HU227725B1 - A woven carbon fiber fabric, a fiber reinforced plastic molding obtained by using the woven fabric, and a production method of the molding - Google Patents

Description

SZÉNSZÁLSZÖVET., VALAMINT SZÁLERŐSÍTÉSŰ MŰANYAG TERMÉK ÉS GYÁRTÁSI ELJÁRÁSA

A találmány tárgya olyan szénszálszövet, amelyben nyüstfonalként szénszálfo$ nalak, vetülékfonalként segédfonalak vannak elrendezve, ahol a szénszálfonalak és a segédfonalak a szénszálszövet szövött szerkezetét alkotják, valamint olyan szálasanyag és műgyanta egyesítésével készült szálerősítésű műanyag termék, amely a találmány szerinti szénszátszöveíből van kialakítva, A találmány tárgyát képezi ezen túlmenően egy eljárás szálerősítésű műanyag termék előállítására, amelynek során for10 mát, a formában szálasanyagot, a formára húzott és a benne lévő szálas anyagot a küiviiágtöl elszigetelő follazsákot, valamint a fóliazsákon át a formába műgyantát juttatni képes műgyanta bevezető csövet, a csőre szereit műgyanfaáramlás-szabályoző szelepet és a fóilazsák belsejében csökkentett légnyomás kialakítására és fenntartására szolgáló szívónyiiást tartalmazó vákuumzsákos formázó-berendezést alkalmazónk.

A szénszálak kis fajsúíyöak, nagy szakítószilárdsággal és rugalmassági modulussal rendelkeznek, A szénszállal erősített műanyag (CFRP - Garbón Fíber Reinforced Piastíc), amelyet műgyantával átitatott szénszálak rétegzésével hozunk létre, nagy szilárdságú és rugalmassági modulusé kompozítként hívja fel magára a figyelmet.

A hagyományos CFRP-t vékony szénszálfonalakböl gyártják, amely fonalak kb.

3000 elemi szénszálból állnak. A hagyományos CFRP vékony, kettős száíírányö szövet, amelyben a szénszálfonaiak hosszirányban és keresztirányban helyezkednek el, területegységre vetített súlyuk pedig 2ÖÖ és 400 g/m² között van. A hagyományos CFRF-t vékony, hossz- és keresztirányban rendeződő műgyantával átitatott prepreg25 rétegek egymásra rétegzésével állítják elő úgy, hogy a rétegeket autokiávban olvasztják össze.

A hagyományos CFRP hátránya, hogy a gyártási költségek igen magasak. Mivel kitűnő tulajdonságai mellett előállítása nagyon drága, csak bizonyos területeken alkaímazható, pl. szerkezeti anyagként a repülőgépiparban és jó minőségű sporteszkö30 zök gyártásánál, de nem használják ezért az ipar más területein,

A hagyományos CFRP a következő okok miatt drága:

(a) A vékony szénszálfonaiak gyártásának termelékenysége meglehetősen alacsony.

88288-6819 /FT-Kö (2011.03.03,)

-2~ (b) A szénszálszövef előállításának termelékenysége szintén alacsony, mivel vékony szénszálfonalskból gyártják.

(c) Mivel az így előállított szénszáíszövet is vékony, nagyon sok szénszálszövet

........... lemezt kelí egymásra rétegezni ahhoz, hogy a kívánt tdlajdohságú CFRP-t elkészíthessék, és a CFRP gyártásánál nagyon sok szövetréteg egymásra rétegzése igen körülményes feladat.

fd) Mivel a prepreg (gyantával előimpregnált vázanyag) előállítási folyamata eikerülhetetlen, a prepreg gyártási költsége is a költségekhez adódik, és (e) autokíávra is szükség van, ami nagy beruházási költséget igényel.

A költségek csökkentésére ismeretes a gyanta-transzfer eljárás, amelynél egy szobahőmérsékleten megkötő gyantát injektálnak bizonyos nyomással az egymásra rétegzett szénszátszövet-lapokat tartalmazó formába. Ismert továbbá a vákuumzsák gyártási eljárás, amelynél szobahőmérsékleten kötő műgyantát Injektálnak az egymásra rétegzett szénszáíszövet-rétegeket tartalmazó formába és teljesen lefedik egy zsák15 szerű filmréteggel, majd vákuum hatásának teszik ki. Ezek az eljárások hatásosan csökkentik a CFRP előállításának költségeit, legalábbis, ami a (d) és (e) pontokban említett költségeket illeti, Mindazonáltal, az (a), (b) és (o) pontokban említett költségeket ezekkel az eljárásokkal sem lehet csökkentem,

A szénszálszövet gyártásához számításba jöhet még a hagyományos, vékony szénszálfona! használata, oly módon, hogy ezt a nagy területegység-súlyú szénszálszövetet formában alakítjuk CFRP-vé. Ez az elgondolás azonban gyakorlatilag nem alkalmazható, mégpedig a következő problémák miatt.

(f) Ha egy kettős szálírányú szövetet készítünk, amelyben a szénszálfonalak hossz- és keresztirányban helyezkednek el, a szövet területegységre vetl25 tett súlya nagy lesz, de mivel a hosszirányban elhelyezkedő szénszálfonalak és a keresztirányú szénszálfonalak egymást keresztezik, a fonalak ezeken a helyeken erősen megtörnek. Ha aztán ezt a szénszálszövetet CFRP-vé formáljuk, a szénszálfonalak erős helyi feszültségeket ébresztenek, amelyek hátrányosan csökkentik a szilárdságot és a rugalmassági modu30 lust, Továbbá, (g) noha egy olyan szénszálszövef, amelyben a szénszálfonaíak csak egyetlen irányban futnak, nem lesz csökkent szilárdságú, mivel a fonalak nem törnek meg, mindazonáltal, ha a területegységre vetített súly nő, a szövet sűrűsége nagyon nagy lesz és az egymás mellett lévő szálak közül eltűnnek az üres helyek, mivel a szénszálfonaíak csak egy Irányban futnak és a szálak » * .« X X « « *♦ «» ♦ XXV V

X «#« X * « X « ♦

X X X Φ X * * * közé csak. nagyon kevés műgyanta tud bejutni, ezzel pedig nagyon megnövekszik az injektálási idő, így csökken az ímpregnálhatóság, ami pedig a műgyanta-transzfer eljárásnál és a vákuumzsák eljárásnál nagyon lénye................. ges....................................

Az US-A-4 714 642 sz. irat kétirányú szövetet ismertet amely szénszálakból álló, sokszálas, kb. 1000 és SOOOO közötti szálszámu kóc.

Az ÜS-A-4 902 215 sz. irat műgyanta-transzfer eljárást ismertet szálerősítésű műanyag szerkezetek előállítására. Ez az Irat csak általánosságban ismerteti az eljárást anélkül azonban, hogy sajátos szövőit szénszálas szövetre kitérne.

() A találmány célkitűzése ezért tehát az, hogy olyan szénszátszővetef állítsunk elő, amellyel ki lehet küszöbölni a fent említett, az eddigi gyakorlatban meglévő problémákat, valamint, hogy szénszál-erösltésö rétegzett műanyagot állítsunk elő az említett szövet felhasználásával és kialakítsuk az említett rétegzésí eljárást is.

A találmány szerinti célkitűzést a független igénypontokban szereplő jeliem15 zökkeí valósítottuk meg. A függő igénypontok a találmány további, előnyös jellemzőit tartalmazzák.

Kitűzött célunkat olyan szénszálszövef előállításával értük el, amelyben nyöstfonaiként szénszálfonalak, vetülékfonalként segédfonalak vannak elrendezve, ahol a szénszálfonalak és a segédfonaiak a szénszálszövef szövött szerkezetét alkotják úgy, hogy a szénszálfonalak kizárólag egy irányban vannak elrendezve, és minden egyes szénszálfonal kb. 40 000 és kb. 400 000 közötti számú elemi szénszálat tartalmaz, továbbá az elemi szénszálak között eiemiszái-keresztezödések vannak, ahol a horgos ejtéspróbával mért elemiszái-kereszteződési értéke 20 mm és 300 mm között, a száifínomság 25 000 den és 350 000 den között van, valamint a szomszédos szénszálíona25 lak közötti hézagok mérete 0,2 mm és 2 mm között van, és a nyüsifonaíaként felvetett szénszálfonalak és a vetülékfonalak kőíssponijaíkon alacsony lágyuíáspontú polimerrel egyesítve vannak.

Célkitűzésünk megvalósítását szolgálja továbbá az a szénszálszövet ís, amelyben nyOstfonaíkértí első segédfonalak, vetülékfonalként második segédfonaiak vannak elrendezve, ahol az első és második segédfonaiak a szénszálszövet szövött szerkezetét alkotják úgy, hogy a segédfonalak alkotta szövött szerkezetben, a nyűstfonalak Irányában szénszálfonalak vannak elrendezve, és minden egyes szénszálfonai kb. 40 000 és kb. 400 000 közötti számú elemi szénszálat tartalmaz, továbbá az elemi szénszálak között eiemiszái-keresztezödések vannak, ahol a horgos ejtéspróbával mért elemiszái-kereszteződési értéke 20 mm és 300 mm között, a szálfinomság

(.««« φφ* ~4~ ♦ « * « $ ♦ « φ « ♦ * * ♦ » » Κ Λ * * «

000 den és- 350 000 den között van, valamint a szomszédos szénszálfonalak közötti hézagok mérete 0,.2. mm és 2 mm között van, és a szénszálfonalak és a vetülékfonalak kőtéspontjaikon alacsony íágyuláspontú 'polimerrel egyesítve vannak.

.............................A szénszálszövet, térfogatsöruséga legfeljebb kb: ö;65g/cm³,

A szénszálfonalak mindegyikében az elemi szénszálak száma 40000 és

1ÖÖ0ÖÖ között van, és finomságuk 30 ÖÖO den és 70 000 den között van. és a szénszálszövet területegységre vetített súlya kb. 400 g/m² és kb. 700 g/m² között van.

Célkitűzésünk megvalósítását szolgálja továbbá az a szálasanyag és mátrixot alkotó műgyanta egyesítésével készült szálerősítésű műanyag termék ss, amelyben a l0 szálasanyag a találmány szerinti szénszálszövet.

A szálerősítésű műanyag termék, célszerűen olyan formázőelemmeí van őszszeépltve, amelynek a szálerősítésű műanyag: termék felé eső oldalán műgyantával: kitöltött hornyok vannak.

Célkitűzésűnk megvalósítását szolgálja továbbá az a szálerősítésű műanyag termék előállítására alkalmas eljárás Is, amelynek során (a) formát, (b) a formában szálasanyagot, (c) a formára húzott, és a benne lévő szálasanyagot a külvilágtól elszigetelő fóKazsákot, valamint (d) a főllazsákon át a formába műgyantát juttatni képes műgyanta bevezető csövet, (ej a csőre szereit mügyantaáramiás-szabályoző szelepet, és (f) a fóllazsák belsejében csökkentett légnyomás kialakítására és fenntartására

2Ö szolgáló szívönyílást tartalmazó vákuumzsákos formázó-berendezést alkalmazunk, és az eljárás során a szlvonyíláson át mindaddig szívjak el a levegőt a fóllazsák belsejéből, amíg előre meghatározott, csökkentett nyomásértéket érünk el a fóliazsák belsejében, kinyitjuk a műgyantaáramlás-szabályozó szelepet, és a műgyanta bevezető csövön át műgyantát juttatunk a szálasanyagba, a műgyanta bejuttatás befejeződését követően elzárjuk a mügyantaáramlás-szabályozö szelepet, és a műgyantát megszilárdulni hagyjuk, és az eljárás során a szálasanyagot részben, vagy teljes egészében a találmány szerinti szénszálszövetből alakítjuk ki, és műgyanta gyanánt szobahőmérsékleten szilárduló műgyantát használunk, és a műgyanta áramlás eloszlatásához a szálasanyaggal közvetlen kapcsolatban lévő elosztó közeget alkalmazunk,

Az eloszlató közeget formázó eszközzel alakítjuk ki, amelynek felületén a műgyanta eloszlatását szolgáló hornyok vannak.

