DE2310991A1

DE2310991A1 - Verfahren zur herstellung eines poroesen, thermoplastischen, mit glasmatten verstaerkten harzgegenstandes

Info

Publication number: DE2310991A1
Application number: DE19732310991
Authority: DE
Inventors: Akio Hata; Hiroshi Saeki
Original assignee: Tokuyama Sekisui Co Ltd
Current assignee: Tokuyama Sekisui Co Ltd
Priority date: 1972-03-10
Filing date: 1973-03-06
Publication date: 1973-09-13
Also published as: IT979606B; JPS4892467A; FR2175876B1; JPS5225864B2; US3865661A; GB1418753A; FR2175876A1

Description

PAl¹ENTAMWALTb *· ^ ' V V V I

Dipl.-lng. P. WIRTH ■ Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK DlpL-lng. G. DANNENBERG · Dr. P. WEINHOLD ■ Dr. D. GUDEL

281134 β FRANKFURT AM MAIN

TELEFON (0611)

287014 GR. ESCHENHEIMER STRASSE 39

SK/SK

SPG/63

Tokuyama Sekisui Kogyo Kabishiki Kaisha 2, Kinugasa-cho, Kita-ku,

Osaka - shi / JAPAN

Verfahren zur Herstellung eines porösen, thermoplastischen, mit Glas\natten verstärken Harzgegenstandes

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines porösen, thermoplastischen, mit Glasmatten verstärkten Harzgegenstandes, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man im thermoplastischen Harzgegen-"Btand mittels der Blastischen ErholungsfanigKeit'voiT Glasfasern Poren bildet, Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Gebilde, bei weichen der poröse, thermoplastische, so hergestellte Harzgegenstand als Konstruktionsmaterial verwendet wird.

Zur Herstellung eines verschaumten thermoplastischen Harzgegenstandes wurden gewöhnlich Gas entwickelnde Verschäumungsmittel verwendet. Diese Mittel wirken zufriedenstellend, wenn man die Herstellung eines verschäumten thermo-

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plastischen Harzgegenstandes beabsichtigt, der keine langen Fasern enthält; sollen jedoch derartige Harzgegenstände mit langen Verstärkungsfasern hergestellt werden, dann sind die Verschäumunysmittel unbefriedigend. Somit liefern Verschäumungsmittel im allgemeinen keine guten Ergebnisse bei der Herstellung verschs unter, verstärkter Gegenstände guter Qualität, und zwar, weil die langen, im Harz enthaltenen Fasern eine Expandierung des Harzes verhindern, wodurch das Harz schwer ausdehnbar wird.

Es wurde nun gefunden, daß man durch Verwendung einer besonderen Matte aus Glasfasern zusammen mit einem thermoplastischen Harz letzteres durch die elastische Erholungsfähigkeit der Glasfasern leicht porös machen kann. Somit wird erfindungsgemäß ein poröser Gegenstand erhalten.

Im erfindungsgemößen Verfahren wird eine besondere Glasfasermatte verwendet, die hergestellt ist, indem man z.B. mehrere kontinuierliche Stränge sich in beliebiger bzw. zufälliger Weise verwirren läßt. Beim Komprimieren verringert die Matte ihr anscheinendes Volumen und dehnt sich nach Entfernung des Druckes elastisch auf ihr ursprüngliches Volumen wieder aus. Im erfindungsgemäßen Verfahren wird die Matte z.B. mit dem thermoplastischen Harz gemischt und die erhaltene Mischung zur Bildung eines vorgeformten Gegenstandes unter Druck erhitzt; dabei wird die Matte sehr stark zusammengedrückt. Dann wird der Gegenstand unter Ausnutzung der Elastizität der Matte unter Hitze expandiert, und so erhält man einen geformten Gegenstand mit Poren.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines porösen thermoplastischen, mit Gla^asern verstärkten Harzgegenstandes ist dadurch gekennzeichnet, daß man eine oder mehrere Matten aus Glasfasern mit einer Massendichte von 0,4

2 g/con oder weniger beim Komprimieren unter einem Druck von 10 g/cm sowie einer

g/ccm
Massendichte von 0,6/oder weniger beim Komprimieren unter einem Druck von

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g/cm² sowie der inhärenten Eigenschaften, mehr als 50 % ihres ursprünglichen Volumens nach Druckentfernung durch Erholungsfähigkeit bzw. Elastizität wiederherzustellen, verwendet, daß man 5-70 Gew.-Teile dieser Matten mit 95-30 Gew.-Teilen eines thermoplastischen Harzes mischt, die erhaltenen Matten unter Druck auf eine Temperatur oberhalb der Sintertemperatur des Harzes erhitzt und dann durch Erhitzen auf Temperaturen oberhalb der Fließtemperatur des Harzes aufgrund der Elastizität der Glasfasern Poren bildet.

Die als Rohmaterial im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Glasfasermatten sind im Handel erhältlich, und zwar u.a. als "Glassion Continuous Matt" von der Firma Asahi Fibre Glass Co.; das Verfahren zur Herstellung der "Glassion Continuous Matt" Glasfasermatten ist jedoch nicht vollständig bekannt.

Eine erfindungsgemäß verwendbare Glasfasermatte kann auch gemäß der japanischen Patentschrift BO/1957 hergestellt werden. Diese Patentschrift beschreibt ein Verfahren zum Kräuseln von Glasfasern, bei welchem man Glasfaserstränge aus den Düsen zieht und die Stränge mit einer schrägen Platte kollidieren läßt, wodurch man kontinuierliche, in gekrümmter Form gebogene Stränge erhält. Wenn diese gekräuselten Stränge sich zur Bildung einer Matte verwirren, wird die Matte leicht und flauashig. Beim Komprimieren einer solchen leichten und flauschigen-Matte kann sie ihr Volumen verringern, und nach Entfernung des auf die Matte einwirkenden Druckes kann sie elastisch fast ihr ursprüngliches, .anscheinende Volumen wiederherstellen. Nach dem oben genannten Verfahren erhält mit daher Matten aus Glasfasersträngen, die erfindungsgemäß als Ausgangsmaterial verwendet werden können. Entscheidend ist dann nur noch die Frage, wie stark die Matte unter Druck in ihrem anscheinenden Volumens abnimmt und wieviel Elastizität die Matte nach Druckentfernung zeigt.

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Selbstverständlich sind bei Matten aus kontinuierlichen, gekräuselten Strängen von Glasfasern das anscheinende Volumen und die Rückproilelastizität des Glasmatte in.gewissem Maß abhängig vom Maß der Kräuselung der Glasfasern sowie von der Art, wie die Glasfasern bei Bildung der Matte vermengt wurden. Das Maß an Kräuselung der Glasfasern variiert entsprechend dem Winkel zwischen der Auftreffrichtung der geschmolzenen Glasfasern und der schrägen Platte, mit welcher die Fasern kollidieren. Es ist jedoch schwer, das artidieinende Volumen und die Rückprallelastizität der Glasmatte aus ihrem Herstellungsverfahren zu definieren. Erfindungsgemäß können jedoch auch anderen Matten verwendet werden. Die erfindungsgemäß verwendbaren Glasfasermatten können daher nur durch das ■. anscheinende Volumen und die Rückprallelastizität der erhaltenen Matte definiert werden.

Eine erfindungsgemäße Matte aus Glassträngen wird hergestellt, indem man gekräuselte Stränge durch Kollision der geschmolzenen Glasfaserstränge gtujen eine schräge Platte herstellt und mehrere solcher Stränge sich dicht mitdnander verwirren läßt. Diese Art von Glasstrangmatten wird als kontinuierliche Glasmatte bezeichnet. Erfindungsgemäß können jedoch auch andere Glasstrangmatten verwendet werden.

Die Matte kann sich auf der Oberfläche oder der Unterseite befinden. Solche Oberflächen- und Unterseitenmatten bestehen nicht aus Strängen,sondern aus kontinuierlichen Monofilaments, die keinerlei Kräuselung aufweisen. Die Oberflächenmatten können hergestellt werden, indem man kontiniierlich geschmolzenes Glas aus Düsen zieht, das gezogene geschmolzene Glas durch Hochdruckwasserdampf oder —luft zum Verstrecken und zur Bildung kontinuierlicher Monofilaments wegbläst, die Monofilaments zur Bildung einer dünnen Matte, in welcher die Fasern in verschiedenen Richtungen orientiert sind, auf einem Fließband aus Draht sammelt.und zur Fixierung der Mattenform ein

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Bindemittel zufügt. Die Filaments haben einen Durchmesser von etwa 5-20 Micron.

