SE448613B - Dekorativ laminatskiva innehallande icke-vevda textilfiberskikt samt sett for att tillverka laminatskivan - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 448 613 2 att en kärna, som består av ett icke konsoliderat kärn- skikt av syntetiska textilfibrer, appliceras på ett första skikt i form av en kontinuerligt frammatad bana av hopsmälta fibrer, att ett andra skikt av film- eller fiberformigt syntetiskt termoplastharts appliceras ovanpå det icke konsoliderade kärnskiktet, att de tre skikten nålas för bildande av en sammansatt bana, att ett skikt av icke-vävda textilfibrer appliceras ovanpå det andra skiktet hos den sammansatta banan och fixeras_på den sammansatta banan genom nålning, att ett skikt av dekora- tivt textiltyg appliceras på utsidan av det första skiktet för bildande av en icke laminerad bana, och att den icke laminerade banan lamineras under värme och tryck.

FÖRDELAR Skivor enligt föreliggande uppfinning uppvisar en hög grad av strukturell stabilitet och har stor förmåga att motstå delaminering. Skivor enligt föreliggande uppfinning har vidare en hög slaghållfasthet med bibehållen elastici- tet. Vidare är skivor enligt uppfinningen estetiskt till- talande och ser snygga ut. Skivor enligt uppfinningen är även ekonomiska att ti1lverka,varigenom skivorna blir kom- mersiellt önskvârdan Elimineringen av lim- och klistermedel vid tillverkningen är också en fördel, eftersom riskerna med lösningsmedel i lim- och klistermedel elimineras.

I jämförelse med kända skivmaterial av polymer- hartser är skivor enligt föreliggande uppfinning för- delaktiga genom att de är relativt icke flyktiga och alstrar få gaser, som kan kondenseras och avsättas på ytor i närheten av skivornas installation t ex i en bil. Detta fenomen har observerats på senare år och anses vara en allvarlig olägenhet med användningen av vissa polymerhartsskivor i bilars inre beklädnad.

FIGURBESKRIVNING Fig 1 visar en isometrisk vy av en utföringsform av en skiva enligt uppfinningen, varvid de olika laminat- skikten är isärförda av förtydligande ändamål. Fig 2 visar en tvärsektion genom en skiva enligt fig l. Fig 3 visar i stor skala en vy av ytskikten hos skivan i fig 2. 10 15 20 25 _30 35 448 613 3 Fig 4 visar en isometrisk vy av en dörrskiva enligt en annan utföringsform av uppfinningen för användning vid invändig beklädnad av bilar. Fig 5 visar ett schema över en tillverkningslinje för tillverkning av skivor enligt uppfinningen. Fig 6 visar en sidovy av en press- formningssektion i apparaten enligt fig 5.

FÖREDRAGNA UTFöRiNGsFoRMER Skivan 10 i fig 1 har ett yttre fiberskikt 12, som bildar en dekorativ yta och som är smält fast på ett närliggande skikt 16 av termoplastiska textilfibrer. yttre skikt 14 kan vara tillverkat av en film av polymer- Ett harts men består företrädesvis av en mjuk textilyta, vilken är smält på ett skikt 20. Skiktet 20 kan bestå av en film av ett polymerharts men är företrädesvis lika- dant som skiktet 16. Alla skikten innesluter en kärna 18 av icke vävda textilfibrer. Alla skikten 12, 14, 16, 18 och 20 är konsoliderade genom laminering under värme och tryck för bildande av en enhetlig laminatkonstruk- tion med stor hållfasthet, beständighet mot delaminering I samband med skikten 12, 14, 16, 18 och 20 är sammansatta och integrerade till och ett estetiskt tilltalande utseende. beskrivningen av fig 5 framgår tydligare hur en konsoliderad skivkonstruktion 10.