Formázó eszközként célszerűen habot alkalmazunk.

Célunk megvalósításához vastag szénszálkoeol használunk, annak érdekében, hogy növeljük a műgyantával történő impregnálhatóságot a szénszálszövet esetében,

5* φ*χ 4 ♦ X « Φ Φ Φ Φ Φ

Ebben a leírásban egyrészt olyan CFRR-t tárgyalunk, amelyben a száierösftő szövet csak szénszálakból éli, másrészt olyat, amelyben szénszálak és más szálak ís vannak

Az első kiviteli alak esetében a szénszáiszövet jellegzetessége, hogy nagyon 5 sok szénszálfonalbői áll, amelyek mindegyike kb, 40.000 és 4ÖÖ.ÖÖQ közötti számú elemiszálat tartalmaz és az eiemiszalak között további 'elemiszálak is vannak.

Minden Itt felhasznált szénszálfonal olyan poiiakrií-nitril szálból álló kóc oxidációjával jön létre, amelyben 40.000 és 400.000 között eíemiszál van, és amelyet karbonizáclőnak tettünk ki és az egész kőcot Írezőszerrel összegabalyítottuk. Ha a szénszál10 fonal eiemiszálainak száma kisebb, mint kb. 40 000, akkor ez kedvezőbb a műgyantával való Impregnáiás szempontjából, mivel a fonal viszonylag vékony. Ám a szénszálak gyártási költségében elért költségcsökkenés elég kicsi.

Ha az elemiszálak száma a szénszáifonalak mindegyikében nagyobb, mint 4000ÖÖ, a költségcsökkentés mértéke a szénszálak gyártásánál igen nagy. Mindazon15 által, mivel a fonal nagyon vastag, a fonal középvonala és feiölete közötti távolság is nagy, és a műgyanta impregnálódása a felülettől a fonal belseje felé nem megy végbe tökéletesen.

Ha a szóvetet alkotó szénszálfonalak mindegyike mentes a nagyon sok eiemiszála közötti eíemiszál-keresztezööéslöí vagyis nagyon sok eíemiszál fut egy20 mással párhuzamosan, az elemíszáiak nem törnek meg és így nem képződnek belső feszültséggócok. Az ilyen fonallal készített CFRP nagy szilárdságot matat. Mivel azonban alapvetően nincsenek rések a megfelelő eiemiszalak között, az elemiszálak sűrű kötegekbe rendeződnek és ráadásul a fonal is elég vastag. Ennek következtében a műgyanta nem tudja átitatni a fonalat egészen a középvonaláig és ez meglehetősen hátrányos jelenség.

Másrészt, ha az elemíszáiak összegabalyodnak és egymásba akadnak, rések keletkeznek a megfelelő elemiszálak között. Az rések miatt a szénszálfonai vastagabb, az ezzel készített szövet szintén vaskosabb és ezért műgyantával nagyon jói impregnálható lesz.

A szénszálfonai nyersanyagának (poliaknl-nltnl-szál fonal vagy prekurzor) elemsszáiai megfelelő módon össze vannak gahalyodva, amit úgy érünk el, hogy növeljük az áramlás Intenzitását a koaguláló fürdőben, vagy az öblítő fürdőben, a nyersanyagul szolgáló fonal gyártása folyamán. Az elemiszálak rendezetlenségét és összegabalyodását fürdőben történő széthúzás után levegöbefúvássaí is fokozni lehet. Az a szén35 szétfőnél, amelyet a nyersfonal oxidációjával, majd ezt követő karbonizációjávai áiii♦ *

-β « * X* * * * > β «X « *

4« *♦ ** ** tünk elő, megfelelő elemiszái rendezetlenséget és -az elemiszáiak egymásba gabaiyodását mutatja.

Kedvező, ha a szénszáífonaiat alkotó elemi szénszálak mindegyikének átmérője 5 pro és15 pm- Között van.........

Az is kedvező, ha a szénszálfonal szakítószilárdsága 3 és 4 GPa között van, rugalmassági modulusa pedig 200 és 300 GPa között A szakítószilárdságot és a rugalmassági modulust a JIS R 7601 sz. szabvány tárgyalja. Kedvező, ha a szövet előállításához használt szénszáífonaiat 0,5 térfogat⁰/» és 2 térfogat⁸/» közé eső mennyiségű írelöszerrei Impregnáljuk, a szövés! eljárás körülményeinek megfelelően,

Az ís kedvező, hogyha a szövet előállításához használt szénszálfonai nincs megsodorva, mivel a sodort fonal ellenáll a műgyanta impregnáltnak.

A jelen találmány szerinti szénszáíszővet második kiviteli alakja megfelel a szénszáíszővet első kiviteli alakjának, azzal, hogy a szénszálfonalak horogejtési értéke 2 cm és 30 cm között van.

A horogejtési érték a szénszáífönaiat alkotó elemiszálak összegabalyodásának fokát, mértékét mutatja meg, A jó műgyanta-lmpregnáíhatósághoz az a megfelelő, ha a horogejtési érték kisebb, mint kb. 30 cm. Ha a horogejtési érték kb, 2 cm-nél kisebb, a műgyanta impregnálbatóság nagyon jó, de a fonalat alkotó elemiszálak nagy mértékben megtörtek. A CFRP termék, amelyet olyan fonalból készítünk, amelyben szá20 mottevö helyi feszültség van, alacsony szilárdságú lesz.

Ezért az előnyös az, ha a horogejtési érték kb. 2 és 30 cm közé esik. Még jobb, ha ez az érték 2 és 10 cm között van, A horogejtési érték mérési eljárását később ismertetjük, rajz segítségévei,

A találmány szerint szénszáíszővet harmadik kiviteli alakja megfelel a második kiviteli alaknak oly módon, hogy az összes szénszálfonal finomsága 25 000 és 350 000 denier közé esik.

A szénszálszövet következő, negyedik kiviteli alakjánál a szénszáíszővet térfogatsürűsége kisebb, mint kb. 0,65 g/cm/

A 0.65. g/cny-néi kisebb térfogatsúlyú szövet azt jelenti, hogy ez a szövet eíég30 gé testes, és ezért sok üres hely van a szénszálfonalat alkotó elemiszáiak között, igy a CFRP gyártása könnyen megvalósítható, nemcsak a műgyantatranszfer-eljárással, hanem a vákuumzsák eljárással Is, de megvalósítható kézi rétegzéses eljárással is.

A térfogatsúlyt a kővetkezőképpen mérjük;

V ~ / {t A} * φ ♦ »* « * *

X XXX ♦ X * « >

χ « ««

X X * V « * ** *»» ahol' „f” a szövet vastagsága (cm), „A a szövet területe (cm²) és „w” a szénszálak súlya a szövet (g) Á területén.

A X vastagságot a szövet esetében mutatós mérőműszerrel, mint vastagságmérővel mérjük, a JIS R 6702 sz_; szabvány szerint. Ebben az esetben 3 kPa terhelést adunk öt egymáson fekvő rétegre, és a vastagságot 20 másodpercig mérjük a terhelő erő alkalmazását követően, majd a elosztjuk a szövetrétegek számával, hogy megkapjuk a rétegenként! vastagságot Az egyetlen szálirányú szövet esetében a szövetrétegeket úgy fektetjük egymásra, hogy a megfelelően felfektetett szövetréteg vetülékfonalainak segédszálai ne fedjék egymást, annak érdekében, hogy a vefüiékszálak szőlő vetvastagságra kifejtett hatását olyan kis értéken tartsuk, amilyen kis értéken csak lehetséges.

A találmány szerinti szénszálszövet ötödik kiviteli alakja megfelel a második kiviteli alaknak, úgy, hogy a szénszálfonalak eiemsszáiainak száma fonalanként 40 000 és 100 0Ö0 között van, minden szénszálfonai finomsága 30.000 és 70.000 den között van és az egységnyi területre vetített súly a szénszálak esetében 400 és 700 g/m².

A találmány szerint szénszáiszővet hatodik kiviteli alakja olyan, mint az elsőtől ötödik kiviteli alakok bármelyike, azzal az eltéréssel, hogy a nyüsffonalakat az említett szénszálfonaíak képezik, a vetülékfonalakat pedig segédfonalak képezik oly módon, hogy a szénszálfonai, mint nyüstszái és a segédfonaiak, mint vefüiékszálak alkotják a szövet szerkezetét.

A találmány szerinti szénszáiszővet hetedik kiviteli alakja megfelel a hatodik kiviteli alak szénszálszövetének azzal az eltéréssel, hogy az egymás mellett fotó szénszálfonalak közötti rések mérete 0,2 és 2 mm között változik.

A szénszálfonalak közötti rések mérését az alábbiakban ismertetjük.

Egy szövet három különböző helyéről hossz- és keresztirányban 17 cm x 17 cm-es próbákat veszünk, A vett próbákat lefotózzok, majd 200 %-ra kinagyítjuk, mind hosszirányban, mind pedig széliében. Az. így kapott képeken mind a nyüstirányú, mind pedig a vefülékirányú szálak közötti távolságokat 0,1 mm pontossággal, néniuszos tolómérővel megmérjük. Az így kapott értékeket átlagoljuk. A kapott átlag fele a szén30 szálfonalak közötti üres terület mérete.

A találmány szerinti szénszáiszővet nyolcadik kiviteli alakja megfelel a hatodik kiviteli alaknak úgy, hogy a nyüstfonaiak és a vetülékfonalak, kötéspontjaikban alacsony lágyulásponfú polimerrel vannak összeragasztva.

* * * < * *

A találmány szerinti szénszáiszővet kilencedik kiviteli alakja megfelel a hetedik kiviteli alaknak úgy,, hogy a nyüstfonaíak és a vetülékfonalak, kötéspontjaikban alacsony lágyuláspontú polimerrel vannak összeragasztva.

A találmány szerinti szénszálszövet tizedik kiviteli alakja megfelel az 1-5 kiviteli 5 alakok bármelyikének úgy, hogy a nyöstszálakat a szénszáifonalak és segédfonalak alkotják, a vetülékfonalakat pedig segédfonaiak alkotják oly módon, hogy a nyüstirányú és a vetülékirányü segédfonaiak szövött szerkezetet alkotnak, amely a nyüstirányú szénszálfonalakat egyenesben tartja

A találmány szerinti szénszáiszővet tizenegyedik kiviteli alakja megfelel a 10 tizedik kiviteli alaknak úgy, hogy a nyüstfonaíak és a vetülékfonalak, köíéspontjaikban alacsony íágyuláspontű polimerrel vannak összeragasztva.

A találmány szerint szénszálszövet tizenkettedik kiviteli alakja olyan, mint az elsőtől ötödik kiviteli alakok bármelyike, ahol a nyüstfonalakat az említett szénszálfonalak képzik, a vetülékfonalakat szintén az említett szénszáifonalak képzik oly módon, hogy a nyüstszáiak szénszálfcnalaí és a vetülékszálak szénszálfonalai szövött szerkezetet alkotnak.

