DK164689B

DK164689B - Fiberplade

Info

Publication number: DK164689B
Application number: DK078287A
Authority: DK
Inventors: Takayoshi Nakajima; Hidetaka Oohori; Minoru Takada
Original assignee: Chisso Corp; Kaihatsu Board Corp
Priority date: 1986-02-18
Filing date: 1987-02-17
Publication date: 1992-08-03
Also published as: DE3772586D1; JPS6411743B2; JPS62199860A; CN87100798A; CN1010201B; US4738895A; KR910002512B1; EP0233767A2; KR870008062A; DK164689C; EP0233767B1; DK78287D0; AU592849B2; AU6883787A; DK78287A; EP0233767A3

Description

i

DK 164689 B

Opfindelsen angår en fiberplader af især træagtige fibre.

Kendte fiberplader af denne art omfatter et produkt, som fås ved blanding af lange fibre og et termoplastisk eller termohærdende harpiksklæbestof med træagtige fibre (of-5 fentliggjort JP-A , sho 51-43478/1976) samt et produkt, som fås ved blanding af termoplastiske fibre med lavt smeltepunkt og et termohærdende harpiks med træagtige fibre og lange fibre efterfulgt af varmebehandling af den fremkomne blanding ved en lavere temperatur end hærdetemperaturen for den 10 termohærdende harpiks med henblik på stabilisering af konstitutionen af det fremkomne materiale ved smelteklæbning af de termoplastiske harpiksfibre (se offentliggjort JP-A sho 59-120440/1984). Ifølge den kendte fremgangsmåde forholder det sig på den måde, at da konstitutionen af pladen 15 kun bibeholdes ved sammenfiltring af fibrene, har det fremkomne produkt lav styrke, så at der er den ulempe, at der kan ske brud under transporten på tidspunktet for støbningen eller ved tilpasningen til en form, eller der kan ske itu-rivning i det støbte produkt. Ifølge den sidstnævnte frem-20 gangsmåde forholder det sig på den måde, at skønt styrken af pladen forbedres i en vis udstrækning så er det - da klæbningen: mellem filamenterne hviler på dråbevis smeltede termoplastiske fibre - umuligt at gøre brug af styrken af de termoplastiske fibre selv, så at der er den ulempe, at 25 fordelingen af hæftepunkterne er sparsem, og den fremkomne plade er stadig tilbøjelig til at blive udsat for iturivning på tidspunktet for støbningen, især på tidspunktet for dybtrækning.

Den foreliggende opfindelse har til formål at afhjælpe 30 ovennævnte ulemper ved kendte plader med træagtige fibre.

Den foreliggende opfindelse er baseret på en fiberplade med træagtige fibre, lange fibre, termoplastiske fibre og en termohærdende harpiks, og den er formbar under opvarmning og tryk til et produkt med en bestemt form, og denne plade 35 er ejendommelig ved, at de termoplastiske fibre er fibre, som er sammensat af et antal komponenter med forskellige smeltepunkter, og de fibre, som udgør pladen, er filtet sammen med hinanden og er også underkastet smelteklæbning 2

DK 164689 B

og er forenet ved hjælp af komponenten med det laveste smeltepunkt i de sammensatte fibre, medens den termohærdende harpiks er i uhærdet tilstand.

De træagtige fibre, som benyttes i forbindelse med den 5 foreliggende opfindelse, er sådanne træagtige fibre, som fås ved kogning og pulpbehandling af træflis, pulp og regeneret pulp, som fås ved pulpbehandling af affaldspapir, og de udgør en hovedbestanddel i fiberpladen. De lange fibre er vegetabilske fibre såsom bomuld og hamp og animalske fibre såsom 10 uld og endvidere syntetiske fibre såsom nylon og polyester, og de vælges fortrinsvis blandt dem, som ikke forringes ved varmetilførsel på tidspunktet for varmebehandlingen og støbningen til fremstilling af en plade på den senere nævnte måde, efterfulgt af ituskæring af fibrene til en fiberlængde på 15 10-50 mm og blanding af de skårne fibre med ovennævnte træ agtige fibre til brug. De træagtige fibre har normalt en hovedfiberlængde på så lidt som 1-2 mm, og ved blanding af sådanne fibre med de lange fibre er det muligt at forbedre støbeligheden af pladen. Man foretrækker at benytte 10 vægt-20 dele eller mere af de lange fibre for hver 100 vægtdele af de træagtige fibre.

