DE1504586A1 - Verstaerktes Harzband - Google Patents

Description

• Verstärktes Harzband Die Erfindung betrifft dünne, feste, dehnbare und biegsame Harzbänder, die in zwei Richtungen mit Hilfe von biegsamen, hochfesten, nichtverwobenen, ausgerichteten, praktisch aneinandergrenzenden Fäden verstärkt sind. Diese Bänder besitzen eine schmale, endlose, von Verbindungs- bzw. Spleißstellen freie Form und lassen sich zur bequemen Lagerung und zum bequemen Versand auf sich selbst zu Rollen aufwickeln. Verstärkte Harzmaterialien in Bogen- bzw. Plattenform haben in letzter Zeit beträchtliche wirtschaftliche Bedeutung erlangt. Ihr leichtes Gewicht, ihre Schlagzähigkeit, ihre hohe Festigkeit und ihre gute Wetter- und Chemikalienbeständigkeit machen'diese Materialien in vorzüglicher Weise zur Verwendung bei der Herstellung von Booten, Flugzeugen, Raketen, Radiogehäusen, Kraftfahrzeugkarosserien, chemisch beständigen Rohr von hoher Berstfestigkeit,Trägern und Gerüsten für Bauzwecke,-Wandtäfelungen und dgl. geeignet. Für derartige Anwendungszwecke mangelt es den nichtverstärkten Harzmassen an Festigkeit und Dauerhaftigkeit. Als hauptsächliche Verstärkungsmaterialien für Harzbögen bzw. -platten werden nahezu ausschließlich Glasfasern verwendet. Unter Verwendung von Glasfasern als Verstärkungsmittel sind bereits einige Harzmaterialien in Bogen- bzw. Streifenform hergestellt worden, die ein gewisses Maß an Biegsamkeit und Streckbarkeit aufweisen. Z.B. wird in der USA Patentschrift 2 609 320 ein streckfähiges Gewebe aus Glasfasern, die in zwei Richtungen in zwei oder mehr Schichten angeordnet sind, beschrieben, das an den Kreuzungspunkten der Fäden Harz aufweist. Da die Fäden zwischen den Kreuzungspunkten, an denen sie miteinander verklebt sind, frei biegsam sind, sind derartige Gewebe sehr anpassungsfähig; doch muß nach der Anbringung der Gewebe Harz zugegeben werden, um die Zwischenräume zwischen den Kreuzungspunkten der Fäden auszufüllen, sodaß keine Kontrolle über das Verhältnis von Harz zu Verstärkungsfasern möglich ist.Weiterhin neigen diese Gewebe zu einem ungleichmäßigen Verstrecken, wodurch eine vom Zufall bestimmteyerteilung des Verstärkungsmaterials entsteht. Infolge dieser Ungleichmäßigkeit ist die beim Härten eintretende Schrumpfung ungleichmäßig und kann zu geriffelten bzw. unregelmäßigen Oberflächen führen. Für bestimmte wichtige Anwendungszwecke ist jedoch unabhängig von anderen Erfordernissen eine gleichmäßige Struktur notwendig. Z.B. müssen Radarhauben über ihren ganzen Bereich gleichmäßig strahlungsdurchlässig sein, damit auf Grund der zurückkehrenden Strahlen präzise Meßergebnisse möglich sind. Lose gewebtes Glasgewebe, das mit ungehärteten wärmehärtenden Harzen imprägniert ist, ist in zwei Richtungen streckfähig, doch ist seine Anpassungsfähigkeit begrenzt, und die gehärteten Produkte haben bedeutende Nachteile, Z.B. neigen die Ketten- und Schußfäden dazu, einander abzureiben und zu schwächen, insbesondere wenn das Gewebe gestreckt wird, und der lose Charakter des Gewebes führt zu einem Fertigprodukt, das bedeutend mehr Harz als Glas enthält und dementsprechend weni- ger Festigkeit, bezogen auf einen gegebenen Querschnitt, auf-weist als ein vergleichbares Bogenmaterial, das dicht mit Glasfäden gefüllt ist. Um die Streckfähigkeit in der hängerichtung zu erzielen, muß das Tuch diagonal geschnitten werden, sodaß es in geeigneter Länge nicht ohne Verbindungsstellen erhältlich ist. Gewöhnlich wird das Harz nicht eher einverleibt, als bis das Tuch angebracht ist, d a es zu schwierig ist, D iagonalgewebe ohne eine Desorientierung der Fasern durch eine Besehichtungsvorrichtung zu ziehen. Erfindungsgemäß werden nun dünne, feste, anpassungsfähige verstärkte Harzbänder vorgeschlagen, die sich zur Lagerung und zum Versand in Rollenform mit einer von Verbindungsstellen freien hänge von 30 m oder darüber aufwickeln lassen. Die neuartigen streckfähigen Bänder der Erfindung weisen mindestens zwei Schichten gleicher Ausdehnung und gleichen Verlaufs aus biegsamen, hochfesten, nichtverwobenen, ausgerichteten,praktisch aneinandergrenzenden Fäden bzw. einem anderen Faser-, Fäden- bzw. Strangmaterial auf, die gleichmäßig innerhalb jeder dieser Schichten verteilt sind und mit einer verformbaren, ungehärteten wärmehärtenden Harzmasse imprägniert und zu einem einheitlichen Ganzen vereinigt sind. Diese Fäden erstrecken sich schrägwinklig und entgegengesetzt und im wesentlichen unter nur zwei Winkeln, wobei beide Winkel nicht mehr als 60o zur Längsrichtung des Bandes betragen. Die Auswahl der Orientierung der Fäden ist durch die maximal erforderliche Dehnbarkeit begrenzt, die normalerweise 30 56 oder mehr betragen sollte. Dies erfordert theoretisch, daß die Fäden in einem Winkel von nicht weniger als 40o gegenüber der Längsrichtung des Bandes angeordnet sind; in der Praxis können jedoch tatsächlich auch Bänder mit Fädenwinkeln von 30o zur Längsrichtung oder sogar darunter normalerweise um mehr als 30 % gedehnt werden, ohne zu reißen. Obgleich die Fäden normalerweise symmetrisch in einem Winkel von etwa 30 - 600 zur Längsrichtung des Bandes angeordnet sind und die Zahl der Fäden in der einen Schicht der Fädenzahl in der nächsten Schicht gleich ist, kann fUr spezielle Anwendungszwecke eine asymmetrische Orientierung oder eine ungleichmäßige

  der. @7chichten -erXinscht' eir, -,de z.B,

  bestimmten Dimension- eines zw umhüllenden Gegen-

  -_ @'e e.r,,c zizsätzli.o:o.e :Festigkeit erforderlich ist.