ErfindungsgemäB kann man auch die nach dem Brust-Verfahren hergestellten Glaswollmatten verwenden. Diese erhält man, indem man geschmolzenes Glas

dieses
kontinuierlich aus Düsen leitet,/wegbläst und das geschmolzene Glas durch einen Gasbrenner zur Bildung linearer Filaments mit einem Durchmesser von 0,5-10 Micron strekt, die Filaments auf etwa 30 mm Länge schneidet, sie auf einem Fließband zur Bildung einer Matte sammelt, in welcher die Filaments in beliebiger Richtung liegen, und ein Bindemittel zufügt. Weiterhin kann man auch Glaswollmatten verwendet, die nach dem Rotary-Verfahren hergestellt werden. Diese Matten erhält man, indem man geschmolzenes Glas in einen Rotor mit vielen Perforationen füllt, diesen bei hoher Geschwindigkeit zum Abzentrifugieren des geschmolzenen Glases durch die Performationen zwecks Bildung flockiger Filaments rotiert und aus den Filaments eine Matte bildet.

Bezüglich des Aussehens der erfindungsgemäß verwendbaren Glasmatten kann somit gesagt werden, daß sie alle im Vergleich zu ihrem Gewicht mit hoher Masse und großem Volumen vorliegen und aus vielen, sich unregelmäßig und zufällig kreuzenden Fasern oder Strängen bestehen. Die Matten können leicht in einzelne Glasfasern oder Stränge zerlegt werden und daher leicht ihre Form verändern. Zur Bildung der Matten können kurze oder lange Fasern dienen.

-förmig

Die langen Fasern können z.B. in spiral/oder gebogen gekräuselter Form vorliegen. Bei kurzen Fasern kann man die Matte nach einem Verfahren herstellen, in welchem die kurzen Fasern mittels Luft zu einem zufälligen Faserstapel von hohe Masse geblasen werden.

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Die erfindungsgemäß verwendeten Blasmatten haben die folgenden physikalischen Eigenschaften: unter leichtem Druck verringert die Matte ihr anscheinendes Volumen beträchtlich. Nach Druckentfernung stellt die Matte als Ausdruck einer erheblichen Erholungsfähigkeit ihr ursprüngliches anscheinendes Volumen im wesentlichen wieder her. Diese Eigenschaft beruht auf der Tatsache, daß die Glasfasern oder Stränge unregelmäßig miteinander verwirrt sind und eine flauschige Matte bilden. Bei Matten aus kontinuierlichen Strängen verlaufen z.B. die gebogenen Teile der Glasstränge in beliebige Richtungen, so daß die Matte "Masse" erhält; bei ihrem Komprimieren wird die Matte in ihrem anscheinenden Volumen wesentlich verringert, weil die gekräuselten bzw. gebogenen, in Einwirkungsrichtung der Druckkraft verlaufenden Teile zusammen- und flachgedrückt werden. Da die Glasfasern oder -stränge selbst stark elastisch sind, neigt die Matte dazu, mit erheblicher Erhalungsfähigkeit ihr ursprüngliches anscheinendes Volumen wiederherzustellen, so daß sie nach Druckentfernung fast auf ihr ursprüngliches Volumen zurückgeht. Diese Erholungsfähigkeit wird in dem in der Matte vorliegenden thermoplastischen Harz als Poren bildende Kraft.

Zeigt die Matte eine geringe Veränderung ihres anscheinenden Volumens und eine geringe Erholungsfähigkeit, dann ergibt sie keinen guten, porösen Gegenstand. Dadurch wird es notwendig, die anscheinende Volumenveränderung und die Erholungsfähigkeit bzw. Rückprallfähigkeit bezüglich der Glasfasermatte zu

("bulk density") definieren. Erfindungsgemäß wurden sie durch die Massendichte/der Glasmatte

2 2

definiert, wenn diese unter einen Druck von 10 g/cm und 1000 g/cm gelegt wirdι zur Definition dienen auch die Erholungsverhältnisse nach Entfernung dieser Drucke.

Der Einfachheit halber wurde die Massendichte der Glasmatte wie folgt gemessen: 126 g Glasfasermatten wurden auf einer Platte von 30 χ 30 cm auf gleichmäßige Dicke verteilt, dann wurde eine 30 χ 30 χ 0,2 cm Platte aus rostfreiem

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Stahl darübergelegt und auf die Stahlplatte Druck ausgeübt. Oiese Belastung bzw. Druck wurde so ausgewählt, daß das Gesamtgewicht aus Druck und Stahlplatte 9 kg beträgt, wobei sich die Belastung im Zentrum der Stahlplatte befindet, so daß ihr Gewicht gleichmäßig auf jeden Teil der Matte einwirkt. Unter dieser Belastung wurden die Abstände zwischen den beiden Platten an fünf beliebig gewählten Punkten gemessen und der mittlere Wert des Abstandes berechnet. Er wird als durchschnittliche Dicke der Matte unter einem Druck von 10 g/cm angesehen. Unter Verwendung der durchschnittlichen Dicke wurde die Massendichte der Matte unter einem Druck von 10 g/cm wie folgt berechnet:

Massendichte = - (g/cm )

30 χ 30 χ durchschnitt.Dicke der Matte

Weiterhin wurde eine durchschnittliche Dicke der Matte unter einem Druck von

1000 g/cm durch Einstellung der Gesamtgewichtes aus Stahlplatte und Gewicht :

von 900 kg gemessen und aus der so festgestellten durchschnittlichen Dicke die

2
Massendichte unter 1000 g/cm berechnet.

Werden die Volumenveränderungen der Glasfasermatte auf der Basis der oben genannten Massendichten betrachtet, dann ergeben - wie festgestellt wurde — Glasfasermatten einer Massendichte von 0,4 g/ccm oder weniger unter einem

2
Druck von 10 g/cm und einer Massendichte von 0,6 g/ccm oder weniger unter

„ poröse bzw.
1000 g/cm gute/verschäumte Gegenstände. Liegen die Massendichten über diesen Werten, dann hat die Glasfasermatte eirezu geringe Volumenveränderung und somit keine ausreichende Kraft, das Harz porös zu machen. Die Matte muß auch eine hohe Erholungskraft haben. Diese Erholungsfähigkeit wird so definiert, daß sich die Matte auf mehr als 50 % ihres ursprünglichen Volumens elastisch

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erholt, nachdem sie bei 10 g/cm bis 1000 g/cm komprimiert worden ist und dann der Druck entfernt wird.

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Das hier erwähnte ursprüngliche Volumen wird wie folgt bestimmt; 126 g Glas-

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matte/wurden gleichmäßig auf einer 30 χ 3D cm Platte verteilt; darauf wurde eine 30 χ 30 cm Aluminiumplatte gleichmäßiger Dicke mit einem Gewicht von 400 g gelegt, um die Oberfläche der Glasmatte flach zu machen. Unter diesen Bedingungen wurde der- Abstand zwischen den beiden Platten an fünf beliebig gewählten Punkten gemssen und der mittlere Wert als durchschnittliche Dicke der Platte angesehen. Mit dieser durchschnittlichen Dicke wird das ursprüngliche Volumen wie folgt berechnet:
ursprl.Vol.= 30cm χ 30cm χ durchschnittl.Dicke d.Glasmatte in cm

Erfindungsanmäß wird ein thermoplastisches Harz mit der oben genannten Glasfasermatte gemischt. Dazu können fast alle thermpplatischen Harze verwendet werden, wie z.B. Polyvinylchlorid, Polyäthylen, Polypropylen, Polystyrol, Polymethylmethacrylat, Mischpolymerisate aus Vinylchlorid und Äthylen, Mischpolymerisate aus Vinylchlorid und Vinylacetat, Mischpolymerisate aus Äthylen und Vinylacetat, Mischpolymerisate aus Äthylen und Propylen, Mischpolymerisate aus Acrylnitril und Styrol, Mischpolymerisate aus Acrylnitril, Styrol und Butadien. Diese Harze können gegebenenfalls Hilfsmittel, wie Weichmacher, Stabilisatoren, Farbstoffe, Pigmente und Füllmittel enthalten. In speziellen Fällen, die später noch genauer beschrieben werden, kann man dem Harz auch Verschäumungsmittel einverleiben.

