DE3535272C2 - Halbzeug aus einem, mit einem thermoplastischen Kunststoff getränkten textilen Flächengebilde - Google Patents
Halbzeug aus einem, mit einem thermoplastischen Kunststoff getränkten textilen FlächengebildeInfo
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Description
Die Herstellung von Halbzeugen aus faserverstärkten
thermoplastischen Kunststoffen ist bekannt. Bei dem Verfahren ge
mäß der DE-OS 23 12 816 werden zwei Glasfasermatten zunächst er
wärmt und anschließend einer Druckzone zugeführt. An ihrem Zusam
menführungspunkt wird geschmolzenes thermoplastisches Material
zwischen die Matten eingebracht, welches dabei in die Matten ein
dringt. Erst beim unmittelbar anschließenden Verpressen werden
die Matten vollständig getränkt und die Luft daraus verdrängt.
Dieses Verpressen findet zwischen kontinuierlich arbeitenden Bän
dern statt, wobei der Preßvorgang und das Abkühlen praktisch
gleichzeitig ablaufen. Ein auf diese Weise gefertigtes Halbzeug
ist in der Ebene isotrop, d. h. die Fasern sind statistisch ver
teilt und damit die Festigkeitseigenschaften in allen Richtungen
gleich. Zahlreiche Formteile aus verstärkten Thermoplasten werden
aber bevorzugt nur in einer Richtung beansprucht, so daß eine
isotrope Faserverteilung in diesen Fällen unwirtschaftlich ist.
In der DE-A 29 48 235 ist ein Halbzeug beschrieben, welches durch
Tränken von Glasfasermatten mit thermoplastischen Kunststoffen
hergestellt wird. Die Glasmatten können z. B. aus Spinnfäden be
stehen, welche nebeneinander abgelegt und genadelt werden. Fer
tigteile aus derartigen Halbzeugen mit unidirektionaler Faser
orientierung weisen nur in einer Richtung ausreichend gute
Festigkeit auf.
Weiterhin sind Halbzeuge aus faserverstärkten Thermoplasten be
kannt (z. B. aus dem offiziellen Katalog der SITEV 84, Seite 3),
die zusätzlich zu den Matten mit wirrer Faserverteilung auch in
einer Richtung ausgerichtete Glasfasern aufweisen. Diese Faser
bündel sind aber, bedingt durch die hohe Viskosität der Thermo
plastschmelze, sehr schlecht tränkbar.
Es war daher Aufgabe der Erfindung, anzugeben, wie im Eingangs
verfahren hergestellte Halbzeuge eine bevorzugte Verstärkung in
einer Richtung erhalten können, wobei gleichzeitig eine gute
Durchtränkung des Verstärkungsmaterials und bei einer Verformung
der Halbzeuge ein Fließen des Faser/Thermoplastgemisches auch in
Richtung der bevorzugten Faserorientierung gewährleistet sein
soll.
Die Erfindung besteht in der Verwendung einer Kombination von
unidirektionalen Gelegen und Wirrfasermatten, die zusammen
genadelt und durch die Nadelung verdichtet sind.
Gegenstand der Erfindung ist ein Halbzeug aus einem textilen
Flächengebilde, welches mit einem thermoplastischen Kunststoff
vollkommen getränkt ist, und wobei das textile Flächengebilde
eine Kombination ist aus
- a) einem oder mehreren Gelegen aus in einer Richtung nebeneinan der abgelegten Glasfasern und
- b) einer oder mehreren Glasfasermatten mit wirrer Faservertei lung.
Das Halbzeug ist dadurch gekennzeichnet, daß Gelege a) und
Matten b) zusammengenadelt sind.
In der Monographie "Vliesstoffe", Georg Thieme Verlag 1982,
Seite 149, ist die Vernadelung von Vliesstoffen mit Träger
materialien, wie z. B. Fadengelegen, beschrieben, wodurch die
Formbeständigkeit und Festigkeit der Vliesstoffe verbessert wird.
Diese Druckschrift gibt aber keinen Hinweis für die Verbesserung
der Fließfähigkeit von Halbzeugen aus glasfaserverstärkten
thermoplastischen Kunststoffen.
Durch die erfindungsgemäße Nadelung wird ein textiles Flächen
gebilde erhalten, das von einer Thermoplastschmelze vollkommen
getränkt wird, ohne daß sich die mechanischen Eigenschaften in
folge der teilweisen Zerstörung der Fasern nachteilig verändern.
Darüber hinaus hat sich gezeigt, daß bei der Formgebung von da
raus hergestellten Halbzeugen die Faser/Thermoplast-Mischung auch
in Richtung der Verstärkungsfasern fließt.
Als textile Flächengebilde kommen erfindungsgemäß Gelege in Be
tracht, die mit Wirrfasermatten kombiniert sind. Die Flächenge
wichte dieser Gebilde liegen zwischen 100 und 1200, vorzugsweise
zwischen 225 und 900 g/². Die Faserfeinheit der Faserbündel für
Gelege liegt zwischen 10 und 3600 tex, vorzugsweise 20 bis
1200 tex.
Zur Herstellung dieser textilen Flächengebilde werden Glasfasern
eingesetzt. Bei Fasergelegen können die steifen Verstärkungsfa
sern durch weichere Verbindungsfasern zusammengehalten werden.
