DE2113769A1

DE2113769A1 - Durch Fasern verstaerktes Material

Info

Publication number: DE2113769A1
Application number: DE19712113769
Authority: DE
Inventors: Richard H Ackley
Original assignee: PPG Industries Inc
Current assignee: PPG Industries Inc
Priority date: 1970-03-25
Filing date: 1971-03-22
Publication date: 1971-10-14
Also published as: IL36379A0; ZA711827B; US3664909A; AU2680971A; GB1353478A; FR2085616A1; JPS5834292B1; FR2085616B1; NL7103793A; BE764609A; CA1016715A

Description

INüUüTRIEL·.. IwC, Pittsburgh, Pennsylvania

Durch Fasern verstärktes Material

D±e Erfindung betrifft fiaohea durch stangen verformbares Material aus Kunstharz und Faserstoffen.

Bisher gab es zahlreiche Schwierigkeiten beim Gießen oder Formen von Gegenständen aus Kunststoffen, die ein faserförmigea Verstärkungsmaterial enthalten. Diese Gegenstände müssen nicht mir verhältnismäßig billig herzustellen sein, sondern sollen auch ein gutes Aussehen haben und diejenigen Eigenschaften auf weisen, die durch ihren Verwendungszweck gegeben sind. Diese Schwierigkeiten bestanden im einzelnen unter anderem in dar wirtschaftlichen Herstellung solcher Gegenstände und darin, daß sie verschiedene Eigenschaften haben sollen, wie eine sehr glatte Oberfläche, einen geregelten gleichförmigen Gehalt an Fasern, eine gleichmäßige Verteilung der Fasern, eine gute Festigkeit und gleichmäßige und beständige Formen. Die Erfindung entspricht diesen Forderungen durch eine einzigartige Kombination von Faaermatten und Kunstharzen, so daß beliebige dieser oben genannten Eigenschaften oder Kombinationen dieser Eigenschaften verhältnismäßig einlach und billig erhalten werden können*

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Die Zeichnungen erläutern beispielsweise einige Ausführungsformen der Erfindung.

Figur 1 ist ein achematiachea Fließbild des erfindungsgemäßen Verfahrens. Sie zeigt verschiedene Kombinationen von erfindungsgemäßen Verfahrenaschritten.

Die Figuren 2 bia 8 sind typische Querschnitte durch verschie- ^ dene erfindungsgemäße Gegenstände, die erfindungsgemäß hergestellt werden können.

Im nachstehenden wird die Verwendung von Glasfasern beschrieben. Eb ist aber klar, daß die Erfindung nicht hierauf beschränkt ist, und daß verschiedene andere natürliche oder synthetische Fasern ebenfalls erfindungsgemäß angewendet werden können.

Die Erfindung beruht u.a. auf der Erkenntnis, daß Gegenstände aus faserverstärkten Kunstharzen mit einer sehr glatten Oberfläche hergestellt werden können, wenn diese an der Oberfläche . eine Matte enthalten, die aus nicht zu Strängen verarbeitenden W Glasfasern besteht, welche gegeneinander frei beweglich sind. Diese Hatte kann aus Stapelfasern oder aus kontinuierlichen Fäden bestehen. Wesentlich ist es nur, daß die Faaern gegeneinander frei beweglich sind, Zum Erhalten der besten Eigenschaften ist ea ferner wünschenswert, daß dio oberste Blatte so gleichmäßig wie möglich 1st, so daß jedes einzelne Teil dieser Matte während dea Formens sich praktlsoh ebenso verhält wie alle anderen Teile der Matte.

