NO139344B - Fremgangsmaate for fremstilling av roer av umettet polyesterharpiks armert med glassfibre - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte

for fremstilling av rør av umettet polyesterharpiks armert med glassfibre av den art hvor harpiksen påføres en roterende mantel eller dor.

Fremstilling av rørformede produkter ved påføring

av polyesterharpiks og glassfibre i form av en spiral på en roterende dor eller mantel utgjør en temmelig ny fremgangsmåte for fremstilling av rør, hanker og lignende med en diameter på

opp til 3 meter eller mer. Som illustrerende for teknikkens stilling kan vises til norsk patent nr. 135 12 7.

Harpiksen blir vanligvis avsatt på en i spiral roterende mantel ved påføring ved hjelp av en valse fra en harpiks-innløpskasse,eller ved å sprøyte harpiksen gjennom dyser på flaten av den roterende mantel. Anvendelse av harpiksinnløpskasser utelukker bruk av oppkuttede glassfibre, fordi disse vil hefte til valsen og falle ned i kassen. Det må derfor anvendes ruller av dyrere glassfibermatter. Sprøyting av harpiks gjennom dyser kan ikke benyttes for harpiks sammen med spesielle fyllmaterialer slik som for eksempel uorganiske fyllmaterialer, fordi fyllmate-rialene kan avsette seg i dysene, slik at harpiksstrømmen blir mindre.

Glassfibertråder som er spunnet og inneholder mange enkeltstrenger er kommersielt tilgjengelige til mye lavere pris enn glassfibermatter. Det er også kjent kuttere for disse tråder, som kan kutte trådene i stykker med varierende lengder.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for fremstilling

av rør og lignende er.således av den art hvor umettet polyesterharpiks armert med glassfibre tilføres på toppen av en roterende fremført dor eller mantel, og hvor fibrene presses inn i harpiksen, og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen karakteriseres ved

at etter at harpiksen er avsatt, avlegges oppkuttede glassfiberstykker på harpiksen og ved at de oppkuttede glassfibrene presses inn i harpiksen ved hjelp av trykket fra en rekke strenger som løper i hovedsaken parallelt med banen for et punkt på flaten på den roterende doren.

Gjennom fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen oppnås først og fremst den fordel at man lettere oppnår en jevn harpiksbane på den roterende dorflaten, og likeledes en jevn til-førsel og fordeling av glassfibermateriale.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til vedlagte tegninger, hvor: Fig. 1 er et sideriss av den roterbare dorflate hvorpå det fremmates harpiks, glassfibre og parallelle strenger.

Fig. 2 viser et grunnriss av den roterbare doren,

samt fremmatingen av harpiks, glassfibre og de parallelle streng? - .

Det skal først vises til fig. 1, der den roterende dorflaten 1 roterer i den viste retning om en ikke vist akse.

En harpiksinnløpskasse 2 er montert over den roterebare dorflaten 1, slik at bunnflaten på harpiksinnløpskassen 2 er i hovedsaken horisontal og ligger nært opp til toppen av dorflaten 1.. Harpiksen strømmer fra harpiksinnløpskassen ned på den roterende dorflaten 1.

Tråder 3 bestående av en rekke glassfiberfilamenter som er spunnet eller tvunnet sammen, blir tilført en kutteinn-retning 4 som er montert ovenfor den : roterende dorflaten 1. Glassfibrene i trådene blir av kutteinnretningen 4 avskåret i bestemte lengder oppkuttede glassfibre. De oppkuttede glassfibre faller gjennom rennen 5 ned på harpiksbanen som er blitt matet ned på den roterende dorflaten 1.

Parallelle strenger 6 mates kontinuerlig til den roterende dorflaten 1 som er belagt med harpiks og oppkuttede glassfibre. Trykket fra de parallelle strenger 6 mot de oppkuttede glassfibre og harpiksen på den roterende dorflaten 1 vil presse de oppkuttede fibre inn i harpiksen. De parallelle strenger 6 blir vanligvis samtidig innleiret i den glassfiberarmerte polyester.

Det skal nå vises til fig. 2 som er et grunnriss

av anordningen for påføring av harpiks, oppkuttede glassfibre og parallelle strenger. Doren roteres om aksen 7. Harpiksen mates inn ved den bakre ende av innløpskassen 1 ved hjelp av ett eller flere rør. Bredden av kassen er beregnet slik at harpiksen skal avlegges i et i hovedsaken jevnt belegg med en bredde som bestemmes av utløpsbredden mellom sidene på harpiksinnløps-kassen 1.