A találmány szerinti szénszálszövet tizenharmadik kiviteli alakja megfelel a tizenkettedik kiviteli alaknak úgy, hogy a nyüstfonaíak és a vetülékfonalak, kötéspontjaikban alacsony lágyuláspontú polimerrel vannak összeragasztva.

A találmány szerint szénszálszövet tizennegyedik kiviteli alakja olyan, mint az elsőtől ötödik kiviteli alakok bármelyike, ahol a nyüstfonalakat az említett szénszáifonalak és segédfonaiak képzik, a vetülékfonalakat pedig szénszálfonalak és segédfonalak képzik oly módon, hogy a nyüstirányó segédfonaiak és a vefüiékírányé segédfonaiak olyan szövött szerkezetet alkotnak, amely a nyüstirányó szénszálfonalakat és a vető25 lékirányú szénszálfonalakat alapvetően egyenesben tartja.

A találmány szerinti szénszáiszővet tizenötödik kiviteli alakja megegyezik a tizennegyedik kiviteli alakkal ügy, hogy minden nyüstszáí és a vetülékszálak segédfonalai, vagy a vetülékszálak segédfonalai és minden vetülékszál lánckötésponfjukon alacsony lágyuláspontú pollmerréi vannak összeragasztva.

A találmány szerinti szálerősítésű rétegzett műanyag termék, mint első kiviteli alak, egy szálas anyag és műgyanta párosításával készül ügy, hogy a szálas anyag olyan szénszálszövet alapú, amely az 1. -15, kiviteli alakokban szerepei,

A találmány szerinti szálerősítésű rétegzett műanyag termék második kiviteli alakja megfelel az első kiviteli alaknak úgy, hogy a szálerősítésű műanyaggal további elemet olvasztunk össze és a szálerősítésű műanyag hornyokkal rendelkezik a szálakkal erősített oldalon, és a hornyok az említett műgyantákkal vannak kitöltve.

A szálerősítésű műanyag gyártási eljárásának első kiviteli alakjánál vákuumzsákos réfegolvasztó berendezést alkalmazunkv amely tartalmaz egy formát, egy, e formába helyezett szálas anyagot, egy a formára helyezett zsákfilmet, úgy, hogy ez utóbbi tartalmazza a szálas anyagot és elszigeteli a külvilágtól, továbbá egy gyantaadagoló csövet az olvasztandó műgyanta adagolására a zsákfíimen keresztül a zsákfilm belsejébe, valamint sgy műgyanta adagoiö szabályzoszelepet, amely a műgyanta adagoló csövön van elhelyezve, továbbá egy vákuumszivattyút, amely a zsákfílmbe nyílik, a szálas anyag pedig részben vagy egészben szénszálszövet az 1, -15. kiviteli alakok szerint, továbbá a műgyanta szobahőmérsékleten kötő műgyanta, és a gyanta diffúzióját végző, hornyokkal ellátott formázóeszköz érintkezésben van a szálas anyaggal.

A jelen találmány szerinti szálerősítésű műanyag formázási eljárása egy máso15 dik kiviteli alak szerint vákuumzsákos formázó berendezéssel történik, amely berendezés tartalmaz egy formát, egy szálas anyagot a formában elhelyezve, egy zsákfilmet, amelyet ügy helyezünk el a formában, hogy tartalmazza a szálas anyagot és egy tömítést, amely szigeteli azt a külvilágtól, továbbá tartalmaz egy műgyanta adagoló csövet a műgyanta adagolására, és ezen keresztül annak belsejébe, továbbá tartalmaz egy műgyanta szabályozó szelepet, amelyet a műgyanta adagoló csövön helyezünk el, és egy vákuumszivattyút, amely alacsonynyomású fér létrehozására képes a zsákfilm belsejében, a szálas anyag pedig részben vagy egészben szénszál szövetből áll az

1, - 15. kiviteli alakoknak megfelelően és a műgyanta szobahőmérsékleten kötő műgyanta, továbbá a berendezés tartalmaz a szálas anyaggal érintkezésben lévő forrná25 zóeszközt, amelyben hornyok vannak kialakítva a diffúzió elősegítésére.

A jelen találmány szerinti szálerősítésű műanyag gyártási eljárásának harmadik kiviteli alakja megfelel a második kiviteli alaknak úgy, hogy a formázóeszkőz hab.

A találmány szerinti szénszálszövetet, az előállítására szolgáló eljárást és berendezést a továbbiakban példaként! kiviteli alakok alapján, a csatolt rajzokra történő hivatkozással ismertetjük részletesen. A rajzokon az

1« ábra: a szénszálszővet egyik kiviteli alakjának nézetét mutatja, a

2, ábra; a szénszálszővet további kiviteli alakjának nézetét mutatja, a

3, ábra; a szénszálszővet újabb kiviteli alakját mutatja, a

4» ábra; a szénszálszővet még további kiviteti alakjának nézete, ez ϊ*« * ** ♦ * ♦ ♦ ♦ ♦♦ *· Χ*Φ * * *

X Α ♦ X Α ♦ * * ♦'• ΑΧ > « * * *· ♦ · * δ, ábra; a szénszálszövetre mutat be példát. Ez a kiviteli alak nem része a találmány oltalmi körének, cte a technika állásához tartozván a találmány megértése szempontjából hasznos, a

............& ábra:, szálerősítésű műanyag gyártóberendezésére matat példát, mégpedig semati5 kus hosszmetszetben, a ?, ábra: a 6. ábrán látható berendezésben használt műgyanta diffúziós eszközre mutat példát sematikus perspektivikus ábrázolásban, a

8. ábra: a szálerősítésű műanyag gyártási berendezésére hoz újabb példát sematikus hosszmetszetben ábrázolva, a

9, ábra: a 8. ábrán látható .berendezésben használt hornyokkal ellátott formázóeszköz egyik kiviteli alakja sematikus felül nézetben, a

1Ö. ábra: egy horogejtés-erték mérő berendezés perspektivikus elölnézete, a

11, ábra: a 10. ábrán látható berendezésben használt horgot és súlyt mutatja eíölnézetben, nagyítva, a

12. ábra: a 10. ábrán látható berendezés alját mutatja sematikus elölnézetben.

Az 1, ábrán látható szénszálszővetet egyirányú szálak alkotják. Az 1 szénszálszövetben sok 2 szénszáifonal van. Minden 2 szénszálfonal kb. 40 000 - 400 Oöö számú 3 elemi szénszálat tartalmaz. A 3 elemi szénszálaknak szálkötéspontjaik vannak.

Az 1 szövet szerkezetét alkotó nyöstszálak 2 szénszálfonaiak és a vetüiékszá20 lak 4 segédfonalak. A 4 segédfonalakban alacsony hőmérsékleten olvadó polimer van és miután a megolvadt polimer megszilárdult, az 5 részek összeragasztják a 4 segédfonaiakaf a 2 szénszálfonalakkal,

A 2. ábrán a 1 szénszáiszővet újabb kiviteli alakját látjuk.

Az ábrán látható 1 szénszálszövet egyirányú fonalakból álló szövet. A 6 szén25 szálszövet számos 7 szénszálfonslat tartalmaz. A 7 szénszálfonalak mindegyike kb. 40 000 és 400 Oöö közötti számú 8 elemi szénszálat tartalmaz. A 8 elemi szénszálak eiemíSzáMánekötéspcniökkai rendelkeznek

A 6 szénszáiszővet szerkezetét alkotó nyüsfszáiakat a 7 szénszálfonaiak és a elsődleges 9 segédfonalak, a vetülékfonalakat a másodlagos lö segédfonaiak alkotót) ják. Egy olyan szövetszerkezetben, amelyet a 9 és 10 segédfonaiak alkotnak, a megfelelő 7 szénszálfonaiak nyűstirányában helyezkednek el (az első 9 segédfönalakkai), keresztezve a vetülékfonalakat (a második 10 segédfonalak). A második 10 segédfonalak alacsony olvadáspontú polimert tartalmaznak és miután a polimer megolvadt, a megszilárdult 11 részek összeragasztják a második 10 segédfonalakat a 7 szénszáifo35 nalakkal.

φ*φφ X

Λ- φ A * * ** * ΦΦΦ * * * ♦ φ » ♦ Φ * Φ * χφ φφ *·* ♦«

Ebben a 8 szövetben a 7 szénszálfonalak rétegszerűen helyezkednek el és a második 10 segédfonaiak váltakozva a réteg színén és a fonákján vannak. Az első 9 segédfonaiak a megfelelő 7 szénszálfonaiak között elhelyezkedve, a második 10 segédfonalakkal alkotják a szövet szerkezetét Ennek eredményeként a megfelelő 7 szénszálfonalak nem szenvednek törést, mivel nem vesznek részt a szövet szerkezetének kialakításában. A CFRP, amelyet ilyen szövet felhasználásával készítünk, nem tartalmaz helyi feszültséggyűjtő helyeket és nagy szilárdságú.

A szövetet alkotó 9,10 segédfonalak nem hordoznak terhelést a termékben és arra szolgálnak, hogy a formázás közben megtartsák a szövet formáját, azaz a szőlő vetszerkezet formáját. Ezért aztán, minden segédfonal finomsága 100 és 2000 denier között keit, hogy legyen, még kedvezőbb, ha vékonyabbak, mint az alkalmazott 7 szénszálfonaiak.

Különösen előnyős, ha a 9, 10 segédfonaiak mindegyikének finomsága 100 és 500 o'enier között van, és így sokkal vékonyabbak, mint a szénszálfonalak, és előnyős az is, ha a vetülékszálak W segédfonalainak sűrűsége 0,5 és 8 őevetés/cm között van, mivel igy a szövet nagy térfogatúvá válik, de a vetülékszálak 10 segédfonalai kevésbé szorítják össze a szénszálfonaiakat.

Célszerű, ha a 9, 10 segédfonaiak 150 ”C~on történő szárazlevegős zsugorítássá kisebb mértékű, mint 0,1 %, azért, hogy megmaradjon a szövet méretstabíiiíása és hogy megelőzzük a hő okozta zsugorodási, amikor az alacsony hőmérsékleten olvadó polimert használjuk a láncköféspontok összeragasztására, a nyüsí- és vetülékszálak között.

A fenti egyetlen száiirányá szövet esetében célszerű, hogy ha a szénszálak területegységre vetített súlya 400 és 2000 gfcm² között van, mivel a CFRP megkívánt tu25 iajdonságainak elérése érdekében egymásra rétegezett szövetszám nem lehet nagy, mégpedig azért, hogy csökkentsük a szálas anyag formázásakor végzett réíegzési munka kényelmetlenségét, munkát takarítva meg ezzel.

Azért, hogy lerövidítsük a műgyanta injektálásának idejét fokozva ezzel az olvasztás hatékonyságát, célszerű, ha a megfelelő, egymás mellett lévő szénszálfonalak közötti üres helyek mérete 0,2 és 2 mm között van, mivel az üres helyek lesznek majd a beinjektált gyanta folyásának útjai, azé a gyantáé, amelyet zsákfiSmbe és formába zárt szálas anyagba injektálunk a műgyanta-transzfer eljárásnál.

