DE3037167A1

DE3037167A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines im wesentlichen gasfreien verbundmaterials aus kunststoff und fasern

Info

Publication number: DE3037167A1
Application number: DE19803037167
Authority: DE
Inventors: Pierre Lyon Poncet
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-10-02
Filing date: 1980-10-01
Publication date: 1981-04-23
Also published as: FR2466483A1; GB2062714A; CA1143613A; US4348248A; GB2062714B; FR2466483B1

Description

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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines im wesentlichen gasfreien Verbundmaterials aus Kunststoff und Fasern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung zur gasfreien Herstellung von aus Kunststoff und Fasern zusammengesetzten Stoffen oder Produkten.

Das Entgasen von Kunststoffen ist absolut notwendig, wenn man in den Endprodukten mikroskopisch kleine Blasen vermeiden will, die die Ursache für Risse und/oder Brüche bilden. Andererseits besteht die Möglichkeit, die Fasern durch Einwirkung eines Vakuums zu entgasen, ein Vorgang, der nicht kontinuierlich durchgeführt werden kann und die Verfahrensschritte kompliziert sowie erhebliche Kosten verursacht.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, diese Nachteile zu beseitigen und ein Verfahren zur Herstellung der genannten Stoffe zu schaffen, das eine gasfreie Erzeugung ohne unangemessen hohen Kostenaufwand ermöglicht.

Diese Aufgabe wird in vorteilhafter Weise gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Verfahrensschema gemäß einer ersten

Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 und 3 Schnittansichten mit Details der Ausführungsform von Fig. 1, und zwar nach den Linien H-II und HI-III in Fig. 1,

Fig. 4 eine mit Fig. 1 vergleichbare Ansicht

einer zweiten Ausführungsform, die für den Fall vorgesehen ist, daß Pulver mit dem Kunststoff vermischt werden soll,

Fig. 5 eine andere Ausführungsform eines Details

der oben bezeichneten Ausführungsformen und

Fig. 6 eine Ausführungsform, bei der ein getrenntes Waschmaterial verwendet wird.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform sind bei 1 die Spulen eines Gerüstes dargestellt, von dem Glasfäden 2 abgerollt oder abgespult werden. Diese Fäden durchqueren einen Kamm 3, der sie zu Rollen 4 führt, die sie an einen Zerhacker 5 abgeben. Dort werden sie zu Fasern bestimmter mittlerer Länge zerlegt, die über eine Schurre 6 fallen. Unterhalb dieser Schurre ist ein Transportband 7 angeordnet, welches von nicht dargestellten

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geeigneten Mitteln in Richtung des Pfeils 8 nach links bewegt wird. Ferner ist eine Spule 9 vorgesehen, von der eine dünne Bahn 10 abrollt, beispielsweise bestehend aus Polyäthylen, sowie eine Rolle 11, die oberhalb der Schurre 6 auf das Transportband 7 einwirkt. Man erkennt, daß die von der Schurre heruntergefallenen Fasern auf der dünnen Bahn 10, die auf das Transportband 7 abgelegt worden ist, eine Schicht oder ein Vlies bilden.

Die Vorrichtung ist ferner mit einer Entgasungseinrichtung 13 an sich beliebiger Art versehen, beispielsweise einer solchen, die Mischschnecken aufweist, welche im Inneren einer Vakuumkammer angeordnet sind und von einem äußeren Motor 14 angetrieben werden, der gleichzeitig eine Einlaßvorrichtung 15 antreibt, die eine Schleuse oder ein Sieb bildet. Diese Vorrichtung kann im Falle eines Materials, das nur eine geringfügige Viskosität aufweist, eine einfache Schnecke sein. Die Vorrichtung 15 weist einen Eintrittsfülltrichter 16 auf, in den das Plastikmaterial eingefüllt wird, welches verarbeit werden soll. Zur Vereinfachung der Erklärung wird angenommen, daß es sich bei dem Material um ein wärmehärtbares Material, also einen Duroplasten, handelt, welches eine mehr oder weniger viskose Flüssigkeit ist. In der Zeichnung ist mit 17 die Vakuumpumpe bezeichnet, welche mit der Einrichtung 13 verbunden ist.

