NO973682L - Fremgangsmåte for fremstilling av en glassmatte, den oppnådde matte og dennes anvendelse - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av en matte bestående av glasstrenger og også de derved oppnådde produkter. Med glassmatte menes et produkt som er dannet av glasstrenger (idet disse kan være kuttet eller være kontinuerlige stenger), hvis bestandelsfilamenter forblir bundet sammen, således til forskjell fra glassflor som dannes ved kombinering av dispergerte glassfilamenter.

Når man fremstiller en glasstrengmatte er et av de problemer som må løses, valget av arten av bindemiddelet som gir kohesjon i matten, formen i hvilken bindemiddel det benyttes samt den prosess som sikrer den kontakt mellom bindemiddel og matten.

Det finnes flere løsninger på disse problemer.

Således er arten av bindemiddelet som velges vanligvis avhengig av den kjemiske kompatibilitet med harpikssystem som matten skal armere.

Bindemiddelet kan benyttes både i pulver-, suspensjon-, emulsjons- eller oppløsningsform. Når bindemiddelet benyttes i en annen form enn som tørt pulver er væsken bindemiddelet kombineres med oftere og oftere vann for å unngå de vanskeligheter som bruken av organiske oppløsningsmidler alltid medfører.

Fremgangsmåten for påføring kan også variere.

Selv om avsetning av et bindemiddel i form av et tørt pulver unngår bruken av en væske som det deretter vil være nødvendig å fjerne, er det vanskelig å fordele den enhetlig i den formassen av matten. Det videre forblir bindemiddel kornene ofte i komponisten som armeres av matten og gir denne en ujevn overfiatefinish.

Avsetningen av et bindemiddel i form av en emulsjon eller av en oppløsning i vann eller i et organisk oppløsningsmiddel, gir matten god adhesjon fordi den vanligvis adherere om en kun partshjelp til glasstrengene. Imidlertid kan denne fordel vise seg å være mindre fordelaktig når matten må kombineres med et produkt som må armeres, uansett om dette er organisk eller uorganisk. Dette fordi når bindemiddelet forblir på glasstrengene når denne kombineringsfase kan det utgjøre et hinder mot god fukting av strengene med produktet. Dette er særlig tilfelle når matten kombineres med en harpiks som foreligger i form av en dispersjon eller suspensjon i vann eller med en blanding basert på sement og vann. Dette resulterer i en reduksjon av de mekaniske egenskaper og i en dårlig overfiatefinish av den endelige komposittkomponent.

Gjenstand for foreliggende oppfinnelse er en fremstillingsprosess som gjør det mulig å oppnå en glasstreng som viser god kohesjon og som lett fuktes av harpiksene, særlig av harpikser i vandig medium, særlig i vandig oppløsning, dispersjon eller suspensjon, eller av en blanding basert på sement og vann.

Gjenstand for foreliggende oppfinnelse er en fremstillingsprosess som muliggjør at bindemiddelet enhetlig fordeles over tykkelsen av matten.

Gjenstand for oppfinnelsen er også en fremgangsmåte for fremstilling av en glasstrengmatte som tillater kontinuerlig sirkulering av det benyttede bindemiddel.

Disse gjenstander oppnås ved bruk av en fremstillingsprosess som består i kontinuerlig, på en duk av glasstrenger, fordelt på en transportør under bevegelse, og avsette et bindemiddel hvis kvositet under avsetningen er mindre enn ca. 40 millipascalsekunder, i det bindemiddelet dannes av en vandig oppløsning av polyvinylalkohol (r). Polyvinylalkoholen(e) som benyttes innenfor oppfinnelsens kontekst har fortrinnsvis en polymeriseringsgrad på mindre enn ca. 1000.

Bindemiddelet avsettes på duken av glasstrenger i form av en væskeduk eller et teppe av væskestrømmer som faller transversalt over hele bredden av duken av strenger. Det således avsatte bindemiddel vil på grunn av sin relativt lave viskositet penetrere å gå rett igjennom duken av strenger og bli fordelt gjennom volumet i denne duk. Bindemiddelet holdes i det vesentlige tilbake på de fleste kontaktpunkter for skjærende strenger. Bindemiddelet avsettes mens temperaturen er større enn ca. 10°c og generelt mellom 20 og 60°c.

