-
Glasfaserverstärkungseinlage und Verfahren zu ihrer Herstellung
-
Die Erfindung betrifft eine Glasfaserverstärkungseinlage mit einer
Schicht aus parallelen Glasseidensträngen und wenigstens einer als Vlies oder Platte
aus ungerichteten Stapelfasern ausgebildeten Schicht, die fest miteinander verbunden
sind, und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
-
Bei bekannten Glasfaserverstärkungseinlagen der genannten Art erfolgt
die Verbindung der Schicht aus parallelen Glasseidensträngen mit dem Vlies bzw.
der hatte durch Vernähen auf einer Näh- oder Steppanlage. Dieses Vernähen stellt
einen aufwendigen Arbeitsvorgang dar, der zudem Nähgarn als Zusatzmaterial benötigt.
Derartige gesteppte Verstärkungseinlagen sind teuer und damit für viele Zwecke,
beispielsweise bei der Herstellung yon bitumengetränkten Bahnen, wie Dachpappen
und dergleichen, nicht verwendbar.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine \ierstärkungseinlage der eingangs
erwähnten Art zu schaffen, die wesentlich kostengünstiger herstellbar ist.
-
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Schichten
ausschließlich durch ein klebendes Bindemittel miteinander verbunden sind.
-
Die Glasseidenstränge erstrecken sich vorzugsweise in Längsrichtung
der Einlage. Es ist aber auch möglich, die Glasseidenstränge im Winkel zur Längsrichtung
der Einlage anzuordnen, beispielsweise/9ur Längserstreckung der Einlage, 0 oder
aber auch unter einem Winkel von etwa 45° zur Längserstreckung der Einlage. Es ist
dabei weiter möglich, zwei Schichten von Glasseidensträngen vorzusehen, wobei sich
die Glasseidenstränge der beiden Schichten unter einem Winkel von vorzugsweise 900
kreuzen. Die Schicht(en) aus Glasseidensträngen können beidseitig durch ein Glasseidenvlies
bzw. eine Platte aus Glasstapelfasern abgedeckt sein, wobei es auch möglich ist,
einseitig ein Glasseidenvlies und auf der anderen Seite eine Matte anzuordnen.
-
Bei einem besonders zweckmäßigen Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen
Glasfaserverstärkungseinlage werden die Schichten gemeinsam durch ein Binderbad
geführt. Dabei ist es möglich, ein auf einem Bandsieb gebildetes Vlies bzw.
-
eine auf einem Bandsieb gebildete Platte auf dem Bandsieb mit der
Schicht aus parallelen Glasseidensträngen zusammenzuführen.
-
Die Glasseidenstränge können dabei so aufgebracht werden, daß sie
sich in Laufrichtung erstrecken. Ls ist aber auch möglich, die Glasseidenstränge
so aufzulegen, daß sie sich im Winkel zur
Laufrichtung erstrecken,
wobei die Glasseidenstränge quer zur Laufrichtung aufgegeben werden können, aber
auch unter einem Winkel von etwa 450 zur Laufrichtung. Es ist schließlich möglich,
zwei Schichten aus Glasseidensträngen aufzugeben, wobei sich die Stränge der beiden
Schichten unter einem Winkel von vorzugsweise 900 kreuzen.
-
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht
und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben.
-
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Teil einer Glasfaserverstärkungseinlage
gemäß der Erfindung.
-
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer Einlage gemäß
der Erfindung mit sich in Laufrichtung erstreckenden Glasseidensträngen.
-
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer Einlage mit
sich quer zur Längsrichtung der Einlage erstreckenden Glasseidensträngen.
-
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer erfindungsgemäßen
Einlage mit unter einem Winkel von 450 angeordneten Glasseidensträngen.
-
Fig. 5 zeigt schematisch eine Anlage zur Herstellung von Glasfaserverstärkungseinlagen
gemäß der Erfindung Fig. 6 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform einer
Anlage zur Herstellung von Glasfaserverstärkungseinlagen gemäß der Erfindung.
-
In Fig. 1 ist im Querschnitt ein Abschnitt einer Glasfaserverstärkungseinlage
2 dargestellt mit einer Schacht aus
parallel zueinander verlaufenden
Glasseidensträngen 4, die beidseitig durch Schichten 6, 8 abgedeckt sind. Die Schichten
6 und 8 können Glasseidenvliese bzw. Matten aus Glasstapelfasern sein. Es ist auch
möglich, als eine Schicht ein Glasseidenvlies und als andere Schicht eine Matte
vorzusehen.
-
Weiter ist es möglich, nur eine Schicht 6 oder 8 vorzusehen, die als
Vlies oder Matte ausgebildet ist. Die Glasfaserstränge 4 können je nach den Anforderungen
in enger Berührung miteinander angeordnet werden, oder aber auch mit vorbestimmten
Abständen, je nach den Anforderungen, die an die Einlage gestellt werden.
