SE452865B - Flerskiktsfibermatta - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 4 52 865 2 ning, utan att härvid någon förtunning eller ens sprick- ning av den relativt lösa fiberstrukturen får förekomma.

För att eliminera dessa svårigheter är det känt \att"ünder tryckpâverkan hopblanda blandningar av duro- plastiska och termoplastiska bindemedel med träfibrer av tillräcklig fiberlängd och för formgivningsprocessen förbehandla dessa med ånga, d v s göra dem så mycket böjliga att vid stegvist genomförande av omformningen även komplicerade formstycken kan framställas med fullgod kvalitet.

Strävan att kunna använda så billiga termoplastiska bindemedel som möjligt, vilka som känt i synnerhet under värmeinflytande är instabila mot oxidation, möter svårig- heter såtillvida, som härigenom den allmänna önskan att kunna genomföra presskedet inom korta arbetstakt- tider, påtvingas gränser, som ej står sig ekonomiskt.

Korta arbetstaktperioder med de härav betingade förhöjda temperaturerna för värmepåverkan på arbetsstycket kan således ej realiseras med prisbilliga termoplastiska bindemedelstillsatser, vilket likaledes gäller för pris- mässigt fördelaktigt kortfibrigt material, vars använd- ning utan att avsevärt avfall uppkommer hittills kunnat vinnas endast genom en ökning av bindemedelstillsatsen, i synnerhet av duroplastiska bindemedel.

Här vidtar nu föreliggande uppfinning. Till grund för denna ligger uppgiften att åstadkomma en sådan samman- sättning av fibermattor, att den för det nämnda ändamålet, nämligen framställningen av formstycken, speciellt för bilindustrin, vid höga krav på de färdiga formstyckenas kvalitet, möjliggör användning av höga andelar av pris- billiga bindemedel ävensom av billigt fibermaterial.

Lösningen av denna uppgift åstadkommas enligt upp- finningen genom de i patentkravet 1 angivna kännetecknen.

Fördelaktiga utformningar av denna uppgiftslösning fiæmgår av underkraven. Ehuru det här ifrågavarande ända- målet existerat sedan länge för den här nämnda uppgiften, har hittills inga sådana förslag alls blivit kända för användning av prisbilliga bindemedel, såsom exempelvis 10 15 20 25 30 35 452 865 3 bitumen, i större mängder för kortfibrigt mattmaterial, vilka åtminstone antydningsvis skulle tillråda en samman- sättning av en flerskiktsfibermatta såsom den som de- finieras i patentkravet l. De av fackmannen tidigare inslagna vägarna utgöres fastmera därav, att antingen öka andelen dyra duroplaster eller att förbättra bearbet- ningen av fibermattor med något mindre andel duroplaster genom att tillägga bärskikt av högvärdig väv.

Fördelen med användningen av en enligt uppfinningen sammansatt och framställd flerskiktsfibermatta med fiber- täckskikt med eventuellt en andel av relativt långa fibrer och en med hänseende till täckskikten tillräck- ligt stor, relativt mattans totala fibermängd emellertid mycket liten andel av duroplastiska bindemedel och ett mellanskikt av övervägande prisbilliga korta träfibrer, till vilka billigt bitumen tillsättes, består således i möjligheten att använda större mängder av billiga bindemedelstillsatser. Därav resulterar vidare minskad vattenupptagning hos och förbättrad formbarhet av fler- skiktsfibermattorna. En ytterligare fördel utgöres av undanröjandet av de annars genom tillsatsen av billiga bitumenfraktioner framkallade luktbesvären tack vare fullständig övertäckning av mellanskiktet genom täck- skikten, vilka till följd av tillsatsandelen av duroplast innestänger bitumenet respektive det termoplastiska bindemedlet. Ävenledes säkerställes genom flerskikts- strukturen en ökning av omformningsmöjligheterna och en både optisk och mekanisk förbättring av den slutformade produkten.

Det högvärdiga duroplastmaterialet i täckfällskikten, som i proportion till fibermattans totala massa tillsatts i endast små mängder ökar ytkvaliteten avsevärt och skapar helt nya möjligheter för en valfri strukturering av formstyckets ytor.