De benyttede sammensatte fibre såsom termoplastiske fibre i forbindelse med opfindelsen er fibre, som består af et antal komponenter med forskellige smeltepunkter, og det 25 er fibre, som er af den slags, hvor de to fibre ligger side om side eller med den ene art af fibre omsluttende den anden, eller også er den ene art af fibrene helt omsluttet af den anden, så at komponenten med det laveste smeltepunkt kan indtage i det mindste en del af fiberoverfladen i retning af 3 f)

fiberlængden, og smeltepunktet for komponenten med det laveste smeltepunkt er lavere end hærdetemperaturen for den nedenfor nævnte termohærdende harpiks. Hvis forskellen på smeltepunktet for den komponent med lavest smeltepunkt og de øvrige komponenter og forskellen derfra til hærdetemperaturen 3 S

af den termohærdende harpiks begge er 20° eller mere, har opvarmningsbehandlingsbetingelserne for fiberpladeproduktionen stor bredde, og derfor foretrækkes et sådant tilfælde.

3

DK 164689 B

Eksempler på sådanne foretrukne sammensatte fibre er dem, hvor polyethylen, ethylen-vinylacetat-copolymer og lavt-smeltende polyester benyttes som den lavtsmeltende komponent, og hvor polypropylen, polyester, polyamid og polyacrylo-5 nitril benyttes som den anden komponent, og begge komponenter er anbragt side om side, eller den lavtsmeltende komponent bruges som omhylning eller som omsluttende komponent, medens den eller de andre komponenter bruges som kerne eller som omsluttet komponent. Blandt disse har sammensatte fibre, 10 hvor polyethylen med lav vægtfylde, ethylen-vinylacetat-copolymer eller en blanding deraf med et smeltepunkt på 120°C eller derunder benyttes som komponenten med lavt smeltepunkt, og hvor polypropylen benyttes som den anden komponent, ikke blot en lav smeltevedhængningstemperatur og små omkostninger 15 til varmebehandlingen for pladefremstillingen, men de udviser også god forligelighed af de to komponenter indbyrdes, så at der ikke sker nogen afskalning. Selv om fibrene tilsættes i små mængder, er forbedringen af pladens styrke betydelig. Af disse sammensatte fibre kan man benytte dem, som 20 har en tykkelse på 1-100 denier, fortrinsvis 1,5-20 denier og en længde på 10-100 mm, fortrinsvis 25-50 mm. Hvis tykkelsen og længden overskrider ovennævnte øvre grænser, er en ensartet blanding vanskelig, medens en underskridelse af de nederste grænser bevirker, at man ikke opnår nogen forbedring 25 af pladens styrke. Blandingsforholdet for de sammensatte fibre i forhold til 100 vægtdele af de træagtige fibre er 3 dele pr. vægtdele eller mere, fortrinsvis 5 vægtdele eller mere. Hvis der er mindre end 3 vægtdele i blandingen, er forstærkningen ikke effektiv. Hvis mængden overstiger 20 vægtdele, fås der 30 ingen særlig effektiv virkning. Derfor er en sådan mængdeandel uøkonomisk.

Den benyttede termohærdende harpiks hærdes ved den varmebehandling, som foregår, når fiberpladen ifølge opfindelsen pressestøbes til et støbt produkt, og harpiksen kan bekvemt 35 vælges til brug blandt kendte termohærdende harpikser såsom phenolharpikser, urinstofharpikser og alkydharpikser. Hvis den termohærdende harpiks er i form af et pulver, er dens blanding med de andre materialer let. Hvis harpiksen forelig- 4

DK 164689 B

ger i form af en opløsning, udføres ensartet blanding ved sprøjtning eller forstøvning. Blandingsforholdet for den termohærdende harpiks kan bekvemt vælges i afhængighed af den hårdhed og styrke, som kræves af det fremkomne støbte 5 produkt, men forholdet ligger normalt fra 5 til 30 vægtdele i forhold til 100 vægtdele af de træagtige fibre.