-
Die Schicht aus Glasseidensträngen 4 ist mit dem außen liegenden Glasseidenvlies
bzw. der außen liegenden Glasfasermatte über ein klebendes Bindemittel bekannter
Art miteinander verbunden.
-
In Fig. 2 ist ein Abschnitt einer Glasfaserverstärkungseinlage dargestellt.
Die Einlage hat eine Breite b und eine Längserstreckung in Richtung des Pfeiles
a. Die gestrichelt dargestellten Glasseidenstränge 4 liegen hier in Längserstreckung
der Einlage.
-
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 hat die Linlage wiederum eine
Breite b und die Längserstreckung in Richtung des Pfeiles a. Die Glasseidenstränge
4 erstrecken sich hier quer zur Längserstreckung der Einlage. Die Stränge können
dabei Strangabschnitte mit einer Länge entsprechend der inlagenbreite b sein. Es
ist aber auch möglich, die Glasfaserstränge in Mäanderform anzuordnen, d.h. in Form
eines einzigen Stranges, der jeweils im Randbereich um 1800 umgewendet wird. Eine
derartige Einlage kann durch einen Strangaufleger üblicher Art gelegt werden.
-
Die Anordnung der Glasseidenstränge entsprechend Fig. 2 gibt der Einlage
im wesentlichen Festigkeit in Längserstreckung der Einlage, während die Anordnung
der Glasseidenstränge nach Fig. 3 eine maximale Zugfestigkeit quer zur Längserstreckung
der einlage bewirkt. Durch Kombination einer Schicht aus Glasseidensträngen nach
Fig. 2 mit einer Schicht aus Glasseidensträngen nach Fig. 3, d.h. zwei über-0 einanderliegende
sich mit ihren Strängen unter 90 kreuzende Schichten, hohe Zugfestigkeiten sowohl
in Längsrichtung als auch quer zur Längsrichtung zu erzielen.
-
In Fig. 4 ist eine Anordnung dargestellt, bei der die Glas-0 seidenstränge
4 unter einem Winkel von etwa 45 zur Längserstreckung der Linlage angeordnet sind.
Die einzelnen Glasseidenstränge sind hierbei im Bereich des Randes der Einlage jeweils
um 90° umgelenkt. Bei dieser Anordnung kommt es zwangsläufig zu einer doppelten
Schicht aus Glasseidensträngen, wobei sich die Stränge in den beiden Schichten unter
einem Winkel von etwa 900 kreuzen. Bei dieser Anordnung der Schichten aus Glasseidensträngen
liegt die größte Zugfestigkeit jeweils unter einem Winkel von 450 zur Längserstreckung
der Einlage.
-
Durch Änderung des Winkels,unter dem die Glasseidenstränge angeordnet
werden, kann die maximale Zugfestigkeit den jeweiligen Anforderungen angepaßt werden.
-
Linlagen gemäß der Erfindung lassen sich besonder zweckmäßig und wirtschaftlich
herstellen, wenn der Verbund zwischen den einzelnen Schichten sich unmittelbar an
die Herstellung des Glasseidenvlieses bzw. der Glasfasermatte anschließt. In Fig.
5 ist schematisch eine Anlage dargestellt, mit der Glasfaserverstärkungseinlagen
nach Fig. 2 mit einer oder zwei Außenschichten herstellbar sind.
-
Ein endloses Bandsieb 10 durchläuft über eine Trommel 12 einen Bottich
14, in dem Glasstapelfasern mit einheitlicher oder unterschiedlicher Schnittlänge
in Wasser aufgeschwemmt enthalten sind. Dem Wasser können dabei übliche Zuschlagstoffe
zugefügt sein. Innerhalb der Trommel 12 kann eine sektorförmige Absaugkammer 13
vorgesehen werden. Abhängig von der Stärke der radial einwärts gerichteten Strömung
und der Umlaufgeschwindigkeit des Bandsiebes 10 wird auf dem Sieb eine mehr oder
weniger starke Schicht von Glasstapelfasern in willkürlicher Anordnung angeschwemmt.
Auf dem Bandsieb 10 wird damit in Richtung des Pfeiles a eine lose Matte 16 aus
Glasstapelfasern aus dem Bottich 14 ausgetragen.
