DE19931906A1 - Producing thin sheet or panels of plastic with controlled permeability and fire resistance, by hot pressing of diverse forms of high tensile plastic fabrics without completely melting them - Google Patents
Producing thin sheet or panels of plastic with controlled permeability and fire resistance, by hot pressing of diverse forms of high tensile plastic fabrics without completely melting themInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von Kunststoffen in Folienform, insbesondere in Form stei fer plattenartiger Folien, die gegebenenfalls luftdurch lässig und außerdem nicht brennbar sind.The invention relates to a new method of manufacture of plastics in film form, in particular in the form of stei fer plate-like foils, which may be air-permeable are casual and also non-flammable.
Zur Verarbeitung von Kunststoffen zu flächigen Halbfertig- Produkten in Form von dünnen flexiblen Bahnen oder von steiferen Tafeln oder Platten, die im Rahmen der vor liegenden Anmeldung generell als folienartige Materialien bezeichnet werden, stehen verschiedene Verfahren zur Ver fügung. So werden porenfreie Kunststofffolien durch Gie ßen, Kalandrieren oder Extrudieren hergestellt, und zur Erzielung besonderer Eigenschaften können derartige Kunst stofffolien auch zu einem Verbund in Form von Laminaten oder Verbundfolien verarbeitet werden. Derartige aus einer Schmelze erzeugten folienartigen Materialien sind in der Regel nicht luftdurchlässig. In Spezialfällen kann eine gewisse Luftdurchlässigkeit, zum Beispiel im Falle von Fo lien aus Fluorpolymeren, durch besondere Reckvorgänge, die zur Bildung von Mikroöffnungen führen, erreicht werden (zum Beispiel GORE-Tex®).For processing plastics into flat semi-finished Products in the form of thin flexible sheets or stiffer panels or plates that are part of the front lying application generally as film-like materials are different methods available addition. So pore-free plastic films are made by Gie ß, calendering or extrusion, and for Such art can achieve special properties fabric films also form a composite in the form of laminates or composite films are processed. Such from a Foil-like materials are produced in the melt Usually not breathable. In special cases, a certain air permeability, for example in the case of Fo lien from fluoropolymers, through special stretching processes, the lead to the formation of micro-openings (for example GORE-Tex®).
Andererseits lassen sich Kunststoffmaterialien auch zu flächigen Erzeugnissen verarbeiten, wenn man sie vorher in Faserform hergestellt hat und diese Fasern dann wie übli che Textilfasern weiterverarbeitet, zum Beispiel durch Spinnen zu Garnen und deren Weiterverarbeitung nach den klassischen Verfahren der Textilindustrie, oder durch Weiterverarbeitung zu Vliesen und Filzen ("non-wovens"). Derartige aus Fasern, Fäden oder Garnen aufgebaute Flä chenerzeugnisse werden in der Fachsprache unter dem Sam melbegriff textile Flächengebilde zusammengefaßt. Der artige textile Flächengebilde sind in der Regel durch lässig für Fluidmedien wie zum Beispiel Luft oder Flüssig keit und weisen die typischen Eigenschaften textiler Mate rialien auf, zu denen insbesondere eine normalerweise sehr geringe Steifigkeit und Elastizität gehören. Will man der artige textile Flächengebilde luftundurchlässig machen, müssen sie entweder, wie im Falle von bestimmten Linoleum- oder Kunstledertypen, mit geeigneten Massen getränkt oder beschichtet werden, oder sie müssen mit luftundurchlässi gen Folien zu Laminaten verarbeitet werden.On the other hand, plastic materials can also be used Process flat products if you put them in Has produced fiber shape and then these fibers as usual processed textile fibers, for example by Spinning into yarns and their further processing according to the classic processes of the textile industry, or by Further processing to nonwovens and felts ("non-wovens"). Such surfaces made of fibers, threads or yarns Products are in the technical language under the Sam Mel term textile fabrics summarized. The like textile fabrics are usually through casual for fluid media such as air or liquid and have the typical properties of textile mate rialien, especially one usually very include low rigidity and elasticity. Do you want that make like textile fabrics impermeable to air, they must either, as in the case of certain linoleum or synthetic leather types, impregnated with suitable masses or coated, or they must be airtight foils can be processed into laminates.