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Die Figur 1 zeigt ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung von Matten aus nicht zu Strängen verarbeiteten Glasfasern. Im oberen Teil der Figur sieht man eine Quelle 1o für Glasfasern. Diese können als BUsohel, als aufgewickelte Fackungen oder sonstwie verwendet werden* Die Fasern gelangen zu einer Vorrichtung 12 zum Verteilen der Fasern und zur Herstellung der Matte, z.B. zu einem Garnett-Öffner, der mit einer Vorrichtung zum Verdichten der Fasern oder Matten verbunden ist. Es entsteht hierbei eine gleichförmige Matte aus nicht zu Strängen verarbeiteten Fasern, die eich frei gegeneinander bewegen können. Vor der Herstellung der Matte können noch verschiedene zusätzliche Verfahrensschritte eingeschaltet werden. Man kann beispielsweise mittels der Vorrichtung 14 den Fasern eine dauernde Kräuselung geben; eine solche Vorrichtung ist beispielsweise in dar USA-Patentsohrift Nr. 3 136 11o beschrieben. Das Fasermaterial kann auch durch Ausziehen in der Flamme zu Fasern oder Stapelfasern von geringem Durchmesser verarbeitet werdenι eine solch· Vorrichtung 16 aur Herstellung von Stapelfasern ist beispielsweise in der USA-Patentschrift 2 489 243 beschrieben. Man kann auch die Fäden zu Stapelfasern der ge» wünschten Länge eerhaoken, wobei man eine übliche, an sioh bekannte Vorrichtung 16 zum gerhacken verwenden kann. Im allgemeinen können alle gewünschten Verfahrensmaßnahmen verwendet werden, durch welche die Bildung einer gleichmäßigen Matte aus nicht zu Strängen verarbeiteten Fasern ermöglicht wird, die gegeneinander frei beweglich sind. Hierbei let es belanglos, ob diese Verfahrenemaßnahmen vor, während oder nach der Bildung der Hatte angewendet werden.

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Nach der Bildung der Matte aus gleichmäßig verteilten nicht zu Strängen verarbeiteten Fasern oder. Fäden ist es zweckmäßig, der Matte eine genügende Festigkeit zu geben, um sie nachher weiter verarbeiten oder handhaben zu können. Hierfür ist es sehr angebracht, die Matte auf einem üblichen Nadel-Webstuhl 2o mit Hakennadeln zu nadeln. Darauf kann die Matte zu einer Rolle 22 für den späteren Gebrauch aufgewunden werden, bei 24 auf die gewünschte Länge geschnitten werden oder direkt weiter verarbeitet werden.

Nach einer zweiten Ausführungaform der Erfindung verwendet man zur Herstellung von Gegenständen aus faserverstärkten Kunstharzen Matten aus zu Strängen verarbeiteten Glasfasern, die gegeneinander frei beweglich sind. Wenn die herzustellenden Gegenstände eine glatte Oberfläche haben sollen, wenn die Fasern in ihnen gleichmäßig verteilt sein sollen, wenn die Gegenstände eine gute Festigkeit und Formbeständigkeit haben sollen, so ist ea vorteilhaft, eine Matte aus eu Strängen verarbeiteten Fasern in Kombination mit einer Matt· aus nicht zu Strängen verarbeiteten Fasern als Veretärkungsmaterial zu verwenden. Beide Matten sind dadurch gekennzeichnet, daß ihre Faserbestandteile frei gegeneinander beweglich sind. Sie erwähnte Kombination trägt wesentlich dazu bei, die gewünschten Eigenschaften des Endproduktes zu erreichen. In beiden Bestandteilen des Veretärkungsmaterials können die Faserbestandteile sich gegeneinander bewegen und sich gleichmäßig während des Flusses des Kunstharzes beim Formen oder Ausstanzen verteilen·

In Gegenständen aus faserverstärkten Kunstharzen wird die Festigkeit durch den Einschluß eines die Belastungen aufnehmenden verstärkenden Materials erzielt. Bisher hat man zur Herstellung von Gegenständen verhältnismäßig hoher Festigkeit als Verstärkungs-

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material größere Farbenbündel mit 25 bis 12 ooo Fäden ;}e Bündel verwendet, wobei diese Faserbündel verwebt oder zu einer Matte verarbeitet waren. Bei Verwendung einer Matte aus Strängen arbeitete man in der Regel ein in der Wärme erhärtendes Bindemittel ein und härtete dieses aus, bevor man die Matte mit dem Kunstharz tränkte und das Ganze in die gewünschte Form brachte, Daa Bindemittel dient dazu, die Struktur der Matte soweit zu erhalten, daß man sie vor oder während des Formens handhaben konnte.

