DE69938308T2 - Composite and synthetic sill using this composite - Google Patents
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Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Verbundstoff und eine synthetische Schienenschwelle mit Verwendung des Verbundstoffs.The The invention relates to a composite and a synthetic rail sleeper using the composite.
Formteile aus faserverstärktem hitzehärtbarem Schaumstoff, die im Aussehen Naturholz ähneln und bei physikalischen Eigenschaften gleiche oder höhere Leistungen als Naturholz aufweisen, werden als Konstruktionsmaterialien verwendet, zu denen Baumaterial, Strukturmaterial, Schwellen- und Plattenmaterial gehören, die für feuchte Orte eingesetzt werden.moldings made of fiber-reinforced thermosetting Foam that resembles natural wood in appearance and physical Properties same or higher Perform as natural wood, are used as construction materials used, which include building material, structural material, and threshold Belong plate material, the for moist places are used.
Im
allgemeinen weisen die Formteile aus hitzehärtbarem Schaumstoff dieses
Typs einen plattenähnlichen
oder stabähnlichen
Hauptformkörper
auf, der durch die verschäumte
und gehärtete
hitzehärtbare Schaumstoffflüssigkeit
gebildet wird, wie durch die
Diese Formteile aus hitzehärtbarem Schaumstoff vom herkömmlichen Typ weisen eine ausreichende Festigkeit gegen eine Biegebeanspruchung auf, die senkrecht zur Längsrichtung ausgeübt wird, da die Verstärkungsfasern im Inneren des Hauptformkörpers in Längsrichtung parallel angeordnet und im allgemeinen parallel verteilt sind. Sie haben jedoch den Nachteil, daß sie beispielsweise beim Nageln leicht in einer Richtung parallel zu den Verstärkungsfasern Risse bilden oder brechen, oder den Nachteil, daß sie eine geringe Nagelziehfestigkeit aufweisen.These Moldings made of heat-curable Foam from the conventional Type have sufficient resistance to bending stress on, perpendicular to the longitudinal direction exercised is because the reinforcing fibers inside the main molding longitudinal arranged in parallel and distributed generally in parallel. she However, they have the disadvantage that they for example, when nailing lightly in a direction parallel to the reinforcing fibers Cracks or break, or the disadvantage that they have a low nail pull strength exhibit.
Angesichts
dessen wurde ein Verbundstoff vorgeschlagen, in dem Oberflächenschichten,
die einen hitzehärtbaren
Schaumstoff aufweisen und in denen Verstärkungsfasern in Längsrichtung
parallel angeordnet sind und im allgemeinen parallel verteilt sind,
auf beide Oberflächen
einer Kernschicht auflaminiert sind, die hitzehärtbaren Schaumstoff aufweist,
in dem nicht mehr als 50 Gew.-% Füllstoff dispergiert sind (vgl.
Kurz gesagt, dieser Verbundstoff wird mit einer Schichtstruktur hergestellt, in der die Kernschicht von hervorragender Druckfestigkeit zwischen die Oberflächenschichten eingefügt ist, um dadurch eine verbesserte Druckfestigkeit und ein besseres Nagelverhalten zu erzeugen.Short said, this composite is made with a layered structure, in the core layer of excellent compressive strength between the surface layers added is to thereby improved pressure resistance and better To produce nail behavior.
Da
jedoch dieser Verbundstoff, wie in
Außerdem leidet
er unter dem Nachteil, daß bei
starker Durchbiegung oder wiederholtem Biegen des Verbundstoffs
die hitzehärtbare
Harzschicht
Unter Berücksichtigung dieser Umstände ist die vorliegende Erfindung mit dem Ziel entwickelt worden, einen Verbundstoff, der seine Druckfestigkeit und sein Nagelverhalten weiter verbessern kann, sowie eine synthetische Schwelle mit Verwendung des Verbundstoffs bereitzustellen.Under consideration of these circumstances the present invention has been developed with the aim of a Composite, its compressive strength and nail behavior can further improve, as well as a synthetic threshold with use of the composite.
JP-A- offenbart einen Verbundstoff, der ein aus hitzehärtbarem Schaumstoff bestehendes Kernmaterial und in einem Stück auf gegenüberliegende Seiten des Kerns auflamininierte Oberflächenmaterialien aufweist. Das Oberflächenmaterial besteht aus dem gleichen hitzehärtbaren Schaumstoff wie das Kernmaterial und ist in der Längsrichtung des Kernverbundstoffs faserverstärkt. Die Dichte des Oberflächenmaterials ist höher als die des Kernmaterials.JP-A- discloses a composite comprising a thermosetting foam Nuclear material and in one piece on opposite Side of the core has laminated surface materials. The surface material consists of the same thermosetting Foam like the core material and is in the longitudinal direction fiber reinforced of the core composite. The density of the surface material is higher than that of the core material.
Die Erfindung stellt einen Verbundstoff bereit, wie in Anspruch 1 weiter unten dargelegt.The The invention provides a composite as claimed in claim 1 set out below.
Das hitzehärtbare Harz der Oberflächenschicht kann einen leichten Füllstoff enthalten.The thermosetting Surface layer resin can be a light filler contain.
Die Oberflächenschicht kann eine Dichte von mindestens 0,3 g/cm3 bis höchstens 1,5 g/cm3 aufweisen.The surface layer may have a density of at least 0.3 g / cm 3 to at most 1.5 g / cm 3 .
Die Oberflächenschicht kann einen Biegemodul von mindestens 6000 MPa und eine Biegefestigkeit von mindestens 100 MPa aufweisen.The surface layer can have a flexural modulus of at least 6000 MPa and a flexural strength of have at least 100 MPa.
Der Füllstoff kann eine mittlere Teilchengröße von mindestens 0,5 mm aufweisen.Of the filler may have a mean particle size of at least 0.5 mm.
Der Füllstoff kann an einer Teilchengrößenverteilungskurve, in der die Teilchengröße auf der Abszisse und ein Volumenverhältnis des Füllstoffs pro Teilchengröße zu allen Füllstoffen auf der Ordinate aufgetragen sind, zwei oder mehrere Peakflächen aufweisen, die mindestens 8 Vol.-% ausmachen, und weist außerdem eine Größenverteilung auf, bei der die häufigsten Teilchengrößenwerte in der kleineren Peakfläche von mindestens 8 Vol.-% höchstens das 0,7-fache der häufigsten Teilchengrößenwerte in der größeren Peakfläche von mindestens 8 Vol.-% betragen, die der kleineren Peakfläche am nächsten liegt.Of the filler can be measured on a particle size distribution curve, in the particle size on the Abscissa and a volume ratio of the filler per particle size to all fillers are plotted on the ordinate, have two or more peak areas, which make up at least 8% by volume and also has a size distribution on, at the most common particle size values in the smaller peak area of at least 8% vol. at most 0.7 times the most common particle size values in the larger peak area of at least 8 vol.%, Which is closest to the smaller peak area.
Das Kunstharz, das die Kernschicht bildet, kann ein hitzehärtbares Harz sein.The Resin that forms the core layer can be a thermosetting one Be resin.
Das Kunstharz, das die Kernschicht bildet, kann ein Thermoplast sein.The Resin that forms the core layer may be a thermoplastic.
Das Kunstharz, das die Kernschicht bildet, kann ein hitzehärtbarer Polyurethanschaumstoff mit einem Polyol-Äquivalent von mindestens 230 bis höchstens 1500 oder ein hitzehärtbarer Polyurethanschaumstoff mit einer Dichte von mindestens 0,3 g/cm3 und einem Polyol-Äquivalent von höchstens 1500 sein.The synthetic resin forming the core layer may be a thermosetting polyurethane foam having a polyol equivalent of at least 230 to at most 1500 or a thermosetting polyurethane foam having a density of at least 0.3 g / cm 3 and a polyol equivalent of at most 1500.
Die Kernschicht kann durch mehrere Kernschichten gebildet werden, die eine Verbundschicht bilden.The Core layer can be formed by multiple core layers, the form a composite layer.
Eine der die Kernschicht bildenden Verbundschichten kann ein hitzehärtbares Harz, das durch Langfasern verstärkt wird, die parallel in ihrer Längsrichtung verlaufen, oder ein leichten Füllstoff enthaltendes hitzehärtbares Harz sein, das durch Langfasern verstärkt wird, die parallel in ihrer Längsrichtung verlaufen.A the core layer forming composite layers may be a thermosetting Resin reinforced by long fibers becomes parallel in their longitudinal direction run, or a light filler containing thermosetting Resin reinforced by long fibers that are parallel in their longitudinal direction run.
Die Kernschicht kann eine Druckscherfestigkeit DBa von mindestens 5 MPa aufweisen.The Core layer may have a compression shear strength DBa of at least 5 Have MPa.
Die Kernschicht und die Oberflächenschicht können durch eine Zwischenschicht, die schaumstofffreies hitzehärtbares Harz oder leistungsarmen Schaumstoff aufweist, in einem Stück miteinander verklebt sein.The Core layer and the surface layer can through an intermediate layer, the foam-free thermosetting Resin or low-power foam, in one piece with each other be glued.
Der Zwischenschichtabschnitt kann eine Druckscherfestigkeit von mindestens 6 MPa aufweisen, oder die Oberflächenschicht und die Kernschicht können beide eine Druckscherfestigkeit von mindestens 6 MPa aufweisen, wenn an dem Verbundstoff in einer zur Faserrichtung der Langfasern der Oberflächenschicht parallelen Richtung eine Druckkraft angreift, so daß eine Bruchfläche in dem Zwischenschichtabschnitt entstehen kann, wobei der Verbundstoff die physikalische Eigenschaft aufweisen kann, daß entweder die Oberflächenschicht oder die Kernschicht zuerst bricht, wenn die Druckkraft an dem Verbundstoff in der zur Faserrichtung der Langfasern der Oberflächenschicht parallelen Richtung angreift, so daß die Bruchfläche in dem Zwischenschichtabschnitt entstehen kann.Of the Interlayer section may have a compressive shear strength of at least 6 MPa, or the surface layer and the core layer can both have a compressive shear strength of at least 6 MPa, when on the composite in one to the fiber direction of the long fibers the surface layer parallel direction acts a compressive force, so that a fracture surface in the Interlayer section may arise, the composite may have the physical property that either the surface layer or the core layer first breaks when the compressive force on the composite in the fiber direction of the long fibers of the surface layer attacks parallel direction, so that the fracture surface in the Interlayer section may arise.
In der Zwischenschicht kann ein harzimprägniertes folienähnliches Material angeordnet werden.In the intermediate layer can be a resin-impregnated film-like Material to be arranged.
Das Kunstharz der Kernschicht kann Polyurethanschaumstoff sein, und das Harz der Oberflächenschicht kann) Polyurethanschaumstoff sein.The Core layer synthetic resin can be polyurethane foam, and the resin of the surface layer can be) polyurethane foam.
Der Verbundstoff kann eine Gesamtdicke von mindestens 100 mm aufweisen, und ein Verhältnis zwischen der Dicke der Kernschicht und der Gesamtdicke der Oberflächenschicht, welche die Kernschicht in Dickenrichtung bedeckt, liegt im Bereich von 9/1 bis 1/1.Of the Composite may have a total thickness of at least 100 mm, and a relationship between the thickness of the core layer and the total thickness of the surface layer, which covers the core layer in the thickness direction is in the range from 9/1 to 1/1.
Die Kernschicht kann mindestens zwei Schichten aus kernschichtbildenden Zusammensetzungen, die Füllstoff und Kunstharz aufweisen, und mindestens eine Schicht aus einer kernschichtbildenden Zusammensetzung mit hitzehärtbarem Harz aufweisen, verstärkt durch Langfasern, die zwischen den zwei kernschichtbildenden Zusammensetzungen der mindestens zwei Schichten kernschichtbildender Zusammensetzungen eingefügt sind und parallel in Längsrichtung des Verbundstoffs verlaufen, wobei ein Verhältnis zwischen der Gesamtdicke der kernschichtbildenden Zusammensetzungsschicht und der Gesamtdicke der kernschichtbildenden Zusammensetzungsschicht im Bereich von 95/5 bis 50/50 liegen kann.The Core layer can be at least two layers of core layer forming Compositions, the filler and synthetic resin, and at least one layer of a core layer forming Composition with thermosetting Resin reinforced by long fibers between the two core layer-forming compositions at least two layers of core layer-forming compositions are incorporated and parallel in the longitudinal direction of the composite, with a ratio between the total thickness the core layer forming composition layer and the total thickness of the core layer forming composition layer in the range of 95/5 to 50/50 can lie.
Die
Oberflächenschicht
kann auf die Kernschicht auflaminiert werden, um mindestens zwei
Oberflächen
der Kernschicht zu bedecken, der Verbundstoff kann eine Gesamtdicke
von mindestens 100 mm aufweisen, und die Dicke der Oberflächenschicht
(
Die Oberflächenschicht kann vier Oberflächen der Kernschicht umgeben und bildet mindestens 10 Vol.-% bis höchstens 65 Vol.-% des gesamten Verbundstoffs.The surface layer can have four surfaces surrounded by the core layer and forms at least 10 vol .-% to at most 65 vol% of the total composite.
