NL7904767A - Samengesteld produkt met een grote sterkte, bestaande uit hars, schroeflijnvormig gewonden vezels en gedraaide vezels zonder einde, en werkwijze voor het vormen daarvan. - Google Patents

Description

i -Μ PPG Industries Inc., Pittsburgh, Pennsylvanië, Ver.St.v.Amerika

Samengesteld produkt met een grote sterkte, bestaands uit hars, schroef-lijnvormig gewonden vezels en gedraaide vezels zonder einde, en werkwijze voor het vormen daarvan.

De uitvinding heeft betrekking op met vezels versterkte voorwerpen uit hars. In het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op werkwijze voor het vormen van met hars versterkte, schroeflijnvormig gewonden, samengestelde produkten.

5 De gedachte van het versterken van harsprodukten met veze lig materiaal, zoals vezelglas, is algemeen bekend. De werkwijzen voor het versterken van hars lopen van het toevoegen van korte stukken vezel van ongeveer 3,2 mm aan spuitgietsamenstellingen tot het gebruik van geweven vezelmatten in samenhang met hars voor het vormen van gelaagde produkten.

10 Andere samengestelde produkten zijn gevormd door het winden van met hars geïmpregneerde vezels op een doom. De volgende verwijzingen geven werkwijzen weer voor het versterken van harsen met vezels, en worden van belang geacht voor de onderhavige uitvinding.

Het Amerikaanse octrooischrift 3.669.638 openbaart een 15 werkwijze, waarbij matten met willekeurig gerichte glasvezels worden ge vormd uit glasvezels, die zijn klein gehakt en samengevoegd met een bindmiddel, bij voorkeur door het op de vallende vezels sproeien van het bindmiddel. Ook is geopenbaard, dat vezels zonder einde op een vormband worden gelegd en gebruikt voor het vormen van matten. Deze vezels zonder einde 20 kunnen worden besproeid met de hars na het op de mat zijn geplaatst daar van of voorafgaande aan het op de mat plaatsen daarvan worden besproeid.

De fig. 6 en 7 van dit Amerikaanse octrooischrift tonen uitvoeringsvormen, waarbij strengen zonder einde worden gebruikt.

7904767 2

Het Amerikaanse octrooischrift 3.873.291 geeft een werkwijze weer, waarbij glasdraden ononderbroken worden gewonden op een draaiende trommel, en besproeit met een bindmiddeloplossing na het op de trommel zijn gewonden daarvan voor het vormen van glasvezelmatten.

5 Het Amerikaanse octrooischrift 3.044.146 openbaart samen stellingen van gedraaide enkelvoudige vezels of zijdelings zich uitstrekkende vezels zonder einde, samengevoegd met kort gehakte lengtenvezel en met hars voor het vormen van samengestelde, in een vorm te vormen voorwerpen.

Een artikel door Frank Ives en Louis A. Bacon, getiteld 10 "Chop-Hoop Filament Winding" van de 31e Jaarlijkse Technische Conferentie, 1976, Reinforced Plastics/Composites Institute, The Society of the Plastics Industry, Inc., Section 23-A, biz,. 1-4,openbaart een werkwijze, die een samenstelling vormt van het ringwinden en het schieten van kleine gehakte strengen. Bij de in dit artikel geopenbaarde werkwijze, wordt het ringwinden 15 van strengen uitgevoerd met het schieten van kleine gehakte strengen en hars op het trommeloppervlak direkt voorafgaande aan het bedekken van een gebied met de ringstreng.

Alle voorgaande werkwijzen produceren bruikbare produkten.

Er blijven moeilijkheden bestaan bij de vorming van materialen met een grote 20 sterkte. Bij de voorgaande werkwijzen is het moeilijk een goede binding te bereiken van de vezels, in het bijzonder glasvezels, met dehars bij grote concentraties van de glasvezels. Bij grote concentraties van de glasvezels zonder een goed bevochtigen, maken gebreken met betrekking tot afschilferen dat produkten met een lage sterkte het gevolg zijn. Een verdere moeilijkheid 25 met de voornoemde produkten is, dat de sterkte van het materiaal niet gelijkblijvend is als gevolg van een onregelmatige bekleding van de hars, en de onregelmatige aanwezigheid van de hars in bepaalde gebieden van het produkt. De werkwijze van het aanbrengen van hars op klein gehakte vezel in een pistool, produceert een onsamenhangende bekleding omdat het pistool de neiging 30 heeft klodders hars en vezels aan te brengen in plaats van een ononderbroken bekleding. Een andere moeilijkheid met de kleinhak-ringwerkwijze is, dat de gehelde harshoeveelheid met de klein gehakte vezels moet worden toegevoegd, en derhalve het voldoende bevochtigen van de gewonden strengen niet plaatsvindt. Derhalve blijft behoefte bestaan aan een met vezels versterkt, samen-35 gesteld harsprodukt met een grote sterkte en een hoge kwaliteit, welk produkt 7904767 ί -) 3 verbeterde fysische dvarseigenschappen heeft en kan worden gevormd in verwarmde persvormen.

In een samenhangende Amerikaanse octrooiaanvrage is een werkwijze voorgesteld voor het vormen van een samengesteld produkt uit 5 schroeflijnvormig gewonden, met hard beklede vezels samen met klein gehakte vezels. Dit geeft een uitstekend produkt. Toch bestaat er echter nog behoefte aan een produkt, dat een betere weerstand heeft tegen doordringen en afschilferen voor toepassing op gebieden met grote stoten, zoals laadplatforms en de onderbouw van vrachtwagens. Verder heeft de kleinhakwerkwijze 10 enig verlies aan vezels tot gevolg, omdat een gedeelte van de klein gehakte vezels verloren gaat, aangezien zij niet aan de doom hechten en op de grond vallen.