Demgegenüber iet erfindungsgemäß die Verwendung eines in der Wärme erhärtenden Bindemittels in der Regel unerwünscht. Ein solcher Zusatz wirkt in vielen Fällen schädigend bei der Verwendung der Matte als Verstärkungsmaterial in Kunstharzen. Insbesondere dann, wenn die Hatte gleichmäßig zu den Außenkanten des hergestellten Gegenstandes fließen oder sich bewegen soll, verhindert die Gegenwart eines in der Wärme erhärteten Bind·* mittels eine Bewegung der Stränge der Matte. Die als Endprodukt erhaltenen Formkörper hatten an ihren Außenkanten einen sehr hohen Gehalt an Kunstharz. Sie so erhaltenen Gegenstände hatten eine verhältnismäßig ggringa Festigkeit und eine geringe Formbeständigkeit, weil sie in den Außenteilen weniger von den als Verstärkungsmaterial dienenden Strängen enthielten, als in den übrigen Teilen. Wenn man aber das in der Wärme erhärtende Bindemittel wegließ, so entstanden Schwierigkeiten bei der Handhabung der Matte, und die Stränge waren nicht gleichmäßig in dem Endprodukt verteilt, nachdem eie mit dem Harz getränkt und dann geformt waren.

Die Erfindung beruht u.a. auf der Erkenntnis, daß ausgezeichnete aus Strängen bestehende Matten erfindungsgemäß verwendet werden

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können, wenn man zunächst eine aus Strängen bestehende Matte ohne Verwendung eines Bindemittels herstellt und diese dann nadelt. Dadurch erhält die Matte die genügende Festigkeit für die folgende Handhabung, ohne daß die freie Beweglichkeit der Stränge gegeneinander beeinträchtigt wird. Es wurde inabesondere gefunden, daß eine Matte aus gedrallten Strängen, wie aie beispielsweise in der USA-Patentschrift Nr. 3 292 o13 beschrieben ist, ein ausgezeichnetes Verstärkungsmaterial bildet, wenn man sie ohne Ver-P Wendung eines Bindemittels formt und dann nadelt. Eine solche Matte hat in allen Richtungen ihrer Ebene eine ausgezeichnete Zugfestigkeit, und verleiht diese auch dem Gegenstände, der sie als Verstärkung enthält. Wenn, man eine Verstärkung verwendet, die aus einer derartigen Matte aus zu Strängen verarbeiteten Fasern und einer Matte der oben beschriebenen Art aus nicht zu Strängen verarbeiteten Fasern besteht, wobei in jeder Fasermatte die Faserbestandteile frei gegeneinander beweglich sind, so erhälffmit dem Kunstharz und nach dem Formen einen Gegenstand mit einem sehr gleichmäßigen Gehalt an Fasern, einer gleichmäßigen Faserverteilung, einer hohen Festigkeit, einer hohen Formbeständigkeit und wenigstens einer sehr glatten Oberfläche.

Tm unteren Teil der Figur 1 lot ein bevorzugtes Verfahren zur

erfindungegemäßen Herstellung von Hatten aus zu Strängen verarbeiteten Fasern beschrieben· Aus einer Quelle 26 für Glasfasern, z.B. einem Büschel von Glasfasern, zieht man diese heraus und verarbeitet sie zu einem fortlaufenden Strang. Man kann auch einen fertigen Strang von einer aufgewundenen Packung abziehen. Aus diesen Strängen wird auf einer Vorrichtung 27 zum Verdichten eine Matte hergestellt, in welcher die Stränge frei gegeneinander beweglich aind. Auch hierbei können weitere zusätzliche Verfallrensmaßnahmen durchgeführt werden, bevor oder wahrend die Stränge

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zu einer Hatte verarbeitet werden. Man kann beispielsweise in einer Vorrichtung 28 die Stränge zu Stücken der gewünschten Stapellänge zerhacken. Vorzugsweise läßt man aber den Strang in seiner fortlaufenden Form und bildet aus ihm eine gedrallte zusammenhängende Matte, Auoh hierbei sind alle Verfahrensmaßnahmen zulässig, welche die Herstellung einer gleichförmigen Matte aus Strängen ermöglichen, die frei gegeneinander beweglich sind. Ea ist hierbei belanglos, ob diese Verfahrensmaßnahmen vor, während oder nach der Bildung der Matte durchgeführt werden.

Wie schon oben ausgeführt wurde, ist es zweckmäßig, der Matte aus den gleichmäßig verteilten Fasersträngen solche Festigkeit zu geben, daß die gleichmäßige Verteilung der Faserstränge bei der nachfolgenden Verarbeitung oder Handhabung nicht leidet. Hierfür ist es vorteilhaft, die Matte in einem üblichen Nadel-Webstuhl 3o mit hakenförmigen Nadeln zu nadeln. Barauf wickelt man die Matte entweder zu einer Rolle 32 für späteren Gebrauch auf, oder aber man schneidet in der Vorrichtung 34 auf die gewünschte Länge, oder aber «an verarbeitet sie gleich weiter.

