PL178220B1

PL178220B1 - Zestaw spoiwowy do wytwarzania włóknin i wytworów kształtowych z włóknin oraz sposób wytwarzania włóknin i wytworów kształtowych z włóknin przy pomocy zestawu spoiwowego

Info

Publication number: PL178220B1
Application number: PL95320368A
Authority: PL
Inventors: Stan Thyssen; Walter Schmitt; Dieter Hilmes
Original assignee: Rieter Automotive Germany Gmbh; Teodur Nv
Priority date: 1994-11-24
Filing date: 1995-11-18
Publication date: 2000-03-31
Also published as: MX9703863A; ZA959991B; JPH10509923A; PT793741E; CZ160097A3; AR004466A1; CA2205965A1; HUT77595A; CZ286253B6; ES2144647T3; AU4173696A; TW389787B; WO1996016218A3; KR980700476A; WO1996016218A2; BR9509820A; ATE189711T1; MY113096A; PL320368A1; EP0793741A2

Abstract

1. Zestaw spoiwowy do wytwarzania wlóknin i wytworów ksztaltowych z wlóknin, zawierajacych 20-45% wagowych zestawu spoiwowego i 80-55% wagowych wlókien organicznych i/lub nieorganicznych, i ewentualnie zawierajacych dodatki, zwlaszcza srodki ogniochronne, znamienny tym, ze zawiera od 0% do ponizej 30% wagowych zywicy fenolowej, zwlaszcza sproszkowanej zywicy fenolowej, i 100-70% wagowych odpadów lakieru proszkowego. 4. Sposób wytwarzania wlóknin i wytworów ksztaltowych z wlókniny, zwlaszcza w narzedziach ksztaltujacych, w którym wlóknine wiaze sie chemicznie ze spoiwami, znamienny tym, ze do wlóknin dodaje sie sproszkowane spoiwa, które calkowicie lub czesciowo skladaja sie z lakieru proszkowego, zwlaszcza z lakieru proszkowego bedacego materialem recyrkulowanym. PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest zestaw spoiwowy do wytwarzania włóknin i wytworów kształtowych z włóknin, zwłaszcza w narzędziach kształtujących, zawierający spoiwa i ewentualnie dodatki, zwłaszcza środki ogniochronne, oraz sposób wytwarzania włóknin i wytworów kształtowych z włóknin przy pomocy zestawu spoiwowego.

178 220

W przemyśle szeroko rozprzestrzenione są wytwory kształtowe na osnowie włóknin. Chodzi przy tym o włókniny z włókien różnego rodzaju, które można zmieszać ze spoiwem. Z tych włóknin można wówczas wytwarzać preprodukty, tak zwane prepregi (chemicznie związane włókniny), które następnie za pomocą odpowiednich narzędzi przetwórczych kształtuje się, utwardza i ewentualnie konfekcjonuje. Tak samo możliwe jest bezpośrednio z włókien i spoiwowych proszków wytwarzanie odpowiednich wytworów włókninowych bez końca. Te wytwory kształtowe lub wytwory płaskie znajdują zastosowanie w szerokim zakresie. W przemyśle samochodowym produkty te stosuje się przykładowo jako wytwory kształtowe, np. jako materiały izolacyjne dla masek silnika, wnęk kół lub izolacji bagażnika. Inną dziedziną stosowania jest stosowanie w postaci wytworów płaskich, np. jako materiałów izolacyjnych w pralkach, suszarniach bielizny lub głośnikach, w ściankach dźwiękochłonnych. Mogą one być wyposażone w dalsze powłoki, np. na drodze flokowania, sklejania warstw lub laminowania folią. Te, tak w optycznie stabilną i dekoracyjną powłokę powierzchniową wyposażone wytwory kształtowe lub wytwory płaskie można wówczas stosować np. jako boczne okładziny drzwi, jako kołpaki lub jako podsufitki w przemyśle samochodowym.

Pod określeniem włókniny rozumie się włókienniczy materiał związany, który wytwarza się na drodze mokrej lub suchej przez konsolidację włókniny, zwłaszcza włókniny otrzymanej metodą spodfilierową (np. włókniny równoległej, skrzyżowanej lub skłębionej). Konsolidacja zachodzi przy tym mechanicznie (np. włóknina igłowana) lub według typu wytwarzania papieru za pomocą włókien celulozowych, albo chemicznie drogą sklejania, zgrzewania lub rozpuszczania. Wynalazek dotyczy ostatniego przypadku, w którym w celu chemicznej konsolidacji do włókniny musi być dodane spoiwo.