Egymás melletti szénszálfonaiak által közrefogott üres helyekkel rendelkező egyetlen szálirányé 1 szénszáiszövetekeí látunk a 3. és a 4. ábrán, A 3. ábrán olyan szövetet látunk, amelyben C üres helyek vannak, amelyeket az adott, egymás melletti * «* >44 ’ * **

Φ «:««- * ♦ * φ Φ χ ♦ φ X Φ X «««« φΦ Φ* **'

-122 szénszálfonalak képeznek egymás között olyan 1 szénszálszővetben, amely az 1. ábrán látható. A 4. ábra olyan szövetet ábrázol, amelyben a megfelelő egymás melletti 7 szénszálfonalak között rések vannak a 2. ábrán látható 8 szénszálszővetben,

....................Egy egyetlen szállrányű szövetben, ha ez elemiszálak száma, amelyek a szénszálfonaíak mindegyikét alkotják, 40 és 400 0ÖÖ között van, a szálfinomság 30 000 és kb. 70 ööö denier között van, és a területegységre vetített szénszálsúiy 400 és 700 g/cm² közötti, akkor a szénszálszövet meglehetősen nagy térfogatú lesz, és igy a szénszálszövet felhasználásával, kézi rétegezésl technológiával, szobahőmérsékleten kötő, 2 és 7 Polse közötti viszkozitású műgyanta felhasználásával készített szálerősítésű műanyag termék hagyományos Impregnáló görgő segítségével, gyantával kielégíthetőén impregnálható .

Szénszálszövetre láthatónk példát az 5, ábrán, amelyet alább ismertetőnk. Ez a szövet kétszáiirányú szövet. A 12 szénszálszővetben számos 13, 15 szénszálfooal van. A 13, 15 szénszálfonalak mindegyike körülbelül 40 000 és 400 000 közötti számú 14, vagy 18 elemi szénszálat tartalmaz. A 14, 18 elemi szénszálaknak szálkötéspontjalk vannak.

A 12 szénszálszövet szerkezetét alkotó nyüstszálak 13 szénszálfonalak, és a vetülékszáiakat alkotó szálak Is 15 szénszálfonaiak. A vetülékszáiak 15 szénszálfonaiai alacsony lágyulási hőmérsékletű polimerrel vannak részlegesen bevonva felületükön, és miután a polimert felvittük, 17 szilárd részek alakulnak ki, amelyek összeragasztják, összekötik a vetülékszáiak 15 szénszálfonalait és a nyüstszálak 13 szénszálfonalait.

Annak oka, hogy vajon miért alacsony lágyuláspontú polimert használunk a 13 szénszálfonaiak és a vetülékszáiak összekötésére, a következő. Mivel a találmány szerinti 12 szénszálszővetnéi használt 13, 15 szénszálfonalak mindegyikének vastagsága sokkal nagyobb annál, mint amilyet a hagyományos szénszálszövetek esetében használnak, a szövet szerkezetét alkotó nyüstszálak és vetülékszáiak közötti iánckőfésponiok száma kisebb a jelen találmány szerinti 12 szénszálszövet esetében. Igy, amikor a szövetet elvágják, a 13,15 szénszálfonaiak mintegy kirojtosodnak, és ez nem jó a szövet kezelése szempontjából. Az alacsony hőmérsékleten olvadó polimer arra szolgál, hogy a szövet fonalait rögzítse és megkönnyítse a szövet kezelését. Mivel a találmány szerinti 12 szénszálszövet, amelyben a nyüst- és vetülékszáiak szálkötéspontjaikon egymáshoz vannak erősítve, alapvetően mentes a vágáskor előforduló fonalkírojtosodástől, ezért a jó megmonkálbafóság nagy mértékben növekszik mind a mügyantatranszfer-formázó eljárásnál, mind pedig a vákuumzsákos formázó eljárás * β * * * 9 X ♦ * ♦ 4»ν ♦♦ ♦ * * Φ* « * Φ * * φ*- ** esetében, amelyeknél a szövet végett lapjait egy formában kell egymásra rétegezní. Az alacsony íágyuláspontú polimerrel mind a nyüst, mind pedig a vefülékszáiakat folyamatosan, vagy pontszerűen bevonjuk.

................................Az.. alacsony. hőmérsékfeten- lágyuló polimer^; mennyisége célszerűen kisebb, mint 8 g/m^s, mivel nagyobb mennyisége akadályozza a műgyanta impregnáicdását és rontja a CFRP mechanikai tulajdonságait. Mindazonáltal, ha ez a mennyiség kisebb, mint 0,5 g/jm² a nyüst- és vetűiékszálsk összeerősödése a lánckötésponfokön gyenge lesz. így a kedvező mennyiség 0,5 és 6 g/m² között van.

Az egyetlen szálirányü 12 szénszáíszövet esetében, hogyha az alacsony olvéli) dáspontú polimert a vékony segédfonalakra négy mennyiségben visszük fel, a szövet törése valószínűleg a segédfonalakon jelentkezik. Azért, hogy ezt megelőzzük, célszerű az alacsony olvadáspontó polimert 40 %-ban vagy ennél kisebb mennyiségben a segédfonalakra felvinni.

Az alacsony lágyuiáspontú polimert, a pollemidokat, kopoiíamídokat, políészte15 rakat, kopoíiészierekel, poíivinlíldénklorídckat, pölívinitkiondökat és poíieretánt tártálmező csoportból választhatjuk ki. A kopolíamítíok különösen alkalmasak erre a célra, mivel alacsony hőmérsékleten lágyulnak, nagy a tapadöszíiárdságuk és kis mennyiségben ís megfelelő száíkötést szolgáltatnak.

A találmány szerinti szálerősítésű műanyag termékben, ha a benne lévő szálas 20 anyag egyetlen szövetréíegböi ált, akkor ez a szövet 1, 6, 12 szénszáíszövet. Ha a szálas anyag számos szövetrétegből áll, legalább e szövetréfegek egyike a találmány szerinti 1, 6, 12 szénszálszövet. A találmány szerinti legalább egyetlen réteg 1, 6, 12 szénszáíszövet mellett alkalmazott egyéb szálas szövetek olyan szálerősítésű szövetek lehetnek, amelyekben üvegszálak vagy ooíiaramid szálak stb. vannak.

A gyantavázat alkotó műgyanta lehet bőre keményedé műgyanta, mint az epoxigyanta, telítetten poliészter műgyanta, viníiésztergyanta és fenoigyanta, valamint hőre lágyuló műgyanta, mint a poliamld műgyanta, a poliészter-műgyanták, a ÁSS műgyanták, polietilén műgyanta, polipropilén műgyanta, poiívíniíkíohd műgyanta, poíiéierketon műgyanták és polífenilszulfíd műgyanta:.

A találmány szerinti szálerősítésű műanyag termékben olyan 1 szénszálszővefet alkalmazunk, amelynek területegységre eső súlya meglehetősen nagy, valamint nagy a térfogata is. így a formázás fázisában a szálas anyagot jól lehet impregnálni a mátrixot alkotó műgyantával és a kapott termék mechanikai tulajdonságai kitűnőek, mindamellett nem is köítséoes.

* * « « *«» * * x « « »«X« *«*« « « ♦ 99 « * *

M ♦ « * * »« X* *♦*

A találmány szerinti 1 szénszáiszövet felhasználásával készülő szálerősítésű műanyag terméket bármilyen, hagyományos, általánosan ismert formázási eljárással és berendezéssel előállíthatjuk. A 1 szénszálszövetek, amelyek szénszálainak terület» sgységre .bsö. súlya, igen nagy, valamint térfogatuk is nagy, különösen alkalmasak a műgyanta-transzfer formázási eljárás és a vákuumzsákos eljárás alkalmazására és alacsony költséggel sok terméket elő lehet állítani ezekkel a formázási eljárásokkal. A szálerősítésű műanyag termék találmány szerinti első kiviteli alakját és gyártási eljárását a továbbiakban: a 8. ábra alapján írjuk le.

A 8. ábrán, 21 formában előre meghatározott számú, a találmány szerinti 1 szénszáiszövetet tartalmazó 22 szövetréíegekei rétegeztünk egymásra. Ezek az egymásra rétegezett lapok, amelyek 22 szövetrétegből állnak, 23 szálas anyagot formálnak, amelyből a szálerősítésű műanyag termék készül.

A 23 szálas anyag oldalai körül, 24 szellőző réteg van elhelyezve és 25 szivónyilást csatlakoztatunk egy vákuumszivattyúhoz (amely nem látható az ábrán) mégpedig a 24 szellőző réteg alsó féléhez. A 24 szellőző réteg széle olyan számos, porózus réteget tartalmazó többrétegű elem, mint egy szövet.

A 23 szálas anyagon és a 24 szellőző rétegen egy 28 szövetréteg van úgy, hogy a gyantával történő kezelés után ez héjszerüen eltávolítható. A 28 szövetrétegen egy 27 elosztó közeg helyezkedik el, azért, hogy a műgyantát eloszlassa a 23 szálas anyag teljes felületén.

Egy mugyantaelláfó 29 cső egyik végével a műgyantát tartalmazó tartályhoz, másik végével pedig a 27 elosztó réteghez csatlakozik a 28 zsákfümen keresztül, a 28 zsákfilm felső felületének közepén. A gyantaeliátó 29 csövön, körülbelül kőzéptájon, szabályozó 30 szelep van beépítve.

A 29 cső és a 28 zsákfilm, valamint a 28 zsákfilm és a 21 forma közötti periférikus üres tér 31 és 32 tömítésekkel van szigetelve.

A gyantafartáíy (nem látható az ábrán) szobahőmérsékletű, hőre keményedé műgyantát tartalmaz (mátrix gyanta), amely szobahőmérsékleten sörön folyó, és előre meghatározott mennyiségű edzőszerrel van összekeverve.

A 28 zsákflimmel fedett 23 szálas anyag terében lévő levegőt vákuum-szivattyúval fávolítjuk el (nem látható az ábrán) a 25 szívónylláson keresztül, amíg a csökkentett nyomás el nem éri a 708-780 Torr-t Ekkor a 30 szelepet kinyitjuk, hogy meginduljon a gyanta áramlása a 23 szálas anyagba. A gyantával szembeni áramlási ellenállás a 27 elosztó közeg felületének irányában kisebb, mint a 23 szálas anyagra merőleges irányban. így a műgyanta a 27 elosztó közeg teljes felületén szétterül, maid

ί) ·*> c 2>3 'ΐ * * ♦ * * * * * * ♦ * * * * ♦ * ♦ * * * * eífrí* *♦ ♦ > ·Λκ átitatja a 23 szálas anyagot erre merőleges Irányban. Ennek az eljárásnak megfelelően, mivel az a távolság, amelyet a gyantának meg kell tennie a 23 szálas anyagban, lényegében a 23 szálas anyag vastagsága, az impregnálás folyamata teljes egészébán. nagyon gyorsan, vég bemegy.. A vákuum szivattyú (nem látható az ábrán) legalább addig az időpontig működik, amíg a gyanta teljesen át nem itatja a 23 szálas anyagot.

Az impregnáiődás befejeztével a 30 szelepet elzárjuk. A formát mindaddig állni hagyjuk szobahőmérsékleten, amíg a befecskendezett műgyanta meg nem szilárdul. Ha a műgyanta már megszilárdult, a 28 zsákoméi, a 27 elosztó közeget ás a 26 szövetrétegef eltávolítjuk, és az FRP terméket eltávolítjuk a 21 formából,

A 7, ábrán példát láthatunk a 27 elosztó közegre. A 7. ábrán a 27 elosztó közeg számos 33 pálcából álló 27 elosztó közeget látunk, amelyet előre meghatározott résekkel raktunk egymásra. A 33 pálcák és a 34 pálcák lényegében merőlegesen helyezkednek el egymáshoz képest.

A szomszédos 33 pálcák és 34 pálcák között üres tér van. Ezek az üres terek járatokat képeznek a gyanta számára. A 33 pálcák bomiökrésze kapcsolatban van a 28 zsákfilmmei valamint a 34 pálcák alsó felükkel a 26 szővetrétegbez Illeszkednek..