Der Ausgang 18 der Entgasungseinrichtung 13 steht über eine Pumpe 19 und eine Leitung 20 mit mehreren Zweigleitungen in Verbindungen diei hrersei ts fünf Ver-

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teiler 21, 22, 23, 24, 25 angeschlossen sind, welche in Querrichtung aufeinanderfolgend über dem Förderband 7 angeordnet sind, und zwar abstromseitig der Schurre 6. Wenn die Vorrichtung arbeitet, wird das entgaste Plastikmaterial , das von der Einrichtung 13 kommt, regelmäßig auf die Schicht 12 ausgetragen, wobei die von den einzelnen Verteilern abgegebene^ !!engen mit Hilfe der Ventile bzw. Hähne 26, 27, 28, 29 und 30 gesteuert werden können.

Unterhalb des Förderbandes 7 und in der Zone, die den Verteilern 21-25 entspricht, befindet sich ein Sammelbecken 31, dessen Breite größer ist als die des Förderbandes, wie aus Fig. 2 hervorgeht. Es ist zu erkennen,-daß das flüssige Plastikmaterial, das auf d'ie Schicht 12 aufgetragen worden ist, seitlich über die Ränder der Bahn 10 und des Förderbandes 7 abläuft, wie dies durch die Pfeile 32 angezeigt ist, um dann in den Sammelbehälter 31 zu fallen.

Am Boden des Sammelbehälters 31 befindet si'ch ein Ausgang 33, der mit einer Pumpe 34 Verbunden *i st, deren Druckleitung 35 zur Entgasungseinrichtung 13 zurückführt, um dadurch einen Kreislauf oder Rücklauf des Materials sicherzustellen, das auf die Schicht bzw. das Vlies 12 abgegeben wird.

Abstromseitig der Verteiler 21-25 ist noch eine andere Spule 36 vorgesehen, von der sich noch efne zweite dünne Bahn 37 über eine Rolle 38 abrollt, welche sich

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auf die Faserschicht 12 auflegt, welcne mit Plastikmaterial imprägniert worden ist, so daß schließlich ein ebenes, komplexes Gebilde, das aus Fasern und Plastikmaterial besteht, in einer endlosen, flachen Tasche eingeschlossen ist, in der es zu den Verformungs- und behänd!ungsmaschinen gelenkt werden kann.

Um zu verhindern, daß abstromseitig der Rolle 38 das Plastikmaterial noch seitlich über die Ränder des Förderbands 7 und der Bahn 10 abläuft, lassen sich die Rändern der beiden Bahnen 10 und 37 zusammendrücken, beispielsweise mit Hilfe der Rollen 39, wie aus Fig. 3 ersichtlich, oder mit anderen geeigneten Mitteln. Es besteht gleichermaßen die Möglichkeit, die Ränder der Bahnen mit Hilfe von geeigneten Führungselementen anzuheben.

Man erkennt, daß das entgaste Plastikmaterial, das die Fasern des Vlieses oder der Schicht 12 berührt und in Querrichtung abfließt, jedesmal einen Teil des von den Fasern zurückgehaltenen Gases absorbiert. Da dieses Material sofort nach dem Entgasen zurückgeleitet wird, wird in beträchtlichem Umfang das Waschen des Vlieses oder der Schicht gefördert, die, sobald sie an der Rolle 38 ankommt, praktisch entgast und mit gleichermaßen entgastem Plastikmaterial imprägniert ist.