Verschiedene Kombinationen aus Matten von nicht zu Strängen verarbeiteten Fasern und aus Matten von zu Strängen verarbeiteten Fasern können zusammen mit Kunstharz zur Herstellung der gewünschten Gegenstände verarbeitet werden. Sie Figur 2 zeigt eintn typischen Querschnitt eines erfindungagemäß hergestellten Produktes. Als Oberfläche dient eine Matte 36 aus nicht zu Strängen verarbeiteten Fasern una als Verstärkung eine Matte 28 aus zu Strängen verarbeiteten Fasern, die mit einem Kunstharz 40 getränkt sind. Bei dieser AusfUhrungsform, ebenso wie bei den weiter unten beschriebenen Aus i'ührungsf ormen sollen die Fasern in der Matte 36 und die Stränge in der Matte 38 frei gegeneinander beweglich

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sein, solange das Kunstharz 4o eich in einem fließfähigen Zustande befindet. Für gewisse Anwendungszwecke ist es aber auch nicht wesentlich, daß alle die oben erwähnten Eigenschaften erreicht werden. In diesem Falle braucht auch nur eine der. Matten so beschaffen zu sein, daß die Faserbestandteile frei gegeneinander beweglich sind. Wenn man Gegenstände mit einer glatten Oberfläche herstellen will, so ist es beim erfindungsgemäßen Verfahren wesentlich, daß innerhalb der Matte 36 aus nicht zu Strängen fe verarbeiteten Fasern diese gegeneinander frei beweglich sind. Wenn es; über wichtig ist, daß die hergestellten Gegenstände eine hohe Festigkeit haben, und daß die Fasern in ihnen gleichmäßig verteilt sind, so ist es von Bedeutung, daß auch die Faserstränge in der Matte 38 frei gegeneinander beweglich sind. Demnach sind also Je nach dem gewünschten Verwendungszweck verschiedene Kombinationen der beschriebenen Matten aus nicht zu Strängen verarbeiteten Fasern und/oder von Matten aus zu Stränger, verarbeiteten Fasern möglich. Als Kunstharz verwendet man vorzugsweise einen thermoplastisohen Stoff. Bs können aber auch mit Vorteil in der Wärme härtende Kunstharze verwendet werden.

Die Figuren 3 bis 8 zeigen verschiedene Anordnungen von erfindungsgemäßen Kombinationen der Matten. Nach der Figur 3 befindet sich eine Matte 38 aus zu Strängen verarbeiteten Fasern zwischen zwei Matten 36 aus nicht zu Strängen verarbeiteten Fasern. Die Fi/*. 4 zelflt eine abwechselnde Anordnung von Matten 36 aua nicht zu Strängen verarbeiteten Fasern mit Matten 38 aus zu Strängen verarbeiteten Fasern. Auf der einen Seite dient eine Matte 36 aus nicht zu Strängen verarbeiteten Fasern zur Erzielung einer glatten Oberfläche, während die innere Schicht mit einer Matte 38 aus zu Strängen verarbeiteten Fasern dazu dient, den Fasergehalt des Gegenstandes zu regeln. Die Figuren 5 und 6 zeigen

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Gegenstände, bei denen eine glatte Oberfläche nicht von besonderer Bedeutung ist. Die Matte 36 aus nicht zu Strängen verarbeiteten Fasern befindet sich zwischen zwei oder mehreren Matten 38 aus zu Strängen verarbeiteten Pasern, welche den Fasergehalt den Gegenstandes regeln aollen. Die Figuren 7 und 8 zeigen Gegenatnnde mit Matten 36 aus nicht zu Strängen verarbeiteten Feuern, die dem Gegenstande eine glatte Oberfläche geben sollen. Die Matte 38 aus gedrallten zu Strängen verarbeiteten Fasern gibt dem Gegenstand eine erhöhte Festigkeit, ohne daß die Außehikanten zu viel Harz enthalten.