Metody wytwarzania włóknin bądź mieszania tych włóknin z proszkiem spoiwowym są znane. Przy tym materiał włóknisty, np. w komorze mieszania włóknin, ujednorodnia się i odkłada na taśmie przenośnika jako luźną warstwę włókien.

Mieszaninę spoiwową następnie nanosi się na materiał włóknisty np. za pomocą walców dozujących lub podajnika wibracyjnego rynnowego i miesza się jednorodnie. Jednorodną mieszaninę z włókien i proszku spoiwowego układa się w postaci włókniny bez końca. Składniki tej mieszaniny można albo ze sobą sklejać drogą lekkiego ogrzewania i następnego chłodzenia, przy czym powstają prepregi, albo wytwarzać wytwory płaskie lub zrolowane, które już są całkowicie utwardzone. Prepregi te nie są jeszcze ostatecznie utwardzone, ale są trwałe podczas składowania. Zgodnie z przetwarzaniem do postaci ostatecznej sieciuje się te prepregi termicznie wobec ciepła w temperaturze do 210°C, przy czym otrzymuje się trójwymiarowe wytwory kształtowe z tworzywa utwardzonego.

Obecnie jako spoiwo w wielu przypadkach wykorzystuje się tworzywa utwardzalne, a zwłaszcza żywice fenolowe. Włókniny i wytwory kształtowe z włóknin znajdują zastosowanie w wielu dziedzinach życia codziennego, a także w szczególności w przemyśle samochodowym. W przypadku stosowania mogą wystąpić trudności, gdyż żywice fenolowe jako składnik utwardzający zawierają sześciometylenoczteroaminę, zwaną w skrócie Hexa, która przy niewystarczającej redukcji może prowadzić do przykrego zapachu.

Celem wynalazku jest opracowanie zestawu spoiwowego i sposobu wytwarzania wytworów kształtowych z włókniny, w których zwykle stosowane czyste żywice można byłoby zastąpić przez inne składniki prowadzące do stabilnych, reaktywnych mieszanek spoiwowych, które nadawałyby się do wytwarzania prepregów włókninowych lub utwardzonych wytworów włókninowych.

Dalszym zadaniem jest obniżenie udziału substancji szkodliwych dla zdrowia. Te zestawy spoiwowe muszą spełniać zwykłe wymagania w przypadku wytwarzania wytworów kształtowych z włóknin i przy tym w wyniku dawać utwardzone, stabilne wytwory kształtowe, które można byłoby dopasować do różnych celów stosowania.

Ponadto należy rozwiązać zagadnienie opracowania sposobów wytwarzania wytworów kształtowych z włóknin przy pomocy zmienionych zestawów spoiwowych.

178 220

Okazało się, że cel ten można osiągnąć na drodze stosowania odpadów lakieru proszkowego jako spoiw lub w zestawach spoiwowych do wytwarzania wytworów kształtowych z włóknin. Nieoczekiwanie stwierdzono bowiem, że zwykle stosowane żywice można w poważnej części zastąpić przez odpady lakieru proszkowego.

Zestaw spoiwowy do wytwarzania włóknin i wytworów kształtowanych z włóknin, zawierających

a) 20-45% wagowych sproszkowanego zestawu spoiwowego,

b) 80-55% wagowych włókien organicznych i/lub nieorganicznych, i ewentualnie zawierających dodatki, zwłaszcza środki ogniochronne, wyróżnia się według wynalazku tym, że zawiera aj 0 do poniżej 30% wagowych żywicy fenolowej, zwłaszcza sproszkowanej żywicy fenolowej, i aj 100-70% wagowych odpadów lakieru proszkowego.

Zestaw spoiwowy według wynalazku korzystnie jako odpad lakieru proszkowego zawiera żywice epoksydowe i żywice poliestrowe o stosunku zmieszania od 1:0,2 do 1:7.

Również korzystnie jako odpad lakieru proszkowego zestaw według wynalazku zawiera reaktywne lakiery proszkowe na osnowie żywic epoksydowych, poliestrowych, poliuretanowych i/lub akrylanowych.

Zgodnie z wynalazkiem stosuje się odpady lakieru proszkowego do wytwarzania wytworów kształtowych, zawierających włókninę.

Sposób wytwarzania włóknin i wytworów kształtowych z włóknin, zwłaszcza w narzędziach kształtujących, w którym włókninę wiąże się chemicznie ze spoiwami, polega według wynalazku na tym, że do włóknin dodaje się sproszkowane spoiwa, które całkowicie lub częściowo składają się z lakieru proszkowego, zwłaszcza z lakieru proszkowego będącego materiałem recyrkulowanym.

