NL8200744A - Werkwijze voor het vervaardigen van geweven laminaten. - Google Patents

Description

* '♦ N.0. 30.885 1

Werkwijze voor het vervaardigen van geweven laminaten.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van geweven laminaten en op laminaten die daarmede zijn vervaardigd en meer in het bijzonder op het vervaardigen van geweven versterkte thermoplastische laminaten hetzij in de'vorm van vlakke panelen of 5 van gebogen stukken.

Volgens de uitvinding omvat de werkwijze het weven van textiellagen uit koolstof, aramide of glasvezels hierna versterkingsvezels genoemd, samen met polyalkeen, polyester, polyamide, polyethersulfon en polyetherketonvezels of andere thermoplastische vezels, hierna genoemd 10 thermoplastische vezels, het samenvoegen van een aantal lagen voor het vormen van een laminaat, het verwarmen van het laminaat onder druk voor het vormen van een vormbaar laminaat, waarbij het aantal lagen textielmateriaal, dat wordt gebruikt, afhangt van de aan het gedrag gestelde eisen bij uiteindelijk gebruik, waarbij de thermoplastische vezels dle-15 nen om de lagen met elkaar te verbinden en om de mechanische en de andere eigenschappen van het laminaat te verbeteren.

De uitvinding wordt hierna beschreven aan de hand van een tekening waarin uitvoeringsvoorbeelden zijn weergegeven.

Fig. 1 toont een weefsel met 75% ketting a en inslag b uit thermo-15 plastische vezels zoals polyalkenen aan één zijde en 25% aan de tegenover liggende zijde waarbij aramideketting a en inslag b zijn gebruikt .

Fig. 2 toont een weefsel waarin de thermoplastische kettingvezels gelijkmatig zijn verdeeld over beide zijden met aramide inslaggaren.

20 Fig. 3 toont een in één richting gericht weefsel met thermoplasti sche en aramide kettinggarens en aramide inslaggarens.

Fig. 4 toont een satijnweefsel dat een grotere permeabiliteit en strekbaarheid toelaat dat een vlak weefsel en thermoplastische en aramide kettinggarens bevat en versterkingskettinggarens a en thermoplas-25 tisch inslaggaren b.

Een gewoonlijk gebruikt aramideweefsel voor kunststofversterking is een vlak weefsel met 67 garens per 100 mm zowel in ketting als in inslagrichting, bestaande uit 158 tex aramidevezels en thermoplastische kettinggarens a (zie fig. 1).

30 Voor het vervaardigen van een 25 mm dik laminaat bestaande uit 15 gew.% polyalkeen en 85 gew.% aramidevezel, is de werkwijze als volgt:

Om ekonomische redenen heeft het de voorkeur het polyalkeen als 8200744 2 ketting a draad voor draad in te brengen met de aramideketting en in-slagvezel. De lineaire dichtheid van de polyalkeenketting en inslag is daarom 30% van die van het aramide omdat de gewichten van aramide in de ketting a en de inslag b van het basismateriaal gelijk zijn. Een derge-5 lijk garen is een 0,25 mm dik polyalkeen elementairdraadje met hoge dichtheid en kan in het weefsel worden gebracht hoewel er vele andere mogelijke weefselvariaties zijn.

Voor het vervaardigen van een 25 mm dik laminaat uit het weefsel volgens fig. 2 zijn 85 lagen op elkaar geplaatst en worden gebracht in 10 een pers met persplaten die zijn verhit tot 150°C of tot een hogere temperatuur als gewerkt wordt met ander materiaal. Als het polyalkeen is gesmolten wordt met een druk van ongeveer 1 MPa het laminaat geconsolideerd tot een dikte van 25 mm of als alternatief kunnen stoppen voor een tussenruimté van 25 mm in de pers worden gebruikt. Na persen 15 wordt het laminaat gekoeld, hetzij in hetzij buiten de pers.

De keuze van vezels en de thermoplastische matrix en de drukomstandigheden hangt af van het uiteindelijke gebruik waartoe het laminaat is bedoeld, zoals ook het geval is met de verhouding van vezels tot de matrix.

20 Koolstof, aramide of glasvezels hebben een hoge sterkte en een ho ge modulus.

Op gelijke wijze kunnen de matrix polyalkenen, polyesters, polyamiden, polyethersulfonen en polyetherketonen zijn.

Andere vezels en matrixen kunnen echter worden toegepast.

