DE2818385A1 - Polyvinylidene fluoride composite with polyester nonwoven fabric - can be thermo-formed and is useful for prodn. of chemical appts. - Google Patents
Polyvinylidene fluoride composite with polyester nonwoven fabric - can be thermo-formed and is useful for prodn. of chemical appts.Info
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Abstract
Description
Polyvinylidenfluorid-Formkörper mit textilem Flächengebilde Polyvinylidene fluoride molded body with a flat textile structure
Die Erfindung befaßt sich mit einem Polyvinylidenfluorid-Formkörper mit mindestens auf einem Teil seiner Oberfläche aufgebrachte textilem Flächengebilde aus natürlichen und/oder Chemiefasern und -fäden.The invention relates to a molded polyvinylidene fluoride body with a textile fabric applied to at least part of its surface made of natural and / or man-made fibers and threads.
Die Schwierigkeiten, Polyvinylidenfluorid, nachfolgend kurz ,PVDF genannt, mit anderen Werkstoffen, wie beispielsweise Metall zu verbinden, sind bekannt. Hierzu gehört auch die Tatsache, da.3 Harze und insbesondere Polyesterharze ebenfalls nicht an PVDF haften. Da sich andererseits PVDF wegen seiner hohen Chemikalien-und Temperaturbeständigkeit als ein bevorzugter Werkstoff für den chemischen Apparatebau anbietet, insbesondere als Auskleidung, stellt sich die Frage, wie man Verbundkörper aus PVDF als Auskleidungsschicht und einem die mechanische Festigkeit liefernden, preiswerten zweiten Werkstoff herstellen kann. Es ist nun bereits bekannt, ein Glasfasergewebe oder Glasfaservlies gleichzeitig mit einer PVDF-Folie, die eine Strangpresse verläßt, zu kalandrieren. Die mehr oder weniger langen Glasfasern treten hierbei teilweise in die PVDF-Folie ein und werden hierbei mechanisch verankert. Die aus PVDF und Glasfasergewebe oder -vlies bestehende Platte läßt jedoch eine spätere Thermoverformung praktisch nicht mehr zu. Des weiteren tritt ein zusätzlicher Nachteil dadurch auf, daß beim Verbinden der PVDF-Platten durch Schweißen es unerlässlich ist, vor dem Schweißvorgang die Oberfläche des PVDF an jeder Seite des zu verschweißenden Teiles von den Glas fasern freizulegen. Weiterhin neigen die Glasfasern zum Durchdrucken auf die andere Seite der PVDF-Folie, so daß nur Folien einer Dicke von 3 oder mehr mm einwandfreie Verbunde ergeben.The difficulties with polyvinylidene fluoride, hereinafter referred to as PVDF called to connect with other materials, such as metal, are known. This also includes the fact that there are 3 resins and, in particular, polyester resins as well do not adhere to PVDF. On the other hand, because of its high chemical and chemical properties, PVDF is different Temperature resistance as a preferred material for chemical apparatus construction offers, especially as a lining, the question arises of how to make composite bodies made of PVDF as the lining layer and one that provides mechanical strength, can produce inexpensive second material. It is now already known, a fiberglass fabric or glass fiber fleece at the same time as a PVDF film leaving an extrusion press, to calender. The more or less long glass fibers occur here partially into the PVDF film and are mechanically anchored in the process. Those made from PVDF and Glass fiber fabric or nonwoven existing plate, however, allows a later thermal deformation practically no longer to. Furthermore, there is an additional disadvantage that when joining the PVDF panels by welding, it is essential before Welding process the surface of the PVDF on each side of the part to be welded to expose from the glass fibers. Furthermore, the glass fibers tend to print through on the other side of the PVDF film, leaving only films of a thickness of 3 or more mm result in perfect bonds.
Die mit dem Glasfasergewebe oder -vlies versehenen PVDF-Formhör per ermöglichen dann über diese Zwischenschicht das Aufkleben auf eine metallische Oberfläche oder das Bandagieren beispielsweise mit glasfaserverstärkten ungesättigten Polyesterharzen.The PVDF Formhör with the glass fiber fabric or fleece then allow gluing to a metallic surface via this intermediate layer or bandaging, for example, with glass fiber reinforced unsaturated polyester resins.
