DE1187785B

DE1187785B - Process for the production of drawn profiles from glass fiber reinforced plastics

Info

Publication number: DE1187785B
Application number: DEH33046A
Authority: DE
Inventors: Hugo Hanusch
Original assignee: Aust und Schuettler & Co M A S
Current assignee: Aust und Schuettler & Co M A S
Priority date: 1958-04-19
Filing date: 1958-04-19
Publication date: 1965-02-25

Description

Verfahren zum Herstellen gezogener Profile aus glasfaserverstärkten Kunststoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen gezogener Profile aus glasfaserverstärkten Kunststoffen, bei denen die Verstärkung aus längs zur Profilachse orientierten, nahe der Oberfläche liegenden Fasersträngen und quer zur Profilachse orientierten bzw. ungeordnet liegenden, in die längsorientierten Faserstränge eingebetteten Fasern besteht.Process for the production of drawn profiles from glass fiber reinforced Plastics The invention relates to a method for producing drawn profiles Made of fiberglass-reinforced plastics, where the reinforcement is made along the axis of the profile oriented fiber strands lying close to the surface and transverse to the profile axis oriented or disordered lying, embedded in the longitudinally oriented fiber strands Fibers.

Bei der Herstellung von Profilen aus Kunststoff ist es bekannt, Glasfaserstränge durch ein Bad flüssigen Kunststoffes und anschließend durch eine das Profil formende Düse zu ziehen, wobei die Düse selbst beheizt ist bzw. der Düse Heizkammern zugeordnet sind, so daß der Kunststoff unter der Wärmeeinwirkung aushärtet. Die so hergestellten Profile können zwar hohe Zugkräfte aufnehmen, während sie Biegebeanspruchungen und bei Hohlprofilen Beanspruchungen durch Innendruck nicht besonders gewachsen sind, da die einzelnen, längs zur Profilachse orientierten Glasfaserstränge lediglich durch den Kunststoff miteinander verbunden sind. In the production of profiles from plastic, it is known to use fiberglass strands through a bath of liquid plastic and then through one that forms the profile To pull nozzle, the nozzle itself is heated or assigned to the nozzle heating chambers so that the plastic hardens under the action of heat. The so produced Profiles can take high tensile forces while they are bending and in the case of hollow profiles, the stresses caused by internal pressure are not particularly strong, because the individual glass fiber strands oriented along the profile axis only are connected to each other by the plastic.

Um diesen Nachteil zu beheben, sind die Profile außer mit längs zur Profilachse orientierten Glasfasersträngen bereits auch mit quer zur Profilachse orientierten Glasfasersträngen bewehrt worden. Hergestellt sind diese Profile in einer Schichtbauweise, indem das Profil aus mehreren Lagen von abwechselnd längs und quer zur Profilachse orientierten Glasfasersträngen, -bändern oder -bahnen aufgebaut ist, wobei die Bänder oder Bahnen auch aus in sich angeordnet liegenden Glasfasern hergestellt sein können. Aber auch bei den so hergestellten Profilen besteht keine ausreichende Bindung der einzelnen Schichten der Glasfaserverstärkungen, so daß auch die Festigkeit dieser Profile zu wünschen übrig läßt. To remedy this disadvantage, the profiles are except with lengthways to The fiberglass strands oriented towards the profile axis are already at right angles to the profile axis oriented fiberglass strands have been reinforced. These profiles are made in a layered construction by creating the profile from several layers of alternating lengthways and glass fiber strands, strips or webs oriented transversely to the profile axis is, wherein the tapes or webs are also made of internally arranged glass fibers can be made. But even with the profiles produced in this way, there is none sufficient bonding of the individual layers of the glass fiber reinforcements so that the strength of these profiles also leaves something to be desired.

