DE2054938C3 - Verfahren zum Imprägnieren und gegebenenfalls Beschichten einer Faserschicht geringer Kohäsionsfestigkeit mit organischen Polymeren - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Imprägnieren und gegebenenfalls Beschichten einer Faserschicht geringer Kohäsionsfestigkeit mit organischen Polymeren als Matrixmaterial.

Bei der Herstellung von mit Fasermaterial verstärkten Gegenständen ist es häufig notwendig, eine Schicht aus Fasern mit einem Matrixmaterial aus einem Polymer bzw. Kunstharz zu imprägnieren. So kann 2. B. bei manchen Herstellungsverfahren vorgesehen sein, daß mehrere vorimprägnierte Folien oder Blätter zu dem gewünschten Gegenstand aufgelegt werden; in diesem Fall ist die Vorimprägnierung der Faserfolien mit Kunstharz eine Vorbedingung für die Durchführung dieses Herstellungsverfahrens. Für manche Anwendungszwecke kann die imprägnierte Faserfolie als solche unmittelbar verwendbar sein, beispielsweise als Filtermaterial.

Die Imprägnierung der Faservliese erfolgt dabei üblicherweise durch Besprühen oder Tränken mit dem a's Bindemittel dienenden Matrixmaterial. So wird beispielsweise bei einem aus der DT-AS 86 208 bekannten Verfahren zur Herstellung von mit Hilfe hochpolymerer Naturstoffe oder Kunststoffe gebundenen Faservliesen in der Weise vorge- «angen, daß die Vliese durch ein eine wäßrige Dispersion des Bindemittels enthaltendes Imprägnierbad geführt und der Überschuß der Dispersion zwischen Walzen abgequetscht wird. Da die Faservliese wegen ihrer anfänglichen geringen Festigkeit häufig nur schwierig durch ein Imprägnierbad zu führen sind, ist in der genannten Veröffentlichung angedeutet, die Faservliese vor der eigentlichen Imprägnierung ohne wesentliche Zuganwendung oberflächlich vorzuverfestigen; nähere Angaben über diese Vorverfestigung fehlen jedoch.

Aus »Kunststoffe«, 1967, S. 26 ff., ist es im Zusammenhang der Herstellung luftdurchlässiger PVC-Schaumkunstleder mit textiler Trägerschicht bekannt, die Einlagerung der textlien Trägerschicht in den PVC-Kunststoff bzw. die Imprägnierung oder Beschichtung der Textilschicht mit dem Kunststoff im Umkehrverfahren bzw. im Naß-in-Naß-Streichverfahren in der Weise vorzunehmen, daß man auf eine Trägerpapierlage ein oder mehrere Kunstsioffschichten als flüssige oder halbflüssige Pasten aufträgt und das Textilgewebe unmittelbar anschließend auf die noch flüssige Paste kontinuierlich auffährt.

Der Erfindung'liegt als Aufgabe die Schaffung eines Verfahrens zum Imprägnieren und gegebenenfalls Beschichten einer Faserschicht geringer Kohäsionsfestigkeit mit einem Matrixmaterial zugrunde, bei dem die sich aus der Handhabung der noch ungebundenen Faserschicht ergebenden verfahrenstechnischen Schwierigkeiten dadurch weitgehend vermieden werden, daß diese erforderliche Handhabung der nicht imprägnierten Faserschichten auf ein Minimum eingeschränkt wird.