A 28 zsákfiim álfa! szigeteit térben a nyomás a 25 szivónyíláson át csökken, a gyanta beáramlik a 27 elosztó közeg közepébe a 29 gyantavezetéken át. A befecskendezett gyanta a 33 és 34 pálcák közötti réseken folyik át. A gyantaáram átitatja a 26 szövetrétegef és lényegében egyenletesen oszlik el a 23 szálas anyag teljes felületén.

A 33 és 34 pálcák mindegyikének vastagsága nincs meghatározva, de célszerűen 0,2 és 2 mm között van. Kedvező, ha a 33, 34 pálcák közötti hézagok kb. 0,2 és 2 cm közöttiek. A 33 és 34 pálcákat készíthetjük polipropilénből, polietilénből, poliészter vagy poiivínil-ktorídbóí, de készülhet fémhálóból is. A háló lehet hálószerű fiimréteg, szövet, kötött anyag vagy háló, stb. A 33 és 34 pálcákat ki lehet alakítani számos egymásra fektetett hálószerű rétegből is.

A szálerősítésű műanyag termék második kiviteli alakja szálerősítésű műanyag, amelyben szénszáíszövet található, valamint más formázó tagok. A formázó eszközön hornyok vannak a szálerősítésű műanyaggal szemben lévő oldaton és a hornyokat műgyantával töltjük meg, amikor szénszáierősiíésű műanyagot készítünk.

A formázott anyag a formázó eszközre rétegezett szálas anyagból áll, a formázó eszközön pedig hornyok és járatok vannak a műgyanta számára, továbbá fedőfilmmel van lefedve. A fedőfilmmel fedett homlokrészi, vákuum alatt tartjuk (csökkentett nyomáson) és a gyantát a formázó eszköz hornyain keresztül áramoltatjuk, amelyek érintkezésben vannak a szálas anyaggal. így, mig a rétegzett szálas anyag szobahő- ís »Φ Φ<· **** ♦ Κ ·«· * * * φφ» * * ♦ φ » β φ » φ »»·· ** *« ♦♦ mérsékleten kerül impregnálásra, a szálas anyag; és a formázó eszköz szorosan őszszekapcsoíódik és így alakítja ki a formázott anyagot. Ennél az eljárásnál a formázó eszközön kiképzett hornyok lehetővé teszik, hogy a gyanta könnyen szétáramoljon, ha fedőeiemként FEP-t (Fíber Reinforced Piestie - szálerősítésö műanyag)) használunk, így a szálerősítésű műanyag, amelyben a FEP és a formázó eszköz szorosan összekapcsolódik, könnyen gyártható.

A jelen találmány szerinti szálerősítésű műanyag termék egyik kiviteli alakja hasonló a második kiviteli alakhoz és a gyártási eljárást a 8. és Ü.ábrák alapján ísmer~

A 8. ábrán a 41 formában egyforma szerkezetű 42 és 43 blokkokat helyezünk el. A 42, 43 blokkot a 44, 45 formázó eszközzel és egy ezt körülvevő 46, 47 szálas anyaggal készítjük él. A 46, 47 szálas anyag kétrétegű rétegzett, belülre elhelyezett 43, 49 és kívülre elhelyezett SO, 51 szövetet tartalmaz, A 48 és 50 szövetek legalább egyike a jelen találmány szerinti szénszálszövet. Továbbá, legalább a 49 és 50 szövetek egyike a jelen találmány szerinti szénszálszövef.

A 42 és 43 blokkokat egy 52 zsákfiim fedi és az 52 zsákfílm szélével a 41 formával érintkezik az 53 tömítés útján, azért, hogy az 52 zsákfílm homlokrészét szorosan elszigetelje a külső folyadéktól.

A 9, ábrán példa látható a 44, 45 formázó eszközre. A 9. ábrán a 44 formázó eszközön 60 hornyok vannak, mégpedig az 54 fölső félen, továbbá az 55 alsó félen, az 56 homiokrészen, az 57 hátsó részen, az 58 jobb oldaton és az 59 bal oldaton. Ezek a 80 hornyok teszik lehetővé, hogy a gyantagyártás közben áramoljon.

Egy 81 gyantaeíiátö cső csatlakozik egy (az ábrán nem látható) gyantatartályhoz és a 81 cső a 44 formázó eszköz felületéhez csatlakozik az 53 szigetelésen át és a 46 szálas anyagon át Egy 82 szívócső, vákuumszivattyúhoz csatlakozik (nem látható az ábrán) és ez a 82 szívócső a 45 formázó eszköz felületéhez van csatlakoztatva az 53 tömítésen és a 47 szálas anyagon keresztül.

Ha a vákuumszivattyú működik, hogy csökkentse a nyomást az 52 zsákfiim által szigetelt térben a 62 szívócsövön keresztül, a gyanta a gyantatartályból befolyik az említett térbe a gyaniaeíláíó 61 csövön át. A beinjektáit gyanta a formázó 44, 45 tagok által előidézett csekély áramlási ellenállással szemben a hornyokba áramlik és teljes mértékben eloszlik a 44, 45 formázó eszközökben. így végbemegy a 48 és 47 szálas anyagok gyantával történő impregnáiása.

A 46 és 47 szálas anyagok gyantával történő ímpregnáíódása után a gyantautánpótlást megszüntetjük és a 41 formát szobahőmérsékleten állni hagyjuk. A 48 és ♦« # X *·$*♦

-* '·»* * *

X * « φ * * φ » *

Φβ Φ* Φ* ** ** szálas anyagban lévő gyanta, valamint a 6Q hornyokat megtöltő gyanta megszilárdul így összeköti a 46, 47 szálas anyagokat a 44, 45 formázó eszközökkel és szálerősítésű műanyag terméket alkot.

.................Ebben a kivitelt alakban_: a szálas anyagok minőegyike két rétegű12 szénszál5 szövet, de az egymásra rétegezett szöveteket a kívánalmak szerint meg lehet választani. A szálas anyagok mindegyike szénszálszöveten kívül tartalmazhat másféle szövetet is.

Ebben a kiviteli alakban a formázó blokkok száma kettő, de ezt Is tetszés szerint lehet választani.

A szálerősítésű műanyag termékek, mint a második kiviteli alak, szálerősítésű műanyagot tartalmaznak, és a formázó eszközök erős kapcsolatban vannak egymással, nemcsak azért, mert a szálerősítésű műanyag és a formázó eszközök a szálerősítésű műanyag és a formázó eszközök közötti területen össze vannak ragasztva, hanem, mert a formázó eszközök hornyai a gyantával össze vannak kötve,

A formázó eszközök hornyainak keresztmetszete lehet szögletes, trapezoid vagy félkör alakú, stb. Keresztmetszetűket és méretüket attól függőén lehet megválasztani, hogy a gyantának milyen a viszkozitása és milyen a kötés mértéke a szénszál-erősítésű műanyag és a formázó eszközök között. Különösen célszerű, ha a hornyok keresztmetszete ék alakhoz hasonlóan szélesebb minden horony alján, mint a te20 tején, mivel a szálerősítésű műanyagot és a formázó eszközöket így erősen össze lehet ragasztani.

A formázó eszközöket bármilyen különböző anyagból ki lehet alakítani, pl gyantákból, fémekből vagy fából Célszerű, ha a formázó eszközöket szerves vagy szervetlen habból készítjük, mivel az igy készített termék könnyű lesz. A szerves vagy szervetlen babok lehetnek poliuretán, pollsztirén, polietilén, polipropilén, PVC, szilikon, ízocianuráf, fenol vagy akhlgyartlák, könnyű sejthetőn, kalciumszilikát hab vagy kaiciumkarbonáf hab, stb.

Célszerű, ha a formázó eszközök nyomószíiárdsága nagyobb, mint kb. 1.10⁵ Pa, Ha a nyomószilárdság kisebb, mint kb, 1.1Ό⁵ Pa, a formázó eszközök összenő törhetnek a vákuumzsákos eljárásnál. Az Imént Ismertetett eljárás vákuumzsákos eljárás, de mivel a gyanta a diffúziónak kitett szálas anyag teljes felületén szótárad olyan gyorsan, amilyen gyorsan beinjekfáítuk, ez különbözik a hagyományos vákuumzsákos eljárástól. A találmány szerinti formázási eljárásnak megfelelően, nagy méretű FRP termékeket lehet könnyen előállítani.

♦*

-13« « * * φ * φ * φ »:φ.φ.φ «* *»»Φ Φφ:Φ« Φ Φ * X « Φ » «

Φ» ΦΦ *

Φ»

Φ «»»

A találmány szerinti szénszáiszövet területegységre vetített szénszálsúlya laponként nagy és még nagyobb térfogatú is, mivel a elemi szénszálak össze vannak egymással gabaiyodva, és ezért közöttük üres tér alakul ki. A jelén találmány szerinti szénszái-erösitésü műanyag gyártási eljárásának megfelelően, a gyanta áramlása a szálas anyag síkjában bizonyosan végbemegy és a szálas anyag maga is olyan szerkezetű, hogy könnyedén átengedi a gyantát. így a szálas anyag rétegzésének munkafázisában tapasztalható nehézségek kisebbek és a gyanta a rétegzett szálas anyagba történő impregnálódása ís tökéletesen végbemegy. Ezen kívül a gyanta bejuttatásának ideje is rövidül, nagymértékben fokozva a formázó munkájának hatékonyságát.

A 47 szálas anyagnak nem keli feltétlenül és kizárólag a találmány szerinti 12 szénszáiszövetnek lennie, de legalább egyetlen 47 szálas anyagréteg a jelen találmány szerinti 12 szénszáiszövet. A 47 szálas anyagban lévő többi szövet, mint a jelen találmány szerinti 12' szénszálszövet, lehet bármilyen hagyományos szénszáiszövet vagy bármilyen hagyományos szövet, nemezszerú anyag vagy széttördelt nemez, stb. , amelyet más erősítő szálakból alakítunk ki, mint pl. az üvegszálak vagy a poliaramíd szálak. Továbbá a 47 szálas anyag más rétegei, mint a találmány szerinti 12 szénszálszövet lapok, lehetnek több tengelyű fonott anyagok, amelyek olyan rétegzett lapokat tartalmaznak, amelyek mindegyiké olyan erősítő szálakból áll, amelyek párhuzamosak, amikor a lapokat különböző szálirányba álllbuk, mint pl. 0° irányba (a szálas anyag hosszirányába), 9O°-os irányba (a szálak keresztirányában), vagy ±45°-os irányba (a szálak átlós iránya) és összevarrjuk őket üvegszál fonallal, poliészter vagy políamid szálakkal, stb. Különösen, ha a 47 szálas anyag, amely a jelen találmány szerinti 12 szénszáiszövet, egyszálírányú 12 szénszálszövetet és sok tengelyű fonott anyagot tartalmaz, az FRP termék, amelyet ezeknek a felhasználásával készítünk, olyan szerke25 zetú, hogy a termék erősített jellegű lesz a szükséges fő irányba az egyirányú szénszálszövet miatt és a többi Irányba a soktengelyü fonott anyagrészek miatt.

A 47 szálas anyag nagy térfogatú száltartalmú, mivel a 12 szénszálfonalak és más erősítő szálfonalak nem gabalyodnak egymásba és kapcsolódás néíküi futnak egyenesen. Az FRP termék, amelyet a 47 szálas anyag felhasználásával készítünk, ki30 tűnő mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik. Mivel a szénszálak és más erősítő szálak nem kapaszkodnak egymásba a fonalak közötti szálkötésponfokkal, a 47 szálas anyagok kielégítően impregnálhafóak gyantával vákuumzsákos eljárással és az impregnálódás foka is magas.

