HUT59969A

HUT59969A - Textile and endless strengthening fibre made form thermoplastic fibres

Info

Publication number: HUT59969A
Application number: HU905710A
Authority: HU
Inventors: Roelof Marissen; Hans Hubertus Henricus Hornman
Original assignee: Stamicarbon
Priority date: 1989-08-31
Filing date: 1990-08-30
Publication date: 1992-07-28
Also published as: JPH0390642A; EP0417827A1; KR910004717A; NL8902194A; RU1833396C; NO903805L; FI904285A0; US5190809A; NO903805D0; DD297600A5; HU905710D0; CA2024218A1

Description

alkalmazási területen felhasználható, ahol a kiváló minőségű, erősített műanyagok a kívánatosak, s különösen ott előnyösek, ahol előnyt jelent, hogy a textíliákból álló sík táblák hidegen rugalmasan formázhatok, s így a meleg formálási eljárás során alkalmazandó forma vonalát jobban követik. A fel használási területre példaként a közlekedési eszközök, sporteszközök, háztartási eszközök gyártása említhető meg először; ugyancsak alkalmazhatók ezek az erősített műanyagok az elektromos készülékek házának kialakításánál, parabola antennák tányérjainak készítésénél, valamint a repülőgépés hajóiparban, s az építőiparban.

» ·

KÖZZÉTÉTELI

52.354/DE

9969

S.B.G. ÍK. . ^V ' ~TÖZI ÜGYVÉDI T ;>ODA .’ÓZt.lIÁZ U. 10. .3--3733

PÉLDÁNY ' ·' doPc i^loo

Hőre lágyuló szálakból -él 1 ó t c x t i 1-ra és -Xolya-mat&s erősítő szál

STAMICARBON B.V., GELEEN, HOLLANDIA •s.

Feltalálók: MARISSEN Roelof, BORN,

HORNMAN Hans Hubertus Henricus, GELEEN,

HOLANDIA

A bejelentés napja: 1990. 08. 31.

Elsőbbsége:

1989. 08. 31. (8902194),

HOLLANDIA

A találmány tárgya termoplasztikus és folyamatos erősítő szálakból álló, termoplasztikus pregregként • ·

- 2 való feldolgozásra alkalmas textília, amelyben a termoplasztikus szál olvadáspontja alacsonyabb, mint az erősítő szálé. Ilyen textília ismert a 0182.335 sz. Európai szabadalmi leírásból.

A 0182.335 sz. Európai szabadalmi leírás termoplasztikus és erősítő szálakból álló textíliáról számol be. A textiliát előnyösen nyomás alatti hőkezeléssel állítják elő, olyan hőmérsékleten, amely a termoplasztikus anyag olvadáspontja felett van, így a hőre lágyuló anyag mintegy körülöleli az erősítő szálat, s így egy mátrix szerkezetű termék keletkezik.

Az így előállított textília hátránya, hogy a prepregek melegformázása alatt a termoplasztikus szálak zsugorodnak, míg a nem zsugorodó erősítő szálak, melyeket a melegformázás előtt jelentős mértékben megnyújtottak, és a termoplasztikus szálakkal csaknem párhuzamosak voltak, látszólag megnyúlnak és hurkokat képeznek. Ennek következtében az így előállított anyag mechanikai tulajdonságai gyengébbek, mintha az erősítő szálak továbbra is nyújtottak lennének.

A találmány célkitűzése olyan textília létrehozása, amely nem rendelkezik ezzel a hátrányos tulajdonsággal .

A találmány szerinti megoldás értelmében a termoplasztikus szálakat tartalmazó anyagot a textíliává való feldolgozás előtt hőkezelésnek vetjük alá, hőmérsékle tét bizonyos ideig az olvadáspontjánál 50-15 °C-kal alacsonyabb értéken tartjuk.

A szintetikus szálak zsugorodási problémáinak csökkentésére a textilipar ismer megoldásokat. Ilyen megoldás többek között a hőrögzítés. A textiliparban használatos szálakat, amennyiben szükséges, gőzös kezeléssel előzsugorításnak vetik alá. A gőz hőmérsékleténél magasabb hőmérsékletet nem alkalmaznak, mivel a ruházati cikkek használatuk során általában nincsenek ennél magasabb hőmérsékletnek kitéve.

