DE2312772A1 - Verfahren zur herstellung von fadengelegen in bahnenform zur verstaerkung von isolierfolien, insbesondere feinglimmerfolien und von schichtstoffen fuer elektrotechnische isolierzwecke - Google Patents

Description

• " Verfahren zur Herstellung von Fadengelegen in Bahnenform zur Verstärkung von Isolierfolien, insbesondere Feinglimmerfolien und von Schichtstoffen für elektrotechnische Isolierzwecke." nische Isdlierzwecke." Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Fadengelegen in Bahnenform, vorzugsweise aus Glasgarn oder Kunstfasergarn, zur Verstärkung von Isolierfolien, insbesondere Feinglimmerfolien, sowie von Faserstoffen, Kunststoffen und Schichtstoffen in Verbindung mit Kunstharzen für elektrotechnische Isolierzwecke. Das Fadengelege besteht aus parallelliegenden, kontinuierlich verlaufenden Fäden in beliebiger Stärke. Diese Fäden werden sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung auf der Trägerfolienbahn oder auch einem Transportband angeordnet. Bei den Fäden handelt es sich vorzugsweise um Glasgarnfäden, die mit wärmehärtbarem Kunstharz getränkt oder imprägniert sind oder im Laufe des Arbeitsverfahrens imprägniert werden. Gegebenenfalls können auch Kunststoffäden vorgesehen werden. Als Kunstharze kommen alle dem Fachmann für derartige Zwecke bekannten Harze in Frage, insbesondere Polyesterharze, Akrylharze, Vinylharze, Silikon-Harze, Epoxid-Harze und Polyurethan.
• Zweck der Erfindung ist es, bei der Verstärkung von Kunststoffschichten, Faserstoffbahnen und sonstigen Isolierfolien, insbesondere Glimmerfolien oder von Schichtstoffen, durch Fasern hoher Festigkeit einen möglichst kleinen Gewichts- oder Volumenanteil an Verstärkungsfasern und eine möglichst hohe Festigkeit in Längs- und Querrichtung zu erzielen. Außerdem soll das Verfahren auch die Herstellung von verhältnismäßig dichten Fadengelegen mit gewebeähnlicher Oberfläche ermöglichen.
• Gewebe, insbesondere Feingewebe aus Fasern hoher Festigkeit, insbesondere Glasfasern, lassen sich in der Elektroisolierstoff- und Schichtstoffherstellung nur schwer ersetzen, weil sie bei hoher Bruchlast in Längs- und Querrichtung dünner, leichter und glatter sind als andere Arten von Faserstoffen, wie Vliese und bestimmte Gelege. Bei der Verwendung von Geweben verteuert jedoch, je nach Feinheit des Gewebes, der Arbeitsgang des Webens das Endprodukt um das drei- bis zehnfache des Glasfaserpreises.
• Es ist bereits bekannt, Folien, insbesondere Glimmerfolien durch in Längsrichtung angeordnete Fadengelege zu verstärken. Hierdurch wird aber in Querrichtung keine Verstärkung erreicht.
• Es sind ferner Fadengelege zur Verstärkung von Folien und Papieren bekannt, die aber wegen relativ großer Fadenabstände keine gewebeähnliche Oberfläche besitzen.
• Ferner werden nach einem bereits bekannten Verfahren Schichtpreßstoffe durch Fadengelege in der Weise verstärkt, daß längsgerichtete Fäden mit Harz getränkt und zu einer Bahn aneinandergeklebt werden, aus der nach dem Trocknen Bögen geschnitten werden, die überkreuzt gelegt werden können, um dem Schichtstoff in beiden Richtungen eine hohe Festigkeit zu verleihen. Dieses Verfahren ist arbeits- und kostenmäßig sehr aufwendig, und erlaubt keine kontinuierliche Herstellung von Bahnen und Bändern.
• Es ist ferner bekannt, relativ grobe Fadengelege, aus z.B.
• Glasseiden-Rovings, nachträglich mit Harzen zu tränken und zur Herstellung von Laminaten (SchichtstoffenXzu verwenden.
• Bei einem derartigen Fadengelege ist ein besonderer Arbeitsgang zur vorherigen Herstellung des Geleges erforderlich, der nur bei relativ groben Gelegen technisch und wirtschaftlich sinnvoll ist.
• Ebenfalls ist ein Verfahren zur Herstellung von Gebrauchsgegenständen, wie Behältern oder rohrförmigen Produkten durch Aufwickeln von aus mit einem synthetischen wärmehärtbaren Harz imprägnierten Fadensträngen bekannt, wobei die flachliegenden, parallel und kontinuierlich verlaufenden Fadenstränge seitlich überlappt geführt'und zu einem Band zusammengefasst werden. Die einzelnen Stränge oder das Band werden mit einem wärmehärtbaren Kunstharz imprägniert. Durch das Aufwickeln des Bandes auf einen geeigneten Formkörper wird der gewünschte Gegenstand ausgeformt und anschließend das flüssige Imprägnierharz gehärtet.
