DE2061457A1 - Doppelt gereckte Wellplatten aus einem Harz auf Polyvinylchlorid Basis - Google Patents

Doppelt gereckte Wellplatten aus einem Harz auf Polyvinylchlorid Basis

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DE2061457A1
DE2061457A1 DE19702061457 DE2061457A DE2061457A1 DE 2061457 A1 DE2061457 A1 DE 2061457A1 DE 19702061457 DE19702061457 DE 19702061457 DE 2061457 A DE2061457 A DE 2061457A DE 2061457 A1 DE2061457 A1 DE 2061457A1
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double
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Description

PATENTANWÄLTE
DR. ING. A. VAN DER WERTH DR. FRANZ LEDERER
21 HAMBURG 90 8 MÜNCHEN BO
WILSTORFER STR. 32 - TEL. (0411) 770861 LUCILE-CRAHN-STR. 22 - TEL. (0811) 44 0840
Küncken, 14 o Dezember 1970 So 69/4-3
Anmelder: SOLVAX & Cie«., rue du Prince Albert 33, Brüssel, Belgien
Doppelt gereckte ..Wellplatten a aus einem n Harz, auf
Di© Erfindung betrifft doppelt gereckte Wellplatten aus einem Harz auf Polyvinylchlorid-Basis,, die ausgezeichnete mechanische Eigenschaften aufweisen.,
Die Bedeutung, die Plastik-Wellplatten und dabei insbesondere die auf Polyvinylchlorid~Harzbasis hergestellten im Baugewerbe erfahren haben, kann als bekannt vorausgesetzt werdeno
Eine einwandfreie Herstellung vorausgesetzt„ weisen diese Wellplatten mechanische Eigenschaften auf5 die im Hinblick auf Transport-, t "Verlade- und Aufstellbedingungen mehr als ausreichend sind« Unter normalen '.Vetterverhältnissen sind
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diese darüber hinaus voll gegen atmosphärische Einflüsse widerstandsfähig»
Demgegenüber ist ihre Schlagfestigkeit insbesondere nach Alterung durch Witterungseinflüsse im allgemeinen unzureichend, um überaus starken oder unwetterhaften Hagelschlägen den erforderlichen Widerstand entgegennetzen zu könnenβ
Es wurde bereits versuchts diesem Mangel dadurch abzuhelfen» daß in die zur Herstellung verwendeten Gemische Verfestigungsmittel eingebracht wurden« Dessen ungeachtet erweist sich diese Lösung jedoch als kostspielig und schwer ausführbar»
Es ist darüber hinaus bekannt, daß flache Folien und Platten aus Polyvinylchlorid-Harz in den Fällen verbesserte mechanische Eigenschaften aufweisen, in denen eine doppelt gerichtete Streckbehandlung unter Bedingungen vorgenommen wird» die eine Reckung (oder Orientierung) zur Folge hat* Bis jetzt war es jedoch noch nicht möglich* aus solchen doppelt gereckten Folien bzw» Platten zufriedenstellende Wellplatten herzustellen»
Die im allgemeinen zur Herstellung solcher Folien oder Platten auf der Basis von Polyvinylchlorid-Harz verwendeten Verfahren bestehen darin, daß diese Folien oder Platten erwärmt und zwischen feststehenden Formeinrientrungen durchgeführt werden, die durch Wasserumlauf gekühlt werden, wodurch diese Folien oder Platten in der Form erstarren, die ihnen durch die Ausbildung der Formelemente verliehen wird ο
BAD
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V/enn bei diesem Verfahren Folien oder Platten verwendet werden«, die vorher eine doppelte Reckung erfahren haben, und gespannt gehalten werden, um ihrer starken Elastizität entgegenzuwirkenj so stellt man fest, daß die Reibungskräfte zwischen den Formelementen bewirkens daß die Folien oder Platten einreißen,.
Die Anmelderfirma ist nunmehr in der Lage, Wellplatten eines sehr regelmäßigen und gleichbleibenden Profils herzustellen, die als Grundstoff doppelt gereckte Folien oder Platten aus Harzen auf der Basis von Polyvinylchlorid verwendenο
Die somit hergestellten doppelt gereckten Wellplatten zeigen bei einer Temperatur von 20° C eine Zugfestigkeit von über 650 cm kg f/cm und eine Schlagzähigkeit unter
■Vorspannung von über 300 kg/cm „ Außerdem halten diese Wellplatten bei einer Temperatur von 4-° C Stöße aus, die durch Buchsbaumkugeln eines Durchmessers von 20 mm hervorgerufen werden3 die senkrecht zur Plattenoberfläche mit einer Geschwindigkeit auftreffen« nach der ihre Aufschlagbzw,, Bewegungsenergie 0,105 m kg f beträgt..