In den verschweißten Bereichen tritt jedocn der Nachteil auf, daß durch die Entfernung des Glasfasergewebes bzw. -vlieses für den Schweißvorgang die spätere Bewehrung keine haftende Zwischenschicht mehr findet und damit nicht kontinuierlich anhaftet.In the welded areas, however, there is the disadvantage that by removing the glass fiber fabric or fleece for the welding process Later reinforcement no longer finds an adhesive intermediate layer and therefore not continuously adheres.
In den Offenlegungsschriften 27 13 754 4 und 26 55 597 sind bereits Vorschläge unterbreitet worden, Fasersubstrate mXt Polyvinyli -denfluorid zu verkleben, wobei in dem einen Fall eine Lösung eines nichtfluorierten Polymeren oder Copolymeren in einem aprotischen polaren Lösungsmittel aufgebracht wird und in dem anderen Fall in einem Lösungsmittel gelöstes Polyvinylidenfluorid bei erhöhter Temperatur als Klebemittel verwendet wird. Beide Offenlegungsschriften beziehen sich bevorzugt auf das Aufbringen von Fasersubstraten aus Glasfasern auf Polyvinyli denfluorid.In the Offenlegungsschriften 27 13 754 4 and 26 55 597 are already Proposals have been made to bond fiber substrates with polyvinylidene fluoride, in one case a solution of a non-fluorinated polymer or copolymer is applied in an aprotic polar solvent and in the other case Polyvinylidene fluoride dissolved in a solvent at a higher temperature than Adhesive is used. Both laid-open documents preferably relate on the application of fiber substrates made of glass fibers to Polyvinyli denfluorid.
Der vorliegenden Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, auf einen Polyvinylidenfluorid-Formkörper ein textiles Flächengebilde haftfest aufzubringen, bei dem einerseits die bekannten Nachteile der aus Glasfasern bestehenden textilen Flächengebilde vermieden werden und andererseits der haftfeste Verbund ohne zusätzliche Haftvermittler, Klebemittel od.dgl. hergestellt wird.The present application is based on the object of a molded polyvinylidene fluoride body to apply a textile fabric firmly, in which on the one hand the known Disadvantages of the textile fabrics made of glass fibers are avoided and on the other hand the adhesive bond without additional adhesion promoters, adhesives or the like. will be produced.
Der erfindungsgemäße Polyvinylidenfluorid-Formkörper zeichnet sich dadurch aus, daß das textile Flächengebilde ein thermoplastisches Polyestervlies mit einem vorzugsweisen Flächengewicht von 100 bis 300 g/m2 ist. Der erfindungsgemäße PVDF-Formkörper weist nun die Nachteile der bekannten mit Fasersubstraten versehenen Polyvinylidenfluoride nicht mehr auf. Der Einsatz des thermoplastischen Polyestervlieses hat bereits als erstes zur Folge, daß der große Wärrneausdehnungskoeffizient von Polyvnylidenfluorid, der in der Größenordnung von 15 bis 10 x 10 5/°C liegt, durch das dehnungsfähigere Polyestervlies aufgefangen wird und sich nicht mehr auf einen beispiel weise Verbund mit einer festen Unterlage nachteilig auswirken kann. Dieses gilt insbesondere für solche Unterlagen, die einen erheblich von dem PVDF abweichenden Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, z.B. Stahl. Aufgrund der thermoplastischen Eigenschaften des Polyestervlieses läßt sich der Polyvinylidenfluorid-Formkörper auch noch mit aufgebrachtem Polyestervlies warmverformen, allerdings nur in einem begrenzten Umfange.The polyvinylidene fluoride molded body according to the invention is distinguished characterized in that the textile fabric is a thermoplastic polyester fleece with a preferred basis weight of 100 to 300 g / m2. The inventive PVDF moldings now have the disadvantages of the known ones provided with fiber substrates Polyvinylidene fluoride is no longer available. The use of the thermoplastic polyester fleece already has the first consequence that the large coefficient of thermal expansion of Polyvnylidenfluorid, which is in the order of 15 to 10 x 10 5 / ° C, through the more stretchable polyester fleece is caught and no longer on a example, composite with a solid base is disadvantageous impact can. This applies in particular to documents that differ significantly from the PVDF have different thermal expansion coefficients, e.g. steel. Because of the thermoplastic properties of the polyester fleece can be attributed to the polyvinylidene fluoride molded body even with applied polyester fleece, thermoforming, but only in one limited scope.