Strømningshastigheten for det således avsatte bindemiddel avhenger særlig av transportørhastigheten og av mengden glass som er avsatt pr. m<2>på transportøren. Bindemiddelstrømningshastigheten bestemmes for å oppnå mellom 3 og 15 vektprosent bindemiddel beregnet på tørrstoffbasis og i forhold til glassvekten.

I en variant kan bindemiddelet partsielt avsettes på overflaten av duken av strenger, oppstrøms det området der den avsettes i form av væskestrømmer eller i form av et væsketeppe. Bindemiddelet kan f.eks. sprayes oppstrøms idet dette har virkningen av en lett kompresjon av duken av strengene og fukting av dennes overflateskikt for derved å fremme penitrering av bindemiddelet som avsettes nedstrøms.

En andel av bindemiddelet som avsettes på denne måte passerer tvers igjennom duken av strenger og kan gjenvinnes under transportøren. En av fordelene ved bindemiddelet som benyttes er at det er stabilt over tid selv etter å ha vært oppvarmet til en temperatur over ca. 30°c, noe som er i motsetning til bindemidler hvis sammensetning omfatter minst en bestanddel som fremmer fortetning. Bindemidlet som benyttes innenfor oppfinnelsens kontekst kan således resirkuleres umiddelbart, noe som utgjør en økonomisk fordel.

Når først bindemiddelet er avsatt vil duken av strenger føres gjennom en ovn på i og for seg kjent måte og så eventuelt inn i en kalander.

Fremgangsmåten i følge oppfinnelsen anvendes på glasstrengmatter som oppnås på en hvilken som helst kjent måte uansett om disse involverer kontinuerlig eller satsprosesser.

Den første type prosess benyttes for å fremstille kontinuerlig glasstrenger. Denne består som oftest i å trekke ut et antall filamenter fra smeltet glass som strømmer ut av munningene av flere spinnedyser, i å bringe disse filamenter sammen i en mengde på minst en streng pr. spinnedyse og i mekanisk fordeling av strengene som oppnås på denne måte på en transportør som beveger seg under spinnedysene.

Den andre type prosess benyttes generelt for fremstilling av matter av kuttede glasstrenger. Denne består i å trekke kontinuerlige strenger fra et antall oppviklingspakker, samtidig hakking av disse og fordeling på en transportør under bevegelse.

Den andre type prosess kan benyttes for å fremstille matter av kontinuerlige strenger når avtrekkingen av strengene fra oppviklingspakkene umiddelbart følges av deres fordeling på transportøren.

For enkelte anvendelser kan den benyttede matte armeres med kontinuerlige glasstrenger, anordnet på langs over i det minste en del av bredden. Dette gjelder særlig når matten er ment for kombinering med en sementbasert blanding.

Denne matte oppnås f.eks. ved samtidig fordeling av de opphakkede strenger og de kontinuerlige strenger på transportøren i bevegelse idet de sistnevnte trekkes av fra en serie oppviklingspakker.

Uansett den benyttede prosess er den midlere diameter for filamentene som utgjør strengene mellom ca. 33 mikrometer. Når det benyttes kuttede strenger er lengden av strengene generelt mer enn 20 millimeter.

En av fordelene ved denne matten er at bindemiddelet, brakt i kontakt med harpiks i vandig medium, forsvinner så og si helt og derved fremmer fuktingen av glasset med harpiksen.

Fordelen som presenteres ved oppfinnelsen skal forklares nærmere ved den følgende detaljerte beskrivelse av en ikke begrensende utførelsesform av oppfinnelsen.

En duk av hakkede strenger med lengde 5 mm. avsettes ved en total glassmengde på 250kg. pr. time på en transportør som beveger seg med en hastighet på 13 m. pr. minutt. Denne duk oppnås ved samtidig å hakke et antall strenger som trekkes av fra et antall oppviklingspakker. Disse glasstrenger som har en linjæridensitet på 30 tex. består av et antall filamenter med en midlere diameter på 12 mikrometer og de er under fremstillingen, belagt med et konvensjonelt lim basert på polyvinylacetat og på koblingsmidler som silaner.

