DE3204452A1

DE3204452A1 - Verstaerkungen fuer kunststoffartikel

Info

Publication number: DE3204452A1
Application number: DE19823204452
Authority: DE
Inventors: Shigekazu Yachiyo Chiba Hasegawa; Shigezi Hasegawa; Yatsuhiro Hasegawa; Tadashige Yamaguchi
Original assignee: Hasegawa Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Hasegawa Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1981-02-26
Filing date: 1982-02-09
Publication date: 1982-09-09
Also published as: US4467006A; FR2500495B1; CH645840A5; JPS646226B2; DE3204452C2; ATA64782A; JPS57140148A; FR2500495A1; AT391152B

Description

Verstärkungen für Kunststoffartikel

Die Erfindung betrifft Verstärkungen für Kunststoffartikel.

Solche Verstärkungen werden verwendet, um die Festigkeit 5- der Harze bei der Herstellung von Kunststoffartikeln, wie Kunststoffskier, Boote und Badewannen/ zu erhöhen. Die Verstärkung wird zusammen mit einem Harz einem Formungsprozess unterworfen, so dass sie in das Harz eingebettet wird. Bei diesen Verstärkungen kann es sich um solche handeln, bei denen fasrige Materialien, wie Glasfasern oder Kohlenstoffasern, so wie sie sind, vorliegen, oder um gewebeartige Gebilde ,' bei denen die Fasern zu einem Gewebe verknüpft sind_/oder um nicht gewebte flächige Gebilde, bei denen die Fasern nicht ver-' webt, sondern zu einer Matte ausgebildet sind.

Bei der Herstellung von Kunststoffprodukten unter Verwendung derartiger Verstärkungen bestand bislang das Problem, dass es schwierig war, diese Verstärkungen in eine bestimmte Formgebung so zu bringen, dass diese beibehalten bleibt. Um die Festigkeit des Kunststoffartikles zu erhöhen und gleichzeitig ein geringes Gewicht zu erhalten, ist es notwendig, die Verstärkung in eine gewünschte Formgebung zu bringen, z.B. in eine U-förmige,zylinderförmige, konvexe oder wellenförmige Gestalt, bevor die Verstärkung mit den Harzen umgössen wird. Bei Booten und Badewannen ist es darüberhinaus erforderlich, dass die Verstärkung leicht in die gewünschte Kontur gebracht werden kann, und dass die" Formgebung, in der sie gebracht worden ist, beibehalten bleibt.

Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung von Verstärkungen für Kunststoffartikel , die sich leicht in eine gewünschte Formgebung bringen lassen, wobei die geschaffene·Formgebung beibehalten bleibt. 5

Zur Lösung dieses Zieles wird auf die Patentanprüche verwiesen, die erfindungsgemäss aufgebaute gewebte oder nicht gewebte Verstärkungen beinhalten.

Auch ohne ausdrückliche Erwähnung in den Patentansprüchen können auch weitere Details der erfindungsgemässen Verstärkungen zum Gegenstand von Patentansprüchen gemacht werden. Gegenstand der Erfindung sind weiter die nachfolgend aufgeführten mit erfindungsgemassen Verstärkungen versehenen Kunststoffartikel.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht von einer ersten

Ausführungsform einer erfindungsgemäss aufgebauten Verstärkung für Kunststoffartikel,

eine schematische Ansicht von einer .zweiten Ausführungsform von einer erfindungsgemäss aufgebauten Verstärkung für Kunststoffartikel,

eine schematische Ansicht von einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäss aufgebauten Verstärkung für Kunststoffartikel, und

schematische Ansichten von erfindungsgemässen Verstärkungen für Kunststoffartikel bei Verwendung zur Verstärkung von Kunststoffskiern. 35

	Fig.	2
25
	Fig.	3
30
	Fig. (1)	4 - (6)

- Sr -

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht von einer Verstärkung 10 in Form eines Gewebes gemäss einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Diese Gewebeverstärkung 10 umfasst eine Kette 12 aus Verstärkungsfasern, wie Glasfasern, Kohlenstoffasern und dgl., und einen Schuss 14 aus feinen metallischen Fäden aus Edelstahl, Stahl, Messing oder Kupfer. Durch Vorsehen der metallischen Schussfäden 14, die eine hohe Formbarkeit als auch die Eigenschaft besitzen, die Form, in die sie einmal gebracht worden sind, beizubehalten, kann die Verstärkung 10 leicht in' eine beliebige Gestalt gebracht werden, bevor die Tränkung mit dem Harz erfolgt. Der Elastizitätsmodul eines metallischen Fadens ist jedoch kleiner als der von einer Glas- oder Kohlenstoffaser. Daher können, wenn nur metallische Schussfäden 14 verwendet werden, die fertig geformten Kunststoff artikel, z.B. Kunststoff skier, Boote, Badewannen und dgl., eine zu geringe Steifigkeit und eine unzureichende Verwindungsfestigkeit aufweisen. Da der lineare Ausdehnungskoeffizient von einem metallisehen Faden höher als der von einer Glas- oder Kohlenstofffaser ist, können auch längs des Schusses während des Erwärmungsvorganges gewisse Dimensionsfehler auftreten. Um diese vorgenannten Schwierigkeiten zu beseitigen, ist es möglich, einen kombinierten Schuss vorzusehen, der nicht nur aus metallischen Fäden, sondern auch aus einigen Glasfaser- oder Kohlenstofffaserfäden besteht. Auch ist es möglich, als Schuss metallische Fäden und entweder Glasfaser- oder Kohlenstoffaserfäden abwechselnd oder in gewünschten Teilungsabständen zu verwenden.

