DE3885814T2 - Gewebe für Schichtstoffe mit faserverstärktem thermoplastischen Harz. - Google Patents

Gewebe für Schichtstoffe mit faserverstärktem thermoplastischen Harz.

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DE3885814T2 DE88102817T DE3885814T DE3885814T2 DE 3885814 T2 DE3885814 T2 DE 3885814T2 DE 88102817 T DE88102817 T DE 88102817T DE 3885814 T DE3885814 T DE 3885814T DE 3885814 T2 DE3885814 T2 DE 3885814T2
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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verbundgewebe (ein Mischgewebe), welches aus Verstärkungsgarnen und Garnen aus thermoplastischem Harz zusammengesetzt ist, welches sich dazu eignet, als Schichtmaterial zum Herstellen faserverstärkter thermoplastischer Harzschichtstoffe verwendet zu werden.
  • Faserverstärkte thermoplastische Harzmaterialien sind in verschiedenen Bereichen verwendet worden, und Verfahren für ihre Herstellung werden im nachfolgenden unter Bezugnahme auf durch Glasfaser verstärktes thermoplastisches Harz, welches ein typisches Material ist, erklärt.
  • (1) Geschnittene Glasfasern von 3 bis 6 mm Länge werden mit einem Harz gemischt und unter Erhitzen in eine Mischung geknetet. Diese Mischung wird mit einer Spritzgussmaschine geformt.
  • (2) Kontinuierliche Glasfasern werden imprägniert und mit einem hitzegeschmolzenen Harz überzogen. Diese überzogenen Fasern werden in 3 bis 6 mm Länge geschnitten und geeigneterweise in eine Mischung gebracht, welche eine Mischung aus Fasern und dem Harz umfasst, welche mit einer Spritzgussmaschine geformt wird.
  • (3) Eine Schnittmatte wird vorausgehend aus geschnittenen Glasfasern von 2,5 bis 5,0 mm hergestellt und mit einem geschmolzenen Harz unter Herstellung einer lagenähnliche Kompoundmasse imprägniert, welche durch Formpressen unter Erhitzen geschmolzen wird.
  • (4) In Form einer Lage oder eines Glasfasergewebes angeordnete kontinuierliche Glasfasern werden mit einem geschmolzenen Harz oder einem in einem Lösungsmittel gelösten Harz imprägniert, woran sich Verdampfen des Lösungsmittels und Trocknen anschliesst, und werden dann in eine lagenförmige Kompoundmasse gebildet, welche durch Formpressen unter Erhitzen geformt wird.
  • (5) Glasfasern und thermoplastische Harzfasern werden unter Herstellung von Mischgarnen vermischt, aus denen ein Gewebe hergestellt wird, und das Gewebe wird unter Schmelzen der thermoplastischen Harzfasern erhitzt.
  • Dann wird dieses Gewebe formgepresst (siehe JP-OS 130345/86).
  • Jedoch weisen diese konventionellen Verfahren alle Probleme auf, wie im nachfolgenden erklärt wird.
  • (1) Im Falle des Spritzgiessverfahrens ist es schwierig, den Gehalt an verstärkenden Glasfasern auf mehr als 30 Gew.% zu erhöhen. Ausserdem sind Formteile auf diejenigen mit geringer Grösse beschränkt.
  • (2) Was das Formpressen unter Erhitzen anbelangt, so kann ausreichender Druck nicht auf die lagenähnliche Kompoundmasse, hergestellt mittels Imprägnieren einer Schnittmasse mit geschmolzenem Harz und Glasfasern, die in Form einer Lage, welche mit Harz imprägniert ist, angeordnet sind, aufgebracht werden, weil die Glasfasern sich zusammen mit dem Harz ansammeln und als Ergebnis hiervon Blasen in den Formteilen eingefangen werden.
  • Um die Beibehaltung von Blasen zu verhindern, muss die Kompoundmasse in eine Form gebracht werden, wodurch verhindert wird, dass die Glasfasern davontreiben, und somit die Formbarkeit geringer wird.
  • (3) Bei dem Verfahren, bei dem Glasfasern und thermoplastische Harzfasern durch Vermischen in ein Garn gebracht werden und ein Gewebe daraus hergestellt wird, sind die Kosten aufgrund der zusätzlichen einen Mischstufe vergrössert, und es gibt Schwierigkeiten im Hinblick auf das Zusammendrehen und Verweben, weil das Garn Verbundgarn aus unterschiedlichen Materialien ist.