Ytterligare väsentliga fördelar genom användning av den enligt föregående beskrivning uppbyggda fler- skiktsfibermattan för det angivna ändamålet erhålles under omformningsskedet för fíbermattorna, alltså vid 10 15 20 25 30 35 452 865 A dessas formpressning till formstycken på följande grunder: De ifrågavarande termoplastiska bindemedlen, såsom bi- tumen, får under pressningsskedet upphettas endast mycket måttligt, emedan de annars oxideras så starkt att de förlorar sina bindemedelsegenskaper. Högre presstempera- turer är emellertid oundgängliga i produktionen vid de krävda ökade produktionsmängderna, d v s förkortade arbetstaktperioderna, så att såsom härav betingad följd användningen av prisbilliga bitumen- och liknande binde- medel i praktiken varit utesluten och därmed föreföll användningen av högvärdiga och dyra duroplaster som bindemedel vara oundviklig.

Den föreliggande flerskiktsfibermattan förenar för det här ifrågavarande användningsändamålet de för- delar, som för bearbetningen till och kvaliteten hos slutprodukten resulterar från användningen av duroplaster å ena sidan och av termoplasterna å andra sidan under samtidigt undvikande av nackdelarna. Det termoplastiska bindemedlets låga beständighet mot oxidation även vid användning av högre andelar bindemedel i mellanskiktet stör ej tack vare förefintligheten av tunna täckskikt av extra med duroplasthartser impregnerat fiberfälls- material och möjliggör således avsevärt förkortade arbets- takttider hos pressarna med i enlighet därmed förhöjda presstemperaturer. Oaktat pressarnas avsevärt förkortade arbetstakttider kan numera gentemot jämförbara kända formstycken även till sina övriga egenskaper, i synnerhet även till den optiska formskönheten förbättrade, till lukten helt neutrala färdigstycken framställas.

Slutligen framkommer ännu en fördel vid framställ- ningen av den beskrivna flerskiktsfibermattan, vid vilken fibrerna strilas på en fällbärare, såsom en silplåt, varvid samtidigt ett undertryck appliceras på fällbärarens undersida. Beroende på denna bärares maskvidd har man hittills måst tåla avsevärda materialförluster av fiber- materialets dammartade och mycket kortfibriga andelar.

Den fullständiga inneslutningen av det de termo- plastiska tillsatserna innehållande mellanskiktet genom 10 15 20 25 30 35 452 865 5 täckskikten med dessas även duroplastiska bindemedels- andelar förhindrar den annars förefintliga faran för nedsmutsning av pressverktygen.

Enligt föreliggande förfarande strilas emellertid på fällbäraren till en början de för det första täck- skiktet avsedda fibrerna med åtminstone en långfibrig andel på siktbandet och först därefter mellanskiktet med företrädesvis mera kortfibriga andelar, så att i större utsträckning även dammartade andelar kan hållas kvar, emedan det undre làngfibriga täckskiktet fungerar så att säga som dammfilter. Ävenledes fås vid flerskikts- fibermattans tillverkning på det beskrivna sättet ytter- ligare förbättringar beträffande möjligheten att färga fibrerna, att tillsätta speciella tilläggsämnen, såsom exempelvis fungicider och/eller eldhämmande substanser, och i synnerhet möjligheten att tillsätta konstplast- fibrer till mellanskiktet. Av fördel är härvid speciellt termoplastiska konstplastfibrer med en mjukningspunkt, som ligger under 200°C. De kortfibriga och/eller lång- fibriga andelarna kan tillsättas mellanskiktet respektive täckskikten före deras påstrilning på fällbäraren, t ex sikttransportbandet, efter tillblandningen av de enskilda bindemedlen och efter uppdelning i delströmmar vid till- räcklig genomblandning, men eventuellt även tidigare.

Det är möjligt att för alla tre skikt av flerskikts- fibermattan utgå från ett enhetligt fibermaterial före dess pàstrilning på fällbärare och enligt val tillföra endast delströmmarna för täckskiktens tillsatser, som inte innehåller termoplastiska bindemedel, eller att företa uppdelningen i delströmmar först efter gemensam tillförsel av termoplastiska bindemedel till fibermassan.