Zu diesem Zweck ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung vorgesehen, daß man die Faserschicht mit geringer Kohäsionsfestigkeit auf die Oberfläche einer Schicht bzw. eines Films aus den als Matrixmaterial dienenden organischen Polymeren legt und auf die nicht mit der Matrixschicht in Berührung stehende Oberfläche der Faserschicht ein Lösungsmittel für das Matrixmaterial, welches das Fasermaterial nicht löst, aufbringt, derart, daß wenigstens ein Teil des Matrixmaterials von dem Lösungsmittel gelöst und in die Faserschicht aufgesogen bzw. mitgeführt wird, man gegebenenfalls die Faserschicht nach der Imprägnierung von der übrigen Matrixschicht abnimmt, und das Lösungsmittel entfernt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die arbeitstechnisch schwierige Handhabung der Faserschicht vor dem Imprägnieren auf ein Mindestmaß eingeschränkt und besteht im wesentlichen nur aus dem Auflegen der Faserschicht auf den Matrixfilm, d. h. aus einem Vorgang, bei welchem die Faserschicht praktisch keinerlei Zugspannungen ausgesetzt ist. Besonders vorteilhaft ist die Anwendung in Fällen, wo das Matrixmaterial nicht vollständig mit einem einzigen Lösungsmittel löslich ist oder wo die nicht imprägnierte Faserschicht nur eine geringe oder überhaupt keine Kohäsionsfestigkeit besitzt, also aus Fasermaterial in einer Form besteht, das gegen mechanische Beanspruchungen bei der Handhabung im nicht imprägnierten unverbundenen Zustand besonders anfällig ist. So kann beispielsweise nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Faserschicht in Form einer Anordnung von zugeschnittenen Faserstücken imprägniert und mit Harz zusammengehalten

werden, da für das eriindungsgemäße Verfahren durchzog die Fasern und löste das Kunstharz. Das

praktisch keine Handhabung der unverbundenen Kunstharz wurde somit durch Kapillarwirkung in die

Faserschicht vor der Imprägnierung erforderlich ist. Faserfolie aufgesogen, wobei es das in feinveneiher

durch welche diese nennenswert mechanisch auf Zug Suspension befindliche Här.vngsmiitel miiführie. Die

beansprucht wird. 5 Faserfolie wurde somit mi; .!.r Kunstharz. Härumgs-

Vorzugsweisc wird die Faserschicht nach dem Im- miti-l-Lösunti imprägniert.

prägnieren gemäß dem erfindungsgemäßen Verfah- Die imprägnierte" Faserschicht wurde dann von ren von der übrigen Matrixschicht abgenommen; al- dem übrigen "Matrixmaterial abgenommen und zur ternativ kann die Faserschicht auf dem Matrixmate- Entfernung des Lösungsmittels erhitzt. Sie konnte serial belassen werden, derart, daIS sie zu einem ein- io dann beispielsweise als vorimprämiierte Folie zum stückigen Bestandteil mit der Matrixschicht wird, die Auflegen von Gegenständen verwendet werden.
als Oberflächenschicht wirkt.

Als Matrixwerkstoffe eignen sich beispielsweise Beispiel 2
Epoxyharze oder Polyester sowie Polymere, wie beispielsweise Polycarbonate, Polysulfone. Polyamide 15 Es wurde wie in Beispiel 1 ein Gemisch aus einem und Pohacrylnitril-Verbindimgen. soweit sie wenig- Kunstharz und einem Härtungsmittel hergestellt, vvostens teilweise in einem Lösungsmittel löslich sind. bei jedoch in diesem Fall auch liiGewicluspuvent

Das Lösungsmittel braucht das Matrixmaterial fein\erteiltes Antimonoxyd zugegeben wurde. Der

nicht vollständig zu lösen und braucht auch nicht Faserfi'm wurde wieder auf die Oberfläche eines auf

notwendigerweise nicht reaktiv zu sein: sei kann es 20 Trennpapier erzeugten Films des Kunsihat/gemi-

sogar von Vorteil sein, dem Lösungsmittel einen seiles sieleüt und sodann Metinlenchlorid über die

Härter, Beschleuniger oder Weichmacher bei/uge- freiliegende Oberfläche der Faserschicht gesprüht.

hen. vor allem wenn es im Hinblick auf Probleme Auch in diesem Falle wurde das Harz angelöst und

der Lagerung unerwünscht ist. diese Komponenten nahm das Härtungsmittel und das feinverteilte, un-

mit den organischen Polymeren des Matrixmaterials 25 lösliche Antimonoxyd mit in das Fasermaterial. Die

zu mischen. Im Fall von Epoxyharz kann das Lo- imprägnierte Fascrf'olie wurde wiederum von dem

sungsmittel vollkommen reaktiv sein, wodurch sich restlichen Haivgemisch abgenommen und das Lö-

die Notwendigkeit der Entfernung des Lösunusmit- sungsmittel ausgetrieben. Die imprägnierte FasCitohe

tcls erübrigt. konnte dann /um Auflegen von Gegenständen ver-

Die Faserschicht kann eine in einer Richtung aus- 30 wendet werden, welche durch das zugegebene Antigerichtete Schicht von Fasern sein oder Querlagen, monoxyd gute Feuerfestigkeiiseigensehafien ei hielein Gewebe geringer Kohäsionstestigkeil oder eine ten.
beliebig ungeordnete Matte; die Fasern können beispielsweise aus Kohlenstoff oder Glas Iv stehen. Beispiel 3