Foruden de ovennævnte fire slags råmaterialer kan der til de træagtige fibre sættes vandafvisende stoffer som paraffin, pigment, fyldstoffer og brandhæmmende stoffer.

10 De træagtige fibre og de øvrige råmaterialer blandes og formes forberedende til en plade med den ønskedre bredde, tykkelse, længde og basisvægt, og derefter underkastes pladen varmebehandling ved blødgøringspunktet eller derover, fortrinsvis ved smeltepunktet eller derover for den lavtsmelten-15 de komponent i de sammensatte fibre og også ved en temperatur under smeltepunktet for den anden komponent af de sammensatte fibre og under hærdetemperaturen for den termohærdende harpiks. For tidspunktet for varmebehandlingen er det om ønsket også muligt at sammentrykke pladen under tryk. Der er ingen 20 særlige begrænsninger for blandingen af råmaterialerne, og man kan benytte enhver maskine til kartning eller dannelse af flor eller ikke-vævede stoffer. I det tilfælde, hvor de træagtige fibre er fibre fra kogning og pulpbehandling af træflis, blandes fibrene i endnu ikke tør tilstand med.-de lange 25 fibre, sammensatte fibre og pulverformet termohærdende harpiks, hvorved det er muligt at forebygge tab af termohærdende harpikspulver ved glidning, og endvidere er det også muligt at tørre de træagtige fibre på tidspunktet for ovennævnte varmebehandling. Således er ovennævnte blandemåde 30 økonomisk fordelagtig.

Den lavtsmeltende komponent i de sammensatte fibre, som er blødgjort eller smeltet på tidspunktet for varmebehandlingen, danner ikke noget dråbeformet aggregat, men er bredt fordelt over de andre komponenter i de sammensatte 35 fibre, medens fiberformen bibeholdes. Derfor forårsager de sammensatte fibres smeltevedhæftning ikke blot indbyrdes, men også med de træagtige fibre på de lange fibre mange kontaktpunkter, og efter varmebehandlingen ligger de sammen- 5

DK 164689 B

satte fibre indskudt mellem disse kontaktpunkter til forbindelse af disse indbyrdes. Således har den fremkomne plade høj styrke og fremragende elasticitet, og det er muligt at forebygge brud på pladen under transport. Da 5 endvidere de af de sammensatte fibre frembragte klæbepunkter er blødgjort eller smeltet ved opvarmning på tidspunktet for støbningen, bliver strukturen af pladen endvidere løs, så det er muligt,at den uden tvang kan absorbere spændingen fra formen, og selv i tilfælde af dybtrækning vil der hver-10 ken optræde uensartet tykkelse eller brud.

Fiberpladen ifølge opfindelsen er egnet som råmateriale til dele eller varer på forskellige områder, som fås ved støbning under tryk og opvarmning, og som kræver kompliceret rummæssig form og betydelig hårdhed, f.eks. dørpaneler 15 i automobiler, emballagebakker, møbler og kasser til musikinstrumenter.

Opfindelsen skal forklares nærmere gennem nedenstående eksempler og sammenligningseksempler.

Eksempel 1 og 2 og sammenligningseksempel 1,2,3 og 4 20 Træflis fra et nåletræ koges og omdannes til pulp, og vanddampen skilles fra det fremkomne materiale til opnåelse af træagtige fibre med en længde på 3 mm og et vandindhold på 45 vægtprocent. Hampskåret til en fiberlængde på 40 mm bruges som de lange fibre. Som termoplastiske fibre benyt-25 tes sammensatte fibre af polypropylen og polyethylen med lav vægtfylde anbragt side om side (forhold 50:50, tykkelse 3d, længde 38 mm), fibre af polyethylen med lav vægtfylde (tykkelse 3d, længde 38 mm) og polypropylenfibre (tykkelse 3 d, længde 38 mm. Som termohærdende harpiks benyttes pul-20 verformet phenolharpiks.