Det första steget i sättet enligt föreliggande upp- finning kan vara att på ett transportband 3 i rörelse (vilket drives medelst drivhjul 4, 5) placera en bana 16 av vävda, stickade eller icke vävda termoplastiska, syn- tetiska värmesmältbara fibrer. Representativa för sådana fibrer är stapelfibrer av polyolefiner, t ex polyeten, polypropen och liknande. Representativt för banan 16 är icke vävda banor av polypropenstapelfibrer. Före- trädesvis har banan 16 en vikt på ungefär 200-700 g/m2 och en tjocklek på ungefär 3-12 mm. Banan 16 föres under en utmatningsstation 7 och påföres på dess plana ovan- sida ett jämnt skikt av lösa, icke konsoliderade (icke komprimerade) syntetiska textilfibrer 18. Företrädesvis är de syntetiska fibrerna 18 skrotfibrer från klippta 10 15 20 25 30 35 4118 6'13 4 eller skurna textilmaterial. De syntetiska fibrerna 18 matas till stationen 7 genom ett rör 8 från en skärap- parat 9, vilken är inrättad att bryta upp och skära skrotmaterialet till komponentfibrer 18. Under trans- porten av banan 16 med fibrerna 18 på transportörbanan 3 appliceras en andra bana 20 av vävda eller icke vävda, syntetiska, termoplastiska, smältbara fibrer 20 ovanpå fibrerna 28 för inneslutning av kärnan 18 mellan banor- na 16 och 20. Banan 20 kan vara identisk med banan 16 eller alternativt vara en film av ett smältbart, synte- tiskt termoplastharts, t ex en film av polyeten eller polypropen. Sådana filmer har företrädesvis en tjocklek på ungefär 13-380 um. Sandwichkonstruktionen, vilken består av skikten 16, 18, 20 transporteras vidare och genom en textilnålningsstol 11, i vilken skikten 16, 18 och 20 konsolideras (komprimeras) och integreras.

Tekniken ned nåining ev nekni1e skikt är välkänd een behöver icke beskrivas i detalj samt belyses närmare i de amerikanska patenten 2 059 132, 2 910 763 och 3 684 284. Fibrer i skikten 16, 18 och 20 ingriper med varandra och låses i varandra, varvid ingreppet i varandra är av den typ, som uppnås genom nålning. Före- trädesvis sker nålningen i ett enda steg med 32 gauge nålar med flera hullingar, vilka nålar är placerade med en täthet på 46-187. Den resulterande konsoliderade 16, 18 och 20 matas på utsidan av banan_ eller komprimerade banan av skikten vidare och mottar på ovansidan, dvs stapelfibrer. Sat- ungefär 200-700 g/m2 Den sammansatta 20 en sats 14 av icke vävda textila sen 14 har företrädesvis en vikt på och en tjocklek på ungefär 3-12 mm. banan av skikten 16, 18, 20 med satsen 14 på ytan utsättes därefter för en andra nålningsoperation genom att föras genom en andra nålstol 17 två gånger för integrering av satsen 14 med skikten 20. Det är av vikt att enbart satsen 14 och skikten 20 låses i varandra i detta steg för bibehållande av elasticitet i produkten. Den resul- terande sammansatta banan 19 vändes och föres genom 10 15 20 25 30 35 448 613 5 en ugn 21 med satsen 14 på undersidan för höjning av temperaturen på banan 19 till eller något över mjuk- göringstemperaturen på de syntetiska smältbara fibrerna eller filmen i skikten 16 och 20. Omedelbart efter det att den värmebehandlade sammansatta banan 19 utträder ur ugnen 21 placeras ett dekorativt fiberskikt 12 på ytan av skiktet 16. Vilket som helst dekorativt fiberskikt kan användas, ehuru ett vävt eller stickat fiberskikt föredrages. Representativt för sådana fiberskikt är vävda plyschvaror, som beskrives i den amerikanska patent- skriften 3 l87 782, och luggtyger, som beskrives i den amerikanska patentskriften 2 ll0 866. Företrädesvis har skiktet l2 en vikt på ungefär 150-800 g/m2. Den fiber- skiktsöverdragna sammansatta banan l9, som fortfarande har en förhöjd temperatur, matas omedelbart in.i en lamineringspress 23, som är konstruerad att pressforma och skära den sammansatta banan 19 till önskad form och storlek på produkten 10.