  • Diese Probleme sind nicht nur im Hinblick auf die Verwendung von Glasfasern als Verstärkungsfasern ernst, sondern auch im Hinblick auf die Verwendung von Kohlenstoffasern oder Aramidfasern.
  • DE-A-33 41 292 offenbart ein Verfahren zum Herstellen von faserverstärkten Formteilen aus thermoplastischem Material durch Heisspressen von Halbfertigprodukten, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass als Halbfertigprodukte flexible Gewebe verwendet werden, die aus Mischungen von mindestens zwei Faserarten hergestellt sind, wobei mindestens eine Faserart eine thermoplastische ist, und mindestens eine andere Faserart unter den Heisspressformbedingungen zurückbleibt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gewebe, welches sich zum Herstellen eines faserverstärkten thermoplastischen Harzschichtstoffes mit hoher Stärke und hohem Modul eignet, und grosse Gewebeartikel zu niedrigen Kosten zur Verfügung zu stellen.
  • Diese Aufgabe wird durch Anspruch 1 gelöst.
  • Fig. 1 ist eine Draufsicht des Gewebes gemäss der vorliegenden Erfindung, welche ein Beispiel für die Webart zeigt;
  • Fig. 2 ist eine Draufsicht, welche ein weiteres Beispiel für die Webart gemäss der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • Fig. 3 ist eine Draufsicht der Grundbindung, die aus Verstärkungsgarn und thermoplastischem Harzgarn, welche alternativ angeordnet sind, hergestellt ist.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gewebe für faserverstärkte thermoplastische Harzschichtstoffe, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gewebe Kettfäden und Schussfäden umfasst, von denen jeder mindestens eine Art von thermoplastischem Harzgarn und mindestens eine Art von Verstärkungsgarn umfasst, und wobei sogar nur die Verstärkungsgarne, die den Kettfaden und Schussfaden bilden, eine Webkonstruktion bilden.
  • Das bedeutet, das Gewebe gemäss der vorliegenden Erfindung ist ein Mischgewebe aus Verstärkungsgarnen und thermoplastischen Harzgarnen, und wenn die thermoplastischen Harzgarne von den Kettfäden und Schussfäden, die das Gewebe bilden, entfernt werden, wird die Webkonstruktion nur durch die verbleibenden Verstärkungsgarne beibehalten.
  • Als Grundbindungsarten des Gewebes gemäss der vorliegenden Erfindung können beispielsweise gewöhnliche Panamabindung und gleichseitige Diagonalbindung verwendet werden.
  • Fig. 1 zeigt 2/2 normale Panamabindung, wobei (A) Kettfaden bedeutet, (1A) Verstärkungsgarn bedeutet, (2A) thermoplastisches Harzgarn bedeutet, (B) Schussfaden bedeutet, (1B) Verstärkungsgarn bedeutet und (2B) thermoplastisches Harzgarn bedeutet. Diese normale Panamabindung kann folgendermassen betrachtet werden:
  • Das heisst, ein Verstärkungsgarn (1A) und ein thermoplastisches Harzgarn (2A) werden als Kettfädenpaar verwendet, und ein Verstärkungsgarn (1B) und ein thermoplastisches Harzgarn (2B) werden als Schussfädenpaar verwendet, und diese werden in Grundbindung gewoben. Deshalb verbleiben in dem Fall, dass alle thermoplastischen Harzgarne (2A) der Kettfäden (A) und thermoplastischen Harzgarne (2B) der Schussfäden (B) entfernt werden, nur die Verstärkungsgarne (1A, 1B), die eine Grundbindung bilden und behalten. Fig. 2 ist eine Draufsicht der 2/2 gleichseitigen Diagonalbindung, wobei die Kennzeichnungen (A), (B), (1A), (1B), (2A) und (2B) die gleichen Bedeutungen wie in Fig. 1 haben. In der Fig. 2 bilden, wenn alle thermoplastischen Harzgarne (2A) der Kettfäden (A) und thermoplastischen Harzgarne (2B) der Schussfäden (B) entfernt werden, die verbleibenden Verstärkungsgarne (1A, 1B) auch eine Grundbindung.