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, neuartige flächige Kunststoffmaterialien bzw. Verfahren zur Her stellung derartiger Materialien zu schaffen, wobei die flächigen Kunststoffmaterialien in steifer, blatt- oder plattenartiger Form mit einem gewünschten Grad an offener Porosität erhalten werden können, so daß die Materialien in Ausführungen von stark luftdurchlässig bis wenig luft durchlässig bis luftdicht erhältlich sind und insbesondere auch aus nicht brennbaren bzw. hochtemperaturbeständigen Hochleistungskunststoffen hergestellt werden können.It is an object of the present invention, novel flat plastic materials or processes for the manufacture position to create such materials, the flat plastic materials in stiff, sheet or plate-like shape with a desired degree of open Porosity can be obtained so that the materials in versions from highly air permeable to little air permeable to airtight are available and in particular also from non-flammable or high temperature resistant High-performance plastics can be manufactured.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das die in Anspruch 1 wiedergegebenen Grundmerkmale aufweist.This problem is solved by a method that the in Claim 1 reproduced basic features.
Vorteilhafte und bevorzugte Ausführungsformen eines der artigen Verfahrens sind durch die in den Ansprüchen 2 bis 9 hervorgehobenen weiteren Verfahrensmerkmale gekennzeich net.Advantageous and preferred embodiments of one of the like procedure are by the in claims 2 to 9 highlighted further process features net.
Die Erfindung betrifft ferner die als Produkte des genann ten Verfahrens erhältlichen Materialien und insbesondere deren Verwendung für spezielle bevorzugte Anwendungszwec ke, die durch die Verwendungsansprüche 10 und 11 erfaßt werden sollen.The invention further relates to the as products of the genann materials available and in particular their use for special preferred applications ke, which is covered by the claims 10 and 11 should be.
Nachfolgend werden das erfindungsgemäße Verfahren, die nach diesem Verfahren erhältlichen Produkte sowie deren bevorzugte Verwendungen noch näher erläutert, wobei der Fachmann den nachfolgenden Erläuterungen gegebenenfalls weitere zur Beschreibung der Erfindung wesentliche Infor mationen entnehmen kann.The method according to the invention, the Products obtainable by this process and their preferred uses explained in more detail, the Expert the following explanations if necessary further information essential for the description of the invention can take out.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden flächige, als "folienartig" bezeichnete Kunststoffmaterialien geschaf fen, die einerseits typische Eigenschaften von steifen Kunststofffolien in Platten-, Tafel- oder Blattform auf weisen, andererseits jedoch trotzdem einige eher für tex tile Flächengebilde charakteristische Eigenschaften auf weisen können. Die Mischung der genannten Eigenschaften beruht darauf, daß man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren von einem textilen Flächengebilde, d. h. einem gewebten, verstrickten oder gewirkten Material oder einem Vlies oder Filz ("non-woven") ausgeht, das aus thermoplastischen Kunststofffasern oder -garnen mit bestimmten vorteilhaften Eigenschaften hergestellt ist, und daß man dieses textile Flächengebilde, vorzugsweise in Form eines Stapels aus mehreren derartigen textilen Flächengebilden, zwischen heißen Preßflächen einer Presse so verpreßt, daß sich die Fasern des textilen Flächengebildes unter der Einwirkung von Wärme und Druck zu einem folienartigen Kunststoff material verbinden, das bezüglich seiner Oberflächencha rakteristik dem textilen Ausgangsmaterial