Het is een doel van de uitvinding de nadelen van de bekende werkwijzen op te heffen.

15 Het is een ander doel samengestelde hars-vezelvoorwerpen met een grote sterkte te vormen.

Het is een verder doel in een vorm te vormen, met glasvezel versterkte, samengestelde produkten met een grote sterkte te produceren, welke produkten een verbeterde sterkte in de dwarsrichting hebben.

20 Het is een ander doel een samengesteld hars-glasstrengpro- dukt te produceren, dat niet krom trekt.

Het is nog een verder doel samengestelde hars-vezelproduk-ten te produceren met weinig verspilling van vezel en hars.

Het is een aanvullend doel samengestelde hars-vezelproduk-25 ten te produceren met een hoog vezelgehalte.

Het is weer een verder doel een samengesteld produkt te produceren met een zeer goede weerstand tegen stoten.

Het is een ander doel van de uitvinding samengestelde voorwerpen met een grote sterkte te vormen zonder af val.

30 Het is weer een ander doel van de uitvinding samengestelde hars-vezelprodukten te produceren met gelijkblijvende eigenschappen.

Het is een aanvullend verder doel samengestelde hars-vezelprodukten met een grote sterkte te produceren, die een grote weerstand hebben tegen afschilferen, veroorzaakt door stoten.

35 Deze en andere doeleinden worden in het algemeen bereikt 7904767 h *7" é door het winden van met hars bevochtigde strengen vezelglas volgens een schroeflijnvormig patroon op een trommel onder het aanbrengen van droog gedraaide strengen vezel op het gebied van de trommel, waar deze direkt worden bedekt door het winden van de strengen volgens het schroeflijnvor-5 mige patroon.

Bij een voorkeursuitvoeringsvorm bestaan de vezels uit glasstrengen van vormwikkels, welke glasstrengen in een zodanige hoeveelheid worden gebruikt, dat het gevormde samengestelde produkt een gehalte van ongeveer 50 gew.delen gewonden strengen, ongeveer 25 gew.delen gedraaide 10 vezelglasstrengen en ongeveer 25 gew.delen harsmatrix heeft. De hars wordt in een nauwkeurig gedoseerde hoeveelheid aangebracht door het leiden van de strengen glas door een bad, en dan door een opening met een nauwe speling, welke opening het harsgehalte regelt voorafgaande aan het aanbrengen op de trommel bij het schroeflijnvormig winden. Verder verdient het de voorkeur, 15 dat het sterkste samengestelde produkt een schroeflijnhoek van het winden heeft tussen ongeveer 82° en 87,5°*

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin: fig. 1 schematisch een ruimtelijk aanzicht is van de in-20 richting voor het uitvoeren van de onderhavige werkwijze, en fig. 2 een ruimtelijk aanzicht is van een gedeelte van de inrichting, waarbij het neerleggen is weergegeven van de vezel zonder einde, en het verband tussen de aanbrenginrichting voor het in elkaar draaien en de inrichting voor het winden van de streng.

25 Een gestel.12, dat vormwikkels 1U bevat,is zodanig opge steld, dat de draden van de vezelglas-vormwikkels kunnen worden verwijderd door middel van reef ogen 15 voor toevoer aan de werkwijze. Een keramisch reefoog wordt gebruikt voor het toevoeren van elke vormwikkel vanaf het gestel. De strengkettingdraad vanaf de vormwikkels 14 wordt gevoerd door 30 de uitklopplaat 25 in de leistaaf 31 voor het groeperen van de strengen, en vervolgens in het bad 32. Het bad wordt gevormd door een houder 33, voorzien van keramische inlaatgeleidingen 35 in de leistaaf 31. De strengen worden na het door de keramische geleidingen 35 in het bad komen daarvan, onder het oppervlak van het harsbad doorge-trokken en ondergedompeld gehou-35 den gedurende de doorgang door het bad door stangen 36. De uitlaatopeningen 790 4767 5 3¾ uit het had zijn geregeld op nauwe spelingen voor het doseren van een afgepaste, vooraf bepaalde hoeveelheid hars op elk der verzamelde strengen. Het gebruik van vormwikkelstrengen, die niet zijn verbonden voorafgaande aan het in het bad binnengaan daarvan, maakt een beter bevochtigen 5 mogelijk, waarbij de nauwe spelingen van de uitlaatopeningen verzekeren, dat een zorgvuldig gedoseerde hoeveelheid hars wordt gehecht aan de strengen. Het peil van de hars in het bad wordt geregeld door een regelmiddel voor het peil, welk middel niet is weergegeven en de toevoeging regelt van bad-bestanddelen vanaf de harsbron 72. Na het verlaten van het bad 32, 10 worden de dan met niet geharde hars beklede strengen geleid naar de wind- inrichting 52. De strengen worden naar de dwarsbeweegbare wagen 55 geleid, waaraan een strengleiplaat 51 is gemonteerd, evenals een afstandsstaaf 57» voorzien van reefogen met voorafbepaalde onderlinge afstanden en diameters. De diameter en de onderlinge afstand van de reefogen in de afstandsstaaf 15 57 van de dwars beweegbare wagen 55 zijn belangrijk voor het verzekeren, dat de strengen niet door de reefogen worden afgeschuurd, en dat de strengen zich op de juiste onderlinge afstand bevinden, zodat de schroeflijnwindin-richting strengen van opeenvolgende lagen nauwkeurig in de ruimten tussen de strengen van de reeds gewonden wagen legt of zet. De draaisnelheid van 20 de trommel 5^ wordt geregeld door een keuze bij de regeling 53 van de wind- inrichting. Het veranderen van de instellingen van de machine maakt verschillende veranderingen mogelijk van de schroeflijnhoek.