  Ur, @.äiL: mr.m,le Festigkeit und eine optimale Handhabungsfähig-

  ke@ zil. erzielen, grenzen die Fäden praktisch aneinander, und

  jede Fadenschicht besteht normalerwäise zu mehr'alse50 Gew.-%

  aus fadenmaterial, insbesondere wenn verhältnismäßig dichte

  wie . sy . G2asydera, verwendet werden, die wegen :Uirer

  geringen dosten und ihrer aißerge-

  wjhnlichen Zugfestigkeit und chemischen Beständigkeit ein be-

  vc_rzugtes Verstärkungsmaterial darstellen. Wenn es sich bei

  @"äd"äi ums. `lasfäder --der solche handelt, die die Dichte von

  G'^ .?@-`'wisF-f U:@.eä.d.er,- -0 Gew.-% einer jeden

  Schicht ausmachen,. doch sollte bei Glasgehalten oberhalb von

  65 jo eine spannungsaufnehmende Schicht zwischen benachbarten

  S.Ahy°,h-Ijen @@on ausgeri.ojr;,eren Fuder angeordnet werden. y'är die-

  sen. Zweck karr, eine Rnhicht aus einem igrmehärtenden Harz mit

  einer gleichmäßigen Dicke von 1/4.0 - 1/2 mm verwendet werden,

  und zizie 1/15 mm dicke behicht aus einem druckempfindlichen

  a .t3 v ,#n guter Brauchbarkeit erwiesen. Vor-

  ?@@ s@Tei.re betr=*<Yt die Dicke der spannungsaufnehmenden S @hicht

  etwa 1/40 - 1/8 mm.