Trådene 3 blir matet inn i kutteinnretningen 4, og de oppkuttede glassfibre faller gjennom rennen 5 og ned på harpiksen. De parallelle strenger 6 mates kontinuerlig frem mot de oppkuttede glassfibre inn i harpiksen. På grunn av spiral-bevegelsen for det bånd som danner doren vil et punkt på dorflaten rotere under harpiksen, glassfibrene og strengene som er påført, atskillige ganger før dette punkt forlater denne sone.

Et meget viktig trekk ved oppfinnelsen er tilmåtingen av harpiksen fra en i hovedsaken horisontal flate. Derved dan-nes det en i hovedsaken jevn harpiksbane på den roterende dorflaten uten avbrudd av tilførselen av oppkuttede tråder ned på dorflaten. Det blir heller ikke overført for store mengder harpiksdamp til arbeidsstedet.

Bredden av harpiksstrømmen blir først og fremst kon-trollert av bredden på innløpskassemunningen der harpiksen avsettes på dorflaten. Tykkelsen av harpiksbelegget kontrolleres først og fremst av viskositeten for den harpiks som mates inn i harpiksinnløpskassen.

De oppkuttede glassfibre fås ved å kutte glassfibertråder med en kuttemaskin som frembringer glassfiberstykker med i hovedsaken samme lengde. Disse kuttemaskiner er av kjent type. Kuttemaskinen kutter trådene i lengder fra omtrent 1 cm til omtrent 2 5 cm. Vanligvis vil det foretrekkes å anvende oppkuttede glassfibre med en lengde fra omtrent 3 cm til omtrent 12 cm.

Den foretrukne fremgangsmåte til å frembringe oppkuttede glassfibre er å kutte av tråder som inneholder et antall glassfiberfilamenter.

Strengene som legges utenpå de oppkuttede glassfibre har tre hovedfunksjoner. De skal for det første presse de oppkuttede glassfibre inn i harpiksen, slik at glassfibrene blir impregnert med harpiks. For det andre vil strengene holde; de oppkuttede glassfibre fast mot dorflaten når den roterer, og for det tredje vil strengene muliggjøre bruk av valser for å presse ut innesluttet luft fra laminatet uten at de oppkuttede fibre hefter seg til valsene og faller av.

Strengene kan være av et hvilket som helst materi-ale, slik som f.eks. glassfilamenter, garn, fibertråd, metall-tråd, ståltau eller lignende. Men strengene må være så flek-sible at de kan føres ned mot dorflaten og samtidig ha så stor strekkstyrke at de tåler det påførte trykk.

Når en streng inngår i det ferdige produkt må streng-materialet ikke ha en ødeleggende effekt på egenskapene for dette produkt. Hvis for eksempel strengene har stor diameter, slik som spundne glassfibertråder, vil dette kunne føre til at sluttproduktet blir svakt på grunn av ujevn fordeling av harpiksen, dårlig impregnering, samt spenningskonsentrasjoner som ofte vil resultere i dårlige strekk- og bøyningsegenskaper i det ferdige laminat.

På tegningene er det lett å se at strengene ved den foretrukne utførelse av oppfinnelsen påføres de oppkuttede glassfibre og harpiksen i en bane som er i hovedsaken parallell med rotasjonsbanen for et punkt på dorflaten. Denne parallell-tilmating av strengene kan godt oppnås ved å benytte øyeformede holdere sammen med rotasjonskraften fra doren.

Avstanden mellom de parallelle strenger er meget viktig, idet denne avstand er direkte avhengig av lengden av de oppkuttede glassfibre. Hvis lengden av de oppkuttede glassfibre øker, kan også avstanden mellom de parallelle strenger økes. Vanligvis oppnås de ønskede resultater når avstanden mellom de parallelle strenger er fra omtrent 0,2 til omtrent 0,6 ganger lengden av de oppkuttede glassfiberstykker, idet av-stander fra omtrent 1 cm til omtrent 3 cm foretrekkes.

Trykket som påføres strengene for å presse de oppkuttede glassfibre inn i harpiksen er ikke vesentlig. Den kraft som kreves for å vikle av en spole gjennom en øyetrådføring er vanligvis stor nok til å frembringe det ønskede produkt.

Den egentlige strekk i strengene er imidlertid viktig for fremstilling av et kvalitetsprodukt. Ved for lite strekk blir strengene dårlig impregnert med harpiks, og ved for stort strekk vil laminatet få en ru overflate.

Selv om foreliggende oppfinnelse er spesielt beregnet for fremstilling av rør eller tanker med en plan ytre overflate, kan også foreliggende oppfinnelse anvendes for fremstilling av ytre flater som er forsynt med ribber eller korrugert. For slike anvendelser kan det være nødvendig å modifisere den horisontale kasse for at harpiksen bare skal avsettes på toppen av ryggene eller kammene i stedet for som en jevn bane. Denne påføringsmåte for harpiksen vil gi det ønskede jevne harpiks-belegg når det i denne forbindelse benyttes egnede valser etter at de parallelle strenger er påført.