Hinzu kommt daß an den Kreuzungsstellen zwischen den längs und quer orientierten Strängen keine ausreichende Bewehrung vorhanden ist, so daß Hohlprofile, die unter Innendruck stehen, dem Innendruck an den Kreuzungsstellen oftmals nachgeben. In addition, at the crossing points between the lengthways and crossways oriented strands there is insufficient reinforcement, so that hollow profiles, which are under internal pressure, often give in to the internal pressure at the intersections.

Ein weiterer Nachteil der so hergestellten Profile besteht darin, daß sich oftmals ganze Glasfaserstränge, -bänder oder -bahnen bei Beschädigung an einer Stelle aus dem Profil herauslösen, da der Kunststoff selbst keine ausreichende Bindung der einzelnen Stränge, Bänder oder Bahnen ergibt. Another disadvantage of the profiles produced in this way is that that often whole glass fiber strands, strips or webs are attached when damaged Detach it from the profile at one point, as the plastic itself is not sufficient Binding of the individual strands, ribbons or strips results.

Die Erfindung hat eine Verbesserung der gezogenen Profile aus glasfaserverstärkten Kunststoffen zum Ziel. Gemäß der Erfindung werden zwischen die auf die profilformende Ziehdüse zulaufenden Faserstränge von einem Luftstrom getragene lose Schnittfasern, gegebenenfalls mit Kunstharz vermischt, ein- gebracht. Die von einem Luftstrom getragenen Schnittfasern gelangen ungeordnet, fortlaufend zwischen die Faserstränge und umschlingen und verketten diese miteinander, so daß die Faserstränge miteinander eine durchgehende Bindung durch in sich glasfaserverstärkten Kunststoff erhalten, wodurch eine wesentlich höhere und durchgehend gleiche Festigkeit des Profils erreicht wird. The invention has an improvement in the drawn profiles made of glass fiber reinforced Plastics to the goal. According to the invention are between the on the profile forming end Loose cut fibers carried by an air stream towards the drawing nozzle, if necessary mixed with synthetic resin, brought. Those carried by a stream of air Chopped fibers get unordered, continuously between the fiber strands and wrap around them and chain them together so that the fiber strands are one continuous Binding obtained by fiberglass-reinforced plastic, making a substantial higher and consistently the same strength of the profile is achieved.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf verschiedene Weise ausgeführt werden. So können die Faserstränge in bekannter Weise durch ein Tränkbad geführt und mit einem Überschuß an Harz getränkt werden, der ausreicht, um die trockenen losen Fasern mit der zu ihrer Bindung erforderlichen Harzmenge zu tränken. Es können die Faserstränge aber auch nach Durchlaufen des Tränkbades vom Harztiberschuß befreit und dann mit einem Gemisch von Fasern und Harz bespritzt werden, dessen Harzgehalt so bemessen ist, wie er zur einwandfreien Bindung der losen Fasern erforderlich ist. Schließlich können die Faserstränge der Ziehdüse auch trocken zugeführt werden und mit einem Gemisch von Fasern und Harz bespritzt werden, dessen Harzgehalt so bemessen ist, daß auch die trockenen Faserstränge mit der zu ihrer einwandfreien Bindung erforderlichen Harzmenge durchtränkt werden können. The method according to the invention can be carried out in various ways will. In this way, the fiber strands can be passed through an impregnation bath in a known manner and soaked with an excess of resin sufficient to keep the dry to impregnate loose fibers with the amount of resin required to bind them. It can however, the fiber strands are also freed from excess resin after they have passed through the soaking bath and then sprayed with a mixture of fibers and resin, its resin content is dimensioned as required for the proper binding of the loose fibers is. Finally, the fiber strands can also be fed dry to the drawing nozzle and sprayed with a mixture of fibers and resin, the resin content of which is as follows is dimensioned that the dry fiber strands with the to their flawless Binding required amount of resin can be soaked.