Das thermoplastische Harz liegt vorzugsweise in Form feiner Pulver vor; die Teilchen können jedoch einige mm Durchmesser haben, die dann meist als "Tabletten" bezeichnet verden. Das thermoplastische Harz kann in Form eines Filmes oder einer Folie verwendet werden, wenn die Glasfasermatte vergleichsweise dünn ist. Oder man kann es in Form einer Emulsion oder Lösung verwenden.

Das thermoplastische Harz hat im geschmolzenen Zustand vorzugsweise eine nie-/* die noch nicht dem obigen Test zur Messung der Massendichte unterworfen worden waren,

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drige Viskosität. Das Mischverhältnis von Glasfasermatte und Harz kann von Fall zu Fall bestimmt werden und liegt zwischen 5-70 Gew.-Teilen Matte zu 95-30 Gew.-Teilen Harz. Wenn das Harz Hilfsmittel, wie Weichmacher, umfaßt, wird das Harzverhältnis auf der Basis des Harzgehaltes, d.h. ohne die Hilfsmittel, bestimmt. Ist der Glasmattengehalt hoch, dann ist der erhaltene, poröse End— gegenstand gewöhnlich von hoher Festigkeit und Porösität, obgleich das Verfahren zu seiner Herstellung etwas erschwert wird.

Zum Mischen der Glasfasermatte mit dem Harz kann man zuerst die Glasfasermatte in die Form einer dünnen Folie bringen, dann wird das Harz auf dieser verteilt, darauf wird eine weitere Folie gelegt, worauf wiederum das Harz auf der Folie verteilt wird, so daß Glasfasern und Harz alternieren. Ist ein Endgegenstand gewünscht, in welchen Glasfasermatte und Harz gleichmäßig verteilt sind, dann muß man das Harz in möglichst feiner Pulverform wählen und es so gleichmäßig wie möglich in der Glasfasermatte dispergieren. Die so erhaltene Mischung bzw. das Gebilde aus Harz und Glasfasermatte wird durch Erhitzen und Druckeinwirkung in einen vorgeformten Gegenstand umgewandelt. Es wird vorzugsweise

solche

auf eine/Temperatur erhitzt, so daß das Harz sintert und mit der Glasfasermatte eine gebundene Masse bildet. Es sollte jedoch nicht so hoch erhitzt werden, daß sich das Harz zersetzt. Die geeignete ErhitzMngstemperatur sollte daher entsprechend den Eigenschaften des verwendeten Harzes gewählt werden. Das Komprimieren erfolgt so, daß die Glasfasermatte in ihrem anscheinenden Volumen möglichst stark zusammendrückt wird. Das Ausmaß des Komprimierens variiert entsprechend den Eigenschaften und der Menge der Glasfasermatte sowie derjenigen des Harzes. Vom wirtschaftlichen Standpunkt liegen Standard-

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werte des Komprimierens zwischen etwa 0,1-50 kg/cm , vorzugsweise 5-30 kg/cm .

Auf diese Weise wird, wie oben erwähnt, die Mischung in einen vorgeformten . Gegenstand umgewandelt.

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Der so erhaltene vorgeformte Gegenstand kann abgekühlt und entfernt werden. Dann wird er erneut erhitzt und mittels der Erholungsfähigkeit der Glasfasern porös gemacht. (Das Erhitzen zururmägLichung der Erholungsfühigkeit wird als "zweites Erhitzen" bezeichnet.) Der vorgeformte Gegenstand kann auch durch Entfernung des Kompressionsdruckes noch unter der ersten Wärmeeinwirkung zu seiner Herstellung, d.h. ohne Abkühlen und Herausnehmen, porös gemacht werden. In beiden Fällen sollte das Erhitzen zur Ermöglichung der Eirholungsfähigkeit der Matte oberhalb der Temperatur liegen, bei welcher das Harz geschmolzen ist und zu fließen beginnt. Die zweite Erhitzungsternperatur ist normalerweise somit höher aus die erste Erhitzungstemperatur zur Herstellung des vorgeformten Gegenstandes durch Komprimieren der Mischung. In manchen Fällen ist jedoch die Temperatur zur Ermüglichung der Erholungsfähigkeit dieselbe wie zur Herstellung des vorgeformten Gegenstandes. Die Temperatur, beim Porösmachen des Gegenstandes wird vorzugsweise aufrechterhalten, go daß die anscheinende

5
Schmelzviskosität unter 2 χ 10 poises liegt. Die anscheinende Schmelzviskosität des Harzes kann durch die folgende Formel definiert werden:

Dabei bedeuten

T¹ m anscheinende Scherfestigkeit (Dyn/cm )

r¹ = anscheinende Schergeschwindigkeit (see ) R = Düsenradius (cm)

P « Belastung (Dyn/cm )

3
Q « Menge des stranggepreßten Harzes (cm /see) L = Länge der Düse (cm)

Beim Erhitzen des vorgeformten Gegenstandes zum Porösmachen wird normalerweise ein Druck auf den Gegenstand angelegt. Wird Druck angewendet, dann sollte • dieser gering sein und hauptsächlich ein unerwartetes Deformieren des Gegenstandes verhindern. Der Druck muß auch so eingestellt werden, daß er eine

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Volumenausdehnung des vorgeformten Gegenstandes zuläßt, weil sich die Glasfasermatte in diesem Stadium wieder auf ihr ursprüngliches anscheinendes Volumen erholen soll. Ob nun Druck angewendet wird oder nicht, das Erhitzen in dieser Stufe erfolgt zweckmäßig in einer geeigneten Form.

Wenn das Harz aufgrund des Erhitzen geschmolzen ist und zu fließen beginnt, dann nimmt die Glasfasermatte aufgrund der inhärenten und latenten Erholungsfähigkeit wieder ihr rusprüngliches anscheinendes Volumen ein. Entfernt oder verringert man den Druck, dann bewegt sich das geschmolzene Harz zusammen mit den Glasfasern in der Matte und bildet im Gegenstand Poren. Daher wird der Gegenstand porös und erhält das Aussehen wie ein durch ein Verschäumungs— mittel expandierter Gegenstand. Einige der Poren sind isoliert, andere stehen miteinander in Verbindung.

In das Harz kann ein Verschäumungsmittel einverleibt werden; dieses ist eine Verbindung, die beim Erhitzen über die Zersetzungstemperatur Gas bildet. Bei Verwendung des Verschäumungsmittels wird dieses zweckmäßig mit dem Harz gemischt. Die erhaltene Mischung wird zur Glasmatte gegeben, und dann wird die Mischung zur Bildung des vorgeformten Gegenstandes erhitzt. Das Verschäumungsmittel sollte so ausgewählt werden, daß es sich bei einer Temperatur oberhalb derjenigen, bei welcher das Harz geschmolzen ist und zu fließen beginnt, zersetzt, jedoch nicht in dem Stadium, in welchem das Harz zur Bildung des vorgeformten Gegenstandes sintert. Die Mitverwendung des Verschäumungsmittels im Harz unterstützt das Porösmachen des vorgeformten Gegenstandes in Kombination mit der Erholungsfähigkeit der Glasfasermatte. Bei Mitverwendung des Verschäumungsmittels erhält man daher leicht einen äußerst porösen Gegenstand .

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Der so erhaltene endgültige Gegenstand ist porös, daher von geringem Gewicht und hat ausgezeichnete Isolierungseigenschaften gegen Wärme und Schall. Er unterscheidet sich in diesen Eigenschaften nicht von den üblichen porösen Gegenstanden und findet wegen dieser Eigenschaften auf vielen Gebieten Verwendungsmöglichkeiten» Weiterhin enthält der endgültige Gegenstand die Glasfasermatte und hat daher eine ausgezeichnete Zugfestigkeit, Schlagfestigkeit und Biegebeständigkeit. Daher eignet er sich besonders für Verwendungszwecke, bei welchen diese Festigkeiten gefordert werden.

