DE102009031924A1 - Treating surface of flat fiber reinforced-laminate with a core layer and a covering layer useful for construction floorboards, comprises pressing a regular pattern in the surface of the softened covering layer - Google Patents

Treating surface of flat fiber reinforced-laminate with a core layer and a covering layer useful for construction floorboards, comprises pressing a regular pattern in the surface of the softened covering layer Download PDF

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Abstract

The method for treating surface of flat fiber reinforced-laminate with a core layer of a light plastic having a density of less than 1 g/cm 3>and thickness of more than 3 mm, and with a covering layer of compact, fiber-reinforced thermoplastic polymer having a thickness of 0.5-3 mm, comprises pressing a regular pattern of 0.05-0.5 mm deep engravings in the surface of the softened covering layer. The laminate has two covering layers, where the gravings are pressed on only one covering layer. The core layer contains an air pore and is glass fiber reinforced polypropylene. The method for treating surface of flat fiber reinforced-laminate with a core layer of a light plastic having a density of less than 1 g/cm 3>and thickness of more than 3 mm, and with a covering layer of compact, fiber-reinforced thermoplastic polymer having a thickness of 0.5-3 mm, comprises pressing a regular pattern of 0.05-0.5 mm deep engravings in the surface of the softened covering layer. The laminate has two covering layers, where the gravings are pressed on only one covering layer. The core layer contains an air pore and is glass fiber reinforced polypropylene with a glass content of 30-80 wt.% and an air pore of 20-80 vol.%. The covering layer comprises a matrix of polypropylene and a glass fabric that is optionally needled with a glass fiber mat or layered glass fibers. The regular patterns are adjacently arranged hexagons, squares or circles with longest diameter of 3-30 mm. The engraving is round-shaped and has a breadth of 2-5 mm. The method comprises inserting a structural metal in the lower half of a mold of a tool, which has the regular pattern engravings, applying the individual layers that are not bound together, closing the tool with the upper half of the mold, pressing the tool at a temperature above the softening point of the thermoplastic polymer, cooling the tool and extracting the fiber reinforced composite material that has the regular pattern of engravings from the mold. The thermoplastic polymer is pressed for 2-20 minutes at 180-220[deg] C. An independent claim is included for a flat fiber reinforced-laminate.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln der Oberfläche von ebenen Faserverbund-Schichtstoffen mit einer Kernschicht aus einem Leicht-Kunststoff einer Dichte von weniger als 1.0 g/cm3 und einer Dicke von mehr als 3 mm, und mindestens einer damit verbundenen Deckschicht aus kompaktem, faserverstärktem thermoplastischem Kunststoff mit einer Dicke von 0.5 bis 3 mm, sowie entsprechende Schichtstoffe mit verbesserter Oberfläche.The invention relates to a method for treating the surface of flat fiber composite laminates with a core layer of a lightweight plastic having a density of less than 1.0 g / cm 3 and a thickness of more than 3 mm, and at least one covering layer of compact, fiber-reinforced thermoplastic with a thickness of 0.5 to 3 mm, as well as corresponding laminates with improved surface.