Die Erfindung stellt außerdem eine synthetische Schwelle bereit, die einen erfindungsgemäßen Verbundstoff aufweist.The Invention also provides a synthetic threshold providing a composite according to the invention having.
Nachstehend wird die Beschaffenheit der Verbundstoffe gemäß den entsprechenden Patentansprüchen ausführlich beschrieben.below the nature of the composites according to the corresponding claims will be described in detail.
Die für die Kernschicht verwendbaren Kunstharze in den Zusammensetzungen gemäß den Ansprüchen 1 bis 6 enthalten zwar hitzehärtbare Harze wie in dem Verbundstoff nach Anspruch 7 und Thermoplast wie in dem Verbundstoff nach Anspruch 8, aber es kann auch ein Gemisch am hitzehärtbarem Harz und Thermoplast verwendet werden.The for the Core layer usable resins in the compositions according to claims 1 to 6 contain thermosetting Resins as in the composite of claim 7 and thermoplastic such as in the composite according to claim 8, but it may also be a mixture on thermosetting Resin and thermoplastic can be used.
Die für die Kernschicht verwendeten hitzehärtbaren Harze unterliegen zwar keiner besonderen Beschränkung, aber zu den verwendbaren hitzehärtbaren Harzen gehören Harze, die vor der Reaktion in flüssiger Form oder Pulverform vorliegen und verschäumbar sind, wozu beispielsweise Polyurethanharz, Phenolharz, ungesättigtes Polyesterharz, Diallylphthalatharz, Vinylesterharz, Epoxidharz, Harnstoffharz, Melaminharz, Polyimidharz, Polyamid-Imid-Harz, Acrylharz, Naturkautschuk und synthetischer Kautschuk gehören. Diese Harze können in Kombination von zwei oder mehr Harzen eingesetzt werden.The for the Core layer used thermosetting Although resins are subject to no particular restriction, but to the usable thermosetting Resins belong Resins before the reaction in liquid or powder form present and foamable are, for example, polyurethane resin, phenolic resin, unsaturated Polyester resin, diallyl phthalate resin, vinyl ester resin, epoxy resin, Urea resin, melamine resin, polyimide resin, polyamide-imide resin, acrylic resin, Natural rubber and synthetic rubber belong. These resins can be used in Combination of two or more resins are used.
Die für die Kernschicht verwendeten Thermoplaste unterliegen zwar keiner besonderen Beschränkung, aber zu den verwendbaren Thermoplasten gehören beispielsweise Polystyrol, syndiotaktisches Polystyrol, Niederdruckpolyethylen, Hochdruckpolyethylen, lineares Hochdruckpolyethylen, Polypropylen, hartes Polyvinylchlorid, Acrylharz, ABS-Harz, aliphatisches Polyamidharz (Nylon), Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Polyoxymethylen, Polycarbonat, Polyarylat, Polysulfon, Polyethersulfon, Polyetheretherketon und Polyphenylensulfid oder ein Copolymer oder Gemisch davon. Diese Substanzen können auch verschäumbar sein.The for the Although core thermoplastics used are not subject to any special restriction but useful thermoplastics include, for example, polystyrene, syndiotactic polystyrene, low density polyethylene, high density polyethylene, linear high-pressure polyethylene, polypropylene, hard polyvinyl chloride, Acrylic resin, ABS resin, aliphatic polyamide resin (nylon), polyethylene terephthalate, Polybutylene terephthalate, polyoxymethylene, polycarbonate, polyarylate, Polysulfone, polyethersulfone, polyetheretherketone and polyphenylene sulfide or a copolymer or mixture thereof. These substances can also foamable be.
Von diesen Thermoplasten haben ferner kristalline Harze vorzugsweise einen Schmelzpunkt von mindestens 80°C, starker bevorzugt von mindesten 120°C. Andererseits haben nichtkristalline Harze vorzugsweise einen Glasübergangspunkt von mindestens 80°C, stärker bevorzugt von mindestens 100°C. Bei einem Schmelzpunkt und Glasübergangspunkt, der niedriger ist als diese Temperaturen, besteht die Möglichkeit, daß sich die Biegeeigenschaften und die Hitzebeständigkeitseigenschaften verschlechtern können.From These thermoplastics also preferably have crystalline resins a melting point of at least 80 ° C, more preferably at least 120 ° C. on the other hand For example, non-crystalline resins preferably have a glass transition point of at least 80 ° C, stronger preferably at least 100 ° C. At a melting point and glass transition point, which is lower than these temperatures, it is possible to that yourself deteriorate the bending properties and the heat resistance properties can.
Zur Verwendung in dem Oberflächenmaterial ist vorzugsweise ein Füllstoff einzusetzen, der einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der dem der Langfasern nahekommt.to Use in the surface material is preferably a filler to use, which has a thermal expansion coefficient has, which comes close to the long fibers.
Die für die Oberflächenschicht in den Verbundstoffen gemäß den Ansprüchen 1 bis 4 verwendeten hitzehärtbaren Harze unterliegen zwar keiner besonderen Beschränkung, aber zu den verwendbaren hitzehärtbaren Harzen gehören die Harze, die vor der Reaktion in flüssiger Form oder Pulverform vorliegen und verschäumbar sind; wozu beispielsweise Polyurethanharz, Phenolharz, ungesättigtes Polyesterharz, Diallylphthalatharz, Vinylesterharz, Epoxidharz, Harnstoffharz, Melaminharz, Polyimidharz, Polyamid-Imid-Harz und Acrylharz gehören.The for the surface layer in the composites according to claims 1 to 4 used thermosetting Although resins are subject to no particular restriction, but to the usable thermosetting Resins belong the resins that are in liquid or powder form before the reaction present and foamable are; for example, polyurethane resin, phenolic resin, unsaturated Polyester resin, diallyl phthalate resin, vinyl ester resin, epoxy resin, Urea resin, melamine resin, polyimide resin, polyamide-imide resin and acrylic resin belong.
Die hitzehärtbaren Schaumstoffe, die für die Oberflächenschicht verwendet werden, enthalten thermisch zersetzbare Treibmittel, wie z. B. Azoverbindungen und Natriumbicarbonat, schaumbildende Lösungsmittel, wie z. B. Freon, Kohlendioxid und Pentan, und hitzehärtbare Schaumstoffflüssigkeiten einschließlich derjenigen, aus denen als Nebenprodukt bei der Reaktion und beim Härten Gas entsteht. Zum Beispiel können harter oder halbharter Polyurethanschaumstoff, Phenolschaumstoff, leistungsarmer Polyesterschaumstoff angeführt werden.The thermosetting Foams used for the surface layer used contain thermally decomposable blowing agents, such as z. Azo compounds and sodium bicarbonate, foaming solvents, such as Freon, carbon dioxide and pentane, and thermosetting foam liquids including those from which as a by-product in the reaction and in curing gas arises. For example, can be harder or semi-rigid polyurethane foam, phenolic foam, low-power Polyester foam led become.
Polyurethanschaumstoff wird besonders bevorzugt verwendet, da er eine relativ hohe mechanische Festigkeit aufweist und beim Verschäumen leicht geschlossene Zellen bilden kann und daher ein hervorragend niedriges Absorptionsvermögen aufweist.Polyurethane foam is particularly preferred because it has a relatively high mechanical strength Has strength and can form slightly closed cells during foaming and therefore has an excellent low absorption capacity.
Der leichte Füllstoff, der in der Oberflächenschicht des Verbundstoffs gemäß Anspruch 2 verwendet wird, unterliegt zwar keiner besonderen Beschränkung, aber zu den verwendbaren leichten Füllstoffen gehören beispielsweise Pulver/Granulat, Schaumstoffteilchen und Hohlteilchen, wie z. B. Glashohlteilchen, Siliciumdioxid-Hohlkugeln, Flugasche-Hohlkugeln, Shirasu-Hohlkugeln (= mikroporöses Glas), poröses Glas, Blähschiefer, poröse Keramik, Perlit, Birnsstein, Vermiculit und Kunstharz. Zu den Kunstharzen, die als leichter Füllstoff eingesetzt werden können, gehören der gleiche Härter für hitzehärtbare Harze und vernetzter Kautschuk wie diejenigen, die für die Oberflächenschicht verwendet werden, und ferner kristallines thermoplastisches Harz mit einem höheren Schmelzpunkt als der Temperatur, bei der das hitzehärtbare Harz gehärtet wird, und nichtkristallines thermoplastisches Harz mit einem Glasübergangspunkt. Um den Absorptionsanteil des Verbundstoffs zu verringern, werden vorzugsweise geschlossenzellige Füllstoffe verwendet. Der leichte Füllstoff kann mit einem Silanhaftmittel und dergleichen oberflächenbehandelt werden.Of the lightweight filler, in the surface layer the composite according to claim 2 is subject to no particular restriction, but to the usable light fillers belong for example powder / granules, foam particles and hollow particles, such as B. glass hollow particles, silica hollow spheres, fly ash hollow spheres, Shirasu hollow spheres (= microporous Glass), porous Glass, Expanded Slate, porous Ceramics, perlite, pear stone, vermiculite and synthetic resin. To the synthetic resins, as a light filler can be used belong the same hardener for thermosetting resins and crosslinked rubber like those used for the surface layer be used, and also crystalline thermoplastic resin with a higher one Melting point than the temperature at which the thermosetting resin hardened and non-crystalline thermoplastic resin having a glass transition point. In order to reduce the absorption rate of the composite, be preferably used closed cell fillers. The easy one Filler can be surface-treated with a silane coupling agent and the like.
In dem Verbundstoff gemäß Anspruch 1 oder 2 hat die Oberflächenschicht vorzugsweise eine Dichte von mindestens 0,3 g/cm3 bis höchstens 1,5 g/cm3. Der Grund dafür ist, daß eine zu niedrige Dichte der Oberflächenschicht dazu führt, daß sich die Biegefestigkeit des Verbundstoffs verringert, während andererseits eine zu hohe Dichte der Oberflächenschicht dazu führt, daß der Verbundstoff beim Nageln leicht reißt. Der bevorzugte Dichtebereich variiert in Abhängigkeit von der vorgesehenen Anwendung des Verbundstoffs. Für die Verwendung des Verbundstoffs als Eisenbahnschwelle hat beispielsweise die Oberflächenschicht starker bevorzugt eine Dichte von mindestens 0,6 g/cm3 bis höchstens 1,5 g/cm3. Für die Verwendung des Verbundstoffs als Rampenmaterial oder Fußbodenmaterial für eine Schwimmbrücke, eine Fahrbahn und ein Boot hat die Oberflächenschicht starker bevorzugt eine Dichte von mindestens 0,3 g/cm3 bis höchstens 0,8 g/cm3.In the composite according to claim 1 or 2, the surface layer preferably has a density of at least 0.3 g / cm 3 to at most 1.5 g / cm 3 . The reason for this is that too low a density of the surface layer tends to lower the flexural strength of the composite, while on the other hand too high a density of the surface layer tends to cause the composite to easily crack during nailing. The preferred density range will vary depending on the intended application of the composite. For example, for the use of the composite as a railway sleeper, the surface layer more preferably has a density of at least 0.6 g / cm 3 to at most 1.5 g / cm 3 . For the use of the composite material as a ramp material or floor material for a swim bridge, a roadway and a boat, the surface layer more preferably has a density of at least 0.3 g / cm 3 to at most 0.8 g / cm 3 .
In dem Verbundstoff gemäß den Ansprüchen 1 bis 5 sind die Langfasern nicht auf irgendeine bestimmte Konfiguration beschränkt, solange sie als Verstärkungsfasern einsetzbar sind. Zu den verwendbaren Langfasern gehören beispielsweise Monofilamente, chemische Cellulosefibrillen (gefiederte Fasern) und Webgarn. Zu den Langfasermaterialien gehören anorganische und organische Materialien, wie z. B. Glas, Kohlenstoff und Kunstharz. Bevorzugt werden Glas oder Kohlenstoff, die eine hohe Verstärkungswirkung erzielen. Diese können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.In The composite according to claims 1 to 5, the long fibers are not specific to any particular configuration limited, as long as they are reinforcing fibers can be used. Examples of usable long fibers include Monofilaments, chemical cellulose fibrils (feathered fibers) and weaving yarn. Long fiber materials include inorganic and organic Materials, such. As glass, carbon and resin. Prefers be glass or carbon, which has a high reinforcing effect achieve. these can used singly or in combination of two or more.