A találmány szerinti szálerősítésű műanyagok gyártásánál alkalmazható gyan35 fák szobahőmérsékleten szilárduló gyanták, olyan folyékony gyanták, mint az epoxiX φ «ΦΦΧ ♦ * Μ » *

Φ Φ Φ * * * « Φ χ Φ Φ X Φ ««♦ ΦΦ ΦΦ

1θ gyanták, a telítetlen poliészter gyanták, vlniiészter gyanták és fenolgyanták. Célszerű, ha a gyanta viszkozitása alacsony, pl. kb. 5.10'² Pa.s és 1 Pa.s között van, legalábbis az impregnálhaióság .szempontjából Még célszerűbb, ha a viszkozitás S.10'^s Pa.s és 0,5 Pa,s között van. Különösen a vlniiészter gyantát lehet jól használni, mint olyan gyantát, amelynek 3,5 és 72 % között van a nyúlása, és a kialakítandó termék nagy szilárdságú és kitűnően ütésálló lesz,

A héjréteget le lehet bántani és el lehet távolítani az FRP-ről, miután a gyanta megszilárdult és hagyni kell hogy a formázás művelete alatt átjárja a gyanta. Ez a héjréteg lehet pl. poliamíd szálszövet, poliészter szálszővet vagy üvegszálszövet. Mivel a poliamíd szál és a poliészter szálszövet olcsó, nagyon is célszerű az alkalmazásuk. Mindazonáltal, az a szövet gyártásánál felhasznált olaj és frelő szer az FRP gyantájába kerülését megelőzendő, célszerű használat előtt leöblíteni a szövetet, sőt, azért, hogy megelőzzük azt, hogy a szobahőmérsékleten szilárduló gyanta hő hatására megkössön, célszerű a szövet használat előtti horögziiése.

A széleken lévő 24 szellőző rétegnek képesnek kell lennie arra, hogy átjárja a levegő és a gyanta, A szélen lévő 24 szellőző réteg lehet pl, poliamíd szövet, poliészter szövet, üvegszálszővet vagy poliamíd szálháló, vagy poliészter szálháló,

A. 28 zsákfilmnek légzárőnak kell lennie. Ez lehet pl. poliamíd film, poliészter film vagy PVC film.

A horogejtési érték mérési eljárását a 8, 9. és 10. ábrák segítségével ismertetjük.

A horogejtési érték azt fejezi ki, hogy a szénszálszövetben, a szénszálíonalst alkotó elemi szénszálak között milyen az összegabalyodó» mértéke. A gabalyodás mértékét kifejező horogejtési értéket a továbbiakban FD^-ként fogjuk jelölni. Az

FD^syöta következőképpen mérjük.

Három, 1 000 mm széles és 7 000 mm hosszú darabot vágunk ki próbaként a szénszálszővetböl és 1 000 mm hosszú szénszálfonalat húzunk ki a megfelelő rétegekből szálirányban vagy vetülékirányban, mégpedig úgy fellazítva a szövetet, hogy ne rojtosodjon ki és ne csavarodjon össze.

A szénszálfonatból eltávolítjuk az irezőszert anélkül, hogy megbolygatnánk a szálelrendeződést.

A 70. ábrán látható 71 mérőeszköz 72 alapbői, függőlegesen beosztott 73 oszlopból az oszlop tetején található 74 befogófejböl, 75 alsó befogóból, 75 horogból 77 súlyból és 78 gyapotfonáiből áll amely össze van kötve a 75 horoggal, a 77 súly köz35 beiktatásával.

♦ Φ φ φ

Φ«*Φ

-20φ Φ*Κ » * * φ φφφ * φ * *

ΦΜ«Φ ΦΦ ΦΦ ** *♦·

Felső végével 79 rögzített fonalat rögzítünk, a 71 mérőeszközbe a 74 befogófejjel, Mivel a 79 rögzített fonal szélessége, azaz a 78 rögzített fonal vastagsága befolyásolja az FD_Í1S) értéket, a 78 rögzített fonal a 74 befogófejjel úgy van rögzítve, hogy a

................79 rögzített fonal, vastagsága egyenletes, miközben a B szélessége (mm) és a 0 fi5 nomsága (denier) közötti összefüggés a következő:

B~ 4.10⁴ D

Miután alsó végén 4 mg/0 terheléssel (nem látható a képen) látjuk el a 79 rögzített fonalat alsó végét a 75 alsó befogóval rögzítjük anélkül, hogy a 79 rögzített fonal megcsavarodna. Az LA távolság, a 74 befogófej alsó fele és a 75 alsó befogó felső félő le között (rögzítési távolság) 950 mm.

A 76 horog részletes ábrázolása, a 77 súly és a 78 gyapotfonál, amely a 76 horoghoz kapcsolódik a 77 súllyal, a 11. ábrán látható. A 78 horog fémből van, átmérője 1 mm és van egy horog formára hajlított része, amelynek a sugara 5 mm és a huzal tengelyében és annak tetején lévő és a 78 pamutfonásai hozzákötött súly van az alján.

A súlyfelfüggesztö részhez a 77 súly a 78 pamuífonálíal kapcsolódik, A 76 horog legfelső pontja és a 77 súly homlokrésze közötti L8 távolság a sorba kötött 76 horoggal, 78 pamutfonallal és 77 súllyal, 30 mm. A 78 horog és a 78 pamutfonal olyan könnyűre készüljön, amilyenre csak lehet és az egész teljes súlya a 77 súly hozzáadásával 15 g,

A 76 horgot kézzel akasztjuk be a 79 rögzített fonalba, mégpedig annak köze20 pén és merőleges irányban a 79 rögzített fonalra, amely a 74 befogófej és a 75 alsó befogó között van kífeszltve úgy , hogy a 76 horog teteje 50 mm-rel a 74 befogófej alsó síkja alatt van. A 74 befogófej alsó síkja és a 78 horog teteje közötti távolság, amikor a horog beakasztott állapotban ven a 79 rögzített fonalban, az LC-vel jelzett távolság a 10 ábrán.

Ha a 77 súlyt beakasztottuk a 79 rögzített fonalba, akkor elengedjük, mire az esni kezd. A 77 súly maga után húzza a 78 horgot, amely lefelé mozog. A 76 horog esése egy bizonyos távolságban: befejeződik és ez a távolság jellemző az elemiszálak összegabalycdására, amelyek a 79 rögzített fonalban vannak, igy a (cm) a 76 horog legfelső pontja, amelyet kezdetben elfoglalt, és a megálláskor elfoglalt helyzete közötti távolságot lemérjük.

A mérést tízszer végezzük el egy szövetdarabböl egyetlen fonalat kivéve. Mivel szövetenként három próbadarabot használunk, 30 mérési értéket kapunk összesen. Az.1¾ ezeknek a mérési értékeknek az átlaga.

Megeshet, hogy a fémyö horog egészen a 75 alsó befogóig esik és ebben az 35 esetben az esés távolsága 808 mm-nek adódik. Erre a lehetőségre is felkészülve, meg ·♦»

:«.«»» »í ·*- ♦·· ♦»» keli bizonyosodni afelől, hogy a 78 pamutfonál és a 77 súly ne ütközzön a 75 alsó befogóhoz, még akkor sem, ha a 76 horog hozzáütközik a 75 alsó befogóhoz. Ezt úgy lehet elérni, hogy elegendő helyet hagyunk a 75 alsó befogó alsó fele és a 72 alaplap...............felső síkja között, ahogy az a 12 ábrán látszik.

A 79 rögzített fonalakat, mint próbákat azután vesszük, hogy a szövetet állni hagytuk 25 ^cC~on 60 %-os relatív nedvességtartalom mellett 24 óráig, Á FD^_S)-öt 25 °C-on és 60 % relatív páratartalom mellett határozzuk meg.

Ha a 79 rögzített fonatat irezöszemel kezeltük, a FD^-re ez hatással van, a bevitt írezöszer mennyiségétől és az írezés állapotától függően. Az Irezőszert teljesen eltávolítjuk a mérés előtt. Az irezőszert olyan hőkezeléssel távolíthatjuk el a fonalról, amely 700 °C-on nitrogén atmoszférában egy óráig tart. Ha a 79 rögzített fonal prepreg, vagy CPRP gyantát tartalmaz, vagy Impregnált is, az FD_{í5rre ez Is hatással van, így a mérés előtt ezt ís el kell távolítani a fonalról. Például, ha a fonalra vitt gyanta vlnllészter gyanta, eltávolíthatjuk olyan hőkezeléssel, amely 700 °C«on nitrogénatmoszférában őt óráig fart.

Kiviteti példák;

Szénszá/szövet A;

Azonos szálirányú szövetet mutat az 1, ábra. 1 szénszáiszövetet készítünk vászonkötéssel nyüstfonalként 52,668 denier finomságú, 70 000 3 elemi szénszál tartaí20 mú 2 szénszálfonalat, és vetülékfonalként 8Ö8deníer finomságú üvegszálat tartalmazó 4 segédszálat felhasználva (a továbbiakban a szénszálfonalakat csak egyetlen Irányba rendezzük). A nyüstszál-tőmörség 0,87 vég/cm, 2 felvetés/om vetülékszál-tömőrség mellett, a szénszál területegységre vetített súlya 500 g/m² és a fonalkőtések kötöttek. A fonalkötések kötéséhez, amikor az 1 szövetet készítjük, 50 denlér finomságú afa25 csony hőmérsékleten lágyuló kopoliamld fonalakat párhuzamosan a vetülék 4 segédfonalak szálaival összeolvasztunk úgy, hogy távoli infravörös szlnképtartományu fűtőegységet csatlakoztatunk a szövőgéphez, miután elhelyeztük a vetüléket, azért, hogy összeragasszuk a 2 szénszálfonalakat a 4 segédfonalakkal. A kapott 1 szövet nagy térfogatú, mivel a 2 szénszálfonalak alkotta 3 elemi szénszálak összekapcsolódnak egymással és a szövet vastagsága 1,1 mm. Az FD_;1S; érték, ami a 2 szénszálfonalra vonatkozik, amelyet az 1 szövetből vettünk ki, 6,3 cm volt. Az üres hely az adott, egymás melletti 2 szénszálak között 1,2 mm,

Mivel az 1 szövetet a fonalkotéspontoknái erősítettük össze, a szövött, textúra egyenletes volt, noha a szövet fonaltömörsége eléggé darabos jellegű és a szövet megtartotta eredeti formáját, A sző vési sebesség, amelyet az egy óra alatt megszövött φ · »φ*« φφφ* * > φ φ · » «φφ φ ·♦ * « W φ < φ Φ » * φφ«« φφ «» <♦ φφφ szénszálak súlyával jellemzőnk, 15 kg/óra, nweí a 2 szénszálfonal elég vastag volt. A szövet gyártása alacsony költséggel történt.

Szénezá/szővef (B);

Egységes, szálirányé szövet az összehasonlítás kedvéért. B szénszáiszővetet készítettünk vászonkötéssel nyüstszálként 50 400 denier finomságú 2 szénszéifonal· hói (mindegyik 7 darab 7 200 denier finomságú sok eíemiszálú matringot tartalmazott, amelyek, mindegyike 12 ööö 3 elemi szénszálat tartalmazott, vagyis 84000 3 elemi

X^··' szénszál volt összesen), vetülékszáiként 60^denier finomságú üvegszálat, mint segédfonalat alkalmazva (a továbbiakban a szénszálfonaiakat csak egyetlen irányba rendez10 tök), amelynek nyüstszál-tömörsége 0,89 vég/cm, vetülékszáS-tömörsége pedig 2 felvetés/cm, a területegységre vetített súly a szénszál esetében 500 g/m². A gyártott szövetben az. 3 elemi szénszálak alkotta 2 szénszálfonaiakat alapvetően párhuzamosan rendeztük ei és közöttük csak szórványos volt az összekapcsolódás, így az elemiszálak tömör kőteggé álltak össze, és a szövetvastagság 0,8 mm lett·.· A FO^_S) érték, amely a szövetből kivett 2 szénszáifonaira vonatkozik, 42 cm.