Faserverbund-Schichtstoffe mit einer Kernschicht aus einem Leicht-Kunststoff und Deckschichten aus kompaktem, faserverstärktem thermoplastischen Kunststoff sind bekannt. So ist zum Beispiel in der WO 2006/133586 eine biegesteife Verbundplatte aus einer oder zwei Deckschichten aus kompaktem, glasfaserverstärktem Polypropylen und einer Kernschicht aus glasfaserverstärktem Polypropylen mit einem Gehalt an Luftporen von 20 bis 80 Vol.-% beschrieben. Derartige Verbundplatten können u. a. im Bauwesen als Holzersatz verwendet werden, insbesondere im Aussenbereich, wo sie im Gegensatz zu Holz gegenüber Regen und grösseren Temperaturschwankungen unempfindlich sind. Nachteilig dabei ist, dass ihre Oberfläche sehr glatt ist, so dass zum Beispiel beim Einsatz als Gerüstdielen beim Begehen Rutschgefahr für die Arbeiter besteht. In der zitierten WO 2006/133586 ist angedeutet, dass in die Platten bei deren Herstellung mineralische Granulate oberflächlich eingepresst werden können. Dadurch wird zwar die Rutschgefahr vermindert, die Wirksamkeit der Sandkörner nimmt aber im Lauf der Zeit durch Herauslösen, vor allem bei der Reinigung, ab.Fiber composite laminates with a core layer of a lightweight plastic and cover layers of compact, fiber-reinforced thermoplastic material are known. For example, in the WO 2006/133586 a rigid composite panel of one or two cover layers of compact, glass fiber reinforced polypropylene and a core layer of glass fiber reinforced polypropylene with a content of air voids of 20 to 80 vol .-% described. Such composite panels can be used, inter alia, in construction as a substitute for wood, especially in outdoor areas, where they are insensitive to rain and greater temperature fluctuations, in contrast to wood. The disadvantage here is that their surface is very smooth, so that, for example, when used as a scaffold planks when walking danger of slipping for the workers. In the cited WO 2006/133586 It is indicated that mineral granules can be pressed in superficially into the plates during their production. Although this reduces the risk of slipping, the effectiveness of the grains of sand decreases over time as a result of leaching, especially during cleaning.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verbesserung der Rutschfestigkeit durch Behandeln der Oberfläche von plattenförmigen Faserverbund-Schichtstoffen bereitzustellen.Of the The invention was therefore based on the object, a method for improving the skid resistance by treating the surface of to provide plate-shaped fiber composite laminates.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch ein Verfahren zum Behandeln der Oberfläche von ebenen Faserverbund-Schichtstoffen mit einer Dichte von weniger als 1.0 g/cm3 und einer Dicke von mehr als 3 mm, und mindestens einer damit verbundenen Deckschicht aus kompaktem, faserverstärktem thermoplastischem Kunststoff mit einer Dicke von 0.5 bis 3 mm, wobei in die Oberfläche der erweichten Deckschicht(en) ein regelmässiges Muster von 0.05 bis 0.5 mm tiefen Gravuren eingepresst wird. Vorzugsweise hat der Schichtstoff zwei Deckschichten, wobei aber nur in eine Deckschicht Gravuren eingepresst werden.This object is achieved according to the invention by a method for treating the surface of flat fiber composite laminates having a density of less than 1.0 g / cm 3 and a thickness of more than 3 mm, and at least one associated cover layer of compact, fiber-reinforced thermoplastic material a thickness of 0.5 to 3 mm, wherein in the surface of the softened cover layer (s) a regular pattern of 0.05 to 0.5 mm deep engraving is pressed. Preferably, the laminate has two outer layers, but only in a cover layer engraved impressions.

Um ein gutes Verbinden von Kernschicht und Deckschichten zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, wenn die Schichten den gleichen thermoplastischen Kunststoff enthalten. Bevorzugt ist dies Polypropylen.Around to ensure a good bonding of core layer and cover layers, it is advantageous if the layers of the same thermoplastic contain. This is preferably polypropylene.