W sposobie tym korzystnie spoiwo dodaje się ze stanowiska zasilania materiałem, które reguluje się dla tego spoiwa, albo spoiwo dodaje się za pomocą jednego lub kilku walców dozujących, przy czym strukturę rowkowania walca dozującego zmienia się dla osiągnięcia zakresu większej płynności spoiwa, albo spoiwo dodaje się z taśmowej wagi dozującej.

Dla szybszego utwardzenia spoiwa w przypadku formowania wytworów kształtowych z włókniny w gorących narzędziach kształtujących korzystnie przyspiesza się reakcję drogą wprowadzenia pary przegrzanej, przy czym do narzędzia kształtującego korzystnie doprowadza się parę przegrzaną pod ciśnieniem 0,1 -1,5 MPa i/lub narzędzie kształtujące zasila się parą przegrzaną przed wprowadzeniem mieszaniny włókniny i spoiwa.

Dla ochłodzenia wyroby kształtowe po wyjęciu z narzędzia kształtującego korzystnie układa się na formie z laminatu podporowego.

W sposobie według wynalazku korzystnie suszy się związaną włókninę bądź związany wytwór kształtowy.

W przemyśle lakierniczym w rosnącym stopniu stosuje się lakiery proszkowe. Mają one tę zaletę, że możliwy jest bezrozpuszczalnikowy sposób nanoszenia. Tym samym emisje do środowiska mogą być znacząco zmniejszone. Te sposoby nanoszenia lakierów proszkowych mają jednakże tę wadę, że znaczna część tego proszku nie dociera do powlekanego przedmiotu. Proszek ten w kabinie lakierniczej gromadzi się jako tak zwany natrysk nadmierny. Proszki są wymagające względem swego rozrzutu uziamienia i stopnia czystości. Stąd też ten nadmierny natrysk musi być usuwany jako odpad. W ostatnim etapie wytwarzania proszku lakierowanego miele się rozdrobniony materiał wytłoczony lakieru proszkowego. W tym procesie mielenia otrzymuje się subtelny pył, który działa zakłócająco w procesie lakierowania. Dlatego też pył ten usuwa się w daleko idącym stopniu. Pył ten tylko z trudem daje się ponownie przygotować i musi być usuwany jako odpad specjalny.

W przypadku włókien dających się stosować do różnych włóknin chodzi o włókna tkane, spilśnione lub zmieszane. Włókna te składają się ze znanych materiałów, np. z włókien naturalnych, organicznych i nieorganicznych. Przykładami tego są włókna szklane, włókna z

178 220 wełny bazaltowej, włókna poliestrowe, włókna z żywic akrylowych, włókna poliolefinowe, włókna wełniane, włókna bawełniane, włókna lniane lub podobne. Korzystnie stosuje się włókna tekstylne, zwłaszcza włókna bawełniane, np. włókna odpadowe z przemysłu włókienniczego. Włókna te bądź z nich włókniny są znane w przemyśle. Również znane są sposoby, za pomocą których można je wytwarzać. Może to następować przykładowo na drodze tkania lub spilśnienia. Powstałe włókniny powinny zasadniczo być suche, mogą one być ewentualnie zaimpregnowane dodatkami.

W przypadku żywic fenolowych, nadających się do stosowania w zestawach według wynalazku, chodzi o zwykłe reaktywne żywice fenolowe, które od dawna znane są w przemyśle. Przykładowo są to reaktywne, sproszkowane żywice fenolowe, zawierające nieusieciowane grupy-OH. Takie żywice stosuje się już w przypadku wytwarzania wytworów kształtowych z włóknin. Przykładowo można stosować żywice fenolowe na osnowie fenolu i formaldehydu, takie jak znane np. jako rezole lub nowolaki. Jako możliwe środki sieciujące mogą te żywice zawierać produkty kondensacji formaldehydu.

Żywice te są szeroko opisane w literaturze, np. w R. N. Shreve, „The Chemical Process Industries”, Chapt. Plastics, 1945, i otrzymywane komercyjne. Dalsze żywice fenolowe omawia się też w opisach DE-A-38 33 656, EP-A-0 363 539 oraz EP-A-0 376 432. Szczególnie korzystnymi są żywice fenolowe typu nowolaków. .·

Reaktywność żywic fenolowych określa się także rodzajem i ilością stosowanego środka sieciującego. Na ogół reakcja sieciowania zachodzi w temperaturze 120 - 222°C.

Żywice te na ogół występują w postaci proszków. Odpowiednie uziamienie wynosi przykładowo 0,1 - 500 pm, korzystnie 2-150 pm, szczególnie korzystnie 10-60 pm. .