Der Anteil der in der Oberflächenschicht enthaltenen Langfasern unterliegt zwar keiner besonderen Beschränkung, aber mindestens 5 Vol.-% bis höchstens 40 Vol.-% werden bevorzugt. Weniger als 5 Vol.-% Langfasern erzeugen keine Verstärkungswirkungen, wie z. B. in Bezug auf die Biegefestigkeit. Andererseits können mehr als 40 Vol.-% Langfasern beim Nageln des Verbundstoffs zu einem möglichen Riß führen, der parallel zu den Fasern verläuft.Of the Proportion of in the surface layer Although not subject to any particular limitation, long fibers contained at least 5 vol.% to at most 40% by volume are preferred. Less than 5% by volume produce long fibers no reinforcing effects, such as B. in terms of bending strength. On the other hand, more than 40 vol.% long fibers in nailing the composite into one potential Rupture, parallel runs to the fibers.
Wenn das hitzehärtbare Harz der Oberflächenschicht verschäumbares Material ist, dann beträgt die Harzdichte vorzugsweise mindestens 0,2 g/cm3. Eine Harzdichte von weniger als 0,2 g/cm3 führt zu einer unerwünschten Verringerung der Biegefestigkeit. Es ist kein besonderer oberer Grenzwert vorgegeben. Ein oberer Grenzwert einer Harzdichte der Oberflächenschicht ist im wesentlichen gleich dem Wert des hitzehärtbaren Schaumstoffs, der praktisch hergestellt werden kann.When the thermosetting resin of the surface layer is a foamable material, the resin density is preferably at least 0.2 g / cm 3 . A resin density of less than 0.2 g / cm 3 leads to an undesirable reduction in flexural strength. There is no particular upper limit. An upper limit of a resin density of the surface layer is substantially equal to the value of the thermosetting foam which can be practically produced.
In dem Verbundstoff gemäß Anspruch 3 enthält die Oberflächenschicht vorzugsweise mindestens 20 Vol.-% bis höchstens 50 Vol.-% leichten Füllstoff, um dem oben angegebenen Langfaseranteil und der Harzdichte des hitzehärtbaren Harzes aus verschäumbarem Material zu entsprechen. Bei weniger als 20 Vol.-% leichtem Füllstoff bilden sich beim Nageln leicht Risse in der Oberflächenschicht. Andererseits werden bei mehr als 50 Vol.-% leichtem Füllstoff die leichten Füllstoffe nicht gleichmäßig in dem hitzehärtbaren Harz dispergiert, so daß die Möglichkeit besteht, daß die physikalischen Eigenschaften, wie z. B. die Biegefestigkeit, sich verschlechtern können.In the composite according to claim 3 contains the surface layer preferably at least 20 vol.% to at most 50 vol.% light Filler, to the above long fiber content and the resin density of the thermosetting Resin of foamable Material to match. At less than 20 vol% light filler cracks easily form in the surface layer during nailing. On the other hand, at more than 50% by volume of light filler the light fillers not even in that thermosetting Resin dispersed so that the possibility exists that the physical properties, such. B. the bending strength, itself can worsen.
In dem Verbundstoff gemäß den Ansprüchen 1 bis 3 beträgt der Biegemodul der Oberflächenschicht vorzugsweise mindestens 6000 MPa, wie in dem Verbundstoff gemäß Anspruch 4, starker bevorzugt mindestens 7000 MPa, oder noch stärker bevorzugt mindestens 8000 MPa. Der Grund dafür ist, daß ein Biegemodul von weniger als 6000 MPa zur Verringerung des Biegemoduls des gesamten Verbundstoffs führen kann, so daß die Möglichkeit besteht, daß beispielsweise bei Verwendung als Eisenbahnschwellen die Verbundstoffe sich stark durchbiegen und eine Abweichung eines Bahngleises verursachen können. Für den Biegemodul ist kein besonderer oberer Grenzwert vorgegeben. Ein oberer Grenzwert des Biegemoduls der Oberflächenschicht ist im wesentlichen gleich dem Wert der Oberflächenschicht, die praktisch hergestellt werden kann.In The composite according to claims 1 to 3 amounts to the flexural modulus of the surface layer is preferably at least 6000 MPa, as in the composite according to claim 4, more preferred at least 7000 MPa, or even more preferably at least 8000 MPa. The reason for this is that one Flexural modulus of less than 6000 MPa to reduce the flexural modulus of the entire composite can, so that the possibility exists, for example when used as railway sleepers the composites are strong can bend and cause a deviation of a railway track. For the flexural modulus no special upper limit is given. An upper limit the flexural modulus of the surface layer is essentially equal to the value of the surface layer, which is practical can be produced.
In dem Verbundstoff gemäß den Ansprüchen 1 bis 3 beträgt die Biegefestigkeit der Oberflächenschicht vorzugsweise mindestens 100 MPa, wie in dem Verbundstoff gemäß Anspruch 4, oder stärker bevorzugt 120 MPa. Der Grund dafür ist, daß bei einer Biegefestigkeit von weniger als 100 MPa die Möglichkeit besteht, daß sich bei Verwendung als Schwellen die Langzeitbiegefestigkeit der Verbundstoffe leicht verringert.In The composite according to claims 1 to 3 amounts to the flexural strength of the surface layer is preferable at least 100 MPa, as in the composite of claim 4, or more preferably 120 MPa. The reason for this is that at a bending strength of less than 100 MPa the possibility that exists when used as thresholds, the long-term flexural strength of composites slightly reduced.
Der Biegemodul und die Biegefestigkeit werden entsprechend dem durch JIS Z 2101 vorgeschriebenen Verfahren gemessen. Die Biegebeanspruchung wird auf einen Probekörper in einer zur Längsrichtung des Probekörpers senkrechten Richtung angewandt, wobei die Längsrichtung die Ausdehnungsrichtung der Langfasern ist.Of the Flexural modulus and flexural strength are determined by JIS Z 2101 prescribed method. The bending stress is on a specimen in a direction to the longitudinal direction of the test piece applied in the vertical direction, wherein the longitudinal direction of the extension direction the long fibers is.
In dem Verbundstoff gemäß den Ansprüchen 5 bis 9 können als Harz zur Verwendung in der Oberflächenschicht die gleichen Harze wie diejenigen eingesetzt werden, die in dem Verbundstoff gemäß den Ansprüchen 1 bis 4 verwendet werden.In the composite according to claims 5 to 9 can as the resin for use in the surface layer, the same resins like those used in the composite according to claims 1 to 4 are used.
In dem Verbundstoff gemäß Anspruch 5 ist die mittlere Teilchengröße des Füllstoffs mit Ausnahme der Fasern auf mindestens 0,5 mm begrenzt. Der Grund dafür ist, daß mit einer mittleren Teilchengröße des Füllstoffs von weniger als 0,5 mm, wenn man versucht, den Füllstoff mit einem Gewicht beizumengen, das mindestens gleich dem 0,7-fachen des Produkts aus dem Volumen der Kernschicht und der Schüttdichte des Füllstoffs ist, in dem Mischvorgang des Füllstoffs mit dem Kunstharz keine ausreichende Dispersion erzielt wird, so daß das Harz nicht gleichmäßig an dem Füllstoff anhaften kann und daher die Möglichkeit besteht, daß keine zufriedenstellenden physikalischen Eigenschaften, wie z. B. die Biegefestigkeit, erzielt werden können. Der obere Grenzwert der Teilchengröße des Füllstoffs wird vorzugsweise so festgesetzt, daß er erheblich kleiner ist als die Dicke der Kernschicht. Wenn der Füllstoff mit einem Durchmesser verwendet wird, der wesentlich größer ist als die Dicke der Kernschicht, dann besteht die Möglichkeit, daß das Nagelverhalten je nach den zu nagelnden Stellen so stark variiert, daß das Material einem ständigen Gebrauch nicht standhalten kann.In the composite according to claim 5 is the average particle size of the filler limited to at least 0.5 mm with the exception of the fibers. The reason for that is, that with an average particle size of the filler less than 0.5 mm when attempting to load the filler with a weight, at least equal to 0.7 times the product of the volume the core layer and the bulk density of the filler is in the mixing process of the filler with the synthetic resin is not achieved sufficient dispersion, so that this Resin does not evenly on the filler can attach and therefore the possibility there is no satisfactory physical properties, such. B. the Bending strength can be achieved. The upper limit of the Particle size of the filler is preferably set so that it is considerably smaller as the thickness of the core layer. If the filler with a diameter is used, which is much larger than the thickness of the core layer, then there is the possibility that this Nail behavior varies so much according to the sites to be nailed, that this Material a permanent Use can not withstand.
Bei
der vorliegenden Erfindung kann die Teilchengröße durch Sieben mit einem durch
JIS Z 8801 vorgeschriebenen Standardsieb erzielt werden. Die Kombination
der Maschengrundmaße
typischer Siebe zur Verwendung beim Sieben wird unter den folgenden
ausgewählt:
4,00
mm, 2,80 mm, 2,00 mm, 1,40 mm, 1,00 mm, 850 μm, 500 μm, 300 μm, 212 μm, 106 μm und 75 μm. Weitere Siebe mit anderen
Maschenmaßen
können
passend hinzugefügt
werden.In the present invention, the particle size can be obtained by sieving with a standard sieve prescribed by JIS Z 8801. The combination of mesh sizes of typical screens for use in screening is selected from the following:
4.00 mm, 2.80 mm, 2.00 mm, 1.40 mm, 1.00 mm, 850 μm, 500 μm, 300 μm, 212 μm, 106 μm and 75 μm. Other screens with other mesh sizes can be added appropriately.
Der Wert der Teilchengröße des Füllstoffs wird durch die Maschengrundmaße der Siebe ausgedrückt. Die mittlere Teilchengröße des Füllstoffs ist ein Wert, den man erhält, indem man die Produkte aus den Volumenverhältnissen der in den entsprechenden Sieben zurückbleibenden Füllstoffe zu den gesamten Füllstoffen mit Ausnahme der Fasern und den Teilchengrößenwerten über alle Siebe summiert.Of the Value of the particle size of the filler becomes through the mesh basic dimensions of the sieves. The average particle size of the filler is a value that you get by taking the products from the volume ratios in the corresponding Seven remaining fillers to the entire fillers with Exception of fibers and particle size values are summed over all sieves.
Der Füllstoff in dem erfindungsgemäßen Verbundstoff unterliegt zwar keiner besonderen Beschränkung, aber zu den verwendbaren Füllstoffen gehören beispielsweise amorphe Pulver, wie z. B. Gesteinspulver/-granulat, Glaspulver, Quarzpulver, Calciumsilicat, gemahlener Zementbeton, Flußsand, Seesand und Quarzsand, Pulver aus anorganischen Kurzfasern, wie z. B. Wollastonit, anorganisches zellenhaltiges Pulver-/Granulatmaterial, wie z. B. Blähschiefer, Bimsstein und Schaumglas, pulverisierte Harze, wie z. B. pulverisiertes Polyvinylchlorid, pulverisiertes faserverstärktes Harz und pulverisierter faserverstärkter Polyurethanschaumstoff, anorganisches Pulver mit einer relativ kleinen Teilchengröße, wie z. B. Calciumcarbonat, Flugasche, Glimmer, Talkum, Ton, Aluminiumoxid, Vermiculit und Trockenschlammpulver/-granulat sowie zuvor durch Harz gebundene Granulate davon. Diese Füllstoffe können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren eingesetzt werden.Of the filler in the composite according to the invention Although subject to no particular restriction, but to the usable fillers belong for example, amorphous powders, such as. B. rock powder / granules, Glass powder, quartz powder, calcium silicate, ground cement concrete, river sand, Sea sand and quartz sand, powder of inorganic short fibers, such as z. B. wollastonite, inorganic cell-containing powder / granule material, such as B. Expanded Slate, Pumice and foam glass, powdered resins such. B. pulverized Polyvinyl chloride, powdered fiber reinforced resin and powdered fiber reinforced Polyurethane foam, inorganic powder with a relatively small Particle size, like z. Calcium carbonate, fly ash, mica, talc, clay, alumina, Vermiculite and dry sludge powder / granules and previously by Resin bound granules thereof. These fillers can be used individually or in combination used by two or more.
Zu den verwendbaren faserartigen Füllstoffen gehören anorganische Fasern, wie z. B. Glasfaser, Kohlefaser und Borfaser, und organische Kurzfasern, wie z. B. Vinylonfaser, Polyesterfaser, aliphatische Polyamidfaser und aromatisches Polyamid.To the usable fibrous fillers belong inorganic fibers, such as. Glass fiber, carbon fiber and boron fiber, and organic short fibers, such as. B. vinylon fiber, polyester fiber, aliphatic polyamide fiber and aromatic polyamide.
Außerdem können die oben erwähnten anorganischen Füllstoffe mit einer Oberflächenbehandlung durch ein Silanhaftmittel verwendet werden. Wenn das Polyurethanharz als das Harz in der Oberflächenschicht verwendet wird, dann wird vorzugsweise ein Silanhaftmittel mit einer funktionellen Gruppe verwendet, die mit einer Isocyanatgruppe reagiert, wie z. B. einer Mercaptogruppe, einer Aminogruppe und einer Iminogruppe.In addition, the mentioned above inorganic fillers with a surface treatment by a silane coupling agent can be used. When the polyurethane resin as the resin in the surface layer is used, then preferably a silane coupling agent with a functional group that reacts with an isocyanate group, such as A mercapto group, an amino group and an imino group.
