AT391152B - Verstaerkung fuer kunststoffartikel - Google Patents

Description

Nr. 391152

Die Erfindung betrifft eine durch Kette und Schuß gebildete Verstärkung für Kunststoffartikel, wie Skier, Boote, Wannen u. dgl., bestehend aus Metallfäden und durch Tränkung mit einem wärmehärtbaren oder thermoplastischen Kunststoff ganz oder teilweise verfestigten Fäden aus Glas- oder Kohlenstoffasern.

Derartige Verstärkungen erhöhen die Festigkeit von Harzen und werden insbesondere bei der Herstellung von Skiern, Booten, Badewannen u. dgl. verwendet. Die Verstärkung wird zusammen mit dem Harz einem Formungsprozeß unterworfen und dabei im Harz eingebettet. Die Verstärkungen können aus Glas- oder Kohlenstoffasern bestehen, die zu einem gewebeartigen Gebilde verknüpft sind. Um die Festigkeit eines Kunststoffartikels weiter zu erhöhen und gleichzeitig ein geringes Gewicht zu erhalten, ist es häufig erwünscht, die Verstärkung vor der Einbettung im Harz in eine bestimmte Form, z. B. in eine U-förmige, zylindrische, konvexe oder wellenförmige Konfiguration, zu bringen, wobei Artikel mit komplizierter Konfiguration, wie Boote oder Badewannen, darüberhinaus erfordern, daß sich die Verstärkung leicht der gewünschten Kontur anpassen läßt und die Form, in die sie gebracht worden ist, beibehält. Verstärkungen, die gänzlich aus miteinander verwebten Glas- oder Kohlenstoffasern bestehen, lassen sich nicht ohne weiteres in eine bestimmte Konfiguration bringen. Sie müssen daher entweder mit einem Harz vorverfestigt oder an verschiedenen Stellen mit einem Haftmittel vor dem Veipressen zu einem Kunststoffartikel fixiert werden. Dies erhöht wesentlich die Produktionskosten und gewährleistet dennoch nicht immer, daß die gewünschte Formgebung beim eigentlichen Fertigungsprozeß voll erhalten bleibt.

Man hat daher ebenfalls schon vorgeschlagen (GB-PS 20 32 476), den in Kette- und Schußrichtung verlaufenden Fäden aus Glas- oder Kohlenstoffasern metallische Fäden beizugeben. Ebenso wurde schon vorgeschlagen (GB-PS 11 97 511), einem Gewebe aus Glasfaserrovings ein Netzwerk aus längs- und querverlaufenden Metalldrähten zuzuordnen. Dadurch wird eine Verstärkung erhalten, die aufgrund der metallischen Anteile in eine bestimmte gewünschte Konfiguration gebracht werden kann und diese ohne Hilfsmaßnahmen auch während des Formungsprozesses beibehält. Nachteil dieser Gewebeverstärkungen ist insbesondere die durch die metallischen Fäden oder Drähte bedingte erhebliche Erhöhung des Gewichtes, was einer wesentlichen Anforderung bei der Herstellung von z. B. Skiern, deren Gesamtgewicht möglichst gering zu halten, entgegengerichtet ist. Ferner kann das unterschiedliche Wärmeausdehnungsverhalten von Metallen einerseits und Glas- bzw. Kohlenstoffasern anderseits bei Temperaturänderungen zu Verwerfungen führen, die nicht nur die Verarbeitung erschweren, sondern sich unmittelbar bei den Festigkeitseigenschaften eines mit der Verstärkung versehenen Artikels, z. B. Skis, bemerkbar machen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verstärkung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die gut verformbar ist, ein verhältnismäßig geringes Gewicht hat sowie eine ausreichende Festigkeit und gute Dimensionsstabilität besitzt.

Diese Aufgabe wild dadurch gelöst, daß die Kette oder der Schuß Metallfäden umfaßt, daß die in die betreffende andere Richtung verlaufenden Fäden nur aus Glas- oder Kohlenstoffasern gebildet sind und daß die Kett- und Schußfaden in offener Bindung miteinander verwebt sind.

Danach zeichnet sich das erfindungsgemäße Verstärkungsgewebe aus in offener Bindung miteinander verwebten Kett- und Schußfäden durch metallische Fäden in nur einer Fadenlaufrichtung aus, so daß in der anderen Laufrichtung nur die leichten Fäden aus Glas- oder Kohlenstoffasern vorgesehen sind. Die offene Bindung schafft dabei ausreichende Öffnungen oder Poren, durch die das Matrixmaterial, in dem die Verstärkung eingebettet wird, verankernd hindurchtreten kann. Die gute Formbarkeit und Dimensionsstabilität der Verstärkung wird durch die Metallfäden erhalten, denn überraschenderweise wurde festgestellt, daß es diesbezüglich ausreicht, wenn Metallfäden nur in einer Fadenlaufrichtung vorhanden sind. Dies hat eine wesentliche Gewichtsreduzierung gegenüber bekannten Gewebeverstärkungen mit metallischen Anteilen zur Folge und ermöglicht außerdem eine bessere Ausnutzung der mechanischen Eigenschaften der Glas- oder Kohlenstoffasern wegen des Fehlens zusätzlicher Metallfäden in der anderen Fadenlaufrichtung. Da die Verstärkung die Konfiguration, in die sie gebracht worden ist, vor und während der Verarbeitung zu einem Kunststoffartikel, wie Skiern, ohne weitere Fixierungsmaßnahmen beibehält, wird ein Produkt mit sehr guten Festigkeitseigenschaften erhalten. Zwar wirkt sich bei der Verstärkung nach der Erfindung das unterschiedliche Elastizitäts- und Wärmeausdehnungsverhalten von metallischen Fäden und Glas- oder Kohlenstoffasern wesentlich weniger aus als bei bekannten Verstärkungen mit in beiden Richtungen verlaufenden Metallfaden, doch kann dem dadurch entgegengetreten werden, daß die Metallfäden mit in gleicher Richtung verlaufenden zusätzlichen Glas- oder Kohlenstoffaserfäden kombiniert werden. Dadurch wird nicht nur die Festigkeit in Laufrichtung der Metallfäden verbessert, sondern auch die Dimensionsstäbilität der Verstärkung weiter erhöht.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäß aufgebauten Verstärkung, Fig. 2 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäß aufgebauten Verstärkung und Fig. 3 (1)-(6) schematische Ansichten von erfindungsgemäßen Verstärkungen bei Verwendung für Kunststoffskier.