Uziarnienie stosowanych odpadów lakieru proszkowego plasuje się przykładowo w takim samym zakresie, jak uziamienie tych żywic, i wynosi korzystnie 1 - 300 pm, szczególnie korzystnie 10-60 pm. Jeśli stosuje się odpady lakieru proszkowego, których uziamienie jest zbyt małe dla żądanego celu przeznaczenia, to możliwe jest otrzymanie większego uziamienia przez spiekanie tych cząstek.

Nadające się do stosowania w sposobie według wynalazku odpady lakieru proszkowego są odpadami zwykłych znanych lakierów proszkowych. Spoiwa tych lakierów proszkowych mogą przy tym być sporządzone przykładowo na osnowie żywic epoksydowych, żywic poliestrowych, żywic poliuretanowych lub żywic akrylanowych. Te odpady lakieru proszkowego otrzymuje się przykładowo jako nadmierny natrysk z kabin lakierniczych lub jako wadliwe szarże z wytwarzania lakierów proszkowych. Ponadto możliwe jest to, że zbiera się i stosuje pyły filtracyjne, oraz pozostałości ze zmielenia proszków:

Nadające się do stosowania w zestawie według wynalazku odpady lakieru proszkowego są jeszcze nieusieciowane. Zawierają one grupy reaktywne, takie jak przykładowo grupy karboksylowe, grupy epoksydowe, grupy hydroksylowe, grupy aminowe, grupy amidowe lub pochodne izocyjanianowe. Te mogą podczas ogrzewania reagować ze sobą. Temperatura sieciowana zależy od ich podstawowej struktury. Zwykle plasuje się ona w zakresie 120 - 220°C; Lakiery proszkowe o temperaturze sieciowania powyżej 180°C dodaje się korzystnie tylko w małych ilościach, aby również w przypadku temperatury utwardzania wytworów kształtowych rzędu około 160°C osiągnąć możliwie całkowite usieciowanie stosowanej mieszanki spoiwowej. Dochodzi to, że w przypadku wysokiej temperatury sieciowania, zwłaszcza w przypadku stosowania włóknin z włókien z tworzyw sztucznych, powstaje niebezpieczeństwo rozkładu tych włókien, co prowadzi do obniżenia trwałości wytworu kształtowego. Korzystnym jest, żeby lakier proszkowy wykazywał temperaturę sieciowania poniżej 160°C.

Stosowane lakiery proszkowe są znanymi układami spoiwowymi. Przy tym chodzi o zwykłe żywice, przykładowo na osnowie epoksydów, poliestrów, poliuretanów lub akrylanów.

178 2 20

Epoksydowe lakiery proszkowe zawierają żywice epoksydowe jako główny składnik spoiwowy. Sieciuje się je często dzięki utwardzaczom zawierającym grupy hydroksylowe, zwłaszcza zawierającym grupy amidowe lub aminowe.

Ponadto znane są poliestrowe lakiery proszkowe, w których głównym składnikiem spoiwowym są poliestry zawierające grupy karboksylowe. Jako w przypadającej części obecne środki sieciujące są przykładowo znane sieciujące środki zawierające grupy epoksydowe albo sieciujące środki zawierające grupy aminowe lub amidowe. Rozpowszechnione jest przy tym, że każdorazowo środki sieciujące mają wyższą funkcyjność niż główne składniki spoiwowe. Jeśli stosuje się proszek mieszany epoksyd/poliester, tak zwany układ hybrydowy, to występują w przybliżeniu jednakowe stosunki ilościowe poliestrów bądź żywic epoksydowych.

Poliuretanowe lakiery proszkowe bazują na zawierających grupy hydroksylowe poliestrach, które można sieciować przez odwracalnie zablokowane poliizocyjaniany, zabezpieczone np. znanymi środkami zakapturowującymi, takimi jak kaprolaktam lub ketoksym, albo które występująjako uretodion.

Lakiery proszkowe typu akrylanów są na ogół mieszaninami dwóch lub więcej żywic akrylanowych, które każdorazowo zawierają grupy funkcyjne, takie jak grupy epoksydowe, grupy karboksylowe, grupy hydroksylowe lub grupy izocyjanianowe. Przy tym te ze sobą reagujące grupy są rozproszone po różnych cząsteczkach.

Te proszki spoiwowe są omówione np. w S. T. Harris, „The Technology of Powder Coatings”, 1976, lub w D. A. Bate, „The Science of Powder Coatings” Vol 1 1990.