In dem Verbundstoff gemäß Anspruch 6 weist der verwendete Füllstoff an einer Teilchengrößenverteilungskurve, in der die Teilchengröße auf der Abszisse und ein Volumenverhältnis des Füllstoffs pro Teilchengröße zu allen Füllstoffen auf der Ordinate aufgetragen sind, zwei oder mehrere Peakflächen auf, die mindestens 8 Vol.-% ausmachen, und weist außerdem eine Größenverteilung auf, bei der die häufigsten Teilchengrößenwerte in der kleineren Peakfläche von mindestens 8 Vol.-% höchstens das 0,7-fache der häufigsten Teilchengrößenwerte in der größeren Peakfläche von mindestens 8 Vol.-% betragen, die der kleineren Peakfläche am nächsten liegt. Der Grund dafür ist, daß das Füllstoffgemisch aus unterschiedlichen Teilchengrößen das Vermischen und Durchdringen des synthetischen Harzes erleichtern kann, besonders des hitzehärtbaren Harzes, und ferner eine Erhöhung des zugesetzten Füllstoffanteils erleichtern kann, um den Laminierungseffekt der Kernschicht und der Oberflächenschicht wesentlich zu verbessern. Außerdem weist die Größenverteilung Spitzen an zwei oder mehreren Punkten auf und kann im Grunde genommen ein mäßiges Einfüllen des Harzes zwischen den Füllstoffen ermöglichen. Als Ergebnis wird der Verbundstoff beim Nageln elastisch verdichtet, ohne die Kernschicht zu zerstören, und die Elastizität sorgt für eine verbesserte Nagelhaltefähigkeit und Haltbarkeit gegen die wiederholt angreifende Nagelziehkraft.In the composite according to claim 6, the filler used has a particle size distribution curve in which the particle size on the abscissa and a volume ratio of the filler per particle size to all fillers are plotted on the ordinate, two or more peak areas accounting for at least 8% by volume, and also has a size distribution in which the most common particle size values in the smaller peak area of at least 8% by volume are at most 0.7 times the most common particle size values in the larger peak area of at least 8 vol.% Closest to the smaller peak area. The reason for this is that the filler particle of different particle sizes can facilitate the mixing and penetration of the synthetic resin, particularly the thermosetting resin, and can further facilitate an increase in the amount of filler added to substantially improve the lamination effect of the core layer and the surface layer. In addition, the size distribution has peaks at two or more points and, basically, can allow moderate filling of the resin between the fillers. As a result, the composite is elastically compacted during nailing without destroying the core layer, and the elasticity provides improved nail holding ability and durability against the repeatedly attacking nail pulling force.
Für den Verbundstoff gemäß Anspruch 5 erhält man die Größenverteilungskurve in dem Verbundstoff gemäß Anspruch 6 durch Auftragen eines Volumenverhältnisses des Füllstoffs pro Teilchengröße zu allen Füllstoffen mit Ausnahme der Fasern, das auf die gleiche Weise bezüglich jeder Teilchengröße ermittelt wird. Das Volumenverhältnis stellt ein Volumenverhältnis zwischen den Füllstoffen dar, die mit Sieben von benachbarten Grundabmessungen gesiebt werden.For the composite according to claim 5 receives one the size distribution curve in the composite according to claim 6 by applying a volume ratio of the filler per particle size to all fillers with the exception of the fibers, in the same way with respect to each Particle size determined becomes. The volume ratio represents a volume ratio between the fillers which are sieved with sieves of adjacent basic dimensions.
Der Ausdruck "die größere Peakfläche von mindestens 8 Vol.-%, die der kleineren Peakfläche am nächsten liegt" soll bedeuten, daß im Fall des Vorhandenseins einer Peakfläche von weniger als 8 Vol.-% zwischen den großen und kleinen Peakflächen eine derartige Peakfläche von weniger als 8 Vol.-% nicht als die größere Peakfläche von mindestens 8 Vol.-% genommen wird, die der kleinen Peakfläche am nächsten liegt.Of the Expression "the larger peak area of at least 8% by volume closest to the smaller peak area "shall mean that in the case the presence of a peak area of less than 8% by volume between the large and small peak areas such peak area of less than 8% by volume not than the larger peak area of at least 8% by volume which is closest to the small peak area.
Den
Volumenanteil in Prozent der Peakfläche erhält man als Prozentsatz einer
Fläche,
die von der Verteilungskurve, die sich zwischen ihren Grenzen erstreckt,
an denen sie die Abzissenachse schneidet, und der Abzisse umgeben
wird, und falls die Kurve an ihren Grenzen die Abzisse nicht schneidet,
als Prozentsatz einer Fläche,
die von der Verteilungskurve, die sich zwischen Minimalwertpunkten
erstreckt, und der Abzisse umgeben wird (im Fall der Verwendung
der Minimalwerte, als Prozentsatz einer Fläche, die von der Verteilungskurve,
der Abzisse, und senkrechten Linien von den Minimalpunkten zur Abzisse
umgeben wird), bezogen auf eine Gesamtfläche, die durch die gesamte
Verteilungskurve und die Abzisse begrenzt wird, wie in
Wenn die Peakfläche ein flaches Maximum aufweist, das sich parallel zur Abzisse erstreckt, dann wird ein Mittelpunkt des parallel verlaufenden Teils als häufigster Teilchengrößenwert gewählt.If the peak area has a flat maximum extending parallel to the abscissa, then a center of the parallel part becomes the most frequent particle size value selected.
Bei dem Verbundstoff gemäß Anspruch 6 unterliegen die Füllstoffe, die größere Werte der häufigsten Teilchengrößen bereitstellen, keiner besonderen Beschränkung. Zu den Füllstoffen gehören beispielsweise amorphe Granulate, wie z. B. Steingranulat, Glasgranulat, Calciumsilicat, gemahlener Zementbeton, Flußsand, Seesand und Quarzsand, anorganische Kurzfaserpulver, wie z. B. Wollastonit, anorganisches zellenhaltiges Pulver/Granulat, wie z. B. Blähschiefer, Bimsstein und Schaumglas, anorganisches Pulver/Granulat mit relativ kleiner Teilchengröße, wie z. B. pulverisiertes Vinylchlorid, pulverisiertes faserverstärktes Harz, Calciumcarbonat und Flugasche sowie Trockenschlammpulver/-granulat und zuvor durch Harz gebundene Granulate. Andererseits unterliegen die Füllstoffe, die kleinere Werte der häufigsten Teilchengrößen bereitstellen, keiner besonderen Beschränkung. Zu den bevorzugten Füllstoffen gehören beispielsweise pulverisierter Quarzsand, Quarz, Glimmer, Talkum, Ton und Aluminiumoxid und außerdem diejenigen, die zu Trockenschlammpulver/-granulat und anorganischem Pulver/Granulat gehören. Diese Füllstoffe können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden. Ferner können die oben erwähnten anorganischen Füllstoffe mit Oberflächenbehandlung durch ein Silanhaftmittel verwendet werden. Wenn das Polyurethanharz für das Harz in der Oberflächenschicht verwendet wird, dann wird vorzugsweise ein Silanhaftmittel mit einem aktiven Wasserstoffatom verwendet, das mit einer Isocyanatgruppe reagiert, wie z. B. einer Mercaptogruppe, einer Aminogruppe und einer Iminogruppe.at the composite according to claim 6 are subject to the fillers, the larger values provide the most common particle sizes, no special restriction. To the fillers belong for example, amorphous granules, such as. B. stone granules, glass granules, Calcium silicate, ground cement concrete, river sand, sea sand and quartz sand, inorganic short fiber powder, such as. B. wollastonite, inorganic cell-containing powder / granules, such as. B. Expanded slate, pumice and foam glass, inorganic powder / granules of relatively small particle size, such as z. Powdered vinyl chloride, powdered fiber reinforced resin, Calcium carbonate and fly ash and dry sludge powder / granules and before Resin bound granules. On the other hand, the fillers are subject to the smaller values of the most common Provide particle sizes, none special restriction. Among the preferred fillers belong for example, powdered quartz sand, quartz, mica, talc, Clay and alumina and as well those resulting in dry-sludge powder / granules and inorganic Powder / granules belong. These fillers can used singly or in combination of two or more. Furthermore, can the ones mentioned above inorganic fillers with surface treatment be used by a silane coupling agent. When the polyurethane resin for the resin in the surface layer is used, then preferably a silane coupling agent with an active Used hydrogen atom which reacts with an isocyanate group, such as A mercapto group, an amino group and an imino group.
Bei
dem Verbundstoff gemäß Anspruch
9 bedeutet das Polyol-Äquivalent
einen Wert, der aus der folgenden Gleichung (1) berechnet wird.
Das Meßverfahren
ist wie folgt. Nach dem Hydrolysieren des Harzes wird Amin, das
von der Isocyanatkomponente herrührt,
durch Ionenaustauschharz, alkalisches Reinigen und dergleichen entfernt,
so daß die
Polyol-Komponente zurückgewonnen
werden kann, und dann wird die Hydroxylzahl der zurückgewonnenen
Polyol-Komponente gemessen.
Wenn ein Urethanschaumstoff mit einem Polyol-Äquivalent von mindestens 230 bis höchstens 1500 als hitzehärtbares Harz verwendet wird, das die Kernschicht bildet, dann beträgt die Dichte vorzugsweise mindestens 0,25 g/cm3 bis höchstens 0,6 g/cm3.When a urethane foam having a polyol equivalent of at least 230 to at most 1500 is used as the thermosetting resin forming the core layer, the density is preferably at least 0.25 g / cm 3 to at most 0.6 g / cm 3 .
Wenn andererseits ein Urethanschaumstoff mit einer Dichte von mindestens 0,3 g/cm3 und einem Polyol-Äquivalent von höchstens 1500 als hitzehärtbares Harz verwendet wird, das die Kernschicht bildet, dann beträgt das Polyol-Äquivalent vorzugsweise mindestens 110 bis höchstens 1200.On the other hand, if a urethane foam having a density of at least 0.3 g / cm 3 and a polyol equivalent of at most 1500 is used as the thermosetting resin forming the core layer, then the polyol equivalent is preferably at least 110 to at most 1200.
Bei einem Polyol-Äquivalent von weniger als 110 kann das Harz in der Kernschicht zu hart werden, so daß die Möglichkeit besteht, daß die Flexibilität des Verbundstoffs selbst unzureichend werden kann. Andererseits kann bei einem Polyol-Äquivalent von mehr als 1500 das Harz in der Kernschicht zu weich werden, so daß die Möglichkeit besteht, daß das Nagelverhalten des Verbundstoffs unzureichend werden kann.at a polyol equivalent less than 110, the resin in the core layer may become too hard, So that the possibility exists that the flexibility of the composite itself can become insufficient. on the other hand can at a polyol equivalent of more than 1500 the resin in the core layer become too soft, so the possibility exists that the Nail behavior of the composite can be insufficient.
Die Dichte des Polyurethanharzes kann durch Einstellen eines Verhältnisses zwischen den Füllstoffen und dem Harz und Verschäumen des Polyurethanharzes zwischen den Füllstoffen reguliert werden. Das Verschäumen wird unter Verwendung eines Treibmittels durchgeführt. Das Treibmittel kann für das verwendete Harz passend ausgewählt werden.The Density of the polyurethane resin can be adjusted by adjusting a ratio between the fillers and the resin and foaming of the polyurethane resin between the fillers. The foaming is performed using a propellant. The Propellant can for the resin used to be selected appropriately.
Zu den verwendbaren Treibmitteln gehören beispielsweise physikalische Treibmittel (flüchtige Treibmittel), wie z. B. Freon, Kohlendioxid und Pentan, Treibmittel vom Zersetzungstyp, wie z. B. Azoverbindungen und Natriumhydrogencarbonat, und Treibmitteln vom Reaktionstyp, wie z. B. Kohlendioxid, das durch Reaktion von Isocyanat und Wasser erzeugt wird.To The usable propellants include, for example, physical Propellant (volatile Propellant), such. Freon, carbon dioxide and pentane, blowing agents of the decomposition type, such as. B. azo compounds and sodium bicarbonate, and blowing agents of the reaction type, such as. B. carbon dioxide, by Reaction of isocyanate and water is generated.
Für Polyurethan ist vorzugsweise Kohlendioxid zu verwenden, das durch Reaktion von Isocyanat und Wasser erzeugt wird, da Freon die Ozonschicht schädigen kann. Außerdem sollte das Treibmittel zuvor mit dem Harz vermischt werden.For polyurethane It is preferable to use carbon dioxide obtained by the reaction of Isocyanate and water is generated because Freon can damage the ozone layer. Furthermore the propellant should be previously mixed with the resin.