Auf der rechten Seite der Figur 1 ist ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der Gegenstände unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verstärkungsmaterials dargestellt. Man legt hierbei eine oder mehrere Schichten 42 aus den Matten 36 und/oder aus den Matten 38 übereinander. Hierbei können auch eine oder mehrere Schichten aus Matten eingelegt werden, in denen die Stränge chemisch miteinander verbunden sind. Solche Schichten von Matten aus chemisch miteinander verbundenen Strängen können in beeonderen nicht abgebildeten Vorrichtungen hergestellt werden. Man kann 3ie auch so herstellen, daß man ein Bindemittel, vorzugsweise ein thermoplastisches Bindemittel, bei 31 anstelle des NadeL-Webstuhles 3o zusetzt. Die Matten 36 und/oder die Matten ■58 in den Schichten 42 können genadelt oder nicht genadelt sein. Wenn man genadelte Matten verwenden will, so nadelt man aie entweder einzeln in den Vorrichtungen 2o und 3o oder zusammen in dem Nadel-Webstuhl 39_t bevor man sie bei 41 auf die gewünschte Länge achneidet oder bevor man sie zu den Schichten 42 aufeinanderlegt. In jedem Falle soll das Verstärkungsmaterial wenigstem? eine Matte 36 und/oder 38 enthalten. Die so gebildete Mattenutruktur wird dann mit Kunstharz getränkt. Man gibt das

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Kunstharz beispielsweise bei 44 zu. Darauf wird bei 46 gepreßt und erhärtet, so daß ein flaches Endprodukt entsteht. Wenn man ein in der Wärme härtendes Kunstharz verwendet, so braucht man es in halb ausgehärtetem Zustande oder in der B-Stufe, Darauf kann das.flache Material bei 48 zu der gewünschten Länge geschnitten werden, oder man schneidet bei 5o auf die gewünschte Größe für das Stanzen zu. Beim anschließenden mechanischen Stanzen, gegebenenfalls unter Anwendung P von Wärme und Druck in einer Presse 54, entsteht der gewünschte Formkörper. Bei Verwendung eines thermoplastischen Harzes ist es wirtschaftlich zweckmäßig, die geschnittenen Stücke bei 52 vorzuwärmen, z.B. durch infrarote Bestrahlung, bevor man sie in die Preßform einbringt, um dadurch die Formzeit herabzusetzen.

Das mechanische Ausstanzen von faserverstärkten Gegenständen aus thermoplastischem Kunstharz ist eine neue und verhältnismäßig wenig entwickelte Technik, Die Erfindung hat wesentlich dazu beigetragen, die Entwicklung auf diesem Gebiete zu fördern. Gegenstände aus thermoplastischem Kunstharz, die mit . dem erfindungsgemäßen Material verstärkt sind, lassen sich in * dünner Form wirtschaftlich zu flachen Gegenständen ausstanzen, die eine sehr glatte Oberfläche, einen geregelten Gehalt an Pniiorri, eine gleichmäßige Faserverteilung, eine hohe Festigkeit und eine gute Formbeständigkeit haben. Um dao mechanische Ausstanzen zu ermöglichen und die oben erwähnten Vorteile zu erreichen, ist es wichtig, daß die Faserbestandteile frei gegeneinander beweglich 3ind und eich während des Flusses des Kunstharzes beim Stanzen schnell und gleichmäßig verteilen.

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Da3 mechanische Ausstanzen geschieht so, daß man ein flaches Stück aus einem faserverstärkten thermoplastischen Harz so hoch erhitzt, daß das thermoplastische Harz weich oder fließbar wird, daß man dann die LHUcke in eine kalte Form von etwa 15 bis 4o°C au? zwei aufeinanderpassenden Teilen einbringt, die Form schnell schließt, die beiden Teile so atark zusammendrückt, daß sie sich fast berühren, wobei das eingesetzte Stück fließt und die Höhlung ausfüllt, daß man dann die Teile der Form solange in dieser Stellung hält, bis das eingebrachte Material abgekühlt ist, worauf man darm die Tresse öffnet und den gestanzten Gegenstand heraus-

2 nimmt.. Der verwendete Preßdruck liet't bei etwa 2o bin 14o kg/cm oder darüber. Bei diesem Druck kann man beim wiederholten Ausstanzen einen Zyklus von etwa 1o bis 6o Sekunden aufrechterhalten. Das macht das mechanische Ausstanzen in vielen Fällen vorteilhafte: als das Arbeiten in geheizten Formen.

Beispiel

Zur Herstellung von flachen mit Glasfasern verstärkten Gebilden aus thermoplastischen Kunststoffen wurden die nachstehend beschriebenen Matten aus Glasfasern verwendet:

(A) Aus nicht zu Strängen verarbeiteten Glasfäden wurde ein gekräuseltes Vorgespinst hergestellt, wie es in der USA-Patentschrift Nr. 3 136 11o beschrieben ist. Dieses Vorgespinst wurde zerhackt, gekrempelt und geläppt und dann zu einer Matte verarbeitet. Die Matte enthielt keine Schliohte und kein chemisches

ρ Bindemittel und hatte ein Gewicht von 17o g je in .