Można stosować bezbarwne lub pigmentowe lakiery proszkowe, przy czym jako pigmenty możliwe są rozpowszechnione znane nieorganiczne lub organiczne pigmenty barwne. Możliwe jest też to, że w proszku zarabia się pigmenty z efektem zdobniczym, np. pigmenty metalikowe. Rozdzielanie według odcienia barwy nie jest potrzebne. Miałkość proszku nie jest istotna, należałoby tylko zwrócić uwagę na to, żeby dla wytwarzania mieszanki spoiwowej na ogół stosować średnią próbkę różnych rodników proszku. Prowadzi to do lepszego stosunku zmieszania i do bardziej ustalonego wytwarzania zestawu spoiwowego.

W zestawach spoiwowych można stosować dowolne poszczególne lakiery proszkowe. Jeśli do mieszanek jako domieszkę wprowadza się tylko mały udział żywic fenolowych (mniej niż 5%), to korzystnie stosuje się lakiery proszkowe, które wykazują podwyższoną gęstość sieciowania. Korzystne jest zastosowanie proszków epoksydowych, proszków poliestrowych lub ich mieszanin jako składnika a₂). Przy tym można ewentualnie co najwyżej 60% wagowych składnika a₂), korzystnie co najwyżej 30% wagowych, zastąpić przez proszek poliuretanowy i/lub przez proszek poliakrylanowy. Szczególnie korzystna postać wykonania wykorzystuje mieszaninę proszków epoksydowych i proszków poliestrowych jako składnik a₂). Przy tym możliwe jest bezpośrednie wytwarzanie mieszanki a₂) w obrębie żądanych stosunków wagowych i jej składowanie, albo możliwe jest wytwarzanie jej z poszczególnych składników na drodze mieszania bezpośrednio przed dalszym przetwarzaniem. Poszczególne chemiczne rodzaje tych materiałów miesza się jednorodnie tak, żeby powstała próbka wymieszana pod względem uziarnienia, składu i pigmentowania. Poprzez dodanie dalszych dodatkowych udziałów substancji sieciujących można ewentualnie wywierać wpływ na gęstość sieciowania lub na reaktywność mieszanki spoiwowej.

W korzystnej postaci wykonania prowadzi się postępowanie z mieszanką żywic lakierów proszkowych bez dodatkowych żywic fenolowych. Można przy tym zmieszać odpady lakierów proszkowych lub lakiery proszkowe. Korzystne uziarnienia można ewentualnie uzyskać poprzez dodatkowe zmielenie albo poprzez aglomerowanie bardzo drobnych składników lakieru proszkowego. Uziarnienie może korzystnie plasować się w rzędzie wielkości podanym dla żywic fenolowych.

Razem z proszkami można ewentualnie wprowadzać rozpowszechnione dodatki lub substancje dodatkowe. Może przy tym przykładowo chodzić o katalizatory, przyspieszacze lub środki ogniochronne. Jako katalizatory korzystnie stosuje się związki cynowe, takie jak dwulaurynian dwubutylocynowy, sole kwasu karboksylowego, takie jak benzoesan litowy,

178 220 czwartorzędowe związki amoniowe, takie jak bromek czterobutyloamoniowy, bromek cetylotrójmetyloamoniowy, chlorek benzylotrójmetyloamoniowy, chlorek benzylotrójetyloamoniowy lub chlorek czterometyloamoniowy lub trzeciorzędowe aminy, takie jak trój izopropyloamina lub metyloimidazol. Odpowiednimi przyspieszaczami i środkami sieciującymi są przykładowo zasadowe związki zawierające grupy epoksydowe, takie jak izocyjanurany trójglicydylu, glikolowyle, dwucjanodwuamid lub β-hydroksyloamidy. Można przy tym te dodatki wprowadzać pojedynczo jako substancje sproszkowane. Również można je wprowadzać w postaci przedmieszki wymieszanej z częścią spoiwową albo wdozowywać je jako mieszanki z proszkiem spoiwowym aj).

Nadto można wprowadzać substancje tłumiące płomień. Chodzi przy tym o rozpowszechnione znane substancje, które są zawarte w powłokach przeciwogniowych. Przykładami takich związków są borany, takie jak boran sodowy, fosforany, takie jak fosforan amonowy lub fosforan sodowy, wodorotlenki lub tlenki glinu, dalszymi odpowiednimi związkami przykładowo są związki zawierające metale ciężkie, takie jak związki tlenku cyny, albo związki perbromowane lub perchlorowane, takie jak czterobromofenol. Korzystnie jednak powinno się stosować hamujące płomień substancje wolne od metali ciężkich i wolne od chlorowców. Te substancje hamujące płomień występują w postaci proszku. Można je wprowadzać poprzez oddzielną przedmieszkę albo wdozowywać poprzez proszek spoiwowy a,) lub a₂) każdorazowo jako jednorodną mieszankę ze składnikiem proszkowym.