  °;'@ wenn ältni s weniger als 65a35 beträgt,

  kann mit Hilfe einer spannungsaufnehmenden Schicht eine @rer-

  besserung der Streckfäriigkeit des ungehärteten Bandes erreicht

  vuercien, und eine besonders brauchbare spannungsaufnehmende

  1-hi.cht wird durch ein. anpasssungsfäh.igsss, mit Harz imprägnier-

  tes Faservlies aus in Wirrlage miteinander vermischter 2oly-

  Uthylenterephthalatfasern oder einem anderen festen, nicht-

  .iyg2oskopischezi Fasermaterial erzielt. Das Faservlies kann

  ,<. etw g=.e3_o'.@srNiengeri vor verstrecl.-tten und nichtversti.mackten

  'Polyäthylenterephthalatfasern hergestellt werden, indem man ein

  loses, heterogenes, lockeres Matten-bzw. Vliesgebilde aus kur-

  an, , eixiand.er überkreuzenden Fasern bei einer Temperatur pr aßt ,

  C1.e -,um Schrelzen.der nichtverstrecIrten Fasern ausreicht,wobei

  jedoch der angewendete Druck ausreichend gering ist, daß ein

  Einschneiden der nichterweichten verstreckten Fasern in die nichtverstreckten Fasern vermieden wird. Dadurch werden die beiden Faserarten, wenn überhaupt, nur oberflächlich miteinander verbunden, und die verstreckten Fasern werden nicht areinander gebunden und können sich an ihren Kreuzungspunkten Übereinander bewegen. Wird in irgendeiner Weise von der Wirrlagen-Anordnurg der Fasern abgewichen, werden die Zugfestigkeits- und Dehnungseigenschaften des Faservlieses richtungsabhängig. Ein weiteres, besonders geeignetes harzimprägniertes Bahnenmaterial, das für die spannungsverteilende Schicht verwendet werden kann, sind hochporöse P agiere, die etwa 70 - 80 yb verstreckte Polyäthylenterephthalatfasern von 65 mm Iänge und 1,5 Denier und 20 - 30 Gew.-% P olyäthylenterephthalat-Fibride aufweisen, die bei etwa 200°C geschmolzen worden sind. Ein derartiges 2apier ist höchst anpassungsfähig und besonders wünschenswert-, da, es eine gute Festigkeit bei Dicken von nur 0,025 - 0,08 mm (was einem Gewicht von 8 bis 25 g/m2 entspricht aufweist. Die Mikrometerachrauben-Dicke jeder Schicht aus ausgerichteten, harzimprägnierten Fäden beträgt vorzugsweisq'@1/8 - 1/4 mm. Bänder mit Schichten von viel größerer Dicke, wie z.B. einer Dicke von mehr als 1/2 mm, weisen eine geringere Biegsamkeit und Anpassungsfähigkeit auf, als gewtznscht wird. Andererseits ist es schwierig, ein Bahnenmaterial aus ausgerichteten, harzimprägnierten Fäden mit einer Dicke von weniger als 1/10 mm herzustellen. Die ungehärtete wärmehärtende Harzmasse, durch die die Fäden miteinander zu aus einem einheitlichen Ganzen bestehenden Schichten verbunden werden, weist vorzugsweise eine ausreichende Elastizität auf, um ein gewisses Maß an Erholung aus einem gestreckten Zustand zu ermöglichen. Normalerweise ist die Harzmasse bei Umgebungstemperaturen etwas klebrig, oder das streckfähige Bandprodukt wird mit einem dünnen, klebrigen Ober= flächenüberzug versehen, um ein zufriedenatellendes Haften des Bandes an harten, glatten Oberflächen und an vorher angebrachten Umwicklungen zu ermöglichen. Für die meisten Zwecke ist es ausreichend, wenn die Bandoberfläche beim Erwärmen. ein gewisses Maß an Klebrigkeit entwickelt, und für einige Anwendungszwecke ist überhaupt keine Klebrigkeit erforderlich. Die Harzmasse sollte weiterhin so ausgeiihlt werden, daß das ungehärtete Band gegenüber Materialien beständig ist, mit denen es vor dem Härten in Berührung kommen kann, und daß ein gehärtetes Produkt mit der gewünschten Qualität, wie z.B. Uberlegenen.elektrischen oder W'Urmeisoliereigenschaften oder Korrosionsbeständigkeit, erhalten wird; besonders brauchbar sind Siliconharze, Phenol-Formaldehyd-Harze oder Epoxyharze; und solche Harzmassen, die bei Raumtemperaturen praktisch beständig sind, bei mäßig erhöhten Temperaturen jedoch rasch härten, werden besonders bevorzugt. Zu Härtungsmitteln, die mit Epoxyharzen beständige irmehärtende Massen bilden, gehören N,N-Diallylmelamin, Isophthalyldihydrazid, Dicyandiamid sowie Gemische dieser Substanzen. Es können jedoch auch nicht-lagerfä= hige Massen verwendet werden, wenn das Bandmaterial kurz-nach der Herstellung verwendet werden soll. Obgleich das neuartige,anpassungsfähige verstärkte Harzband der Erfindung höchst brauchbare Produkte liefert, Trenn - wie oben beschrieben - lediglich zwei Schichten aus harzimprägnierten, linear ausgerichteten Fäden vorliegen, können bisweilen zusätzliche Fadenschichten Y.inschenawert sein, solange nur die Fäden einer jeden solchen Schicht praktisch parallel I zu den Fäden der übernächsten Fadenschicht verlaufen. Die erfindungsgemäßen Bänder können weiterhin sehr dünne organische) Filme enthalten, wenn diese Filme so dünn sind, daß die Streck-' fähigkeit des ungehärteten Bandes praktisch nicht verschlechtert wird. Da eine Faltenbildung beim Strecken eine starke Erhöhung der Scherkräfte innerhalb des Bandes verursacht, soll-, te der Film beim Strecken nur eine geringe Neigung zur Falten-Bildung aufweisen. Weiterhin können faserartige Deckschichten durch ein Bestreuen mit in Wirrlage orientierten Flocken, wie z.B. Folytetrafluoräthylen- ("Teflon-") oder Nylonflocken oder kleingeschnittenen Asbestfasern, angebracht werden. Beim Härten durch Erwärmen fließt dann die liarzma8ss in das bis dahin noch nicht imprägnierte faserartige Material, sodaß eine zähe, aus einem einheitlichen Ganzen bestehende Struktur von gutem Aussehen entsteht. Es kann ein Oberflächenstreifen vorgesehen werden, der als in dem Bandaaterial-selbst enthaltene Deckschicht wirkt, sodaß das Band zu Rollen aufgewickelt werden kann, ohne daß ein besonderer, entfernbarer -Zwischenstreifen verwendet wird, wie er sonst normalerweise erforderlich wäre. Zum leichteren Abwickeln kann der Oberflächenstreifen mit einem Rückseitenüberzug geringer Adhäsion versehen werden, ebenso wie