Der erreichbare Verformungsgrad läßt aber z.B. die Herstellung von im chemischen Apparatebau benötigten Klöpperböden zu. Bei Aufbringungvon textilen Flächengebilden aus Glasfasern ist es notwendig, säcke Klöpperböden aus einzelnen Segmenten fam ht zu æhiße; Als Polyestervliese kommen insbesondere die linearen Polyester auf Basis Polyterephthalat in Frage. Die Vliese werden beispielsweise durch Vernadelung von Polyesterstapelfasern hergestellt, so daß sie eine hohe Festigkeit bei gleichzeitig guter Dehnung aufweisen. Diese Vliese weisen auch eine weitgehendst strukturfreie Vliesoberfläche auf, so daß sich des weiteren auch aufgrund der thermoplastischen Eigenschaften des Polyestervlieses der Vorteil ergibt, daß bei dem Herstellen des Verbundes mit dem Polyvinylidenfluorid-Formkörper sich die Vliesstruktur kaum auf die abgewandte Oberfläche durchdrückt. Auf diese Weise wird der Vorteil erreicht, daß z.B. auch relativ dünnwandige Polyvinylidenfluorid-Formkörper, insbesondere Folien oder Bahnen bzw. Platten mit dem Polyestervlies verbinden lassen, ohne daß sich die Struktur auf der dem Vlies gegenüberliegenden Seite des Polyvinyliden-Formkörpers bemerkbar macht und damit eine einwandfreie Oberfläche des PVDF hier erhalten bleibt. Bevorzugte Formkörper nach der Erfindung zeichnen sich durch plattenförmige Polyvinylidenfluorid-Formkörper einer Dicke von 0,5 mm aufwärts aus, die einseitig mit einem Polyestervlies verbunden sind. Der Einsatz von PVDF-Platten geringer Dicke erhöht die wirtschaftliche Bedeutung der Erfindung, da PVDF ein sehr teurer Werkstoff ist und die mit der Erfindung erzielbare Materialersparnis zugleich Kosten spart.The achievable degree of deformation allows, for example, the production of dished bottoms required in chemical apparatus engineering. When applying textile Fabrics made of glass fibers, it is necessary to sack dished ends from individual bags Segments are too good; The linear ones are particularly suitable as polyester fleeces Polyester based on polyterephthalate in question. The fleeces are for example Made by needling polyester staple fibers, giving them high strength with good elongation at the same time. These fleeces also have a largely structure-free fleece surface, so that further also due to the thermoplastic Properties of the polyester fleece gives the advantage that in the manufacture of the Composite with the polyvinylidene fluoride molded body, the fleece structure is hardly visible the opposite surface pushes through. In this way the advantage is achieved that e.g. also relatively thin-walled polyvinylidene fluoride molded bodies, in particular Allow foils or sheets or plates to be connected to the polyester fleece without the structure is on the opposite side of the polyvinylidene molded body from the fleece noticeable and thus a perfect surface of the PVDF is retained here. Preferred molded bodies according to the invention are characterized by plate-shaped polyvinylidene fluoride molded bodies a thickness of 0.5 mm upwards, which is connected on one side with a polyester fleece are. The use of PVDF sheets of small thickness increases the economic importance of the invention, since PVDF is a very expensive material and that can be achieved with the invention Material savings at the same time saves costs.