• Weiterhin ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von rohrförmigen Stücken beschrieben worden, bei welchen eine Vielzahl harzimprägnierter Glasseidenfäden zwecks Erzielung einer hohen Festigkeit in kreuzweiser Anordnung um'ion einem Winkel angeordnete Formstücke gewickelt wird. Keines der beschriebenen bekannten Verfahren ist ohne weiteres zur Herstellung von Bahnen, Bänden und Platten geeignet.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Isolierfolien, insbesondere Feinglimmerfolien, sowie Faserstoffe, Kunststoffe und Schichtstoffe in Bahnenform durch grobfädige und/oder auch feinfädige-hochfeste Fäden, insbesondere Glasgarn- oder gegebenenfalls Kunststoffäden in einem minimalen Gewichts-oder Volumenanteil in mehreren Richtungen mit hoher vorgegebener Festigkeit zu verstärken, sowie ferner die Herstellung eines hierfür erforderlichen Fadengeleges in einem Arbeitsgang mit seiner teilweisen oder vollständigen Tränkung, Trocknung und/oder Verklebung mit anderen Schichten in einer diesen Arbeitsverfahren angemessenen Geschwindigkeit zu vollziehen. Dabei sollen unter Berücksichtigung der geforderten Festigkeit Fadenabstände ermöglicht werden, die sich mit einem Gewebe wegen mangelnder Schiebefestigkeit in der Verarbeitung nicht verwirklichen lassen. Andererseits soll mit geringen Fadenabständen eine gewebeähnliche glatte Oberfläche erzielt werden können, wie sie insbesondere bei Oberflächenschichten von Schichtpreßstoffen erwünscht ist.
• Diese Aufgabe stellt sich insbesondere bei der Verstärkung von Feinglimmerfolien, bei der Herstellung feiner Oberflächenschichten von Glasfaserschichtstoffen und bei der Herstellung von dünnen, dehnfähigen Bändern ähnlich Diagonalgewebe und/oder Glas/Kunstfaser-Mischgewebe.
• Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Fadengeleges in Bahnenform zur Verstärkung von Harzschich-ten, Faserstoffbahnen und Folien, insbesondere Feinglimmerfolien, Kunststoffen und von Schichtstoffen für elektrotechnische Isolierzwecke werden außer längsgerich eten Fäden kontinuierlich von Kante zu Kante verlaufende Querfäden in beliebigem Winkel zur Längsrichtung in größerer Anzahl und beliebiger Stärke und Dichte gleichzeitig aufgelegt und vom Auflegen bis zum Abschneiden mit der Geschwindigkeit der Längsfäden,der Trägerbahn oder eines Transportbandes mitgeführt. Dieses geschieht in einem Arbeitsgang mit teilweiser oder vollständiger Harztränkung, Trocknung und/oder Verklebung mit anderen Schichten in einer diesen Vorgängen angemessenen Geschwindigkeit.
• Mit dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung sind insbesondere folgende Vorteile zu erzielen: Die genannten Stoffe werden in Längsrichtung und/oder in beliebigem Winkel dazu mit einem kleinstmöglichen Volumen-oder Gewichtsanteil an hochfesten Fäden, insbesondere Glasgarnfäden oder gegebenenfalls Kunststoffäden in vorgegebenem Maße verstärkt, so daß Materialkosten und wo erforderlich auch Volumen eingespart werden und optimale Festigkeit auch in Querrichtung erreicht wird. Andererseits kann durch geringe Fadenabstände eine glatte, gewebeähnliche Oberfläche erzielt werden.
• Das in einem Arbeitsgang mit den übrigen Arbeitsprozessen hergestellte Fadengelege ist mindestens gleichwertig einem feinen Glasgewebe, aber durch Vermeidung des beim Glasgewebe erforderlichen relativ langsamen Webprozesses wesentlich billiger.
• B e i s p i e 1 1 Ein Fadengelege aus Glas garn zur Verstärkung einer ungetränkten Feinglimmerfolienbahn besteht aus Längsfädengruppen im Abstand von ca. 3 mm und aus rechtwinklig dazu verlaufenden Querfäden von ca. 3 mm bis 6 mm Abstand.
• Um die Glimmerfolienbahn in einem Arbeitsgang mit dem Fadengelege zu verstärken, ist es bei einer durch die Handhabung der Folienbahn und das Trocknen des Klebeharzes beispieisweise gegebenen Abzugsgeschwindigkeit von 10 m/min notwendig, in Abständen von 2 sec. je 55 oder 110 Querfäden in 6 mm oder 3 mm Abstand voneinander über den vorher imprägnierten fortlaufenden Längs fäden auszuspannen, abzusenken und mit einer Geschwindigkeit von 167 mm/sec. einige Zehntelsekunden mitzuführen und abzuschneiden.
• Die klebrigen Längs fäden halten die Querfäden fest und geben einen Teil des evtl. Harzüberschusses an diese ab. Anschliessend wird das Gelege mit der Glimmerfolie zusammengeführt und durch kurze Umlenkung um eine Walze mit der Glimmerfolie verklebt.