Die erfindungsgemäßen Wellplatten werden dadurch hergestellt j daß man flache Platten aus einem Harz auf Polyvinylchlorid-Basis auf eine Temperatur von 85 - 125° 0« vorzugsweise §0 - 120° C?. erwärmt und einer biaxialen Reckung um mindestens 30 >», vorzugsweise um 70 - 120 %% in jeder Richtung unterwirft, sodann wellt und die so erhaltenen Wellplatten während sie in ihrer Form gehalten werden auf eine Temperatur unterhalb des Übergangspunktes des die Platten bildenden Harzes in den glasartigen Zustand
BAD ORiGINAL
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abkühlt« Die hierbei für die Wellung besonders geeignete und vorzugsweise verwendete "Vorrichtung wird nachstehend noch beschriebenο
Hierbei ist zu bemerken, daß die aus Folien oder Platten auf Polyvinylchlorid-IIarzbasis hergestellten Wellplatten, die keine vorherige Doppelrecfcung erfahren haben und hergestellt werden, indem man diese im aufgeweichten Zustand zwischen feststehenden Formelementen durchlaufen läßt, die gekühlt werden, nach dem Auswellvorgang auch einen bestimmten Doppelreckeffekt aufweisen können,* So kann mit der Ausformung dieeer Folien bawo Platten eine bestimmte Streckung in Längsrichtung eintreten, die auf die Zugkraft zurückgeführt werden kann, der diese beim Durchlauf zwisehen den Formelementen ausgesetzt sindo Außerdem kann eine Streckung in Querrichtung eintreten, deren maximaler Wert durch das Verhältnis zwisehen der Breite einer planen Folie und der Gesaintbreite einer Wellfolie gleicher Breite wie der der planen Folie bestimmt wird„ Die maximale Querstreckung wird daher durch den Krümmungsfaktor der hergestellten Wellplatte bestimmt« Dieser Faktor kann je nach dem Profil der Wellplatten zwischen 1,1 und 1,5 schwanken, wobei hier die Querstreckung au schwach ist, um den Wellplatten wesentlich verbesserte Eigenschaften mechanischer Art zu verleihen, die mit denen vergleichbar wären, die die erfindungsgemäß hergestellten Wellplatten aufweisen«
Dieser geringe Streckungßgrad der Folien bzw* Platten bei ihrer Auswellung durch dieses Verfahren kann durch eine bei Wärme vorgenommene Schrumpfungsprüfung herausgestellt Setzt man diese Wellfolien oder -blatten während
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acht Stunden einer Temperatur von 140° 0 aus, so kann festgestellt werden, daß die eingetretene Schrumpfung wesentlich unter 25 % liegte I7enn man dagegen ein erfindungsgemäß gewelltes Muster der gleichen Behandlung aussetzt, stellt man fest, daß die Schrumpfung entlang der "beiden Hauptachsen über 30 % "beträgt, obwohl die Schrumpfung, die am gleichen Produkt nach natürlicher Sonßßneinstrahlung festzustellen ist, vernachlässigbar klein ausfällt ο
per nebenbei mit dem Durchlauf zwischen den gekühlten Formelementen entstehende Streckeffekt kann darüber hinaus in seinen Wirkungen nicht mit der von der Anmelderfirma erreichten Streckung verglichen werden, die unter genauen Temperaturbedingungen stattfindet, die jedoch nicht in Hinblick auf eine Kühlung und Erstarrung des Produktes, sondern zur Erreichung einer starken liolekularausrichtung gewählt werden*
Diese Bedingungen werden aus der beigefügten Figur 1 leichter ersichtlich, in der die Streckbarkeitskurve in Abhängigkeit von der Temperatur einer weichmacherfreien Formulierung auf der Basis eines durch die SOLVIO S*A, vertriebenen Polyvinylchloridharzes, SOLVIC 239, dargestellt wird.
Wie aus dieser Figur ersichtlich wird» erfolgt diese Strekkung während der Kalibrierung immer in der Zone ABC, deren untere Temperaturgrenze durch die üindesttemperatur gegeben ist, auf die die Folie bzw« die Platte zu bringen ist, um nach herkömmlichen Verfahren ausgeformt werden zu können»
Demgegenüber kann die in zwei Sichtungen an der flachen Folie oder Platte vor dem Auswellvorgang vorgenommene Strek-
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kung vorteilhafterweise in der DEF-Zone stattfinden, d„he nicht nur stärker ausgeprägt, sondern außerdem bei geringeren Temperaturen, wodurch die Streckwirkung auf die mechanischen Eigenschaften der bearbeiteten Folien oder Platten erhöht wird.
