidvorrichtung 7 geschnitten.

In dieser Vorrichtung kann ein üblicher Klammern-Spannrahmen oder Nade!-Spannrahmen verwendet werden. Ss läßt sich jeder beliebige Typ eines Spannrahmens anwenden, der die

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Kanten der Deckfolien sicher festhalten kann und der die Folie nicht zerreißt. Ein typisches Beispiel für die Klammer ist in Fig. 3 gezeigt. Die Klammern können die Kanten der Deckfolien in einer Lage entweder vor oder nach dem Preßwalzen 2 festhalten. Es wird bevorzugt, daß die Preßwalzen 2 nahe dem Bestrahlungsbereich, wie einem Scanner, angeordnet sind. ?

Im allgemeinen wird an die Deckfolien in Längsrichtung durch die Zugwalzen 6 und in Querrichtung durch die Klammer-Spannrahmen 3 der gleiche Grad der Zugspannung ausgeübt. So wird eine Kompression in Richtung der Dicke und eine Zugspannung durch Reibung sowohl in Querrichtung als auch in Längsrichtung auf das mit den folienartigen Bahnen bedeckte Formmaterial für die faserverstärkte Kunststoffplatte ausgeübt, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Es war bisher aus dem Stand der Technik nicht ersichtlich, daß ein Aufstehen oder Aufheben auf Grund der elastischen Erholung der Fasermaterialien und ein Einsacken auf Grund der Härtung der Harzmaterialien in vorteilhafter Weise durch den Mechanismus dieser Kompression und Friktionsspannung, die auf das Formmaterial für die faserverstärkte Platte ausgeübt werden, kontrolliert werden kann. Das Formmaterial für die faserverstärkte -Platte wird daher so festgehalten, wie wenn es durch eine Presse gepreßt würde und kann kontinuierlich weitertransportiert und gehärtet \\rerden_e

Die Erfindung kann darüber hinaus in vorteilhafter Weise auf ein faserverstärktes Kunststoff-Plattenformmaterial einer Breite von etwa 3 m angewendet werden, da diese Kompression und FriktionsSpannungswirkung auch dann wirksam sind, wenn die Breite der Deckfolien etwa 3 m oder.mehr beträgt.

Bei der Anwendung der Spannung in Querrichtung auf beide Kanten der Deckfolien wird bevorzugt, daß der Abstand zwischen den benachbarten Klammern allmählich vergrößert wird, während das mit den Folienbahnen bedeckte faserver-

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stärkte Kunststoffplatten-Formmaterial näher zu dem Bestrahlungsbereich transportiert wird, um.Spannungen der Deckfolien zu vermeiden. ALs" eines der Mittel zum Regeln dieses . Abstands zwischen den Klammern kann vorteilhaft der Kiammermechanismus angewendet werden, der beim biaxialen Verstrecken eines thermoplastischen Films zum Erzielen der molekularen Orientierung in Querrichtung verwendet wurde.

Nach Durchführung der Bestrahlung v/ird bevorzugt, daß die Zugspannung in Querrichtung vorübergehend nach der Bestrahlung gelockert wird, um die Klammern abzunehmen und die Deckfolien glatt zu entspannen.

Die Zugspannungen, die an die folienartigen Bahnen sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung angelegt werden, können innerhalb eines Bereiches von etwa 1 bis 20 kg/

mm in Abhängigkeit von der Art und der Dicke der Deckfolien variieren, wie beispielsweise nachstehend gezeigt wird.

Art der Folienbahn

Allgemeiner Bevorzugter Bereich der Bereich der Spannungen Spannungen (kg/mm^)

Mit Polyäthylen kaschierte
Aluminiumfolie 1 - 3

Mit Polyäthylen kaschiertes

Poly(äthylenterephthalat) 1 - 4

Mit Aluminiumfolie kaschiertes Kraftpapier 1 - 5

(kg/mn

Poly(äthylenterephthalat)	1	- 10	3-6
6-Polyamid (Nylon-6)	1	- 12	3-7
Cellophan	1	- 5	2-4
Mit Polyäthylen kaschiertes Polyamid	1	- 6	3-4
Mit Polyäthylen kaschiertes Kraftpapier	1	- 10	3-5
Mit Polyäthylen kaschiertes Cellophan	1	- 6	3-5