Pigmenty można również wprowadzać jeszcze w zestawie spoiwowym a). Na ogół jednak korzystne jest nie wprowadzanie żadnych dodatkowych pigmentów, lecz tylko stosowanie włóknowatych napełniaczy włókniny bądź pigmentów zawartych w lakierach proszkowych a₂).

Prepreg, utworzony przed utwardzaniem, lub gotowy wytwór kształtowy na ogół zawiera 55-80% wagowych włókien i 20-45% wagowych zestawu spoiwowego.

W korzystnej postaci wykonania zestaw spoiwowy składa się z 0-10% wagowych żywic fenolowych i 100-90% wagowych spoiwa z lakieru proszkowego. Omówione wyżej dodatki i substancje dodatkowe mogą być zawarte w ilości do 20% wagowych, korzystnie do 15% wagowych, przy czym w wyniku suma wszystkich składników daje 100% wagowych. Można stosować odpady dowolnych lakierów proszkowych. Możliwe jest stosowanie tylko jednego typu lakieru proszkowego lub mieszaniny wielu typów, korzystną jednak jest mieszanina żywic poliestrowych i epoksydowych. Nadto jest korzystnym, żeby stosunek wagowy proszku poliestrowego do proszku epoksydowego plasował się od 0,2:1 do 7:1, zwłaszcza od 0,8:1 do 3:1. Przy doborze odpadów lakieru proszkowego należałoby zwrócić uwagę na to, żeby wykazywały one wystarczającą liczbę grupy reaktywnych.

Zwykłe lakiery proszkowe w porównaniu z żywicami fenolowymi często mają niższą szybkość sieciowania, uwarunkowaną ich pierwotnym celem przeznaczenia, dzięki czemu podczas lakierowania uzyskuje się dobre właściwości płynnościowe i zwilżalnościowe. W ramach wynalazku okazało się, że korzystnym w przypadku stosowania lakieru proszkowego jest dopasowanie do tych nowych spoiw odpowiednich urządzeń i sposobów wytwarzania chemicznie związanych włóknin i wytworów kształtowych z włóknin.

Dalszym przedmiotem wynalazku jest przeto sposób wytwarzania wytworów kształtowych z włóknin i mieszanek spoiwowych. Sposób ten można dopasować do właściwości proszku spoiwowego.

Sposób można przeprowadzać za pomocą rozpowszechnionych, dla wytwarzania włóknin i wytworów kształtowych z włóknin znanych urządzeń, np. za pomocą narzędzi kształtujących. Zgodnie z wynalazkiem celowe może być przy tym odpowiednie dostosowanie urządzeń bądź przeprowadzenia sposobu.

Problem może polegać np. na tym, że lakiery proszkowe, a zwłaszcza lakier proszkowy będący materiałem recyrkulowanym, mają inne właściwości płynnościowe niż żywice fenolowe i mieszanki żywic fenolowych. Dlatego korzystne jest podwyższenie sprawności stanowiska podawania materiału i wyposażenie go w zdolność regulacyjną. Dalej można stosowany w

178 220 podawaniu materiału walec dozujący tak zmienić pod względem struktury rowkowania, żeby mógł on pokryć większy obszar płynności.

Dalszy problem może polegać np. na tym, żeby lakier proszkowy bądź lakier proszkowy będący materiałem recyrkulowanym dodawać możliwie równomiernie do włókniny. Zgodnie z wynalazkiem może zatem w celu równomierności dodawanie spoiwa następować przez taśmową wagę dozującą.

Celowe także jest to, żeby traktowanie włókniny zaopatrzonej w spoiwo, przykładowo w tunelu cieplnym, dopasować do przebiegu temperatura/czas. Temperatura topnienia i szybkość reakcji może bowiem w przypadku lakieru proszkowego być inna niż w przypadku żywic fenolowych.

Często stwierdza się, że włóknina, związana lakierem proszkowym, wykazuje znacznie wyższą skłonność do sklejania zarówno na taśmach przenośnikowych jak i w prasie kształtującej. Aby tę skłonność do sklejania obniżyć bądź skrócić okres o podwyższonej skłonności do sklejania można, zgodnie z postacią wykonania według wynalazku, suszyć związaną włókninę bądź wyjęty z kształtującego narzędzia wytwór kształtowy. Na taśmach przenośnikowych zatem zachodzi podwyższone odsysanie suszarnicze.