Geeignete Kernschichten sind z. B. Luftporen enthaltendes, glasfaserverstärktes Polypropylen, Polypropylen-Schaumstoffe und Honigwaben-Werkstoffe aus Polypropylen. Besonders bevorzugt ist glasfaserverstärktes Polypropylen mit einem Glasgehalt von 30 bis 80 Gew.-% und einem Gehalt an Luftporen von 20 bis 80 Vol.-%. Dieses kann z. B. nach einem in der WO 2006/105682 beschriebenen Verfahren hergestellt werden durch Vermischen von Polypropylenfasern und Glasfasern, Vernadeln des Mischvlieses, Erwärmen auf Temperaturen oberhalb des Erweichungspunktes des Polypropylens und Verpressen, zum Beispiel in einer Doppelbandpresse bei relativ niedrigen Drücken. Luftporenhaltige Verbundplatten sind bekannt und als Bahnen oder Platten mit einer Breite von vorzugsweise 300 bis 3000 mm im Handel erhältlich, z. B. SymaLite der Quadrant Plastic Composites AG, SEEBERLITE der Röchling Automotive AG, ACOUSTIMAX der Owens Corning Corp., SUPERLITE der Azdel, Inc. und KARAMTEC der Karam Tech Co. Die Kernschicht ist mehr als 3 mm dick, vorzugsweise 5 bis 10 mm, und hat eine Dichte von weniger als 1.0 g/cm3, vorzugsweise von 0.3 bis 0.6 g/cm3.Suitable core layers are z. As air-entrained, glass fiber reinforced polypropylene, polypropylene foams and honeycomb materials made of polypropylene. Particularly preferred is glass fiber reinforced polypropylene having a glass content of 30 to 80 wt .-% and a content of air voids of 20 to 80 vol .-%. This can be z. B. after a in the WO 2006/105682 are prepared by mixing polypropylene fibers and glass fibers, needling the mixed web, heating to temperatures above the softening point of the polypropylene and pressing, for example in a double belt press at relatively low pressures. Air-entrapped composite panels are known and commercially available as sheets or plates having a width of preferably 300 to 3000 mm, e.g. SymaLite of Quadrant Plastic Composites AG, SEEBERLITE of Röchling Automotive AG, ACOUSTIMAX of Owens Corning Corp., SUPERLITE of Azdel, Inc. and KARAMTEC of Karam Tech Co. The core layer is more than 3 mm thick, preferably 5 to 10 mm, and has a density of less than 1.0 g / cm 3 , preferably from 0.3 to 0.6 g / cm 3 .

Die Deckschichten bestehen aus einer Polypropylen-Matrix und Verstärkungsfasern, Dies können z. B. vernadelte Wirrglasfasern sein, was die sogenannten GMT-Platten ergibt, oder vernadelte unidirektionale Endlosfasern, sowie Kombinationen, bei denen Wirrglasfasern mit unidirektionalen Endlosfasern zusammengenadelt sind. Besonders bevorzugt ist ein Glasfasergewebe oder eine Kombination von Glasfasergewebe und damit vernadelten Schnittglasfasern oder einer Glasfasermatte. Die Deckschichten enthalten im allgemeinen 20 bis 60, vorzugsweise 25 bis 50 Gew.-% Glasfasern. Die Deckschichten sind 0.5 bis 3 mm, vorzugsweise 1.0 bis 2.0 mm dick.The Cover layers consist of a polypropylene matrix and reinforcing fibers, This can z. B. needled fiberglass fibers, which is the so-called GMT plates, or needled unidirectional Endlosfasern, as well as combinations, in which Wirrglasfasern with unidirectional continuous fibers are needled together. Particularly preferred a glass fiber fabric or a combination of glass fiber fabric and with needled chopped glass fibers or a glass fiber mat. The Topcoats generally contain 20 to 60, preferably 25 to 50 wt .-% glass fibers. The cover layers are 0.5 to 3 mm, preferably 1.0 to 2.0 mm thick.

Das Einpressen der Gravuren in die Faserverbund-Schichtstoffe wird beim Verpressen der einzelnen Schichten in einem Werkzeug mit unterer und oberer Formhälfte vorgenommen. Zunächst wird in die untere Formhälfte ein Strukturblech eingelegt, das Erhebungen aufweist, die nach dem Verpressen das regelmässige Muster der Gravuren ergeben. Darauf werden dann die einzelnen, zunächst noch nicht miteinander verbundenen Schichten aufgelegt.The Pressing the engravings in the fiber composite laminates is Pressing the individual layers in a tool with lower and upper mold half made. First, will in the lower mold half a textured sheet inserted, the Has surveys that after pressing the regular Patterns of the engravings result. Then the individual, first not yet connected layers.