Im folgenden wird die Erfindung beispielhaft er- 35

läutert: In diesem Falle wurde eine Kunstharz-Härumgs-

miltel-Kotnbination verwendet, bei welcher die Aus-

Bcispiel 1 härtung bei niedrigen Temperaturen (■- 50 C bis

1 ld!) C) stattfinden kann. In diesem Falle wurde

Es wurde ein Harzgemisch aus einem Epoxyharz 40 nur das Harz allein auf eine Trennpapierfolie aufge-

und Dicyandiamid als Härtungsmittel hergestellt. bracht und die Faserfolie obenauf gelegt. Das als l.ö-

Dabei kann jedes beliebige Siandardharz verwendet sungsmittel verwendete Methylenchloiid wurde vor

werden. Das Harz war in chlorsubstituierten Kohlen- dem Aufsprühen auf die Faserfolie mit der erforder-

wasserstoffen und Ketonen löslich, während das Här- liehen Menge Härtungsmittel gemischt; die Easertolie

tungsmittel nur in Wasser und komplexen Lösungs- 45 wurde sod, im wie in den vorhergehenden Beispielen

mitteln, die sowohl toxisch und teuer sein können. imprägniert. Die imprägnierte Faserfolie konnte wie

löslich ist. in den vorhergehenden Beispielen verwendet werden.

Das Harzgetniseh wurde als Film auf einem wobei jedoch in diesem Falle Wärmezufuhr zum

Trennpapier ausgebreitet und sodann eine Schicht Austreiben des Lösungsmittels nur unter größter

von in einer Richtung ausgerichteten Kohlenstoffa- 50 Sorgfalt erfolgen konnte, damit nicht die Harzaus-

sern auf den Kunstharzfilm und in Berührung mit härtung eingeleitet wird.

ihm aufgebracht. Wie ersichtlich, wurde in dem zuletzt beschriebe-

Die Faserschicht wurde sodann an ihrer nicht mit neu Beispiel das Harz und das Härtungsmittel bis zur

dem Harz in Berührung stehenden Oberfläche mit Durchführung der Imprägnierung getrennt gehalten.

Methvlenchlorid besprüht. Das Methvlenchlorid 55 wodurch sich die Lagerungsprobleme vereinfachen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Imprägnieren und gegebenenfalls Beschichten einer Faserschicht geringer Kohäsionsfestigkeit mit als Matrixmaterial dienenden organischen Polymeren, dadurch gekennzeichnet, daß man die Faserschicht mit geringer Kohäsionsfestigkeit auf die Oberfläche einer Schicht bzw. eines Films aus den als Matrixmaterial dienenden organischen Polymeren legt und auf die nicht mit der Matrixschicht

in Berührung stehende Oberfläche der Faserschicht ein Lösungsmittel für das Matrixmaterial aufbringt, derart, daß wenigstens ein Teil des Matrixmaterial von dem Lösungsmittel gelöst und in die Faserschicht aufgesogen wird, man gegebenenfalls die Faserschicht nach der Imprägnierung von der übrigen Matrixschicht abnimmt, und das Lösungsmittel entfernt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Matrixmaterial aus den Polymeren und einer in diesen dispergieren Zusatzkomponente besteht und das Lösungsmittel nur die Polymeren löst und die Zusatzkomponente in Suspension mitführt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzkomponente ein Füllmittel oder ein Härtungsmittel für die Polymeren ist.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Lösungsmittel verwendet, welches ein Härtungsmittel, einen Beschleuniger oder Weichmacher zugesetzt enthält.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als organisches Polymer des Matrixmaterials ein Epoxyharz verwendet.

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