Celowe może być wyposażenie w urządzenie tnące do wzdłużnego cięcia związanej włókniny. Ponieważ kruchość/twardość włókniny wskutek spoiwa lakieru proszkowego jest mniejsza, celowe jest, jeśli napęd noża tnącego dla uzyskania frakcji nie następuje już przez napęd binarny, lecz przez napęd własny.

Problemy mogą też wystąpić w przypadku formy włókniny w narzędziu kształtującym. Stąd też celowe jest przyspieszenie reakcji i obniżenie skłonności włókniny do sklejania. Może to przykładowo następować dzięki parze przegrzanej, która z powodu swej większej pojemności cieplnej przyspiesza utwardzanie spoiwa. Para przegrzana zmniejsza też przyczepność jeszcze kleistego w stanie gorącym lakieru proszkowego do gorącego narzędzia kształtującego.

Z powodu niniejszej w porównaniu z żywicami fenolowymi utwardzalności spoiwa lakieru proszkowego jest po wyjęciu plastycznych jeszcze wytworów kształtowych z narzędzia kształtującego korzystne odkładanie ich w celu ochłodzenia na formie z laminatu podporowego.

Zestaw spoinowy a), prepregi, a także utwardzone wytwory kształtowe wykazują zmniejszony udział wolnych fenoli lub formaldehydu. Tym samym zmniejsza się zagrożenie przez te substancje szkodliwe dla zdrowia.

Te wytwory kształtowe można jeszcze powlekać albo służą one jako nośnik dla innych elementów konstrukcyjnych. Przykładowo może to następować tak, że wraz z sieciowaniem i formowaniem wytworu kształtowego nakłada się folię na powierzchnię wytworu kształtowego. Folia ta drogą reakcji chemicznej silnie wiąże się z powierzchnią. Ponadto możliwe jest uzyskanie specjalnej powłoki powierzchni drogą następczego sklejania i laminowania folii. Sposoby zdwajania wytworów kształtowych są w przemyśle szeroko rozpowszechnione. Można je wykonywać zgodnie ze stanem techniki.

Nadto możliwe jest flokowanie powierzchni wytworów kształtowych. Przy tym za pomocą klejów umieszcza się krótkie włókna zasadniczo pionowo na powierzchni. Sposoby tłokowania są również znane. Wytwory kształtowe, wytworzone z mas według wynalazku, można ewentualnie lakierować. Można przy tym stosować wszystkie znane środki powłokowe, które są rozpowszechnione w przemyśle. Po ogrzewaniu powstają gładkie powłoki błyszczące.

Te, tą drogą i w ten sposób powleczone wytwory kształtowe wykazują odpowiednie oddziaływanie dekoracyjne. W zależności od wyboru postępowania można otrzymać gładkie, miękkie, groszkowane lub odporne na chemikalia powleczone powierzchnie. Na drodze dodatkowego stosowania dodatkowych substancji hamujących płomień można otrzymać również wytwory kształtowe, które są zdolne do stawienia oporu pożarowi.

Dzięki zgodnej z wynalazkiem drodze postępowania wystarczająco uwzględnia się właściwości lakieru proszkowego podczas wytwarzania włóknin i wytworów kształtowych z

178 220 włóknin, wskutek czego wytworzone włókniny i wytwory kształtowe z włóknin są pod względem swych właściwości technicznych zupełnie równocenne z tymi, które wytworzono za pomocą tworzyw utwardzalnych. Istotna zaleta polega jednak na tym, że nawet w przypadku niewystarczającej reakcji lakierów proszkowych nie dochodzi do obciążania przykrym zapachem. Równocześnie osiąga się poważny przyczynek do ochrony środowiska, gdyż zgodnie z niniejszym postępowaniem ponowne zastosowanie znajduje lakier proszkowy będący materiałem recyrkulowanym.

Te włókniny i wytwory kształtowe można stosować w zwykłym celu przeznaczenia w zwykłych dziedzinach, np. w przemyśle samochodowym.

Przykład 1. Mieszaninę 9 g dostępnej w handlu, sproszkowanej żywicy fenolowej (nowolak z sześciometylenoczteroaminą) o średnim uziarnieniu 35 pm i o temperaturze sieciowania 150°C, 40 g pigmentowego lakieru proszkowego na osnowie dostępnego w handlu proszku żywicy epoksydowej, i 50 g pigmentowego lakieru proszkowego na osnowie żywic poliestrowych, przy czym lakiery proszkowe każdorazowo zawierają 10% udziału pigmentowego, homogenizuje się w dostępnym w handlu zespole mieszarkowym.

(Poliester:epoksyd = 1,25:1; 10% udziału żywicy fenolowej).

Mieszankę tę można bez dalszej utraty reaktywności składować w ciągu długiego okresu.