(B) Eine Matte nach (A) wurde so genadelt, daß je cm 22 Durchstiche gemacht wurden.

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(C) Strange von 12,5 cm Länge, die aus etwa 5o Einzelfäden bestanden, wobei jeder Einzelfaden einen Durchmesser von 12 bis 15 Mikron hatte, wurden verwendet. Während der Bildung der otränge wurde eine Schlichte aufgebracht, die als Bindemittel Polyvinylacetat, ein Schmiermittel, als Kupplungsmittel Vinyltriacetoxysilan und ein Aminosilan nach der USA-Patentsehrift Nr. 3 168 389» und ale Härtungsmittel eine Verbindung von

Melamin und Formaldehyd enthielt. Die Matte hatte ein Gewicht ρ

von 51 g je m ·

(I)) Eine Matte nach (C) wurde so genadelt, daß je cm 22 Durchstiche stattfanden.

(E) Eine Matte aus gehackten Strängen nach (C) erhielt einen Zusatz von 1o Gewichtsprozent Acrylharz als Bindemittel,

(F) Eine Matte nach (A) wurde zusammen mit einer Matte nach (C)

ρ
genadelt, wobei je cm 22 Durchstiche durchgeführt wurden.

Matten nach (A) bis (F) wurden mit Schichten aus einem thermoplastischen Kunstharz gestapelt. Die Schichten aus Kunstharz hatten eine Dicke von o,5 mm und bestanden aus Polypropylen, wenn nichts anderes vermerkt ist. Verschiedene Schichten von Matten und Kunstharz wurden abwechselnd aufeinandergeschichtet und dann unter Anwendung von Wnrme und Druck mi teinunder vereinigt. Die Matten und die Schichten den Kunstharzen wurden bei etwa Raumtemperatur in die Form einer Presse gebracht. Man schloß die Preßform dann unter Druck. Die Temperatur der Preßform und der Druck wurden dann soweit erhöht, daß eine vollständige Durohtränkung erreicht wurde. Unter Aufrechterhaltung des erhöhten Druckes ließ man auf etwa 37,5⁰C oder darunter abkühlen, worauf der flache Formkörper aus der Preßform heraun-

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Nachstehend sind die Ergebnisse einiger Versuche mit verschiedenen Schichten beschrieben. Zuerst ist immer die oberste Schicht erwähnt, zuletzt die unterste Schicht in der Preßform.

Anordnung I

Kunstharzschicht Matte D

Kum? ÜxnrsEichioht Matte D

Kunstharz«chicht Matte D

Kun3tuarζschicht

Anordnung II

Kuns tharzschicht Matte D

Kunstharzschicht Matte D

Kun3tharzschicht Watte D

Matte B

Kunstharzachicht

/YnurdnuMj¹: I 1 I

Kunotharzijchicht Matte 1)

Kunnfcharznchicht I.latite L

Kunstharzschicht Matte F mit dom Teil aus nicht zu Strängen verarbeiteten Ka:»orri nach unten K'unstharzsch I chi

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Anordnung IV

Kunstharzschicht Matte D

Kunstharsachicht Matte E

Kunatharzschicht Matte Ό

Kun3tharzsohicht

Anordnung V

Kunstharzschioht Blatte P mit dem Teil aus nicht zu Strängen verarbeiteten Fasern nach oben Kuna tharzschicht Matte E

Kunstharzschicht Matte E

Kunstharzsohicht

Anordnung VI

Küna tharzschicht Matte B

Matte D

Kunatharzschicht Matte E

Kunstharzachicht Matte E

Kunstharzschicht

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Anordnung VII

KunatharzHChicht aus Styrol-Acrylnitril Matte D Kunstharzschicht aus Styrol-Acrylnitril Matte D Kunstharzschicht aus Styrol-Acrylnitril Matte D Kunr.tharzaohicht au3 Styrol-Acrylnitril

Anordnung VI]]

Kuna tharsachicht Matte B Matte E 1,5 Kunstharzschichten Katta E Kuns tharzschicht Matte E 1,5 Kunstharzschichten

Anordnung IX

Kunstharzschicht Matte B Matte D Kunatharzschicht Matte D Kuns tharzschicht Matte D Kunntharzachicht

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Die so hergestellten Muster wurden auf ihre Festigkeit und den Festigkeitsmodul nach ASTM D 79o-49 geprüft. Es wurden ferner die Glätte der Oberfläche und die Durchtränkung geprüft. Hierbei wurden die nachstehenden Ergebnisse erhalten.