Die sich aus den erfindungsgemäßen, doppelt gereckten Wellplatten ergebenden Vorteile werden noch durch die beispielhaft und nicht begrenzend aufzufassenden„ folgenden Beispiele herausgestellt»
Beispiel 1
Hergestellt wird eine flache Platte von U- mm Stärke aus einem Polyvinylchlorid-Harz, unter der Bezeichnung SOLVIC durch die SOLVIC S0A0 vertrieben, dessen Gemisch* in Gewichtsteilen gerechnet, folgende Zusammensetzung aufweist:
- 100 SOLVIC 239
- 1 Bleistearat (zu 28 % Blei)
-1,5 eines Salzes einer C^g-Fettsäure von Barium (7 %) und Kadmium (10 %)
- 2 epoxydiertes Sojaöl mit 6 % Oxiran-Sauerstoff
- 1 Llethylmethacrylat- und Äthylacrylat-Copolymer in den Anteilen von 87 zu 13*
Biese Platte wird auf eine Temperatur von 105° C gebracht und 100 % in beiden Richtungen gestreckte Die Längsstrekkung erfolgt durch Durchlaufen durch aufeinanderfolgende Walzen, die mit progressiv anwachsenden Geschwindigkeiten umlaufen* Die Querstreckung erfolgt durch Erfassung der Ränder mittels Halteklemmen, die auf zwei auseinanderlaufenden Schienen montiert sind«
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. 7. ■ 206U57
Diese ausgezogene Platte wird nunmehr in eine Trapezprofil~ Wellplatte weiterverarbeitet und zwar durch !Durchlauf zwischen beweglichen Formelementen* die durch zwei Serien von Endlosketten gebildet werden, die Formplatten in U-Form tragen, deren obere Kanten Schlitze aufweisen* in denen durchlaufende Metalldrähte angeordnet sind« Diese Endlosketten liegen auf zwei Auswellplatten, die übereinander angeordnet sind und bei Annäherung die getragenen Formplatten ineinandergreifen lassen, so daß die in den Schlitzen liegenden Metalldrähte an die Stellen gebracht werden» an M denen die Platte gefaltet werden soll, um das gewünschte Wellprofil zu erzielen,. Auf diese Weise erfolgt die progressive Auswellung der Platte über durchlaufende Metalldrähte , die an den Stellen angeordnet und gehalten werden, an denen eine Faltung der Platte vorzunehmen ist«.
Das beschriebene Auswellverfahren ermöglicht eine Auswellung ohne Gefahr eines Einreißens, wobei konstante Querprofile entstehen, deren Kanten geradlinig und fehlerfrei verlaufen«
Die Ausweilvorrichtung wird übrigens in einer zur gleichen Zeit von der Anmelderfirma eingereichten Patentanmeldung W näher beschrieben«
Die somit erzielte Wellplatte besitzt eine Stärke von 1 ami und einen Klrümmuriggfaktor von 1
Schneidet man aus dieser 'wellplatte ein Viereck von 1m Seitenlänge aus und bringt dieses während acht Stunden in einen Wärmeschrank einer Temperatur von 140° G ein, so kann festgestellt werden, daß dieses Viereck eine Schrumpfung
8AD QRK3INÄL. 109828/1698
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von 50 % sowohl in Längs- als auch, in Querrichtung aufweist und sich seine Stärke von 1 mm auf 4 rom verändert»
Die nachstehende Tabelle I gibt die mechanischen Eigenschaften an, die an. einer doppelt gereckten Wellplatte bei einer Temperatur von 20° C gemessen wurden und zwar im Vergleich mit den gleichen Eigenschaften, die an einer V/ellplatte der gleichen Formulierung gemessen wurden, wobei es sich jedoch hierbei um eine zwischen den feststehenden Formelementen nicht gereckten Platte handelt„
Tabelle I
Eigenschaften Horm Einheit normale
Wellplatte		 doppelt
gereckte
V/ellplatte
Zugfestigkeit
Schlagzahlgkeit
unter Vorspannung		 DIN
53448
CD		 cm kg5
f /cnr
kgpf/
cm		 538
195		 1719
680
(1) Die Schlagzähigkeit unter Vorspannung wurde gemessen nach der Methode, die in der französischen Zeitschrift "Plastiques Modernes et Elastomere r:l (Uoderne Plaste und Elastomere) vom September 1963,, Seite 134 beschrieben und durch die belgische Patentschrift ?1$ 208 geschützt ist, wobei die überstehende Höhe der Lamelle 0j6 mm und die Stoßenergie 15-.5 cm „kg f beträgt.-
Um den Stoßwideretand und insbesondere d.l e Hoßolfcstlgkeit der erfindungsgemäß hergestellten Wellpl.-rirben bc-t/orten \mä
BAD ORiGlNAL
1 0 Ü B / 8 / 1 b 9 H
eine Vergleichsstudie mit dem Widerstand der herkömmlichen Wellplatten anstellen zu können, hat sich die Anmelderfirma der nachfolgend dargestellten Prüfmethode bedient, die eine ausgezeichnete Reproduzierbarkeit liefert*.