Strengen voor de gedraaide vezels worden geleid vanaf de bron 22» die een gestel 23 omvat, voorzien van de vormwikkels 1U, en door 25 de reefogen 15. Vanaf het gestel worden de strengen geleid door keramische geleidingen in de uitklopplaat 26 en dan door de geleiding naar de aan-brenginrichting 56 voor gedraaide strengen, waar de strengen worden aangebracht op de doom direkt voorafgaande aan het met de ononderbroken windende doom in aanraking komen van de met hars geïmpregneerde strengen 30 zonder einde. De gedraaide strengen worden aangebracht door een gebruike lijk kleinhakpistool 56 met luchtmotor, waarvan de snijbladen zijn verwijderd. De strengen worden aangebracht met een snelheid, die maakt, dat de strengen volgens krullen 77 op de doom komen te liggen omdat zij in overmaat worden toegevoerd met een snelheid, die hoger ligt dan de omtreks-35 snelheid van de trommel. Het pistool is gemonteerd aan het onderste gedeelte 7904767 f s 6 van de dwarsbeweegbare wagen 55, zodat het de gedraaide streng 77 kan blazen onder de gerichte strengen 78 zonder einde. De luchtslang 73 levert lucht voor het aandrijven van het pistool. Hoewel bij de weergegeven inrichting gebruik wordt gemaakt van een dwarsbeweegbare wagen en een draaibare 5 doorn voor het schroeflijnvormig winden, valt het ook onder de aanvrage gebruik te maken van een doorn, die zowel kan draaien als volgens zijn hartlijn bewegn tijdens het winden vanaf een vaste strengenbron.

De samengestelde produkten uit gedraaide vezels en schroeflijnvormig gewonden vezels heeft een samengestelde vormplaat tot gevolg, 10 die geschikt is voor het verwerken tot constructievormen door het gebruik van verwarmde, samenpassende, metalen vormen en hydraulische persen. Het gedraaide streng, schroeflijnvormig gewonden, samengestelde produkten kan ook worden toegepast met winden rond een opblaasbare kern, en het harden op het kerndeel voor het direkt verschaffen van een gevormd voorwerp. De 15 noodzaak voor het verwijderen van gewicht van motorisch gedreven voertuigen is toegenomen en derhalve de behoefte aan materialen met een grote sterkte en dichtheid voor het vervangen van metalen in constructieonderdelen voor de transportindustrie. Het onderhavige samengestelde produkt verschaft de grote sterkte, de mogelijkheid tot het vormen in een vorm en de gewichts-20 vermindering, die niet worden aangetroffen bij andere voorwerpen.

Bij het beschrijven van de onderhavige werkwijze en het onderhavige produkt, is het nuttig, dat bepaalde uitdrukkingen worden gedefinieerd. De volgende definities worden in de beschrijving gebruikt.

Doom: De vorm waaromheen het winden tot stand wordt 25 gebracht.

Band of lint: Een uitdrukking, die wordt gebruikt voor de ge richte strengen wanneer deze op de doom worden gewonden.

Band- of lintbreedte: De breedte van de band, gemeten loodrecht op de 30 bandrichting.

Patroon: Een volledig patroon wordt gevormd wanneer een band vezels grenzende aan een voorafgewonden band ligt. Indien de banden aangrenzend worden na een kringloop van de wagen, is er een keten 35! per patroon. Indien twee kringlopen van de wagen 7904767 t- -a® 7 nodig zijn voordat de band grenzend ligt aan een reeds gewonden band, zijn er twee keten per patroon, enz. T:C is de verhouding van de "doom -omwentelingen voor het voltooien van een patroon" c; tot de "dwarsbeweegketens voor het voltooien van een patroon".

Laag: Een bedekking van de doom in beide dwarsrich- tingen voor het lint of de band. In het geval van een massief lint, bedekt een laag de doom 10 volledig, waarbij in het geval van een open lint met ruimte tussen de strengen, een laag niet volledig de doorn bedekt omdat open ruiten aanwezig zijn.

Dikte: Een volledige bedekking van de doom zonder open 15 ruiten. In het geval van een massief lint of een massieve band, is een laag gelijk aan een dikte.

Een open lint vereist meer dan een laag voor het verkrijgen van een dikte, waarbij het vereiste aantal lagen afhankelijk is van de afstand tussen 20 de strengen en van de strengbreedte.

Kruisingen; Kruisingen veroorzaken dooreenweven van de vezel- glasstrengen wanneer deze op de draaiende doom worden gewonden, welk dooreenweven wordt versterkt bij een groot aantal kruisingen. Kruisingen kunnen 25 worden bereikt door het winden van een lint,

voorzien van ruimte tussen de gerichte vezelglas-strengen. Kruisingen van dichte linten worden bereikt door het vergroten van het aantal ketens, nodig voor het voltooien van een patroon, dat 30 wil zeggen door het vergroten van C in de T:C

verhouding.

Schroeflijnhoek; = α - De ingesloten scherpe hoek, verkregen door het snijpunt van de band op het lichaam van de doom met een lijn op het lichaam van de doom 35 evenwijdig aan de lengtehartlijn daarvan.

790 4 7 57 & 4 8

Windhoek: = 8 s De ingesloten scherpe hoek. verkregen door het snijpunt van de hand op het lichaam van de doorn met een lijn op het lichaam van de doorn loodrecht op de lengtehartlijn daarvan.