Ha a szálakat hőkezelik, szokásos körülmények között a szálak zsugorodnak. A találmány szerinti szálak nem, vagy alig zsugorodnak tovább, s így kedvező tulajdonságú termékek állíthatók elő.

A találmány szerinti megoldás egyik előnyös megvalósításánál a termoplasztikus szálat orsóra felcsévélve hőkezeljük. A felcsévézést előnyösen cikk-cakkosan végezzük, hogy a szálak hőkezelés során bekövetkező összetapadását lehetőleg megakadályozzuk. Ezt követően az egész orsót kemencébe helyezhetjük. A hőkezelést megvalósíthatjuk vákuumban vagy inért atmoszférában, de ezek alkalmazása nem elengedhetetlen.

Amennyiben a szálat orsóra csévéljük, a hőkezelés okozta zsugorodás feszültséget vált ki az anyagban, s ez a feszültség a zsugorodással jóformán azonos mértékű nyúlást okoz.

A hőkezelés hőmérséklete a termoplasztikus anyag olvadáspontja alatt marad 50-15°C-kal, előnyösen 40-20°C-kal. Ha ez a hőmérséklet túl alacsony, a termoplasztikus szál túlságosan nagy mértékben zsugorodásképes marad; ha a hőmérséklet túl magas, a szálak megolvadnak és egymáshoz tapadnak, úgy, hogy a későbbiekben nem lehet őket az orsóról letekercselni. A hőkezelésre alkalmazható hőmérséklethatárok mindazonáltal a felhasznált anyagtól függenek, s a szakemberek által meghatározhatók.

A hőkezelés néhány perctől kezdve néhány órán át tarthat, általában 1-5 órás hőkezelést alkalmazunk. A limitáló tényező az orsóra felcsévélt szálak közötti hővezetés mértéke.

Minél jobb a hővezetés, annál rövidebb hőkezelési idő is elegendő. Minél kisebb a feltekercselt termoplasztikus anyag.rétegvastagsága, annál rövidebb hőkezelési idő is elegendő. A hőkezelési idő csökkentésére alkalmazható az a megoldás is, hogy az orsót kívülről és belülről egyaránt fűtjük.

A találmány egy másik előnyös megvalósításánál a hőkezelést folytonos üzemben végezzük. Ezt oly módon valósíthatjuk meg például, hogy a hőrelágyuló szálat olyan, kismértékű feszítés mellett vezetjük keresztül a kemencén, hogy a zsugorodás mértéke megegyezzen a nyújtással. Ennek az eljárásnak az előnye, hogy a szálak hőkezelése igen rövid időt vesz igénybe, mivel a szálak gyorsan melegszenek.

Lehetséges megoldás az is, hogy a hőre lágyuló és az erősítő szálat először egyesítjük, a hibrid szálköteget hőkezeljük egy bizonyos ideig. Az eljárás előnye, hogy a hibrid szálköteg feszítésének hatására a termoplasztikus szál kevésbé hajlamos a nem kívánatos extra megnyúlásra, amennyiben az eljárást az előzőekben leírt folytonos üzemben valósítjuk meg. Ugyanakkor ez az eljárás megvalósítható orsóra csévélten is, a szálak kombinálása megkönnyíti a szálkezelést.

A termoplasztikus szálat bármely termoplasztikus anyagból kialakíthatjuk. A találmány szerinti eljárásban fontos, hogy a termoplasztikus anyag alkalmas legyen szálképzésre. Ez a képesség általában adott minden nagy molekulatömegű hőre lágyuló műanyagnál, de erre a felhasználásra különösen előnyösek a kristályos vagy szemikristályos anyagok.