auf der inneren Oberfläche des Bandes ein Grundierüberzug angebracht werden kann, um eine verbesserte Verbindung mit der Harzimesee zu erzielen. Wenn die in zwei Richtungen verstärkten Harzbänder der Erfindung eine Breite von weniger als 1 cm aufweisen, sind sie normalerweise nicht ausreichend fest genug, um sich gut handhaben zu lassen. Wenn jedoch ein Harz gewählt wird, das im ungehärteten Zustand elastisch ist und das in diesem Zustand und ohne Verstärkung einer dünnen, selbsttragenden, kautschukartigen Film von guter Reißfestigkeit zu liefern vermag, können such Bänder von etwas geringerer Breite gute Handhabungseigenschaften aufweisen. Bei Breiten von mehr als etwa 8 cm ist es gewöhnlich schwierig, das Band von Hand bis zum geX.inachten Ausmaß zu dehnen, und die Kanten des Bandes haben dann eine Neigung zum Einrollen, wodurch die Aufbringung auf eine Oberfläche erschwert wird. Bei Breiten von etwa 1 - 8 cm besitzt das neuartige, streckfähige Band der Erfindung normalerweise ausgezeichnete Handhabungseigenschaften und läßt sich leicht auf.dreidimensionalen Gegenständen arbringen, umglatte Schutzumhüllungen von gutem . Aussehen zu erzielen.
• Das streckfähige verstärkte Harzband der Erfindung wird in bequemer Weise aus vorgebildeten Bahnen bzw. Bändern hergestellt, die-aus nichtverwobenen, linear ausgerichteten Fäden bestehen, die mit der wärmehärtenden Harzmasse imprägniert und zu einem einheitlichen Ganzen vereinigt sind, wodurch die Fäden in paralleler und praktisch aneinandergrenzender Beziehung zueinander gehalten werden. Beispielsweise sind mit Glasfäden' verstärkte Harzbahnen hergestellt worden, indem durch ein erhitztes Harzbad eine Bahn aus linear ausgerichteten, endlosen Glasfäden geleitet wurde, wie z.B. eine Bahn mit 50 Enden von Glasfäden je cm Breite, wobei jedes Ende 204 Fäden von je 0,010'i mm Durchmesser enthält. (Es können Glasfäden mit einem Durchmesser von etwa 0,004 - 0,02 mm verwendet werden.) Die Herstellung der erfindungsgemäßen anpassungsfähigen Harzbänder aus diesen mit Harz imprägnierten Bahnen von linear ausgerichteten Fäden erfolgt in bequemer Weise nach üblichen Rohrherstellungsverfahren unter Verwendung eines zylindrischen Dornes. Beispielsweise kann eine Trägerbahn von geringer Adhäsion in Längsrichtung fortschreitend um den Dorn gewickelt werden, worauf darüber spiralförmig und in entgegengesetzter Richtung ein Paar der mit Harz getränkten Bahnen aus linear ausgerichteten Fäden gewickelt werden kann. Wenn sich das auf diese Weise erhaltene röhrenförmige Gebilde von dem'Dorn herunter bewegt, wird es in Längsrichtung zu einem oder mehreren Bändern aufgeschnitten, die dann zur Lagerung und zum Versand zu Rollen aufgewickelt werden. Nach einer anderen Ausführungsform brauchen die Bahnen aus nichtverwobenen, linear ausgerichteten Fäden nicht vorimprägniert zu werden, sondern können während des Wickelverfahrens mit einer wärmehärtenden Harzmasse imprägniert werden. Der Aufbau der anpassungsfähigen, in zwei Richtungen verstärkten Harzbänder der Erfindung wird in den anliegenden Zeichnungen erläutert, in denen Fig. 1 eine schematische P erspektivansicht einer Rolle des streckfähigen Harzbandes der Erfindung darstellt,wobei das Band teilweise im Aufriß gezeigt wird, um seinen Aufbau zu erläutern, und wobei die Trägerbahn geringer Adhäsion, auf der das Band hergestellt werden kann, abgezogen worden ist, damit das Band seinem Endverwendungszweck zugeführt werden kann; und Fig. 2 eine 2erspektivansicht eines Stückes einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen, anpassungsfähigen Harzbandes darstellt. In Figo 1 wird eine Rolle aus einem Band 10 gezeigt, das zwei Schichten 11 und 12 aus biegsamen, hochfesten, nicht-verwobenen, ausgerichteten Fäden, wie z.B. Glasfäden, die mit einer Wärmehärtenden Harzmasse zu einem einheitlichen Ganzen vereinigt sind, aufweist, wobei die Schichten so übereinandergelegt worden sind, daß die Fäden der einen Schicht in entgegengesetzter Richtung zu den Fäden der anderen Schicht angeordnet sind, und zwar sind die Fäden der Schicht 11 in einem Winkel von etwa 60o zur Längsrichtung des Bandes 10 und diejenigen der Schicht 12 in einem Winkel von etwa 300 zur Längerichtung angeordnet. Zwischen den beiden Schichten 11 und 12 befindet sich in haftender Verbindung mit diesen ein Faservlies 13 aus einem Gemisch von verstreckten und nichtverstreckt en Polyäthylenterephthalatfa,sern, das mit der Harzmasse der Schichten 11 und 12 imprägniert ist. Die Schicht 11 ist weiterhin mit einer Trägerbann 14 mit geringer Adhäsion verbunden, wodurch sich das Band 10 wie gezeigt in Rollenform verwenden läßt. Vor der Verwendung des streckfähigen Bandes für seinen beabsichtigten Anwendungszweck wird die Trägerbahn 14 wie in Fig. 1 ge -zeigt abgezogen und sodann abgeschnitten und verworfen. Das in Fig. 2 gezeigte, in zwei Richtungen verstärkte Harzband 20 weist zwei Schichten 21 und 22 aus ausgerichteten Glasfäden auf, die mi@ü Hilfe eines °@Y@rmehärtenden Harzes imprägniert und miteinander verbunden sind. Dir Fäden der Schichten 21 und 22 sind in einem Winkel von 45o zur Längsrichtung des Bandes 20 orientiert, und zwar die Fäden der einen Schicht in entgegengesetzter Richtung zu den Fäden der anderen Schicht. Mit den gegeniiberliegenden Oberflächen der Schichten 21 und 22 sind Faservliese 23 bzw. 24 aus in Wirrlage miteinander vermischten verstreckten und nichtverstreckten 2olyäthylenterephthalatfasern verbunden. Das Band gemäß Fig. 2 wird in bequemer Weise hergestellt,indem man zunächst die beiden Schichten des 1>olyäthylenterephthalat-Faservlieses 23 und 24 durch schwaches Zusammenpressen,ryährend man gerade auf den Erweichungspunkt der nichtverstreekten Fasern erhitzt, oberflächlich miteinander verbindet. Sodann