5 De uitvinding maakt de toepassing mogelijk van een ver scheidenheid aan harsen en vezels voor het bereiken van verschillende pro-dukteigenschappen. Bij de veranderlijken, die de onderhavige werkwijze en het onderhavige samengestelde produkt beïnvloeden, zijn het vezelgehalte van het samengestelde produkt, de schroeflijnhoek, de windhoek, de verhou-10 ding van strengen zonder einde tot gedraaide strengen tot de hars, de harssamenstelling en de ruimte tussen de strengen.

Volgens de uitvinding kan een willekeurige vezel worden gebruikt, die een samengesteld produkt geeft met een grote sterkte, en de samenhang bezit, die nodig is voor het winden. Gebruikelijke vezels, die 15 bij de uitvinding kunnen worden gebruikt, zijn polyimide, polyester vezels, polyamide vezels, natuurlijke vezels en metaalvezels. Geschikt voor de uitvinding zijn polyaramide vezels. De voor de uitvinding de voorkeur verdienende vezels zijn glasvezelstrengen, en koolstofstrengen, omdat deze materialen eigenschappen van grote sterkte geven en geschikt zijn voor het 20 draaien of winden op de onderhavige doom voor het vormen van samengestelde hars-vezelprodukten. Een optimum materiaal is glasvezel gebleken van vorm-wikkels, omdat dergelijke vezels zeer goede bevochtigingseigenschappen hebben, niet gemakkelijk tot draden worden en een goede binding verschaffen met de hars.

/ 25 De bij de onderhavige werkwijze en het onderhavige samen gestelde produkt gebruikte hars kan een willekeurig materiaal zijn, dat de benodigde binding en sterkte verschaft voor het gevormde samengestelde voorwerp. Bij gebruikelijke harsen zijn polyalkenen, polyaramiden, novolakken en polystyrenen. Passende harsen voor de onderhavige werkwijze zijn vinyl-30 esters, epoxyharsen, polyurethanen en polyesters. Gebruikelijke met warmte hardende polyester harsen, die kunnen worden gebruikt bij de uitvinding, zijn bijvoorbeeld geopenbaard in de Amerikaanse octrooischriften 3.772.241, 3.701.7½ en 3.840.618. De voorkeur verdienende harsmaterialen zijn met warmte hardbare polyesterharsen, omdat deze materialen een samengesteld pro-35 dukt met een grote sterkte verschaffen en een redelijke opslaglevensduur 790 4 7 67 4- ·* 9 geven aan het samengestelde produkt voorafgaande aan het harden daarvan gedurende het met warmte en druk vormen van het samengestelde produkt. Bij het vormen van een de voorkeur verdienende vormsamenstelling, is een hars nodig, die niet waarneembaar in kwaliteit achteruit gaat gedurende de op-5 slag, en hard gedurende het met warmte en druk vormen.

De verhouding van schroeflijnvormig gewonden strengen zonder einde, gedraaide vezels en harsmatrix kan worden aangepast aan elk samenstel, dat een aanvaardbaar in een vorm te vormen voorwerp geeft. De hoeveelheid strengen zonder einde in het gerede voorwerp kan met voordeel 10 liggen tussen ongeveer 79 en ongeveer 20 gev.%. Een voorkeurshoeveelheid van strengen zonder einde in het gerede voorwerp ligt tussen ongeveer ^5 en ongeveer 60 gev.% van de strengen zonder einde voor het sterkste samengestelde voorwerp. De hoeveelheid gedraaide vezels in het gerede samengestelde produkt kan met voordeel liggen tussen ongeveer 1 en 60 gev.%. Een 15 voorkeurshoeveelheid gedraaide vezels ligt tussen ongeveer 20 en ongeveer i+0 gevf% van het samengestelde produkt voor het geven van een goede sterkte dwars op de richting van het winden van de strengen zonder einde. Het hars-bereik in het samengestelde produkt kan tussen ongeveer 50 en ongeveer 15 gev.% liggen. Een voorkeurshoeveelheid hars ligt tussen ongeveer 20 en 20 ongeveer 35 gev.% van het gerede samengestelde produkt voor een goed be vochtigen en optimum fysische eigenschappen. De schroeflijnhoek van het op de doorn winden kan worden gekozen voor het geven van de gewenste eigenschappen aan het samengestelde voorwerp en het tot een minimum beperken van afval aan de einden van de doorn. Gebruikelijk kan de schroeflijnhoek 25 niet meer zijn dan ^5° of oplopen tot 89,9°. Een passende hoek ligt tussen ongeveer 71° en 89,89° voor een samengesteld voorwerp met een minimum aan afval. Een voorkeursschroeflijnhoek ligt tussen ongeveer 82,5° en ongeveer 87,5° voor een zeer sterk samengesteld voorwerp met goede vormeigenschappen.

De optimum schroeflijnhoek is gebleken ongeveer 85° te zijn voor het opti-30 mum in een vorm vormen van ingewikkelde gedaanten bij een optimum sterkte.

Een optimum samengesteld produkt is gebleken een produkt te zijn, dat ongeveer 50 gev.% gewonden strengen zonder einde omvat, verder 25 gev.% gedraaide vezels en 25 gev.% harsmatrix, gewonden onder een schroeflijnhoek van ongeveer 85° voor het geven van een grote sterkte in de richting van 35 de hoofdversterking en een bevredigende sterkte dwars op de hoofdversterking.