Termoplasztikus anyagként felhasználhatók például az alábbi anyagok: poliamidok (PA), mint például Nylon 6, Nylon 6,6, Nylon 4,6 (Stanyl), Nylon 8, Nylon 6,10, Nylon 11, Nylon 12 stb; poliolefinek, mint például polipropilén (PP), polietilén (PE), poli(tetrafluor-etilén) (PTFE), poli(fenilénéter) (PPE vagy PPO); amorf és/vagy kristályos poliészterek, mint például poli(alkilén-tereftalátok), ilyen például a poli(etilén-tereftálát) (PEPT vagy PÉT), poli(butadiéntereftalát) (PBT) stb.; poliimidek (Pl), mint poli(éter-imid) (PEI), poli(amid-imid) (PAI), poli(metil-metakrilát) (PMMA), poli(etilén-metakrilát) (ΡΕΜΑ). Továbbá felhasználható a poli(fenilén-szulfid) (PPS), polivinil szálak, mint például poli(vinil-alkohol) (PVA), poli(vinil-acetát) (PVAc), éti• « a · .1 í I ’ ♦.

» ·········

- 6 lén-vinil-acetát kopolimerek (ÉVA), poli(vinil-klorid) (PVC), poli(vinilidén-klorid) vagy poli(vinilidén-fluorid) (PVDF vagy PVF2) poli(etilén-glikol) (PETG); sztirol tartalmú kopolimerek, mint polisztirol (PS), poli(monoklór-sztirol) vagy poli(akril-nitril) (PAN), poli(akrilén-szulfid-keton), poli(oxi-metilén) (POM), polikarbonát (PC), poliéter (PEth), poli(éter-keton) (PEEK), poliakrilsav (PAA), poliuretán (PUR), cellulóz-észterek, poli(benzimid-azol) (PBI) valamint az itt felsorolt anyagok kopolimerjei illetve keverékei.

Termoplasztikus anyagként előnyösen poli(alkilén-tereftalát)-ot vagy poliamidot használunk.

Még előnyösebb esetben a termoplasztikus anyag PETP vagy Nylon 4,6. A PETP olvadáspontja 255-260°C. A találmány szerinti eljárásban a hőkezelés hőmérséklete, amennyiben PETP-t használunk,215-240°C.

A találmány szerinti eljárásban használt szálakat általában az előállításuk során nyújtják. A nyújtott szál a későbbi hőkezelési lépésben zsugorodásra hajlamos. A nyújtatlan szálak, amilyen például az extruzió során keletkező, még nem nyújtott szálak, szintén felhasználhatók a találmány szerinti eljárásban, mivel a nem nyújtott szálak is rendelkeznek az extruzió következtében bizonyos mértékű orientáltsággal, s így hő hatására szintén zsugorodni fognak.

A hőrelágyuló szálban a molekulák orientáltsága a szokásos analitikai módszerekkel, például nagy- vagy kisszögű röntgenográfiás vizsgálati módszerrel (WAX és SAX módszerek) vizsgálható. A még nem nyújtott szálak speciális tulajdonságokkal rendelkeznek. Ezek a szálak már egészen kis húzésra is nyúlnak. Amennyiben nyújtatlan szálat használunk, előnyös azt még a további kezelések előtt az erősítő szállal összekötni.

A találmány szerinti megoldásnál a termoplasztikus szál folytonos monoszál, folytonos monoszálak kötege vagy közel folytonos monoszálak kötege. A közel folytonos szálak olyan szálak, melyek, miután szálnyalábbá kapcsolták őket, úgy viselkednek, minta folytonos kötegek. Ez az utóbbi tény igen fontos a találmány szerinti eljárásban alkalmazott zsugorodás elleni szál-kezelésben.

A termoplasztikus monoszálak átmérője előnyösen legfeljebb 100 jum, még előnyösebben kb. 20 ^im. A 100 pm-nél vastagabb szálakat nehéz textiliává alakítani.

Több, kereskedelmi forgalomból beszerezhető szál védőréteggel van ellátva. Ennek a védőrétegnek az előzetes eltávolítása is szükséges lehet, például hőkezeléssel.

Két vagy több termoplasztikus szál keverékét is használhatjuk.