Die Trockenschlammpulver/-granulate weisen einen Hochtemperatur-Trockenfeststoffgehalt auf, der durch eine Schlammbehandlungseinrichtung erzeugt wird. Die pulverisierten faserverstärkten Harze enthalten pulverisierten faserverstärkten Kunststoff (FRP) und pulverisierten faserverstärkten Urethan-Hartschaum. Ferner enthalten faserartige Materialien nadelförmige oder spanförmige Schnitzel, die durch Schaben des faserverstärkten Harzes mit gleichgerichteten Fasern in der Faserausdehnungsrichtung erzeugt werden.The Dry sludge powder / granules have a high temperature dry solids content which is generated by a sludge treatment device. The powdered fiber reinforced Resins contain powdered fiber reinforced plastic (FRP) and powdered fiber reinforced Urethane foam. Furthermore, fibrous materials contain needle-shaped or chip-shaped chips, the by fiber-reinforced cockroaches Resin with rectified fibers in the fiber extension direction be generated.
In den Verbundstoffen gemäß den Ansprüchen 10 und 11 sind die kernschichtbildenden Materialschichten auf ihrer Druckseite, auf der sie beim Biegen in Dickenrichtung zusammengepreßt werden, vorzugsweise so beschaffen, daß sie Füllstoffe mit einem Gewicht enthalten, das mindestens gleich dem 0,7-fachen des Produkts aus dem Volumen der kernschichtbildenden Materialschichten und der Schüttdichte des Füllstoffs ist, so daß die Füllstoffe in den kernschichtbildenden Materialschichten, wenn sie komprimiert werden, in Kontakt miteinander gebracht werden können, um für hohe Elastizität und hohe Festigkeit zu sorgen, während außerdem die kernschichtbildenden Materialschichten auf der Zugseite so beschaffen sind, daß sie am einem Polyurethanschaumstoff mit einem Polyol-Äquivalent von mindestens 230 bis höchstens 1500 oder aus einem Polyurethanschaumstoff mit einer Dichte von mindestens 0,3 g/cm3 und einem Polyol-Äquivalent von höchstens 1500 bestehen, so daß sie der aus der Durchbiegung resultierenden Ausdehnung nachgeben können.In the composites of claims 10 and 11, the core layer-forming material layers on their pressure side, upon which they are compressed in bending in the thickness direction, are preferably such as to contain fillers having a weight at least equal to 0.7 times the product from the volume of the core layer forming material layers and the bulk density of the filler, so that the fillers in the core layer forming material layers, when compressed, can be brought into contact with each other to provide high elasticity and high strength, while also providing the core layer forming material layers the tensile side are such that they consist of a polyurethane foam having a polyol equivalent of at least 230 to at most 1500 or of a polyurethane foam having a density of at least 0.3 g / cm 3 and a polyol equivalent of at most 1500 such that she's from the Deflection resulting expansion can yield.
Außerdem enthalten die kernschichtbildenden Materialschichten vorzugsweise auf ihrer Zugseite elastische Elemente, wie z. B. Gummispäne oder -federn. Die enthaltenen elastischen Elemente können für Schwingungsdämpfung in dem Verbundstoff sorgen und dabei den hohen Biegemodul durch die Oberflächenschicht und die kernschichtbildenden Materialschichten auf der Druckseite aufrechterhalten.Also included the core layer forming material layers preferably on their Tension side elastic elements, such as. B. rubber chips or springs. The included elastic elements can for vibration damping in provide the composite and thereby the high flexural modulus through the surface layer and the core layer forming material layers on the printing side maintained.
In dem Verbundstoff gemäß Anspruch 11 können die gleichen Schichten wie die Oberflächenschichten der Verbundstoffe gemäß den Ansprüchen 1 bis 9 als kernschichtbildende Materialschicht (nachstehend als "faserverstärkte Zwischenschicht" bezeichnet) verwendet werden, die zwischen der kernschichtbildenden Materialschicht mit Füllstoff und Kunstharz (nachstehend als "füllstoffhaltige Schicht" bezeichnet) und der füllstoffhaltigen Schicht eingefügt wird und aus hitzehärtbarem Schaumstoff besteht, der durch Langfasern verstärkt wird, die parallel zur Längsrichtung verlaufen.In the composite according to claim 11 can the same layers as the surface layers of the composites according to claims 1 to 9 is used as the core layer forming material layer (hereinafter referred to as "fiber reinforced intermediate layer") be between the core layer forming material layer with filler and synthetic resin (hereinafter referred to as "filler-containing Layer ") and the filler Layer inserted becomes and thermosetting Foam is reinforced by long fibers that are parallel to the longitudinal direction run.
In den Verbundstoffen gemäß den Ansprüchen 10 und 11 müssen die aneinandergrenzenden kernschichtbildenden Materialschichten aneinander gebunden werden. Wenn diese Schichten nicht ausreichend aneinander gebunden werden, besteht die Möglichkeit, daß eine an der dazwischen liegenden Grenzfläche verursachte Ablösung die Zerstörung des gesamten Verbundstoffs bewirkt.In the composites of claims 10 and 11, the contiguous core layer forming material layers must be bonded together. If these layers are not sufficiently bonded to each other, there is a possibility that an interface at the interface between them caused delamination causes the destruction of the entire composite.
Das Bindungsverfahren unterliegt zwar keiner besonderen Beschränkung, aber zu den Bindungsverfahren gehören beispielsweise das gleichzeitige Formen aneinandergrenzender kernschichtbildender Materialschichten, das Verkleben der geformten kernschichtbildenden Materialschichten miteinander unter Verwendung von Epoxidharzklebstoff oder Urethanklebstoff und das Formen einer zusätzlichen kernschichtbildenden Materialschicht auf der geformten kernschichtbildenden Materialschicht.The Although the bonding method is not particularly limited, but belong to the binding process for example, the simultaneous forming of contiguous core layer forming Material layers, the bonding of the molded core layer forming Material layers together using epoxy resin adhesive or urethane adhesive and forming an additional core layer-forming material layer on the formed core layer forming material layer.
Die
Kernschicht weist vorzugsweise eine Druckscherfestigkeit von mindestens
5 MPa auf. Der Grund ist der folgende:
Wenn die Druckscherfestigkeit
DBa der Kernschicht kleiner ist als mindestens 5 MPa, dann kann
keine Biegefestigkeit des Verbundstoffs ermöglicht werden, die dem Material
entspricht, das nur das hitzehärtbare
Harz, das durch die parallel in Längsrichtung verlaufenden Langfasern
verstärkt
wird, wie in der Oberflächenschicht, oder
das hitzehärtbare
Harz aufweist, das die leichten Füllstoffe enthält und durch
die parallel in Längsrichtung verlaufenden
Langfasern verstärkt
wird. Als Ergebnis besteht die Möglichkeit,
daß durch
Biegen ein Scherbruch verursacht werden kann.The core layer preferably has a compressive shear strength of at least 5 MPa. The reason is the following:
If the compressive shear strength DBa of the core layer is smaller than at least 5 MPa, then flexural strength of the composite corresponding to the material that is only the thermosetting resin reinforced by the longitudinally parallel long fibers as in the surface layer, or the thermosetting resin containing the light fillers and reinforced by the parallel longitudinally extending long fibers. As a result, there is a possibility that bending may cause a shear failure.
Um die Druckscherfestigkeit DBa der Kernschicht von mindestens 5 MPa zu erzielen, ist es vorzuziehen, die Füllstoffe mit Silanhaftmittel zu behandeln oder Kurzfasern, pulverisierte faserverstärkte Kunststoffe, pulverisierten faserverstärkten Urethanschaumstoff oder faserförmige Füllstoffe zuzusetzen, die nadelförmige oder spanförmige Schnitzel enthalten, die durch Schaben des faserverstärkten Harzes mit gleichgerichteten Fasern in der Faserausdehnungsrichtung erzeugt werden.Around the compressive shear strength DBa of the core layer of at least 5 MPa To achieve, it is preferable to fill the fillers with silane coupling agent or short fibers, powdered fiber reinforced plastics, powdered fiber reinforced Urethane foam or fibrous fillers to add the needle-shaped or chip form Schnitzel contained by scraping the fiber reinforced resin produced with rectified fibers in the fiber extension direction become.
Bei Verwendung eines anorganischen Füllstoffs ist ein spezifisches Gewicht von mindestens 0,5 zu bevorzugen. Vorzugsweise bildet der anorganische Füllstoff mit einem spezifischen Gewicht von 0,5–1,5 bei allen Füllstoffen 50 Vol.-% oder weniger der gesamten Kernschicht.at Use of an inorganic filler a specific gravity of at least 0.5 is to be preferred. Preferably forms the inorganic filler with a specific gravity of 0.5-1.5 on all fillers 50 vol% or less of the entire core layer.
Ferner ist es im Fall des möglichen Auftretens von Reibungsscherung an der Oberfläche vorzuziehen, das mindestens zwei Längsflächen der Kernschicht von der Oberflächenschicht umgeben sind und/oder das Volumen der Kernschicht mindestens 50% bis höchstens 65% des Gesamtvolumens des Verbundstoffs beträgt. Der so aufgebaute Verbundstoff kann im Vergleich zu dem Verbundstoff mit einer Oberflächenschicht aus einem einzigen Material eine verbesserte Biegefestigkeit bereitstellen und ist auch im Hinblick auf eine Senkung der Materialkosten vorteilhaft.Further is it in the case of the possible Occurrence of friction shear on the surface to be preferred, at least two longitudinal surfaces of the Core layer of the surface layer surrounded and / or the volume of the core layer at least 50% until at most 65% of the total volume of the composite. The composite thus constructed can be compared to the composite with a surface layer provide improved bending strength from a single material and is also advantageous in terms of a reduction in material costs.
Das Herstellungsverfahren unterliegt keiner besonderen Beschränkung. Der Verbundstoff kann entweder durch ein diskontinuierliches Verfahren oder durch ein kontinuierliches Verfahren hergestellt werden.The Manufacturing process is not particularly limited. Of the Composite can be made either by a batch process or produced by a continuous process.
Als
Hinweis läßt sich
ein Beispiel des diskontinuierlichen Herstellungsverfahrens anführen, das
beispielsweise durch die
Andererseits ist ein Beispiel des kontinuierlichen Verfahrens das folgende. Eine Anzahl von Langfasern, die als Verstärkungsfasern dienen sollen, wird parallel zu einem vorgegebenen Intervall ausgerichtet, während sie in einer Richtung laufen. Dann wird eine hitzehärtbare Schaumstoff-Flüssigkeit von oben auf die Langfasergruppe gesprüht, die parallel zur Fortbewegungsrichtung ausgerichtet sind. Danach läßt man die so aufgesprühte hitzehärtbare Schaumstoff-Flüssigkeit zwischen die Fasern eindringen, welche die entsprechenden Langfasern bilden.on the other hand An example of the continuous process is the following. A Number of long fibers to serve as reinforcing fibers is aligned parallel to a given interval while it is to run in one direction. Then a thermosetting foam liquid sprayed from the top of the long fiber group, which are parallel to the direction of movement are aligned. Then you leave the so sprayed on thermosetting Foam liquid penetrate between the fibers, which are the corresponding long fibers form.
Dann wird ein Extrusionsmundstück gegenüber einem Mittelteil der Langfasergruppe angeordnet, die mit der hitzehärtbaren Schaumstoff-Flüssigkeit imprägniert ist, und das Gemisch aus dem Füllstoff und dem hitzehärtbaren Harz zur Bildung der Kernschicht wird so geformt, daß die Kernschicht durch die Langfasergruppe eingeschlossen wird, während sie kontinuierlich aus dem Extrusionsmundstück extrudiert wird. Danach wird das Material kontinuierlich einem zylinderförmigen Formkanal zum Hitzehärten der hitzehärtbaren Schaumstoffflüssigkeit in dem Formkanal zugeführt, um die Kernschicht und die Oberflächenschicht gleichzeitig zu formen.Then becomes an extrusion die across from a central part of the long fiber group arranged with the thermosetting Foam liquid waterproof is, and the mixture of the filler and the thermosetting one Resin for forming the core layer is formed so that the core layer is trapped by the long fiber group while being continuously out the extrusion mouthpiece is extruded. Thereafter, the material is continuously a cylindrical mold channel for heat hardening the thermosetting foam liquid supplied in the mold channel, around the core layer and the surface layer at the same time to shape.