werden die beiden symmetrisch angeordneten Schichten 21 und 22 aus den mit Harz imprägnierten, linear ausgerichteten Fäden mit einer Oberfläche dieser Doppelmatte verbunden, und das Ganze wird in Rollenform aufgewickelt. Wenn nur das Imprägnierharz der Schichten 21 und 22 bei Umgebungstemperaturen klebrig ist, lösen sich die Faservliesbahnen 23 und 24 wegen der stärkeren üerklebung zwischen den Faservliesbahnen und dem Harz voneinander, wodurch die Struktur von Fig. 2 erhalten wird. Abgesehen von geringen Harzmengen, die aus den Fadenschichten in die Faservliesschichten eindringen, sind die beiden Faservliesbahnen von Harz frei. Wenn jedoch das Band durch Erwärmen gehärtet wird, nachdem es unter Zugspannung auf einem zu umhüllenden Gegenstand aufgebracht worden ist (wie z.B. wenn es dicht um eine elektrische Spule gewickelt worden ist), fließt Harz aus den Fadenschichten in die Faservliesschichten, und es ersteht eine aus einem einheitlichen Ganzen bestehende gehärtete Struktur mit einer zähen Harzoberfläche von gutem Aussehen. Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung, sind jedoch nicht als begrenzend aufzufassen. Beiapiel 1 Es wsirde ein verstärktes Harzbahnenmaterial hergestellt,indem eine große Zahl von linear ausgerichteten, endlosen leicht gedrehter. Glasfäden C140er Glasseidenstränge (Rovings) mit 75 -80 Enden je cm, Vinylsilan als Schlichtemittel, duroh ein erhitztes Bad aus einem Epoxyharz und einem Härtungsmittel gezogen wurde. Bei dem verwendeten Epoxyharz handelt es sich um ein Kondensationsprodukt aus Epichlorhydrin und Bisphenol A, das einen nach dem Durrans-Quecksilberverfahren bestimmten Erweichungspunkt von etwa 300C aufwies. Mit diesem Epoxyharz war ein Härtungsmittel vermischt, das im wesentlichen aus Adipyldihydrazid bestand, um eine beständige, wärmehärtbare Masse zu erzielen, die an Glas sowohl vor als auch nach dem Härten gut haftet. Das Bahnenmat erial, das eine Mikrometerschrauben-Dicke von etwa 1/4 mm aufwies und etwa 35 Gew.-% Harz enthielt, wurde dann mit einer Trägerbahn geringer Adhäsion verbunden und das Ganze in Längsrichtung zu einer geeigneten Breite geschlitzt und zur Lagerung in Rollenform aufgewickelt. Dann wurde ein anpassungsfähiges, in zwei Richtungen verstärktes Harzband hergestellt, indem aus diesem in Rollenform gelagerten Bahnermaterial winkelförmig Streifen geeigneter Längen geschnitten und diese Abschnitte Kante an Kante auf ein Trägerband (entsprechend der Schicht 14 von Fig. 1) gelegt wurden, wobei die Fäden in einem Winkel von 600 zur Längsrichtung des Trägerbandes angeordnet wurden, um eine erste Fadenschicht (entsprechend der Schicht 11 von Fig. 1) herzustellen. Das Harzimprägniermittel wies eine ausreichende Klebrigkeit auf, um die einzelnen Abschnitte in der gewünschten Stellung auf des Trägerband festzuhalten, während der entsprechende Abschnitt der ursprünglichen Trägerbahn abgezogen wurde. Ein endloses Polyäthylenterephthalat-Faservlies der oben beschriebenen Art, das ein Gewicht von 23,5 g/m2 aufwies und mit der gleichen wär- mehärtenden Harzmasse bis zu einem Ausmaß von 90 % des Gesamtgewichtes des imprägnierten Faservlieses imprägniert worden war, wurde dann in Längsrichtung gegen die erste Fadenschicht gelegt, um als Zwischenschicht zu dienen (entsprechend Schicht 13 von Fig. 1). Dann wurde die Trägerbahn geringer Adhäsion, von der das imprägnierte Faservlies getragen worden war, abgezogen. Sodann wurde eine zweite Fadenschicht auf die freiliegende Oberfläche der imprägnierten Faservliesbahn aufgebracht, doch unter einem entgegengesetzten 600-Winkel im Vergleich zu den Fäden der ersten Fadenschicht. Nach dem Schneiden auf eine geeigrie-te Breite und Aufwickeln in Rollenform lag ein Produkt der in Fig. 1 gezeigten Art vor, mit der Ausnahme, daß die Fäden bei dem Produkt des vorliegenden Beispiels symmetrisch angeordnet sind. Die Gesamtdicke, ausschließlich des Trägerbandes geringz:r Adhäsion, betrug etwa 1/10 cm. Eins Lr.zahl von 295 cm breiten Streifen dieses Bandproduktes warder nach der Entfernung des Trägerbandes geringer Adhäsion in einer Heizplattenpresse bei Kontaktdruck 25 Minuten bei 165o geh.ärtetn 4 :Proben wurden gehärtet, während sie unter einer ä ehirung von 37,5 % gehalten wurden, während 4 weitere Proben :ahne Streckung gehärtet wurden. Die gehärteten Proben wurden #"iaxxn nach dem. ASTM Priifverfahren D 638-52T unter Verwendung einer Paldwin-Universal-Zugfestigkeitaprüfma,achine bei einer .fr@ifspa.nnweite von 10 cm auf ihre Zugfestigkeit geprüft. Die "i.chtgettrecxten Streifen zeigten eine durchschnittliche Zugfestigl.-cz t vor 26 kg j e cm Breite, was ein äußerst hoher Wert f'är eä.@ streckfähiges Material dieser Dicke ist. Die gestreck-°e^ f:k@erwiesen eine durchschnittliche Zugfestigkeit von 31 i kG , je cm breite auf. Daraus folgt, daß die streckfähigen Bänder der Erfindung normalerweise in gestrecktem Zustand aufgercx'mrerden sollten, und zwar unter Anwendung einer leichten Zugspanxlung j e nach dem, wie zur Anpassung des Bandes an die Oberfläche, auf die es aufgebracht werden soll, erforderlich :ist. Da ein gestrecktes Band eine geringere Querschnittsfläche aufweist, ist die Zunahme an Festigkeit, die beim Härten in cestrecktem Zustand erreicht wird, sogar noch größer als es die obigen numerischen Daten erscheinen lassen. Daus oben beschriebene, in zwei Richtungen orientierte, streckfähige Harzband weist ausgezeichnete Handhabungseigenschaften auf. Bei Breiten von 2,5 cm ließ es sich leicht von Hand unter Erzielung einer Dehnung von 30 -. ¢0 A° streckeno Eine beträchtlich gesteigerte Zugspannung erhöhte die Dehnung auf 50 %. An diesem Punkt trat eine ziemliche Faltenbildung auf der Oberfläche des Bandes ein, ein Zeichen, daß die Zugfestigkeit des