Festigkeit Festigkeitsmodul kg/cm χ Io kg/cm

Anordnung I 192o o,o62

Anordnung II 195o o,o59

Anordnung III I8io o_fo54

Anordnung IV 191c- o,o62

Anordnung V I8io o,o57

Anordnung VI 181 ο o,o57

Anordnung VII nicht gemessen"

Anordnung VIII nicht gemessen

Anordnung IX nicht gemessen

Glätte der Oberfläche - die Muster I bis IX haben eine besonders

glatte Oberfläche, wenn oben eine Matte B oder eine Matte F angeordnet ist, eine gute Oberflächenglätte, wenn oben eine Matte D angeordnet ist, und eine brauchbare bin gute Glätte der Oberfläche, wenn oben eine Matte E angeordnet ist.

Durchtränkung - die Schichtungen mit den Matten B und F

sind poröser, lassen sich leichter durchtränken und enthalten weniger eingeschlo3-sene Luftblasen.

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Teile der Muster I bis IX wurden in einer 94P-Toledo~Presse mit einem Druck von 16o Tonnen und in einer mechanischen Stanzpresse mit einem Druck von 800 Tonnen ausgestanzt. In der kleineren Presse wurden Ausschnitte von 3o χ 41 cm mit einer Dicke von '?,'*> bit) 2,5 mm zu offenen Kästchen verformt. In der größeren Presse wurden Ausschnitte von 56 χ 71 cm mit einer Dicke von 2,3 bis 2,5 mm zu Platten für die Dächer von Kraftwagen verformt. Die Ausschnitte wurden in einem Ofen durch infrarote Strahlung auf etwa 2oo°0 erwärmt, dann in eine kalte Form von . etwa 15 bis 2o°C eingebracht und schnell verformt. Hierbei wurden die nachstehenden Ergebnisse erhalten:

(a) Die Formstücke aus den Mustern I und VII haben etwa rauhe Oberflächen, die aber noch besser waren als die Oberflächen aus Mustern, welche nur die Matten E enthielten. Die Glasfasern waren sehr gut bis zu den Kanten gefördert. Man sieht noch etwas das Muster der Glasfasern.

(b) Die geformten Teile aua den Mustern II, III, V und VI hatten besonders glatte Oberflächen, da die oberen Matten aus nicht zu Strängen verarbeiteten Glasfasern bestanden. Die Oberflächen waren so glatt wie Glas. Die Glasfasern waren sehr gut au den Kanten der Teile geströmt. Ein Fasermuster war auf den Oberflächen nicht festzustellen.

(c) Die Ausschnitte aua dem Muster IV ließen sich gleichmäßiger und schneller erhitzen als die Ausschnitte, die nur die Matten E enthielten. Der Fluß der Fasern und des Kunstharzes zu den Kanten ist auegezeichnet. Im Vergleich zu Mustern, die nur Matten E enthielten, sind die Formteile aus dem Muster IV sehr glatt, fühlen sich nicht rauh an, und weisen keine Runzeln, Vertiefungen und Löcher auf.

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-leid) Die Ausschnitte aus den Mustern VIII und IX, welche die Matten E enthielten, strömten nicht bis zu den Kanten der Teile, Munter mit den Matten B und D flössen 3ehr gut. Die der Matte B anliegende Oberfläche war ausgezeichnet.