  • Wenn eine geeignete Anzahl der zuvor genannten Verbundgewebe aufeinandergelegt und in einer Heisspressmaschine bei einer höheren Temperatur als dem Schmelzpunkt der thermoplastischen Harzgarne zusammengepresst werden, werden die thermoplastischen Harzgarne der Kettfäden und Schussfäden des Gewebes geschmolzen, während die Verstärkungsgarne, so wie sie sind, zurückbleiben, und diese verbleibenden Verstärkungsgarne als solche erhalten den Zustand des Gewebes. Wenn deshalb ein bestimmter Druck in diesem Zustand aufgebracht wird, fliesst das geschmolzene thermoplastische Harz und imprägniert die Verstärkungsgarne, und überschüssiges Harz fliesst zusammen mit den Blasen heraus. Weil die Verstärkungsgarne als solche eine Webkonstruktion bilden, werden sie in diesem Fall kaum abgetrieben. Deshalb kann ausreichender Druck während des Pressverfahrens aufgebracht werden, und die Imprägnierung der Verstärkungsgarne mit geschmolzenem Harz und die Eliminierung von Blasen kann wirksam durchgeführt werden. Als Ergebnis hiervon wird ein im Hinblick auf Stärke und Zugfestigkeit überlegenes Laminat hergestellt, bei dem die Verstärkungsgarne gut mit thermoplastischem Harz mit weniger Blasen imprägniert sind, und die Wirkungen der Verstärkungsgarne ausreichend ausgeübt werden. Im Falle des in Fig. 3 dargestellten Verbundgewebes, bei dem Verstärkungsgarne (1A) oder (1B) und thermoplastische Harzgarne (2A) oder (2B) nur alternativ in Form einer Grundbindung angeordnet sind, sind die Verstärkungsgarne (1A) des Kettfadens nur auf die Verstärkungsgarne (1B) des Schussfadens gelegt, und sie bilden keine Webkonstruktion. Deshalb bewirkt Anwendung von Druck bei dem Pressverfahren, dass die Verstärkungsgarne sich wegbewegen, und es kann kein ausreichender Druck angewandt werden, und somit sind die Verstärkungsgarne nicht einheitlich vorhanden. Deshalb kann ein gutes Laminat nicht erhalten werden.
  • Die bei der vorliegenden Erfindung nach Schmelzen der thermoplastischen Harzgarne nur von den Verstärkungsgarnen gebildete Webkonstruktion ist vorzugsweise im Hinblick auf die Beständigkeit gegenüber Abdriften der Garne bei Anwendung von Druck eine Leinenbindung, aber sie kann auch eine andere Bindung, wie beispielsweise eine Diagonalbindung und Atlasbindung (Satinbindung) sein.
  • Damit darüber hinaus geschmolzenes thermoplastisches Harz ausreichend zwischen den Filamenten von Verstärkungsgarnen imprägniert sein kann, damit geschmolzene Produkte mit guten Stärkeeigenschaften zur Verfügung gestellt werden, werden Verstärkungsgarne und thermoplastische Harzgarne vorzugsweise so nahe wie möglich zueinander angeordnet. Das bedeutet, es ist am bevorzugtesten, dass Verstärkungsgarn und thermoplastisches Harzgarn abwechselnd nacheinander angeordnet sind. Als Mischgewebe, bei denen Verstärkungsgarne eine Grundbindung bilden, nachdem thermoplastische Harzgarne geschmolzen worden sind, und thermoplastisches Harzgarn und Verstärkungsgarn abwechselnd nacheinander angeordnet sind, kann das zuvor genannte gewöhnliche Panamagewebe (2/2) und das gleichseitige Diagonalgewebe erwähnt werden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Gewebe begrenzt.
  • Die bei dem Gewebe gemäss der vorliegenden Erfindung verwendeten thermoplastischen Harzgarne sind nicht begrenzt, vorausgesetzt, dass sie in faserförmigem Zustand geformt werden können und es können beispielsweise Polypropylen, Polyethylen, Polyamid, Polyester, Polycarbonat, Polyacetal, Polysulfon, Polyethersulfon, Polyetheretherketon, Polyetherketon, Polyetherimid, Polyphenylensulfid und dergleichen verwendet werden. Die Form der Garne ist entweder ein Bündel aus Endlosfilamenten oder Stapelgarne.
  • Die Endlosgarne aus thermoplastischem Harz umfassen beispielsweise folgendes.
  • (1) Der Durchmesser des Monofilaments beträgt 10 bis 200 um, vorzugsweise 40 bis 80 um.
  • (2) Die Anzahl der gebündelten Fäden ist nicht begrenzt.
  • (3) Es ist eine Verzwirnung nicht notwendigerweise erforderlich, aber sie beträgt vorzugsweise 0,3 bis 2,0 Verzwirnungen/25 mm in bezug auf die Anzahl der Verzwirnungen.