7904767 10

De werkwijze voor het impregneren van de strengen zonder einde kan een willekeurige werkwijze zijn, die een nauwkeurige regeling tot gevolg heeft van het opnemen van de hars door gewonden strengen zonder einde, zodat een regelmatig aanbrengen en bevochtigen plaatsvindt van de 5 strengen zonder einde. Een voorkeurswerkwijze is weergegeven in de tekening, waarbij de strengen zonder einde voor het winden worden geleid door een harsbad en dan door openingen met nauwe spelingen worden getrokken. De voorkeursopeningen bestaan uit draadtrekstenen. Deze werkwijze maakt het regelen mogelijk van het harsgehalte van de vezel tot + 2% hars tot ver-10 sterkingsgewicht, en meer in het bijzonder * \%. De voorkeursglasstrengen van vormwikkels worden zodanig getrokken, dat tussen 1 en 15 kettingdraden door elke opening gaan. De voorkeursglasstrengen bestaan uit K-37,5 vanaf vormwikkels, waarbij 5 van deze strengen door elke opening van het bad worden geleid. De strengen kunnen met andere werkwijze worden bekleed, in-15 dien de noodzakelijke nauwkeurigheid van de harsbekleding kan worden gehand haafd of indien het bepaalde produkt, dat wordt gevormd, geen regelmatige bekleding vereist van de onderhavige voorkeursmaterialen. Gebruikelijke andere werkwijzen voor het bekleden bestaan uit het leiden door een bad, gevolgd door het met een wisser of een rol verwijderen van een overmaat 20 bekleding, en het op de vezels sproeien van de bekleding. De viscositeit van de hars ligt bij voorkeur tussen U.10 1 en 12.10”^ Pa.s voor het goed opnemen uit het bad op de vormwikkelvezels. Het schroeflijnvormig winden kan worden voortgezet voor het vormen van een willekeurig aantal gewenste lagen. De voorkeur verdienen drie volledige dikten gewonden materiaal. Qm-25 dat dit een samengesteld produkt verschaft, dat een grote sterkte heeft en in een vorm kan worden gevormd tot een dikte van ongeveer 3,2 mm, hetgeen geschikt is voor koetswerkdelen van automobielen en vrachtwagens, verdient het de voorkeur. Voor dikkere delen kan een aantal platen met drie dikten tijdens het vormen worden samengevoegd.

30 De gedraaide vezels kunnen door een willekeurige gebruike lijke inrichting worden aangebracht, die de vezels op de doom kan blazen in een stroom, die voldoende smal is om te worden geconcentreerd onder de strengen zonder einde, wanneer deze worden aangebracht op de doom. De voorkeursvezels voor het draai aanbrengen zijn van K-37,5 vormwikkels. Zij hand-35 haven hun strengsamenhang bij het draaien, en als belangrijkste kunnen goed 7904767 + -t 11 worden bevochtigd met de hars» die wordt gedragen door de strengen zonder einde. De diameter van de draaiingen op de doom kan worden veranderd bij hetzelfde glasgehalte voor het gebruiken van meer strengen met een lagere aanbrengsnelheid of minder strengen bij een sneller aanbrengen.

5 De windinrichting voor het produceren van het schroef lijnvormig winden kan een willekeurige, in&e handel verkrijgbare windinrichting zijn. Een draadwindinrichting, werkzaam bij ongeveer 150 meter per minuut oppervlakte snelheid van de doom bij een doomdiameter van ongeveer 88,9 cm, is geschikt gebleken. Andere windinrichting zijn echter in 10 de handel verkrijgbaar en kunnen worden toegepast. De windinrichtingen omvatten verschillende overbrengingsinstellingen of elektrische regelingen, die kunnen worden geregeld voor het produceren van de gewenste schroeflijnhoeken en de gewenste neerlegpatronen zonder einde. De ruimte tussen de strengen wordt geregeld door de afstandsstaaf, gemonteerd aan de dwars be-15 weegbare wagen. De afstand tussen de strengen zonder einde wordt zorgvul- •i dig geregeld door de hartlijnafstand tussen de reefogen van de afstandsstaaf.

De vormen van drie lagen wordt bij voorkeur uitgevoerd voor het produceren: van een plant met een enkele'dikte. Door het fijn afstellen van de schroeflijnhoek verdient het de voorkeur nauwkeurig de strengen zonder einde van 2o de tweede en derde lagen te plaatsen in de ruimten tussen de strengen zonder einde van de eerste laag. Dit heeft een zo dun mogelijk samengesteld produkt tot gevolg,dat geen open ruiten heeft en toch vele kruisingen voor het overbrengen van spanning. Teneinde dit gewenste tussen elkaar leggen van de strengen zonder einde te bereiken is het nodig, dat de ruimte tussen de 25 linten gelijk is aan de ruimte tussen de strengen zonder einde. Werkwijzen en inrichtingen voor het schroeflijnvormig winden van strengen zonder einde zijn op dit gebied bekend en vormen op zichzelf geen nieuw kenmerk. De onderhavige voorkeurswerkwijze echter, waarbij de opeenvolgende lagen zodanig worden gewonden, dat de strengen van de tweede laag nauwkeurig passen 30 tussen strengen van de eerste laag, en de strengen van de derde laag nauwkeurig passen die van de tweede en eerste lagen, is op dit gebied nog niet toegepast, en blijkt een maximum sterkte te geven bij de onderhavige werkwijze. Het in elkaar passen van strengen heeft een maximum aantal kruisingen tot gevolg tussen de strengen. Dergelijke kruisingen vergroten de sterkte 35 van het onderhavige gevormde voorwerp.

