DE2811966C3 - Covering material, in particular as a floor - Google Patents
Covering material, in particular as a floorInfo
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Description
In Wärme aushärtende Kunststoffe und andere Kunststoffe, die bei normalen Zimmertemperaturen eine große Härte aufweisen, haben im nicht-verstärkten (ungefüllten) Zustand eine relativ kleine Stoß- und Schlagfestigkeit. Diese reinen, ungefüllten Kunststoffe reißen und brechen schon bei kleinen Stoß- oder Schlagbeanspruchungen. Eine Verstärkung dieser Kunststoffe durch Füllen mit Fasern, zum Beispiel Glasfasermatten, verbessert die Stoß- und Schlagfestigkeit der Kunststoffe nur geringfügig. Zwar wird durch eine solche Füllung der betreffende Kunststoff bzw. das aus diesem hergestellte Belagmaterial auch bei relativ großen Stoßen zusammenghalten, es entstehen aber bei kleinen Stoßen noch schädliche Anrisse im Werkstoff.Thermosetting plastics and other plastics that are used at normal room temperatures have a high hardness, have a relatively small impact and impact in the non-reinforced (unfilled) state Impact resistance. These pure, unfilled plastics tear and break even with small impact or Impact loads. Reinforcement of these plastics by filling them with fibers, for example Fiberglass mats, only slightly improves the shock and impact resistance of the plastics. Although it is through such a filling of the plastic in question or the covering material produced from this even with relative hold together large bumps, but result in small bumps and damaging cracks in the material.
Das Belagmaterial in Form von Platten oder Fliesen oder eines an Ort und Stelle gefertigten Belages, insbesondere Fußboden, soll eine möglichst große Stoßfestigkeit aufweisen, damit keine Schäden entstehen, wenn schwere Gegenstände darauf fallen. Herkömmliches Belagmatenal ist aus mit Füllstoffen verstärkten Kunststoffen hergestellt und weist somit einen großen Widerstand gegenüber Verschleiß (Abnutzung) auf, es ist auch relativ wirtschaftlich und billig herzustellen. Häufig wird dieses Belagmaterial für Fußböden in Werkstätten, Lagerräumen und anderen Fabrikationsräumen verwendet, wo es harten Stoßen durch herunterfallende Gegenstände, durch Laufräder und durch andere Fabrikationsmittel ausgesetzt ist. Dieses herkömmliche Belagmaterial hat aber nicht vollständig befriedigt, weil noch Anrisse im Material entstehen. Selbst ein kleiner Anriß ist aber schädlich, weil dieser aufgrund der dauernden mechanischen Beanspruchung des Materials und des Eindringes von öl und Schmutz in diesen Anriß schnell wächst. Man hat deshalb schon lange Zeit nach einer Möglichkeit gesucht, die Stoß- und Schlagfestigkeit des genannten Belagmateriales zu vergrößern, ohne daß die übrigen guten Eigenschaften des Materials, nämlich die hohe Steifigkeit und der gute Verschleißwiderstand, beeinträchtigt werden.The covering material in the form of slabs or tiles or a covering made on site, especially the floor, should have the greatest possible impact resistance so that no damage occurs, when heavy objects fall on it. Conventional lining material is made of fillers made of reinforced plastics and thus has a high resistance to wear and tear on, it's also relatively economical and cheap to manufacture. This covering material is often used for Floors used in workshops, storage rooms and other manufacturing areas where there is hard impact is exposed to falling objects, running wheels and other means of manufacture. However, this conventional covering material was not completely satisfactory because there were still cracks in the material develop. Even a small crack is harmful because this is due to the permanent mechanical The stress on the material and the penetration of oil and dirt into this crack grows rapidly. One has therefore for a long time looking for a way to increase the shock and impact resistance of the above To increase the covering material without affecting the other good properties of the material, namely the high one Stiffness and good wear resistance.
Es ist übrigens bekannt, Kunststoffe mit pulverisierten Werkstoffen, nämlich Kalk, Holzspänen, Sägemehl oder diversen Oxyden, zu füllen und zu verstärken. All diese Füllstoffe brachten jedoch keine Verbesserung bezüglich der Rißanfälligkeit des aus ihnen hergestellten Belagmaterials.Incidentally, it is known to use plastics with powdered materials, namely lime, wood chips, sawdust or various oxides to fill and strengthen. However, none of these fillers brought any improvement with regard to the susceptibility to cracking of the covering material made from them.