Es versteht sich, daß dann, wenn das Verfahren nicht unter Verschluß, also offen durchgeführt wird, zwangsläufig eine gewisse Luftabsorption durch das aus den Verteilern austretende und über die Oberfläche der

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Schicht und des Vlieses verteilte Material stattfindet, wobei jedoch die Versuche gezeigt haben, daß in der Praxis das obengenannte Phänomen für die meisten Anwendungsfälle nur eine vernachlässigbar geringe Bedeutung hat.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform muß dem Plastikmaterial ein Pulver zugemischt werden, das sich als Füllstoff, Farbpigment oder für andere Zwecke eignet. Auch bM dieser Ausflihrungsform werden die Elemente der vorangegangenen Ausführungsform mit denselben Bezugszeichen verwendet. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist eine Hiifsentgasungseinrichtung 40 vorgesehen, die das unter Vakuum und Wärme in den Fülltrichter 41 eingefüllte Pulver behandeln kann und die zu diesem Zweck mit entsprechenden Sieb-oder Schleusenvorrichtungen ausgestattet ist. Die Vakuumpumpe 42 ist mit der genannten Vorrichtung verbunden. Das entgaste Pulver wird stetig aus der Einrichtung entfernt, durchquert eine andere Schleusen- oder Siebeinrichtung und gelangt in einen Kühler 43. Von dort durchläuft das Pulver einen Mischer 44, beispielsweise eine Mischschnecke, die von einem Motor 45 angetrieben wird. Dieser Mischer erhält von dem Fülltrichter 16 und über ein Abzweigventi1 47 einen einstellbaren Anteil des entgasten Materials, das von der Pumpe 19 abgefördert wird. Der Ausgang des Gemisches 44 ist an den letzten Verteiler 25 über eine getrennte Leitung 48 angeschlossen.

Man erkennt, daß die Abrasionswirkung, welche durch das Pulver hervorgerufen werden kann, aufgrund der Tat-

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sache, daß die Schicht 12 schließlich mit einem vollkommen entgasten Gemisch aus Plastikmaterial und Pulver imprägniert ist, auf den Mischer 43 und den Verteiler 25 beschränkt ist, wobei letztere darüberhinaus so ausgestattet sein können, daß sie dieser Abrasions^ wirkung widerstehen, ohne daß dadurch die Gesamtkosten der Vorrichtung bzw. Anlage unvertretbar hoch.werden. Darüberhinaus ist die Entgasung des isolierten Pulvers erheblich einfacher als im Zustand der vollständigen Vermischung mit dem Plastikmaterial.

Zur Vermeidung der Zurückführung des von Pulver umgebenen Materials in die Hauptentgasungseinrichtung sollte eigentlich der Sammelbehälter 31 vor dem Verteiler 35 enden. Es hat sich jedoch gezeigt,, daß dies nicht notwendig ist, denn selbst wenn dieser Sammelbehälter einen Teil des mit Pulver beschickten Kunststoffes aufnimmt, so ist der Anteil des Pulvers in der behandelten Haterialmenge extrem gering, so daß die daraus eventuell entstehenden Nachteile vernachlässigbar sind.

Es besteht ferner die Möglichkeit, den Mischer 43 nicht nur den letzten einzelnen Verteiler 35, sondern auch andere nebeneinander angeordnete Verteiler speisen zu lassen.

Im obigen wurde angenommen, daß das zu behandelnde Material ein wärmehärtbarer Kunststoff, also ein Duoplast, ist. Die beschriebene Vorrichtung ist aber gleichermaßen zur Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen geeignet. Es reicht aus, wenn hierzu Mittel

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vorgesehen sind, durch die das zu bearbeitende thermoplastische Material auf einer Temperatur gehalten werden kann, bei der es ausreichend fließfähig ist. Der in Fig. 4 gezeigte Kühler 42 ist dann überflüssig.