Die obige Beschreibung erfolgte im Hinblick auf die Herstellung eines porösen Gegenstandes, in welchem Harz und Glasfasern fast gleichmäßig verteilt sind. Der erhaltene Gegenstand ist durch eine Anzahl winziger Poren auf seiner Oberfläche gekennzeichnet. Diese Oberflächeneigenschaft ist vorteilhaft beim Verbinden verschiedener Materialien durch Haftung auf der Oberfläche, da die Poren als Verankerung für mit der Oberfläche,zu verbindende Materialien wirken. Für den Endgegenstand öffnet sich daher ein neues Verwendungsgebiet, bei welchem es notwendig ist, daß der Gegenstand mit zahlreichen winzigen Poren nur auf der Oberfläche versehen ist, jedoch im inneren Teil nicht notwendigerweise winzige Poren aufweisen muß. Die vorliegende Erfindung schafft weiter ein Verfahren zur Herstellung eines komplexen oder verbundenen Produktes, in welchem ein weiteres Material auf die poröse Oberfläche des Gegenstandes aufgebracht wird.

Wie erwähnt, ist es zur Erzielung eines komplexen Produktes notwendig, daß der Gegenstand nur auf seiner Oberfläche, jedoch nicht notwendigerweise im Inneren mit Poren versehen sein muß. Dazu genügt es daher, die Glasmatte nur im Oberflächenteil des Gegenstandes vorzusehen. Das Mischverhältnis von Glasmatte zu Harz, das, wie oben erwähnt, durchgängig 5-70 zu 95-30 Gew.-Teile

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sein sollte, wenn auch im Inneren des Gegenstandes Poren vorhanden sein sollen, braucht daher diese Werte nur in der Oberflächenschicht zu besitzen. Die Oberflächenschicht selbst braucht bei der Herstellung des vorgeformten Körpers nur eine Dicke von 0,5 mm zu haben.

Dagegen kann ein Gegenstand, bei dem nur der innere Teil porös gemacht ist, mit Vorteil auf anderen Gebieten verwendet werden. So besteht z.B. Nachfrage nach einem Produkt mit flachen und glatter Oberfläche und porösen Innenteil, da dieses von leichtem Gewicht und großer Festigkeit ist. Erfindungsgemäß kann auch ein solches Produkt hergestellt werden. Dabei kann man zwei fertige Gegenstande mit dem porösen Teil auf einer Oberfläche nach dem obigen Verfahren herstellen und diese mit den porösen Oberflächen verbinden. Ober man kann nach dem oben genannten Verfahren einen Gegenstand herstellen, der nur im innneren Teil porös gemacht ist. Wird ein Gas bildendes Verschäumungsmittel in das Harz einverleibt, dann erhält man in beiden Fällen ein Produkt mit einem stark porösen Innenteil.

Zur Aufbringung auf die poröse Oberfläche des Gegenstandes können verschiedene Materialien verwendet werden. Die Materialien sollten sich bei der Aufbringung im flüssigen oder gelierten Zustand befinden und den Gegenstand nach der Aufbringung nicht angreifen oder zersetzen. Es können fast alle Materialien verwendet werden, die diese Bedingungen erfüllen. Geeignet ist z.B. ein unterschiedliches thermoplastisches Harz als es zur Herstellung des Gegenstan-

mit poröser Oberfläche

des verwendet wurde. Wenn z.B. zur Herstellung des Gegenstandes/Polyvinylchlorid verwendet wurde, dann kann man zur Aufbringung auf diesem zweck Bildung eines komplexen Produktes Polyäthylen nehmen. Weiterhin können wärmehärtende Harze, wie Phenolformaldehydharze, Melamin-Formaldehyd-Harze und ungesättigte Polyesterharze zur Aufbringung auf den Gegenstand verwendet werden. Außerdem

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sind härtbare anorganische Materialien, wie Portland-Zement, Tonerde-Zement und Gips geeignet.

Zum Binden der genannten Materialien an einen Gegenstand mit poröser über- ^; fläche kann ein geeignetes Verfahren entsprechend den Materialien angewendet werden. Dabeiist es wesentlich, daß man die Materialien in die auf der Oberfläche des Gegenstandes gebildeten Poren in flüssigem Zustand eindringen und sich dann verfestigen läßt. Die aufzubringenden Materialien können z.B. erhitzt und auf die Oberfläche des Gegenstandes gepreßt werden; oder man kann sie ohne Erhitzen aufpressen. Das-erstgenannte Verfahren ist anwendbar bei thermoplastischen oder wärmehärtenden Harzen, während das letztgenannte Verfahren für Portland-Zement geeignet ist. Beim Verfahren mit Erhitzen werden z.B. die thermoplastischen Harzpulver, wie Polyäthylen, oder das anfängliche Kondensationsprodukt des wärmehärtenden Harzes, wie Phenol/Formaldehyd-Harz, auf den geformten Gegenstand gegeben, dessen Oberflächenteil durch die Glasmatte porös gemacht worden ist; dann werden sie unter Wärmeeinwirkung gepreßt, um Harzpulver oder Kondensationsprodukt in eine bestimmte Form zu bringen und.damit sie in die Poren auf der Oberfläche des Gegenstandes eindringen können, worauf man zum Verfestigen abkühlt. So erhält man einen komplexen oder gebundenen Gegenstand. Beim oben erwähnten Aufbringungsverfahren ohne Wärme wird Portland-Zement zuerst innig mit Wasser gemischt, dann wird zur so erh- erhaltenen Zementmischung Sand usw. zugegeben. Die Zementmischung wird auf die poröse Oberfläche des Gegenstandes aufgebracht und dann unter atmosphärischem Druck oder mit Druckeinwirkung härten gelassen. Dabei kann die Zementmischung selbstverständlich, jedoch rocht notwendigerweise, erhitzt werden, wenn die umgebendeTemperatur zu niedrig ist.

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Beim oben genannten Verfahren wurde der Gegenstand auf mindestens einer Oberfläche aufgrund der Glasfasermatte ponös gemacht, das aufzubringende und zu verbindende Material wurde in die auf der Oberfläche gebildeten Poren eindringen gelassen und in diesem Zustand ausgehärtet. Das Material bedient sich daher des sog. Verankerungseffektes auf der Oberfläche und haftet daher fest. So erhält man ohne Verwendung eines Klebstoffes ein fest verbundenes Produkt. Wenn es daher keinen guten Klebstoff für zwei Substanzen gibt, wie z.B.' für Polyvinylchlorid und Polyäthylen oder Polyvinylchlorid und Portland-Zement, dann können diese beiden Substanzen in zufriedenstellender Weise nach dem neuen Verfahren verbunden werden. Wenn es einen guten Klebstoff für zwei Substanzen gibt, kann dieser selbstverständlich zum Verbindung derselben verwendet werden, indem man ihn vorher, d.h. vor dem Verbindungen, auf die poröse Oberfläche des Gegenstandes aufbringt. Durch Verwendung eines Klebstoffes werden die beiden Substanzen noch fester miteinander verbunden.

Das so erhaltene komplexe oder gebundene Produkt hat entsprechend dem Material, das an den Gegenstand mit poröser Oberfläche gebunden ist, verschiedene Eigenschaften. Besteht das gebundene Produkt aus zwei Arten von thermoplastischem Harz, dann kann es für viele verschiedene Zwecke verwendet werden, da es innen oder außen unterschiedliche Eigenschaften gegen Chemikalien zeigt. Besteht das gebundene Produkt aus einem thermoplastischen und wärmehärtenden Harz, dann wird der thermoplastische Harzteil im Produkt durch den wärmehärtenden Harzteil verbessert. Ist ein thermoplastisches Harz mit Beton aus Portland-Zement verbunden, dann wird das Harz im gebundenen Produkt durch den Zement in seiner Druckfestigkeit ganz wesentlich verbessert. In jedem Fall gibt es zahlreiche Glasfasern auf der porösen Oberfläche des Gegenstandes, daher festigen diese das gebundene Produkt, und man erhält ein gebundenes

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Produkt von hoher Mechanischer Festigkeit. Wird die Dicke des porösen Teils im Gegenstand erhöht, dann erhält man weiterhin ein leichtes, verbundenes Produkt mit überlegenen Isolierungseigenschaften gegen Wärme und Schall.

Der poröse thermoplastische, die Glasfasermatte enthaltende Gegenstand kann in Form eines Platte, eines Rohres, einer Leitung usw. vorliegen; oder diese Materialien können durch Weiterverarbeitung in kompliziertere Formen gebracht worden sein. So kann man entsprechend der Form des Gegenstandes verschieden geformte, verbundene Produkte erhalten.

■ * Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung, ohne sie zu beschränken.

In den Beispielen wurde die Zugfestigkeit gemäß JIS-K-6745 (Japanese Indu strial Standard), die Biegefestigkeit gemäß DIN-53452 und die Schlagfestigkeit gemäß DIN-53453 (gekerbtes Dynstat-Verfahren) gemessen.