Bei einem bekannten Belagmaterial wird ein Glasfasergewebe allseits von einem Kunststoff umschlossen, wobei das Glasfasergewebe die unerwünschte Bildung von Blasen im Belagmaterial verhindert (DE-GM 17 25 823). Dieses bekannte Belagmaterial besitzt zwar einen hohen Abrieb und Verschleißwiderstand, jedoch ebenfalls einen mangelhaften Widerstand gegenüber der Entstehung von Rissen bei Stoßen oder Schlagen.In a known covering material, a glass fiber fabric is enclosed on all sides by a plastic, whereby the glass fiber fabric prevents the undesired formation of bubbles in the covering material (DE-GM 17 25 823). Although this known covering material has a high level of abrasion and wear resistance, it does also a poor resistance to the development of cracks in the event of knocking or hitting.
Ein anderes Belagmaterial ist bekannt, welches aus einem mit Kunststoff beschichteten Gewebe aus Jute besteh', wobei der Kunststoff zum Ableiten elektrostatischer Aufladungen zu höchstens 5 Prozent mit Teilchen aus Metall und das Gewebe im Abstand von 6 bis 10 cm mit eingewebten elektrisch leitenden Metallfäden versehen ist (DE-AS 11 26 352). Dieses andere bekannte Belagmaterial weist vor allem deshalb einen ungenügenden Widerstand gegenüber Rißbildung auf, weil das Gewebe durch das örtliche Einweben von Metallfäden Stellen unterschiedlicher Festigkeit besitzt, die bei Stoßbelastung schädliche Spannungskonzentrationen und entsprechende Rißbildungen im Belagmaterial verursachen.Another covering material is known, which consists of a plastic-coated fabric made of jute consists', the plastic for the dissipation of electrostatic charges to a maximum of 5 percent with particles made of metal and the fabric at a distance of 6 to 10 cm with woven-in electrically conductive metal threads is provided (DE-AS 11 26 352). This other well-known The main reason why facing material has insufficient resistance to cracking is that the Due to the local weaving in of metal threads, fabric has places of different strength, which at Impact loading, harmful stress concentrations and corresponding cracks in the covering material cause.
Es ist übrigens ein Belagmaterial aus KunststoffBy the way, it is a covering material made of plastic
■to bekannt, welches zum Erzielen einer elektrischen Leitfähigkeit mit Teilchen aus Metall gefüllt ist (US-PS 27 61 854). Dieses bekannte Belagmaterial besitzt einen viel zu kleinen Widerstand gegenüber der Entstehung von Rissen bei Stoßen oder Schlagen.■ to known which to achieve an electrical Conductivity is filled with particles of metal (US-PS 27 61 854). This known covering material has a Much too little resistance to the formation of cracks in the event of knocking or hitting.
Der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Belagmateriai in Form von Platten oder Fliesen oder eines an Ort und Stelle gefertigten Belages, insbesondere Fußboden, aus einem bei normalen Zimmertemperaturen harten Kunststoff, der durch eine Füllung mit Glasfasergewebe verstärkt ist, zu schaffen, welches bei guter Steifigkeit und hohem Verschleißwiderstand einen verbesserten Widerstand gegenüber der Entstehung von Rissen bei Stoßen oder Schlägen aufweist und welches außerdem wirtschaftlich herstellbar ist.The invention specified in claim 1 is based on the object of a Belagmateriai in the form of Slabs or tiles or a covering made on site, in particular a floor, from one Hard plastic at normal room temperatures, which is reinforced by a filling with glass fiber fabric is to create, which with good rigidity and high wear resistance an improved resistance against the formation of cracks in the event of knocks or blows and which is also economical can be produced.
Mit dem Belagmaterial der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung wird erreicht, daß die Energie der Stoßbeanspruchung im verlegten oder vergossenen Belagmaterial zum großen Teil durch die einzelnen, sich berührenden bzw. miteinander mechanisch gekoppelten Teilchen aus plastisch verformbarem Metall infolge plastischer Verformungsarbeit dieser Teilchen absorbiert und vernichtet wird. Dabei bewirkt die Füllung des Kunststoffes mit dem Glasfasergewebe, daß auch großeWith the facing material of the invention specified in claim 1 it is achieved that the energy of Impact stress in the laid or potted flooring material is largely due to the individual, themselves touching or mechanically coupled particles of plastically deformable metal as a result plastic deformation work of these particles is absorbed and destroyed. The filling of the Plastic with the fiberglass fabric that also great
65> Stoß- oder Schlagbeanspruchungen ohne Risse oder Brüche vom Belagmaterial aufgenommen werden. Die Herstellung des Belagmaterials durch herkömmliches Pressen von Platten (Fliesen) oder durch Auftragen und65> Shock or impact stresses without cracks or Breaks are absorbed by the covering material. The production of the covering material by conventional Pressing plates (tiles) or by applying and
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Aushärten des Kunststoffs an Ort und Stelle ist einfach und wirtschaftlich.Curing the plastic in place is easy and economical.