  Ds@@dvr-a.@@ezu erreicht war. Eine weitere Dahrun-r des Bandes

  1ie33 ach rar sehr schwierig erreichen. Das Rand sich

  da;@?r-:."her anbringen, da infolge die@@e:r @igenscl,,:'`:en auch

  beigroßer Ungeschi@:klichkeit kei@;e GGfriI-:r Reißens

  bes t e`: r

  Das TJ;@ä :i.s k::@:.=:c@+echrischen W,.r'#adi-iaf rat tiic.'n sich für brau; eine Gegenständer1 1. j*NÜ,r ranze erwiesen. Reime rzw, "j Fs in BautcILlerkompli- ist ,#- ,.?_ iren

  zic:±:sxr:;27=ta1t Verwende-- wartleni wobei eine Falte.-,-(-

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  BAD OMGINAL

  e_uw=5s werden kann, je nach den Notwendigkeiten des jeweiliger Anw@r@angsz.@reckes. ' Beispiel 2

  UM .. e 3ede,tung des als spannungsaufnehmende Zwis,chenschictdi:

  d@,@°.-@;r@den, mit %.Larz gefüllten f olyäthylen.terephthalat-Faser-

  vli." ges im Hiliblick auf die Haridhabungseigensehaften des

  str4:ki.higeY, ä3andes von Beispiel 1 zu prüfen, wurde eine An-

  hergestellt, die sich in bezug auf die Zwi.--

  ser:!°-:.=.ch~c@#i-@ ta t@exscl@ieden, ansonsten jedoch identisch @r@axe:e

  %ha";.na":= mIrde @sit einer nichtverstärkten Zwischenschicht,

  Harzmasse mit- einer Dicke von 0,05

  c:rl

  d J. 5 7 ese Schicht wies etwa das gleiche 'Gewicht und

  wi:das mit Harz imprägnierte Faservlio

  !3ei.briea. I auf. Ein weiteres Band wurde mit einer

  von 0,025 cm hergestellt. Bei. einem cir:i-t@

  te `.@,l.e:icw jr<,n:d vitarde die Zwischenschicht weggelassen.

  o cä ,jrcy:@.te fr--)ben diere-r Bänder unter Verwer@du <@

  Scoj: ---änc! -ne- Zugf agtigkei_ tsprüfgerä, tes bei einerlaaY@r,vei tf

  -rr@f- -'.x m v,d ~@@ei Belas tun vJn 1 0 000 auf ihre Zuüy ß.".

  m-- ;eZU.j;,. wxxaen, wurden die folgenden Daten erha,.3_c,,g,...,

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  .._....y ......@@...,_".,.. mprägnier- 5,0 mm- keine @._@-_ .@.@......__@

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  Bänder

  bei a'! esen Bändern recht gutt@;:x c,... gute

  "@°

  "f-;ro@:°-ehe:^.de Gefahr eines möglichen Reißens hingewiesen, da di.e Zugfestigkeit nahe des Reißpunktes merklicrl zunimmt. Beispiel

  E@@- evirde ein weiteres streckfähiges Band hergestellt, das mit

  :.r.;ja.ii.gen von Beispiel 1 in jeder Beziehurg identisch m-ar,mit

  der "li;:cna:me, daß die beiden Fadenschichten in einen Winkel

  zur Längsrichtung des Bandes orientiert waren. Bei der

  nach dem im Beispiel 2 beschriebener Verfahren zeigte

  @=@r.:ac@ Tand- eire Zugfestigkeit von 1,7 kg/cm für eine 2,5 cm

  s@y.-Üe Probe und eine Reißdehnung von 53 ;@. Dieses Land wies

  @_-de y.z.;,ndharungseigenscha.ften auf und kcrr'.e 1z#i(#ht ohne die

  . =rrr rir_e;= N.ei.-ens in einem stark gestreckrt@e:i Zustand ange-

  -;ch'. werden.

  Beispiel 4

  d e F in ve :;:--@r1 es Harzba,hnenmaterial

  i dem Verfahren

  e-.@ 1 :" @.rg#stellt , r@ur wurden arn e e Glasfäden und

  Harz verwendet. Als Glasfäden würden ein 140er

  %. mit Vinyl,ilan als Schici;emi_ ttel behandelt )

  (

  .=. ..ä.;Ende# pro; cm verwendet. Die @a@zrc@:i::;at #,-ta.rd im we-

  @:.#--_{ "lvher aus einem halbfesten l-olyglycidvs_:-x-4.er eines Phenol-

  . mit etwa 3,5 Mol Epoxydgruppen je Durch-

  einem 2olycarbensäureanhydrid und

  @@.:ierpulver n34_4 einer Teilcr@engröße entsprechend einer lich-

  a=@r.. #.";iebmasc-_rierweitc von 0,044 mm in einer Menge von 17 j des

  der Masse. Das erhaltene Ea1ne-Umaterial ent-

  .=-.. 35 Gewo-¢@ Glas und 45 54 Harz,einschyießlich Füllstoff.

  Swurde ein in zwei Richtungen verstärktes Band herges,l@_ü, indem zwei Schichten dieses Hahnenmaterials direkt x@x:.:salen und ge gar eine siliconbehandelte Kraftpapierdeckscr@:h.t gelegt wurden, wobei sich die Fäden einer jeden Schicht zur Längsrichtung erstreckten. Die Kraftpapierdecksr:Li.cht wurde dann in nerürirung mit einer Metallfläche bewegt, die auf 1900C vorerhitzt worden war, und wenn sie das Metall erreicht hatte, wurde gegen die freiliegende Fadenschicht ein 0,013 mm dicker Film aus wärmesehrumpfbarem, orientiertem 2olyäthylenterephthalat gepreßt. 2 Minuten Berührung mit der Metallfläche reichten aus, um das Harz auf die B-Stufe zu bringen und den orientierten Film mit der Fadenschicht zu verbinden Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur war die Harzoberfläche nichtklebend. Die Deckschicht wurde entfernt, während das Schichtprodukt zur Lagerung auf sich selbst aufgewickelt wurde. Die MikrometerschraubenDicke betrug etwa 0,3 mm. Der orientierte Film selbst wies eine Schrumpfung in Längsrichtung von 15 % und eine Verbreiterung in der Querrichtung von 0 - 2 % auf, wenn er an der Luft 5 Minuten auf 1500C erhitzt wurde. Ein 1,9 cm breites-Band, das aus diesem Schichtprodukt geschnitten worden war und bei dem die Fäden entgegengesetzt zueinander in einem Winkel von 450 orientiert waren, riB bei Prüfung mit einem Scott-Incline-Zugfestigkeitsprüfgerät bei einer Einspannweite von 25,4 cm und einer Belastung von 10 000 g unter einer Kraft von 5,7 kg bei einer Dehnung von 28 1/2 %. Dieses Band wurde unter Zugspannung halb überlappt und mit dem orientierten Film nach außen a.uf einen Metallstab von 1,3 x 1,9 cm Querschnitt gewickelt. Bei 2-stUndiger Härtung an der Luft bei 17500 lieferte die Sc rumpfung des orientierten Filmes eine glatte, dichte Isoli &läche. Das elektrische Isoliervermögen versagte erst bei 9000 Volt und 60 Hz, wobei die Dicke am Durchschlagspunkt 0,4 mm betrug. Das Band erwies sich zur elektrischen Isolierung von Statorapulen als brauchbar und zeigte hierbei einen ausgezeichneten Durchschlagawiderstand. Eine praktisch gleichwertige Brauchbarkeit wird unter Verwendung eines dünneren Oberflächenfilms, wie z.B. eines 0,006 mm dicken orientierten P olyäthylenterephthalatfilmes, erzielt, und solche dünneren Filme werden normalerweise bevorzugt, da die mit derartigen Filmen hergestellten Bänder leichter streckbar sind.
• Das in zwei Richtungen verstärkte Harzband der Erfindung ist zur Herstellung zylindrischer und kegelförmiger Strukturen verwendet worden, indem es derart auf einen Dorn (beginnend an einem Ansatzgewickelt wurde, daß die Bandebene in einem Winkel zur Dornoberfläche steht und lediglich die Kante des Bandes den Dorn berührt. Für einen derartigen Anwendungszweck sind das erfindungsgemäße Band und seine einzelnen Schichten mit den ausgerichteten Fäden vorzugsweise verhältnismäßig dick, um das Umwickeln des Dornes innerhalb einer tragbaren Zeit zu vervollständigen. Die beim Härten erhaltene Struktur ist zäh und besteht aus einem einheitlichen Ganzen, wobei sich die Fadenverstärkung an sämtlichen Punkten durch die Dickendimension erstreckt. Beispielsweise wurde bei der Verwendung eines 't,3 am breiten Bandes in einem Winkel von 20o zum Dorn eine starre Struktur erhalten, da das Harzimprägniermittel nach dem Härten einen Zugmodul von mindestens 3500 kg/cm 2 aufweist, wie es bei sämtlichen Harzmassen der vorstehenden Beispiele der Fall ist.-In bezug auf die Materialien, die Art und Weise des Aufbaues der Bänder sowie die Anwendung liegen zahlreiche Variationsmöglichkeiten auf der Hand. Patentansprüche