Erősítőszálként bármely, szál formában beszerezhető anyag felhasználható, ugyanakkor fontos az is, hogy olvadáspontja magasabb legyen, mint a termoplasztikus anyagé, s hogy a melegformázási szakaszban a szálak ne vagy alig zsugorodjanak. Az olvadáspontok közti különbség akkora kell, hogy legyen, hogy a hőre lágyuló, mátríxképző szálat az erősítő szál megolvasztása nélkül megolvaszthassuk. Előnyösen folytonos vagy fél-folytonos szálakat használunk.

• · a ··.··· | ···*···» • · · · » - 8 Az erősítő szálas anyag lehet üveg, szén, aramid, sziliciumkarbid, azbeszt, kerámia, grafit, fém vagy az előzőekben felsorolt termoplasztikus anyagok valamelyike, amennyiben a termoplasztikus erősítő szál olvadáspontja magasabb, mint a termosztikus mátrix-anyagé; és a mátrix-anyag olvadáspontján az erősítő szál alig zsugorodik vagy éppen annyit zsugorodik, mint a mátrix-képző szál. Ez a találmány értelmében úgy valósítható meg, hogy a magasabb olvadáspontú termoplasztikus erősítő szálat a mátrix-képző termoplasztikus szál olvadáspontján hőkezeljük egy adott ideig. Erősítő szálként használhatók továbbá a GB-A-2 051 667 és GB-A2 042 414 sz. szabadalmi leírások szerinti gél eljárással előállított, nagy szakítószilárdságű és rugalmassági modulusú polivinil-alkohol és poliolefin szálak is. Ekkor olyan mátrix-képző termoplasztikus anyagot kell választani, melynek az olvadáspontja elég távol van a poliolefin erősítő szálétól, ilyen például a kis sűrűségű lineáris polietilén.

Az erősítő szálak előnyösen üveg-, szén- vagy aramidszálak lehetnek. Még előnyösebb esetben az erősítő szálak üvegszálak. Erősítő szálként az előbbiekben felsorolt anyagok keverékeit is használhatjuk.

A termoplasztikus és erősítő szálak textiliává való további feldolgozása szövéssel vagy fonással történhet. A textília előállítására egyéb eljárások is alkalmasak, de a találmány szerinti eljárás különösen azokban az esetekben előnyös, ahol a termoplasztikus és az erősítő szálak párhuzamosak vagy közel párhuzamosak. A textiliák két, esetleg három dimenziós termékek, melyek orientált szálakból épülnek • · · · · · • · · · · « ·>

• · · · · · * ···· · · · · * • ··· *· ·«

- 9 fel. Ezek a szálak a textíliában vonalszerűén (egy dimenzionálisan, láncfonal esetleges vetülékfonallal), lapszerűen (eltérő lánc- és vetülékfonal aránnyal), vagy rendezetlenül (három dimenzionálisan) fordulhatnak elő. A textiliák előnyösen kétdimenziósak.

A kezelt termoplasztikus szálakból és az erősítő szálakból előnyösen hibrid szálköteget alakítunk ki, s ezt dolgozzuk fel aztán az ismert módon textiliává. A találmány tehát kiterjed olyan termoplasztikus és erősítő szálakból álló hibrid szálkötegre is, mely termoplasztikus anyagként bizonyos mértékben orientált poli(alkilén-tereftalát)-ot, erősítő szálként üveg, szén vagy aramid szálat tartalmaz, és a termoplasztikus szál zsugorodásának mértéke kevesebb, mint 1 %. Az ilyen szálköteg a találmány szerinti textíliához hasonlóan jelentős előnyökkel rendelkezik.

A termoplasztikus szálak és/vagy az erősítő szálak előimpregnált szálköteg (preg-tow) formájában is előállíthatok. Ez elemi szálakból előállított sodrott szálköteg vagy a köteget egybefogó másik szállal együtt csévélt szálak kötege lehet. A sodrás hátránya, hogy bizonyos deformáció révén csökkenti a végtermék mechanikai illetve dimenziós tulajdonságait. Ez a deformáció a sodrott szál csavarodása miatt alakul ki. Éppen ezért előnyösebb a szálköteget úgy kialakítani, hogy egy külön szálat sodrunk a szálköteg köré. Ez úgy valósítható meg, hogy a szálköteget egy üreges, gyorsan forgó, előnyösen szintén hőkezelt termoplasztikus szálat tartalmazó orsón vezetjük át, úgy, hogy ez a külön

• · · ·

- 10 szál körültekeri a szálköteget. Előnyösen a külön szál is hőre lágyuló. Az egységnyi hosszra jutó tekercselések száma a forgás és rátáplálás arányával befolyásolható és beállítható. A tapasztalatok szerint előnyös, ha 1 méterre 5-40 tekercselés jut. Előnyösen 1 méterre 10-20 tekercselés esik.