Es ist sorgfältig darauf zu achten, daß in die Bahn und die mit Plastikmaterial imprägnierte Schicht 12 keine Luftblasen eingeschlossen werden. In Fig. 5 ist eine andere Ausführungsform einer Vorrichtung dargestellt, mit der restliche Gasblasen entfernt werden. Bei dieser Ausführungsform läuft neben der Rolle 38 das Förderband 12 über eine Umlenkrolle 49, die das Förderband auf eine abwärts führende Bahn lenkt, über dieser Bahn sind unmittelbar abstromseitig der Rolle 38 Vibratoren 50 angeordnet, die auf die Bahn 37 Schwingungen übertragen, aufgrund derer eventuell noch vorhandene Luftblasen gegen das Band aufsteigen, indem sie entgegen der Bewegungsrichtung des Förderbandes 12 wandern und, wie durch den Pfeil 51 angezeigt, austreten.

Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform wird nur noch der letzte Verteiler 25 von der Pumpe 19 und der Leitung 20 gespeist, wodurch die Länge des Aufnahmebehälters 31 verkürzt ist. Was die oberhalb gelegenen Verteiler 24, 23, 22 und 21 anbelangt, so werden diese durch die Leitung 52, eine Pumpe 53 und eine Leitung 54, welche von einer Entgasungsvorrichtung 55 ausgeht, die eine geeignete Entgasungsflüssigkeit enthält, gespeist Die seitlich über die Schicht 12 ablaufende Flüssigkeit wird durch einen entsprechenden Behälter 56 aufgefangen,

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von dem eine Abflußleitung 57 zu einer Pumpe 58 führt, welche die Flüssigkeit wieder zur Entgasungseinrichtung 55 fördert, und zwar durch eine Leitung 59. Mit ist die Vakuumpumpe bezeichnet, die an die Entgasungseinrichtung 55 angeschlossen ist.

Es versteht sich, daß die Entgasungsflüssigkeit ausreichend flüssig sein muß, um die faserförmige Masse gut durchdringen zu können. Natürlich bleibt ein kleiner Teil dieser Flüssigkeit an den Fasern haften und vermischt sich deshalb mit dem Plastikmaterial, das aus dem Verteiler 25 austritt, wobei aber die genannte Flüssigkeit ihrer Art nach so gewählt werden kann, daß sie sich mit diesem Plastikmaterial vereinigt, und zwar dadurch, daß sie sich auflöst, oder andererseits ein leichtes Füllmaterial bildet, das keine nachteiligen Wirkungen hat.

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Claims

PATENTANWÄLTE

TISCHER · KERN & BREHM
Albcrt-Roashß'jptcr-Strasse 65 · D 8000 München

TISCHER · KERN & BREHM

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Representatives before the European Patent Oiflco Zugelassene Vortroter beim Europäischen Pa!ontan>t

Ihr Zeichen
Your Ref.

Unser Zoichen

Our ReI. ΡθΠ-6786

Ke-ma

H. TISCHER Dipl.-lng. W.KERN Dipl.-lng. H. P DRCHM Dlpl.-Chom., Dr. phll. nat.

Albort-Rosahnuptor-Strasae D 0000 München 70

Tulofon (00!)) 7G05520 Tolüx 05 212204 pats d Tüliyjnimmu Kompatont München

Diihim
Dato

30. September 1980

Pierre PONCET, 12bi s Rue Trarieux, 69003 Lyon FRANKREICH

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines im wesentlichen gasfreien Verbundmaterials aus Kunststoff und Fasern

Patentansprüche:

1 ν Verfahren zur Herstellung eines im wesentlichen gasfreien Verbundmaterials aus Kunststoff und Fasern, das durch Verformung, Gießen und analoge Verfahrensweisen weiter verarbeitbar ist, dadurch ge kennzeichnet , daß über eine Fasermasse