Claims (1)

1. P a t e n t a n s p r ü, c h e 1. Dünnes, festes, anpassungsfähiges, von Verbindungsstellen freies fadenverstärktes, in der Dänge dehnbares Harzband mit einer Breite von 1 - 8 cm und einer Iänge von minde- stens 30 m, das mindestens zwei Schichten gleicher Ausdeh- nung und gleichen Verlaufs aufweist, von denen jede aus nichtverwobenen, ausgerichteten Glasfäden besteht, die gleichmäßig innerhalb der Schicht verteilt und mit einer Harzmasse imprägniert und zu einem einheitlichen Ganzen vereinigt sind, wobei sieh die Fäden der Schichten unter bestimmten Winkeln zueinander kreuzen, dadurch gekennzeich- net, daß unter Erzielung eines leicht durch Ziehen mit der Hand auf eine Dehnung von mindestens etwa 30 % seiner ur- sprünglichen Länge streckbaren Harzbandes die biegsamen, hochfesten, nichtverwobenen, ausgerichteten Glasfäden praktisch aneinandergrenzen und durch eine verformbare,un- gehärtete, wärmehärtbare Harzmasse, die im gehärteten Zustand einen Zugmodul von mindestens 3500 kg/cm2 aufweist, bis zur Sättigung imprägniert sind, jede dieser Schichten eine Dicke von 0,1 - 0,5 mm aufweist und sich die Fäden schrägwinklig und entgegengesetzt und praktisch unter ledig- lich zwei Winkeln erstrecken, wobei diese Winkel 30 - 60o zur Längsrichtung des Bandes betragen und sich die Fäden einer dieser Schichten unter einem dieser Winkel und die Fäden einer anderen dieser Schichten unter dem anderen die- ser Winkel erstrecken und die Fäden 40 - 80 Gew.-% jeder dieser Schichten ausmachen. 2. Harzband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es, wenn die Glasfäden mehr als 65 Gew.-% der Schichten ausmachen, eine spannungsaufnehmende wärmehärtende Harzschicht mit einer gleichmäßigen Dicke von 0,02 - 0,5 mm zwischen benachbarter. Schienten von harzimprägnierten ausgerichteten Fäien aufweist. 3. In zwei Richtungen verstärktes Harzband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, date es als eine weitere Schicht ein dünnes, dehnbares Faservlies aus in Wirrlage vermischten Fasern enthält, wobei das Faservlies beim Dehnen um mehr als etwa 30 % eine verhältnismäßig geringe Zugfestigkeit aufweist. 4. In zwei Richtungen verstärktes Harzband nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß es als weitere Schicht ein Faservlies aus in Wirrlage vermischten Polyäthylenterephthalatfasern enthält. 5. In zwei Richtungen verstärktes Harzband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als weitere Schicht einen dünnen, dehnbaren, selbsttragenden Film enthält, der beim Dehnen um mehr als 30 % eine verhältnismäßig geringe Zugfestigkeit aufweist. 6. In zwei Richtungen verstärktes Harzband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es an einer Oberfläche in fester Verbindung einen orientierten P olyäthylenterephthalatfilm mit einer Dicke von etwa 0,005 - 0,010 mm aufweist. 7. Dünnes, festes, anpassungsfähiges, von Verbindungsstellen freies fadenverstärktes Harzband mit einer Breite von etwa 1 - 8 cm und einer Iänge von mindestens 30 m, dadurch gekennzeichnet, daß es (1) zwei Schichten gleicher Ausdehnung und gleichen Verlaufs, von denen jede aus biegsamen, hochfesten, nichtverwobenen, ausgerichteten, praktisch aneinandergrenzenden Glasfäden besteht, die gleichmäßig innerhalb der Schicht verteilt und mit einer verformbaren, ungehärteten, bei Raumtemperatur beständigen v,rmeYiärtbaren Harzmasse imprägniert und zu einem einheitlichen Ganzen vereinigt sind, die im gehärteten Zustand einen Zugmodul von mindestens 3500 kg/cm2 aufweist, wobei jede dieser Schichten eine Dicke von 0,1 - 0,5 mm aufweist, und sich die Fäden schrägwinklig und entgegengesetzt und praktisch unter lediglich zwei Winkeln erstrecken, wobei diese Winkel 30 - 600 zur Iängsrichtung des Bandes betragen und sich die Fäden einer dieser Schichten unter einem dieser Winkel und die Fäden der anderen dieser Schichten unter dem anderen dieser Winkel erstrecken, und wobei die Fäden 40 - 80 Gew.-% jeder dieser Schichten ausmachen, -und (2) eine spannungsaufnehmende Schicht aus der genannten wärmehärtenden Harzmasse mit einer gleichmäßigen Dicke von 0,02 - 0,5 mm zwischen den. beiden Schichten mit den ausgerichteten Fäden aufweist; und daß das Harzband leicht durch Ziehen mit der Hand auf eine Dehnung von mindestens etwa, 30 ,% seiner ursprünglichen Länge gestreckt werden kann. So In zwei Richtungen verstärktes Harzband nach Anspruch 7, d durch gekennzeichnet, daß die spannungsaufnehmende Schicht ein dünnes, dehnbares Faservlies aus festen, in Wirrlage vermischten nicht hygroskopischen Fasern aufweist. 