  • (4) Ein Schlichtemittel ist nicht notwendigerweise erforderlich, aber es können niedrigmolekulargewichtige Verbindungen, wie beispielsweise Polyethylenglykol und Ethylenoxid-Propylenoxid-Copolymere verwendet werden.
  • Als für das Gewebe gemäss der vorliegenden Erfindung verwendete Verstärkungsgarne können beliebige, die einen höheren Schmelzpunkt als die thermoplastischen Harzfasergarne aufweisen, wie beispielsweise Glasfasern, Kohlenstoffasern, Aramidfasern, Aluminiumoxidfasern und metallische Fasern, verwendet werden. Die Form der Verstärkungsgarne kann entweder ein Bündel aus Endlosfilamenten oder Stapelgarn sein.
  • Glasfasern sind schon in breitem Umfang als Verstärkungsfasern für faserverstärkte thermoplastische Harzmaterialien verwendet worden und eignen sich auch als Verstärkungsgarne bei der vorliegenden Erfindung. Glasfasern für das Verweben werden üblicherweise mit einem stärkeähnlichen Schlichtemittel bei ihrer Herstellung gebündelt. Weil dieses Schlichtemittel die Bindungswirkung zwischen dem Matrixharz und den Glasfasern vermindert und darüber hinaus die Durchdringung, nämlich die Imprägnierung des Matrixharzes zwischen den Filamenten, die die Garne bilden, verhindert, wird üblicherweise ein Verstärkungsgewebe mit den Glasfasern gewoben, anschliessend wird dieses Gewebe in einen Ofen gelegt, damit das Schlichtemittel verbrannt und entfernt wird, und anschliessend wird das Verstärkungsgewebe mit Harz imprägniert. Weil jedoch bei der vorliegenden Erfindung Glasfasern und thermoplastische Harzgarne zusammen verwoben werden, kann das auf die Glasfasern aufgebrachte Schlichtemittel nach dem Weben nicht verbrannt und entfernt werden, und es gibt manchmal Probleme im Hinblick darauf, dass die Verwendung von Glasfasern, die mit einem stärkeartigen Schlichtemittel versehen sind, eine Verminderung der Bindungsstärke zwischen dem Harz und den Glasfasern und unzureichende Imprägnierung des Harzes erzeugt. Deshalb sind geeignete, auf die Glasfasern aufzubringende Schlichtemittel, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, diejenigen, die die Bindungswirkung zwischen dem Matrixharz und den Glasfasern vergrössern und eine zufriedenstellende Imprägnierung mit dem Harz ermöglichen. Beispielsweise können diejenigen, die die nachfolgenden Komponenten enthalten, verwendet werden.
    • (1) Filmbildungskomponente:
  • Mindestens eine Komponente aus Epoxyharz, Ethylenoxid- modifiziertem Epoxyharz, Amin-modifiziertem Epoxyharz, Urethanharz, Urethan-modifiziertem Polyesterharz oder Mischungen davon. Vinylacetatharz, Ethylen- Vinylacetatharz, Polyesterharze mit niedrigem Molekulargewicht, etc., die oft für Glasrovings verwendet werden, sind nicht bevorzugt, weil sie teilweise durch Erhitzen beim Formen zersetzt werden.
    • (2) Silankopplungskomponente:
  • Mindestens eine Komponente aus γ-Aminopropyltriethoxysilan, γ-(2-Aminoethyl)aminopropyltrimethoxysilan, γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, Vinyl-tri-β-methoxyethoxysilan, N-γ- (N-Vinylbenzylaminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilanhydrochlorid, Dehydrochlorinierungsprodukt davon, γ-Chlorpropyltrimethoxysilan, γ-Mercaptopropyltrimethoxysilan, γ-Aminopropylmethyldimethoxysilan und γ-(2- Aminoethyl)aminopropylmethyldimethoxysilan oder Mischungen davon.
    • (3) Kationische oberflächenaktive Komponente:
  • Mindestens eines aus quaternären ammoniumsalzartigen oberflächenaktiven Mitteln und aminartigen oberflächenaktiven Mitteln oder Mischung davon.
    • (4) Andere Gleitmittelkomponente:
  • Mindestens eine Komponente, ausgewählt aus Silicon, Wachs und esterwachsartigen Gleitmitteln oder Mischung davon.
  • Das Adhäsionsausmass dieser Schlichtemittel beträgt vorzugsweise 0,2 bis 1,0 Gew.%.