Zur Durchführung des Verfahrens dient gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung eine Einrichtung, bestehend aus einer bekannten Zieheinrichtung, vor deren Ziehdüse eine Spritzvorrichtung angeordnet ist, die es gestattet, wahlweise ein Gemisch von Harz und Schnittfasern oder Schnittfasern allein zu verspritzen. Der Spritzvorrichtung kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung eine an sich bekannte Leitschablone vorgeordnet sein, deren Profilbild aus Bohrungen in Anzahl der erforderlichen Faserstränge gebildet ist und die das vergrößerte Profil des herzustellenden Teiles zeigt. Die Düsen der Spritzvorrichtung können in einer unmittelbar vor der Ziehdüse angeordneten Vorkammer münden. A further feature is used to carry out the method the invention a device consisting of a known pulling device before the drawing nozzle of which a spray device is arranged, which allows it to be selected to inject a mixture of resin and chopped fibers or chopped fibers alone. According to a further feature of the invention, the spray device can be one per se acquaintance Guide template must be upstream, the profile of which is made up of holes in the number of required Fiber strands is formed and which the enlarged profile of the part to be produced shows. The nozzles of the spray device can be in a directly in front of the drawing nozzle open arranged antechamber.

Die Zeichnung zeigt drei Ausführungsbeispiele von zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Einrichtungen, wobei die prinzipiell einander entsprechenden Teile der Einrichtungen mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. The drawing shows three exemplary embodiments of the implementation of the method according to the invention suitable devices, the principle corresponding parts of the devices are provided with the same reference numerals are.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 sind mit 1 Faserspulen bezeichnet, deren Anzahl sich nach Form und Querschnitt des herzustellenden Profils richtet. Die von den Faserspulen 1 ablaufenden Faserstränge 2 laufen über einen Leitkamm 3 und werden von den Lenkrollen 4, 5, 6 und 7 durch den teilweise mit einem Harzgemisch 8 gefüllten Behälter 9 geführt und dort mit dem Harzgemisch getränkt. Der am Auslauf des Behälters 9 angeordneten Lenkrolle 7 ist eine Quetschrolle 10 zugeordnet, so daß die Faserstränge vom Harzüberschuß befreit werden können. Über einen Leitkamm 11 gelangen die Faserstränge zu einem Leitkamm 12, der sie auf einen geringen Abstand von etwa 5 bis 10 mm zusammenführt. Eine Spritzvorrichtung 13, die ein Gemisch von Harz und geschnittenen Glasfasern unter Preßluftdruck verspritzt, ist der Laufbahn der Faserstränge so zugeordnet, daß die Faserstränge mit den harzgetränkten Schnittfasern umgeben und verflochten werden. Mit Schnittfasern wird die Spritzvorrichtung über eine von Luft durchströmte Leitung 14 von einem nicht dargestellten Faserschneidwerk gespeist, während über eine Leitung 15 Harz von einem nicht dargestellten Harzbehälter und über die Leitung 16 die zur Zerstäubung des Harzes erforderliche Preßluft zugeführt wird. Das Faserschneidwerk kann auch unmittelbar mit der Spritzvorrichtung verbunden sein, so daß die Leitung 14 in Fortfall kommen kann. In the embodiment according to FIG. 1 are denoted by 1 fiber bobbins, the number of which depends on the shape and cross-section of the profile to be produced. The fiber strands 2 running off the fiber bobbins 1 run over a guide comb 3 and are of the castors 4, 5, 6 and 7 through the partially with a resin mixture 8 filled container 9 and soaked there with the resin mixture. The one at the outlet of the container 9 arranged steering roller 7 is assigned a squeezing roller 10, see above that the fiber strands can be freed from excess resin. Via a ridge 11, the fiber strands arrive at a guide comb 12, which keeps them at a small distance merges from about 5 to 10 mm. A spray device 13, which is a mixture of Resin and cut glass fibers sprayed under compressed air pressure is the career path assigned to the fiber strands so that the fiber strands with the resin-impregnated cut fibers be surrounded and intertwined. The spray device is over with cut fibers a line 14 through which air flows from a fiber cutter, not shown fed, while via a line 15 resin from a resin container, not shown and the compressed air required for atomizing the resin is supplied via line 16 will. The fiber cutter can also be connected directly to the spray device so that the line 14 can be omitted.