Durch Auflegen der oberen Formhälfte wird das Werkzeug geschlossen und in eine Heizpresse transferiert. Dort wird bei Temperaturen von 180 bis 220°C etwa 2 bis 20 Min., vorzugsweise 4 bis 10 Min. lang verpresst, wobei sich die Schichten verbinden und die Gravur eingepresst wird. Dann wird das Werkzeug in eine Kühlpresse geschoben und der fertige Faserverbundwerkstoff, der jetzt ein regelmässiges Muster von Gravuren aufweist, wird aus dem Werkzeug entnommen.By placing the upper mold half, the tool is closed and transferred to a hot press. There is pressed at temperatures of 180 to 220 ° C for about 2 to 20 min., Preferably 4 to 10 min. Long, wherein connect the layers and the engraving is pressed. Then the tool is pushed into a cooling press and the finished fiber composite material, which now has a regular pattern of engravings, is removed from the Tool removed.

Das regelmässige Muster der Gravuren kann verschiedenartige geometrische Formen aufweisen. Bevorzugt sind nebeneinander angeordnete regelmässige Sechsecke, daneben Vierecke, z. B. Quadrate sowie Kreise. Der Durchmesser dieser geometrischen Figuren kann zwischen 3 und 30 mm, vorzugsweise zwischen 5 und 15 mm liegen, wobei jeweils der längste Durchmesser gemeint ist, z. B. bei einem Quadrat die Diagonale. Die Gravuren sind zwischen 0.05 und 0.5 mm, vorzugsweise zwischen 0.1 und 0.4 mm tief. Je dicker die Deckschicht ist, desto tiefer kann die Gravur sein. Die Gravuren sind bevorzugt leicht konisch, wobei sie am oberen Ende 2 bis 5 mm breit sind.The Regular patterns of engraving can be varied have geometric shapes. Preferably juxtaposed regular hexagons, beside squares, z. Eg squares as well as circles. The diameter of these geometric figures can between 3 and 30 mm, preferably between 5 and 15 mm, in each case the longest diameter is meant, for. B. at a square the diagonal. The engravings are between 0.05 and 0.5 mm, preferably between 0.1 and 0.4 mm deep. The thicker the top layer is, the deeper the engraving can be. The engravings are preferably slightly conical, with the upper end 2 to 5 mm are wide.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind mit dem erfindungsgemässen Verfahren herstellbare, ebene Faserverbund-Schichtstoffe mit einer mehr als 3 mm dicken Kernschicht aus Luftporen enthaltendem, glasfaserverstärktem Polypropylen und damit verbundenen 0.5 bis 3 mm dicken Deckschichten, die eine Matrix aus Polypropylen und als Verstärkung vernadelte Wirrglasfasern, vernadelte unidirektionale Glasfasern, Kombinationen davon oder Glasfasergewebe, das mit gegebenenfalls mit Schnittglasfasern oder einer Glasfasermatte vernadelt ist, enthalten, wobei in die Oberfläche einer Deckschicht ein regelmässiges Muster von 0.05 bis 5 mm tiefen Gravuren eingeprägt ist.One Another object of the invention are the inventive Process producible, flat fiber composite laminates with a more than 3 mm thick core layer of air pores containing, glass fiber reinforced Polypropylene and associated 0.5 to 3 mm thick cover layers, the one matrix of polypropylene and needled reinforcement Wired glass fibers, needled unidirectional glass fibers, combinations of which or glass fiber fabric, optionally with chopped glass fibers or a glass fiber mat is needled, containing, in the surface a topcoat a regular pattern from 0.05 to 5 mm deep engraving is imprinted.

Die Figur zeigt skizzenhaft eine Kante einer erfindungsgemäss mit Gravuren in Form von regelmässigen Sechsecken versehenen Schichtstoff-Platte. Dabei ist mit a der längste Durchmesser der Sechsecke und mit b die Breite der Gravuren bezeichnet.The Figure shows a sketch of an edge according to the invention engraved in the form of regular hexagons Laminate plate. Here, a is the longest diameter the hexagons and b denotes the width of the engravings.