Ovennævnte råmaterialer blandes tilstrækkeligt i de tabel 1 angivne blandingsforhold, og derefter fyldes blandingen i en pladefremstillingsmaskine til dannelse af en 50 mm tyk plade, som derpå opvarmes i en ovn med cirkulerende varm 35 luft ved 120°C i 3 minutter, hvorpå den sammentrykkes ved hjælp af valser til opnåelse af en fiberplade med 20 mm tykkelse. Tillige udføres opvarmningen alene i sammenligningseksempel 4 ved 160°C. De i tabel 1 angivne blandings- 6

DK 164689 B

forhold er udtrykt i vægtdele på tør basis.

Fiberpladen varmepresses ved en temperatur på 220°C

9 og et tryk på 20 kg/crrT i et minut under anvendelse af en form til dannelse af et indvendigt dørpanel til en automo-5 bil med en længde på 1100 mm og en bredde på 800 mm med en tykkelse på 20 mm,. og i midterdelen dannes en armlændel med en længde på 500 mm, en bredde på 100 mm og en dybde på 70 mm ved dybtrækning. Vurdering af resultaterne fremgår også af tabel 1. Vurderingsmetoderne er som følger.

10 Pladebrud: Når en plade med 1100 mm længde, 800 mm bred de og 20 mm tykkelse manuelt overføres til en form, er brud betegnet x, deformation er betegnet £ , medens der i tilfælde af hverken brud eller deformation er anført o.

I det støbte produkt betegnes revnedannelser med x, 15 medens et godt produkt betegnes o.

Rynkedannelse i det støbte produkt: Rynkebetegnelse betegnes x, medens et godt produkt betegnes o.

Hårdhed af støbt produkt. En bøjningsstyrke på 300 kg/ 2 2 cm eller derover betegnes o, en bøjningsstyrke på 100 kg/cm 20 eller derunder betegnes x, og en bøjningstyrke mellem disse værdier betegnes A·

Samlet vurdering: Et produkt, som egner sig udmærket til dybtrækning, betegnes o, og et produkt, som ikke er egnet, betegnes x.

25 30 35 7

DK 164689 B

___ Φ g Φ

e-i” O O X X X X

(C Φ Φ CQwQ £________

1¾ O O X O O O

. K Æ cn --------- c uhu 0000 o.o Φ >t Φ T3 Di Λ M-------

3 I

>φφΟΟΟΧΧΧ

Di C

1,0 O O x <3 O

CQ

-&------- T3

C

Φ TS 05

Jjl·^ t> t> o t> t>· C-

g (O

vi x; c

,-h £ <1)G

&________Η Φ rH ^ r( S n · æ lOOO I O O g· £ (0 ,¾ 7| iHrH|rHT-HM+)

.2 ‘ 3 2 η η h SS

I é ^ ^ ^ π

•S fi CU Ch H pH

S- S Oh Oh Oh Oh Oh — --------s s ro ro cS &Ϊ o o o o o o

.5 # ro -Η Μ <N N M <N <N

G > te n-t "d ' ______ _______ ----- _____ « 13 0) 0>

C -H

£ &Φ LOOOOOO

i O- c- CO c- t-

W Μ -H

Bh Oh ---π--rq—i--1--h- O'· tn i cr> rH r-H Η I Η ·γΙ I N O' φ φ -104 r-H 04 -Η I ΓΠ r—I Ai

Qh Oh dO)r-Hd<Ur-Hr-t>d G φ .H

£ £ ωίΛΦΦΦφΠφΓ-Ηφϋΐα) φ φ £ O' G. £ O' Q Φ to Φ § cr. Q.

tn tn g c g gdggtPQgcg 04 04 B Ή Φ ίΟ-ΗΦΒΰΕΦ-Ηφ Η κ n C to tn c οι ιί -π Φίΐη c tn ---L--- rn n rnl_

DK 164689 B

8

Som vist i tabel 1 er fiberplader, som tilfredsstiller betingelserne ifølge den foreliggende opfindelse, meget egnede til formgivning ved dybtrækning.