Fig. 1 zeigt eine Verstärkung (10) in Form eines Gewebes gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Diese Gewebeverstärkung (10) umfaßt eine Kette (12) aus Verstärkungsfasem, wie Glasfasern, Kohlenstoffasern u. dgl., und einen Schuß (14) aus feinen metallischen Fäden, z. B. aus Edelstahl, Stahl, Messing oder Kupfer. Durch Vorsehen der metallischen Schußfäden (14), die eine hohe Formbarkeit und auch die -2-

Claims (2)

1. Nr. 391152 Eigenschaft aufweisen, die Form, in die sie einmal gebracht worden sind, beizubehalten, kann die Verstärkung (10) leicht in eine beliebige Gestalt gebracht werden, bevor die Tränkung mit dem Harz erfolgt. Auch ist es möglich, einen Schuß vorzusehen, der nicht nur aus metallischen Fäden, sondern auch aus einigen Glasfaser- oder Kohlenstoffaserfäden besteht. Auch können als Schuß metallische Fäden und entweder Glasfaser- oder Kohlenstoffaserfäden abwechselnd oder in gewünschten Teilungsäbständen vorgesehen werden. Die Breite (W) und Länge (L) der Verstärkung (10) kann entsprechend den fertigen zu formenden Artikeln bestimmt werden. Die Teilungsabstände (Pj) der Kettfäden (12) und (P2) des Schußfadens (14) können ebenfalls entsprechend dem jeweiligen Anwendungsfall bestimmt werden. Indem (Pj) und (P2) relativ groß eingestellt werden, können Abstände (16) erhalten werden. Wenn die Verstärkung (10) für schäumbare Urethanprodukte, wie Kunststoffskier, verwendet wird, können diese Abstände (16) als Öffnungen dienen, durch die das Urethan leicht hindurchschäumen kann. Die Verstärkung (10) eignet sich daher besonders für geschäumte Urethanprodukte. Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verstärkung für Kunststoffartikel. Die Grundstruktur dieser Verstärkung (10') ist weitestgehend identisch mit der Verstärkung (10) nach Fig. 1. Aus diesem Grund tragen die betreffenden Komponenten der zweiten Ausführungsform die gleichen, jedoch mit Strichen versehenen Bezugszeichen wie die entsprechenden Komponenten bei der ersten Ausführungsform. Die Verstärkung (10') gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der Verstärkung (10) nach Fig. 1 darin, daß die Kette (12') durch eine Vorimprägnierung mit entweder einem wärmehärtbaren Harz, wie Epoxy-, Polyester-, Phenol- oder Melaminharz, oder mit einem thermoplastischen Kunststoff, wie Acrylbutadienstyrol, Polyäthylen oder Polypropylen, ganz oder teilweise verfestigt ist. Da die Kette (12') durch die Imprägnierung mit den Harzen zu einem höheren Grad als die Verstärkung (10) ganz oder teilweise verfestigt ist, hat sie den Vorteil einer leichteren Handhabung und auch der Erzielung einer weiteren Erhöhung der Festigkeit des fertigen Produkts. Wie bei der ersten Ausführungsform nach Fig. 1 kann der Schuß (14') nicht nur aus metallischen Fäden, sondern auch aus Glasfaserfäden od. dgl. bestehen; diese beiden Arten von Fäden können abwechselnd oder in gewünschten Teilungsabständen verwebt sein. Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 werden die metallischen Fäden nur für den Schuß verwendet Je nach dem beabsichtigten Verwendungsfall ist es auch möglich, metallische Faden nur in der Kette vorzusehen. Fig. 3 (1)-(6) sind schematische Querschnittsansichten von Kunststoffskiern (30) aus geschäumtem Urethanharz als Matrixmaterial (32), bei denen die erfindungsgemäßen Verstärkungen (34) nach Fig. 1 oder 2 zu unterschiedlichen Formgebungen ausgebildet sind und die Verstäikung der Kunststoffskier darstellen. PATENTANSPRÜCHE 1. Durch Kette und Schuß gebildete Verstärkung für Kunststoffartikel, wie Skier, Boote, Wannen u. dgl., bestehend aus Metallfäden und durch Tränkung mit einem wärmehärtbaren oder thermoplastischen Kunststoff ganz oder teilweise verfestigten Fäden aus Glas- oder Kohlenstoffasern, dadurch gekennzeichnet, daß die Kette oder der Schuß Metallfäden umfaßt, daß die in die betreffende andere Richtung verlaufenden Fäden nur aus Glas- oder Kohlenstoffasern gebildet sind und daß die Kett- und Schußfäden in offener Bindung miteinander verwebt sind.
2. 2. Verstärkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfäden mit zu diesen parallel verlaufenden Glas- oder Kohlenstoffaser-Fäden kombiniert sind. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -3-