Die erfindungsgemäss mit Gravuren versehenen Faserverbund-Schichtstoffe sind beim Begehen rutschfest, darüber hinaus weisen sie eine optisch ansprechende Oberfläche auf. Sie können eine Breite von 10 bis 140 cm und eine Länge von 10 bis 400 cm aufweisen und können z. B. als Baudielen verwendet werden, ferner für Bootsstege, Spielplatz-Bodenplatten, mobile Bühnen und Lastwagen-Böden. Bei Baudielen (Gerüstböden) bestehen die Verstärkungsfasern der Deckschichten vorzugsweise aus einem Glasfasergewebe mit jeweils gleich vielen und gleich schweren Schuss- und Kettfäden.The According to the invention provided with engraving fiber composite laminates are non-slip when walking, they also point out a visually appealing surface. You can a width of 10 to 140 cm and a length of 10 to 400 cm and can z. B. be used as building planks, furthermore for boat jetties, playground floor plates, mobile Stages and truck floors. For building planks (scaffold floors) The reinforcing fibers of the cover layers are preferably made of a fiberglass fabric, each with the same number and weight Weft and warp threads.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - WO 2006/133586 [0002, 0002] WO 2006/133586 [0002, 0002]
  • - WO 2006/105682 [0006] - WO 2006/105682 [0006]

Claims (13)