Die mit den Schnittfasern verflochtenen Faserstränge laufen sodann in die konische Eintritts öffnung 17 einer Ziehdüse 18 ein, in der das Profil geformt wird. Die Ziehdüse 18 besitzt einen durch Heizkörper 19, durch Dampf oder ein sonstiges Medium beheizten Teil, in welchem die Polymerisation des Harzes herbeigeführt wird. Besonders vorteilhaft ist eine elektrische Hochfrequenzheizung, die besonders große Durchsätze zuläßt. Die Ziehdüse 18 ist mit einem Futter 20 ausgekleidet, welches insbesondere aus Polytetrafluoräthylen besteht, welches bei hoher Wärmestandfestigkeit einen sehr geringen Reibungskoeffizienten aufweist und auch Harzen gegenüber abweisend ist. Selbstverständlich können auch andere Futter oder Auskleidungen vorgesehen sein, beispielsweise kann die Innenwandung der Ziehdüse 18 hartverchromt sein. Das sich in der Eintrittsöffnung 17 der Ziehdüse 18 sammelnde überschüssige Harz läuft in einen Behälter 21 ab, von welchem es über eine Leitung 22 in den Harzbehälter 9 zurückläuft. Außer dem beheizten Teil besitzt die Ziehdüse 18 einen gekühlten Teil, in welchem Kanäle 23 vorgesehen sind, die von Kühlwasser oder einem anderen Medium durchflossen werden. Das die Ziehdüse verlassende fertige Profil 24, im Ausführungsbeispiel ein Flachprofil, wird in Pfeilrichtung abgezogen und in gewünschte Längen unterteilt. The fiber strands intertwined with the cut fibers then run into the conical inlet opening 17 of a drawing nozzle 18, in which the profile is formed will. The drawing nozzle 18 has a heating element 19, steam or something else Medium heated part in which the polymerisation of the resin is brought about. Electrical high-frequency heating, the particularly large one, is particularly advantageous Throughputs. The drawing nozzle 18 is lined with a lining 20, which in particular consists of polytetrafluoroethylene, which has high thermal stability has a very low coefficient of friction and is also repellent to resins is. Of course, other linings or linings can also be provided be, for example, the inner wall of the drawing nozzle 18 can be hard chrome-plated. That excess resin collecting in the inlet opening 17 of the drawing nozzle 18 runs into a container 21, from which it is via a line 22 into the resin container 9 runs back. In addition to the heated part, the drawing nozzle 18 has a cooled one Part in which channels 23 are provided that of cooling water or another Medium are flowed through. The finished profile 24 leaving the drawing nozzle, in the exemplary embodiment a flat profile, is drawn off in the direction of the arrow and divided into the desired lengths.