1.5 - 2.5

2-3

3-4

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Zu den erfindungsgemäß anwendbaren ionisierenden Strahlungen gehören cc-Strahlen, β-Strahlen, /-Strahlen, Röntgenstrahlen, Elektronenstrahlen, Neutronenstrahlen und ein Gemisch solcher Strahlungsarten. Im allgemeinen wird bevorzugt ein Elektronenstrahl aus einem Beschleuniger angewendet. Es wird bevorzugt, daß der Elektronenstrahl oder die ^-Strahlung eine Energie im Bereich von etwa 0,3 bis 7,0 MeV aufweist und in einer Dosierung von etwa 0,01 bis 20 Mrad/sec. verwendet wird. Die Gesamtdosis des Elektronenstrahls oder der /-Strahlung beträgt etwa 0,1 bis 50 Mrad, vorzugsweise etwa 1 bis 10 Mrad. Wenn ^-Strahlung, Röntgenstrahlung, oC-Strahlung oder Neutronenstrahlung angewendet wird, beträgt die Dosierung dieser Strahlung etwa 10 bis 10 rad/h und die Gesamtdosis dieser Strahlung liegt bei etwa 10 bis 10 rad,

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vorzugsweise etwa 10 bis 10' rad.

Die Härtung der Formmasse kann durch Erhitzen oder Bestrahlung mit Ultraviolett-Licht oder Ultraschall zusätzlich zu der ionisierenden Strahlung oder nach Durchführung des Bestrahlens mit ionisierender Strahlung gefördert werden. Es können zwei oder mehrere Strahlungsquellen von einer oder beiden Seiten des Formmaterials angewendet werden.

Die wichtigsten vorteilhaften Wirkungen, die erfindungsgemäß erhalten werden, werden nachstehend zusammengefaßt.

(1) Eine flache Platte aus faserverstärktem Kunststoff mit gleichförmiger Dicke und glatten Oberflächen kann kontinuierlich in großer Menge innerhalb einer kurzen Zeit hergestellt werden.

(2) Eine endlose flache Platte aus faserverstärktem Kunststoff einer Dicke von mehr als 3 mm bis zu der Dicke, die von ionisierender Strahlung durchdrungen werden kann, und einer Breite von mehr als 3 m kann rasch erhalten werden.

(3) Es kann eine flache Platte aus faserverstärktem Kunststoff mit mechanischen Eigenschaften hergestellt werden, die den Eigenschaften einer üblichen heißgepreöten Platte aus faserverstärktem Kunststoff überlegen sind.

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Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert, ohne daß sie auf diese beschränkt sein soll. Die in den Beispielen genannten Mengenangaben und Teile sind Gewichtsangaben, wenn nichts anderes ausgesagt ist.

Beispiel 1

70 Teile eines flüssigen Harzmaterials, das im wesentlichen aus 100 Teilen ungesättigtem Polyesterharz, 100 Teilen Kalziumkarbonat, 1,5 Teilen Magnesiumoxid und 3,75 Teilen eines Zusatzes von Styrol bestand, vurde zum Tränken von 30 Teilen einer Glasfasermatte verwendet, die' aus 1 cm langen geschnittenen Glasfaserrovings bestand. Eine Formmasse für eine Folienbahn (SMC) einer Dicke von etwa 3 mm und etwa 4,5 kg/m wurde hergestellt, indem die obere und die untere Fläche der imprägnierten Glasfasermatte mit 50 Mikron dicken Poly(äthyle'nterephthal£t)-Filmen bedeckt wurden. Das in diesem Beispiel verwendete ungesättigte Polyesterharz besteht aus 30 Teilen Styrol und 70 Teilen eines Polykondensats aus 0,5 Mol Maleinsäureanhydrid, 0., 5 Mol Phthalsäureanhydrid und 1,1 Mol Äthylenglykoi und weist eine Säurezahi von 50 auf.