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Als Harzmaterial wurde ein pulverförmiges Mischpolymerisat aus Vinylchlorid und Äthylen mit einem Athylengehalt von 2 Gew.-^t und einem durchschnittlichen Polymerisationsausmaß von etwa 500 verwendet. -

Weiterhin wurde eine von der Firma Asahi Fiber Glass Co. als "Glassion Continuous Matt M 8600-300" im Handel befindliche Glasfasermatte verwendet, die flockig und im Aussehen massig war und aus spiralförmig gekräuselten Glasfasersträngen bestand. Einige Stränge standen über die Oberfläche der Matte heraus. Daher war die genaue Bestimmung des anscheinenden Volumens der Matte schwierig; wenn sie unter einem Druck von 10 g/cm komprimiert wurde,

g/ccm. hatte die Matte eine Massendichte von etwa 0,2/ Unter einem Druck von 1000 g/cm² betrug die Massendichte etwa 0,3. g/ccm. Nach Druckentfernung erholte die Matte sich elastisch auf etwa BO % ihres ursprünglichen Volumens.

Glasfasermatte und Harz wurden in einem Verhältnis von 30 zu 70 Gew.-Teilen in solcher Weise gemischt, daß zuerst eine Glasmatte ausgelegt wurde. Dann wurde etwas Harz gleichmäBig auf der Matte verteilt, darüber wurde eine weitere Glasmatte gelegt, es wurde weiteres Harz gleichmäBig auf der Matte ver· teilt, und es wurden Schichten aus Glasmatte übereinander geschichtet. Die so erhaltene Mischung bzw. das Gebilde wurde zwischen zwei Stahlplatten aus rostfreiem Stahl gegeben und auf etwa 170°C. vorerhitzt. Dann wurde das Gebilde In eine Presse gegeben und 5 Minuten bei einem Druck von 25 kg/cm und 170 C. gepreßt. So erhielt man eine dem vorgeformten Gegenstand entsprechende Platte von 15 χ 15 χ 0,2 cm.

Diese Platte wurde in den Formrahmen der folgenden inneren Dimensionen gegeben! 15 χ 15 χ 0,5 cm, und 5 Minuten auf 190°C. erhitzt. Es wurde eine Temperatur von 190°C. gewählt, weil die Schmelzviskosität des geschmolzenen Harzes gemäß Bestimmung mit einem Koka-Fließtester 3,0 χ 10 poises bei 190°C.

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-W-

betrug. Dann wurde die erhaltene Platte abgekühlt und herausgenommen. So erhielt man eine poröse Platte.

Der Test der porösen Platte bezüglich ihrer physikalischen Eigenschaften

ergab eine Expansionsgeschwindigkeit des 2,5-Fachen, eine Zugfestigkeit

2 2

von 400 kg/cm _f eine Biegefestigkeit von 500 kg/cm und eine Schlagfestigkeit von 15,0 kgcm/cm.

Da die in diesem Beispiel verwendete Glasfasermasse sich in dem Zustand befand, wie sie auf dem Markt war, bestand die Gefahr, daß noch Bindemittel an der Glasmatte hafteten. Es war daher notwendig, daß die obige Expansion nicht auf Gasbildung aufgrund der Zersetzung der Bindemittel beruhte. Daher wurde

ο dieselbe Glasmatte auf 800 C. erhitzt, alle Binder wurden zersetzt und vorher entfernt, dann wurde das obige Beispiel wiederholt. Es bestätigte sich, daß die oben angegebene Expansion nicht aus der Zersetzung der Bindemittel resultierte.

I
Vergleichsbeispiel 1

Beispiel 1 wurde mit einer Glasfasermatte mit einer höheren Massendichte wiederholt.

Als Matte mit größerer Massendichte wurde eine geschnittene Strangmatte "EMG 330" der Firma Nihon Glass Fibre Go. verwendet. Sie war hergestellt, indem man geschnittene Stränge einer Länge von 50 mm zu einer Matte formierte und dann durch ein Bindemittel verband. Die Matte hatte eine Massendichte

3 2

von 0,55 g/cm bei einem Druck von 10 g/cm und eine Massendichte von 0,9

3 2

g/cm unter einem Druck von 1000 g/cm . Nach Entfernung dieser Drucke erholte -sich die Matte elastisch auf etwa 70 % ihres ursprünglichen Volumens.

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Aus dieser Matte wurde gemäß Beispiel 1 ein poröser Gegenstand hergestellt, dessen Qualität jedoch zu wünschen übrig ließ, da sich die Schichten lösten.

Laut Tests hatte dieser Gegenstand eine Zugfestigkeit von 450 kg/cm eine

2 ■ ""

Biegefestigkeit von 6CXD kg/cm und eine Schlagfestigkeit von 8_f0 kgcra/cm. Beispiel __2

Als Harz wurde hier Polystyrol in Tablettenform "Sytron 666" der Firma Asahi Dow Co. verwendet. Die Glasmatte war identisch mit derjenigen von Beispiel 1.

Das Verfahren zur Herstellung eines vorgeformten Gegenstandes aua der Mischung der Glasmatte und dem Harz erfolgte wie in Beispiel 1. Man erhielt einen vorgeformten Gegenstand von 15 χ 15 χ 0,2 cm durch Druckverformung bei 170 C. unter einem Druck von 25 kg/cm für 5 Minuten.

Der obige forgeformte Gegenstand wurde wie in Beispiel 1 porös gemacht, bei jedoch 5 Minuten auf 170 C. erhitzt wurde. Die offensichtliche Schmelzviskosität des geschmolzenen Harzes bei 170 C. wurde durch Test als 1,5 χ poises bestätigt.

Laut Test expandierte der erhaltene poröse Gegenstand sich zum 1,3-Fachen

2
und hatte eine Zugfestigkeit von 690 kg/cm , eine Biegefestigkeit von 870

2
kg/cm und eine Schlagfestigkeit von 14,4 kgcm/cm.

Beispiel 3

Gemäß Beispiel 1 wurde ein poröser Gegenstand erhalten, wobei jedoch anstelle des Mischpolymerisates aus Vinylchlorid und Äthylen ein Polyvinylchlorid mit einem durchschnittlichen Polymerisationsausmaß von 580 verwendet wurde. Die Temperaturen beim Vorerhitzen und bei der Druckverformung betrugen je weils 190 C, der Druck bei der Druckverformung wurde auf 10 kg/cm gehalten.

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Das hier verwendete Polyvinylchlorid hatte eine offensichtliche Schmelz-

4 ο

viskosität von 1,0 χ 10 poises bei 1BQ C. laut Test gemäß Beispiel 1.

Der poröse Gegenstand hatte ein Expansionsverhältnis vom X₁ 3-Fachen, eine

2 2

Zugfestigkeit von 920 kg/cm , eine Biegefestigkeit von 800 kg/cm und eine Schlagfestigkeit von 13,4 kgcm/cm.

Beispiel 4_

Beispiel 1 wurde unter Verwendung von Polyäthylen "Petrothen 248" der Toyo Soda Co. wiederholt. Die Temperatur beim Vorerhitzen und der Druckverformung betrug 160 C, der Druck betrug 5 kg/cm , und der Gegenstand wurde durch Erhitzen auf 170 C. porös gemacht.

Das hier verwendete Polyäthylen hatte ein=; offensichtliche Schmelzvis- kosität von 1,5 χ 10 poises bei 170 C. gemäß Test von Beispiel 1.

Der poröse Gegenstand hatte ein Expansionsverhältnis vom 2-Fachen, eine Zug-

2 2

festigkeit von 260 kg/cm , eine Biegefestigkeit von 80 kg/cm und eine Schlagfestigkeit von 9,6 kgcm/cm.

Beispiel S

Beispiel 1 wurde unter Verwendung eines ABS Harzes (Acrylnitril/Butadien/ Styrol-Mischpolymerisat) wiederholt. Die Temperatur beim Vorerhitzen und der Druckverformung betrug 200 C., der Druck 10 kg/cm und der Gegenstand wurde

durch Erhitzen auf 240 C. porös gemacht.

Das hier verwendete ABS-Harz hatte eine offensichtliche Schmelzviskosität

3 ο

von 2,6 χ 10 poises bei 240 C. laut Test gemäß Beispiel 1.