I fig 2 framgår arrangemanget av skikten 12, 14, 16, 18 och 20 före lamineringen av dem i pressen 23. De in- verterade trattformerna i skikten 14, 18 och 20 är re- presentativa för nålade fiberstrukturer inne i kompri- merade skikt och representerar nàlningsförbindningen av skikten i varandra. I fig 2 framgår således att speci- ella skikt integreras genom nålning men icke alla. Det är troligt att denna unika konstruktion ger en del av fördelarna med laminatskivorna enligt föreliggande upp- finning..

I fig 6 visas en sidovy av pressen 23, varvid pres- sen visas i öppet läge efter pressning och skärning av den sammansatta banan 19 för bildande av den laminerade skivan 30. Ett undre fast verktyg 24 upphettas till smälttemperaturen på hartset eller fibrerna i skik- tet 20. Det övre rörliga verktyget 25 upphettas till smälttemperaturen på fibrerna i skiktet 16. Vid kanten på verktyget 25 är anordnade kapningsorgan 26, vilka är konstruerade att skära längs kanterna pà den önskade 10 15 20 25 30 35 448 613 6 skivan 30. Under trycket i pressen 23 komprimeras eller konsolideras ytterligare de ovan beskrivan sammansatta skikten 14, 16, 18 och 20 för bildande av skivan 30 och basen på det vävda fiberskiktet 12 pressas in i skiktet 16. De värmesmälta fibrerna i skiktet 16 pressas uppåt in i ytan på fiberskiktet 12, så att basmaterialet i fiberskiktet 12 förankras i skiktet 16 genom smältning av fibrerna i skiktet 16. Trycket i pressen 23 är före- trädesvis ungefär 34-2760 kPa för uppnående av den ovan beskrivna komprimeringen av skikten 12, 14, 16, 18 och 20. Det ástadkommes en avsevärd integrering mellan skik- ten 12, 16 och 18. I fig 3 visas i stor skala en vy av de komprimerade skikten 12, 16 och 18 efter pressningen i pressen 23. Ett vävt fiberskikt 12, som består av vävda basgarner 24 och luggfibrer 26, har inpressats i skiktet 16. Smälta och därefter avkylda fibrer 28 i skiktet 16 har pressats under värme och tryck in i skik- tet 12 för fixering av basgarnerna 24 och delar av lugg- fibrerna 26. Likaledes integreras de smälta fibrerna 28 med kärnan 18 och smält material från skiktet 20 kompri- meras likaledes och integreras med kärnan 18 och skiktet 14. Det smälta skiktet 20 kan vara vattenogenomträngligt om det består av en smält film av en polymerharts. Det skall därför påpekas, att genom värme och tryck kommer alla skikten 12, 14, 16, 18 och 20 att integreras ytter- ligare och komprimeras, varigenom det resulterande lami- natet kommer att ha en mycket stor interlaminär skjuv- hållfasthet. Produktskivan 30 i fig 4 avlägsnas från pressen 23 och får svalna till omgivningstemperatur.

Efter avsvalnandet kommer skivan 30 att bibehålla sin form och kommer att uppvisa dimensionsstabilitet, form- beständighet och formvaraktighet. Skivorna 30 har även fördelaktiga egenskaper ifråga om ljud och termisk iso- lering. Skivan 30 kan utgöra del av den inre beklädnaden och utrustningen i en bil.