Die resultierende Formmasse für die Folienbahn wurde durch Preßwalzen geleitet und ihre Dicfee wurde eingestellt. Dann wurden die beiden Kanten der Deckfolien mit Hilfe der Klammern der Spannrahmen festgehalten. Die Foiienbahn-Formmasse wurde mit einer Geschwindigkeit won 1 m/Min, in Längsrichtung transportiert. Zugspannungen τοη etwa 6 kg/mm wur-" den an die Deckfolien in Längsrichtung mit Hilfe der Zugwalzen und -in Querrichtung mit Hilfe der Klammer-Spannrahmen angelegt. Auf diese Weise wurde die Folienbahn-Formmasse so fest gehalten, daß sie glatte Oberflächen, ikeine Faltenbildung und keine Verwerfungen.sowohl auf der oberen als auch auf der unteren Fläche zeigte. Die Folienbahn-Forminas se wurde mit Hilfe einer Gesamtdosis von 2,5 Krad der Elektrcr.-..-

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strahlung eines Elektronenbeschleunigers von 2 MeV und 1 mA gehärtet. Dabei wurde in kontinuierlicher Verfahrensweise eine flache Platte aus faserverstärktem Kunststoff einer Dicke von etwa 3 mm erhalten, die sehr glatte, glänzende Oberfläche und keine Faltenbildung zeigte»

Zu Vergleichszwecken wurde das vorstehende Beispiel 1 wiederholt,. wobei jedoch in Richtung der Breite keine Zugspannung angelegt wurde« Die erhaltene flache Platte aus faserverstärktem Kunststoff geigte Wellenbildung, ungleichmäßige Oberflächen und ein Reliefmuster der Glasfasern an der oberen Fläche und konnte nicht als industriell geeignetes Material betrachtet werden«

Beispiel 2

40 Teile Glasgewebe wurden mit 60 Teilen acrylmodifiziertem Epoxyharz imprägnierte Die erhaltene etwa 2 mm dicke Formmasse wurde auf beiden Seiten mit 200 Mikron dickem CeI-lophan bedeckte Das verwendete acrylmodifizierte Epoxyharz wurde durch Umsetzen von 1000 g Epoxyharz des Bisphenol-Typs (Shell Epon ITr. 1001) mit 170 g Methacrylsäure in Gegenwart von Triäthylarain und Auflösen des erhaltenen Polykondensats einer Säurezahl von 12 in 1100 g Styrol hergestellt»

Die vorstehend hergestellte Folien- oder Plattenbahn-Formmasse wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 verarbeitet, wobei die Transportgeschwindigke'it etwa 4 m/Min«, betrug und mit Hilfe von 2 Mrad Elektronenstrahlung aus einem Beschleuniger-von 1,5 MeV und 5 mA gehärtete Dabei wurden Zugspannungen von etwa 2 kg/mm sowohl in Längsrichtung als auch in Richtung der Breite angelegt. Es wurde in kontinuierlicher Verfahrensweise eine klare flache Platte aus faserverstärktem Kunststoff einer Dicke von etwa 2 mm erhalten, die sehr glänzende Oberflächen und keine Wellen zeigte,,

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Beispiel 5

15 Teile Po Iy vinylalrkoho !gewebe wurden mit 85 Teilen eines ungesättigten Acrylharzes imprägniert. Das verwendete ungesättigte Acrylharz war durch Umsetzen von 1,7 Mol Methacrylsäure mit einem'Copolymeren aus 2,6 Mol Methylmethacrylat, 5,0 Mol Äthylacrylat und 1,7 Mol Glycidylmethacrylat und Auflösen des erhaltenen Polymeren (45,6 fo) in einem Gemisch aus Styrol (17_S2 $) und Methylmethacrylat

_r ν.

(37,2 %) erhalten worden.

Die resultierende i'ormmasse wurde auf der oberen und auf der unteren Fläche mit laminierten Folien aus 6-Polyamid(Hylon-6)-Folie (20 Mikron) und Polyäthylenfolie (50 Mikron) "bedeckt.