Als alternatives Verfahren ist das folgende Verfahren amwendbar. Das Gemisch am dem Füllstoff und dem hitzehärtbaren Schaumstoff zur Bildung der Kernschicht wird zwischen den zweilagigen Langfasergruppen zugeführt, die mit der hitzehärtbaren Schaumstoff-Flüssigkeit imprägniert sind, und dann durch endlose Bänder und dergleichen gepreßt, um in eine vorgegebene Querschnittsform gebracht zu werden, die durch die Langfasergruppe eingeschlossen wird. Danach wird die so geformte Schicht im ungehärteten Zustand oder nach dem Verschäumen kontinuierlich dem zylinderförmigen Formkanal zugeführt und darin hitzegehärtet. Sie wird dann unverändert oder nach dem Schleifen ihrer Oberfläche, z. B. durch Trockenschleifen, dem zylinderförmigen Formkanal zugeführt, so daß die hitzehärtbare Schaumstoff-Flüssigkeit in dem Formkanal verschäumt und hitzegehärtet wird, um gleichzeitig oder nacheinander die Kernschicht und die Oberflächenschicht zu bilden.When alternative method, the following method is applicable. The Mixture on the filler and the thermosetting one Foam to form the core layer is between the two-ply Supplied to long fiber groups, those with the thermosetting Foam liquid waterproof are, and then through endless ribbons and the like pressed, to be brought into a predetermined cross-sectional shape, the is included by the long fiber group. After that it will be like that shaped layer in the uncured Condition or after foaming continuous to the cylindrical Mold channel supplied and heat-hardened in it. It will then be unchanged or after grinding their surface, z. B. by dry grinding, the cylindrical one Mold channel supplied, So that the thermosetting Foam liquid foamed in the mold channel and heat-cured is to simultaneously or sequentially the core layer and the surface layer to build.
In dem Verbundstoff gemäß Anspruch 13 unterliegen das schaumstofffreie hitzehärtbare Harz und der leistungsarme Schaumstoff, die für die Zwischenschicht verwendet werden, keiner besonderen Beschränkung, soweit sie die Hafteigenschaften aufweisen, um zu ermöglichen, daß die Oberflächenschicht und die Kernschicht aneinander anhaften. Als Beispiele können Polyurethanharz, Epoxidharz, Phenolharz, ungesättigtes Polyesterharz, Harnstoffharz, Melaminharz, Polyimidharz, Polyamid-Imid-Harz, Acrylharz, Naturkautschuk und synthetischer Kautschuk angeführt werden. Wenn notwendig, können Katalysatoren, Schaumstabilisatoren, Schaumhilfsmittel, Füllstoffe, kurze Verstärkungsfasern, Färbemittel, Ultraviolett-Absorber, Antioxidationsmittel, Vernetzungsmittel, Stabilisierungsmittel, Weichmacher, Flammschutzmittel usw. zugesetzt werden (immer mit Ausnahme von Treibmitteln). Als Hinweis sollte in dem Fall, wo Polyurethanharze für die Oberflächenschicht und die Kernschicht eingesetzt werden, vorzugsweise das gleiche Polyurethanharz verwendet werden, um ein hohes Haftvermögen zu erzielen.In the composite according to claim 13 are subject to the foam-free thermosetting resin and the low-power Foam used for the intermediate layer are used, no particular limitation, as far as they have the adhesive properties to allow the surface layer and the core layer stick together. As examples, polyurethane resin, Epoxy resin, phenolic resin, unsaturated polyester resin, Urea resin, melamine resin, polyimide resin, polyamide-imide resin, acrylic resin, Natural rubber and synthetic rubber. If necessary, can Catalysts, foam stabilizers, foam auxiliaries, fillers, short reinforcing fibers, dye, Ultraviolet absorbers, Antioxidant, crosslinking agent, stabilizer, Plasticizers, flame retardants, etc. are added (always with Exception of propellants). As an indication should in the case where polyurethane resins for the surface layer and the core layer are used, preferably the same Polyurethane resin can be used to achieve a high adhesion.
Bei der Verwendung des Polyurethanharzes reagiert auch dann, wenn kein Treibmittel zugesetzt wird, wie z. B. Wasser, das Polyurethanharz mit der Luftfeuchtigkeit oder Feuchtigkeit aus der Oberflächenschicht oder der Kernschicht und entwickelt eine gewissen Schaumbildung, aber dieser Schaumbildungsgrad ist vernachlässigbar.at the use of the polyurethane resin also reacts when no Propellant is added, such as. As water, the polyurethane resin with the humidity or moisture from the surface layer or the core layer and develops some foaming, but this degree of foaming is negligible.
Ferner wird zwischen der Kernschicht und der Oberflächenschicht eine Zwischenschicht ausgebildet, um die Kernschicht und die Oberflächenschicht zu integrieren. Die Dicke der Zwischenschicht unterliegt keiner besonderen Beschränkung. Wenn eine Verbesserung der physikalischen Eigenschaften gewünscht wird, wie z. B. der Biegeelastizität und der Nagelziehfestigkeit, dann können das schaumstofffreie hitzehärtbare Harz oder ein Schaumstoff von niedriger Dichte mit hohem Elastizitätsmodul in größerer Dicke auf der Kernschicht ausgebildet werden.Further becomes an intermediate layer between the core layer and the surface layer formed to integrate the core layer and the surface layer. The thickness of the intermediate layer is not particularly limited. If an improvement of the physical properties is desired, such as B. the bending elasticity and the nail pull strength, then the foam-free thermosetting resin or a low density foam with a high modulus of elasticity in greater thickness be formed on the core layer.
In dem Verbundstoff gemäß Anspruch 14 ist die Druckscherfestigkeit der zwischen der Oberflächenschicht und der Kernschicht vorgesehenen Zwischenschicht auf mindestens 6,0 MPa begrenzt, wenn in einer zur Faserausdehnungsrichtung der Langfasern der Oberflächenschicht parallelen Richtung eine Druckkraft an dem Verbundstoff angreift. Vorzugsweise hat die Zwischenschicht eine Druckscherfestigkeit von mindestens 7,0 MPa, stärker bevorzugt von 7,5 MPa. Die Druckscherfestigkeit kann nach dem durch JIS Z 2102 vorgeschriebenen Schertestverfahren gemessen werden.In the composite according to claim 14 is the compressive shear strength between the surface layer and the core layer provided intermediate layer on at least Limited to 6.0 MPa when in one of the fiber expansion direction of the Long fibers of the surface layer parallel direction attacks a compressive force on the composite. Preferably, the intermediate layer has a compression shear strength of at least 7.0 MPa, stronger preferably 7.5 MPa. The compressive shear strength can after passing through JIS Z 2102 prescribed shear test method.
Der Grund für die Begrenzung der Scherfestigkeit der Zwischenschicht bezüglich der Faserausdehnungsrichtung der Langfasern der Oberflächenschicht auf mindestens 6,0 MPa ist der folgende. Bei einer Scherfestigkeit der Zwischenschicht von weniger als 6 MPa verringert sich die Dauerbiegefestigkeit, was zum Abbau der Zwischenschicht in Form von Zerstörung fuhrt. Der Abbau der Zwischenschicht durch Zerstörung breitet sich vom Zeitpunkt der Zerstörung an fortschreitend über die Zerstörungsfläche aus, und die Festigkeitsminderung macht schnelle Fortschritte. Als Ergebnis davon kann dieser Verbundstoff beispielsweise nicht mehr für Baumaterial und Schienenschwellen verwendet werden, die eine hohe Elastizität, Biegefestigkeit und Dauerermüdungsfestigkeit erfordern.Of the reason for the limitation of the shear strength of the intermediate layer with respect to Fiber extension direction of the long fibers of the surface layer to at least 6.0 MPa is the following. With a shear strength the intermediate layer of less than 6 MPa reduces the flex life, which leads to the degradation of the intermediate layer in the form of destruction. The degradation of the interlayer by destruction is spreading from the time of destruction progressing over the destruction area, and the reduction in strength makes rapid progress. As a result For example, this composite can no longer be used for construction material and rail sleepers are used which have high elasticity, flexural strength and fatigue life require.
Das Verfahren zur Bereitstellung der Scherfestigkeit der Zwischenschicht von mindestens 6 MPa unterliegt keiner besonderen Beschränkung. Zum Beispiel können ein Verfahren zum Einfügen eines hochfesten und hochelastischen Harzes, wie z. B. von Epoxidharz, zwischen der Oberflächenschicht und der Kernschicht; ein Verfahren zum Erhöhen der Harzdichte der Zwischenschicht auf mindestens das 1,1-fache der Harzdichte der Oberflächenschicht und der Kernschicht, wenn die Scherfestigkeit der Oberflächenschicht bezüglich der Faserausdehnungsrichtung der Langfasern und die Scherfestigkeit der Kernschicht mindestens 6 MPa betragen; und ein Verfahren zum Anordnen eines harzimprägnierten folienähnlichen Materials in der Zwischenschicht, wie in dem Verbundstoff von Anspruch 15, als Beispiele angeführt werden.The Method for providing the shear strength of the intermediate layer of at least 6 MPa is not subject to any particular restriction. To the Example can a method of insertion a high strength and highly elastic resin, such. B. of epoxy resin, between the surface layer and the core layer; a method for increasing the resin density of the intermediate layer at least 1.1 times the resin density of the surface layer and the core layer when the shear strength of the surface layer in terms of the fiber extension direction of the long fibers and the shear strength the core layer is at least 6 MPa; and a method for Arranging a resin-impregnated foil-like Material in the intermediate layer as in the composite of claim 15, given as examples become.
Die Verfahren zum Erhöhen der Harzdichte zwischen der Oberflächenschicht und der Kernschicht über die Harzdichte der Oberflächenschicht und der Kernschicht schließen beispielsweise ein Verfahren zum Aufbringen von Epoxidharz oder verschäumtem oder unverschäumtem Urethanharz auf die Oberfläche der Kernschicht oder der Zwischenschicht ein, wenn das mehrschichtige Material hergestellt wird.The Method for increasing the resin density between the surface layer and the core layer over the Resin density of the surface layer and close the core layer For example, a method for applying epoxy resin or foamed or unfoamed Urethane resin on the surface the core layer or the intermediate layer, if the multi-layered Material is produced.
In dem Verbundstoff gemäß Anspruch 15 ist das harzimprägnierte folienähnliche Material ein Material, das mit unverschäumtem hitzehärtbarem Harz oder leistungsarmem Schaumstoff imprägniert wird, und wird praktischerweise zur Bereitstellung der Zwischenschicht zwischen der Kernschicht und der Oberflächenschicht verwendet. Das harzimprägnierte folienähnliche Material unterliegt keiner besonderen Beschränkung, soweit es mit unverschäumtem hitzehärtbarem Harz oder leistungsarmem Schaumstoff imprägniert werden kann. Um die Festigkeit der Zwischenschicht selbst zu erhöhen, kann ein hochfestes folienähnliches Material eingesetzt werden.In the composite according to claim 15 is the resin impregnated film-like Material a material that is not thermoset with unfoamed Resin or low-power foam is impregnated, and is conveniently for providing the intermediate layer between the core layer and the surface layer used. The resin-impregnated film-like Material is not subject to any particular restriction, as far as it is with non-foamed heat-curable Resin or low-power foam can be impregnated. To the Strength of the intermediate layer itself can increase, a high-strength film-like Material are used.
Das harzimprägnierte folienähnliche Material unterliegt keiner besonderen Beschränkung, soweit es mit flüssigem urverschäumten hitzehärtbarem Harz oder Schaumstoffflüssigkeit von niedriger Dichte imprägniert werden kann. Zu den verwendbaren imprägnierten folienähnlichen Materialien gehören beispielsweise Faservlies, das anorganische Glasfasern oder Kunstharzfasern aufweist (z. B. Polyester-Faservlies (SUPAN BONDO E 1050, beziehbar von Asahi Chemical Industrial Co., Ltd.) und Vinylon-Faservlies (z. B. BINIRON SUPAN REESU, beziehbar von Kuraray Co., Ltd.)) und Gewebe. Außerdem kann eine poröse Folie mit einer Anzahl von Löchern aus Kunstharzfolie, Papier und Metallfasergewebe verwendet werden.The resin-impregnated film-like Material is not subject to any particular restriction, as far as it is concerned with liquid urverschäumten thermosetting Resin or foam fluid impregnated of low density can be. To suitable impregnated foil-like Materials belong For example, nonwoven fabric, the inorganic glass fibers or synthetic resin fibers has (for example polyester nonwoven fabric (SUPAN BONDO E 1050, available from Asahi Chemical Industrial Co., Ltd.) and vinylon nonwoven fabric (e.g., BINIRON SUPAN REESU, available from Kuraray Co., Ltd.)) and Tissue. Furthermore can be a porous one Foil with a number of holes made of synthetic resin film, paper and metal fiber fabric.