nur noch wenig ähnelt und eher den Charakter eines "Kunststoffblechs" aufweist, das jedoch je nach Bedarf Perforationen in Form offener Poren enthalten kann, die auf die textile Aus gangsstruktur zurückzuführen sind. Die textilen Flächen gebilde, die nach dem Verfahren durch Pressen verdichtet werden, sind vorzugsweise Fasern oder Garne aus thermopla stischen oder heiß sinterbaren Kunststoffen, die auch mit dem Begriff "Hochleistungskunststoffe" bezeichnet werden. Die Hochleistungskunststoffe beruhen auf Polymeren verschiedener Gerüststruktur, und es werden zu ihnen ge zählt bestimmte Polyamide, die aromatischen Polyamide, die als Aramide bekannt sind und Kondensationsprodukte aus Phenylendiamin und Terephthalsäure bzw. Isophthalsäure darstellen (Kevlar®, Nomex®), verschiedene Polyamidimi de, Polyimide verschiedener Struktur, Polyesterimide, Polyetherimide, Polyethersulfone, Polysulfone, Polyether ketone, Polyphenylene, Polyphenylensulfide, Polyphenylen oxide, Polyacrylimide, Polybenzodiazole, Polybenzoxazole, Polybenzimidazole sowie ähnliche Hochleistungskunststoffe. Die Kunststoffe können ferner auch aus Copolymeren mit Segmenten bestehen, die sich den oben genannten Polymer klassen zuordnen lassen. Ferner können die zur Herstellung eines textilen Flächengebildes verwendeten Kunststoff fasern oder -garne auch aus Mischungen verschiedener Fa sern oder aus Polymermischungen (Polyblends) mit geeigne ten Eigenschaften hergestellt sein, wobei es im Falle von Fasermischungen genügen kann, wenn nur einen Teil der Fasern die nachfolgend genannten Eigenschaften, die eine Verarbeitung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ermögli chen, aufweist.The inventive method flat, as "Foil-like" plastic materials fen, which on the one hand have typical properties of stiffness Plastic films in plate, sheet or sheet form point, but on the other hand some more for tex Tile fabrics have characteristic properties can point. The mixture of the mentioned properties is based on the fact that in the method according to the invention from a textile fabric, d. H. a woven, knitted or knitted material or a fleece or Felt ("non-woven") that comes from thermoplastic Plastic fibers or yarns with certain beneficial Properties is made, and that this textile Flat structures, preferably in the form of a stack several such textile fabrics, between hot pressing surfaces of a press so pressed that the Fibers of the textile fabric under the influence from heat and pressure to a film-like plastic combine material with respect to its surface cha characteristics of the textile base material only a little resembles and more like the character of a "plastic sheet" has, however, perforations in the form as required Open pores can contain that on the textile Aus corridor structure. The textile surfaces structures that are compacted by pressing after the process are preferably fibers or yarns made of thermopla plastic or hot sinterable plastics, which can also be used the term "high performance plastics". The high-performance plastics are based on polymers different scaffolding structure, and they are ge counts certain polyamides, the aromatic polyamides, that are known as aramids and are made from condensation products Phenylenediamine and terephthalic acid or isophthalic acid represent (Kevlar®, Nomex®), various polyamidimi de, polyimides of various structures, polyesterimides, Polyetherimides, polyether sulfones, polysulfones, polyethers ketones, polyphenylenes, polyphenylene sulfides, polyphenylene oxides, polyacrylimides, polybenzodiazoles, polybenzoxazoles, Polybenzimidazoles and similar high-performance plastics. The plastics can also be made from copolymers Segments are made up of the above polymer have classes assigned. Furthermore, the manufacturing of a textile fabric used plastic fibers or yarns also from mixtures of different companies or from polymer mixtures (polyblends) with suitable ten properties, in the case of Fiber blends can suffice if only part of the Fibers have the following properties, one Processing possible according to the inventive method chen, has.
