DE3120459A1

DE3120459A1 - Leicht verklebbares und anschaeumbares laminat

Info

Publication number: DE3120459A1
Application number: DE19813120459
Authority: DE
Inventors: Gustav Dr. 4400 Steyr St. Ulrich Bihlmayer; Peter Ing. 6060 Absam Schnell
Original assignee: Lentia GmbH
Current assignee: Lentia GmbH
Priority date: 1981-05-22
Filing date: 1981-05-22
Publication date: 1982-12-09
Also published as: CH655687B

Description

Leicht verklebbares und anschäumbares Laminat
Die Erfindung betrifft leicht verklebbare und anschäumbare Laminate, bestehend aus einer faserverstärkten, duromeren Grundschicht und einer oder zwei Deckschichten aus einer faserverstärkten thermoplastischen Folie, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.
Bauteile aus faserverstärktem Kunststoff werden im Skibau seit langem verwendet. Es sind dies mit duromerem Harz getränkte Fasern, Vliese oder Gewebe aus Glas oder Kohlenstoff, die unter Einwirkung von Hitze und Druck ausgehärtet werden. Wird das harzgetränkte Gewebe gemeinsam mit einer das Harz benetzenden Folie aus Kunststoff oder Metall verpreßt, entsteht ein zweischichtiges Laminat. Werden weitere bedruckte oder unbedruckte Folien aus Papier, Metall oder Kunststoff, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme von zusätzlichen Klebemitteln mitverpreßt, entstehen entsprechend mehrschichtige Laminate, die als Ober- oder Untergurt eines Skis dienen. Die Weiterverarbeitung dieser Bauteile bereitet jedoch an den Flächen, an denen das duromere Harz freiliegt, etwa an der dem Skikern zugewandten Seite, Schwierigkeiten, da das freiliegende Harz schwer verklebbar oder anschäumbar ist. Es ist daher notwendig, entweder das Harz anzuschleifen, wodurch jedoch Harz verloren geht und Glasfasern verletzt werden oder das Laminat gemäß AT-PS 339 783 mit einer sawugfähigen Schicht, z.B. Papier, gemeinsam zu verpressen, wobei die Beharzung und Durchtränkung dieser saugfähigen Schicht aus dem Harzangebot des Laminates erfolgt. In diesem Fall muß zwar nur die harzhältige Papierschicht abgeschliffen werden, und die Glasfasern des Laminates werden kaum verletzt, doch kann der arbeitsaufwendige und wegen des entstehenden Schleifstaubes gesundheitsschädliche Schleifvorgang nicht vermieden werden.
Vor allem aber können diese angeschliffenen Laminate nur mit Hilfe teurer Epoxykleber mit dem Skikern verklebt werden.
In der DE-OS 22 36 492 wird vorgeschlagen, bei der Herstellung von Laminaten Thermoplastfolien mitzuverpressen, sodaß Laminate entstehen, die auch mit billigen Holzklebern verklebbar sind. Die so hergestellten Schichtstoffe haben jedoch den Nachteil, daß infolge des hohen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Thermoplastschicht die Vorspannhöhe des Skis starken, temperaturabhängigen Schwankungen unterworfen ist. Darüberhinaus kann infolge des "kalten Flusses" der thermoplastischen Schicht die Vorspannhöhe des Skis, der ein vorgespannter Sandwichbauteil ist, bei dynamischer Beanspruchung stark abnehmen oder ganz verloren gehen, sodaß der Ski weitgehend unbrauchbar wird.
Diese Nachteile können vermieden werden, wenn das Laminat mindestens eine Oberflächenschicht aus thermoplastischem Material besitzt, welches mit Gewebe, Vlies oder Einzelfasern verstärkt ist. Diese Laminate lassen sich dann an der faserverstärkten thermoplastischen Oberflächenschicht oder -schichten mit Hilfe einfacher und nicht gesundheitsschädlicher Klebstoffe mit anderen Schichten verkleben oder können an dieser Oberfläche durch Anschäumen mit einem Schaumstoffkern verbunden werden. Da - die faserverstärkte Thermoplastschicht keinen "kalten Fluß" aufweist, treten keine Nachteile bezüglich der Vorspannhöhe des fertigen Skis auf.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demnach ein leicht verklebbares und anschäumbares Laminat, bestehend aus einer faserverstärkten Grundschicht aus einem duromeren Harz und einer oder zwei thermoplastischen Deckfolien, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Deckfolie oder Deckfolien mit Gewebe, Vlies oder Einzelfasern verstärkt sind.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Schichtstoffe kann auf diskontinuierlichem oder kontinuierlichem Weg erfolgen, wobei die kontinuierliche Herstellung besonders bevorzugt ist. Die faserverstärkte Thermoplastfolie kann in einem gesonderten Arbeitsgang hergestellt werden, indem die Verstärkungsfaser gemeinsam mit der Thermoplastfolie oder mit einem Thermoplastpulver verpreßt und anschließend mit einem sich im B-Zustand befindlichen Bauteil (Prepreg) verbunden wird. Es ist in vielen Fällen jedoch vorteilhafter und weniger aufwendig, Verstärkungsfaser, Thermoplastfolie und Prepreg in einem einzigen Arbeitsgang miteinander zu verbinden. Der Prepreg kann einseitig, aber auch beidseitig mit einer verstärkten Thermoplastfolie versehen werden.
Anstelle der Verwendung eines Prepregs ist es auch möglich, den gesamten Bauteil in einem einzigen Arbeitsgang in kontinuierlicher Weise herzustellen, indem etwa ein Glasgewebe mit einem duromeren flüssigen Harz getränkt wird und diese sich im Härtungsvorgang befindliche Harz-Gewebe-Bahn mit einer Thermoplastfolie und deren Verstärkungsgewebe unter Einwirkung von Hitze und Druck verbunden wird. Die für den jeweiligen Zweck geeignete Herstellungsform hängt von der Art der vorhandenen Pressen ab.