25 Laminaten als beschreven kunnen worden vervaardigd door het om en om plaatsen van geweven textielmateriaal en de thermoplastische matrix in de vorm van een film of van deeltjes waarna het samenstel onder druk wordt verhit. De nadelen van deze werkwijze zijn dat de thermoplastische vezels of deeltjes moeilijk handelbaar zijn en moeilijk kunnen 30 zijn bij de vervaardiging. Bij laminaten waarbij een discontinue laag uit thermoplastisch materiaal gewenst is wordt het vervaardigen ervan zeer ingewikkeld.

De betreffende thermoplastische materialen zijn echter gemakkelijk te verkrijgen in de vorm van textielvezels.

35 De uitvinding beschrijft het weven van een enkel materiaal dat zo wel de versterkingsvezels als de thermoplastische matrix in de vorm van vezels bevat.

Voor het vormen van een dergelijk textielmateriaal bestaat een groot aantal basismaterialen die in overeenstemming met het bedoelde 40 uiteindelijke gebruik kunnen worden gekozen. De keuze van versterkings- 8200744 * 3 weefsel heeft plaats in overeenstemming met de mechanische weerstand, de weerstand tegen hitte, de chemische weerstand, de elektrische en andere dergelijke eigenschappen die zijn vereist in het uiteindelijke produkt. Overeenkomstige beschouwingen spelen een rol bij het kiezen 5 van het type, de hoeveelheid en de verdeling van de thermoplastische vezels. Als deze parameters zijn vastgesteld worden de twee samengebracht voor het verschaffen van een weefsel dat in hoofdzaak het verster kingsweefsel is met extra draden bestaande uit het matrixmateriaal in de vorm van elementairdraadjes.

10 Deze extra thermoplastische draden kunnen hetzij ketting hetzij inslagdraden of beide zijn. Lagen uit een enkel weefsel worden dan verhit onder druk om de thermoplastische elementairdraadjes te ^smelten, die, bij koelen, de versterkingsweefsellagen met elkaar hechten.

Het is ook mogelijk een weefsel te vervaardigen waarbij de ketting 15 geheel bestaat uit versterkingsvezels en de inslag geheel bestaat uit thermoplastische vezels of omgekeerd. Lagen van een dergelijk textielmateriaal vormen als zij op elkaar zijn geplaatst in dezelfde oriëntatie een in één richting georiënteerd laminaat dat alle versterkingsvezels heeft in slechts één richting. Een dergelijk weefsel kan ook wor-20 den gebruikt in in meer richtingen georiënteerde laminaten door de versterkingsvezels als vereist gedurende het vormen van het laminaat te oriënteren. Het voordeel van deze weefsels is dat het mogelijk is laminaten te vervaardigen zonder krimp in de versterkingsvezels.

Een verder voordeel is dat het vervaardigen van gebogen laminaten 25 wordt vereenvoudigd. Eenvoudige krommingen kunnen worden verkregen door ze te vormen uit een vlak laminaat voordat het thermoplastische materiaal verhardt. Meer complexe krommen kunnen worden verkregen door een weefsel te kiezen zoals satijn (fig· 4) dat cm een gebogen vorm kan worden geplaatst voor het persen.

30 Een verder voordeel is dat bij een hoog gehalte aan versterkings vezels laminaten op eenvoudige en ekonomische wijze kunnen worden vervaardigd en het mogelijk is normale textielmachines te gebruiken om de thermoplastische elementairdraadjes hetzij gedeeltelijk hetzij volledig te smelten. Dit heeft het effekt dat het thermoplastische materiaal 35 niet alleen is verweven met het versterkingsmateriaal maar ook daarop is gehecht.

Dit kan een voordeel zijn bij het vervaardigen van de laminaatsta-pel voor het vormen omdat het risico van rafelen van het versterkingsmateriaal gedurende het vormen ervan wordt gereduceerd. Ook hebben, als 40 snijmethoden worden gebruikt door middel van ultrasonische of laser- 8200744 4 technieken, die warmte ontwikkelen, de thermoplastische draden, die gesneden zijn de neiging te smelten en de randen weer te sluiten.

8200744

Claims (1)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van geweven laminaten omvattende het weven van textiellagen uit versterkingsgaren, aramide of glasvezels samen met thermoplastisch garen uit polyalkeen, polyester, polyamide, 5 polyethersulfon en polyetherketonvezels of andere thermoplastische vezels, het samenvoegen van een aantal lagen op elkaar voor het vormen van het samengestelde laminaat, het verwarmen van het laminaat onder druk voor het verschaffen van een vormbaar samengesteld laminaat, waarbij het aantal lagen, dat wordt gebruikt, afhangt van de eisen van ge-10 drag bij uiteindelijk gebruik, waarbij de lagen en de thermoplastische vezels dienen om de lagen versterkingsmateriaal met elkaar te verbinden en om de mechanische en de andere eigenschappen van het samengestelde laminaat te verbeteren. ******** 8200744