7904767 12

De uitvinding vordt nader toegelicht aan de hand van de volgende voorbeelden.

Voorbeeld I

Een gestel met 60 vormwikkels, die K-37,5 vezelglasstren-5 gen zonder einde bevatten,, is uitgevoerd voor het daaraan onttrekken van 50 strengen zonder ehde door elk der 12 openingen en tot in een bad voor het met hars bekleden daarvan. Het bad bevat een met warmte hardende, iso-taal-polyesterhars. De strengen zonder einde worden uit het bad verwijderd door openingen met nauwe spelingen, die zodanig zijn gekozen, dat zij een 10 hoeveelheid hars opnemen, die overeenkomt met ongeveer 50 % van het strengengewicht, dat het bad binnengaat, Een groep van 3 vormwikkels is aangebracht aan een gestel, waarbij daaraan strengen worden onttrokken en gevoerd naar een kleinhakpistool, dat is gewijzigd door het verwijderen van de kleinhakbladen. De toevoer door de gewijzigde kleinhakker is een snel-15 heid, die overeenkomt het de helft van het gewicht van de glasvezels, die door het bad worden getrokken, en wordt in draaiingen op de doorn geblazen. De diameter van de openingen met de nauwe speling is ongeveer 0,9¼ mm, en omvat een draadtreksteen. De windinrichting kan een doorn met een diameter van ongeveer 78,7 cm draaien met een omtrekssnelheid van ongeveer 90 meter 20 per minuut. De doorn is bekleed met een vel polyvinylchloride om werkzaam te zijn als een losmaakmiddel en een bekleding bij het opslaan. De windinrichting is geprogrammeerd voor het produceren van een plaat met een breedte van ongeveer 121,9 cm op de doom. Het dwarsbeweegbare mechanisme van de windinrichting is uitgevoerd met een afstandsstaaf, voorzien van een hart-25 lijnafstand tussen de op de doom aangebrachte strengen zonder einde van ongeveer 6,6 mm. Dit heeft een ruimte tussen de strengen tot gevolg van ongeveer U,06 mm. De windinrichting is geprogrammeerd voor het vrijlaten van de ruimte tussen de linten van ongeveer ^06 mm. De harsbadtemperatuur wordt tussen ongeveer 27 en 29°C gehouden. De windinrichting wordt bediend 30 met een schroeflijnhoek van ongeveer 8^76°. De afstandsstaaf, die zich bevindt aan het dwarsbeweegbare mechanisme, is in een zodanige stand gemonteerd, dat de strengen zonder einde met weinig afwijking vanaf de afstandsstaaf direkt naar de bovenkant van de doom gaan. Het gewijzigde kleinhakpistool richt de gedraaide vezels op een punt op de doom, dat onmiddellijk 35 wordt bedekt door de strengen zonder einde, wanneer deze op de doom worden 7904767 13 gewonden. Zij draaien in krullen met een diameter tussen ongeveer 12,7 en 38,1 mm. Een eerste laag strengen zonder einde wordt gewonden op de doom, waarbij wanneer dan de tweede laag begint, het gewijzigde kleinhakpistool wordt aangezet voor het beginnen met het aanbrengen van gedraaid vezelglas.

5 De windinrichting vereist drie lagen voor het vormen van een dikte. Na de vorming van de achtste laag, worden de gedraaide strengen onderbroken, waarbij de negende laag, die de laatste laag van de derde dikte is, wordt aangebracht zonder dat de kleinhakker in werking is. De drie dikten van het samengestelde produkt worden dan bedekt met een kunstfoelie. De samen- 10 gestelde plaat wordt overlangs doorgesneden en van de doom verwijderd. Ge- 2 deelten van 0,09 m van het samengestelde produkt worden m een vorm gevormd bij ongeveer 3,¾ MPa gedurende 3 min. Deze monsters worden dan onderzocht en blijken de volgende eigenschappen te hebben in de richting loodrecht op de windrichting: treksterkte ongeveer 62 tot 76 MPa, buigsterkte 15 ongeveer 131 tot 1^5 MPa en een buigmodulus van ongeveer 8 tot 9 x 10 MPa, waarbij de metingen in de richting evenwijdig aan de windrichting zijn: treksterkte van ongeveer 551 MPa, buigsterkte*van ongeveer 930 MPa en buigmodulus van ongeveer ^0 tot ^1 GPa. Deze sterkten in de richting loodrecht op het winden zijn zeer goed. Daarbij heeft het samengestelde produkt een 20 goede weerstand tegen afschilferen hij schokken. Het totale samengestelde produkt cmvat 50 delen gewonden strengen, 25 delen klein gehakte strengen en 25 delen hars. De schokbestendigheid is zodanig, dat afschilferen niet plaatsvindt wanneer een monster wordt onderworpen aan een proef met een vallende pen. Bij de proef wordt een stalen pen met een gewicht van k,5 kg 25 en een straal van 2,5 cm aan de punt, losgelaten vanaf een hoogte van 1,8 meter. Het gevolg is een licht ingedeukt oppervlak op het schokpunt, en een zeer licht barsten van de hars aan de tegenover liggende zijde.

VoorbeeM II

Als controle werd de werkwijze van voorbeeld I herhaald, 3p behalve dat de gedraaide vezel niet werd toegepast. Het materiaal zonder de gedraaide vezel blijkt een treksterkte te hebben loodrecht op het winden van ongeveer 1¾ MPa. Dit is slechts ongeveer 1/5 van de sterkte, die volgens de uitvinding wordt verkregen door het gebruik van de gedraaide vezel samen met het schroeflijnvormig winden.