Egy külön szálnak a hibrid szálköteg köré tekercselése azért előnyös, mert megakadályozza, hogy a hibrid szálköteg egy része meglazuljon és kilógjon a kötegből; ez a jelenség az eltérő feszítésből és merevségből adódhat és a szövés folyamán problémákat okozhat.

Az erősítő szál legfeljebb 80 tf% arányban alkalmazható. Előnyösen 25-80 %-ot, még előnyösebb esetben 40-60 tfVot alkalmazunk.

A textíliához adagolhatunk továbbá porszerű termoplasztikus anyagot; a textília egy vagy több rétege kombinálható egy vagy több réteg, a textíliában lévővel megegyező vagy attól eltérő termoplasztikus illetve hőrekeményedő műanyagból álló lemezzel vagy filmmel.

Ezenkívül töltő és egyéb szokásos adalékanyagokat adagolhatunk akár a termoplasztikus anyaghoz szövés előtt, akár a textíliához, akár a prepreg kompozíciókhoz a melegformázási eljárás során.

Az adalékanyagok lehetnek színező pigmentek, folyás gyorsítók, tapadásgátló anyagok, stb.

A találmány szerinti, erősített textíliák különösen alkalmasak arra, hogy őket egymásra rétegezve rétegelt lemezes szerkezetű termékek készítéséhez alkalmas ·

- 11 prepreg félgyártmánnyá dolgozzuk fel, amelyek azután fűtött formában nyomás alkalmazásával alakíhatók tovább. A forma, lehet a szokásos kétrészes vagy vákuum szívófejes egyrészes szerszám.

A termoplasztikus és erősítő szálakból álló prepreg textíliák előnye a termoplasztikus anyaggal impregnált erősítőszálas textíliához képest, hogy az előbbi hidegen redőzhető. Ez különleges előny a melegformázás során, ahol adott esetben komplex formájú szerszámba tesszük az anyagot, s ekkor a redőzhető textília a szerszám formájának jobb követését teszi lehetővé.

Amennyiben a textiliát prepreg formájában dolgozzuk fel, alkalmazhatjuk a hagyományos eljárásokat. Legtöbbször a textíliát olyan hőmérsékleten hőkezeljük, amelyen a termoplasztikus szálak megolvadnak, de nem bomlanak, az erősítő szálak pedig sem nem olvadnak, sem nem bomlanak. Termoplasztikus szálként általában olyan termoplasztikus anyagot alkalmazunk, mely 100°C felett, előnyösen 130°C felett olvad, mivel különben az ilyen textíliából gyártott termék mechanikai tulajdonságai nem lennének kielégítőek. A szálak nedvesedésének elősegítésére nyomást alkalmazunk. A nyomás nagysága tetszőleges lehet, de előnyösen 5-70 x 10^ Pa.

Nagyobb nyomáson (100 x 10^ Pa) az erősítő szálak kevésbé hajlamosak a termoplasztikus szálak zsugorodása miatti látszólagos megnyúlásra, hurok képzésre, így ilyen esetben a találmány szerinti eljárás előnye nem számottevő. Ugyanakkor a nagy nyomáson való feldolgozás mindenkép-

• ·· · pen drágább és bonyolultabb. A találmány szerinti eljárás tehát közepes és kis nyomáson való feldolgozás esetén előnyös különösen. A vákuumfejes sajtolási eljárással

1-2 x 10 Pa nyomáskülönbséggel már tökéletes impregnálás valósítható meg.