Der thermoplastische Charakter des eingesetzes Polyestervlieses ermöglicht es, einen Formkörper herzustellen, der sich erfindungsgemäß dadurch auszeichnet, daß das Polyestervlies ohne Zwischenschicht homogen mit dem Polyvinylidenfluorid-Körper verbunden ist. Auf diese Weise ist eine vollflächige Verbindung zwischen Polyestervlies und PVDF möglich, die sich durch hohe Festigkeit auszeichnet und bei der Schwankungen in der Einbettungstiefe keine wesentlich nachteiligen Wirkungen erzeugen.The thermoplastic character of the polyester fleece used makes it possible it to produce a shaped body which is characterized according to the invention by that the polyester fleece without an intermediate layer is homogeneous with the polyvinylidene fluoride body connected is. In this way there is a full-surface connection between Polyester fleece and PVDF possible, which is characterized by high strength and with fluctuations do not produce any significant adverse effects in the embedment depth.
Das Verfahren zum Herstellen eines haftfesten Verbundes eines Poly«inylidenfiuorid-Formkörpers mit einem zumindest einem Teil seiner Oberfläche aufgebrachtem textilen Flächengebilde aus natürlichen und/oder Chemiefasern oder -fäden ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß man den Polyvinylidenfluorid-Formkörper im plastischen bzw. annähernd plastischen Zustand bei Temperaturen von etwa 170 bis oOO0C gegebenenfalls unter Anwendung von Druck mit einem gegebenenfalls vorgewärmten thermoplastischen Polyestervlies von einem bevorzugten Flächengewicht von 100 bis 300 g/m2 homogen verbindet. Beispielsweise kann das Herstellungsverfahren durch Aufbringen des thermoplastischen Polyestervlieses auf einen Polyvinylidenfluorid-Formkörper, belspiisweise in Gestalt einer Bahn, direkt nach Verlassen derselben eines Extruders aufgebracht werden. Di Einbettungstiefe des Polyestervlieses ist hierbei von einem anzuwendenden Druck abgängig Während hingegen bei der Verbindung eines Polyvinylidenfluorid-Formkörpers mit einem Glasgewebe die Einbettungstiefe wesentlich die Güte der Verbindung beeinflußt, wird durch die homogene Verbindung im thermoplastischen Zustand zwischen PVDF und Polyester das Beachten einer optimalen Einbettungstiefe bei Anwendung eines kleinen Druckbereiches des Polyestervlieses gegenstandslos. Die weitgehendst strukturfreie Polyestervliesoberfläche ermöglicht es weiterhin, die Dicke des Polyvlnylidenfluorid-Formkörpers auch unter 2 mm zu reduzieren, ohne daß die dem Polyestervlies abgewandte Oberfläche des PVDF strukturiert wird.The process for producing an adhesive bond of a polyvinylidene fluoride molded body with a textile fabric applied to at least part of its surface made of natural and / or man-made fibers or threads is characterized according to the invention that the polyvinylidene fluoride molding is plastic or approximately plastic Condition at temperatures of about 170 to 000C, if necessary using Print with an optionally preheated thermoplastic polyester fleece from a preferred basis weight of 100 to 300 g / m2 homogeneously connects. For example can the manufacturing process by applying the thermoplastic polyester fleece on a polyvinylidene fluoride molded body, possibly in the form of a web, be applied directly after leaving the same an extruder. Di embedment depth of the polyester fleece is dependent on the pressure to be applied while on the other hand, when connecting a polyvinylidene fluoride molded body to a glass fabric the embedment depth significantly influences the quality of the connection is determined by the homogeneous connection in the thermoplastic state between PVDF and polyester that Observe an optimal embedment depth when using a small pressure area of the polyester fleece is irrelevant. The largely structure-free polyester fleece surface it also enables the thickness of the polyvinylidene fluoride molded body to be reduced 2 mm without the surface of the PVDF facing away from the polyester fleece is structured.
Die erfindungsgemäßen Verbundkörper aus Polyvinylidenfluorid mit Polyestervlies lassen sich vielseitig als Halbzeug z.B. im chemischen Apparatebau einsetzen, wobei die hohe Chemikalien-und Temperaturbeständigkeit des PVDF für Auskleidungen genutzt wird, während weitere preiswerte Werkstoffe guter mechanischer Eigenschaften im Verbund über die Polyestervliesschicht die nötige Steifigkeit und mechanische Belastbarkeit erbringen.The composite bodies according to the invention made of polyvinylidene fluoride with Polyester fleece can be used in a variety of ways as a semi-finished product, e.g. in chemical apparatus engineering use, whereby the high chemical and temperature resistance of PVDF for linings is used, while other inexpensive materials have good mechanical properties the necessary rigidity and mechanical strength in connection with the polyester fleece layer Provide resilience.