En vandig oppløsing av polyvinylalkohol med en konsentrasjon på 8%, holdt ved 30°c og hvis viskositet ved denne temperatur er 15 millipascal sekunder, avsettes over hele bredden av. duken av strenger i form av et forheng av væskestrømmer. Denne oppløsning oppnås i vann oppvarmet til 80°c, oppløse en polyvinylalkohol som karakteriseres ved en polymeringseringsgrad på 530 og en hydrolysegrad på 88. Denne polyvinylalkohol markedsføres under referansen 105 av firmaet Lamberti. Denne oppløsning helles på duken av strenger i en timemengde på 3m<3>. Overskytende oppløsning suges opp under transportøren og resirkuleres.

Deretter blir duken av strenger som er behandlet på denne måte ført inn i en varm luftovn i hvilken den underkastes en temperatur i størrelsesorden 200°c i ca. 50 sekunder. Etter å ha forlatt ovnen blir duken av strenger kaladrert og avkjølt før den vikles opp på en roterende valse.

Den således oppnådde matte har et bindemiddelinnhold på 8% og en overflatedensitet på 250g pr. m<2>. Kohesjonen er god slik det vises ved strekstyrken som, målt i h.h.t. ICO 3352, er på gjennomsnittlig 40 decanewtons. Som sammenligning har en matte som har de samme karakteristika men hvis bindemiddelinnhold er 4,5% og der dette bindemiddelet er mykgjort polyvinylacetat, en strekstyrke målt ved samme metode, på mindre enn 20 decanewtons.

Bindemiddelet som benyttes i følge oppfinnelsen har også fordelen av å være partsielt oppløst i nærvær av vann. Den følgende test muliggjør å påvise dette: En serie prøver på 100 mm x 125 mm kuttes fra matten hvis fremstillingsprosess er beskrevet ovenfor. Disse prøver nedsenkes i vann ved 20°C og underkastes en belastning på 100 g. Den partsielle fjerning av bindemidlet til vannet og virkningen av belastningen forårsaker at matten rives i to deler etter en gjennomsnittlig tid på 25 sekunder. Dette tidsrom er meget kort for denne type test. En riving av matten som er bundet med det mykgjorte polyvinacetat som nevnt tidligere inntrer under de samme betingelser først etter et gjennomsnittlig tidsrom på over 5 minutter.

Denne hurtige fjerning av bindemiddelet muliggjør at matten som oppnås i følge oppfinnelsen meget lett kan kombineres med alle typer produkter som er blandet med vann, uansett om dette er en sementblanding eller en blanding av harpikser i form av en dispersjon eller suspensjon i vandig medium, å gjør det derved mulig å støpe komposittkomponenter hvis mekaniske egenskaper og overflatefinish er spesielt fordelaktig. Dette vises ved sammenligningseksemplet nedenfor.

Det fremstilles sementplater ved på den ene side å benytte en blanding basert på sement og hakkede glasstrenger idet dette kalles en premix, å på den annen side en matte i følge oppfinnelsen eller, som sammenligning, en kjent matte.

Blandingen i seg selv er konvensjonell og sammensetningen er som følger:

Kunstig portlandsement cemi 100 vektdeler silikatsand vann fortynningsmiddel alt i vektdeler.

I denne blanding innarbeides på i og for seg kjent måte 4,8 vektdeler kuttede glasstrenger med en gjennomsnittlig lengde på 12 mm.

Matten i følge oppfinnelsen har en overflateidensitet på 120 g pr. m<2>og består av hakkede strenger med 50 mm lengde idet disse strengene har en lineærdensitet på 38 tex og består av et antall filamenter med en midlere diameter på 14 mikrometer. Bindemiddelinnholdet er 10%.

Matten som benyttes som sammenligning har de samme karakteristika bortsett fra bindemiddelinnholdet med 4,5%, og bindemiddelet selv som er mykgjort polyvinylacetat.

Glasset som benyttes for å oppnå disse matter er et alkaliresistentglass som markedsføres under merket semfil.

Et første sjikt av matten avsettes på bunnet av en form og dekkes med et sjikt av premix som enhetlig fordeles med vibrering av formen.