-
In einem Abschnitt 18 des Bandes 10 zwischen zwei Umlenkrollen 20
und 22 wird auf das Bandsieb auf die Oberseite der Matte 16 eine Schicht 24 aus
parallel verlaufenden Glasseidensträngen aufgelegt. Diese Glasseidenstränge werden
über eine Rolle 26 von einem Vorrat 28 abgezogen. Unmittelbar vor Auftreffen auf
die von dem Bandsieb 10 getragene Matte 16 werden die Glasseidenstränge 24 unter
einer Rolle 30 umgelenkt. Der Rolle 22 kann dabei eine weitere Rolle 32 gegenüberliegen.
-
Das Bandsieb, das in seinem Abschnitt 34 somit eine untere Schicht
in Form einer Matte und eine obere Schicht in Form von parallelen Glasseidensträngen
trägt, wird dann um eine Trommel 36 umgelenkt, die sich in einem Bottich 38 befindet,
der mit einem Fixierbad gefüllt ist, das ein Bindemittel enthält. Nach Verlassen
des in dem Bottich 38 enthaltenen Fixierbades wird der Verbund mit den beiden Schichten
16 und 24 über eine Umlenkrolle 40 vom Bandsieb 10 abgenommen. Die Rolle kann dann
zwischen zwei Preßwalzen 42 hindurchgeführt werden, in denen sie von überschüssigem
Bindemittel befreit wird. Anschließend wird die Einlage dann durch einen Trockenofen
44 geführt und danach auf einer Vorratsrolle 46 aufgewickelt.
-
Bei der dargestellten Anordnung ist die durch die Schicht 16 gebildete
Matte aus Glasstapelfasern beim Durchführen durch das Fixierbad 38 außen durch die
Glasseidenstränge abgestützt, so daß innerhalb des Fixierbades in dem Bottich 38
keine zusätzlichen Mittel zur Abstützung erforderlich sind. Nach Abnahme von dem
Bandsieb 10 über die Rolle 40 liegt die Matte oben und wird auf diese Weise bis
zum endgültigen Aushärten des Bindemittels im Trockenofen 44 durch die Schicht aus
Glasseidensträngen zuverlässig gehaltert.
-
Anstelle des Bandsiebes 10 kann auch die Schicht von Glasseidensträngen
als Träger um die Trommel 12 herumgeführt werden.
-
Die Matte wird dann direkt an diese Schicht angeschwemmt und durch
diese Schicht ausgetragen.
-
In der Zeichnung ist weiter die Möglichkeit angedeutet, eine zweite
Außenschicht in Form einer Matte oder eines Vlieses aufzubringen. Zu diesem Zweck
ist ein weiterer Bottich 48 mit einem Bandsieb 50 vorgesehen, das über eine im Bottich
48 angeordnete Trommel 49 geführt ist, die wiederum mit einer Saugkammer 51 versehen
sein kann. Der Bottich 48 ist in gleicher Weise gefüllt wie der Bottich 14. Über
das Bandsieb wird damit eine Matte 52 aus willkürlich gerichteten Glasstapelfasern
ausgetragen. Das Bandsieb ist über eine Umlenkrolle 54 im Bereich des Siebabschnittes
34 des Bandsiebes 10 geführt. An dieser Stelle wird die auf dem Bandsieb 50 gebildete
Matte auf die Oberseite der Schicht aus Glasseidensträngen übertragen. Diese Schicht
ist unterhalb der Umlenkrolle 54 gestrichelt veranschaulicht. Bei einer solchen
zusätzlichen äußeren Matte muß im Bereich der Umlenktrommel 36 und im weiteren Verlauf
für die dann unten liegende Matte 52 eine Abstützung durch ein Stützsieb vorgesehen
werden. Ein solches Stützsieb kann entfallen, wenn die weitere außen aufzubringende
Schicht als Vlies
ausgebildet ist. Ein solches Vlies kann auch
vorgefertigt sein, und dann an einer geeigneten Stelle von einer Rolle ablaufend
auf die Schicht 24 aufgelegt werden, beispielsweise vor der Rolle 20.
-
Falls die Glasseidenstränge unter einem Winkel zur Längserstreckung
der Einlage angeordnet werden sollen, ist eine entsprechende Legevorrichtung erforderlich,
mit der beispielsweise die einzelnen Glasseidenstränge im Bereich des Siebabschnittes
18 auf die Stapelfaserschicht 16 aufgelegt werden.
-
Bei unter einem Winkel zur Längserstreckung der Einlage anzuordnenden
Glasseidensträngen muß die Einlage aus der unteren Schicht in Form einer noch losen
Matte 16 nnd den Glasseidensträngen in den Bereichen durch zusätzlich Mittel abgestützt
werden, in denen eine Verlagerung durch Schwerkraft auftreten kann.
-
Soweit erforderlich, wird die Einlage an ihren Rändern beschnitten,
um eine konstante Breite zu erhalten. Eine derartige Seitenbeschneidung kann beispielsweise
zwischen dem Ofen 44 und der Aufwickelstation 46 stattfinden.