Der poröse Gegenstand hatte ein Expansionsverhältnis vom 1,5-Fachen, eine

2 2

Zugfestigkeit von 520 kg/cm , eine Biegefestigkeit von 600 kg/cm und eine

Schlagfestigkeit von 20,8 kgcm/cm.

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Beispiel 6

Verwendet wurde ein Mischpolymerisat aus Vinylchlorid und Äthylen mit 2 Gew. % Äthylen und einem durchschnittlichen PolymerisationsausmaB von 420, das vorher zu mehreren dünnen Folien gleicher Dicke verformt worden war.

Weiterhin wurde eine Glasfasermatte "Filament Matt MF 30" der Firma Nitto

("bulk") Spinning Co.; sie war eine dünne Matte von hoher Masse/und mit flockiger

Form. Nach Übereinanderlegen von 6 dieser Matten und Verformung unter einem

2 3

Druck von 10 g/cm hätten die Folien eine Massendichte von 0,1 g/cm . Unter

Einem Druck von 1000 g/cm hatten die Folien eine Massendichte von 0,25 g/

3
cm . Nach Entfernung der Drucke erholten sich die Folien elastisch auf 95 % ihres ursprünglichen Volumens.

Die Matten und Harzfolien wurden in einem Verhältnis von '25 Gew.-Teilen zu 75 Gew.-Teilen verwendet. Beim Beschichten wurden 6 Folien der Glasmatte übereinandergelegt und auf eine Harzfolie gelegt; dann wurde eine weitere Harzfolie auf die erhaltenen Folien gelegt, es wurden weitere 6 Folien der Glasmatte darübergegeben, und zuletzt wurde eine Harzfolie auf das erhaltene Gebilde gelegt. Auf diese Weise wurden 3 Harzfolien und 12 Glasmattenfolien zur Bildung eines Schichtkörpers übereinandergelegt.

Die Mischung wurde zwischen Platten aus rostfreiem Stahl gelegt und auf etwa 190 C. vorerhitzt. Dann wurde sie in eine Presse eingeführt und 5 Minuten bei 190 C. unter einem Druck von 5 kg/cm komprimiert. So erhielt man eine vorgeformte Platte von 20 χ 20 χ 0,3 cm.

Die vorgeformte Platte wurde dann auf ein Drahtnetz gelegt und 10 Minuten zur Bildung einer porösen Platte in einem Ofen auf 190°C. erhitzt.

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Das in diesem Beispiel verwendete Harz hatte eine offensichtliche Schmelz-

'3 ο

viskosität von 2,5 κ 10 poises bei 190 C. gemäß Test laut Beispiel 1.

Die poröse Platte hatte ein Expansionsverhältnis vom 3,5-Fachen, eine Zug-

2 2

festigkeit von 70 kg/cm , eine Biegefestigkeit von 45 kg/cm und eine Schlagfestigkeit von 2,5 kgcm/cm; weiterhin hatte sie miteinander in Verbindung stehende Poren und somit einen Luftfließwiderstand von 60 mm (Wasserhöhe) bei einer Fließgeschwindigkeit von 1 m/sec.

Beispiel 7_

Als Harz wurde Polyäthylen "Petrothene 2G6" von der Firma Toyo Soda Co. verwendet, das zu Folien verformt war. Als Matte verwendete man eine Glaswollplatte "Safeion SB 032" der Firma Toyo Kompojitto Go. Diese Glasfasermatte warflockig und massig. Wie festgestellt wurde, hatte die Matte unter einem

2 · 3

Druck von 10 kg/cm eine Massendichte von 0,06 g/cm und unter einem Druck

2 3

von 1000 g/cm eine Massendichte von 0,20 g/cm". Nach Entfernung der Drucke erholte sich die Matte wieder auf 90 ^c/o ihres ursprünglichen Volumens.

Matte und Harz wurden in einem Verhältnis von 30 Gew.-Teilen zu 70 Gew.-Teilen gemischt. Beim Mischen wurden 3 Harzfolien und 2 Glasmatten alternierend zu einem Gebilde übereinandergelegt. Das Gebilde wurde zwischen zwei Stahlplatten aus rostfreiem Stahl gegeben und dann in einer Presse bei 190 C. unter einem Druck von 5 kg/cm 3 Minuten komprimiert; so erhielt man eine vorgeformte Platte von 20 χ 20 χ 0,3 cm.

Dann wurde die vorgeformte Platte auf ein Drahtnetz gelegt und zur Bildung einer porösen Platte 10 Minuten in einem Ofen auf 190 C. erhitzt.

Das in diesem Beispiel verwendete Harz hatte eine offensichtliche Schmelz-

3 viskosität von 1 κ 10 poises bem Testen gemäß Beispiel 1.

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Diese poröse Platte hatte ein Expansionsverhältnis von 3,0-Fachen, eine

2 2

Zugfestigkeit von BO kg/cm , eine Biegefestigkeit von 60 kg/cm und eine Schlagfestigkeit von 2,5 kgcm/cm. Durch die miteinander in Verbindung stehenden Poren ergab sich ein Luftfließwiderstand von 100 mm (Wasserhöhe) bei einer Fließgeschwindigkeit von 1 m/sec.

Beispiel 8_

Beispiel 1 wurde unter Einverleibung eines Verschäumungsmittels im Harz wiederholt.

Als Verschäumungsmittel wurde ein Azodicarbonamid "Unifoam AZ-L" der Firma

Yakuhin
Otsuka Kagaku/ Co. verwendet, das dem Harz in einer Menge von 0,1 Gew.-Teil

zugefügt und 20 Minuten innig eingemischt wurde.

Die erhaltene poröse Platte hatte ein Expansionsverhältnis vom 3,0-Fachen,,

2 ρ

eine Zugfestigkeit von 300 kg/cm , eine Biegefestigkeit von 400 kg/cm und eine Schlagfestigkeit von 15,0 kgcm/cm.

Beispie 1 9

Es wurde eine Glasmatte wie in Beispiel 1 verwendet. Zur Herstellung eines porösen Gegenstandes durch Mischen mit den Glasmatten wurde ein pulverförmiges Mischpolymerisat aus Vinylchlorid und Äthylen mit einem Äthylengehalt von 2 Gew.-p/o und einem durchschnittlichen Polymerisationsausmaß von 500 verwendet. Das Polyäthylen ist als "Milathon 1030" von der Firma Mitsui Polychemical Co. als Formpulver im Handel.

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20 Gew.-Teile Glasmatte wurden mit 80 Gew.-Teilen Mischpolymerisat gemischt. Dabei wurden zuerst drei Viertel des Gesamtgewichtes an Mischpolymerisat unten aufgetragen} darauf wurden zwei Folien der Glasmatten gelegt, dann wurde das restliche Viertel des Gewichtes an Mischpolymerisat auf der Glasmatte aufgebracht. Das so erhaltene Gebilde wurde zwischen zwei auf etwa 180°C. vorerhitzte rostfreie Stahlplatten gegeben, dann in eine Presse gelegt und 5 Minuten unter einem Druck von 20 kg/cm bei 180 C. komprimiert wurden; so erhielt man eine vorgeformte Platte von 15 χ 15 χ 0,2 cm.

Dann wurde die Platte in einen Formrahmen der inneren Dimensionen von 15 χ 15 χ 0,5 cm gegeben und 10 Minuten auf 190 C. erhitzt. Die Platte wurde abgekühlt, herausgenommen und erwies sich als porös. Die poröse Platte hatte eine glatte Unterseite und eine poröse Oberseite, bei welcher eine Anzahl der langen kontinuierlichen Glasfasern im porösen Oberflächenteil in voluminösen Zustand vorliegen und in diesem Zustand mit Harz fixiert werden; weiter hatte sich zwischen den Glasfasern eine Anzahl offener Poren gebildet. Die Dicke der Platte betrug 0,4 cm.

Dann wurden 15 g Polyäthylen in einer Fläche von 5 χ 5 cm auf der porösen Oberfläche der Platte aufgebracht, worauf eine rostfreie Stahlplatte von 10

2 χ 10 χ 0,2 cm daraufgelegt und unter einem Druck von 1 kg/cm 3 Minuten auf 180 C. erhitzt wurde. Dann wurde abgekühlt, und man erhielt eine komplexe oder gebundene Platte.