Husterstücke von Wellplatten der Abmessungen 35 x 35 cm werden bei einer Temperatur von 4° C dem Aufprall von Buchsbaumkugeln einer Dichte von O,975 d„ho nahe der der natürlichen Hagelkörner, ausgesetzt. Diese Kugeln werden mit einer Geschwindigkeit senkrecht zur Oberfläche der Musterstücke geschleudert, die der Geschwindigkeit des freien Falls von natürlichen Hagelkörnern gleichen Durchmessers entspricht und zwar mit dem Ziel, die der Wirklichkeit optimal entsprechenden Energien und Aufschlagbedingungen zu simulieren*
Man unterzieht somit jede der zehn Platten eines Mustersatzes der wiederholten Aufschlagwirkung von Kugeln gleichen Durchmessers, bis eine Brucherscheinung auftritt, wobei jedoch die Zahl von 25 Aufschlägen pro Platte nicht überschritten wird» Die Summe der zehn Aufschlagzahlen vor dem Bruch, auf 250 bezogen und in Prozenten ausgedrückt, definiert den Prozentsatz der entsprechend den Prüfbedingungen nicht durchschlagenen Platten«
Diese Prüfungen wurden an doppelt gereckten Wellplatten nach Beispiel 1 einer Trapezform eines sogenannten "GREOA"-Profils» einer Rasterlänge von 70 mm und einer Höhe von 18 mm durchgeführt und darüber hinaus an Wellplatten gleicher Form nach der Formulierung des Beispiels 1, wobei es sich Jedoch um eine Folie handelte, die beim Durchgang zwischen den feststehenden Formelementen nicht gestreckt wurde»
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Bei Verwendung von Kugeln eines Durchmessers von 20 mm und bei einer Geschwindigkeit, die einer Aufschlag- "bzw* kinetischen Energie von 0,105 aukg f entspricht, wird festgestellt, daß der Prozentsatz der nicht durchschlagenen Wellplatten bei den erfindungsgemäß hergestallten, doppelt gereckten Platten 100 c/o und den herkömmlichen Platten nur 77 % beträgtβ Diese Prüfungen zeigen somit mehr als eindeutig die Verbesserung, die die Stoßfestigkeit der Wellplatten erfahren hat»
Beispiele 2 bis 8
Hergestellt werden doppelt gereckte Wellplatten nach der beschriebenen Technik, wobei jedoch verschiedene., in tabelle II dargestellte Zusammensetzungen verwendet werden (Technik gemäß Beispiel 1)*
Tabelle II
Prozentsatz der Beispiel
Harzkomponenten		 2 3 H 5 6 7 8
SOLVIO 229 100 - -
SOLVIO 239 100 - - - - -
SOLVIO P 265/110 - - 100 mm - -
VIPLA KLE - - - 100 - - -
SOLVIC 237 • - 100 - -
LUCOVYL GB 1510 - -. - 100 -
SOLVIC P 265/111 - - - - - 100
Dibutylmercaptid von Zinn*
flüssig, gem. mit 25 %
epoxyd. Sojaöl		 2
Zinn-Dibutyldilaurat 1 - - - - -
Cetylpalmitat 0.5 — — WW —
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Tabelle Il (Portsetzung)
Prozentsatz der Beispiel
Harzkomponenten		 2 3 I 1 5 6 7 8
Stearin 0,2 — 1 - -
Stearyl/Cetyl-Alkohol
5O-.5O		 1 mm mm ·» ...
