DE1704670A1

DE1704670A1 - Kunststofflaminat mit Verstaerkungsrippen und Verfahren zum Herstellen dieses Laminats

Info

Publication number: DE1704670A1
Application number: DE19681704670
Authority: DE
Inventors: Claudius Fietzek
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-03-01
Filing date: 1968-03-01
Publication date: 1971-02-18
Also published as: DE1704670B2

Description

Kunststofflaminat mit VerstärkungsripPen und Verfahren zum Herstellen dieses Laminats Die Erfindung betrifft ein Kunststofflaminat aus mindestens zwei Schichten, von denen eine Schicht Rippen aufweist, die der Verstärkung dienen und ein Verfahren zum Herstellen desselben.
Es ist bereits bekannt, daß verstärkte Kunststoffe, z. B. glasfaserverstärkte Kunststoffe, einen niedrigen Elastizitätsmodul besitzen. Dies führt bei biegebelasteten Konstruktionen bzw. bei Teilen, welche nicht 1zu weich"sein dürfen, zu relativ hohen Wandstärken und damit auch zu hohen Gewichten.
Diese Nachteile zu beheben, ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe.
Für ein Kunststofflaminat aus mindestens zwei Schichten, wobei eine Schicht der Verstärkung dienende Rippen aufweist, besteht danach die Erfindung darin, daß die der Verstärkung dienende Schicht aus einem dünnen Grundgewebe, an das aus Fasersträngen gebildete Rippen angewebtlsind, besteht. Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung bestehen dabei Grundgewebe und Faserstränge im wesentlichen aus Glasfasern.
Die Erfindung vermag damit den eingangserwähnten Nachteilen, vorwiegend denen des hohen Gewichts und der Durchbiegung, in einfacher Weise wirkungsvoll entgegenzutreten.
Nach der amerikanischen Patentschrift 3 214 320 ist es bereits bekannt, zwischen zwei Kunststoffschichten Glasfaserstränge einzulegen. Diese Stränge liegen aber lose zwischen den Schichten. Sie sind nicht miteinander verbunden und auch nicht an ein Grundgewebe angewebt. Durch die französische Patentschrift 1 376 302 ist ein Laminat aus zwei Schichten bekanntgeworden, bei dem die eine Schicht aus einem Glasfasernetz besteht, dem Fasern aus Polypropylen beigegeben sind. Das Netz ist in diesem Falle nicht mit einem Grundgewebe verbunden. Außerdem ist das Netz nicht aus Fasersträngen gebildet. Die beiden Schichten werden beim Bekannten nicht auf einer Form miteinander verbunden, sondern laufen durch heizbare Walzen.
Die Erfindung sei nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Strangrippenkarogewebe nach der Erf indung mit Versteifungs- und Verstärkungswirkung längs, quer und in geringerem Maße auch in der Diagonalrichtung.
Fig. 2 zeigt das gleiche Gewebe wie in Fig. 1, Jedoch ohne Querstrangrippen. Dieses Gewebe bringt in Längsrichtung die oben genannten Vorteile.
Fig. 3 zeigt ein fertiges Laminat nach der Erfindung au der Form unter Xitverwendung eines Strangrippenkerogewebes nach Fig. 1.
Fig. 4 zeigt den Aufbau eines Laminats nach der Erfindung, welcher eine beidseitig glatte Oberfläche ermöglicht.
In den Zeichnungen ist 1 ein dünnes Grundgewebe aus Glasseide oder anderen Materialien. Mit 2 und 3 sind die Baserstrangrippen bezeichnet. Sie werden durch annähernd parallel und dicht neben und übereinander liegende Glasseidenfäden oder andere Materialien gebildet und sind an das Grundgewebe angevebt.
In Fig. 3 ist 1 dünne Grundware des Strangrippengewebes.
Die Langsrippen sind mit 2 und die teuerrippen mit 3 bezeichnet. Das bei der Anordnung nach Fig. 3 vorgesehene Grundlaminat 4 ist ein Laminat herkömmlicher Art. Mit 5 ist in Fig. 3 die Deckschicht bezeichnet.
Mit Hilfe der stark rippen-oder reliefartig ausgebildeten Faserstrang-Yerstärkungsmaterialien (Fig. 1 und 2), welche mit Kunstharz, vorwiegend Epoxid- oder Polyesterharz, getränkt und in einem Arbeitsgang verarbeitet werden und aushärten, wird das Trägheits- und Widerstandsmoment der Laminate, siehe Fig. 3 und Fig. 4, auf engem Raum angehoben.
Dieser querschnittsbedingte Effekt wird durch den etwa verdoppelten Elastizitätsmodul der Faserstrangrippen erhöht (gemessen am Gewebelaminat beidseitig gleicher Festigkeit und 50 Gewichtsprozent Glasfasergehalt).
Die Zugfestigkeit kann bis zu ca 90 kg/mm2 betragen. Laminate unter 5 kg/m2, s. B. für glasfaserverstärkte Kunststoff-Sportboote, wo hohe Steifheit und ein geringes Gewicht kritische Größen sind, können auf diese Weise, bei gleichem Gewicht wie bisher, um das zwei bis vierfache versteift und wesentlich biegeverstärkt werden.
Die Versteifungs- und Verstärkungswirkung und die Gewichtsersparnii durch den Einsatz der Strangrippenverstärkungen steigt im Verhältnis zu herkömmlichen Laminaten gleichmäßiger Bauhöhe mit dem sinkenden uadratmetergewicht der strangrippenverstärkten Laminate und erreicht seinen Höhepunkt in der für sich allein verarbeiteten Strangrippenverstärkung.
Als Anwendungsgebiete der Erfindung kommen in Betracht: Sportboote und Boote allgemein, Karosserie- und Fahrzeugteile, Industrieteile, Flugzeug- und Raumfahrzeugteile, Platten, Meterware usw.
Die Gewebe nach der Erfindung (Fig. 1 und 2) können auf herkömmlichen Webmaschinen hergestellt werden. Es ist möglich, Gewebe nach Fig. 2 in Schußplissee-Webtechnik mit verstärkter Kettrichtung zu produzieren, wobei besonders hohe Rippen möglich sind.
Faserstrangrippen können mit Geweben, Maschenwaren, Matten, z. B. Glasseidenmatten und Vliesen oder anderen, weichen und flächigen Trägerstoffen in beliebiger Weise und Anordnung verbunden werden.
Die Anordnung der Faserstrangrippen und der Abstand zueinander, die Stranghöhe und Strangbreite, die Strangrippenlage im, am und über der Grundware, die Bindung und das Material, die Ausrüstung und gegebenenfalls das Füllmaterial der Strangrippen können verändert werden.
Die Verarbeitung der Strangrippenverstärkungen kann im Handauflegeverfahren erfolgen und entspricht im Prinzip der Handhabung bis jetzt bekannter Glasseidengewebe und Matten.
Der unter normalen Bedingungen erreichbare Glasgehalt beträgt ca 50 Gew. %.
Das Strangrippenverstärkungsmaterial wird bei Laminaten, welche auf einer Seite glatt sein sollen, in den meisten Fällen als letzte Lage aufgeschichtet, s. Figur 3. Es soll, vorwiegend bei stärkeren Grundlaminaten, auf das gut angehärtete Grundlaminat aufgelegt werden1 wodurch ein Eindrücken der Stränge in den weichen Untergrund vermieden wird. Je höher die Stränge rippenartig zu stehen kommen, um so höher ist die Steifheit, Biegebelastbarkeit und mögliche Gewichtsersparnis.
Das Harz darf nicht auf die Strangrippenverstärkungen aufgegossen werden, sondern es ist mittels Laminierwalzen oder Pinsel unter mäßigem Druck sparsam aufzutragen und mit einer schmalen, langborstigen Plüschwalze oder einem Pinsel und mit verstärktem Druck zu verteilen. Die Strangrippen durchtränken weitgehend selbsttätig. Ihre Tränkzeit beträgt je nach Gewebe, Harzart und Viskosität, ca 3 bis 20 Minaten.
Eine Gefahr stellt der hohe Härtungsschwund von Polyesterharz dar. Besonders bei Laminaten unter ca 4 kg/m2 kann es zu Strangrippenabzeichnungen auf der Oberseite kommen.
Durch den Einsatz von Epoxidharz, kann man diesen Schwierigkeiten wirkungsvoll entgegentreten und es sind, neben Qualitätsverbesserung, leichtere Konstruktionen als mit Polyesterharz möglich.
Bei Verwendung von Polyesterharz ist folgende Arbeitsweise ratsam: 1.) At wichtigsten ist die Verwendung eines Härters, welcher die Polykondensation niedrig exotherm vollzl*ht.
2.) Je langsamer der Härtungsablauf, um so besser.
3.) Unter Umständen mittelreaktives Harz versenden.
4.) Härtung in der Form.
5.) Tempern in der Form mit mäßiger Temperatur, hauptsäclich zu Beginn der Härtung.
6.) Auflaminieren der Strangrippenverstärkungen auf das gut ausgehärtete, nach Möglichkeit sogar weitgehend ausgehärtete Grundlaminat.