Die komplexe Platte bestand aus zwei Schichten Mischpolymerisat und Polyäthylen, die fest miteinander verbunden waren. Beim Abpellen der gebundenen Oberfläche

2 mittels einer Abziehtestraaschine betrug die Bindefestigkeit 6 kg/cm . Nach dem Abpelltest wurden die Oberflächen untersucht; wie festgestellt wurde, hafteten winzige Polyäthylenstücke an der porösen Oberfläche der Pla-tte,

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während in ähnlicher Weise winzige Glasfaserstücke an der Polyäthylenschicht hafteten.

Die Bindefestigkeit mittels der Abziehtestmaschine wurde wie folgt gemessen: Aus der porösen Platte wurde ein Stück von 5 χ 5 cm ausgeschnitten und in der oben beschriebenen Weise mit der Polyäthylenschicht verbunden. Dann wurde Aluminiumfolie zwischen die poröse Platte und die Polyäthylenschicht auf das halbe Gebiet von 2,5 cm von einer Seite eingesetzt, um ein Haften der Platte und Polyäthylenschicht aneinander zu verhindern. Das erhaltene gebundene Stück wurde in ein Teststück von 1 χ 5 cm zerschnitten. Der aufgrund der eingeführten Aluminiumfolien nicht haftende Teil wurde an den gegenüberliegenden Seiten im rechten Winkel gebogen und in den linearen Zustand gebracht; das so erhaltene Teststück wurde an den gebogenen Teilen mittels

auseinander

einer Zugtestmaschine/gezogen. Die so gemessene Kraft war die Bindefestigkeit.

Vergleichsbeispiel 2

Es wurde ein gebundenes Produkt wie in Beispiel 9 hergestellt, wobei jedoch eine Glasmatte von hoher Massendichte wie ϊη Vergleichsbeispiel 1 verwendet wurde.

Die erhaltene Mischpolymerisatplatte wurde mittels Glasfasern porös gemacht; sie hatte eine leicht unebene Oberfläche, jedoch keinerlei offene Poren wie in in Beispiel 9.

Das so erhaltene, gebundene Produkt war zwischen den beiden Schichten nicht so fest verbunden, und beim Abziehtest ergab sich ein Wert unter 0,05 kg/cm.

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Vergleichsbeispiel 3

Es wurde ein Mischpolymerisat gemäß Beispiel 6 verwendet. In das Harz wurde ein Verschaumungsmittel einverleibt, jedoch wurde keine Blasmatte verwendet. So erhielt man einen porösen Gegenstand, und die Polyäthylenschicht war wie in Beispiel 6 an die poröse Oberfläche des Gegenstandes gebunden.

Als Verschaumungsmittel wurde das Azodicarbonamid "Unifoam AZ-L" der Firma Dtsuka Yakuhin Ca. verwendet. Dem Harz wurden 0,05 Gew.-Teile Verschaumungsmittel zugefügt und die erhaltene Mischung 5 Minuten mittels vValzen bei 160⁰C. geknetet, worauf man eine Folie erhielt, die in 4 Platten geschnitten wurde. Diese wurden aufeinander gestapelt, in eine Presse gegeben und 5 Minuten bei 170 C. unter einem Druck von 25 kg/cm gepreßt; so erhielt man eine Platte von 15 χ 15 χ 0,2 cm. Zur Erzielung eines porösen Gegenstandes einer Dicke von 0,7 cm wurde die Platte 5 Minuten auf 190°C. erhitzt.

Der poröse Gegenstand wurde auf eine Tiefe von C, Z cm von der Oberfläche abgerieben, wodurch sich eine unebene Oberfläche bildete. Die Polyäthylenschicht war an die unebene Oberfläche wie in Beispiel 6 gebunden.

Das so erhaltene gebundene Produkt konnte leicht von der gebundenen Überfläche abgepellt werden; der Abziehtest ergab einen Wert von 0,1 kg/cmi.

Beispiel 1C_

Wie in Beispiel 9 erhielt man einen porösen Gegenstand mit offenen Poren auf der Oberfläche; dabei wurden jedoch anstelle des Mischpolymerisates Polyäthylentabletten "Petrothene 248" in einem Verhältnis zur "Glassion Continuous Matt" von 70:30 Gew.-J){> verwendet, und es wurde zuerst 5 Minuten bei 160 C. vorerhitzt und dann 5 Minuten bei 160 C unter einem Druck von 5 kg/cm druckverformt.

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- er -

So erhielt man einen vorgeformten Gegenstand, der zur Erzielung einer porösen Platte von 15 χ 15 χ 0,5 cm weiter ohne Druck 5 Minuten auf 190°C. erhitzt wurde.

Die poröse Platte hatte offene Poren auf der Oberfläche, auf der eine weiche Polyvinylchloridschicht gebildet wurde. Dazu wurde Polyvinylchlorid-

2 pulver auf eine einheitliche Dicke von 0,6 g/cm über die Oberfläche des Gegenstandes gestreut, worauf der erhaltene Gegenstand ohne Druck auf 180 C. erhitzt wurde. So erhielt man ein gebundenes Produkt, bei welchem beide Schichten fest miteinander verbunden waren. Der Wert im Abziehtest betrug 3,0 kg/cm.

Das qebundene Produkt von 15 χ 15 cm wurde alternierend insgesamt 20 Mal für je 2 Stuncten einer Atmosphäre von 60 C. bzw. -20 C. ausgesetzt. Anschließend zeigte das gebundene Produkt keinerlei Veränderung im Aussehen, keine Abnahme der Bindefestigkeit, und der Wert im Abziehtest betrug 3,1 kg/cm,

Beispi el I^

Dieses Beispiel zeigt die Herstellung eines gebundenen Produktes aus einer thermoplastischen und einer wärmehärtenden Harzschicht. Als thermoplastisches Harz wurde Polyäthylen "Petrothene 248" gemäß Beispiel 4 verwendet. Das wärmehartende Harz war das ungesättigte Polyesterharz "Polylitä¹ der Firma Dainihon Ink Co. Als Glasmatte wurde "Glassion Continuous Matt" wie in Beispiel 1 verwendet.

Matte und Polyäthylen wurden in einem Verhältnis von 30:70 Gew.-JJt gemischt. Dabei wurde das Polyäthylen als Unterschicht verwendet, die Glasmatte wurde daraufgelegt, dann kam eine Polyäthylenschicht, die mit einer weiteren Glasmatte alternierte usw., bis 3 Schichten aua Glasmatten und 4 Schichten aus Polyäthylen alternierend übereinander gestapelt waren. Das Gebilde wurde in

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in einen Formrahmen mit den inneren Dimensionen von 15 χ 15 χ 0,2 cm gegeber

ο ο

und auf 160 C. vorerhitzt. Dann wurde bei 160 C. 5 Minuten unter einem Druck

2
von 5 kg/cm komprimiert, wodurch man eine vorgeformte Platte von 15 χ 15 χ 0,2 cm erhielt.

Diese Platte wurde in einen anderen Formrahmen mit den inneren Dimensionen von 15 χ 15 χ 0,5 cm gegeben und ohne wesentliche Druckanwendung 5 Minuten auf 190 C. erhitzt. So erhielt man eine poröse Platte mit einer Anzahl offener Poren auf der Oberfläche und einer Dicke von 0,5 cm.

Das ungesättigte Polyesterharz war im normalen Glasstoff mit einem Katalysator zum Härten des Harzes bei Zimmertemperatur enthalten; dieser Glasstoff wurde auf die poröse Oberfläche dar porösen Platte aufgelegt und angepreßt; dann wurde das Gebilde 24 Stunden bei Zimmertemperatur belassen. So erhielt man ein gebundenes Produkt, in welchem die Polyesterharzschicht fest am porösen Gegenstand aus Polyäthylen und Glasfasern haftete.

Das gebundene Produkt hatte im Abziehtest einen Wert von 5,0 kg/cm und eine Zugscherfestigkeit von 53 kg/cm .

Die obige Zugscherfestigkeit wurde wie folgt gemessen: Ein Stück des thermoplastischen Harzes von 10 χ 10 cm und des wärmehärtenden Harzes wurden unter Druck in einer Fläche von 10 cm Breite und 2 cm Länge zusammen verbunden; dabei wurden 70 Gew.-Teile wärmehärtendes, ein Härtungsmittel enthaltendes Harz und 30 Gew.-Teile Glasstoff in Form von 2 Schichten von 10 χ 10 cm (entsprechend JIS-R-3411-EM 330) verwendet.

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Das erhaltene haftende Gebilde wurde gehärtet und lieferte ein gebundenes Produkt, das in Teststücke von 1 cm Breite geschnitten wurde. Diese Stücke wurden in einem Zugtester untersucht.