En fördel av speciell vikt vid användningen som invändig beklädnad är, att i motsats till tidigare kända H 10 15 20 25 30 35 4-48 613 7 material, t ex plywood och träfibermaterial, kan olika utrustningskomponenter formas på ett enkelt sätt för att passa för individuell användning och konstrueras för att passa olika omgivningar på ett synnerligen enkelt sätt. I jämförelse med formningen av hårda fiber- skivor, som använts hittills, kan produktiviteten ökas avsevärt, och genom val av en lämplig typ av syntetiska fibrer är det möjligt att utan svårighet reducera brand- Genom valet av syntetiska fibrer faran inne i fordonet. förhindras alstringen av giftiga och på annat sätt far- liga gaser i händelse av en brand.

Genom formningen av vertygen 24, 25 i pressen 23 till överensstämmelse med den önskade slutprodukten 30 kan olika områden av artiklar tillverkas i större eller mindre utsträckning, varigenom det uppnås vad det gäller hårdhet eller mjukhet hos produkten i olika områden innefattande områden med stor styvhet, Vilket tjänar sä- som fäste för skruvar och liknande, till stor mjukhet med avsevärda isoleringsegenskaper. Eftersom det inre skiktet 18 utgöres av en lös fyllning, hållas sandwich- skikten 16 och 20 på så stort avstånd från varandra att efter lamineringen uppvisar produkten tillfreds- ställande styvhet och kan användas i självbärande kon- struktion.

I det följande exemplet beskrives sättet att till- verka och använda uppfinningen och belyses den mest föredragna utföringsformen, ehuru föreliggande uppfin- ning icke är begränsad till den.

EXEMPEL Ett 5-skiktigt laminat har gjutits för användninh såsom ett kardanaxelhölje, vilket uppvisar såväl struk- turell integritet som 1judabsorptionsegenskaper. Den centrala kärnan i laminatet består av skikten 16, 18 och 20, vilka iordningsställdes enligt följande: Skikten 16 och 20: Två 410 g/m2 satser av 50_% l5 denier, 7,62 cm polypropenstapelfibrer och 50 % 3 denier, 6,35 cm poly- 91 10 15 20 25 30 35 44-8 61-3 8 propenstapelfibrer prepareras genom kardning och nål- ning. 7 Skikt 18: En 800 g/m2 bana av 50 % 6 denier, 7,62 cm poly- esterstapelfibrer och 50 % 3 denier, 5,08 cm polypro- penstapelfibrer prepareras genom kardning och skiktning.

Skiktet 18 placeras på skiktet 16 och nålas.

De två skikten matas därpå vidare genom en annan nål- ningsstol, vid vilken station skiktet 20 påföres skikt- ¿ sidan 18 av banan.

I vart och ett av de ovan beskrivna fallen användes en 32 gauge nål med 9 hullingar i en nâlningsstol med densiteten 46 och med ett inträngningsdjup på 1,27 cm varigenom den icke komprimerade tjockleken är 1,016 cm.

Skiktet 14: En 350 g/m2 sats av 100 % svart, 1,5 denier, 7,62 cm polyester prepareras genom kardning och nålning och nålas i skiktet 20 tillräckligt för förhindran av meka- nisk delaminering. Detta fiberaggregat inverteras och prepareras för formning genom matning av det genom en ugn med cirkulerande varmluft, i vilken ungefär 85 % av luften går igenom fiberaggregatet. Lufttemperaturen i ugnen är 185°C. Tidsperioden i ugnen är tillräcklig för en mjukgöring och delvis smältning av polypropen- fibrerna i skikten 16 och 20 men icke tillräcklig för- att medföra ett flöde av smältpolypropen.