Das so erhaltene Folienbahn-Formmaterial wurde wie in Beispiel 1 mit einer Transportgeschwindigkeit von etwa 1,2 m/Min, verarbeitet» Zugspannungen von 10 kg/mm wurden sowohl in Längsrichtung als auch in Richtung der Breite angelegt und das Folienbahn-Formmaterial wurde mit Elektronenstrahl^ von 10 Mrad aus einem Beschleuniger von 2_S5 MeY und 5 mA bestrahlt. Dabei wurde eine flache Platte aus faserverstärktem halbtransparenten Acrylharz in kontinuierlicher Verfahrensweise erhalten, die glatte Oberflächen aufwies und keine Wellenbildung zeigte»

Beispiel 4

25 Teile Asbestgewebe wurden mit 75 Teilen eines flüssigen gesättigten Acrylharzes getränkt» Das resultierende Formmaterial wurde mit Folien wie in Beispiel 3 bedeckt. Die Härtung erfolgte wie in Beispiel 1 bei einer Transportgeschwindigkeit von etwa O₅4 m/Min„ mit Elektronenstrahlung von 12 Mrad aus einem Beschleuniger von 2„0 MeY und 2 mA, während in Längsrichtung und in Querrichtung Zugspannungen von 2 kg/mm angelegt waren«, Dabei wurde in kontinuierlicher Verfahrensweise eine faserverstärkte flache Acrylharzpiatte mit glatten Oberflächen und ohne Faltenbildung erzielt,

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Das dabei verwendete flüssige gesättigte Acrylharz ist eine Mettiylmethacrylat-Poiymermasse (polymer shrup)₅ die etwa 10 fo Polymeres und etwa 90 % Monomeres enthält,. und wird im allgemeinen durch Polymerisation von Methylmethacrylat in etwa 10 $-iger Ausbeute hergestellte

Beispiel 5

50 Teile eines acrylmodifizierten 1,2-PoIybutadienharzes wurden mit 50 Teilen Glaspulver vermischt und zum Imprägnieren von 10 Teilen Sisalfasern verwendete Das erhaltene Formmaterial wurde auf beiden Flächen mit Kraftpapier (60 g/m ) bedeckt, das mi-t Poiyäthylenfolie (55 Mikron) laminiert bzw. kaschiert war. Dieses modifizierte PoIybutadienharz wurde, durch Umsetzen von 10 g epoxyliertem 1,2-Polybutadien (Molekulargewicht 1.000) mit 22 g Acrylsäure in Gegenwart von Triäthylamin und Auflösen des erhaltenen Polymeren (80 %) in 20 fo Methylmethacrylat hergestellt.

Die resultierende Folienbahn-Formmasse wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 bei einer Transportgeschwindigkeit von etwa 8 m/Min, verarbeitet«.Zugspannungen von

5 kg/m wurden sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung angelegt. Die Härtung erfolgte mit einem Elektronenstrahl von 3 Mrad aus einem Beschleuniger von 2,5 MeV und 10 mA.

Dabei wurde in kontinuierlicher Verfahrensweise eine flache faserverstärkte Kunststoffplatte mit glatten Oberflächen und ohne Weilenbildung erhalten.

Beispiel 6

25 Teile einer Glasfasermatte wurden mit 75 Teilen eines flüssigen Harzmaterials getränkt, das aus 100 Teilen

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ungesättigtem Polyesterharz, 50 Teilen Zement, 50 Teilen pulverförmigem Kalziuinkarbonat, 1,0 Teil Magnesiumoxid und 2 Teilen Benzoylperoxid bestand. Die imprägnierte Glasfasermatte wurde.mit laminierten Folien aus Cellophan (50 Mikron) und Polyäthylen (50 Mikron) bedeckt, wobei ein Polienbahn-Formmaterial einer Dicke von etwa 3 cm und

ρ
von 45 kg/m erhalten wurde.

Das Formmaterial wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 bei einer Transportgeschwindigkeit von 3 m/Min, verarbeitet und sowohl in Längsrichtung als auch in Quer-

richtung wurde eine Zugspannung von 4 ig/mm angelegt. Die Härtung erfolgte mit einem Elektronenstrahl von 8 Mrad aus einem Beschleuniger von 2,5 MeV und 10 mA. Es wurde eine flache faserverstärkte Kunststoffplatte mit sehr glänzender glatter Oberfläche und ohne Faltenbildung kontinuierlich erhalten.

Beispiel 7

Das in Beispiel 6 verwendete Folienbahn-Formmaterial wurde mit einer üblichen Heißpresse unter einem Druck von 20 kg/cm bei 130⁰C während 10 Minuten und danach während zwei Stunden bei 100 C gehärtet. Die mechanischen Eigenschaften der erhaltenen faserverstärkten Kunststoffplatte sind nachstehend den Eigenschaften des Produkts gemäß Beispiel 6 gegenübergestellt.

