DE3204452C2

DE3204452C2 -

Info

Publication number: DE3204452C2
Application number: DE19823204452
Authority: DE
Inventors: Shigezi Hasegawa; Yatsuhiro Hasegawa; Tadashige Yamaguchi; Shigekazu Yachiyo Chiba Jp Hasegawa
Original assignee: HASEGAWA CHEMICAL INDUSTRY Co Ltd YACHIYO CHIBA JP
Current assignee: HASEGAWA CHEMICAL INDUSTRY Co Ltd YACHIYO CHIBA JP
Priority date: 1981-02-26
Filing date: 1982-02-09
Publication date: 1987-09-03
Also published as: JPS57140148A; FR2500495B1; US4467006A; ATA64782A; DE3204452A1; CH645840A5; FR2500495A1; AT391152B; JPS646226B2

Description

Die Erfindung betrifft eine durch Kette und Schuß gebildete Verstärkung für Kunststoffartikel gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Derartige Verstärkungen erhöhen die Festigkeit von Harzen und werden insbesondere bei der Herstellung von Ski, Booten, Badewannen und dgl. verwendet. Die Verstärkung wird zusammen mit dem Harz einem Formungsprozeß unterworfen und dabei im Harz eingebettet. Die Verstärkungen können aus Glas- oder Kohlenstoffasern bestehen, die zu einem gewebeartigen Gebilde verknüpft sind. Um die Festigkeit eines Kunststoffartikels weiter zu erhöhen und gleichzeitig ein geringes Gewicht zu erhalten, ist es häufig erwünscht, die Verstärkung vor der Einbettung im Harz in eine bestimmte Form, z. B. in eine U-förmige, zylindrische, konvexe oder wellenförmige Konfiguration zu bringen, wobei Artikeln mit komplizierter Konfiguration, wie Boote oder Badewannen, darüber hinaus erfordern, daß sich die Verstärkung leicht der gewünschten Kontur anpassen läßt und die Form, in der sie gebracht worden ist, beibehält. Verstärkungen, die gänzlich aus miteinander verwebten Glas- oder Kohlenstoffasern bestehen, lassen sich nicht ohne weiteres in eine bestimmte Konfiguration bringen. Sie müssen daher entweder mit einem Harz vorverfestigt oder an verschiedenen Stellen mit einem Haftmittel vor dem Verpresssen zu einem Kunststoffartikel fixiert werden. Dies erhöht wesentlich die Produktionskosten und gewährleistet dennoch nicht immer, daß die gewünschte Formgebung beim eigentlichen Fertigungsprozeß voll erhalten bleibt.

Man hat daher ebenfalls schon vorgeschlagen (GB 20 32 476 A), den in Kette- und Schußrichtung verlaufenden Fäden aus Glas- oder Kohlenstoffasern metallische Fäden beizugeben. Ebenso wurde schon vorgeschlagen (GB-PS 11 97 511), einem Gewebe aus Glasfaserrovings ein Netzwerk aus längs- und querverlaufenden Metalldrähten zuzuordnen. Dadurch wird eine Verstärkung erhalten, die aufgrund der metallischen Anteile in eine bestimmte gewünschte Konfiguration gebracht werden kann und diese ohne Hilfsmaßnahmen auch während des Formungsprozesses beibehält. Nachteil dieser Gewebeverstärkungen ist insbesondere die durch die metallischen Fäden oder Drähte bedingte erhebliche Erhöhung des Gewichtes, was einer wesentliche Anforderung bei der Herstellung von z. B. Ski, deren Gesamtgewicht möglichst gering zu halten, entgegengerichtet ist. Ferner kann das unterschiedliche Wärmeausdehnungsverhalten von Metallen einerseits und Glas- bzw. Kohlenstoffasern andererseits bei Temperaturänderungen zu Verwerfungen führen, die nicht nur die Verarbeitung erschweren, sondern sich unmittelbar bei den Festigkeitseigen schaften eines mit der Verstärkung versehenen Artikels, z. B. Skis, bemerkbar machen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verstärkung der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Gattung zu schaffen, die gut verformbar ist, ein verhältnismäßig geringes Gewicht hat sowie eine ausreichende Festigkeit und gute Dimensionsstabilität besitzt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 gelöst.