För närmare förklaring av uppfinningen ges i det följande utföringsexempel i form av översiktstabeller.

Av utföringsexemplen framgår framför allt, att det är möjligt att framställa formstycken med tekniska egenskaper, vilka åtminstone är jämngoda med formstyckena enligt teknikens nuvarande ståndpunkt, men därutöver är förbättrade gentemot vattenupptagning och svällning 10 452 865 6 i tjocklek. Detta innebär, att även relativt mindervärda bindemedel i mellanskiktet blir användbara för de före- liggande flerskiktsmattorna. Prisbilligheten av dessa mindervärda bindemedel i mellanskiktet gör det möjligt att öka bindemedelsmängden och därmed uppnå minskade värden för vattenupptagningen och svällningen i tjocklek.

Såsom följd härav uppnås förbättrad beständighet mot klimatförändringar, minskad skevning och ökad fukthärdighet.

Härutöver utmärkes formstyckena enligt utförings- exemplen (vilket ej framgår av själva tabellerna) av jämnare ytor och därmed bättre egenskaper för förmedling av vidhäftning för limämnen i efterföljande kascherings- förfaranden och lackeringar vid formstyckenas vidare bearbetning.

Tabell 1: Använda material Bindemedel för täck- skikten: Färgämnen för täck- skikten: 452 865 Akrylsyraester-polymerisat "Acronal 12 DE", firma BASF, tillrett som dispergerbad- vätska med 40-50% hartsandel I. Kimrökdispersion "Derusol Z35", firma Degussa dispersionssammansättning: leveranstillstánd II. "Lackschwarz HBG", firma Bayer leveranstillstànd (färg- dispersion) III. "Waxoline black, firma ICI (pulverfärg) Bindemedel för mellan- skiktet: « A. Bitumen, typ HVB 95/105, firma Shell B. Bitumen, typ R 135/10, firma Shell C. Bitumen, typ HVB 85/95 Fibermaterial (täck- och mellanskikten): firma Shell Träfibrer från olika siktningar 452 865 Tabell 2: Processtemperatur (för alla exempel): Presskraft Limtillblandning: Mängduppgifter: l95°C variabel, alltefter formdels- tätheten Limmet tillblandat separat till mellanskiktet och täck- skikten, i exemplen l och 3 genomfördes limtillblandningen och färgningen av täckskikten i separata arbetsmoment Varje gång relaterade till fibervikt absolut torr, vid användning av limtillblandnings- och färgbadvätskor till vätskan (ej till de absoluta harts- eller färgandelarna) 452 seš mm.° o.H mo.H mao\m »wn»wa CN wfi ON w An «~v gmflxuofiu « m=Hø~Hm>w mfi ON m~ w An qwv w=fi=mmumm==w»»m> øomß øooß ooow ^~au\z. unowv wcmummpuøunfiwm *OH wow wmfi awuxflxwxuwp .fiwønßuwnflm ^Gwmcfl: O! lflflmfinfiflflu wuww mwmflümfiflv wofi ..U Hwñwšwflcwn wow ~.m fiwwwšwwcflß ai ooofi cw wumpnøx æmH|m si °oo~|øQo~ wmflsm en QoQ~|ooom w@«|mm ai ooom cm wpwcwfi wom|o« w~ .HHH uw>Høm wq .HH «xwuw>wmn ww fiwøwawøqfinwuxflxmxump æfifl .øMwuw>Umß E1 Oomfi GW ®HMflHOM wow @@=mH»wnflm se ofilß M HWNEÜNW æwfl ..m Hwflwâwøflwn E1 com cm wumuuox æm E1 QQm|oQo~ æ°H|m ai co°H|°om~ wmfiuofi E; Qomw øw wumøwfl æo@|°w æw ~.H mxwum>UmQ ßämwnwñwm wwmøcmfinfiflfiu QUO mxmum>ømQmumm ßwë wmwcmfin .æw .mxmum>ømQ sl cow GW UHMQHOM wow Uwflmfiuwflflw EE w|N N flwmåwxm wofi ..4 Hwßwëwflcfiß E; Qom cm wnmflflox wm|om al °om|oocH wowlmfi 21 c°o~|oo@~ wo~|m~ 21 QOQN am wgwøwfl wmm|o« æv ..H mxmfiW>UmQ æw .mxwum>©mD En ooofi GW UHMMHOM wow @mamHHwQH« se w|~ H HÜNEÜXH mcflfivflmfln nflflflwñflfi muwuxflxwcmfiflmä Hwunflmmwxfixwflmfifiwä cwpxflxmxumu Hmm cwsawmwwm mcficøcmfin nflfifiuäflfi wuwuxflxwxome Hwunfluwpxflxmxuwe fi®QE@XOWÜCflHfl%PD "M fiawßflfi 10 15 20 25 30 35 452 865 10 Ett fördelaktigt utföringsexempel av flerskikts- fibermattor enligt uppfinningen beskrives under hän- visning till ritningsfigurerna l och 2. Figur l visar härvid ett schematiskt snitt genom mattstrukturen, och figur 2 lägger till en schematisk framställning av snittet genom flerskiktsfibermattans struktursammansättning av de enskilda skikten.