A szálak nedvességének javítására és a termékből a légbuborékok tökéletes kiűzésére alkalmazható az a módszer, hogy a pre-preg feldolgozására szolgáló szerszámot vákuum alá helyezzük. Az impregnálódás minősége többek között függ az alkalmazott termoplasztikus anyag viszkozitásától is. A PETP nyomástartomány a legalkalmasabb a feldolgozásra.

A találmány szerinti termoplasztikus szálak ból és erősítő szálakból álló erősített textília minden olyan alkalmazási területen felhasználható, ahol kiváló minőségű erősített műanyagok a kívánatosak, s különösen ott előnyösek, ahol előnyt jelent, hogy a textíliákból álló sík táblák hidegen rugalmasan formázhatok, s így a meleg formálási eljárás során alkalmazandó forma vonalát jobban követik. A felhasználási területre példaként a közlekedési eszközök, sporteszközök, háztartási eszközök gyártása említhető meg először, s ugyancsak alkalmazhatók ezek az erősített műanyagok egyes elektromos készülékek házának kialakításánál, parabola antennák tányérjainak készítésénél, valamint a repülőgép és hajó építésnél, az építőiparban, lakókocsik, bútorok, tartályok és sisakok előállítására.

A találmány részleteit az alábbi, a találmány oltalmi körét nem korlátozó példákkal kívánjuk megvilágí tani .

• ·· ·

I.-VI. példák

Hőkezelés tex (17 g/km) szál finomságú PETP szálköteget hőálló fémcsőre tekercselünk cikk-cakk alakban. A csövet a rácsévélt szálköteggel együtt 230°C-os kemencében 5 órán át hőkezeljük.

A kezelés után a PETP szálköteg maradó zsugorodási képessége az 1 %-on belül marad (olvadáspontig melegítve, feszítő terhelés nélkül), míg ugyanezen az érték nem hőkezelt PETP szálnál eléri a 14 %-ot. Technológiai szempontból az az anyag, melynek a zsugorodása 1 %, zsugorodásmentesnek tekinthető, azaz ilyen mértékű zsugorodás nem elegendő ahhoz, hogy a szállal erősített termék előállítása során a melegformázási lépésben az erősítő szál hurkokat képezzen. Ezért az így előállított, szállal erősített anyag mechanikai tulajdonságai jók.

Szálkötegek kialakítása

A hőkezelés után a PETP szálakat 17 tex finomságú üvegszálakkal szálkötegbe egyesítettük. A PETP nyaláb és az üvegszál nyalábok közötti finomsági szám (lineáris sűrűség) aránya 1:1,5. Ez azt jelenti, hogy az üveg/mátrix térfogatarány kb. 50:50. Az egyesített hibrid szálköteg finomsági száma 300 tex.

A PETP nyalábok egyike 10 tekercselés/méter tekercselés sűrűséggel körülfogja a hibrid szálköteget, fel-

tekercselését a korábbiakban leírt módon végeztük. Ez a csévélési eljárás megkönnyíti a szövedék kialakítását.

A textília előállítása

A hibrid szálköteggel 90 % láncfonal és 10 % vetülékfonal arányú un. 90/10-es textiliát állítottunk elő, a vetülékfonal és a láncfonal áltál bezárt szög 90°. E kísérlet mellett kialakítottunk 50 % láncfonalű és 50 % vetülékfonallá un. 50/50-es textíliát. A szélesség mindkét esetben 12 cm volt. A textília minősége jó volt, csomókat nem tartalmazott, a felszín szabályos volt.

Textília feldolgozása prepregként

Az előzőekben előállított textíliákat három féle eljárással: sajtolással, vákuumzsákos és GMT eljárással dolgoztuk fel.

1. I. és II. példa; sajtolás pre-pregből álló köteget (az I. példában 90/10; a II. példában 50/50) sajtoló formába helyeztünk. A formára 5 percen át 275°C-on 10x10^ Pa nyomást fejtettünk ki, 150°C-ra lehűtöttük, a formát szétnyitottuk, hogy az előállított terméket kivehessük. A termék 1,6 mm vastag volt.