Die Erfindung wird in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert Es zeigen Fig. 1 schematisch das Kaschieren einer PVDF-Bahn mit textilem Flächengebilde und Fig. 2 den prinzipiellen Aufbau des Verbundkörpers.The invention is illustrated in more detail in the drawing using an exemplary embodiment 1 shows schematically the lamination of a PVDF web with textile Flat structure and FIG. 2 shows the basic structure of the composite body.
Das Verfahren zum haftfesten homogenen Verbinden von Körpern aus Polyvinylidenfluorid kann beispielsweise ausgehen von einer frisch aus dem Extruder 1 extrudierten Polyvinylidenfluorid-Bahng die sich noch im plastischen Zustand bei beispielsweise 190 G befindet. Direkt nach Verlassen des Extruders wird auf eine Oberfläche der Bahn 2 von der Vorratsrolle 4 kommend das Polyestervlies 3, ein Andruckwalzenpaar 5 durchlaufend aufgebracht. Hierbei drückt sich das Polyestervlies 3 so in die Oberfläche der Bahn 2 ein, daß in der Wärme eine homogene Verbindung entsteht und es außerdem darin nach Erkalten mechanisch fest verankert wird. Der Verbundkörper 6 wird dann der weiteren Verarbeitung, wie Konfektionierung etc. zugeführt.The process of firmly and homogeneously joining bodies made of polyvinylidene fluoride can, for example, start from a polyvinylidene fluoride web freshly extruded from the extruder 1 which is still in the plastic state at 190 G, for example. Right after Leaving the extruder is on a surface of the web 2 from the supply roll 4 coming the polyester fleece 3, a pair of pressure rollers 5 applied continuously. Here, the polyester fleece 3 is pressed into the surface of the web 2 that A homogeneous connection is created in the warmth and it is also in it after cooling is mechanically firmly anchored. The composite body 6 is then subjected to further processing, such as packaging etc. supplied.
In der Fig. 2 ist schematisch die Verbundplatte 6 bestehend aus der PVDF-Platte 2 und dem Polyestervlies 3, die homogen miteinander verbunden sind, dargestellt. Diese Verbundplatte 6 kann beispielsweise als Halbzeug für den Behälterbau dienen und kann beispielsweise mit glasfaserarmiertcn ungesättigten Polyesterharzen auf der Polyestervliesseite 3 aufbauend verstärkt werden.In Fig. 2, the composite plate 6 is schematically consisting of the PVDF plate 2 and the polyester fleece 3, which are homogeneously connected to one another, shown. This composite panel 6 can be used, for example, as a semi-finished product for container construction and can be used, for example, with glass fiber reinforced unsaturated polyester resins be reinforced on the polyester fleece side 3.
Der homogene Verbund, der bei em erfindungsgemaßen Formkörper aus Polyvinylidenfluorid und Polyestervlies erzielt wird, weist eine höhere interlaminare Zugfestigkeit, gemessen nach DIN 53 397 auf als ein Verbundkörper aus PVDF mit einem Giasgewebe. Nachfolgend wird dies an einem Beispiel belegt.The homogeneous composite that consists of a molded body according to the invention Polyvinylidene fluoride and polyester fleece is made, has a higher interlaminar Tensile strength, measured according to DIN 53 397 as a composite body made of PVDF with a glass fabric. This is demonstrated below using an example.