Die Breite W und Länge L der Verstärkung 10 kann entsprechend den fertigen zu formenden Artikeln bestimmt werden. Die Teilungsabstände P₁ der Kettfäden 12 und P₂ des Schussfadens 14 können ebenfalls entsprechend dem

3 2-0 4C 3 ψ

jeweiligen Anwendungsfall bestimmt-werden. Indem P. und P₃ relativ gross eingestellt werden, können Abstände 16 erhalten werden. Wenn die Verstärkung 10 für schäumbare Urethanprodukte, wie Kunststoffskier, verwendet wird, können diese Abstände 16 als öffnungen dienen, durch die das Urethan leicht hindurchschäumen kann. Die Verstärkung 10 eignet sich daher besonders für geschäumte Urethanprodukte.

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemässen Verstärkung für Kunststoffartikel. Die Grundstruktur der Verstärkung 10" nach dieser Ausführungsform ist weitestgehend identisch mit der Verstärkung 10 nach Fig. 1. Aus diesem Grund tragen die betreffenden Komponenten der zweiten Ausführungsform die gleichen, jedoch mit Strichen versehenen Bezugszeichen wie die entsprechenden Komponenten bei der ersten Ausführungsform.

Die Verstärkung 10' gemäss der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der Verstärkung 10 nach Fig. 1 darin, dass die Kette 12' durch eine Vorimprägnierung mit entweder einem wärmehärtbaren Harz, wie Epoxy-, Polyester-, Phenol- oder Melaminharz, oder mit einem thermoplastischen Kunststoff, wie Acrylbutadienstyrol, PoIyäthylen oder Polypropylen, ganz oder teilweise verfestigt ist. Da die Kette 12' durch die Imprägnierung mit den Harzen zu einem höheren Grad als die Verstärkung 10 ganz oder teilweise verfestigt ist, hat sie den Vorteil einer leichteren Handhabung als auch der Erzielung einer weiteren Erhöhung der Festigkeit des fertigen Produkts. Wie bei der ersten Ausführungsform nach Fig. 1 kann der Schuss 14' nicht nur aus metallischen Fäden, sondern auch aus Glasfaserfäden oder dgl. bestehen; diese •beiden Arten von Fäden können abwechselnd oder in gewünschten Teilungsabständen verwebt sein.

Bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 und 2 werden die metallischen Fäden nur für den Schuss verwendet. Je nach dem .beabsichtigten Verwendungsfall ist es auch möglich, metallische Fäden in der Kette in einem geeigneten Verhältnis vorzusehen.

Fig. 3 zeigt im Querschnitt eine dritte Ausführungsform von einer Verstärkung für Kunststoffartikel gemäss der Erfindung. Im Gegensatz zu den Ausführungsformen nach Fig. 1 und 2 handelt es sich bei dieser Ausführungsform um ein nicht gewebtes flächiges Gebilde.

Die Verstärkung 20 nach dieser Ausführungsform stellt ein nicht gewebtes flächiges Gebilde aus kurzen Verstärkungsfasern 22, wie Glas- oder Kohlenstoffasern und dgl., dar, unter denen kurze metallische Fäden 24 orientierungslos angeordnet !sind. Die Dichte der Verstärkungsfasern 22 aus Glas öder dgl. und die der metallischen Fäden 24 kann je ' nach der beabsichtigten Verwendung variiert werden. Wie die Verstärkungen gemäss den Ausführungsformen nach'Fig. und 2 lässt sich die Verstärkung 20 der vorliegenden Ausführungsform in eine beliebige Formgebung bringen und wird die Formgebung, in der die Verstärkung gebracht worden ist, wegen der metallischen Fäden beibehalten.

Fig. 4(1) '- (6) sind schematische Querschnittsansichten von Kunststoffskiern aus geschäumtem ürethanharz, bei denen die erfindungsgemässen Verstärkungen nach Fig. 1 bis 3 zu unterschiedlichen Formgebungen ausgebildet sind und die Verstärkung der Kunststoffskier darstellen. Der Aufbau, der Metallformen 30 bei jeder Ansicht in Fig. 4 ist vereinfacht wiedergegeben. In Wirklichkeit sind die Metallformen 30 in eine eigentliche Metallform und eine Formpressplatte unterteilt. Die Metallform selbst enthält die not-

wendigen Teile, wie beispielsweise eine Kante und Gleitflächenplatte und wird von oben durch eine nicht gezeigte Deckplatte sowie eine Pressplatte abgedichtet. Durch Expansion des schäumbaren Urethans 32 in der Metallform werden die Gleitplatte, Deckplatte und Kante sämtlich zu einem einheitlichen Körper ausgebildet. Da geschäumtes Urethan bislang nicht fest genug ist, werden verschiedene Methoden zur Verstärkung des ' Urethanschaumstoffes vorgeschlagen.