I figur 3 förklaras ett schema för tillverkning av den i figurerna 1 och 2 illustrerade flerskiktsfiber- mattan närmare med ledning av ett flytdiagram för fiber- massan.

I figur l är täckskikten betecknade med 1, medan 2 är beteckningen för mellanskiktet. Inbäddat i mellan- skiktet är ett med 3 betecknat fiberlager av polypropen- fibrer, vilkas längd är 0,5-4 cm. Dessa konstplast- fibrer är dessutom genom påstrilning av en i figur l ej medillustrerad limtillsats bestående av latex fast fixerade i mellanskiktet 2.

Täckskikten 4 och mellanskiktet 2 består av enhetligt beredda träfibrer, de innehåller en gemensam limtill- blandning av ca ll% bitumen och l,6% fenolharts. Till täckskikten 1 tillföres vid flerskiktsfibermattans fram- ställning ytterligare limämneskomponenter, som består av akryl- och melaminharts ävensom kimrök och vax.

Täckskiktens l mängdmässiga andel i hela mattan utgör ca 30%.

En exakt översikt över sammansättningen av den i figur l visade flerskiktsfibermattan enligt uppfinningen ges i figur 2, i vilken fibermattans beståndsdelar är utsatta procentuellt och koordinerade med respektive områden i fibermattan.

Figuren 3 förklarar schematiskt mattans framställ- ning. I denna figur betecknar 4 en limtillblandnings- station, i vilken till att börja med samtliga fibrer hopblandas med bitumen och fenolharts i de angivna mängderna.

De på detta sätt med limämne hopblandade träfibrerna passerar genom torken 5. Bakom torken 5 uppdelas fiber- strömmen: Huvudmängden av de på förhand med limämnet 10 15 20 25 30 35 452 865 ll hopblandade fibrerna matas direkt eller över en icke visad mellanbox till ströhuvuden 8. Ströhuvudena 8 formar därvid mellanskiktet 2 på det i pilriktningen sig rörande mattbärarbandet ll, som framföres med hjälp av rullar 12.

Den bakom torken 5 från fibrernas huvudström avgrenade sidoström, som behövs för att bilda de båda täckskikten, passerar genom tilläggsliminblandningsstationen 6, i vilken till de pà förhand med limämne hopblandade fibrerna tillsättes tilläggslimämnena bestående av akryl- och melaminharts. Därpå ledes sidoströmmen för täckskikts- bildning till de härför avsedda ströhuvudena 7. _ Mellan ströhuvudena 8 för mellanskiktet finns ett ytterligare ströhuvud 9, med vars hjälp polypropenfib- rerna av vederbörlig längd placeras i mellanskiktet såsom ett tunt lager. Med hjälp av ett strildon 10 till- föres det för fixering av polypropenfibrerna använda tilläggsbindemedlet (latex) direkt till området för inbäddning av polypropenfibrerna 3. Den på det beskrivna sättet genom ströhuvudena 7, 8, 9 ävensom strildonet lO bildade kontinuerliga mattsträngen gär i anslutning härtill på i och för sig känt sätt (ej illustrerat i figuren) genom kalandervalsar, i vilka den förkomprimeras till en manipulerbar mattsträng. Hjälporgan, medelst vilka tjockleken av mattans enskilda skikt utjämnas och vilka i form av skalnings- och taggvalsar resp i form av roterande borstar hör till den kända tekniken, är för överskâdlighetens skull inte heller visade i figur 3.