Als Probekörper 1 wurden zwei erfindungsgemäß ausgestattete PVDF-Verbundplatten mit einem Polyestervlies eines Flächengewichtes von 150 g/m2 von 30 mm Durchmesser mit ihrer PVDF-Seite auf einen PVDF-Prüfkörper aufgeschweißt und dann an ihren Polyestervliesseiten mit einem Haftvermittler verklebt. Der Probekörper 2 wurde unter Einsatz von zwei PVDF-Platten mit einem Durchmesser von ebenfalls 30 mm kaschiert mit einem Glasgewebe von 300 g/m2 analog hergestellt. Für die Probekörper 1 und 2 wurde als Haftvermittler ungesättigtes Polyesterharz verwendet. Der Harzansatz für den Haftvermittler setzte sich zusammen aus: 100 Gew.-Teile Leguval (R) W 16 der Bayer AG, Leverkusen 2 Gew.-Teile Benzoylperoxidpulver 1 Gew.-Teil Aminbeschleuniger 10 %ig (Dimethylanilin-Lösung).Two PVDF composite panels equipped according to the invention were used as test specimens 1 with a polyester fleece with a weight per unit area of 150 g / m2 and a diameter of 30 mm with their PVDF side welded onto a PVDF test specimen and then on their polyester fleece sides glued with an adhesion promoter. Specimen 2 was made using two PVDF panels with a diameter of also 30 mm laminated with a glass fabric of 300 g / m2 manufactured in the same way. For specimens 1 and 2 was used as an adhesion promoter unsaturated polyester resin used. The resin batch for the adhesion promoter continued made up of: 100 parts by weight of Leguval (R) W 16 from Bayer AG, Leverkusen, 2 parts by weight Benzoyl peroxide powder 1 part by weight amine accelerator 10% (dimethylaniline solution).
Der Anpreßdruck beim Verkleben der Probekörper betrug etwa 0,01 N/mm2. Der sich anschließende Zugversuch nach DIN 53 397 erfolgte mit einem Vorschub von 5,5 imin. In der nachfolgenden Tabelle sind die erreichten Werte der Stirnabzugsfestigkeit (interlaminare Zugfestigkeit) in Abhängigkeit von der Prüftemperatur aufgetragen: Tabelle Prüftemperatur Probekörper 1 Probekörper 2 °C PVDF/Polyestervlies PVDF/Glasgewebe N/mm² N/mm² + 23 7,0 4,0 + 80 4,0 2,7 +120 2,1 1,3 Aus den Versuchen ergab sich eindeutig, daß die Stirnabzugsfestigkeit der erfindungsgemäßen Verbundkörper nahezu doppelt so hoch liegt als bei dem nach dem Stand der Technik hergestellten Verbundkörper mit Glasgewebe. Die Bruchfläche der Frobekörper lag bei dem PVDF-Polyestervlies-Probekörper innerhalb des Polyestervlieses, bei dem PVDF-Glasgewebe-Körper in der Ebene Glasgewebe/PVDF. Darüber hinaus weist der erfindungsgemäße Verbundkörper über die gesamte Verbundfläche eine gleichmäßige Stirnabzugsfestigkeit auf.The contact pressure when gluing the test specimens was about 0.01 N / mm 2. The subsequent tensile test according to DIN 53 397 was carried out with a feed rate of 5.5 imin. The table below shows the values of the front peel strength achieved (interlaminar tensile strength) as a function of the test temperature: Table test temperature test specimen 1 test specimen 2 ° C PVDF / polyester fleece PVDF / glass fabric N / mm² N / mm² + 23 7.0 4.0 + 80 4.0 2.7 +120 2.1 1.3 From the experiments it clearly emerged that the forehead peel strength of the composite bodies according to the invention is almost twice as high as that produced according to the state of the art Composite body with glass fabric. The fracture surface of the specimen was the PVDF polyester fleece specimen within the polyester fleece, with the PVDF glass fabric body in the glass fabric / PVDF level. In addition, the composite body according to the invention extends over the entire composite surface an even forehead pull-off strength.
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| DE2655597A1 (en) * | 1975-12-09 | 1977-06-16 | Ugine Kuhlmann | METHOD OF BONDING A FIBER SUBSTRATE WITH POLYVINYLIDEN FLUORIDE |
| DE2713754A1 (en) * | 1976-03-30 | 1977-10-13 | Ugine Kuhlmann | METHOD OF ADHING A FIBER SUBSTRATE TO POLYVINYLIDEN FLUORIDE |
-
1978
- 1978-04-27 DE DE2818385A patent/DE2818385C3/en not_active Expired
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2818385C3 (en) | 1984-08-23 |
| DE2818385B2 (en) | 1980-05-29 |
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