Wenn die Scherfestigkeit der Kernschicht 6 MPa beträgt oder die Scherfestigkeit der Oberflächenschicht bezüglich der Faserausdehnungsrichtung 6 MPa beträgt, dann kann das harzimprägnierte folienähnliche Material ermöglichen, daß die Druckscherfestigkeit der Zwischenschicht bezüglich der Richtung parallel zur Faserausdehnungsrichtung mindestens 6 MPa beträgt, indem die Harzdichte zwischen der Oberflächenschicht und dem harzimprägnierten folienähnlichen Material und die Harzdichte zwischen der Kernschicht und dem harzimprägnierten folienähnlichen Material auf mindestens das 1,1-fache der Harzdichte der Kernschicht und der Oberflächenschicht eingestellt werden.If the shear strength of the core layer is 6 MPa or the shear strength the surface layer in terms of the fiber extension direction is 6 MPa, then the resin impregnated film-like Allow material that the Compressive shear strength of the intermediate layer with respect to the direction parallel to Fiber expansion direction is at least 6 MPa, by the resin density between the surface layer and the resin-impregnated film-like Material and the resin density between the core layer and the resin impregnated film-like Material to at least 1.1 times the resin density of the core layer and the surface layer be set.
Wenn Polyurethanharz als das Harz der Kernschicht und der Oberflächenschicht verwendet wird und die Zwischenschicht zwischen der Kernschicht und der Oberflächenschicht eingefügt wird, dann kann das harzimprägnierte folienähnliche Material, dessen Rohmaterial eine chemische/physikalische Affinität zu dem Harz der Kernschicht und der Oberflächenschicht aufweist, wie z. B. Vinylonfaser oder Glasfaser, die mit Silanhaftmittel behandelt wird und hervorragende Hafteigenschaften aufweist, ermöglichen, daß die Harzdichte zwischen der Oberflächenschicht und dem folienähnlichen Material und die Harzdichte zwischen der Kernschicht und dem folienähnlichen Material mindestens gleich dem 1,05-fachen der Harzdichte der Kernschicht und der Oberflächenschicht ist, z. B. wenn die Scherfestigkeit der Kernschicht 6 MPa oder die Scherfestigkeit der Oberflächenschicht 6 MPa bezüglich der Faserausdehnungsrichtung beträgt.If Polyurethane resin as the resin of the core layer and the surface layer is used and the intermediate layer between the core layer and the surface layer added then it can be resin impregnated film-like Material whose raw material has a chemical / physical affinity to the resin the core layer and the surface layer has, such. As vinylon fiber or glass fiber with silane adhesive treated and has excellent adhesive properties, allow that the Resin density between the surface layer and the foil-like one Material and resin density between the core layer and the film-like Material at least equal to 1.05 times the resin density of the core layer and the surface layer is, for. B. if the shear strength of the core layer 6 MPa or Shear strength of the surface layer 6 MPa re the fiber extension direction is.
In den Verbundstoffen gemäß den Ansprüchen 1 bis 7 und den Ansprüchen 9 bis 15 wird als Kunstharz der Kernschicht und als Kunstharz der Oberflächenschicht vorzugsweise Polyurethanschaumstoff verwendet, ebenso wie in dem Verbundstoff gemäß Anspruch 16.In the composites according to claims 1 to 7 and the claims 9 to 15 is used as the resin of the core layer and as the resin surface layer preferably used polyurethane foam, as well as in the Composite according to claim 16th
Der Grund für die Verwendung von Polyurethanschaumstoff für die Kernschicht ist, daß er eine relativ hohe mechanische Festigkeit aufweist und beim Verschäumen leicht geschlossene Zellen bilden kann und eine hervorragend niedrige Absorptionsfähigkeit aufweist.Of the reason for the use of polyurethane foam for the core layer is that he has a has relatively high mechanical strength and easy to foam Closed cells can form and an excellent low absorption capacity having.
Zu den allgemein verwendbaren Polyurethanschaumstoffen gehören bekannte Polyurethanschaumstoffe, die man durch Reaktion mit Polyol und Polyisocyanat erhält.To Commonly available polyurethane foams include known ones Polyurethane foams obtained by reaction with polyol and polyisocyanate receives.
Zu den Polyolen, die an ihrem Molekülende mindestens zwei Hydroxylgruppen aufweisen, gehören beispielsweise Polyetherpolyol, wie z. B. Polypropylenoxid, Polyethylenoxid und Polytetramethylenglycol sowie Copolymere davon, Polyesterpolyole, wie z. B. Polykondensat von aliphatischer Dicarbonsäure, wie etwa Adipinsäure, und Glycol mit nicht mehr als 12 Kohlenstoffatomen, wie z. B. Ethylenglycol, Propylenglycol, Butylenglycol und Hexamethylenglycol, Polyesterpolyol, das ein Polykondensat von Hydroxycarbonsäure ist, wie z. B. Poly-ε-caprolacton und ein Copolymer davon, sowie Polymer-Polyole, die Pfropfcopolymere der Polyole und eines Polymers eines Monomers mit einer Vinylgruppe sind. Diese können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden. Die verwendbaren Polyisocyanate weisen mindestens zwei Isocyanatgruppen auf, und dazu gehören beispielsweise hydrierte Materialien von 4,4'-Methylendiphenyldiisocyanat, 2,4-Tolylendiisocyanat, 2,6-Tolylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat und 4,4'-Methylendiphenyldiisocyanat, mehrkernige Verbindungen davon und mehrkernige Verbindungen ihrer Isomere. Diese können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren Verbindungen eingesetzt werden. Im Hinblick auf die Sicherheit, Reaktivität und bequeme Handhabung ist ein Gemisch aus 4,4'-Methylendiphenyldiisocyanat und einer mehrkernigen Verbindung seines Isomers (nachstehend bezeichnet als "polymeres MDI") zu bevorzugen.The polyols which have at least two hydroxyl groups at their molecular end include, for example, polyether polyol, such as. Example, polypropylene oxide, polyethylene oxide and polytetramethylene glycol and copolymers thereof, polyester polyols, such as. Example, polycondensate of aliphatic dicarboxylic acid, such as adipic acid, and glycol having not more than 12 carbon atoms, such as. Ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol and hexamethylene glycol, polyester polyol which is a polycondensate of hydroxycarboxylic acid, such as e.g. Poly-ε-caprolactone and a copolymer thereof, as well as polymer polyols which are graft copolymers of the polyols and a polymer of a monomer having a vinyl group. These may be used singly or in combination of two or more. The useful polyisocyanates have at least two isocyanate groups, and include, for example, hydrogenated materials of 4,4'-methylene diphenyl diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, hexamethylene diisocyanate and 4,4'-methylenediphenyl diisocyanate, polynuclear compounds thereof, and polynuclear compounds of their isomers. These may be used singly or in combination of two or more compounds. In view of safety, reactivity and convenience, a mixture of 4,4'-methylenediphenyl diisocyanate and a polynuclear compound of its isomer (hereinafter referred to as "polymeric MDI") is preferable.
Beispiele von Treibmitteln, die bei der Reaktion verwendet werden, sind thermisch zersetzbare Treibmittel, Gastreibmittel, wie z. B. Freon, und Wasser. Ferner können Nebenprodukte verwendet werden, wie z. B. zersetztes Gas, das bei der Reaktion der thermisch zersetzbaren Treibmittel erzeugt wird. Da Freon die Ozonschicht abbauen kann, sollte vorzugsweise Kohlendioxid verwendet werden, das durch die Reaktion von Isocyanat und Wasser entsteht. Außerdem sollte das Treibmittel vorher mit dem Harz vermischt werden.Examples blowing agents used in the reaction are thermal decomposable blowing agents, gas propellants, such. Freon, and water. Furthermore, can By-products are used, such as. As decomposed gas, the at the reaction of the thermally decomposable blowing agent is generated. Since Freon can degrade the ozone layer, preferably carbon dioxide should be used by the reaction of isocyanate and water arises. Furthermore the propellant should be previously mixed with the resin.
Wenn notwendig, können dem Urethanschaumstoff Katalysatoren, Schaumstabilisatoren, Schaumhilfsmittel, Füllstoffe, kurze Verstärkungsfasern, Färbemittel, Ultraviolett-Absorber, Antioxidationsmittel, Vernetzungsmittel, Stabilisierungsmittel, Weichmacher, Flammschutzmittel usw. zugesetzt werden.If necessary, can the urethane foam catalysts, foam stabilizers, foam auxiliaries, fillers, short reinforcing fibers, dye, Ultraviolet absorber, antioxidant, crosslinking agent, Stabilizers, plasticizers, flame retardants, etc. added become.
Die Katalysatoren unterliegen zwar keiner besonderen Beschränkung, aber beispielsweise können Organozinnkatalysatoren wie etwa Dibutylzinndilaurat, Aminkatalysatoren und temperaturempfindliche Katalysatoren verwendet werden.The Although catalysts are not particularly limited, but for example Organotin catalysts such as dibutyltin dilaurate, amine catalysts and temperature-sensitive catalysts are used.
Die Verbundstoffe gemäß den Ansprüchen 13 bis 16 können entweder durch ein diskontinuierliches Verfahren oder durch ein kontinuierliches Verfahren erzeugt werden.The Composite materials according to claims 13 to 16 can either by a batch process or by a continuous process can be generated.
Vorzugsweise sollte die Härtungszeit der jeweiligen Schichten möglichst genau aufeinander abgestimmt sein. Der Grund dafür ist anscheinend, daß dadurch eine erhöhte Bindungskraft bereitgestellt werden kann, um zur Verbesserung der Grenzflächenfestigkeit beizutragen, wenn zwischen entsprechenden Schichten chemische Bindungen ausgebildet werden.Preferably should the cure time the respective layers as possible be exactly coordinated. The reason for this is apparently that by doing so an increased Binding force can be provided to help improve Interfacial strength contribute when chemical bonds between corresponding layers be formed.
Als Hinweis wird auf die diskontinuierliche Herstellung verwiesen. Zum Beispiel wird Material zur Bildung der Kernschicht und Material zur Bildung der Oberflächenschicht zunächst vorgeformt und dann in Gießformen eingebracht. Bei diesem Verfahren wird das harzimprägnierte folienähnliche Material, das zuvor mit schaumstofffreiem hitzehärtbarem Harz getränkt wurde, auf eine Oberfläche des so eingesetzten vorgeformten Materials auf der Seite des Materials aufgelegt, auf der die Kernschicht und die Oberflächenschicht laminiert werden. Vor dem Aushärten des vorgeformten Material wird das Gemisch aus Langfasern und Kunstharzschaumstoff, das die Oberflächenschicht bilden soll, oder das Gemisch aus Füllstoff und Kunstharz, das die Kernschicht bilden soll, oder ein weiteres vorgeformtes Material, das die Oberflächenschicht oder die Kernschicht bilden soll, in eine Gießform eingefüllt, und dann werden das Kunstharz der Kernschicht und der Oberflächenschicht und das unverschäumte hitzehärtbare Harz durch Erhitzen gehärtet.When Reference is made to the discontinuous preparation. To the Example is material for forming the core layer and material for the formation of the surface layer first preformed and then in molds brought in. In this process, the resin impregnated film-like Material previously impregnated with foam-free thermosetting resin, on a surface of the thus-used preformed material on the side of the material placed on top of the core layer and the surface layer be laminated. Before curing the preformed material is the mixture of long fibers and synthetic resin foam, that the surface layer form, or the mixture of filler and synthetic resin, the the core layer is to form, or another preformed material, that the surface layer or form the core layer, filled in a mold, and then the resin of the core layer and the surface layer become and the unfoamed thermosetting Hardened resin by heating.
Bei einem kontinuierlichen Verfahren werden z. B. eine Anzahl von Langfasern, die als Verstärkungsfasern dienen sollen, parallel zu einem vorgegebenen Intervall ausgerichtet, während sie sich in zwei vertikalen Ebenen in einer Richtung fortbewegen. Dann wird eine Polyurethan-Schaumstoffflüssigkeit über die Langfasergruppen gesprüht, die auf der Fortbewegungsstrecke in zwei vertikalen Ebenen parallel ausgerichtet wurden, so daß die aufgesprühte Polyurethanschaumstoff-Flüssigkeit zwischen den Fasern eindringt, welche die entsprechenden Langfasern bilden.at a continuous process z. B. a number of long fibers, as reinforcing fibers should be aligned parallel to a given interval, while they move in two vertical planes in one direction. Then a polyurethane foam fluid over the Long fiber groups sprayed, which are parallel on the locomotion track in two vertical planes were aligned so that the sprayed Polyurethane foam liquid penetrates between the fibers, which are the corresponding long fibers form.