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flüssiges Plastikmaterial, das vorher entgast wurde, vergossen wird, so daß die einzelnen Fasern mit dem Plastikmaterial in Berührung kommen, welches dabei das sie umschließende Gas absorbiert, worauf das mit Gas beladene Plastikmaterial, das von der Masse abfließt, entgast wird und dann von neuem auf die Fasermasse ausgegossen wird, und zwar solange, bis das Gemisch aus Fasern und Plastikmaterial den gewünschten Entgasungsgrad aufweist.
2. Verfahre ι nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das entgaste Plastikmaterial ohne Luftabschluß über die Fasermasse ausgegossen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Plastikmaterial ferner eine pulverförmige Substanz, die als Füllmaterial oder für andere Zwecke dient, umschließt, dadurch gekennzeichnet ,daß

diese Substanz getrennt von dem Plastikmaterial entgast wird, und daß die pulverförmige Substanz dem entgasten Plastikmaterial zugesetzt wird, das über der Masse am Ende des Entgasungsvorgangs dieser Masse ausgegossen wi rd.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß kontinuierlich über einer Fasermasse gearbeitet wird, die eine Schicht bildet, welche auf einem Transportband bewegt wi rd.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über der Fassermasse aufeinanderfolgend zwei verschiedene Materialien aus-

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gegossen werden, und zwar zunächst eine Entgasungsflüssigkeit, die vorher entgast worden ist, und dann das Plastikmaterial, mit dem die Fasermasse am Ende imprägniert sein soll, wobei die Entgasungsflüssigkeit so gewählt ist, daß der Teil, der mit den Fasern in Berührung bleibt, wenn das flüssige Plastikmaterial zugegeben wird, mit letzterem verträglich ist.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein Transportband; eine Einrichtung (9, 11), mit der auf das Transportband kontinuierlich eine erste Bahn (10) geringer Dicke ablegbar ist; eine Einrichtung (5, 6), durch die Fasern (1⁹.) auf die Bahn (10) zur Bildung einer kontinuierlichen Schicht aufgebbar sind; eine Entgasungseinrichtung (13, 17) für das Plastikmaterial; eine Vorrichtung (14, 15, 16) zur Beschickung dieser Einrichtung mit zu entgasendem Plastikmaterial; aufeinanderfolgende Verteiler (21, 22, 23, 24, 25), die in Querrichtung aufeinanderfolgend oberhalb des Transportbandes (7), der ersten Bahn (10) und der von der Bahn getragenen Faserschicht (12) angeordnet sind; eine Einrichtung (18, 19, 20, 26, 27, 28, 29, 30) zum Zuführen des entgasten Plastikmaterials zu den Verteilern (21, 22, 23, 24, 25) aus der Entgasungseinrichtung (13, 17), wobei die Verteiler das genannte Material auf die Schicht (12) abgeben; eine Einrichtung (31) zum Sammeln des Plastikmaterials, das seitlich über die Faserschicht 12 herabläuft, sowie zum zurückführen (33, 34, 35) in die Entgasungsvorrichtung (13); und durch eine Einrich-

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tung (36, 38, 39), mit der auf die mit dem Plastikmaterial imprägnierte Schicht eine zweite Bahn (37) geringer Dicke aufbringbar ist, welche abstromseitig der Verteiler (21, 22, 23, 24, 25) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6,. gekennzeichnet durch eine Einrichtung (40, 41, 42), mit der eine pulverförmige Substanz unabhängig von dem Plastikmaterial, mit dem sie verbunden werden soll, entgasbar ist und durch eine Einrichtung (44, 45) zum Vermischen der auf diese Weise entgasten pulverförmigen Substanz mit dem Plastikmaterial, die mehr oder weniger abstromseitig der Verteiler angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die ersten Verteiler (21, 22, 23, 24) mit einer EntgasungsfTüssigkeit beschickbar sind, die vorher entgast wurde und die mit dem,Piastikmaterial verträglich ist, und daß eine Einrichtung (31, 56) zum getrennten Auffangen der Entgasungsflüssigkeit, die seitlich über die Faserschicht (12) abläuft, sowie zur Rückführung in die Entgasungseinrichtung (13, 55) vorgesehen ist, von der aus sie den entsprechenden Verteilern zuführbar ist.

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