Für die gute Verflechtung der Faserstränge mit den Schnittfasern ist es wichtig, daß die Faserstränge der Profilform entsprechend auf die Ziehdüse zulaufen, wozu die Leitrollen und Leitkämme vorgesehen sind. Je nach der Profilform empfiehlt sich die Verwendung von Leitschablonen, wie sie an sich bekannt sind. Diese Leitschablonen besitzen dem Profilbild entsprechend gesetzte Bohrungen. Um die Schnittfasern möglichst vollständig mit den Fasersträngen zu verflechten, sollen die Faserstränge tunlichst so geführt werden, daß sie im Spritzbereich aufeinander zulaufen, wie dies bei den Ausführungsbeispielen nach den F i g. 2 und 3 erreicht ist. For the good interweaving of the fiber strands with the cut fibers it is important that the fiber strands according to the profile shape on the drawing nozzle run, for which purpose the guide rollers and guide combs are provided. Depending on the profile shape the use of guide templates, as they are known per se, is recommended. These guide templates have bores set according to the profile picture. Around to intertwine the cut fibers as completely as possible with the fiber strands the fiber strands are guided as far as possible in such a way that they overlap in the spray area run, as is the case with the exemplary embodiments according to FIGS. 2 and 3 reached is.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 laufen die Faserstränge 2 von den Faserspulen 1 über Leitrollen 4 und 5 und den dicht beieinander stehenden Leitkammrollen 25 und 26 der Ziehdüse 18 zu. Die Faserstränge 2 sind zwischen den Leitrollen 4 und 5 und den Leitkammrollen 25 und 26 so geführt, daß sie in einem stumpfen Winkel bzw. Kegel aufeinander zulaufen, wobei die Spritzvorrichtung 13 so angeordnet ist, daß sie das Glasfaser-Harz-Gemisch in den stumpfen Winkel bzw. Kegel hineinspritzt. In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the fiber strands 2 run from the fiber bobbins 1 via guide rollers 4 and 5 and those close together Guide comb rollers 25 and 26 of the drawing nozzle 18. The fiber strands 2 are between the Guide rollers 4 and 5 and the guide rollers 25 and 26 so that they are in one converge at obtuse angles or cones, the spray device 13 is arranged so that the glass fiber-resin mixture is in the obtuse angle or Injects cone into it.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 erfolgt das Bespritzen der von den Faserspulen 1 über die Leitrollen 4 und 5 ablaufenden Faserstränge 2 unmittelbar in der Einlauföffnung 17 der Ziehdüse 18, in der auch Leitkämme27 und 28 angeordnet sein können. Die Spritzvorrichtung 13, die Schnittfasern und Harz verspritzt, ist unmittelbar vor der Einlauföffnung 17 der Ziehdüse 18 angeordnet und spritzt in diese hinein. In the embodiment according to FIG. 3 the spraying takes place the fiber strands 2 running off from the fiber bobbins 1 via the guide rollers 4 and 5 directly in the inlet opening 17 of the drawing nozzle 18, in which also Leitkämme27 and 28 can be arranged. The injection device 13, the cut fibers and resin sprayed, is arranged immediately in front of the inlet opening 17 of the drawing nozzle 18 and injects into it.

Claims

Claims: 1. Method for producing drawn profiles fiberglass-reinforced plastics, in which the reinforcement is made along the axis of the profile oriented fiber strands lying close to the surface and transverse to the profile axis oriented or disordered lying, embedded in the longitudinally oriented fiber strands Fibers, characterized in that between the on the profile-forming end Loose cut fibers carried by an air stream towards the drawing nozzle, optionally mixed with synthetic resin, are introduced.

2. The method according to claim 1, characterized in that the fiber strands passed in a known manner through an impregnation bath and impregnated with an excess of resin sufficient to bind the dry loose fibers with the fibers required to bind them Amount of resin to be provided.

3. The method according to claim 1, characterized in that the by the impregnation bath guided fiber strands freed from excess resin and with a mixture from loose fibers and resin are sprayed, the resin content of which is measured as it is necessary for the proper binding of the loose fibers.

4. The method according to claim 1, characterized in that the fiber strands the drawing nozzle dry, d. H. not soaked with resin, run in and with a mixture are splashed by loose fibers and resin, the resin content of which is such that also the dry fiber strands with what is necessary for their perfect binding Amount of resin can be soaked.

5. Device for performing the method according to claim 1, characterized marked, that in front of the drawing nozzle of a known drawing device a spray device is arranged, which allows optionally a mixture of To inject resin and chopped fibers or chopped fibers alone.

6. Device according to claim 5, characterized in that the spray device a template is upstream, the profile of which is made up of holes in the number of required fiber strands is formed and which the enlarged profile of the to be produced Part shows.

7. Device according to claim 5, characterized in that the nozzles the spray device in an antechamber arranged directly in front of the drawing nozzle flow out.

Publications considered: Swiss patent specification No. 321217; French Patent Nos. 1108 108009, 1,146,789; U.S. Patent No. 2787314.