Thermoplastische Kunststofffasern, insbesondere Fasern aus einem der genannten Hochleistungskunststoffe, werden auf eine irgendeine Weise zu einem textilen Flächengebilde verarbeitet, das die typischen Eigenschaften eines Tex tilmaterials aufweist. Besteht dieses Textilmaterial aus Fasern, die unter der Einwirkung von Hitze und Druck so erweichen, daß sie sich miteinander verbinden können, was in Form eines Klebrigwerdens oder oberflächlichen An schmelzens oder als Sintern erfolgen kann, kann das texti le Flächengebilde oder ein Stapel daraus gemäß der vorlie genden Erfindung zwischen den heißen Preßflächen einer Presse in ein steifes blattartiges Material verwandelt, das bei Verwendung von glatten Preßflächen einer entspre chenden Qualität oberflächlich glänzend ist und als glat te, steife Platte erscheint. Je nach Art des verwendeten Kunststoffmaterials, nach Art der Bindung in dem textilen Ausgangs-Flächengebilde sowie in Abhängigkeit von der Preßzeit und der Temperatur beim Pressen, erfolgt die Umwandlung des textilen Flächengebildes in eine platten artige Folie mehr oder weniger vollständig. Es ist durch geeignete orientierende Versuche möglich, die Eigen schaften des erhaltenen Materials so zu steuern, daß ein gewünschter Grad an Porosität in den erzeugten, optisch glatten Platten erhalten bleibt, so daß luft- und luft feuchtigkeitsdurchlässige Plattenmaterialien gebildet wer den. Es ist jedoch auch möglich, insbesondere durch Erhö hung der Temperatur, des Pressdrucks und der Preßzeit, steife plattenartige Kunststoffmaterialien herzustellen, die luftdicht sind und nicht sofort von steifen Kunst stofffolien unterschieden werden können.Thermoplastic synthetic fibers, in particular fibers from one of the above-mentioned high-performance plastics some way to a fabric processed that the typical properties of a Tex has tilmaterials. Is made of this textile material Fibers under the influence of heat and pressure like this soften that they can connect with each other what in the form of becoming sticky or superficial melting or sintering, texti le fabrics or a stack thereof according to the present ing invention between the hot pressing surfaces of a Press transformed into a stiff sheet-like material, that corresponds to the use of smooth press surfaces quality is superficially shiny and as smooth stiff plate appears. Depending on the type of used Plastic material, according to the type of binding in the textile Initial fabrics and depending on the Pressing time and the temperature during pressing, the Conversion of the textile fabric into a plate like film more or less completely. It's through suitable orientation tests possible, the Eigen control the material obtained so that a desired level of porosity in the generated, optical smooth plates is preserved, so that air and air moisture-permeable sheet materials formed the. However, it is also possible, especially by increasing temperature, pressing pressure and pressing time, to produce rigid plate-like plastic materials, which are airtight and not immediately of rigid art fabric films can be distinguished.