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Claims

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Geprüfte EigenscHaft Faserverstärkte Produkt geKunststoff ρ latte, maß Beidurch Heißpressen spiel 6

Biegefestigkeit (JIS-K- " 6911) ' (

Biegemodul (JIS-K-6911)

Beibehaltung der Biegefestigkeit (nach 24-stündigem Erhitzen auf I5O0C) 18.0 - Ϊ9.9 ο 21.0 - 24.0 kg/mm kg/mm

- 1050

- 98

50 ₂ 1150 - 1300 , kg/mm kg/mm'

103 - 105 1°

(nach 24-stündigem Erhitzen auf 200⁰C)

Barcol-Härte (GYZJ-934-1)

Extraktion mit Aceton (16 Stunden im Soxhlet) 90

95

- 45

- 8

101 - 110 50-53 etwa 0 $>

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Patentansprüche

,J Verfahren"zur kontinuierlichen Herstellung einer von Weilenbil<|ung freien flachen Platte aus faserverstärktem -Kunststoff, dadurch' gekennze ichnet, daß ein endloses piattenförmiges Formmaterial, dessen obere Fläche und untere Fläche mit filmartigen Bahnen bedeckt sind, mxt ionisierender Strahlung bestrahlt wird, wobei das faserverstärkte Formmaterial kontinuierlich in Längsrichtung transportiert wird und ^ vor der Be-" strahlung und während der Bestrahlung auf die das faserverstärkte Formmaterial bedeckenden filmartigen Bahnen in Längsrichtung und in Querrichtung Zugspannung angelegt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die filmartigen Bahnen in Längsrichtung und Querrichtung eine solche Zugspannung ausgeübt wird, daß eine gleichförmige Dicke des faserverstärkten Formmaterials und eine glatte Oberfläche dieses Formmaterials während der Bestrahlung aufrechterhalten werden.

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3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die. filmartigen Bahnen in

;-'Längs- und Querrichtung eine Zugspannung von etwa

2
1 bis 20 kg/mm angelegt wird.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch g e k e η η ζ e ichnet, daß das Bestrahlen mit Hilfe von Elektronenstrahlung in einer Dosis von 0,01 bis 20 Mrad/sec. bei einer Gesamtdosis von etwa 0,1 bis 50 Mrad erfolgt.
5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch g e k e η η -, zeichne t, daß nach dem Bestrahlen e-'.-hitzt wird.
6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete faserverstärkte plattenförmige Formmaterial aus einem verstärkenden Fasermaterial besteht, das mit einem durch ionisierende Strahlung härtbaren flüssigen Harzmaterial getränkt ist.
7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis -6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugspannung mit Hilfe von Klammern angelegt wird und der Abstand zwischen benachbarten Klammern größer wird, je näher das mit dem filmartigen Bahnen bedeckte Formmaterial dem Bestrahlungsbereich kommt.

30a851/10S9

232S5B1
8. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 7₅ dadurch gekennzeichnet, daß die in Querrichtung angelegte Zug-

'j spannung nach dem Bestrahlen temporär gelockert wird.
9. Endlose flache Platte aus faserverstärktem Kunststoff, dadurch gekennze i e h η e 1, daß sie durch Härten einer endlosen Bahn aus einer faserverstärkten Formmasse durch ionisierende Strahlung erhaltei wurde, wobei die faserverstärkte Formmasse vor und wairend der Bestrahlung auf der Ober- und Unterseite mit filmartigen Bahnen bedeckt war, an die in Längs- uEd Querrichtung Zugspannung angelegt wurde.
10.. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 bis 9,bestehend aus Transportvorrichtungen für das faserverstärkte Formmaterial und Vorrichtungen zum Bestrahlen mit ionisierender Strahlung, dadurch ge.kennz e i c hne t, daß zu beiden Seiten der Transportvorrichtung Spannvorrichtungen (3) zum •Anlegen von Zugspannung an die filnartigen Folienbahnen in Querrichtung und auf beiden Seiten des Bestrahlungsbereiches je ein Walzenpaar ( 2,6 ) zum Anlegen von Zugspannung an die filmartigen Folienbahnen in Längsrichtung vorgesehen sind.

3ü3öi>1/1üS9

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