  • Weil das Epoxyharz, Urethanharz und modifizierte Produkte davon, die als Filmbildungsmittel in den zuvor genannten Schlichtemitteln enthalten sind, Verträglichkeit mit dem Matrixharz aufweisen, und das Silankopplungsmittel die Bindewirkung zwischen dem Matrixharz und der Oberfläche der Glasfasern vergrössert, wirkt das auf der Oberfläche der Glasfaser gebildete Schlichtemittel als Adhäsiv zwischen dem Matrixharz und Glasfasern. Weil darüber hinaus das Schlichtemittel Verträglichkeit mit dem Matrixharz aufweist, dringt das Matrixharz leicht in die Glasgarne ein, im Unterschied zum Fall des stärkeartigen Schlichtemittels. Das bedeutet, dass Imprägnierung leicht auftritt. Somit ergibt die Verwendung der mit dem Schlichtemittel, welche die zuvor genannten Komponenten umfasst, versehenen Glasfasern als Verstärkungsgarne eine ausreichende Verstärkungswirkung und ergibt ein thermoplastisches Harzlaminat, welches im Hinblick auf mechanische Stärke überlegen ist.
  • Bei der Verwendung von Glasfasern als Verstärkungsgarne gemäss der vorliegenden Erfindung können diejenigen verwendet werden, die die folgenden Formen aufweisen.
  • (1) Der Durchmesser des Monofilaments beträgt 3 bis 23 um, vorzugsweise 5 bis 10 um.
  • (2) Die Anzahl der gebündelten Filamente beträgt vorzugsweise 100 bis 800.
  • (3) Die Anzahl der Zwirnungen beträgt wünschenswerterweise 0,5 bis 2,0 Verzwirnungen/25 mm.
  • Die Verwendung anderer Formen führt zu einem Ansteigen der Kosten und bewirkt Schwierigkeiten bei der Handhabung.
  • Die vorliegende Erfindung wird weiterhin anhand der nachfolgenden Beispiele erklärt.
    • BEISPIEL 1
  • Die folgenden Verstärkungsgarne und thermoplastischen Harzgarne wurden unter den folgenden Webbedingungen unter Erhalt eines Verbundgewebes mit den folgenden Eigenschaften verwoben.
  • (1) Verstärkungsgarne:
  • (a) Materialien
  • Glasgarne (ECG37 1/0-1Z)
  • (b) Form
  • Durchmesser des Monofilaments: 9 um
  • Anzahl der gebündelten Monofilamente: 800
  • Spinnfadentex: 135 (G/1000 m)
  • (c) Komponenten des Schlichtemittels
  • (1) Filmbildungskomponente: Epoxy 828ethylenoxid-Addukt: 3,0 %
  • (2) Kupplungsmittel: γ-Aminopropyltriethoxysilan: 0,5 %
  • (3) Gleitmittel:
  • (i) Tetraethylenpentamindistearat: 0,05 %
  • (ii) Epoxy-modifizierte Siliconemulsion: 0,20 %
  • (iii) polyoxyethylennonylphenylether: 0,2 %
  • (iv) Emulsion von Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht: 0,1 %
  • (4) Adhäsionsausmass des Schlichtemittels: 0,4 %
  • (2) Thermoplastische Harzgarne:
  • (a) Materialien: Polyamid-Langfasern (Nylon 6)
  • (b) Form:
  • Durchmesser des Monofilaments: 40 um
  • Anzahl der gebündelten Monofilamente: 68
  • Spinnfadentex: 117 (1050 Denier)
  • (3) Webbedingungen:
  • (a) Bindung: 2/2 normale panamabindung (siehe Fig. 1).
  • (b) Webstuhl Rapier-Webstuhl mit Zweistufen- Webbaum. Eine Schaftmaschinen-Abwerfvorrichtung wird für den Kettfaden vorgesehen, und eine Schussfaden-Auswahlvorrichtung des Zweifarben- Schussmischgeräts wird für den Schussfaden vorgesehen.
  • (c) Webverfahren: Für den Kettfaden werden Glasgarn und Nylongarn für jeden der zwei Webbäume hergestellt, und ein Kettfaden besteht aus zwei Garnen aus einem Glasgarn und einem Nylongarn.
  • Für den Schussfaden werden Glasgarn und Nylongarn abwechselnd in ein Webfach mit Hilfe des Zweifarbenschuss-Mischgeräts geschlagen.