Das Verfahren eignet sich besonders für Kunststoffe, die eine relativ hohe Temperaturbeständigkeit aufweisen und in der Wärme eher erweichen als vollständig schmelzen. Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Versuche wurden mit Aramiden und insbesondere Polyimidgeweben durchgeführt, wie sie zum Beispiel zur Herstellung von Brandschutzbekleidung oder von technischen Textilien, zum Beispiel Filtertüchern, verwendet werden. So kann durch Verarbeitung eines Stapels aus gewirkten, sehr weichen Textilien, zum Beispiel in Form eines Stapels aus zwei derartigen Textilienlagen, durch Verpressen eine glatte Platte erzeugt werden, die eine hohe Oberflächenglätte aufweist, die eine hohe, blechartige Steifigkeit aufweist und der man die textile Herkunft als nur noch als feine Musterung ansehen kann. In einem solchen Material können mehr oder weniger viele offene Poren vorhanden sein, so daß das Material trotz seines "blechartigen" Charakters luft- und feuchtigkeitsdurchlässig sein kann. Für thermoplastische Kunststoffmaterialien der beispielhaft genannten Art haben sich Verfahrensbedingungen als ge eignet erwiesen, die Drücke im Bereich von 2 bis 10 bar sowie Temperaturen im Bereich von 110°C bis 400°C umfas sen, wobei das Verpressen auf Flachpresse, Plattenpressen oder auf kontinuierlichen Bandpressen erfolgen kann, zum Beispiel solchen, wie sie für die Herstellung von flächi gen Laminaten verwendet werden.The process is particularly suitable for plastics that have a relatively high temperature resistance and in soften the heat rather than melt completely. The Experiments on which the present invention is based were made with aramids and especially polyimide fabrics performed, such as for the manufacture of Fire protection clothing or technical textiles, for Example filter cloths can be used. So through Processing a stack of knitted, very soft Textiles, for example in the form of a stack of two such textile layers, by pressing a smooth Plate are produced that have a high surface smoothness has a high, sheet-like stiffness and the one the textile origin as only as fine Can see pattern. In such a material can there are more or fewer open pores, so that the material despite its "sheet-like" character can be permeable to air and moisture. For thermoplastic materials of the example mentioned type have procedural conditions as ge proven to be suitable, the pressures in the range of 2 to 10 bar and temperatures in the range of 110 ° C to 400 ° C sen, the pressing on flat press, plate presses or can be done on continuous belt presses to Example of those used for the production of flächi gene laminates can be used.
Die erhaltenen Platten sind aufgrund ihrer porösen Struk tur sowie ggf. ihrer chemischen Zusammensetzung saugfähig und sind zur Beschichtung mit Lacken, Schaummaterialien und Klebern geeignet. Sie sind bei geeigneten Anwendungen klimaausgleichend und nehmen Feuchtigkeit auf und geben sie wieder ab.The plates obtained are due to their porous structure structure and, if applicable, its chemical composition is absorbent and are for coating with paints, foam materials and adhesives. They are in appropriate applications climate-compensating and absorb moisture and give them off again.
Bei Verwendung geeigneter Kunststoffmaterialien, die flammhemmend oder völlig unbrennbar sind, werden platten artige Folien erhalten, die für Verwendungszwecke im In nenausbau, insbesondere in Bereichen, für die ein Flamm schutz vorgeschrieben ist, verarbeitet werden können. Die Verarbeitung der plattenartigen Kunststoffmaterialien kann in Form von Tapeten, als Laminat zur Beschichtung von Holz-Leichtbauplatten, zur Erzeugung von Dekorationsgegen ständen, Messeständen oder auch zur Verkleidung von Stahl bauteilen usw. verwendet werden. Die erfindungsgemäßen Materialien können dabei mit anderen Materialien auf vor teilhafte Weise verbunden werden, wobei eine erleichterte Verformbarkeit der plattenartigen Materialien in der Wärme ausgenutzt werden kann.When using suitable plastic materials, the are flame retardant or completely non-flammable receive like films, which are used in In expansion, especially in areas where there is a flame protection is prescribed, can be processed. The Processing of the plate-like plastic materials can in the form of wallpaper, as a laminate for coating Lightweight wooden panels, for the production of decorative counter stands, exhibition stands or also for cladding steel components etc. are used. The invention Materials can precede with other materials partial way to be connected, being a facilitated Formability of the plate-like materials in the heat can be exploited.