2. III. IV. példa; vákuumzsákos eljárás

Az 1. kísérletben leírtaknak megfelelően prepreget állítunk elő, majd ezt nyomás alatti sajtolás helyett vákuumzsákos eljárással dolgozzuk fel. A vákuumzsák feletti nyomás • ·

- 15 7x10^ Pa (a III. példában 90/10-es textíliát, a IV. példában

50/50 textiliát dolgozunk fel).

3. V. és VI. példa; GMT-eljárás textíliából álló köteget a formán kívül kb. 270°C-ra melegítünk atmoszférikus nyomáson, majd 150 °C-ra előmelegített formába tesszük (az V. példában 90/10-es a VI. példában 50/50-es textiliát dolgozunk fel). A formát lezárjuk és 50x10^ Pa nyomás alá helyezzük. 2 perc múlva a formát felnyitjuk és a terméket eltávolítjuk belőle. Ezt az eljárást GMT (üvegszál erősítésű termoplaszt) eljárásként referáljuk.

A GMT eljárással rövid ciklusidők elérésére nyílik lehetőség. Éppen ezért a GMT eljárás a találmány szerinti előimpregnált termékek nagy volumenű előállítására a legalkalmasabb módszer.

Mindhárom eljárással jóminőségű termék állítható elő. A termékekből vízhűtéses gyémánt fűrésszel próbatesteket fűrészeltünk, s a próbatesteket különböző vizsgálatoknak vetettük alá.

Az ASTM 790 M szabványmódszerrel hajlítási próbákat (L/D=32), a Fokker szabvány IX. pontja szerint ILSS próbákat végeztünk. Az ILSS teszthez 20 textíliából álló kötegből készítettünk próbatesteket, vastagságuk 3,2 mm volt. A vizsgálat előtt a próbatesteket 1 órán át 80°C-on szárítottuk, hogy a hűtésre használt vizet eltávolítsuk, majd ezt követően 30 percen át 150°C-os kemencében tartottuk őket (kivéve a GMT módszerrel gyárott mintadarabokat). A 150 °C-os

-16kezelés elősegíti a PEPT kristályosodását, s javítja a mechanikai tulajdonságokat. A vizsgálatok eredményeit az

1. táblázatban mutatjuk be.

1. táblázat

A tesztek eredményei

példa száma	textília típus	rugalmassági modulus E(GPa)	szakító szilárdság S(GPa)	ILSS < (MPa)
I.	90/10	35	0,70	45
A.	90/10	26	0,24
II.	50/50	23	0,49	33
B.	50/50	20	0,26
III.	90/10	29	1,09	' 48
IV.	50/50	20	0,57	36
V.	90/10	nincs	a d a	t
VI.	50/50	22	0,40

A és B összehasonlító példák tex finomságú nem hőkezelt PETP szálköteget 17 tex finomságú üvegszál köteggel egyesítettünk 1,5:1 • · ·· ·· ♦ ♦····* • · · r ♦ » λ ««·« · * · · · • -»·» ·· *·

- 17 arányban, kb. 300 tex finomságú hibrid szálköteget állítottunk elő.

A hibrid szálköteg felhasználásával az A példában 90/10-es, a B példában 50/50-es textiliát állítottunk elő.

A textíliákat 1 órán át 150 °C-on szárítottuk.

A textíliákat az előzőekben leírt sajtolással dolgoztuk fel, a termékből próbatesteket alakítottunk ki, melyeken a standard módszerek szerinti vizsgálatokat végeztük el. E kísérletek eredményei szintén az 1. táblázatban láthatók.

A táblázatban E a rugalmassági modulust, S pedig a hajlítási próbában mért szakítószilárdságot jelöli. Az . ILSS értékek a mátrix anyagnak az erősítő szálakhoz való tapadásának erősségéről adnak felvilágosítást.

Az ASTM 790 M szabványmódszer szerint elvégzett négy pontos hajlítási tesztek során az I. példa szerinti 90/10-es anyagnál 1 óra alatt 120 °C-on 0,1 GPa terhelés mellett nem tapasztaltunk csúszást. Az ISO 180-1982 szabvány2 módszer szerinti IZOD tesztben E értéke 125 KJ/m -nek adódott. Az ASTM D 648-82 szabványmódszer szerint a HDT hőmérsékletérték 256 °C. Az I. és II. példákat az A és B példákkal összehasonlítva látható, hogy a termoplasztikus szálak szövés előtti hőkezelése javítja a mechanikai tulajdonságokat.