Danach zeichnet sich das erfindungsgemäße Verstärkungsgewebe aus in offener Bindung miteinander verwebten Kett- und Schußfäden durch metallische Fäden in nur einer Fadenlaufrichtung aus, so daß in der anderen Laufrichtung nur die leichten Fäden aus Glas- oder Kohlenstoffasern vorgesehen sind. Die offene Bindung schafft dabei ausreichende Öffnungen oder Poren, durch die das Matrixmaterial, in dem die Verstärkung eingebettet wird, verankernd hindurchtreten kann. Die gute Formbarkeit und Dimensionsstabilität der Verstärkung wird durch die Metallfäden erhalten, denn überraschenderweise wurde festgestellt, daß es diesbezüglich ausreicht, wenn Metallfäden nur in einer Fadenlaufrichtung vorhanden sind. Dies hat eine wesentliche Gewichtsreduzierung gegenüber bekannten Gewebeverstärkungen mit metallischen Anteilen zur Folge und ermöglicht außerdem eine bessere Ausnutzung der mechanischen Eigenschaften der Glas- oder Kohlenstoffasern wegen des Fehlens zusätzlicher Metallfäden in der anderen Fadenlaufrichtung. Da die Verstärkung die Konfiguration, in der sie gebracht worden ist, vor und während der Verarbeitung zu einem Kunststoffartikel, wie Ski, ohne weitere Fixierungsmaßnahmen beibehält, wird ein Produkt mit sehr guten Festigkeitseigenschaften erhalten. Zwar wirkt sich bei der Verstärkung nach der Erfindung das unterschiedliche Elastizitäts- und Wärmeausdehnungsverhalten von metallischen Fäden und Glas- oder Kohlenstoffasern wesentlich weniger aus als bei bekannten Verstärkungen mit in beiden Richungen verlaufenden Metallfäden, doch kann dem dadurch entgegengetreten werden, daß die Metallfäden mit in gleicher Richtung verlaufenden zusätzlichen Glas- oder Kohlenstoffaserfäden kombiniert werden. Dadurch wird nicht nur die Festigkeit in Laufrichtung der Metallfäden verbessert, sondern auch die Dimensionsstabilität der Verstärkung weiter erhöht.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäß aufge bauten Verstärkung,

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäß aufgebauten Verstärkung,

Fig. 3 (1)-(6) schematische Ansichten von erfindungsgemäßen Verstärkungen bei Ver wendung für Kunststoffski.

Fig. 1 zeigt eine Ver stärkung 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 z. B. 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. Auch ist es mög lich, einen Schuß vorzusehen, der nicht nur aus metallischen Fäden, sondern auch aus einigen Glas faser- oder Kohlenstoffaserfäden besteht. Auch können als Schuß metallische Fäden und entweder Glas faser- oder Kohlenstoffaserfäden abwechselnd oder in ge wünschten Teilungsabständen vorgesehen werden.

Die Breite W und Länge L der Verstärkung 10 kann ent sprechend den fertigen zu formenden Artikeln bestimmt werden. Die Teilungsabstände P ₁ der Kettfäden 12 und P ₂ des Schußfadens 14 können ebenfalls entsprechend dem jeweiligen Anwendungsfall bestimmt werden. Indem P ₁ und P ₂ 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 Urethan produkte.

Fig. 2 zeigt eine zweite Auführungsform einer erfindungs gemäßen Verstärkung für Kunststoffartikel. Die Grund struktur dieser Verstärkung 10′ 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 thermo plastischen Kunststoff, wie Acrylbutadienstyrol, Poly äthylen oder Polypropylen, ganz oder teilweise ver festigt 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 Erzie lung 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 gewünsch ten 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 nur in der Kette vorzusehen.

Fig. 3 (1)-(6) sind schematische Querschnittsansichten von Kunststoffski 30 aus geschäumten Urethanharz als Matrixmaterial 32, bei denen die erfindungsgemäßen Verstärkungen 34 nach Fig. 1 oder 2 zu unterschiedlichen Formgebungen ausgebildet sind und die Verstärkung der Kunststoffski darstellen.

Claims

1. Durch Kette und Schuß gebildete Verstärkung für Kunststoffartikel, wie Ski, Boote, Wannen und dgl., bestehend aus Metallfäden und durch Tränkung mit einem wärmehärtbaren oder thermoplastischem Kunststoff ganz oder teilweise verfestigten Fäden aus Glas- oder Kohlenstoffasern, dadurch gekennzeichnet, daß die Kette oder der Schuß Metallfäden umfaßt, daß die in die betreffende andere Richtung verlaufenden Fäden nur aus Glas- oder Kohlenstoffasern gebildet sind, und daß die Kett- und Schußfäden in offener Bindung miteinander verwebt sind.

2. Verstärkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfäden mit zu diesen parallel verlaufenden Glas- oder Kohlenstoffaser-Fäden kombiniert sind.