35 7904767

Claims (38)

1. Werkwijze voor het vormen van een samengesteld, met 15 vezels versterkt harsprodukt, gekenmerkt door het in een afgepaste hoeveel heid aanbrengen van hars op een groep vezelstrengen zonder einde, het volgens een schroeflijnvormig patroon op een doom winden van de strengen zonder einde, en het gelijktijdig met het op de doom winden, aanbrengen van gedraaide strengen op een gebied van de doorn, dat direkt daarna wordt 20 bedekt door de strengen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de gedraaide strengen niet worden aangebracht wanneer de eerste laag en de laatste laag strengen zonder einde worden gewonden.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de 25 gedraaide strengen en de strengen zonder einde bestaan uit glas. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de gedraaide strengen en de strengen zonder einde aan vormwikkels worden onttrokken.

5. Werkwijze volgens conclusie 1., met het kenmerk, dat de 30 hars wordt afgepast in een hoeveelheid, die tussen ongeveer 15 en 50 gev.% ligt van het totaal van het gevormde, met vezels versterkte harsvoorwerp.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de hars tussen ongeveer 20 en 35 gev.% omvat van het samengestelde voorwerp.

7. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de 35 strengen zonder einde tussen ongeveer 79 en 20 gev.% omvatten van het 7904767 samengestelde, met vezels versterkte harsprodukt.

8. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de strengen zonder einde tussen 1*5 en 60 gew.5» omvatten van het samengestelde, met vezels versterkte harsprodukt.

9. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de gedraaide strengen tussen ongeveer 1 en ongeveer 6o gev.% omvatten van het samengestelde, met vezels versterkte harsprodukt.

10. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de gedraaide strengen tussen 20 en 40 gev.% omvatten van het samengestelde, 10 met vezels versterkte harsprodukt.

11. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het winden van de strengen zonder einde volgens een schroeflijnvonnig patroon plaatsvindt onder een schroeflijnhoek tussen ongeveer 71° en 89,89°.

12. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 15 het winden van de strengen zonder einde plaatsvindt onder een schroeflijnhoek van ongeveer 85°.

13. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het samengestelde, met vezels versterkte harsprodukt ongeveer 50 gev.% strengen zonder einde omvat, verder ongeveer 25 gev.% gedraaide strengen 20 en ongeveer 25 gev.% hars. “ik. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de gedraaide strengen pas op de trommel worden aangebracht nadat de eerste laag strengen zonder einde is gewonden.

15. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 25 een laag strengen zonder einde op de trommel wordt aangebracht na het stil zetten van het aanbrengen van gedraaide strengen.

16. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een kunststoffoelie wordt aangebracht op de doom om werkzaam te zijn als een loslaatmiddel.

17. Werkwijze volgens conclusie 1, gekenmerkt door het in lengterichting doorsnijden van de samengesteld produktcilinder voor het verwijderen daarvan vanaf de trommel. '18. Werkwijze volgens conclusie 1, gekenmerkt door het vormen en harden van het samengestelde produkt onder warmte en druk voor 35 het harden van de hars. 790 47 67

19. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat elke streng zonder einde tussen 1 en 15 vormwikkelkettingdraden omvat.

20. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de hars een isotaal-polyester is.

21. Samengesteld hars-vezelurodukt, gekenmerkt door hars en schroeflijnvormig gewonden strengen zonder einde, voorzien van een laag gedraaide strengen, welke laag lagen van schroeflijnvormig gewonden strengen zonder einde scheidt.

22. Produkt volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat 10 de strengen zonder einde en de gedraaide strengen bestaan uit glas.

23. Produkt volgens conclusie 22, met het kenmerk, dat het glas afkomstig is van vormwikkels. 2h. Produkt volgens conclusie 22, met het kenmerk, dat de hars een polyesterhars is.

25. Produkt volgens conclusie 22, met het kenmerk, dat de schroeflijnvormig gewonden strengen zonder einde zijn gewonden onder een hoek tussen ongeveer 71° en 89,89°.

26. Produkt volgens conclusie 22, met het kenmerk, dat de gedraaise strengen tussen ongeveer 20 en U0 gew.% omvatten van het samen-20 gestelde produkt.

274 Produkt volgens conclusie 22, met het kenmerk, dat de strengen zonder einde tussen ongeveer 20 en ongeveer 79 gew.% omvatten van het samengestelde produkt.

28. Produkt volgens conclusie 22, met het kenmerk, dat 25 de hars tussen ongeveer 20 en 35 gev.% omvat van het voorwerp.

29. Produkt volgens conclusie 22, met het kenmerk, dat het drie dikten schroeflijnvormig gewonden vezelstrengen zonder einde omvat.

30. Samengesteld voorwerp, gekenmerkt door een met warmte hardbare hars, door schroeflijnvormig gewonden glasstrengen zonder einde en 30 door gedraaide glasstrengen, die lagen schroeflijnvormig gewonden strengen zonder einde scheiden, waarbij de gewonden strengen zonder einde tussen ongeveer U5 en 60 gev.% omvatten van het produkt, de gedraaide strengen tussen ongeveer 20 en ongeveer HO gew.% omvatten van het produkt, de hars tussen ongeveer 20 en ongeveer 35 gew.% omvat van het produkt, en de schroeflijn-35 vormig gewonden strengen zonder einde zijn gewonden onder een schroeflijn- 790 4 7 67 ~Λ hoek tussen ongeveer 82,5° en ongeveer 87*5°.

31. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de gedraaide strengen bestaan uit glas, waarbij de vezelstrengen zonder einde een samenstel omvatten van glasvezelstrengen zonder einde en kool- 5 stofvezels zonder einde.

32. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het volgens een schroeflijnvormig patroon winden zodanig wordt uitgevoerd, dat er een in elkaar passen plaatsvindt van opeenvolgend gewonden strengen tussen eerdere strengen voor het zodoende bereiken van het maximum aantal 10 kruisingen tussen vezelstrengen zonder einde.

33. Werkwijzevoor het het vormen van een samengesteld, met vezels versterkt harsprodukt, gekenmerkt door het leiden van een groep vezelstrengen zonder einde door een harsbad, het verwijderen van overmaat hars vanaf de strengen voor het verschaffen van een afgepaste hoeveelheid hars 15 op elke streng, het schroeflijnvormig winden van de beklede strengen op een draaiende doom in de vorm van een band evenwijdig op onderlinge afstanden liggende strengen, gericht onder een scherpe hoek met betrekking tot de lengtehartlijn van de doom, en het gelijktijdig met het winden, blazen van strengen in draaiingen op de doom in het gebied, dat direkt wordt be-20 dekt door de evenwijdig op onderlinge afstanden liggende strengen. 3^. Werkwijze volgens conclusie 33, met het kenmerk, dat de gedraaide vezels niet worden aangebracht tijdens het winden van de eerste en de laatste laag strengen zonder einde.

35. Werkwijze volgens conclusie 33, met het kenmerk, dat 25 de strengen en gedraaide vezels glas omvatten.

36. Werkwijze volgens conclusie 35, met het kenmerk, dat de gedraaide vezels en de strengen zonder einde aan vormvikkels worden onttrokken.

37. Werkwijze volgens conclusie 33, met het kenmerk, dat 30 de hars wordt afgepast in een hoeveelheid tussen 15 en 50 gev.% van het versterkte harsvoorwerp.

38. Werkwijze volgens conclusie 33, met het kenmerk, dat de scherpe hoek een schroeflijnhoek is van ongeveer 71 tot ongeveer 89,89°.

39. Werkwijze volgens conclusie 33, met het kenmerk, dat 35 de strengen zonder einde tussen ongeveer ^5 en 60 gev.% omvatten van het 790 47 67 -J* V samengestelde produkt, waarbij de afgepaste hoeveelheid hars tussen ongeveer 20 en ongeveer 1+0 gev.% omvat van het samengestelde produkt. 1+0. Werkwijze volgens conclusie 33, gekenmerkt door het van de doom verwijderen van het samengestelde produkt en het onder warmte 5 en druk in de vorm vormen daarvan. 1+1, Werkwijze volgens conclusie 1+0, met het kenmerk, dat de hars hardt gedurende het vormen in een vorm. 1+2. Werkwijze volgens conclusie 1+1, met het kenmerk, dat de hars een isotaal-polyester is. IQ 1+3. Werkwijze voor het vormen van een samengesteld, met vezels versterkt harsprodukt, gekenmerkt door het trekken van glasvezel-kettingdraden vanaf vormwikkels, het leiden van een aantal van deze kët-tingdraden door althans twee openingen en tot in een harsbad, het verwijderen van het aantal kettingdraden uit het bad door althans twee ope-jej ningen met een nauwe speling voor het afpassen van een gewenste hoeveelheid hars op de kettingdraden en het zodoende vormen van met hars beklede strengen, het schroeflijnvormig winden van de met hars beklede strengen volgens een band op onderlinge afstand liggende evenwijdige vezels op een draaiende doom onder een scherpe schroeflijnhoek, het verwijderen van 20 een tweede aantal glasvezelstrengen vanaf vormwikkels en het aanbrengen van deze tweede strengen op een gebied van de doom, dat direkt daarna wordt bedekt door de met hars beklede strengen, waarbij het aanbrengen van de tweede streng wordt uitgevoerd met een snelheid, die hoger ligt dan de oppervlaktesnelheid van de doom, zodat de vezels op het dooraoppervlak 25 worden gedraaid. 1+1+. Werkwijze volgens conclusie 1+3, met het kenmerk, dat elke met hars beklede streng zonder einde tussen 1 en ongeveer 15 kettingdraden omvat. 1+5. Werkwijze volgens conclusie 1+3, met het kenmerk, dat 30 een kunst stof foelie wordt aangebracht op de doom voorafgaande aan het schroeflijnvormig winden om werkzaam te zijn als een loslaatmiddel. 1+6. Werkwijze volgens conclusie 1+3, met het kenmerk, dat de gedraaide vezels niet worden aangebracht wanneer de eerste en laatste lagen met hars beklede strengen worden gewonden. 35 1+7. Werkwijze volgens conclusie 1+3, gekenmerkt door het 7904767 verwijderen van het samengestelde produkt en het onder warmte en druk vormen in een vorm daarvan. U8. Produkt volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat de strengen zonder einde en de gedraaide strengen bestaan uit een materiaal, 5 gekozen uit de groep, bestaande uit glas, koolstof en mengsels daarvan. 1+9. Produkt volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat de gedraaide strengen het winden volgen van de bandenstrengen zonder einde.

50. Produkt volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat drie lagen strengen zonder einde êén dikte vormen in het samengestëüe pro- 10 dukt.

51. Produkt volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat de schroeflijnvormig gewonden strengen zonder einde onder een schroeflijnhoek liggen tussen ongeveer 82,5° en 87,5°.

52. Werkwijze in hoofdzaak zoals in de beschrijving be- 15 schreven en in de tekening weergegeven.

53. Samengesteld produkt in hoofdzaak zoals in de beschrijving beschreven en in de tekening weergegeven. 790 4767