A találmány nem korlátozódik meghatározott finomsági számú szálakra vagy szálkötegekre.

A száköteg vastagságát elsődlegesen a szövőgép teljesítményének megfelelően kell megválasztani. Vastagabb szálköteg alkalmazása esetén az eljárás gazdaságosabb.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Termoplasztikus és folyamatos erősítő szálakból álló textília, mely alkalmas előimpregnált termoplasztikus prepregkénti feldolgozásra, azzal jelle mezv e , hogy a termoplasztikus szálak olvadáspontja alacsonyabb, mint az erősítő szálé, továbbá, a termoplasztikus szá lak a textíliává való feldolgozás előtt bizonyos ideig a

--------------------- — ₀ ' ο termoplasztikus anyag olvadáspontjánál 50-15 °C-kal alacso nyabb hőmérsékleten tartva hőkezelve vannak.
2. Az 1. igénypont szerinti textília, azzal jellemezve, hogy a termoplasztikus szálak egyidejűleg elő- 1 -^Ί t zsugorítva és nyújtva vannak.
3. Az 1. és 2. igénypontok bármelyike szerinti textília, azzal jellemezve, hogy a termoplasztikus és'az erősítő szálak hibrid szálköteggé vannak egyesítve, és ezek a szálkötegek vannak textiliává feldolgozva.
4. A 3. iégnypont szerinti textília, azzal jellemezve, hogy a hibrid szálköteg köré egy külön termoplasztikus vagy erősítő szál van csévélve.
5. Az 1.-4. igénypontok bármelyike szerinti textília, azzal jellemezve, hogy a textília 25-80 tf.% erősítő szálból és 75-20 tf.% termoplasztikus szálból áll.

( » V *

• ·44 • ······

4 4 · · ··· ···· · ·· · · • ··· <··4
6. Az 1.-5. igénypontok bármelyike szerinti textília, azzal jellemezve, hogy a textília 40-60 tf.% erősítő szálból és 60-40 tf.% termoplasztikus szálból áll.
7. Az 1.-6. igénypontok bármelyike szerinti textiMa, azzal jellemezve, hogy erősítő szálként üveg-, szénvagy aramidszálat tartalmaz.
8. Az 1.-7. igénypontok bármelyike szerint előállított textília felhasználásával nyert termék, azzal jellemezve, hogy a textília a termoplasztikus szál olvadáspontja feletti és az erősítő szál olvadáspontja vagy bomlási hőmérséklete alatti hőmérsékleten van sajtolva.
9. A 8. igénypont szerinti termék, azzal jellemezve, hogy a textília 5-70x10^ Pa nyomással van sajtolva.
10. A 8. és 9. igénypontok bármelyike szerinti termék, azzal jellemezve, hogy a termék szárítás után 30-60 percig 120-160 °C-on hőkezelt.
11. Termoplasztikus és erősítő szálakból álló hibrid szálköteg, azzal jellemezve, hogy termoplasztikus anyagként bizonyos mértékben orientált^poliamidot, poli- (alkilén-tereftalát)-ot tartalmaz, erősítő szálként pedig ' ó - a . <; üveg-, szén- vagy aramidszálakat tartalmaz; a termoplasztikus szál maradó zsugorodási képesége pedig az olvadáspontjáig melegítve kevesebb, mint 2 %.
12. Eljárás előimpregnált termoplasztikus prepreg félgyártmányként! feldolgozásra alkalmas textíliák ···· termoplasztikus és erősítő szálakból szövési technológiával történő előállítására, azzal jellemezve, hogy a termoplasztikus szálat a textiliává való feldolgozás előtt 1-5 órán át a termoplasztikus anyag olvadáspontjánál 50-15 °C-kal alacsonyabb hőmérsékleten hőkezeljük, s közben a szálakat nyújtott állapotban tartjuk.