-
Eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung einer
Glasfaserverstärkungseinlage mit beidseitiger Beschichtung mit einer Matte ist in
Fig. 6 dargestellt. In einem Bottich 60 sind hier nebeneinander zwei Siebtrommeln
62, 64 gelagert, von denen die Trommel 62 im Uhrzeigersinn und die Trommel 64 entgegen
dem Uhrzeigersinn umläuft, wie durch die eingezeichneten Pfeile angedeutet. In der
Siebtrommel 62 ist eine Saugkammer 66 und in der Siebtrommel 64 eine Saugkammer
68 angeordnet. Die Saugkammern 66 und 68 sind feststehend und jeweils mit einem
Sauganschluß versehen, vorzugsweise einer koaxial angeordneten
feststehenden
Hohlwelle, die im Bereich der Saugkammern 66 und 68 mit Saugöffnungen versehen ist.
Im Bottich sind weiter Umlenkrollen 70, 72 angeordnet und oberhalb des Bottichs
eine Umlenkrolle 74. Über dem rechten Ende des Bottichs 60 ist weiter eine Umlenkrolle
76 angeordnet. Der Bottich 60 ist wiederum mit einer Suspension von Glasseidenstapelfasern
gefüllt. Uber die Rollen 74, 70 und 72 ist eine Schicht von Glasseidensträngen 78
geführt. Diese Schicht 78 ist weiter um die Siebtrommel 62 mit oberer Umschlingung,
und die Siebtrommel 64 mit unterer Umschlingung geführt. Zwischen der Siebtrmmmel
64 und der Umlenkrolle 76 ist ein Preßwalzenpaar 80 angeordnet.
-
Durch Absaugung aus der Absaugkammer 64 wird im Bereich der Siebtrommel
62 an die auf der Siebtrommel 62 außen liegende Seite der Schicht aus Glasseidensträngen
eine Matte 82 aus ungerichteten Stapelfasern angeschwemmt. Diese Matte 82 libgt
beim Ubergang der Strangschicht 78 auf die Siebtrommel 64 gegen die Sieb trommel
64 an und wird hier zwischen Trommelumfang und der Strangschicht 78 gehaltert. Im
Bereich der Saugkammer 68 wird auf die hier außen liegende Seite der Strangschicht
78 eine Matte 84 aus ungerichteten Glasseidenstapelfasern angeschwemmt, so daß beim
Austritt die Strangschicht 78 beidseitig mit einer Matte aus Glasseidenstapelfasern
bedeckt ist. Zwischen den Preßwalzen 80 wird überschüssige Flüssigkeit abgepreßt.
Über die Umlenkthommel 76 wird die aus der Strangschicht 78 und den beidseitig angeordneten
Matten 82 und 84 bestehende Glasfaserverstärkungseinlage durch einen Trockenofen
geführt und anschließend aufgewickelt.
-
Durch Wahl der Sektorweite: der beiden Saugkammern 66 und 68 sowie
die Intensität der Strömung in diese Saugkammern wird die Dicke der Matten 82 und
84 bestimmt. Die Vorrichtung nach
Fig. 6 stellt eine besonders
einfache Anordnung zur Herstellung einer Glasfaserverstärkungseinlage dar, bei der
die Schicht aus Glasseidensträngen beidseitig mit einer Matte aus ungerichteten
Glasseidenstapelfasern beschichtet ist.
-
Die erfindungsgemäßen Glasfaserverstärkungseinlagen haben eine Festigkeit,
die für die Handhabung der Einlage bis zur endgültigen Verarbeitung und bei der
endgültigen Verarbeitung ausreicht. Der Verbund kann wie oben beschrieben ohne wesentlichen
zusätzlichen Aufwand mit der Bildung einer Matte aus Glasstapelfasern erfolgen.
Die Herstellungsgeschwindigkeit ist damit lediglich durch die Geschwindigkeit des
Bandsiebes beschränkt, auf dem die Matte oder ein Vlies hergestellt wird.
-
Glasfaserverstärkungseinlagen gemäß der Erfindung haben ein relativ
hohes Porenvolumen. Sie bilden damit nach dem Imprägnieren beispielsweise mittels
Bitumen ein räumliches Stützgerüst, das sich festigkeitsmäßig günstig auswirkt,
beispielsweise bei dicken Bitumenbahnen.
-
Glasfaserverstärkungseinlagen mit zwei Schichten aus Glasseidensträngen,
die sich kreuzen, haben nach dem Einbetten in das Imprägnierungsmaterial, das beispielsweise
auch ein aushärtender Kunststoff sein kann, die gleichen Festigkeitseigenschaften
wie gewebte Einlagen.
-
ee se te