Wenn Teilchen eines nicht-metallischen Werkstoffes mit ungenügender plastischer Verformbarkeit, zum Beispiel Silicateilchen, zum Füllen des Kunststoffes verwendet werden, ergibt sich eine bemerkenswert kleine Stoß- und Schlagfestigkeit; denn diese spröden Teilchen werden bei Stoßbelastung im Material zermalmt, ohne daß sie die Energie des Stoßes wesentlich absorbieren oder vernichten. Das heißt also, daß dann die Stoßenergie allein durch Verformungsarbeit des Kunststoffes vernichtet werden muß, so daß vielfach Risse im Kunststoff entstehen.If particles of a non-metallic material with insufficient plastic deformability, for Example silica particles, used to fill the plastic, results in a remarkable one small shock and impact resistance; because these brittle particles become in the material when subjected to impact crushed without significantly absorbing or destroying the energy of the shock. So that means, that then the impact energy must be destroyed solely by the work of deformation of the plastic, so that often cracks appear in the plastic.
Im Gegensatz hierzu können die Teilchen aus einem plastisch verformbaren Metall, in hohem Grade verformt werden, so daß durch die einzelnen Teilchen em großer Teil der Verformungsarbeit geleistet und die Stoßenergie im Belagmaterial dementsprechend ohne Rißentstehung absorbiert wird.In contrast, the particles can be made of a plastically deformable metal, to a high degree are deformed, so that em large part of the deformation work done by the individual particles and the Impact energy in the covering material is accordingly absorbed without cracking.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Dabei sind in den Ansprüchen 2 und 3 besonders vorteilhafte Metalle für die Teilchen angegeben und die Ausgestaltung nach Anspruch 4 bewirkt, daß eine optimale mechanische Kopplung der einzelnen Teilchen aus plastisch verformbaren Metall durch einen entsprechend großen Gehalt an Teilchen im Kunststoff gewährleistet ist, so daß diese Teilchen einen bedeutenden Teil der Stoßenergie absorbieren.Advantageous further developments of the invention are described in the subclaims. Thereby are in the Claims 2 and 3 specified particularly advantageous metals for the particles and the configuration according to Claim 4 causes an optimal mechanical coupling of the individual particles from plastically deformable Metal is guaranteed by a correspondingly large content of particles in the plastic, so that this Particles absorb a significant part of the impact energy.
Anspruch 5 enthält eine besonders vorteilhafte Form der Teilchen aus plastisch verformbaren Metall, wobei die Teilchen einfach und wirtschaftlich hergestellt und in das Belagmaterial eingearbeitet werden können.Claim 5 contains a particularly advantageous shape of the particles made of plastically deformable metal, wherein the particles can be produced easily and economically and incorporated into the covering material.
Anspruch 6 schließlich weist auf Teilchen hin, die als Nebenprodukt der Wälzlagerfertigung wirtschaftlich beschafft werden können.Claim 6 finally indicates particles that are economical as a by-product of rolling bearing production can be procured.
Nachfolgend aollen einige Testergebnisse, die in der Zeichnung graphisch dargestellt sind, beschrieben werden, die die Vorteile des erfindungsgemäßen Belagmaterials erläutern.Below are some test results that are available in the Drawing are shown graphically, are described, the advantages of the invention Explain the covering material.
Mit einer 0,5 kg Kugel wurden Fallprüfungen auf Testplatten durchgeführt. Die Testplatten hatten eine Größe von 150 χ 150 χ 5 mm und waren aus einem Polyester-Kunststoff hergestellt. Sie lagen bei den Fallprüfungen auf einem relativ steifen Fundament. Die Kugel wurde aus verschiedenen Höhen auf die Testplatten fallengelassen. Dabei wurde festgestellt, bei welcher Fallhöhe erst Anrisse in den Testplatten entstehen.Drop tests were carried out on test plates with a 0.5 kg ball. The test panels had a Size of 150 150 χ 5 mm and were made of a polyester plastic. They were with the Drop tests on a relatively stiff foundation. The sphere was drawn from different heights on the Test plates dropped. It was determined at what height of fall there were cracks in the test panels develop.