Methylmethacrylat- 'U9 Äthyl-
acrylat-Copolymer
(Anteile 87/13)		 1,5 1 2 1 1 1 1
Bleistearat zu 28 % Blei 1,2 2 1 1 1 1
Barium-(15 %) - Cadmium(8 %)
laurat		 1,5 —, ·· _, ».,
-epoxydo Sojaöl 6 % Oxiran-
Sauerstoff		 3 2 1,5 2 2 2 2
Glyzerin-Trihydroxystearat - 2 2 2 2 2
PE 421 - 0,2 - - -'
Fettsäure salz C,, o, Barium
(7 %)t Cadmium nd(10 %) 		4M
I		 1*5 1,5 1,5 1,5
Bei den Produkten SOLVIO 229, 239, P 265/110, 237 unä P 265/111 handelt'es sieb um in Suspension gewonnene Polyvinylchloride«, die Ton der Firma SOLTIC 3-,A, hergestellt werdeno
Das VIPLA KLE ist ein ebenfalls in Suspension gewonnenes Polyvinylchlorid, das von MOKTECATINI-EDISClT vertrieben vd.rd«
Das LUCOYYL GB I510 ist ein durch Massepolymerisation gewonnenes Polyvinylchlorid, das durch die Gesellschaft PECHINEI vertrieben wird«,
Das PE 4-21 ist ein gemahlenes Polyäthylen« das von der Anmelderi'inaa-herausgebracht wird
TG 3 8." 3/ Vt: 9
ßAÖ OWGtNAL
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Die nachstehende Tabelle III gibt die mechanischen Eigenschaften bei 20° C an, die an den Bomit hergestellten Wellplatten und an denen gemessen worden, die zwar die gleichen Zusammensetzungen verwenden« jedoch nach dem herkömmlichen Verfahren, dem Durchlauf durch feststehende Formelemente ohne Streckung der Folie, hergestellt wurden« Die verwendeten Prüfmethoden stimmen mit den in Beispiel 1 angege-» benen über ein <>
tabelle III
Beispiel V/ellplattentyp Zugfestigkeit
cm kg f/cm		 Schlagzähigkeit
unter Vorspannung
kg f/cm2
2 herkömmlich
doppelt gereckt		 148
1010		 135
590
5 herkömmlich
doppelt gereckt		 4-57
1692		 175
690
4 herkömmlich
doppelt gereckt		 488
1826		 170
650
5 herkömmlich
doppelt gereckt		 452
1884		 170
660
6 herkömmlich
doppelt gereckt		 499
1567		 180
720
7 herkömmlich
doppelt gereckt		 544
1749		 190
760
8 herkömmlich
doppelt gereckt		 448
1629		 180
680
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' 'f ■■
206 U57 - 13 -
Auf der Grundlage der Beispiele 1 "bis 8 kann festgestellt werden, daß bei den nach dem herkömmlichen Verfahren hergestellten Wellplatten die Zugfestigkeit 650 cm kg f/cm nicht erreicht und die Schlagzähigkeit unter Vorspannung in jedem Falle unter 300 kg f/cm liegt, während bei den gemäß der Erfindung hergestellten Wellplatten diese Größen stets über diesen jeweiligen Grenzen liegen«
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Wellplatten aus einem Harz auf Polyvinylchlorid-Basis.} dadurch gekennzeichnet, daß diese in zwei Richtungen so gereckt sind» daß jedes entnommene Element nach einer Aufenthaltsdauer von acht Stunden in einem Wärmeschrank bei einer Temperatur von 140° 0, in den beiden Hauptachsen der Platten, eine Schrumpfung von zumindest gleich 30 % erfährt und diese Platten bei 20° 0 eine Zugfestigkeit von über 650 cm kg f/cm und eine Schlag-Zähigkeit unter Vorspannung von über 300 kg f/cm aufweisen und bei 4° C Stöße aushalten^ die durch Buchsbaumkugeln eines Durchmessers von 20 mm hervorgerufen werden, die senkrecht zur Plattenoberfläche mit einer Geschwindigkeit auftreffen, daß ihre Bewegungsenergie 0,10$ m kg f beträgt«
    Verfahren zur Herstellung von Wellplatten gemäß An-Spruch 1f dadurch gekennzeichnet, daß man flache Platten aus einem Harz auf Polyvinylchlorid-Basis auf eine Temperatur von 85 - 125° C, vorzugsweise 90 - 120° C9 erwärmt und einer biaxialen Eeckung um mindestens 30 ^4 vorzugsweise um 70 - 120 %, in Jeder Richtung unterwirft«, sodann wellt und die so erhaltenen Wellplatte^ während sie in ihrer Form gehalten werdens auf eine Temperatur unterhalb des Übergangspunktes des die Platten bildenden Harzes in den glasartigen Zustand abkühlt,>
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DE19702061457 1969-12-31 1970-12-14 Doppelt gereckte Wellplatten aus einem Harz auf Polyvinylchlorid Basis Ceased DE2061457A1 (de)

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