• Beispiel 2 Eine Glasmatte oder ein Glasvlies von beispielsweise 1,4 mm Dicke wird mit einem Harz getränkt. Danach wird; wie in Beispiel 1, periodisch je ein Satz Querfäden aufgelegt, der sich im Harzüberschuß der Matte tränkt. Anschließend lässt man die Längsfäden belaufen. Die ganze Bahn wird um etwa 180° umgelenkt, so daß die noch freie Seite der Matte nach oben kommt und nunmehr in gleicher Weise mit Längs- und Querfäden belegt werden kann. Die Fadendicke und Fadenzahl werden so gewählt, daß sich eine glatte Oberfläche wie bei einem Gewebe ergibt und daß die Biegefestigkeit des auf diese Weise erzeugten Schichtstoffes wesentlich höher liegt als bei reiner Mattenverstärkung.
• Die Kombination aus Matte und Gelege wird entweder im weiteren Durchlauf getrocknet und/oder vorgehärtet t in Bögen aufgeteilt und als Prepreg (Harzmatte) in einer Presse zu einem Schichtstoff weiterverarbeitet oder kontinuierlich kalibriert und ausgehärtet.
• Der Schichtstoff kann auch mit einer Kupferfolie belegt werden und als Basismaterial für gedruckte Schaltungen dienen.
• Beispiel 3 Ein Schichtstoff-Prepreg oder ein kontinuierlich hergestellter Schichtstoff wird in der Weise gefertigt, daß in Längsrichtung verlaufende dicke, harzimprägnierte Rovings (Glasfaserstränge) oder ein unidirektionales harzimprägnie-rtes Rovinggewebe beidseitig zuerst in Querrichtung und dann in Längsrichtung mit einem feineren Glas garn belegt werden. Die Gelege werden vom Harzüberschuß der Innenbahn mitgetränkt.
• Beispiel 4 Nach dem gleichen Prinzip wie in Beispiel 3 in wiederholter Anwendung wird ein Schichtstoff oder Prepreg hergestellt, der auf eine grobfädige Längslage beiderseits zunächst je eine grobfädige Querlage und danach feinfädige Lagen und zwar nindestens je eine Längslage erhält. Die äußersten Lagen sind in jedem Fall Längs lagen. Die grobfädige Längs lage wird vorgetränkt. Die feinfädigen Lagen bestehen aus einer großen Zahl von Fäden, so daß eine glatte Oberfläche erreicht wird.
• Die feinfädigen Längs lagen können imprägniert sein. Während des Herstellungsverfahrens geben sie der Bahn ausreichenden Halt, um sie durch Abquetschwalzen hindurchzuführen, die das Harz von der inneren Lage heraus auf die übrigen Lagen verteilen.
• In einer anderen Ausführungsform kann der so aufgebauten Bahn vor den Abquetschwalzen nochmals Harz zugesetzt werden.
• B e i 5 p i e 1 5 Ein imprägniertes Gelege mit den Eigenschaften eines dehnfähigen "Diagonalgewebes", vorzugsweise in besonders geringer Dicke, in der sich normalerweie ein Diagonalgewebe nicht verarbeiten lässt, wird wie folgt hergestellt: Dehnbare Kunststoffäden in ausreichender Zahl und Dicke, um den Transport des Geleges zu gewährleisten, werden in Längsrichtung abgezogen. Sie werden von zwei nicht näher beschriebenen Vorrichtungen nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Prinzip, jedoch nicht im rechten Winkel, sondern in zwei verschiedenen Richtungen schräg zur Längsrichtung mit Glasgarnfäden belegt.
• Hierzu wird mittels Walzen oder Rakel zunächst eine dosierte Harz- oder Lackschicht auf ein umlaufendes Transportband aufgetragen. In diese Harz- oder Lackschicht lässt man zunächst die Längs fäden einlaufen, die aus Kunststoff bestehen und danach die Querfäden (Diagonalfäden)aus Glasgarn. Zum Abschluß kann eine weitere Lage Längs fäden aufgelegt werden. Nachdem das Gelege eine ausreichende Menge Harz oder Lack aufgenommen hat, verlässt es, getragen von den Längsfäden, das Transportband und wird getrocknet.
• Beispiel 6 Auf ein harzbeschichtetes umlaufendes Transportband wie in Beispiel 5, jedoch in größerer Länge, so daß es anschließend einen Trockenkanal durchlaufen kann, werden in zwei Richtungen schräg von Kante zu Kante durchlaufende Fäden aufgelegt. Dabei kann, anders als in Beispiel 5, auf Längsfäden verzichtet werden, wenn als umlaufendes Transportband ein solches gewählt wird, das sich vom ausgehärteten Harz hinreichend leicht trennen lässt. Ein solches Transportband kann beispielsweise aus mit Teflon beschichtetem Glas gewebe bestehen.
• Die erzeugte Bahn entspricht in ihren Eigenschaften einem lackierten Diagonalgewebe.