  • (4) Eigenschaften des Mischgewebes:
  • (a) Garnzahl:
  • Kettfaden: 20 Garne (20 Glasgarne plus 20 Nylongarne)/25 mm
  • Schussfaden: 18 Garne (18 Glasgarne plus 18 Nylongarne)/25 mm
  • (b) Gewicht: 393,1 g/m² (Glas 210,6 g und Nylon 182,5 g)
  • (c) Harzmenge: 46 %
    • BEISPIEL 2
  • Die nachfolgenden Verstärkungsgarne und thermoplastischen Garne wurden unter den folgenden Webbedingungen unter Erhalt eines Verbundgewebes mit den nachfolgenden Eigenschaften verwoben.
  • (1) Verstärkungsgarne: Die gleichen, die in Beispiel 1 verwendet wurden
  • (2) Thermoplastische Harzgarne: die gleichen, die in Beispiel 1 verwendet wurden.
  • (3) Webbedingungen:
  • (a) Bindung: 2/2 gleichseitige Diagonalbindung (siehe Fig. 2)
  • (b) Webstuhl: Rapier-Webstuhl des 2-Webbaum-Typs
  • Für den Kettfaden ist eine Schaftmaschinen- Abwerfvorrichtung vorgesehen, und für den Schussfaden ist ein Zweifarben-Fadenmischgerät vorgesehen.
  • (c) Webverfahren: Für den Kettfaden werden Glasgarn und Nylongarn für jeden der zwei Webbäume hergestellt und alternativ nacheinander angeordnet, und eine 2/2 gleichseitige Diagonalbindung wird mit Hilfe der haftmaschinen-Abwerfvorrichtung hergestellt.
  • Für den Schussfaden werden Glasgarn und Nylongarn abwechselnd mit Hilfe des Zweifarben- Fadenmischgeräts eingeschlagen.
  • (4) Eigenschaften des Mischgewebes:
  • (a) Zahl:
  • Kettfaden: 40 Garne (20 Glasgarne plus 20 Nylongarne)/25 mm
  • Schussfaden: 32 Garne (16 Glasgarne plus 16 Nylongarne)/25 mm
  • (b) Gewicht: 373,4 g/m² (Glas 200,0 g und Nylon 173,4 g)
  • (c) Harzmenge: 46 %
    • BEISPIEL 3
  • Die folgenden Verstärkungsgarne und thermoplastischen Harzgarne wurden unter den folgenden Webbedingungen unter Erhalt eines Verbundgewebes mit den folgenden Eigenschaften verwoben.
  • (1) Verstärkungsgarne: Die gleichen, die in Beispiel 1 verwendet wurden, ausgenommen S-Glas (Glasfasern hohen SiO&sub2;-Gehalts mit hoher Stärke und hohem Modul).
  • (2) Thermoplastische Harzgarne: Die gleichen, die in Beispiel 1 verwendet wurden.
  • (3) Webbedingungen: Die gleichen wie in Beispiel 1.
  • (4) Eigenschaften des Verbundgewebes:
  • (a) Zahl:
  • Kettfaden: 40 Garne (20 Glasgarne plus 20 Nylongarne)/25 mm
  • Schussfaden: 32 Garne (16 Glasgarne plus 16 Nylongarne)/25 mm
  • (b) Gewicht: 373,4 g/m² (Glas 200,0 g und Nylon 173,4 g)
  • (c) Harzmenge: 46 %
    • BEISPIEL 4
  • Die folgenden Verstärkungsgarne und thermoplastischen Harzgarne wurden unter den folgenden Webbedingungen unter Erhalt eines Verbundgewebes mit den folgenden Eigenschaften verwoben.
  • (1) Verstärkungsgarne:
  • Kohlenstoff-Endlosfasern (T300, hergestellt von Toray Industries, Inc.)
  • 1000 Filamente
  • 594 Denier (66 tex)
  • (2) Thermoplastische Harzgarne:
  • PEEK (Polyetheretherketon)
  • Durchmesser des Monofilaments: 70 um
  • 12 Filamente
  • 540 Denier (60 tex)
  • (3) Webbedingungen: Die gleichen wie in Beispiel 1.
  • (4) Eigenschaften des Verbundgewebes
  • (a) Feinheitsnummer:
  • Kettfaden: 24 Garne (24 Kohlenstoffgarne plus 24 PEEK-Garne)/25 mm
  • Schussfaden: 20 Garne (20 Kohlenstoffgarne plus 20 PEEK-Garne)/25 mm
  • (b) Gewicht: 221,8 g/m² (Kohlenstoff 116,2 g und PEEK 105,6 g)
  • (c) Harzmenge: 48 %
    • BEISPIEL 5
  • Die folgenden Verstärkungsgarne und thermoplastischen Harzgarne wurden unter den folgenden Webbedingungen unter Erhalt eines Verbundgewebes mit den folgenden Eigenschaften verwoben.