In einer Abwandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens kön nen ferner auch Materialien verwendet werden, die inner halb eines einzigen flächigen Materials die Eigenschaften von thermoplastischen Blechen und Textilien in verschiede nen Flächenbereichen miteinander verbinden. Indem man beispielsweise das Pressen nicht mit vollflächigen Press flächen vornimmt, sondern mit Pressflächen mit Aussparun gen oder Vertiefungen ist es möglich, das textile Flächen gebilde, das als Ausgangsmaterial verwendet wird, nur teilweise zu versteifen bzw. zu verdichten und zu ver festigen. Auf diese Weise können beispielsweise Materia lien hergestellt werden, deren Muster feste Flächenpartien aufweisen, zwischen denen textile Flächenbereiche mit den dafür charakteristischen hohen Luft- und Feuchtigkeits durchgangswerten erhalten bleiben.In a modification of the method according to the invention NEN materials are also used, the inner the properties of a single sheet material of thermoplastic sheets and textiles in various Connect areas together. By for example, pressing with a full-surface press areas, but with press areas with recess or recesses, it is possible to cover the textile surfaces structure that is used as the starting material, only partially stiffen or compress and ver consolidate. In this way, for example, materia lien are produced, the pattern of solid areas have between which textile surface areas with the characteristic high air and humidity continuity values are retained.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. The invention is based on a Embodiment explained in more detail.
Aus einem Polyimidgarn (P84; Lenzing AG) mit den Kenn werten Nm 40/1 wird auf einer Rundstrickmaschine, Strick bindung R : R, ein gewirktes textiles Material erzeugt. Das Material ist von leicht flauschigem Charakter, weich im Griff und nachgiebig und weist die für Polyimide typische goldgelbe Färbung auf.From a polyimide yarn (P84; Lenzing AG) with the ident value Nm 40/1 is on a circular knitting machine, knitting weave R: R, a knitted textile material is produced. The Material is of a slightly fluffy character, soft in Grip and compliant and shows the typical of polyimides golden yellow color.
Zwei Lagen eines derartigen Materials werden aufeinander gelegt und bei einem Druck von 10 bar bei einer Temperatur von 340°C mit einer Geschwindigkeit von 2 m/s durch eine kontinuierlich arbeitende Bandpresse geführt.Two layers of such a material are stacked placed and at a pressure of 10 bar at a temperature of 340 ° C at a speed of 2 m / s through a continuously operating belt press.
Nach dem Erkalten weist das aus der Presse erhaltene Material eine glatte glänzende Oberfläche und eine Dicke von etwa 1/2 mm auf. Das Material ist steif, und gegen das Licht sind in ihm feine Poren zu erkennen, die eine gewis se Luft- und Feuchtigkeitsdurchlässigkeit das Materials gewährleisten. Das Material hat eine goldgelbe bis gelblich-braune Farbe und läßt die ursprüngliche Textil bindung in Form einer feinen Musterung erkennen.After cooling, this indicates that obtained from the press Material a smooth shiny surface and thickness of about 1/2 mm. The material is stiff, and against that Light pores can be seen in it, which are certain air and moisture permeability of the material guarantee. The material has a golden yellow to yellowish-brown color and leaves the original textile recognize binding in the form of a fine pattern.
Claims (11)
- - ein textiles Flächengebilde aus thermoplastischen Kunst stofffasern oder -garnen herstellt und
- - dieses textile Flächengebilde oder einen Stapel aus derartigen textilen Flächengebilden zwischen den Preß flächen einer Heißpresse so verpreßt, daß sich die Fa sern des textilen Flächengebildes oder des Stapels aus den textilen Flächengebilden zu einem folienartigen Kunststoffmaterial mit einer glatten Oberflächenstruk tur, die durch die Oberflächenstruktur der Preßflächen bestimmt wird, verbinden,
- - wonach man das folienartige Kunststoffmaterial aus der Presse entfernt.
- - a textile fabric made of thermoplastic synthetic fibers or yarns and
- - This textile fabric or a stack of such textile fabrics between the press surfaces of a hot press so pressed that the fibers of the textile fabric or the stack of textile fabrics form a film-like plastic material with a smooth surface structure, which is caused by the surface structure of the Pressing surfaces is determined, connect,
- - After which the film-like plastic material is removed from the press.
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