9. Dünnes, festes, anpassungsfähiges, von Verbindungsstellen freies fadenverstärktes Harzband mit einer Breite von etwa 1 - S cm und einer Länge von mindestens 30 m, dadurch gekennzeichnet, daß es (1) zwei Schichten gleicher Ausdehnung und. gleicher Verlaufs, von denen jede aus biegsamen hochfesten, nichtverwobenen, ausgerichteten, praktisch aneinandergrenzenden Glasfäden besteht, die gleichmäßig innerhalb der Schicht verteilt und mit einer verformbaren, ungehärteten, bei Raumtemperatur beständigen wärmehärtbaren Harzmasse imprägniert und zu einem einheitlichen Ganzen vereinigt sind, die im gehärteten Zustand einen Zugmodul von mindestens 3500 kg/cm 2 aufweist, wobei jede dieser Schichten eine Dicke vor, 0,13 - 0,25 mm aufweist und sich die Fäden schrägwinklig und entgegengesetzt und praktisch unter lediglich zwei Winkeln erstrecken, wobei diese Winkel 30 - 609 zur Längsrichtung des Bandes betragen und sich die Fäden .einer dieser Schichten unter einem dieser Winkel und die Fäden der anderen dieser Schichten unter dem anderen dieser Winkel erstrecken, und wobei jede dieser Schichten etwa 50 - 65 Gew.-,iIb' Glasfäden enthält, und (2) eine spannungsaufnehmende Schicht aufweist, die sich zwischen den beiden Schichten mit den ausgerichteten Fäden befindet und ein Faservlies aus in Wirrlage vermischten verstreckten und nichtverstreckten f olyäthylenterephthala,tfasern enthält, wobei die nichtverstreckten Fasern an ihren Kreuzungspunkten miteinander verschmolzen und die verstreckten Fasern praktisch nicht mit den anderen Fasern verschmolzen sind; und daß das Harzband durch Ziehen mit der Hand auf eine Dehnung von mindestens etwa. 30 % seiner ursprünglichen Länge gestreckt werden kann. 10. Dünnes, festes anpassungsfähiges, von Verbindungsstellen freies fadenverstärktes Harzband mit einer Breite von etwa 9 - 8 cm und einer länge von mindestens 30 m, dadurch gekennzeichnet, daß es im wesentlichen aus vier Schichten gleicher Ausdehnung und gleichen Verlaufs besteht, die auf einen einzigen Rollenkern aufgewickelt sind, daß zwei sufeinanderfolgende dieser Schichten aus biegsamen, hochfesten, nichtverwobenen, ausgerichteten, praktisch aneinandergrenzenden,endlosen Glasfäden bestehen, die gleichmäßig innerhalb der Schicht verteilt und mit einer verformbaren,normalerweise klebrigen, ungehärteten wärmehärtenden Harzmasse imprägniert und zu einem einheitlichen Ganzen vereinigt sind, die im gehärteten Zustand einen Zugmodul von mindestens 3500 kg/em2 aweist,wobei jede dieser Schichten eine Dicke von 0,1 - 0,5/aufweist und sich die Fäden jeder dieser beiden Schichten unter einem Winkel von nicht mehr als etwa 6&, zur Längsrichtung des Bandes sowie entgegengesetzt zu dem Winkel der Fäden der anderen der beiden aufeinanderfolgenden Schichten erstrecken; daß die anderen beiden der vier Schichten im wesentlichen aus nichtimprägnierten Faservliesen aus in Wirrlage vermischten verstreckten und nichtverstreckten 1'olyäthylenterephtha.latfasern bestehen, wobei die nichtverstreckten Fasern jeder dieser Faservliesschichten an ihren greuzurgspunkten miteinander und an mindestens einigen %reuzungspurkten mit nichtverstreckten Fasern der anderen Faservliesschicht ver _ .olven sind, um eine oberflächliche Bindung zwischen den beiern Paaervliesschichten zu schaffen, und die verstreckten Fasern der Faservliesschichten mit den anderen Fasern praktisch nicht verschmolzen sind, sodaß sich beim Abwickeln von der Rolle das aus den vier Schichten bestehende Schichtgebilde vorzugsweise zwischen den beiden Faservliesschichten teilt und eine endlose Bandstruktur entsteht, bei der die beiden Schichten mit den ausgerichteten Fäden auf beiden Seiten mit einer der beiden Faservliesschichten bedeckt sind; daß die endlose Bandstruktur durch Ziehen mit der Hand auf eine Dehnung von mindestens etwa 34 % ihrer ursprünglichen hänge gestreckt werden kann und daß die Schichten mit den linear ausgerichteten Fäden ausreichend Harz enthalten, sodaB, wenn die Bandstruktur nach ihrer unter Zugspannung erfolgten Anbringung isärmegehärtet wird, das Harz in die Faservliesschichten fließt und sich eine aus einem einheitlichen Ganzen bestehende gehärtete Struktur ausbildet. M 1698 Drs Ve/Wr