Et andre mattesjikt, identisk med det første, avsettes på premixen og presses så mot premixen ved hjelp av en valse for å impregnere den. Den således oppnådde plate holdes i formen i 24 timer og lagres deretter i et kammer som holdes i 20°c i en atmosvære med en relativt fuktighet på 50%.

Prøver som fjernes fra de således oppnådde plater og noen av deres mekaniske egenskaper ved bøyning måles etter lagring i 7 dager og 28 dager. Resultatene av disse målinger, gjennomført i h.h.t. normen pr.ENl 170-5 standard draft av mars 1995, er oppsummert i følgende tabell:

Symbolet MOR, YS og SAB angir respektivt bruddmodulen, belastningsgrense eller proposjonalitetsgrense og belastning ved brudd i bøyeprøven.

Den prosentuale armering i premixen er 2%, beregnet på kompsitten for begge typer plater, prosentandelen armering p.g.a. matten selv er 1,4% for platen som er armert med matten i følge oppfinnelsen og for platen som er armert med den kjente matte.

Disse resultater viser at matten i følge oppfinnelsen gir ut kompsitten utmerkede mekaniske egenskaper, særlig en bemerkelsesverdig belastning ved brudd med henblikk på den relativt lave armeringsgrad.

Eksemplene som illustrerer oppfinnelsen er ikke begrensende og kombinasjonen av matten i følge oppfinnelsen med en sementbasert blanding kan fremstilles på mange måter, f.eks. ved avsetning in situ på alle eller en del av et stykke refiksert til en vegg og dekket med spraying med et semetsjikt.

Det er også mulig å kombinere den med harpiks i vandig medium på en hvilken som helst i og for seg kjent måte.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en glasstrengmatte i h.h.t. hvilken et bindemiddel kontinuerlig et avsettes på en duk av glasstrenger som fordeles på en transportør under bevegelse, hvoretter duken underkastes en ovnsbehandling og eventuelt kalandrering, karakterisert ved at det på duken av strenger avsettes et flytende bindemiddel hvis viscositet under avsetningen er mindre enn ca. 40 millipascal sekunder idet bindemiddelet er dannet av et vandig oppløsning av en eller flere polyvinylalkoholer.

2. En fremgangsmåte i følge krav 1, karakterisert fra at bindemiddelet avsettes i form av en væskeduk eller et forheng av flytende strømmer som faller mot hele bredden av duken av strenger.

3. Fremgangmåte i følge krav 2, karakterisert ved at noe av bindemiddelet avsettes oppstrøms område der det avsettes i form av en væskeduk eller et forheng av flytende strømmer.

4. Fremgangsmåte i følge krav 3, karakterisert ved at bindemiddelet avsettes oppstrøms ved spraying.

5. Fremgangsmåte i følge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at andelen av bindemiddel som passerer gjennom duken av strenger gjennvinnes fra under transportøren og resirkuleres umiddelbart.

6. Duk av glasstrenger, oppnådd i følge fremgangsmåten som definert i et hvilket som helst av kravene 1 til 5, karakterisert ved at bindemiddelinnholdet ligger mellom 3 og 15% beregnet på vekten av glass.

7. Glasstrengmatte oppnådd etter ovnsbehandling og ev. kalandrering av en duk av glasstrenger i følge krav 6, karakterisert ved at den tildannes av strenger bestående av glassfildamenter hvis midler i diameter er mellom 9 og 30 mm.

8. Glasstrengmatte i følge krav 7, karakterisert ved at den er tildannet av hakkede strenger hvis lengde er større enn rundt 20 mm.

9. Glasstrengmatte i følge krav 8, karakterisert ved at den er armert ved kontinuerlig glasstrenger anordnet longitudinalt over i det minste en del av bredden av matten.

10. Glasstrengmatte i følge krav 7, karakterisert ved at den er tildannet av kontinuerlige strenger.

11. Anvendelse av glasstrengmatten i følge et av kravene 7 til 10 kombinert med en blanding basert på sement og vann og ev. omfattende glasstrenger, ved fremstilling av en kompositt.

12. Anvendelse av en glasstrengmatte i følge krav 7 til 10 i kombinasjon med en harpiks i vanndig medium for fremstilling av en kompositt ved støping.