Eksempel 3,4 og 5 og sammenligningseksempel 5 og 6 5 Der fremstilles fiberplader på samme måde som i oven stående eksempler, men med den forskel, at man som termo-plastiske fibre benytter sammensatte fibre af en polyester og en lavt smeltende polyester, hvor den ene komponent danner kerne, medens den anden danner et overtræk (forhold 10 50:50, tykkelse 5d, længde 40 mm (sammensatte fibre af'poly- amid/ethylen/vinylacetat-copolymer, hvor komponenterne ligger som kerne og overtræk (forhold 50:50, tykkelse 5d, længde 40 mm), sammensatte fibre af polyester og polyethylen med lav vægtfylde af typen med kerne og overtræk (forhold 50:50, 15 tykkelse 5d, længde 40 mm), lavtsmeltende polyesterribre (tykkelse 5d, længde 40 mm) og polyamidfibre (tykkelse 5d, længde 40 mm) . Sammensætningen af de fremkomne fiberplader og resultaterne fremgår af tabel 2.

Som det ses i tabel 2, er fiberplader, som opfylder 20 betingelserne ifølge opfindelsen, meget egnede til formgivning ved dybtrækning.

25 30 35

DK 164689 B

9 -PI o

O) g u o o O X X

rH s r‘.

GO II (d <D i: -,Cfl.,£______ 'ΰ _ p T2 O O 0 0 0 •id (D EC Λ _ ' Φ

Cd M

C C 0 0 0 o o H >, P ft Φ______

Op tn p α) Λ!

Dg -H

> £ O O O X x Cu

0> P P

es <D id

------4-1 rC

tn i

tu 4J

>< <d V r-H 4-1 3 O O O <3 X 0Φ

P Dj U

CQ id ____ . _ .......- ...... - - - -- ................... φ r—1 I Ό >1 -

Π3 t C C

P P φ -p S3 (d 4-i >

-3 »3 i—! I

O . r- Γ' r- r» r* tue

G φ m g (D

ijdil w -i (LI C Ή 4J >1

Eh li ft > x;

_______td -P

CN Φ I—I tu , ·* -i p tn in „

Φ tu -P m H

X! Ό 4-1 en w < id <e tn w < ft >

E-ι p-< <d Φ ft > pq in PI M

Qj r-i p pi tø ft in P ftXJ \ \ \ H _ 9 O H ^ s Eh W 2 ϋ Εή h ^ h 1¾ rij •p P ft ft ft PI ft m tu » — E-ι p n-i Φ______ø Ό id p-i 4J ·Η φ mg φό , φ <u tu id ii S1 ^ o o o ° ° >i >i

•PCdC-Q CN (N CN CN CN HH

C fti (d -H 0 0 -P > P) mh ft ft tn T-tu--------- 3 "P p · ·· (U 4-) X! gi 2 É51;Hmtnin in tn w <3 ^ ^ r- r- t** C' ftft en p tu _|Eh er__________

m Ί· m i I

r-i rH p-I Η I ^ Η I 10 (U Φ tu i-i Μ H 4; o. £ & c tu p-ι c φ rr! g g G φ en φ φ en χ Φ Φ φ S Cn Q, g tp tn tn tn g c g g c 5 Λί Λ (d ·Η D id ή Η w η cnctncnc^1

Claims

1. Fiberplade, som er sammensat af træagtige fibre, lange fibre, termoplastiske fibre og en termohærdende harpiks, 5 og som er støbelig under varme og tryk til et produkt med en bestemt form, kendetegnet ved, at de termoplastiske fibre er fibre, som er sammensat af et antal komponenter med forskellige smeltepunkter, at fibrene, som udgør pladen, er indbyrdes sammenfiltet og gjort til genstand for smeltesam-10 menheftning og -forening ved hjælp af komponenten med lavest smeltepunkt i de sammensatte fibre, og at den termohærdende harpiks er i uhærdet tilstand.

2. Fiberplade ifølge krav 1, kendetegnet ved, at komponenten med det lave smeltepunkt i de sammensat- 15 te fibre er polyethylen med lav vægtfylde, copolymer af ethylen og vinylacetat eller et produkt i hovedsagen.bestående af disse dele og med et smeltepunkt på 120°C eller derunder, medens den anden komponent er polypropylen.

3. Fiberplade ifølge krav 1, kendetegnet 20 ved, at de sammensatte fibre har en tykkelse på 1,5-20 denier og en længde på 25-50 mm.

4. Fiberplade ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den iblandede mængde af de sammensatte fibre for hver 100 vægtdele af de træagtige fibre udgør 5-20 vægtdele. 25 30 35