Ähnliche Ergebnisse wurden auch mit anderen Kunstharzen außer Polypropylen und Styrol-Acrylnitril erzielt. Beispiele geeigneter thermoplastischer Kunstharze, und zwar homopolymerer und copolymerer Stoffe, sind (1) Vinylharze, die durch Polymerisation von Viny]halogeniden oder durch Copolymerisation von Vinyl halogeniden mit ungesättigten polymerisierbaren Verbindungen entstehen, z.B. Vinylester, Qf,^-ungesättigte Säuren, o(, ß -ungesättigte Ester, o^, β-ungesättigte Ketone,Qf, ß-ungesät-•tigte Aldehyde und ungesättigte Kohlenwasserstoffe, wie Butadiene und Styrole} (2) Poly-Qf-olefine wie Polyäthylen, Polypropylen, Polybutylen, Polyisopren und dergleichen, einschließlich der Copolymere von Poly-of-olefinen; (5) Phenoxyharze; (4) Polyamide wie Polyhexamethylenadipamid, Poly-^-caprolactam und dergleichen, einschließlich der Copolymere von Polyamiden; (5) Polysulfone; (6) Polycarbonate; (7) Polyacetale; (8) Polyäthylenoxyde; (9) Polystyrole, einschließlich der Copolymere von Styrol mit monomeren Verbindungen wie Acrylnitril und Butadien; (1o) Acrylharze wie die Polymeren von Methylacrylat, Acrylamid, Methylolacrylamid, Acrylnitril und Copolymere dieser Stoffe mit Styrol, Vinylpyridinen usw.; (11) Neopren; (12) Polyphenyloxydharze; (13) Zelluloseester wie die Nitrate, Acetate, Propionate und dergleichen. Dieses Verzeichnis soll die verwendbaren Kunstharze nicht beschränken, sondern nur zeigen, daß eine große Anzahl von polymeren Stoffen erfindungsgeraäß ,verwendet werden kann.

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Erfindungsgemäß kann als Faaermaterial eine Matte aus Einzelfäden oder eine Matte aus sehr feinen Strängen aus 1 "bis 1o Einzelfäden, vorzugsweise mit 1 bis 5 Einzelfäden verwendet werden. Der Durchmesser der Einzelfäden kann zwischen o,75 Mikron und f>o Mikron liegen.

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Claims

- 2ο Patentansprüche:

1. Flaches durch Stanzen verformbares Material aus Kunstharz und Faserstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstoffe aus wenigstens einer Matte mit frei gegeneinander beweglichen Pasern bestehen.

2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ale Kunstharze ein Poly-€f-olefin enthält.

3. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,.daß es als Kunstharz ein Polyamid enthält.

4. Material nach einem der Ansprüche 1 bi3 3, dadurch gekennzeichnet , daß es wenigstens eine Matte aus Glasfacern enthält.

5. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Matten aus kontinuierlichen Fäden besteht,

ti. Material nach einem der Annprüche 1 bis 4, dadurch gekennv.plchnol, (InIJ wenJgntenn eine dor Matten hu» lüapolfauern

7. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß wenigstens eine der JViatten aus gekrauselten fasern besteht.

8. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß wenigstens eine der Matten aus Fasern mit fiiu Durchmesser von etwa o,7h bin ho Mikron besteht.

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9. Material nach, einem der Ansprüche 1 bis ö, ctadurcii gekenn zeiennet, daü wenigstens eine der Matten genadelt ist,

1o. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch geicenn zeicnnet, daß wenigstens eine der Matten kein Bindemittel entn^lt.

11. iv;atf?rjal nach einem der Ansprüche 1 bin 9, dadurch
zeichnet, dai3 wenigstens eine der Matten ein thermoplastisches Bindemittel enthält.

12. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, üaß wenigstens eine der Matten aua nicht zu
i'-trängen verarbeiteten Fasern besteht.

Y). Material nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der Matte aus nicht zu Strängen verarbeitet»Fasern diese in der Faserebene unregelmäßig orientiert sind.

14. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 13» dadurcn gekennzeichnet, daß wenigstens eine Matte aus zu Strängen verarbeiteten Fasern besteht.

1^. MaterIaJ nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß

die aua zu Strängen verarbeiteten Fasern bestehende Matte aus gedrallten Strängen besteht,

16. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß es wenigstens zwei Matten enthält, von denen wenigstens eine eine Matte aus nicht zu Strängen verarbeiteten Fasern nach Anspruch 12 oder 13 und wenigstens eine eine Matte aus zu Strängen verarbeiteten Fasern nach Ansprach U odei I5 tst,

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17. Material nach Anspruch 16_f dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens unter einer der Oberflächen sich eine Matte aus nicht au Strängen verarbeiteten Fanern nach Anspruch 12 oder 13 befindet.

18. Verfahren evlf Herstellung von Material nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß man die Matte oder die Matten mit dem Kunstharz tränkt und dann in eine flache Form bringt·

19. Verfahren zur Herstellung vor flachen Formatücken auπ einem Material naoji einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet» daß man aus dem Material Ausschnitte herstellt„ diese erwärrct und dann durch Pressen in die gewünschte Form

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