In einer ersten Prüfung wurden Testplatten aus reinem (nicht-gefülltem) Polyester-Kunststoff untersucht. Dann wurden Testplatten aus Polyester-Kunststoff geprüft, welche mit einer Glasfasermatte (300 g/m2) verstärkt waren. Außerdem wurden mit Stahlteilchen gefüllte Testplatten aus Polyester-Kunststoff der Fallprüfung unterzogen. Schließlich wurden Testplatten aus Polyester-Kunststoff geprüft, die mit der oben angegebenen Glasfasermatte verstärkt und mit Zusätzen von 10, 20. 3·> *0, 50 und 80Gew.% Teilchen aus Wälzlagerstahl gefüllt waren. Die Teilchen waren als Schleifpartikel spanförmig ausgebildet und besaßen eine Dicke von 2 bis 20 μπι und eine Länge, die etwa 10 bis 20 mal so groß wie ihre Dicke war.In a first test, test plates made of pure (unfilled) polyester plastic were examined. Test plates made of polyester plastic, which were reinforced with a glass fiber mat (300 g / m 2 ), were then tested. In addition, test panels made of polyester plastic filled with steel particles were subjected to the drop test. Finally, test panels made of polyester plastic were tested, which were reinforced with the glass fiber mat specified above and filled with additives of 10, 20, 3 *> * 0, 50 and 80% by weight of particles made of roller bearing steel. The particles were designed as abrasive particles in the form of chips and had a thickness of 2 to 20 μm and a length which was about 10 to 20 times as large as their thickness.
In der Zeichnung sind die Ergebnisse dieser Fallprüfung graphisch dargestellt. Dabei ist die Fallhöhe der Kugel, bei der erste Anrisse entstehen, auf der Ordinate (senkrechte Achse) und der entsprechende Gehalt von Wälzlagerstahl-Teilchen in Gewichtsprozenten auf der Abrisse (horizontale Achse) aufgetragen.The results of this drop test are shown graphically in the drawing. Where is the height of fall of the sphere, where the first cracks appear, on the ordinate (vertical axis) and the corresponding Content of roller bearing steel particles in percent by weight plotted on the outline (horizontal axis).
Die horizontale Linie A in der Zeichnung zeigt dieThe horizontal line A in the drawing shows the
Fallhöhe für Testplatten aus reinem (nicht-gefülltem) Polyester-Kunststoff und die horizontale Linie B für Testplatten aus mit Glasfasermatten verstärkten Polyester-Kunststoff. Demnach verursacht die Verstärkung (Füllung) des Kunststoffes mit Glasfasermatten eine geringfügige Vergrößerung der Rißfestigkeit, das ist der Widersland des Werkstoffes der Testplatte gegenüberHeight of fall for test plates made of pure (unfilled) polyester plastic and the horizontal line B for test plates made of polyester plastic reinforced with glass fiber mats. Accordingly, the reinforcement (filling) of the plastic with glass fiber mats causes a slight increase in the crack resistance, which is the contradiction of the material of the test plate
ίο Rißentstehung.ίο crack formation.
In der Zeichnung sind mit einem in einem Kreis eingesetzten Kreuz markierte Testergebnisse eingetragen, die mit Testplatten aus Polyester-Künststoff ohne Glasfasermatten-Verstärkung, aber mit verschiedenen Gehalten an Stahl-Teilchen erhalten worden sind. Diesen einzelnen Testergebnissen ist die Kurve C der Zeichnung angepaßt, welche die Rißfestigkeit des Polyester-Kunststoffs in Abhängigkeit vom Stahl-Teilchen-Gehalt im Kunststoff angibt Aus Jer Darstellung in der Zeichnung geht hervor, daß die Rißfestigkeit des Kunststoffs durch Füllen des (reinen) Kunststoffs mit Stahl-Teilchen etwas verbessert werden kann.Test results marked with a cross in a circle are entered in the drawing, which were obtained with test plates made of polyester plastic without glass fiber mat reinforcement, but with different contents of steel particles. Curve C of the drawing is adapted to these individual test results, which indicates the crack resistance of the polyester plastic as a function of the steel particle content in the plastic something can be improved with steel particles.