  • (1) Verstärkungsgarne: Glasfasern (ECG37 1/0-1Z) mit einem Schlichtemittel für allgemeine Gewebe, welches Stärke als Filmbildungsmittel und kein Kupplungsmittel enthält. Andere Komponenten sind die gleichen wie in Beispiel 1.
  • (2) Thermoplastische Harzgarne: Die gleichen, die in Beispiel 1 verwendet wurden.
  • (3) Webbedingungen: Die gleichen, die in Beispiel 1 verwendet wurden.
  • (4) Eigenschaften des Verbundgewebes: Die gleichen wie in Beispiel 1.
    • VERGLEICHSBEISPIEL 1
  • Die folgenden Verstärkungsgarne und thermoplastischen Harzgarne wurden unter den folgenden Webbedingungen unter Erhalt eines Verbundgewebes verwoben.
  • (1) Verstärkungsgarne: Die gleichen Glasfasern, die in Beispiel 1 verwendet wurden.
  • (2) Thermoplastische Harzgarne: Die gleichen, die in Beispiel 1 verwendet wurden.
  • (3) Webbedingungen:
  • (a) Bindung: Grundbindung (siehe Fig. 3)
  • (b) Webstuhl: Der gleiche, der in Beispiel 1 verwendet wurde.
  • (c) Webverfahren: Für den Kettfaden werden Glasgarn und Nylongarn für jeden der beiden Webbäume hergestellt und abwechselnd nacheinander angeordnet. Für den Schussfaden werden Glasgarn und Nylongarn abwechselnd mit Hilfe eines Zweifarben-Fadenmischgeräts eingeschlagen.
  • (4) Eigenschaften des Verbundgewebes:
  • (a) Feinheitsnummer:
  • Kettfaden: 40 Garne (20 Glasgarne plus 20 Nylongarne)/25 mm
  • Schussfaden: 32 Garne (16 Glasgarne plus 16 Nylongarne)/25 mm
  • (b) Gewicht: 373,4 g/m² (Glas 200,0 g und Nylon 173,4 g)
  • (c) Harzmenge: 46 %
  • Die in jedem der Beispiele 1 bis 5 und im Vergleichsbeispiel 1 erhaltenen Verbundgewebe wurden laminiert und bei 260ºC (400ºC in Beispiel 4) unter Erhalt eines Formprodukts pressgeformt. Die Eigenschaften des Formprodukts sind in der nachfolgenden Tabelle dargestellt.
  • Das im Vergleichsbeispiel 1 erhaltene Laminat konnte nicht in das gleiche Formprodukt wie die anderen Produkte selbst unter den gleichen Formbedingungen geformt werden, weil die Glasfasern mit dem Harz abgetrieben wurden, und es wurden keine Eigenschaften des Formprodukts gemessen. TABELLE 1 Beispiel Vergleichsbeispiel Biegefestigkeit (Längenrichtung) (kg/mm²) Biegemodul (Längenrichtung) (kg/mm²) Färbung der Formprodukte Gehalt der Verstärkungsfasern in Vol.% Form der Verstärkungsgarne in den Formprodukten Trockenzustand 2 h Kochen keine Gewebe (Leinenbindung) braun * Faervlies, Stränge sowohl für Kettfaden wie auch Schussfaden nebeneinander angeordnet
  • Wie aus der vorangehenden Tabelle ersichtlich ist, wurden Glasgarne während der Schmelzzeit des Harzes abgetrieben, und es konnte im Vergleichsbeispiel 1 kein zufriedenstellendes Formen durchgeführt werden. Somit werden nur in den Geweben gemäss der vorliegenden Erfindung die Glasfasern in Form eines Gewebes nach dem Formen beibehalten. Darüber hinaus sind bei Verwendung von Glasfasern als Verstärkungsgarne (1) die Eigenschaften der Formprodukte, wie beispielsweise Biegefestigkeit und Elastizitätsmodul, viel besser, und es tritt (2) keine Färbung des Formprodukts bei Verwendung von Schlichtemitteln, die sich dazu eignen, als Adhäsiv zwischen Glasfasern und thermoplastischem Harz zu dienen (Beispiel 1) im Vergleich zur Verwendung des normalen stärkeähnlichen Schlichtemittels (Beispiel 5) auf.