Vergleichsbeispiel 4

Als Vergleich wurde Beispiel 10 ohne Verwendung der "Glassion Continuous Matt" wiederholt.

Das erhaltene gebundene Produkt konnte leicht in zwei Schichten abgepellt v/erden. Der Wert im Abziehtest betrug weniger als 0,05 kg/cm > und die Zug-

,2
Scherfestigkeit 1,0 kg/cm .

Beispiel 12

Dieses Beispiel zeigt die Herstellung eines gebundenen Produktes aus thermoplastischem Harz und Portland Zement. Als thermoplastisches Harz wurde das Polyäthylen "Petrothene 248" von Beispiel 4 und 11 verwendet. Jer Portland Zement stammte von der Firma Onoda Cement Co. Als Glasmatte wurde die "Glass— lon Continuous Matt" von Beispiel 1 verwendet.

Beim Mischen von Polyäthylen mit der Glasmatte in einem Verhältnis von 90:10 Gew.-Toilen wurde das Polyüthylenharz in 4 Anteile und die Glasmatte in 3 Anteile geteilt; die drei Schichten aus Glasmatte wurden zwischen die vier Schichten aus dem Harz gelegt und der so erhaltene Schichtkörper auf 160⁰C.

vorerhitzt, in eine Presse gegeben und 5 Minuten bei 160 C. unter einem Druck

von 5 kg/cm gepreßt; so erhielt man eine Platte von 15 χ 15 χ 0,2 cm. Diese wurde in einen Formrahmen mit inneren Dimensionen von 15 χ 15 χ 1 cm gelegt und 5 Minuten ohne Druck auf 160⁰C. erhitzt. So erhielt man eine Platte von 15 χ 15 χ 0,25 cm mit einer Anzahl offener Poren auf der Oberfläche.

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Eine Mischung aus 1 Gew.-Teil Zement, 3 Gew.-Teilen Sand und 0,6 Gew.-Teilen Wasser wurde auf die poröse Oberfläche der Platte aufgebracht und härten gelassen. So erhielt man ein miteinander verbundenes Produkt.

In diesem Produkt hafteten Harzschicht und Zementschicht fest aneinander. Das gebundene Produkt hatte eine Zugscherfestigkeit von 5,0 kg/cm und

2
eine Haftfestigkeit von 1,4 kg/cm .

Die Zugscherfestigkeit dieses Produktes wurde wie in Baispiel 11 bestimmt. Die Haftfestigkeit wurde wie folgt bestimmt: Aus der porösen platte wurde ein Stück von 5 χ 5 cm ausgeschnitten. Auf dieses Stück wurde im Zentrum in einer Fläche von 3 χ 3 cm eine identische Zementmischung aufgebracht, dann wurde die Mischung härten gelassen und ergab so das Teststück. Harzschicht und Zementschicht wurden mittels eines Zugtesters in entgegengesetzten Richtungen abgezogen. Dieser Wert ist die Haftfestigkeit.

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Claims

- ae- -

Pate nt ansprüche

[1.-^ Verfahren zur Herstellung poröser, thermoplastischer, mit Glasfasern verstärkten Harzgegenstände._f dadurch gekennzeichnet, daß man eine oder mehrere Matten aus Glasfasern mit einer Massendichte von 0,4 g/ccm oder weniger bei

2
Komprimieren unter einem Druck von 10 g/cm und einer Massendichte von 0,6

2 g/ccm oder weniger bei Komprimieren unter einem Druck von 1000 g/cm sowie der inhärenten Eigenschaft, daß die Matten sich nach Druckentfernung elastisch auf mehr als 50 Vol..-^₁ ihres ursprünglichen Volumens erholen, verwendet, 5-70 Gew.-Teile dieser Matten mit 95-30 Gew.-Teilen thermoplastischem Harz zur Bildung harzimprägnierter Matten mischt, die mit Harz behandelten Matten dann unter Druck auf eine Temperatur oberhalb der Sintertemperatur des Harzes zur Bildung eines Gegenstandes erhitzt, in welchem Fasern und Harz zu einer verbundenen Masse kombiniert sind, worauf man im Gegenstand mittels der Erholungsfähigkeit der Glasfasern Poren bildet, während der Gegenstand auf einer Temperatur oberhalb der Fließtemperatur des Harzes gehalten wird.
2.- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Matten aus Glasfasern solche aus kontinuierlichen Strängen, überfluchcinmutten oder Glaswollmatten verwendet.
3.- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Matten aus

Glasfasern beim !',omprimieren unter einem Druck von 10 g/cm eine Massendichta von 0,25 g/ccm oder weniger und beim Komprimieren unter einem Druck von 1000

2
g/cm eine Massendichte von 0,35 g/ccm oder weniger haben sowie die inhärente Eigenschaft besitzen, daß sie sich elastisch auf mehr als EO Vol.-P/o ihres ursprünglichen Volumens nach Druckentfernung erholen.

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4,- Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das thermo-

5 plastische Harz eine anscheinende Schmelzviskosität von 2 χ 10 poises oder weniger bei 100-250 C. hat.
5,- Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als thermoplastisches Harz Polyvinylchlorid, ein Mischpolymerisat aus Vinylchlorid und Äthylen, ein Mischpolymerisat aus Vinylchlorid und Vinylacetat, Polyäthylen, ein Mischpolymerisat aus Äthylen und Vinylacetat, Polypropylen, ein Mischpolymerisat aus Äthylen und Propylen, Polystyrol, ein Mischpolymerisat aus Styrol und Acrylnitril oder ein solches aus Acrylnitril, Butadien und Styrol verwendet wird.
6,- Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Harz in Pulver—, Tabletten- oder Folienform verwendet wird.
7.- Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischverhältnis der Glasfasermatten zum thermoplastischen Harz zwischen 15-40 Gew.—Teilen zu 05—60 Gew.—Teilen liegt.
Θ.- Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischen in solcher Weise erfolgt, daß man das thermoplastische Harz in Form vieler Folien verwendet, die alternierend jeweils auf eine Glasfasermatte gelegt werden.
ein anderes, 9.- Verfahren nach Anspruch 1 bis B₁ dadurch gekennzeichnet, daß/weiteres Harz auf die Oberfläche der mit Harz behandelten Matten äufgEbracht wird, worauf die erhaltene Mischung unter Druck auf eine Temperatur oberhalb der Sintertempera tür beider Harze erhitzt wird.
10.- Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in das Harz ein Verschäumungsmittel einverleibt wird.

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- 3/er -
11.- Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Verschäumungsmittel bei Temperaturen von 150-250 C. zersetzt und Gas entwickelt.
12.- Verbundenes Produkt, hergestellt nach einem Verfahren, in welchem eine Zementmischung auf die poröse Oberfläche eine gemäß Anspruch 1 bis 11 hergestellten Gegenstandes aufgebracht und dann, ausgehärtet wird.
13.- Verbundenes Produkt, hergestellt nach einem Verfahren, bei welchem ein flüssiges wärmehärtendes Harz auf die poröse Überfläche eines gemäH Anspruch 1 bis 11 hergestellten Gegenstandes aufgebracht und dann ausgehärtet wird, wobei das wärmehärtende Harz ein ungesättigtes Polyesterharz, Epoxyharz, Phsnol-Formaldehyd-Harz oder Polyurethanharz ist.
14.- Verbundenes Produkt, hergestellt nach einem Verfahren bei welchen ein anderes thermoplastisches Harz auf die poröse Oberfläche eines gemäß Anspruch 1 bis 11 erhaltenen Gegenstandes aufgebracht und der erhaltene Gegenstand auf eine Temperatur oberhalb der Sintertemperatur des Harzes erhitzt wird, wobei das andere thermoplastische Harz Polyvinylchlorid, ein MiseIpolymerisat aus Vinylchlorid und Äthylen, ein Mischpolymerisat aus Vinylchlorid und Vinylacetat, Polyäthylen, ein Mischpolymerisat aus Mthylen und Vinylacetat, Polypropylen, ein Mischpolymerisat aus Äthylen und Propylen, Polystyrol, ein Mischpolymerisat aus Styrol und Acrylnitril oder ein Mischpolymerisat aus Acrylnitril, Butadien und Styrol ist.
15.— Verbundenes Produkt nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das andere thermoplastische Harz in Pulver-, Tabletten- oder Folienform vorliegt.

Der Patentanwalt:

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