Claims (1)

1. Patentansprüche

   ,s) ; 1.} Verfahren zur Herstellung eines Fadengeleges in Bahnenform zu ford zur Verstärkung von Harzschichten, Faserstoffbahnen und Folien, insbesondere Feinglimmerfolien, Kunststoffen und von Schichtstoffen für elektrotechnische Isolierzwecke, dadurch gekennzeichnet, daß außer längsgerichteten Fäden kontinuierlich von Kante zu Kante verlaufende Querfäden in beliebigem Winkel zur Längsrichtung in größerer Anzahl und beliebiger Stärke und Dichte gleichzeitig aufgelegt und vom Auflegen bis zum Abschneiden mit der Geschwindigkeit der Längs fäden, der Trägerbahn oder eines Transportbandes mitgeführt werden und daß dies in einem Arbeitsgang mit teilweiser oder vollständiger Harztränkung, Trocknung und/oder Verklebung mit anderen Schichten in einer diesen Vorgängen angemessenen Geschwindigkeit geschieht.

   2.) Verfahren zur Herstellung von Fadengelegen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer oder zwei Richtungen schräg verlaufende Fäden angeordnet werden.

   3.) Verfahren zur Herstellung von Fadengelegen nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ungetränkte Querfäden auf getränkte, noch nasse Längsfäden aufgelegt werden und danach eine ungetränkte oder beschichtete Isolierfolie oder Faserstoffbahn aufkaschiert wird.

   4.) Verfahren zur Herstellung von Fadengelegen nach Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querfäden auf die Längs fäden oder die Trägerbahn durch eine kurzzeitig mitbewegte, bereits bekannte heiße Preßvorrichtung oder eine beheizte Walze heißgesiegelt werden.

   5.) Verfahren zur Herstellung vc Fadengelegen nach Ansprüchen 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß ungetränkte Querfäden und danach ungetränkte Längs fäden auf eine mit Kunstharz beschichtete Folie oder ein getränktes Faserstoffgebilde, ie Glasfaservlies oder Glasfasermatte aufkaschiert werden.

   6.) Verfahren zur Herstellung von tadengelegen nach Ansprüchen 1 - 5, dadurch geknneichnet, daß nacheinander von beiden Seiten ein Fadengelege auf ein getränktes Faserstcffgebilde aufgebracht wirt, welches dann als Prepreg zum Herstellen eines Schichtstoffes verwendet werden kann.

   7.) Verfahren zur Herstellung son VadengeIegen nach Ansprüchen 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtstoffherste'lung im gleichen Arbeitsgang kontinuierlich aus dem beiderseits mit Fadengelege belegten Fasergebilde erfolgt 8.) Verfahren zur Herstellung von Fadengelegen nach Ansprüchen 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf ein mit einer dosierten flüssigen Harzschicht belegtes umlaufendes Transportband zunächst die Längs fäden und danach die Querfäden aufgelegt werden und das Gelege nach Aufnahme einer ausreichenden Harzmenge durch die Längs fäden vom Transportband abgehoben und weiterbefördert wird, so daß sich eine Bahn ähnlich einem getränkten Gewebe zum Beispiel als Prepreg für einen Schichtstoff ergibt.

   9.) Verfahren zur Herstellung von Fadengelegen nach Ansprüchen 1 - 8, dadurch geknnzeichnet, daß auf ein mit einer dosierten Harzschicht belegtes umlaufendes Transportband Fäden in mehreren beliebigen Richtungen aufgelegt werden und erst nach dem Trocknen und/oder Aushärten der Lackschicht mit dieser zusammen vom Transportband abgehoben werden.

   10.) Verfahren zur Herstellung von Fadengelegen nach Ansprüchen 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahrensprinzip mehrmals angewendet wird, wobei äußere Lagen aus feinen Garnen auf innere Lagen aus dicken Fasersträngen (Rovings) aufgebracht werden, wobei die äußersten Lagen in Längsrichtung verlaufen.

   11.) Verfahren zur Herstellung von Fadengelegen nach Ansprüchen 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß der derart hergestellte Schichtstoff ein- oder beidseitig mit einer Metallfolie kaschiert wird.