Die Thermoplastfolie kann mit der Verstärkungsfaser so verbunden werden, daß die Faser gleichmäßig in der Folie verteilt ist, was bei einem zu verklebenden Skibauteil günstig ist. Soll das Laminat an der mit der Thermoplastschicht versehenen Seite angeschäumt werden, so wird man das Verstärkungsgewebe nicht vollständig in die Thermoplastschicht hineinpressen, da die Verankerung mit dem Schaum besser ist, wenn eine größere Haftungsoberfläche vorhanden ist.
Als Thermoplastfolien, die auch bedruckt oder eingefärbt sein können, eignen sich vor allem Folien aus ABS sowie aus PVC, weiters Stoffe, die als Schmelzkleber in Folienform verwendbar sind: thermoplastisch verarbeitbares Polyurethan (TPU), Copolymere Polyamide und Polyester. Die Faserverstärkung kann in Form von Geweben oder Gelegen, Vliesen oder Matten erfolgen oder in Form von Rovings oder Kurzfasern. Als Fasermaterial eignen sich Baumwolle, Zellwolle und andere Naturfasern, ferner Kunststoffasern, wie hochfeste Polyesterfasern und vor allem Glasfasern und auch Kohlenstoffasern.
Beispiel t: 2 Als Grundschicht wird ein Glasfilamentgewebe von 540 gim mit ca. 40 Gew.% eines Epoxydharzes vom Typ des Diglycidyläthers des Bisphenol A mit Aminhärter, das auf einen Fluß von 10 % eingestellt ist, imprägniert (Prepreg). Als Deckschichten dienen zwei 0,25 mm dicke Acrylnitril-Butadien-Styrol(ABS) Folien und einseitig als äußerste Schicht ein 150 g/m2 schweres Baumwollgewebe. Prepreg, ABS-Folien und Baumwollgewebe werden bei 1500C, 5 bar Preßdruck und ca. 30 min. Preßzeit so verbunden, daß das Baumwollgewebe vom ABS an der Außenseite vollständig eingeschmolzen wird, während ABS sich mit der Grundschicht verbindet. Der so hergestellte Schichtstoff ist ohne Aufrauhung mit Klebstoffen auf Aminoplastbasis verklebbar, wobei bei der Skiherstellung die baumwollverstärkte Seite dem Skikern zugewandt ist.
Beispiel 2: Eine nach Beispiel 1 hergestellte Grundschicht wird auf beiden Seiten mit je einer 0,15 mm dicken ABS-Folie abgedeckt, worauf auf einer Seite ein 400 g/m2 schweres, unidirektionales Glasgewebe aufgelegt wird. Sämtliche Schichten werden nun bei einem Druck von 3 bar und einer Temperatur von 1500C miteinander verbunden, wobei das Glasgewebe nur teilweise in den Thermoplasten eindringt und an der Außenseite ein unimprägniertes Glasgewebe vorliegt. Dieses wird bei der Herstellung eines Kunststoffskis nach dem Polyurethan-Injektionsverfahren vom PUR-Integralschaum benetzt bzw. durchdrungen und trägt dadurch auch wesentlich zur Steifigkeit des Skis bei.
Beispiel 3: In eine kontinuierliche Doppelbandpresse werden folgende Schichten eingeführt: a) ein ca. 100 g/m2 schweres Zellstoffgewebe b) eine ca. 0,3 mm dicke ABS-Folie c) eine 0,4 mm dicke Harzschicht, aufgerakelt vor der Presse auf die ABS-Folie mit folgender Zusammensetzung: 100 Teile Bisphenol A-Diglycidyläther, 10 Teile Cyanamid und 0,5 Teile Dimethylbenzylamin d) eine Schicht 2400 tex Glasrovings, 4 Fäden pro cm, die in spitzem Winkel in die Harzschicht eingedrückt werden e) ein ca. 120 g/m2 schweres alpha-Zellulosepapier 0 Diese Schichten werden in der Presse bei 180 C und 4 bar Preßdruck in ca.
30 min. verbunden bzw. ausgehärtet, wobei ein Verbundwerkstoff entsteht, bei dem das Zellstoffgewebe vollständig in die ABS-Folie eingedrungen ist. Der Schichtstoff besitzt eine Gesamtdicke von 1,2 mm und kann als Skiobergurt verwendet werden, wobei die Dekorpapierseite auch bedruckt und lackiert, die ABS-Zellstoffgewebeseite mit Harnstoffharzleim auf Holz verklebt werden kann.
Beispiel 4O Die Grundschicht wird wie in Beispiel 1 hergestellt. Als Deckschicht wird auf der einen Seite eine unverstärkte 0,3 mm dicke ABS-Folie verwendet, auf der anderen Seite eine 0,4 mm dicke Folie aus Polyamid. In einer kontinuierlichen 0 Presse werden bei 180 C, 5 bar Preßdruck und ca. 5 min Preßzeit die drei Schichten miteinander verpreßt5 wobei gleichzeitig an der Außenseite der Polyamidfolie Kohlefaserrovings (5 Fäden pro cm, 200 tex) zugeführt werden, welche vollständig in die Polyamidfolie eingeschmolzen werden.
Beispiel 5: 2 In einem getrennten Arbeitsgang wird eine 300 glm schwere Glasseiden-2 Endlosmatte mit einer 40Q glm schweren Folie aus thermoplastisch verarbeitbarem Polyurethan (TPU) bei 2000C und 3 bar Preßdruck verschmolzen. In einer kontinuierlichen Doppelbandpresse wird auf die so erzeugte verstärkte Folie eine 0,4 mm dicke Harzschicht folgender Zusammensetzung aufgerakelt: 100 Teile Bisphenol A-Dlglycidyläther 10 Teile (:yanarnid 0,8 Teile Dimethylcyclohexylamin In diese Harzschicht werden 1200 tex Glasrovings (6 Fänden pro cm) eingedrückt. Nach einer Gelierzeit von ca. 1 min. wird in die Doppelbandpresse eingefahren, wobei noch oberseitig eine 0,2 mm dicke, transparente und hinterdruckte PVC-Folie zugeführt wird, die als Skioberfläche dient. Nach einer Preßzeit von ca. 5 min. bei 1900C und 4 bar Preßdruck und einer Rückkühlzeit von 4 min. auf ca. 1000C unter 4 bar Preßdruck verläßt ein 1,0 mm dicker Verbundbauteil die Presse.