Verfahren zum Behandeln der Oberfläche von ebenen Faserverbund-Schichtstoffen mit einer Kernschicht aus einem Leicht-Kunststoff einer Dichte von weniger als 1.0 g/cm3 und einer Dicke von mehr als 3 mm, und mindestens einer damit verbundenen Deckschicht aus kompaktem, faserverstärktem thermoplastischem Kunststoff mit einer Dicke von 0.5 bis 3 mm, dadurch gekennzeichnet, dass in die Oberfläche der erweichten Deckschicht(en) ein regelmässiges Muster von 0.05 bis 0.5 mm tiefen Gravuren eingepresst wird.A method for treating the surface of flat fiber composite laminates having a core layer of a lightweight plastic having a density of less than 1.0 g / cm 3 and a thickness of more than 3 mm, and at least one associated cover layer of compact, fiber-reinforced thermoplastic with a thickness of 0.5 to 3 mm, characterized in that in the surface of the softened cover layer (s) a regular pattern of 0.05 to 0.5 mm deep engraving is pressed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schichtstoff zwei Deckschichten hat, wobei aber nur in eine Deckschicht Gravuren eingepresst werden.Method according to claim 1, characterized in that that the laminate has two outer layers, but only in a cover layer engraved impressions. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernschicht ein Luftporen enthaltendes, glasfaserverstärktes Polypropylen, ein Polypropylen-Schaumstoff oder ein Polypropylen-Werkstoff mit Honigwaben-Struktur ist.Method according to claim 1, characterized in that the core layer contains an air-entrained, glass fiber-reinforced Polypropylene, a polypropylene foam or a polypropylene material with honeycomb structure is. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernschicht glasfaserverstärktes Polypropylen mit einem Glasgehalt von 30 bis 80 Gew.-% und einem Gehalt an Luftporen von 20 bis 80 Vol.-% ist.Method according to claim 3, characterized that the core layer is glass fiber reinforced polypropylene with a glass content of 30 to 80 wt .-% and a content of air pores from 20 to 80% by volume. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschichten eine Matrix aus Polypropylen und vernadelte Wirrglasfasern oder vernadelte unidirektionale Glasfasern oder Kombinationen davon als Verstärkung enthalten.Method according to claim 1, characterized in that that the cover layers a matrix of polypropylene and needled Woven glass fibers or needled unidirectional glass fibers or combinations thereof included as reinforcement. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschichten eine Matrix aus Polypropylen und ein Glasfasergewebe, das ge gebenenfalls mit einer Glasfasermatte oder mit Schnittglasfasern vernadelt ist, enthalten.Method according to claim 1, characterized in that that the cover layers are a matrix of polypropylene and a glass fiber fabric, if necessary with a glass fiber mat or with chopped glass fibers Needled is included. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das regelmässige Muster aus nebeneinander angeordneten Sechsecken, Vierecken oder Kreisen mit einem längsten Durchmesser von 3 bis 30 mm besteht.Method according to claim 1, characterized in that that the regular pattern is arranged side by side Hexagons, squares or circles with a longest diameter from 3 to 30 mm. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gravuren keilförmig sind und eine Breite von 2 bis 5 mm aufweisen.Method according to claim 1, characterized in that that the engravings are wedge-shaped and have a width of 2 up to 5 mm. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man – in die untere Formhälfte eines Werkzeugs ein Strukturblech einlegt, welches dem regelmässigen Muster entsprechende Erhebungen aufweist, – darauf die einzelnen, nicht miteinander verbundenen Schichten auflegt, – das Werkzeug mit seiner oberen Formhälfte schliesst, – das Werkzeug in einer Heizpresse bei Temperaturen oberhalb des Erweichungspunktes des thermoplastischen Kunststoffs verpresst, – das Werkzeug abkühlt und den Faserverbundwerkstoff, der ein regelmässiges Muster von Gravuren aufweist, aus dem Werkzeug entnimmt.Method according to claim 1, characterized in that that he - in the lower half of a Tool inserts a structural sheet, which the regular pattern has appropriate surveys, - the individual, hangs up unconnected layers, - the Tool with its upper half of the mold closes, - the Tool in a hot press at temperatures above the softening point pressed the thermoplastic, - the Tool cools and the fiber composite, the one has regular pattern of engraving, from the tool extracts. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der thermoplastische Kunststoff Polypropylen ist und das Verpressen 2 bis 20 Min. lang bei Temperaturen von 180 bis 220°C vorgenommen wird.Method according to claim 9, characterized in that that the thermoplastic is polypropylene and the compression 2 to 20 minutes at temperatures of 180 to 220 ° C is made. Ebener Faserverbund-Schichtstoff, mit einer mehr als 3 mm dicken Kernschicht aus Luftporen enthaltendem, glasfaserverstärktem Polypropylen und 0.5 bis 3 mm dicken Deckschichten, der eine Matrix aus Polypropylen und als Verstärkung vernadelte Wirrglasfasern, vernadelte unidirektionale Glasfasern, Kombinationen davon oder Glasfasergewebe, das gegebenenfalls mit Schnittglasfasern oder einer Glasfasermatte vernadelt ist, enthält, dadurch gekennzeichnet, dass in die Oberfläche einer Deckschicht ein regelmässiges Muster von 0.05 bis 0.5 mm tiefen Gravuren eingeprägt ist.Flat fiber composite laminate, with one more as a 3 mm thick core layer of air pores containing, glass fiber reinforced Polypropylene and 0.5 to 3 mm thick cover layers, consisting of a matrix Polypropylene and as a reinforcement needled fiberglass fibers, needled unidirectional glass fibers, combinations thereof or Glass fiber fabric, optionally with chopped glass fibers or a glass fiber mat is needled, contains, characterized in that in the surface of a cover layer is a regular one Pattern of 0.05 to 0.5 mm deep engraving is imprinted. Ebener Faserverbund-Schichtstoff nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das regelmässige Muster aus nebeneinander angeordneten Sechsecken, Vierecken oder Kreisen mit einem längsten Durchmesser von 5 bis 15 mm besteht.Flat fiber composite laminate according to claim 11, characterized in that the regular pattern juxtaposed hexagons, squares or circles with a longest diameter of 5 to 15 mm. Verwendung eines Faserverbund-Schichtstoffes nach Anspruch 11 oder 12 für Baudielen, Bootsstege, Spielplatz-Bodenplatten, mobile Bühnen oder Lastwagen-Böden.Use of a fiber composite laminate according to Claim 11 or 12 for building planks, landing stages, playground floorboards, mobile stages or truck floors.
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