Andre trekk ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen

er i og for seg kjent. Maskiner som har i spiral roterende dorer er kjent, se for eksempel U.S. patent nr. 3 004 585 og belgisk patent nr. 2328/68. Grunnleggende for disse maskiner er at doren gis både en roterende bevegelse og en bevegelse i lengderetningen for rotasjonsaksen. Bevegelsen i lengderetningen foregår temmelig sakte, slik at et punkt på dorflaten passerer ifølge oppfinnelsen atskillige ganger under den påførte harpiks, glassfibrene og strengene.

Harpiksforbindelsene er velkjente umettede polyester-harpikser med eller uten tilsatte fyllstoffer. Harpikstypen kan endres for det spesielle rør eller den spesielle tank som skal fremstilles.

Den normale fremgangsmåte for fremstilling av poly-esterlaminater omfatter mange trinn. Doren belegges først med en film eller et annet løsgjøringsmiddel, harpiksen og glassfibrene påføres, andre endringer,for eksempel utforming av ribber eller lagkonstruksjoner,utføres derpå, og produktet blir varmebehandlet. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen utgjør bare ett av disse trinn, og kan benyttes i forbindelse med en hvilken som helst fremgangsmåte eller i kombinasjon med andre fremgangs-måter for oppbygging av et glassfiberarmert rør eller en tank til et produkt av god kvalitet.

Spesielle utførelsesformer

Eksempel - Sammenligning av et produkt fremstilt ifølge oppfinnelsen med et produkt fremstilt med matter og ved hjelp av valser.

Et glassfiberarmert rør av kjent type ble oppbygd under anvendelse av glassfibermatter, kontinuerlige glassfibertråder med 24 filamenter for å holde matten på plass, og harpiks ble valsepåført matten og trådene ved hjelp av en valse i en harpikskasse. Ved bruk av i hovedsaken den samme mengde glassfibre og harpiks som ved det sammenlignede eksperiment, ble et rør ifølge oppfinnelsen fremstilt på en identisk måte ved anvendelse av oppkuttede glassfibre med en lengde på omtrent 8 cm og harpiks som ble helt ned på toppen av doren, hvorpå parallelle strenger av nylontråd påførtes i en avstand på 2 cm fra hverandre for å holde de oppkuttede glassfibre på doren.

Karakteristiske verdier for de to produkter ble sammenlignet, og differanser mellom.disse verdier er vist i tabellen. Prøvene ble utført etter ASTM D638 og ASTM D790.

De data som er gitt i tabellen ovenfor viser en be-merkelsesverdig økning i alle de karakteristiske verdier i aksi-alretningen for produktet ifølge oppfinnelsen. Alle verdier i tangentialretningen er i tillegg forbedret eller ikke vesentlig lavere.

Det kan anvendes den samme fremgangsmåte som er

vist foran for å påføre harpiks på en roterende dor, idet denne fremgangsmåte alene gir en egnet og ønskelig fremgangsmåte for dette formål. På samme måte som vist foran for oppfinnelsen k:in det også, ved påføring av harpiks ved å sprøyte den på doren, anvendes oppkuttede glassfibre som avlegges på harpiksen og parallelle strenger for å presse de oppkuttede glassfibre inn i harpiksen. I begge tilfeller oppnås det et svært godt glassfiberarmert polyesterlaminat.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av rør av umettet polyesterharpiks armert med glassfibre der harpiksen og fibrene tilføres på toppen av en roterende fremført dor og hvor fibrene presses inn i harpiksen, karakterisert ved at atter at harpiksen er avsatt, avlegges oppkuttede glassfiberstykker på harpiksen og at de oppkuttede glassfibre presses inri i harpiksen av trykket fra en rekke strenger som løper i hovedsaken parallelt med banen for et punkt på flaten av den roterende doren.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at harpiksen helles fra en i hovedsaken horisontal flate ned på toppen av den roterende doren.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert ved at harpiksen helles fra en innløpskasse som er montert over doren, at innløpskassen har en bunn som danner den nevnte horisontale flate, tre lukkede sider og en åpen side, og at harpiksen passerer gjennom den åpne siden og ned på toppen av den roterende doren.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-3, karakterisert ved at de oppkuttede glassfiberstykker har en lengde fra omtrent 1 til omtrent 2 5 cm.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 4, karakterisert ved at avstanden mellom de parallelle strenger er omtrent 0,2 til omtrent 0,6 ganger lengden av de oppkuttede glassfiberstykker.