  • Wie zuvor erklärt, ist das für faserverstärkte thermoplastische Harzlaminate gemäss der vorliegenden Erfindung verwendete Gewebe dadurch gekennzeichnet, dass sowohl Kettfaden wie auch Schussfaden, die das Gewebe bilden, aus mindestens einer Art thermoplastischem Harzgarn und mindestens einer Art Verstärkungsgarn bestehen, und dass darüber hinaus sogar nur die Verstärkungsgarne der Kettfäden und Schussfäden ein Gewebe bilden. Deshalb ist es möglich, ein faserverstärktes thermoplastisches Harzlaminat herzustellen, indem das Gewebe laminiert wird und das Laminat unter Erhitzen geformt wird, wobei die thermoplastischen Harzgarne schmelzen und die Verstärkungsgarne unter Bindung dieser mit den geschmolzenen thermoplastischen Harzgarnen imprägniert werden. Weil in diesem Fall die Verstärkungsgarne als solche eine Webkonstruktion bilden, werden sie nicht mit dem geschmolzenen Harz abgetrieben, und somit können überlegenere Formprodukte hoher Stärke erhalten werden. Weil darüber hinaus der bei der vorliegenden Erfindung verwendete Kettfaden und Schussfaden aus entsprechend unabhängigen Verstärkungsgarnen und thermoplastischen Harzgarnen bestehen und es nicht notwendig ist, Verbundgarne durch Mischen von Verstärkungsfasern und thermoplastischen Harzfasern herzustellen, sind die Herstellungsstufen einfach und die Produktionskosten gering.

Claims (8)

1. Für die Herstellung von faserverstärkten thermoplastischen Harzlaminaten verwendbares Gewebe, bei dem sowohl die Kettfäden (A) wie auch Schussfäden (B), die das Gewebe bilden, mindestens eine Art thermoplastischer Harzgarne (2A, 2B) und mindestens eine Art Verstärkungsgarne (1A, 1B) umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsgarne (1A, 1B) der Kettfäden (A) und Schussfäden (B) als solche ein Gewebe bilden, wobei, wenn die thermoplastischen Harzgarne (2A, 2B) von den Kettfäden (A) und Schussfäden (B), die das Gewebe bilden, entfernt sind, die Webkonstruktion nur mit den verbleibenden Verstärkungsgarnen (1A, 1B) beibehalten wird.
2. Gewebe nach Anspruch 1, wobei das nur aus den Verstärkungsgarnen (1A, 1B) gebildete Gewebe eine Leinenbindung ist.
3. Gewebe nach Anspruch 1, welches eine normale Panamabindung aufweist, die in Form einer Grundbindung aus Kettfäden (A) und Schussfäden (B) gebildet ist, wobei sowohl die Kettfäden wie auch die Schussfäden aus mindestens zwei Garnen, die mindestens ein Verstärkungsgarn (1A, 1B) und mindestens ein thermoplastisches Harzgarn (2A, 2B) umfassen, gebildet sind.
4. Gewebe nach Anspruch 1, welches eine gleichseitige Diagonalbindung hat, die aus Kettfäden (A) und Schussfäden (B) gebildet ist, wobei sowohl die Kettfäden wie auch die Schussfäden Verstärkungsgarne (1A, 1B) und thermoplastische Harzgarne (2A, 2B), die abwechselnd angeordnet sind, enthalten.
5. Gewebe nach Anspruch 1, wobei das Verstärkungsgarn (1A, 1B) eine Vielzahl von mit Hilfe eines Schlichtemittels gebündelten Glasfasern umfasst, wobei das Schlichtemittel mindestens ein Filmbildungsmittel, ausgewählt aus der Gruppe aus Epoxyharz, Amin-modifiziertem Epoxyharz, Ethylenoxid- modifiziertem Epoxyharz, Urethanharz und Urethan- modifiziertem Polyesterharz, ein Silankupplungsmittel und ein kationisches oberflächenaktives Mittel enthält.
6. Gewebe nach Anspruch 5, wobei das Schlichtemittel zusätzlich ein Gleitmittel enthält.
7. Gewebe nach Anspruch 5, wobei das Glasgarn einen Monofilament-Durchmesser von 3 bis 23 um aufweist, eine Anzahl gebündelter Filamente von 100 bis 800 hat, und eine Zwirnungszahl von 0,5 bis 2,0 Verdrehungen/25 mm aufweist.
8. Faserverstärktes thermoplastisches Harzlaminat, hergestellt durch Laminieren des Gewebes nach Anspruch 1 und Formen des Laminats während Erhitzen bei einer höheren Temperatur als der Schmelztemperatur der thermoplastischen Harzgarne (2A, 2B).
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