A szövet durván tömött volt és nem volt kötött a fonalkeresztezéseknéi. így a szövött textúra kissé zavaros volt, és a szövet nem tartotta meg formáját. A szövés! sebesség 15 kg/óra, csakúgy, mint az A szénszálszővet esetében, mivel a nyüstszálak szénszálfonalai elég vastagok voltak,

Szénszéfezövef C;

összehasonlító példa azonos fonalirányú szövettel. A G szénszáiszővetet vá~ szonkötéssei készítjük nyüstfonalkénf 3 600 denier finomságú, sok eíemiszálú fonalból, amelyek mindegyike 8.000 elemi szénszálat tartalmaz, és vetülékfonalként 202,5 denier finomságú üvegszál segédfonalból áll (a következőkben a szénszálfonaiakat csak egy irányban rendezzük), A nyüstszéRömörsége 6,3 vég/cm, vetülékszái-íömörsége pedig 2 felvstés/cm. A szénszál területegységre vetített súlya 252 g/m² és a szálkereszteződések kötöttek, A száíkereszteződések rögzítését az A szövetné! leírtakhoz hasonlóan érjük el. A C szövet területegységre vetített szénszálsúlya majdnem a fele annak, amit az A szövet esetében láttunk. A FD_;,_S; érték, amely a szövetből kivett 2 szénszálfonalakra vonatkozik, 15,7 cm,

A szövés! sebesség 7,5 kg/óra volt, majdnem fele annak, amelyet az A szövetnél láttunk.

Az A, B és C szénszáíszövetek jellemzőit az 1. táblázatban láthatjuk.

« 4 *Χ 4 4 * *

234 44» 4 * <« 4 < 4 4 « 4 ^χ »««« 44 4* ** *·♦

i Szénszál szövet	A szövet	B szövet	C szövet
	A jelen találmány	Összehasonlító	Összehasonlító
......1......		szövet	szövet
j
j Szövés! sebesség (kg/h)	15	15	7,5
| Kötöttek, avagy nem a száli kereszteződések?	Igen	Nem	Igen

A fentí Α, 8 és C 12 szénszáíszőveíeket szálerösítéső műanyagok készítéséhez, kézi rétegzési eljárással szokták felhasználni (1. formázó eljárás) az 1. példában és az 1. összehasonlító példában valamint a vákuumzsákos formázó eljárásban (2. 5 formázó eljárás) a találmány szerinti 27 efosztó közeget használva (lásd 5.és 7. ábra), a 2., a 3. és a 2., 3., 4. összehasonlító példák esetében.

1. példa

Két réteg szénszáíszövetef nyüstirányban SO cm és vetülékirányban 37 cm nagyságúra vágunk. A szénszálszövet első lapját szobahőmérsékleten kötő vlniiészter gyantával vonjuk be, amelynek viszkozitása egyenletesen Ö.3 Pa.s, és elterítjük egy reoézett hengergörgövel, hogy előkészítsük a szövet első rétegét. A második lapot, amelyet az A minta szénszáiszövetböl vágtunk, az első rétegre helyezzük úgy, hogy a szövet második rétegének nyüstlrányú szálai megtartsák az első réteg megfelelő szálainak irányát, majd impregnáljuk ugyanazzal a gyantával, amellyel az első réteget, A réteges anyagot állni hagytuk 20 °C-on, hogy megkössön a gyanta és ezzel elkészítettük a szénszálszövet A terméket.

1. összehasonlít© példa:

terméket készítünk az A termékhez hasonióan, az eltérés annyi, hogy 1 szénszálszövetet használunk.

Az 1. példában elkészített A termék és a 8 termék tulajdonságainak összehasonlítását a 2. táblázatban láthatjuk. A termékek minden szilárdsági jellemzőjét összehasonlítási arányokkal fejeztük kí azért, hogy megmutathassuk a használt szénszállal való összehasonlításban, mivel az A és B termék szövetek tulajdonságaikban különbözőek a felhasznált szénszálak különbözősége miatt.

«««« *♦*»

Szénszál szövet

Formázó eljárás összehasonlító példa

nemampregnálodott

Mintalemez [Gyanta-átitatottság aránya %

A húzószil aránya,%

Az 1 szénszálszövetböí készült, találmány szerinti A termék kielégítően átitatódott gyantával, mivel a szövet nagy térfogatú, jóllehet vastag, és a szénszálak egymásba kapaszkodtak a 2 szénszálfonalakban, még akkor is, ha a 2 szénszáífonalak vastagok. Ezért a szakítószilárdság aránya 92 % és a rugalmasság húzósziíárdságl tényezőjének aránya 100 %-os, amely kielégítően mutatja a szóvetnél alkalmazott szénszálak szilárdsági tulajdonságait.

Ezzel szemben, a B termék, amelyet 1 szénszálszövetből készítettünk, nem kielégítően itatédott át gyantával a formázó lapon, különösen a 2 szénszáífonalak középső centrális része nem ímpregnálódott, mivel a szénszálak nem kapaszkodtak egymásba a 2 szénszálfonalakban és az anyag nagyon tömött volt. Ezért a szakítószilárdság aránya 72 %-os és a rugalmasság húzószilárdsági tényezőjének aránya 90 %-os, így nem érvényesülnek kielégítően a szénszál szilárdsági tulajdonságai.

2. példa

Két lemezt vágunk ki az 1 szénszálszövetből, amely vetüiékirányban 100 cm széles és nyüstirányban 5 m széles, valamint három réteg vágott üvegszáipaplanf alkalmazunk., amelynek szélessége 100 cm, hosszúsága pedig 5 m volt és területegységre eső üvegszálsúly 450 g/m².

A 6, ábrán látható 21 formában, amely leválasztó szerrel van bevonva, először az A szénszálszövet rétegét használjuk első rétegként, majd a három vágott üvegszáipaplanráteget egyiket a másikra téve úgy, hogy széleik egy síkban legyenek a szövet szélével. Továbbá ezekre a második réteg szénszáiszövetet rétegezzük, hogy kialakítsuk a 23 szálas anyagot, amelynek öt rétege van, beleértve a szövetet és az űvegpaplant A 23 szálas anyagba egy szövött pollamid szálszövetet helyezünk fedő 26 szövet25 rétegként. Erre két perforált polietilén lemezt helyezünk, amelyek vastagsága 1 mm, a perforációk mérete pedig 2,6 rom x 2,6 mm, a perforációk területének aránya a teljes ««««

0 X 0 » * ♦

0 0 0 « * ♦ * ♦ χ 0 » χ ♦ +

4»SÍ « 0 ♦♦ ♦♦ * * ♦ »25 területhez képest 62 % volt, ezt a réteget használunk 2? elosztó közegként, hogy lefedjük a 23 szálas anyag felső felületét

A 23 szálas anyag oldalain szövött üvegszálszövatet helyezünk el, amely majdnem olyan vastag: volt, mint a 22 szálas anyag, ezt használjuk_: 24^: szellőző réteg5 ként, Á 24 szellőző réteg szélének alsó félére egy 25 szívónyílást csatlakoztatunk, amelyhez egy vákuumszivattyú csatlakozik,

A 28 zsákfilm közepébe egy gyantaeílátó 29 csövet illesztünk és az illeszkedő rész körüli hézagot 31 tömítéssel tömltjük.

Ekkor, a vákuumszivattyú segítségévei, a zsákfilmmeí fedett belső részben a 10 nyomást 100,658 kPa-on (755 Torr-on) tartjuk és a 30 szelepet, amely a gyantaeílátó 29 csövön található, kinyitjuk, hogy a szobahőmérsékleten kötő vínílészter gyantát bejuttassuk a 23 szálas anyagba, A gyanta viszkozitása 0,3 Pa.s. Ha a gyanta kielégítően megkötött, a fedő 26 szövetréteget eltávolítjuk. Ugyanakkor a 27 elosztó közeget és a 28 zsákfiímet szintén eltávolítjuk és a szálerősítésű műanyag mintát kivesszük a

21 formából és igy kapjuk a € terméket.

2, összehasonlító példa:

A D terméket a C termékhez hasonlóan készítjük azzal az eltéréssel, hogy a 8 terméknél alkalmazott 12 szénszálszövetet használjuk az A terméknél alkalmazott 12 szénszálszövet helyett,

3, összehasonlító példa;

Az E terméket a C termékhez hasonlóan készítjük, de két 12 szénszálszövet réteget használunk az A terméknél alkalmazott 12 szénszálszövet helyett.

A három termék, nevezetesen az A, B és a C tulajdonságai, a 3. táblázatban láthatók.

♦ ♦♦X * X ♦ »* κ»*« χχ»«

A rétegezési idő a 3. táblázatban az idő az előre meghatározott méretű lapok szövetvégből történő -kivágásától a formába való berétegzésig eltelt idő. Mivel a rétegzési munkát két munkás végezte el, az idő két személy teljes műveleti ideje. A jelen ialáimány.szennlí A terméknél alkalmazott 1 szénszálszövettel készült C termék gyártásánál a fonalak nem rojtoiődnak ki a vágásnál, mivel az A szövetben a szálak kereszteződései össze vannak erősítve. Továbbá, mivel az A termék szövetszálainak területegységre vetített súlyaránya nagy, az egész szövetet nehéz bármennyire is megnyújtani. így, bár hosszúsága 5 m, a rétegzési munkánál nem fordul elő, hogy meghajtana, vagy hogy a szövet középső része érintené a formát vagy az előzőleg lerakott réteget és a rétegzés alapvetően a szálrendezödés bármiféle torzulása nélkül megy végbe. Az öt réteg levágása a szövetből és a paplanból, valamint rétegzésük két személy számára 40 percet vesz Igénybe.

Mivel a gyantához dirtűzíös közeget alkalmazunk, a gyanta azonnal szét tud áramlani az teljes 1 m x 5 m-es felületen és át tudja itatni a szálas anyagot annak felületére merőleges irányban. A gyanta-befecskendezési Idő 23 pere. Miután a gyanta megkötött, a formázó lapot felvágjuk, hogy szemrevételezzük a réteget, és megállapíthatjuk, hogy az impregnálődás tökéletes volt.

A B terméknél alkalmazott szénszálszövet felhasználásával készített 0 termék gyártásánál a fonalak a vágás során klrojtclódtak, mivel a 8 terméknél alkalmazott szövet szálkeresztezödésel nem voltak kötöttek. Továbbá, mivel a szövet területegységre vetített súlya nagy volt és puha, az 5 méteres szövet a saját súlya alatt meghajlott, amikor a rétegzésre került a sor, és így a megfelelő rétegek rétegzése hosszú Időt vett igénybe ügy, hogy a szövet középső része ne érintkezzen a formával vagy az előzőleg már elhelyezett rétegekkel, nehogy a szálelrendezodés megsérüljön. A szövet öt rétegének elhelyezése valamint a paplan rétegzése 47 percet vett Igénybe két személy számára.