Weiterhin ist möglich, die Fasern - wie in der DE-OS 33 21 006
beschrieben - auf eine Thermoplastfolie als Träger abzulegen und
mit dieser zu vernadeln. Die Faserdurchmesser liegen zwischen 5
und 30 µm, vorzugsweise zwischen 7 bis 20 µm. Üblicherweise sind
die Fasern mit einer Schlichte behandelt, die die Haftung zum
Thermoplasten verbessert.
Das Nadeln der textilen Flächengebilde erfolgt in einer handels
üblichen Nadelmaschine mit den üblichen Filznadeln. Die Einstich
zahl, d. h. die Anzahl der Einstiche pro cm² liegt zwischen 20 und
200, vorzugsweise 30 bis 120. Es werden mittelgroße Filznadeln
mit einer "gauge"-Zahl von 17 bis 32 eingesetzt. Der Abstand der
Widerhaken beträgt 3 bis 6 mm. Die Einstichtiefe sollte minde
stens 8, höchstens 20 mm, betragen. Der Vorschub des textilen
Flächengebildes während eines Hubes ist zweckmäßig zwischen 3 und
15 mm, vorzugsweise zwischen 5 und 10 mm, zu wählen. Durch die
Nadelung wird das Flächengebilde schubsteif, d. h. die Faserbündel
lassen sich nicht mehr verschieben; es entstehen also keine Lüc
ken, durch die die Schmelze ungehindert hindurchtreten kann. Der
Durchflußwiderstand des Geleges wird durch das Nadeln so gleich
mäßig, daß die Schmelze durch die Fadenbündel dringen muß und so
die Einzelfilamente zwangsläufig getränkt werden.
Für die Herstellung der Halbzeuge sind alle thermoplastisch
verarbeitbaren Kunststoffe geeignet, beispielsweise Olefinpoly
merisate, wie Polyethylen oder Polypropylen; Styrolpolymerisate,
wie Polystyrol oder Copolymere des Styrols mit bis zu 50 Gew.-%
Acrylnitril, α-Methyl-Styrol, Maleinsäureanhydrid, Methylmeth
acrylat, sowie kautschukmodifizierte Styrolpolymerisate, vorzugs
weise solche, die 2 bis 25 Gew.-% eines Butadien-Kautschuks ent
halten; Chlor enthaltende Polymerisate, wie Polyvinylchlorid,
Polyvinylidenchlorid oder chlorierte Polyolefine; Polyamide,
Polymethylmethacrylat, Polyester aus Terephthalsäure und gesät
tigten Diolen, Polycarbonat, Polysulfon, Polyethersulfon, Poly
etherether-Keton, Polyurethan sowie Mischungen dieser Polymeri
sate.
Diese Kunststoffe können die üblichen Zusatzstoffe, wie Füll
stoffe, Pigmente, Farbstoffe, Antistatika, Stabilisatoren, Flamm
schutzmittel oder Gleitmittel enthalten.
Die Herstellung der Halbzeuge erfolgt nach an sich bekannten Ver
fahren, beispielsweise nach dem in der DE-OS 23 12 816 beschrie
benen Verfahren. Eine diskontinuierliche Fertigung in einer
hydraulischen Presse ist denkbar. Den textilen Flächengebilden
ist dabei so viel Thermoplastschmelze hinzuzufügen, daß ein
Fasergehalt zwischen 20 und 60 Gew.-%, vorzugsweise 25 bis 50
Gew.-%, erreicht wird. Die Halbzeugdicke kann je nach Flächen
gewicht des genadelten Geleges zwischen 0,5 und 10 mm, vorzugs
weise 1 bis 4 mm betragen.
Auf eine Glasfasermatte aus Endlosfasern mit einem Flächengewicht
von 300 g/m² werden Glasfaserrovings mit einer Feinheit von 2400
tex nebeneinander lückenlos aufgelegt. Dieses textile Flächen
gebilde wird dann durch eine Nadelmaschine geführt und mit einer
Einstichzahl von 50 pro cm² bei einer Einstichtiefe von 16 mm
zusammengenadelt. Es entsteht ein Gebilde mit einem Flächen
gewicht von ca. 1000 g/m².
Zwei solcher Flächengebilde werden dann zwischen drei Schmelz
schichten aus Polypropylen, die aus einen Extruder über drei
Breitschlitzdüsen verteilt werden, geführt, in der Heizzone einer
Doppelbandpresse getränkt und anschließend unter Druck durch Ab
kühlung fixiert. Das Halbzeug ist 5 mm dick und hat einen Glas
gehalt von ca. 35 Gew.-%.
Zur Herstellung eines Formteiles wird ein Zuschnitt in einem
Strahlungsofen bis auf eine Temperatur von 230°C erwärmt und in
der auf 70°C temperierten Preßform unter einem spezifischen Druck
von 100 bar verpreßt. Nach 25 sec Preßzeit kann das Formteil ent
formt werden.
Claims (3)
1. Halbzeug aus einem textilen Flächengebilde, welches mit einem
thermoplastischen Kunststoff vollkommen getränkt ist, und wo
bei das textile Flächengebilde eine Kombination ist aus
- a) einem oder mehreren Gelegen aus in einer Richtung neben einander abgelegten Glasfasern und
- b) einer oder mehreren Glasfasermatten mit wirrer Faserver teilung,
dadurch gekennzeichnet, daß Gelege a) und Matten b) zusammen
genadelt sind.
2. Halbzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
thermoplastische Kunststoff Polypropylen ist.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE19853535272 DE3535272C2 (de) | 1985-10-03 | 1985-10-03 | Halbzeug aus einem, mit einem thermoplastischen Kunststoff getränkten textilen Flächengebilde |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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