Claims

Patentansprüche: 1. Leicht verklebbares und anschäumbares Laminat, bestehend aus einer faserverstärkten Grundschicht aus einem duromeren Harz und einer oder zwei thermoplastischen Deckfolien, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Deckfolie oder Deckfolien mit Gewebe, Vlies oder Einzelfasern verstärkt sind.
2. Laminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Gewebe, Vlies oder Einzelfaser aus Glas oder Kohlenstoff sind.
3. Laminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe oder Vlies aus Baumwolle oder Zellstoff ist.
4 Laminat nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe, das Vlies oder die Einzelfaser vollständig von der thermoplastischen Deckfolie oder den Deckfolien umgeben ist.
5. Laminat nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe oder das Vlies nur teilweise die thermoplastische Deckfolie oder die Deckfolien durchdringt.
6. Verfahren zur Herstellung leicht verklebbarer und anschäumbarer Laminate, dadurch gekennzeichnet, daß eine Thermoplastfolie mit einem Gewebe, Vlies oder mit Einzelfasern abgedeckt und unter Erhitzen über die Schmelztemperatur des Thermoplasten so verbunden wird, daß das Gewebe, Vlies oder Fasermaterial teilweise oder vollständig im Thermoplasten eingebettet wird, und daß die so verstärkte Thermoplastschicht gleichzeitig oder anschließend auf der mit dem Harz völlig getränkten Oberfläche mit einer Schicht aus faserverstärktem duromerem Harz, das sich in ungehärtetem (A-Zustand) oder vorgehärtetem Zustand (B-Zustand) befindet, verbunden wird, wobei gleichzeitig die duromere Harzschicht ausgehärtet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht aus faserverstärktem, duromerem Harz an beiden Seiten mit der verstärkten Thermoplastschicht verbunden wird.