I en separat station.placeras ytfiberskiktet, vilket består av ett luggat polypropenmattmaterial med en okom- primerad tjocklek på 0,762 cm, på den upphettade samman- satta banan och i direktberöring med ytan 16 omedelbart efter utträdet från ugnen. Därefter placeras det 5-skik- tiga materialet direkt i en öppnad, anpassad, han/honform, som stänges tills den inre temperaturen i banan är lägre än 1l6°C. Avlägsnande av den upphettade delen före till- räcklig kylning eller avsvalning resulterar i skevhet och formförändring hos den gjutna produkten. 10 15 20 2.5 '4148 6113 9 Gapet åstadkommes medelst metalliska mellanlägg för åstadkommande av ett avstånd mellan de parallella ytorna på 0,508 cm. Det tryck som utövas i varje kvadrat- meter av formytan är 276 kN. A Ett representativt antal laminat iordningsställdes -och testades med avseende på fysikaliska egenskaper.

Dessa fysikaliska egenskaper återgives i det följande.

Tjocklek 0,762 cm vikt 3020 g/mz Böjhållfasthet 17,2 MPa, medelv. .

Brotthållfasthet 700 N/cm i maskinriktningen 526 N/cm tvärs maskinriktningen stabilitet l % maximal krympning eller expansion vid 82°C, 95 % R.F.

Styvhet 450 g (sinus = 0,817) medelst en Gurley styvhetsprovare Skönjbardensitet 0,4 g/cm3 Sann densitet 0,82 g/cm3 Skalningshàllfasthet (laminär skjuvhâllfasthet) 14 N/cm.

Såsom framhållits tidigare är skivor enligt före- liggande uppfinning användbara såsom invändig beklädnad i bilar, båtar, rekreationsfordon och liknande. Fackmän- nen på området kommer att inse många andra användnings~ möjligheter för skivor enligt föreliggande uppfinning.

Claims (6)

1 448 613 l0 15 20 25 30 10 PATENTKRAV

1. Dekorativ laminatskiva (10), som inbegriper en kärna (18) av icke-vävda, syntetiska textilfibrer samt kärnan omgivande skikt som har nålats till kärnan, k ä n n e t e c k n a d därav, att kärnan (18) är anordnad mellan ett första skikt (16) av syntetiska, termoplastiska textilfibrer och ett andra skikt (20) av film- eller fiberformigt syntetiskt termoplastharts, varvid det första och det andra skiktet (16 resp 20) är nâlade till kärnan (l8); att ett ytterskikt (14) av icke-vävda textilfibrer är fäst till det andra skik- tet (20) genom nålning; och att ett ytterskikt (12) av dekorativt textiltyg är fäst till det första skik- tet (16) genom smältning.

2. Dekorativ laminatskiva enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att det andra skik- tet (20) är en film av syntetiskt polymerharts.

3. Dekorativ laminatskiva enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att det andra skik- tet (20) utgöres av syntetiska, termoplastiska textil- fibrer!

4. Sätt att tillverka en dekorativ laminatskiva enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att en kärna (18), som består av ett icke konsoliderat kärnskikt av syntetiska textilfibrer, appliceras på ett första skikt (16) i form av en kontinuerligt fram- matad bana av hopsmälta fibrer, att ett andra skikt (20) av film- eller fiberformigt syntetiskt termoplastharts appliceras ovanpå det icke konsoliderade kärnskiktet, att de tre skikten (16, 18, 20) nålas för bildande av en sammansatt bana, att ett skikt (14) av icke-vävda textilfibrer appliceras ovanpå det andra skiktet (20) hos den sammansatta banan och fixeras på den sammansatta banan genom nålning, att ett skikt (12) av dekorativt f| 10 448 613 ll textiltyg appliceras för bildande av en icke laminerad bana, och att den icke laminerade banan lamineras under värme och tryck.

5. Sätt enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k n a t därav, att ett andra skikt (20) i form av en film av syntetiskt polymerharts appliceras ovanpå det icke konsoliderade kärnskiktet.

6. Sätt enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k n a t därav, att ett andra skikt (20) i form av syn- tetiska, termoplastiska textilfibrer appliceras ovanpå det icke konsoliderade kärnskiktet. på utsidan av det första skiktet (16)