Placerandet i ett tunt lager av konstplastfibrer- na 3 i mellanskiktets 2 mittomràde och fixeringen av detta fiberlager medelst ett extra latex-bindemedel medför den fördelen att här i mattan skapas ett nätformigt väl fastnande strukturskikt, som under mattans senare omformning tjänstgör som omformningshjälp, emedan det är i stånd att upptaga dragkrafter och vid den senare formgivningen förhindrar otillåtet höga lokala töjningar i mattan. 452 865 12 Därest mjukningstemperaturen för konstplastfib~ rerna 3 ligger lägre än den senare behandlingstempera- turen vid varmpressningen av mattan, erhålles den ytter- ligare fördelen, att konstplastfibrerna vid placering i ett tunt lager hopklistras med varandra och därigenom bildar en kontinuerlig förstärkningsväv. I detta fall förbättras dessutøm vidhäftningen mellan konstplast- fibrerna och träfibrerna.

Claims (9)

10 15 20 25 30 452 sss 13 PATENTKRAV

1. l. Flerskiktsfibermatta för framställning av form- stycken i en pressform genom påverkan på fibermattan med tryck inom ett temperaturområde från ca 170°C till 210°C, k ä n n e t e c k n a d av att mattan består av cellu- losa-, lignocellulosa- eller dylika fibrer i tvá täckskikt, vilka skikts fibermaterial utgör 10% till 30% av det totala fibermaterialet, med åtminstone en andel av duroplaster, som är formpressbara inom ett temperaturomráde från l70°C till 210°C, och ett mellan täckskikten anordnat mellanskikt med en tillsats av ett termoplastiskt bindemedel, vars beständighet mot oxidation är otillräcklig inom det angivna temperaturomràdet.

2. Flerskiktsfibermatta enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att fibermattan för täckskikten är impregnerad med akrylharts respektive ett modifierat akrylharts.

3. Flerskiktsfibermatta enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d medlet åtminstone för mellanskiktet innehåller 12% till 15% bitumen och 1% till 3% fenolharts. av att det termoplastiska binde-

4. Flerskiktsfibermatta enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att täckskikten innehåller läderfibrer och/eller bomullsfibrer.

5. Flerskiktsfibermatta enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att mellanskiktet såsom tillsats innehåller konstplastfibrer av företrädesvis termoplastiskt material.

6. Flerskiktsfibermatta enligt patentkraven l och 5, k ä n n e t e c k n a d av att mellanskiktet innehåller 2 till 15%, företrädesvis 2 till 5% polypropenfibrer, 3 till 15%, företrädesvis 5 till 10% bitumen, 0,5 till 3%, företrädesvis l till 3% latex och 0,5 till 6%, företrädes- vis 1 till 3% fenolharts. 10 15 452 865 14

7. Flerskiktsfibermatta enligt kraven l, 5 och 6, k ä n n e t e c k n a d av att täckskikten är impregnerade förutom med bitumen och fenolharts även med akryl- och melaminhartser. I

8. Flerskiktsfibermatta enligt kraven 5 till 7, k ä n n e t e c k n a d av att täckskikten innehåller färgämnen och hydrofoba substanser såväl som lukt- bindande beståndsdelar.

9. Flerskiktsfibermatta enligt kraven 5 till 8, k ä n n e t e c k n a d av att de tillsatta konstplast- fibrerna består av termoplastiskt material, vars mjuknings- punkt ligger lägre än vidarebehandlingstemperaturen för mattorna vid varmpressningen, att dessa tillsatskonstplast- fibrer är placerade ungefär i mitten av flerskiktsfiber- mattans mellanskikt och att de i detta område är fixerbara genom ett latex-bindemedel.