Przykład 2. Sporządza się mieszaninę z w 10% pigmentowanego siarczanem barowym proszku żywicy epoksydowej i z 30,1 g nie pigmentowanego poliestrowego lakieru proszkowego oraz dodaje się 0,4 g bromku czterobutyloamoniowego, a całą mieszankę następnie homogenizuje się starannie.

Jako proszki poliestrowe lub proszki epoksydowe stosuje się pyły pofiltracyjne z wytwarzania lakierów proszkowych. Te ujednorodnia się i następnie w przykładach stosuje się średnią próbkę z tych udziałów.

Z proszków z przykładów 1 lub 2, za pomocą wytworzonej znaną drogą i w znany sposób włókniny, która zawiera ponad 80% włókien bawełnianych, wytwarza się prepregi. W tym celu włókniny przez mechaniczne poruszanie miesza się z doprowadzanym przez taśmową wagę dozującą proszkiem spoiwowym i prowadzi przez tunel cieplny (około 2-3 minut, 80-100°C). Przy tym powstają trwałe podczas składowania prepregi, w których żywica i włókno są ze sobą związane.

Z tych prepregów wytwarza się wytwory kształtowe. Przy tym prepregi przycina się napędzanym nożem tnącym, umieszcza w prasie o zamierzonym kształcie i tamże w ciągu 100-110 sekund utwardza w temperaturze 140-160°C. Przy tym korzystnie uzyskuje się temperaturę drogą ogrzewania parą przegrzaną. Po utwardzeniu powstają utwardzone produkty o kształcie odpornym na ciepło.

Na gęstość można wywierać wpływ poprzez ilość prepregu bądź poprzez nastawione ciśnienie. Powstałe usieciowane wytwory kształtowe wyjmuje się z form prasowalniczych, ewentualnie suszy strumieniem powietrza, chłodzi i odkłada na laminat podporowy.

Tak otrzymane wytwory kształtowe są po ochłodzeniu trwałe pod względem kształtu i wykazują tylko nikłą lub żadną zawartość wolnego fenolu bądź formaldehydu.

178 220

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Zestaw spoiwowy do wytwarzania włóknin i wytworów kształtowych z włóknin, zawierających 20-45% wagowych zestawu spoiwowego i 80-55% wagowych włókien organicznych i/lub nieorganicznych, i ewentualnie zawierających dodatki, zwłaszcza środki ogniochronne, znamienny tym, że zawiera od 0% do poniżej 30% wagowych żywicy fenolowej, zwłaszcza sproszkowanej żywicy fenolowej, i 100-70% wagowych odpadów lakieru proszkowego.
2. Zestaw spoiwowy według zastrz. 1, znamienny tym, że jako odpad lakieru proszkowego zawiera żywice epoksydowe i żywice poliestrowe o stosunku zmieszania od 1:0,2 do 1:7.
3. Zestaw według zastrz. 1, znamienny tym, że jako odpad lakieru proszkowego zawiera reaktywne lakiery proszkowe na osnowie żywic epoksydowych, poliestrowych, poliuretanowych i/lub akrylanowych..
4. Sposób wytwarzania włóknin i wytworów kształtowych z włókniny, zwłaszcza w narzędziach kształtujących, w którym włókninę wiąże się chemicznie ze spoiwami, znamienny tym, że do włóknin dodaje się sproszkowane spoiwa, które całkowicie lub częściowo składają się z lakieru proszkowego, zwłaszcza z lakieru proszkowego będącego materiałem recyrkulowanym.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że spoiwo dodaje się ze stanowiska zasilania materiałem, które reguluje się dla tego spoiwa.
6. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że spoiwo dodaje się za pomocą jednego lub kilku walców dozujących, przy czym strukturę rowkowania walca dozującego zmienia się dla osiągnięcia zakresu większej płynności spoiwa.
7. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że spoiwo dodaje się z taśmowej wagi dozującej.
8. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że w przypadku formowania wytworów kształtowych z włókniny w gorących narzędziach kształtujących przyspiesza się reakcję drogą wprowadzenia pary przegrzanej.
9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że do narzędzia kształtującego doprowadza się parę przegrzaną pod ciśnieniem 0,1 -1,5 MPa.
10. Sposób według zastrz. 8 albo 9, znamienny tym, że narzędzie kształtujące zasila się parą przegrzaną przed wprowadzeniem mieszaniny włókniny i spoiwa.
11. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że wyroby kształtowe po wyjęciu z narzędzia kształtującego układa się na formie z laminatu podporowego, aż do ochłodzenia.
12. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że związaną włókninę bądź związany wytwór kształtowy suszy się.