Mivel a D termék szövete tömören összecsavarodott fonalakból állt, az egymásra fektetett szövetrétegek impregnálhatósága és átitathatősága gyenge volt és mielőtt a gyanta ímpregnácíőja teljesen végbemehetett volna, a szobahőmérsékleten kötő gyanta kb. 50 perc múlva megszilárdult. Ennek következtében azokon az alul fekvő 8 termék szerinti szövetrétegeken, amelyek kapcsolatban voltak a formával, kialakultak olyan részek, amelyeket nem ért el a gyanta, pl. nem impregnálódcít részek, amelyek a gyanfaeiiátó cső belépési pontjától távol feküdtek. így olyan lapot kaptunk, amely nem megfelelő.

♦ A « «

sánái nem történt meg, hogy a szövet középső területe érintkezésbe került volna a formával vagy az előzőleg már lerakott rétegekkel,, mivel a száikereszteződési pontok kötöttek, voltak, de a vágási idő és a lemezek rétegzésének ideje 60 percet vett igénybe két személy számára, azaz másfélszer annyi időt, mint az A szövet esetében, mivel a rétegzett rétegek száma 7 volt.

Mivel a C termék szövetének területegységre vetített súlya kicsiny volt, jól impregnálődott, és a gyanta-befecskendezési Ide 21 percet tett ki, majdnem ugyanannyit, mint a C termék esetében.

Két réteget készítünk az A termék szerinti 1 szénszáiszövetből mégpedig olyat, amely vetülékirányban 100 cm széles, nyüstlrényban 100 cm bosszú, továbbá három réteg vágott üvegszáipaplant, amelyek 100 cm szélesek és 100 cm hosszúak

vetített súlyok 450 g/m².

A S.ábrán látható 21 formát leválasztó anyaggal vontuk be, az A 1 szénszálszövet réteget Ieterítettük és erre a három réteg vágott üvegszálpaplant helyeztük egymásra úgy, hogy a szélük egy síkban legyen az A szövet szélével. Továbbá erre A termék szerinti 1 szénszálszövet réteget rétegeztönk, hogy kialakítsuk a 23 szálas anyagot, amelynek összesen öt rétege volt, beleértve a szövet- és a papianréfegeket

A 23 szálas anyagra egy szövött poliamid szálszövetet helyeztünk, mint 26 feErre két perforált polietilén reá tettünk, amelyek vastagsága 1 mm volt, a perforációk mérete 2,6 mm x 2,6 mm, a perforációs területek aránya az egész terűit 62 % volt, és erre került a 27 elosztó közeg, lefedendő a 23 szálas anyag felső felületét. A 23 szálas anyag oldalai köré egy szövött üvegszálszövetet helyeztünk el 24 szellőző rétegként, amely majdnem olyan vastag, mint a 23 szálas anyag, A 24 szellőző réteg szélének aljára egy 25 szivönyflásba vákuumszivattyút illesztettünk.

Ezt az összes réteget 28 zsákfilmként poliamid filmmel fedtük le és a 28 zsákfilm kerületénél a réseket valamint a 21 formát és a 25 szívőoyilást 32 szigeteléssel szigeteltük, hogy beiül csökkentett légnyomást hozhassunk létre. A 28 zsákfiim központi részénél egy 29 gyantaellátő csövet helyeztünk el és a bevezetés körüli hézagot 31 szigeteléssel szigeteltük.

igy a vákuumszivattyú segítségével a 28 zsákfiimmel lefedett homlokfeiületen a nyomást 100,658 kPa-ra <755 Torr-ra j csökkentettük, majd a 30 szelepet, amely a gyantaellátő csövön van, kinyitottuk, hogy bevezessük a szobahőmérsékleten kötő, «· ί * ~28

0,3 Pa.s viszkozitású víhOészter gyantát a 23 szálas anyagba. A gyanta azonnal szétterjedt a 23 szálas anyag teljes felületen a 27 elosztó közeg révén. A gyanta a felső A 1 szénszálszövet réteg fonalainak eleraiszálai között lévő réseken és az adott 2 szénszálfonalak közötti réseken beáramlott, a 4 szénszálszövetbe, majd beáramlott a pap5 tanba a 23 szálas anyag felületére merőleges irányban. A gyantáim pregná iás ideje a 23 szálas anyagba 18 percet vett igénybe, Miután a gyanta megkötött, a terméket kivettük a 21 formából és elvágtuk, hogy szemrevételezzük a keresztmetszetet Megállapítható volt. hogy a gyanta tökéletesen átitatta a rétegeket,

4. összehasonlító példa:

7 20Ö denler finomságú 2 szénszálfonalból készítettük vászonkötéssel a Ö szénszáiszövetet, amelynek fonalai 12.GÖÜ szén elemiszálat tartalmaztak nyüsíszál irányban és 608 denier finomságú üvegszálat segédfonaiként veíölékirányöan (a szénszáifonalakat csak egy irányban rendeztük el) úgy, hogy a nyűsíszálsűrűség 6,20 vég.fom, a vetülékszáisörüség pedig 2 feivetés/cm, a szénszál területegységre ve15 fftett súlya 498 g/m² volt. Az egymás melletti 2 szénszál-fonalak a szövetben egymástól gyakorlatilag 0 mm távolságban helyezkedtek el,

Szálerősítésű műanyag mintát készítettünk a 3. példában leírt módon, azzal a különbséggel, hogy a Ο 1 szénszáiszövetet használtuk az A 1 szénszálszövet helyett. A gyanta azonnal szétterült a 23 szálas anyag teljes felületén a 27 elosztó közeg hatá20 sának köszönhetően. így, mivel a 23 szálas anyag tetején elhelyezkedő B szövet szénszálainak területegységre vetített súlya nagy volt és alapvetően egészen kis rések voltak a 2 szénszáífonalak között, a gyanta a vágott üvegszál paplanon, amely alatta helyezkedett el, nem egykönnyen jutott át. így a gyanta nem folyt be kielégítően a 8 termék szerinti szöveilapba, amely alul helyezkedett el és 50 perccel a gyanta befecs25 kendezése után a gyanta meggélesedetí. A formázás sikertelen volt.

Claims (9)

1. SZASÁDALM IGÉNYPONTOK

   1, Szénszáiszovei (1 >, amelyben

   ..........;: ny üstfonalként szénszáífonalak· (2), vető lékfonal ként segédfonaiak (4) vannak elrendezve, ahol a szénszálfonalak (2) és a segédfonalak (4) a szénszálszövet (1) szövött szerkezetét alkotják, azzal jellemezve, hogy szénszálfonalak (2) kizárólag egy irányban vannak elrendezve, és minden egyes szénszálfonal (2) kb, 40 000 és kb. 400 000 közötti számú elemi szénszálat (3) tartalmaz, továbbá az elemi szénszálak (3) között eiemiszál-keresztezödések vannak, ahol a horgos ejtésprőbával mért elemiszál-keresztezödési értéke 20 mm és 300 mm között, a szálfinomság 25 000 den és 350 000 den között van, valamint a szomszédos szénszáífonalak (2) közötti hézagok (C) mérete 0,2 mm és 2 mm között van, és a nyüstfonaiakénf felvetett szénszáífonalak (2) és a vetülékfonalak (4) kötéspontjaikon alacsony lágyuláspontú polimerrel egyesítve vannak.
2. 2 . Szénszálszövet (6), amelyben nyöstfonaiként első segédfonalak (9), vetülékfonalként második segédfonalak (10) vannak elrendezve, ahol az első és második segédfonalak (9,10) a szénszálszövet (8) szövött szerkezetét alkotják, azzal jellemezve, hogy a segédfonalak (9, 10) alkotta szövött szerkezetben, a nyüstfanaiak irányában szénszálfonalak (7) vannak elrendezve, és minden egyes szénszálfonal (7) kb. 40 000 és kb. 400 000 közötti számú elemi szénszálat (8) tartalmaz, továbbá az elemi szénszálak (8) között eiemiszál-keresztezödések vannak, ahol a horgos ejtésprőbával mért elemlszál-keresztezödési értéke 28 mm és 300 mm között, a száifsnomság 25 000 den és 350 000 den között van, valamint a szomszédos szénszálfonalak (7) közötti hézagok (C) mérete 0.2 mm és 2 mm között van, és a szénszáífonalak (7) és a 'vetülékfonalak (10) kőtéspontjalkon alacsony lágyuláspontű polimerrel egyesítve vannak.
3. 3, Az 1. vagy 2. igénypontok szennti egyirányú szénszálszövet, azzal jelle» mezve, hogy térfogatsűrösége legfeljebb kb, 0,65 gfom³.
4. 4. Az 1. vagy 2. igénypontok szerinti egyirányú szénszálszövet. azzal jellemezve, hogy a szénszálfonaiak (2, 7} mindegyikében az elemi szénszálak száma 40000 és 100000· között van, és finomságuk 30 000 den és 70 ÖÖÖ den között van, és a szénszálszövet (1, 5) területegységre vetített súlya kb. 400 g/rn² és kb. 700 gfth² kö5 zött van.
5. 5. Szálasanyag és mátrixot alkotó műgyanta egyesítésével készült szálerősítésű műanyag termék, azzal jellemezve, hogy a szálasanyag az 1.-4. igénypontok bármelyike szerinti szénszálszövet (1,0).
6. 6. Az 8. igénypont szerinti szálerősítésű műanyag termék, azzal jellemezlö ve, hogy olyan forroázóelemmel van összeépítve, amelynek a szálerősítésű műanyag termék felé eső oldalán műgyantával kitöltött hornyok vannak.
7. 7. Eljárás szálerősítésű műanyag termék előállítására, amelynek során (a) formát (21), (b) a formában (21) száíasanyagot (23), (c) a formára (21) húzott, és a benne lévő szálasanyagot (23) a külvilágtól elszigetelő fólíazsákot (28), valamint (d) a

   15 fóíiazsákon (28) át a formába (21) műgyantát juttatni képes műgyanta bevezető csövet (29), (e) a csőre (29) szerelt műgyaníaáramlás-szabályozó szelepet (30), és (f) a fóliazsák (28) belsejében csökkented légnyomás kialakítására és fenntartására szolgáló szívónyííást (25) tartalmazó vákuumzsákos formázó-berendezésí alkalmazunk, azzal jellemezve, hogy

   20 a szlvónyliásöo (25) át mindaddig szívjuk el a levegőt a fóiiazsák (28) belsejéből, amíg előre meghatározott, csökkentett nyomásértéket érünk el a fóliazsák (28) belsejében, kinyitjuk a mögyantaáramlás-szabályoző szelepet (30), és a műgyanta bevezető csövön (29) át műgyantát juttatunk a száiasanyagba (23),

   25 a műgyanta bejuttatás befejeződését követően elzárjuk a mögyantaáramiásszabályozó szelepet (30), és a műgyantát megszilárdulni; hagyjuk, és az. eljárás során a száíasanyagot részben, vagy teljes egészében az 1. - 4. Igénypontok bármelyike szerint! szénszálszövetböí alakítjuk ki, és műgyanta gyanánt szobahőmérsékleten szilárduló műgyantát használunk, és

   30 a műgyanta áramlás eloszlatásához a szálasanyaggal (23) közvetlen kapcsolatban lévő elosztó közeget alkalmazunk.
8. 8. A 7. igénypont szerinti eljárás szálerősítésű műanyag termék előállítására, azzal jellemezve, hogy az eloszlató közeget formázó eszközzel (44, 45) alakítjuk ki, amelynek felületén a műgyanta eloszlatását szolgáló hornyok vannak.

   ♦ 4

   X « ♦ *
9. 9. A 8. igénypont szerinti eljárás szálerősítésű műanyag termék előállítására, azzal jellemezve, hogy formázó eszközként (44,45) habot alkalmazunk.