Eine wesentliche Vergrößerung der Rißfestigkeit wird nun mit dem erfindungsgemäßen Belagmaterial erzielt, denn die mit Glasfasergewebe verstärkten und mit Stahl-Teilchen gefüllten Testplatten aus Polyester-Kunststoff weisen bedeutend größere Fallhöhen auf, bei der erste Anrisse in den Testplatten entstehen. Dies geht aus den diesbezüglichen, mit einem Kreuz in der Zeichnung eingetragenen Testergebnisse hervor. Die Kurve D der Zeichnung, die diesen Testergebnissen angepaßt ist, zeigt die Rißfestigkeit der mit Glasfasergewebe und Stahl-Teilchen gefüllten Testplatten in Abhängigkeit vom Stahl-Teilchen-Gehalt im Polyester-Kunststoff. A substantial increase in the crack resistance is achieved with the covering material according to the invention, because the test plates made of polyester plastic reinforced with glass fiber fabric and filled with steel particles have significantly greater drop heights at which the first cracks appear in the test plates. This can be seen from the test results in this regard, entered with a cross in the drawing. Curve D of the drawing, which is adapted to these test results, shows the crack resistance of the test panels filled with glass fiber fabric and steel particles as a function of the steel particle content in the polyester plastic.
Aus der Zeichnung ist klar ersichtlich, daß die Rißfestigkeit der mit Glasfasergewebe und Stahl-Teilchen gefüllten Testplatten viel größer ist als zu erwarten war, denn die Summierung der Festigkeit der mit Glasfasergewebe allein verstärkten Testplatte mit der Festigkeit, die mit einer durch Stahl-Teilchen verstärkten Testplatte gefunden wird, liefert eine zusammengesetzte Festigkeit, die mit der mit E in der Zeichnung gekennzeichneten Kurve gegeben ist. Diese Kurve E liegt zumindest im Bereich 20 bis 80 Gew.% Stahlteilchen im Kunststoff wesentlich unterhalb der Kurve D, die tatsächlich für mit Glasfasermatte und Stahl-Teilchen gefüllte Testplatten gilt. Ein Gehall an Stahl-Teilchen größer als 80 Gew.% im Kunststoff bewirkt übrigens, daß der Kunststoff in der Testplatte nicht mehr zusammenhängend ausgebildet und somit keine formfeste Testplatte mehr vorhanden ist.It can be clearly seen from the drawing that the crack resistance of the test panels filled with fiberglass fabric and steel particles is much greater than expected, because the sum of the strength of the test panel reinforced with fiberglass fabric alone with the strength that is reinforced with one reinforced with steel particles Test panel is found provides a composite strength given by the curve marked E in the drawing. This curve E is at least in the range from 20 to 80% by weight of steel particles in the plastic, substantially below curve D, which actually applies to test panels filled with glass fiber mat and steel particles. A content of steel particles greater than 80% by weight in the plastic also has the effect that the plastic in the test plate is no longer cohesive and thus there is no longer a dimensionally stable test plate.
Die Stahl-Teilchen in den Testplatten aus Belagmaterial waren wirtschaftlich als Schleifspäne, die ein billiges Abfallpodukt bei der Stahlbearbeitung darstellen, hergestellt.The steel particles in the test panels made of facing material were economical as abrasive chips, which is an inexpensive one Represent waste product in steel processing, manufactured.
Im Rahmen des Erfindungsgedankens kann die Erfindung abgeändert werden. So braucht das Belagmaterial nicht unbedingt in Form von vorgefertigten Fliesen oder Platten, die auf Fußböden verlegt werden, ausgeführt zu sein. Vielmehr kann dieses Material auch an Crt und Stelle zusammen mit einer Glasfasermatte und einer Füllung mit Teilchen aus einem in hohem Grade plastisch verformbaren Metall vergossen und ausgehärtet werden.The invention can be modified within the scope of the inventive concept. So needs the covering material not necessarily in the form of prefabricated tiles or slabs that are laid on floors, to be executed. Rather, this material can also be put in place together with a fiberglass mat and poured and filled with particles of a highly plastically deformable metal to be cured.
Das erfindungsgemäße Belagmaterial in Form von Platten oder Fliesen oder eines an Ort und Stelle gefertigten Belages, insbesondere Fußboden, hat denThe covering material according to the invention in the form of slabs or tiles or one in place manufactured covering, in particular floor, has the
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und dabei wirtschaftlich herstellbar ist. 5great advantage that this with good rigidity and
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and can be produced economically. 5
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