· " ■ Kunststoffskier aus geschäumtem Urethan zeichnen sich durch ein geringes Gewicht aus. Daher sollte die hinzuzufügende Verstärkung so leicht wie möglich sein, um das Gesamtgewicht der Skier möglichst gering zu halten. An die Verstärkung 34 wird daher die Anforderung gestellt, dass sie sich zu einem Körper mit.dem geschäumten Ure-• than formen lässt und dabei ihre ursprüngliche Gestalt nicht vprilndort, so dass ein auageze.ichneter Verstärkungseffekt erzielt werden kann.

20. . .

Als Verstärkung 34 für Kunststoffskier kann man sich der in Fig. 4(1) - (6) gezeigten Formgebungen bedienen. Bei einer herkömmlichen Verstärkung ohne Vorsehen von metallischen Fäden ist es extrem schwierig, den- Ski presszuformen und dabei gleichzeitig die ursprüngliche Gestalt der Verstärkung, wie dargestellt, beizubehalten. Dies ist Folge des Umstandes, dass (1) die herkömmlichen Verstärkungen gänzlich aus entweder Glas- oder Kohlenstofffasern bestehen, so dass diese bald ihre Gestalt,nachdem sie in die gewünschte gebracht worden sind, vor Einlegen in die Metallform verlieren, und (2) es unmöglich ist, in die Metallform eine Abstützung einzugeben, die es verhindert, dass die Verstärkung ihre Gestalt verliert. Um einen derartigen Verlust der Formgebung der Verstärkung zu verhindern, wurde daher bislang diese entweder mit Harz vorimprägniert und anschliessend unter Wärme ver-

320'

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verfestigt oder an verschiedenen Stellen mit einem Klebstoff fixiert. Diese Vörgehensweisen haben jedoch Nachteile: erstere erhöht die Produktionskosten für Skier, da sie einen Wärmehärtungsprozess erfordert, um die Verstärkung in die gewünschte Formgebung zu bringen, während letztere trotz der aufwendigen Heftarbeit nicht wirksam verhindern kann, dass die Formgebung der Verstärkung verlorengeht. · ..

Mit der erfindungsgemässen Verstärkung werden sämtliche bislang bestehenden Schwierigkeiten beseitigt. Die Verstärkung' nach der Erfindung enthält nämlich leicht formbare metallische Fäden, die einen Erwärmungs- und Formungsprozess zur Umformung der Verstärkung in eine gewünschte Gestalt unnötig machen. Die gewünschte Gestalt wird auch ohne Anheften der Verstärkung mittels eines Klebstoffes beibehalten.

Obgleich Fig. 4 die erfindungsgemässe Verstärkung in .

Verbindung mit der Herstellung von verstärkten Kunststoffskiern zeigt, kann sie ebenso für die Herstellung von Kunststoffbooten und Badewannen verwendet werden. Hierbei verbessert sie erheblich die Fertigungswirksamkeit, da sie leicht in die komplizierte Formgebung von solchen Produkten gebracht werden kann.

Claims

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POHLMAMN &

Patentanwälte

Dr. Horst Schmidt CDipi.-ingj Eckert Pohlmann (Dipi.-Phy·.)

Zugelassene Vertreter

beim Europäischen Patentamt

8000 München Siegfriedstrasse Telefon COSQ) 3Θ16 3Θ Telex S 213 260 pepa d

P 32 04 452.6 DE 379 Sch/ht.

HASEGAWA CHEMICAL INDUSTRY CO./LTD., Yachiyo-shi, Japan

Patentansprüche

Gewebeverstärkung für einen Kunststoff artikel, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens entweder die Kette (12) oder der Schuss (14) der Verstärkung .(10) metallische Fäden aufweist und das andere Teil aus verstärkenden Glasfasern, Kohlenstoffasern oder dgl. besteht.
2. Gewebeverstärkung für einen Kunststoffartikel, dadurch gekennzeichnet ,daß wenigstens entweder die Kette (12) oder der Schuss (14) der Verstärkung (10) metallische Fäden und Glasfasern, Kohlenstofffasern oder dgl. aufweist und das andere Teil aus Glas- ■ fasern, Kohlenstoffasern oder dgl. besteht.

• ■ . *

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3. Verstärkung für einen Kunststoffartikel, dadurch gekennzeichnet, dass metallische Fäden (24.) in einem nicht gewebten Gebilde aus Glasfasern, Kohlenstoffasern oder dgl. eingebettet sind.