Claims

Patentansprüche 1.) Kunststofflaminat aus mindestens zwei Schichten, wobei die eine Schicht der Verstärkung dienende Rippen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die der Verstärkung dienende Schicht aus einem dünnen Grundgewebe (1), an das aus Fasersträngen gebildete Rippen (2, 3) angewebt sind, besteht.
2.) Kunststofflaminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundgewebe (1) im wesentlichen aus Glasfasern besteht.
3.) Kunststofflaminat nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstränge (2, 3) im wesentlichen aus Glasfasern bestehen.
4.) Kunststofflaminat nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstränge 2 (Fig. 2) streifenförmig parallel nebeneinander liegen.
5.) Kunststofflaminat nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstränge 2 (Fig. 1 und 3) karoförmig angeordnet sind.
6.) Verfahren zum Herstellen eines Kunststofflaminates nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Grundgewebe (1) und Fasersträngen (2, 3) gebildete Schicht auf die andere, sich auf einer Form befindliche als Tragerschicht dienende Schicht aufgelegt ist, dann dort mit Kunststoff getrinit wird und dabei in einem Arbeitsgang die Verbindung und die Formung von Trägerachicht und Verstärkungsschioht erfolgt.
7.) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe (Fig. 2) in Schußplissee-Webtechnik hergestellt wird.
8.) Verfahren nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe (Fig. 2) in Schußplisseewebtechnik mit verstärkter Kettrichtung hergestellt wird.
9.) Verfahren nach den Ansprüchen 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Faserstrangrippen mit Geweben, Maschenwaren, Matten oder Vliesen oder anderen weichen und flächigen Trägerstoffen verbunden werden.
10.) Verfahren nach den Ansprüchen 6 bis 9, gekennzeichnet durch die Anwendung der Webdrehertechnik.

Leerseite