Ferner wird in dem Zustand, in dem das harzimprägnierte folienähnliche Material, das zuvor mit schaumstofffreier hitzehärtbarer Harzflüssigkeit oder leistungsarmer Schaumstoffflüssigkeit getränkt wurde, zwischen den zweilagigen Langfasergruppen angeordnet wird, die mit dem flüssigen hitzehärtbaren Schaumstoff imprägniert sind, das Gemisch aus dem Füllstoff und dem hitzhärtbaren Schaumstoff zur Bildung der Kernschicht zwischen endlose Bänder und dergleichen eingebracht und durch diese geformt, so daß sie zu einer vorgegebenen Querschnittsform geformt werden, die durch die Langfasergruppe eingeschlossen wird, und dann kontinuierlich im ungehärteten Zustand zugeführt werden. Danach werden sie kontinuierlich einem zylinderförmigen Formkanal zugeführt, so daß die hitzehärtbare Schaumstoffflüssigkeit in dem Formkanal verschäumt und hitzegehärtet werden kann, um gleichzeitig die Kernschicht, die Oberflächenschicht und die Zwischenschicht zu bilden.Further is in the state in which the resin-impregnated foil-like Material previously with foam-free thermosetting resin liquid or low-power foam fluid was soaked between The two-layered long fiber groups is arranged with the liquid thermosetting Foam impregnated are, the mixture of the filler and the thermosetting one Foam for forming the core layer between endless bands and The like introduced and formed by them, so that they to a predetermined cross-sectional shape are formed by the long fiber group is enclosed, and then continuously in the uncured state supplied become. Thereafter, they continuously become a cylindrical molding channel supplied So that the thermosetting foam liquid foamed in the mold channel and heat-cured can be at the same time the core layer, the surface layer and to form the intermediate layer.
Der Verbundstoff gemäß Anspruch 17 hat eine Gesamtdicke von mindestens 100 mm, und das Dickenverhältnis der Kernschicht zur Gesamtdicke der Oberflächenschichten, welche die Kernschicht in Dickenrichtung bedecken, liegt im Bereich von 9/1 bis 1/1. Der Grund für diese Bedingung ist, daß bei einem Verhältnis von mehr als 9/1 die Biegefestigkeit ungenügend ist, während andererseits bei einem Verhältnis von weniger als 1/1 die Möglichkeit besteht, daß entweder die Druckfestigkeit oder die aus der Füllstoffzugabe resultierende Nagelhaltefähigkeit unter Umständen nicht zufriedenstellend sind.The composite of claim 17 has a total thickness of at least 100 mm, and the thickness ratio of the core layer to the total thickness of the surface layers covering the core layer in the thickness direction is in the range of 9/1 to 1/1. The reason for this condition is that in a behavior On the other hand, if the ratio is less than 1/1, there is a possibility that either the compressive strength or the nail holding ability resulting from the filler addition may not be satisfactory.
In dem Verbundstoff gemäß Anspruch 18 weist die Kernschicht mindestens zwei kernschichtbildende Zusammensetzungsschichten (A) mit Füllstoff und Kunstharz und mindestens eine kernschichtbildende Zusammensetzungsschicht (B) mit durch Langfasern verstärktem hitzehärtbarem Harz auf, die zwischen den zwei kernschichtbildenden Zusammensetzungen (A), (A) der kernschichtbildenden Zusammensetzungsschichten (A) eingefügt ist und parallel dazu in Längsrichtung des Verbundstoffs verläuft, und ein Verhältnis zwischen der Gesamtdicke der kernschichtbildenden Zusammensetzungsschicht (A) und der Gesamtdicke der kernschichtbildenden Zusammensetzungsschicht (B) liegt im Bereich von 95/5 bis 50/50. Der Grund für diese Bedingung ist, daß bei einem Verhältnis von mehr als 95/5 die Nagelhaltefähigkeit der kernschichtbildenden Zusammensetzungsschicht (B), welche die faserverstärkte Zwischenschicht bildet, verringert wird, während andererseits bei einem Verhältnis von weniger als 50/50 die Möglichkeit besteht, daß sich die Druckelastizitätsgrenze verringert.In the composite according to claim 18, the core layer has at least two core layer-forming composition layers (A) with filler and synthetic resin and at least one core layer-forming composition layer (B) reinforced with long fibers thermosetting Resin between the two core layer-forming compositions (A), (A) the core layer forming composition layers (A) added is and parallel to it in the longitudinal direction of the composite runs, and a relationship between the total thickness of the core layer forming composition layer (A) and the total thickness of the core layer forming composition layer (B) is in the range of 95/5 to 50/50. The reason for this condition is that at a relationship greater than 95/5 the nail retention of the core layer forming composition layer (B) which fiber reinforced Interlayer is reduced, while on the other hand at a relationship less than 50/50 the possibility that exists the compressive elastic limit reduced.
In dem Verbundstoff gemäß Anspruch 19 wird die Oberflächenschicht so auf die Kernschicht auflaminiert, daß sie mindestens zwei Flächen der Kernschicht in Bezug auf deren Dickenrichtung bedeckt; der Verbundstoff hat eine Gesamtdicke von mindestens 100 mm in seiner Dickenrichtung, und die Dicke der Oberflächenschicht auf der Seite des Verbundstoffs, an der eine Zugkraft angreift, wenn der Verbundstoff in Dickenrichtung gebogen wird, beträgt mindestens 5% bis höchstens 20% der Gesamtdicke, und die Dicke der Oberflächenschicht auf der Seite des Verbundstoffs, an der eine Druckkraft angreift, beträgt mindestens 1,5% bis höchstens 15% der Gesamtdicke. Der Grund dafür ist der folgende.In the composite according to claim 19 becomes the surface layer laminated on the core layer so that it has at least two surfaces of Core layer covered with respect to the thickness direction; the composite has a total thickness of at least 100 mm in its thickness direction, and the thickness of the surface layer on the side of the composite where a tensile force is acting, when the composite is bent in the thickness direction, at least 5% to at most 20% of the total thickness, and the thickness of the surface layer on the side of Composite, which acts on a compressive force, is at least 1.5% to at most 15% of the total thickness. The reason is the following.
Wenn die Dicke der Oberflächenschicht auf der Seite, wo eine Zugkraft angreift, zu klein ist, kann keine ausreichende Biegefestigkeit erzielt werden. Wenn andererseits die Dicke der Oberflächenschicht auf der Seite des Verbundstoffs, wo die Zugkraft angreift, zu groß ist, dann kann sich die Wirkung einer Senkung der Materialkosten, die aus der Bereitstellung der Kernschicht resultiert, verringern. Wenn die Dicke der Oberflächenschicht auf der Seite des Verbundstoffs, an der eine Druckkraft angreift, zu klein ist, dann kann die Kernschicht durch Verformung ausgebeult werden, wodurch keine ausreichende Biegefestigkeit erreicht wird. Wenn andererseits die Dicke der Oberflächenschicht auf der Seite des Verbundstoffs, wo die Druckkraft angreift, zu groß ist, dann kann sich die Wirkung einer Senkung der Materialkosten, die aus der Bereitstellung der Kernschicht resultiert, verringern.If the thickness of the surface layer on the side where a tensile force attacks, is too small, can not be sufficient Bending strength can be achieved. On the other hand, if the thickness of the surface layer on the side of the composite where the tensile force acts is too large, then The effect of a reduction in material costs can come from the provision of the core layer results, reduce. If the thickness of the surface layer on the side of the composite where a compressive force is acting, is too small, then the core layer bulged by deformation become, whereby no sufficient bending strength is achieved. On the other hand, if the thickness of the surface layer on the side of the Composite, where the pressure force attacks, is too large, then The effect of a reduction in material costs can come from the provision of the core layer results, reduce.
In dem Verbundstoff gemäß Anspruch 20 umgibt die Oberflächenschicht vier Oberflächen der Kernschicht und bildet mindestens 10 Vol.-% bis höchstens 65 Vol.-% des gesamten Verbundstoffs. Der Grund für diese Bedingung ist, daß bei weniger als 10 Vol.-% die Biegefestigkeit ungenügend wird, während andererseits bei mehr als 65 Vol.-% die Möglichkeit besteht, daß entweder die Druckfestigkeit oder die aus der Zugabe der Füllstoffe resultierende Nagelhaltefähigkeit unter Umständen nicht zufriedenstellend ist.In the composite according to claim 20 surrounds the surface layer four surfaces the core layer and forms at least 10 vol .-% to at most 65 vol% of the total composite. The reason for this Condition is that at less than 10% by volume, the bending strength becomes insufficient while, on the other hand, at more than 65% by volume the possibility exists that either the compressive strength or the addition of the fillers resulting nail retention in certain circumstances is not satisfactory.
Der erfindungsgemäße Verbundstoff eignet sich als Baumaterial. Er kann auf geeignete Weise als Ersatz für Holz und außerdem für vorgesehene Verwendungen zur Gewichtsreduzierung von Betonerzeugnissen eingesetzt werden, wie z. B. von Deckeln, die in einer Wasseraufbereitungsanlage verwendet werden, druckaufnehmenden Platten, die in Schmutzwasser oder an entsprechenden Stellen eingesetzt werden, Verschalungen zur Verwendung beim Shield Earth Retaining Wall-Verfahren (Schildvortriebsverfahren; nachstehend als "SEW-Bauverfahren" bezeichnet), und Schienenschwellen, wie in Anspruch 21 angeführt.Of the Composite according to the invention is suitable as a building material. He can be suitable as a substitute for wood and also foreseen Uses for weight reduction of concrete products used be such. As of lids, in a water treatment plant used pressure-absorbing plates in dirty water or used in appropriate places, shuttering for use in the Shield Earth Retaining Wall method (shield tunneling method; hereinafter referred to as "SEW construction method"), and Rail sleepers as recited in claim 21.
Zu beachten ist, daß das SEW-Bauverfahren ein Bauverfahren ist, bei dem eine Wand von hoher Festigkeit und hoher Haltbarkeit in eine Erdstützwand als Teil davon eingebaut wird, durch den eine Schildvortriebsmaschine so hindurchgeht, daß die Schildvortriebsmaschine direkt diesen Teil der Wand durchbohren kann, um ihn von einem Anfangspunkt zu einem Endpunkt zu durchfahren, ohne daß die Wand kreisförmig durch Menschen oder Maschinen ausgeschnitten werden muß.To note that the SEW construction method is a construction method in which a wall of high Strength and high durability built into a Erdstützwand as part of it through which a shield tunneling machine passes so that the shield tunneling machine can pierce directly this part of the wall to him from a starting point to pass through to an end point, without the wall circular through People or machines must be cut out.
Bei dem Verbundmaterial und der Schienenschwelle gemäß der vorliegenden Erfindung können die Oberflächenschicht und die Kernschicht an ihren freiliegenden Seiten, wenn erforderlich, mit einer Dekorationsschicht, einer wetterfesten Schicht und einer wasserdichten Schicht versehen werden.at the composite material and the rail sleeper according to the present invention can the surface layer and the core layer on their exposed sides when needed with a decorative layer, a weatherproof layer and a waterproof layer are provided.
Die wetterfeste Schicht unterliegt zwar keiner besonderen Beschränkung, aber als Beispiel kann als wetterfeste Schicht eine Überzugsschicht angeführt werden, die durch Aufbringen eines wetterfesten Anstrichs gebildet wird.The Although weatherproof layer is not subject to any particular restriction, but as an example, a coating layer can be given as a weatherproof layer, which is formed by applying a weatherproof paint.
Die wasserdichte Schicht unterliegt zwar keiner besonderen Beschränkung, kann aber aus einer wasserdichten Folie und einer wasserdichten Platte gebildet werden, die aus Gummi, Kunstharz, Metallblech oder einer Kombination daraus besteht, sowie aus einer Überzugsschicht, die durch Auftragen eines Nicht-Unterwasseranstrichs gebildet wird und eines entsprechenden Überzugs, der durch Auftragen von oder Imprägnieren mit wasserabweisendem, ölhaltigem Material, wie z. B. Paraffin oder Petrolat, gebildet wird.The Although the waterproof layer is not particularly limited, it can but made of a waterproof film and a waterproof plate are made of rubber, synthetic resin, sheet metal or one Combination thereof, as well as from a coating layer by applying a non-underwater paint and a corresponding coating, by applying or impregnating with water-repellent, oil-containing Material, such. As paraffin or petrolatum is formed.
Der erfindungsgemäße Verbundstoff weist zwar eine hervorragende Nagelhaltefähigkeit auf, aber die Nagelhaltefähigkeit kann durch Ausbilden von vorbereiteten Löchern an Nagelungsstellen, Eingießen von Klebstoff in die vorbereiteten Bohrungen und anschließendes Einschlagen der Nagel in die Bohrungen weiter verbessert werden.Of the Composite according to the invention Although has an excellent nail-holding ability, but the nail-holding ability can by forming prepared holes at nailing sites, pour in from adhesive into the prepared holes and then knocking the nail in the holes will be further improved.
Die Erfindung wird nachstehend lediglich anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigen:The Invention will be described below only by way of examples Reference to the attached Drawings described. Showing:
BESTE AUSFÜHRUNGSART DER ERFINDUNGBEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Die ausführliche Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben.The detailed Description of the embodiments The present invention will be described with reference to the accompanying drawings where.
In
Wie
in
Die
Kernschicht
Der
Füllstoff
Wie
in
Die
Oberflächenschicht
Die
Oberflächenschicht
Als
nächstes
wird eine ausführliche
Beschreibung des Herstellungsverfahrens des Verbundstoffs
Wie
in
Die
Austragsvorrichtung
Die
Imprägniervorrichtung
Die
kontinuierliche Knetmaschine
Das
Formmundstück
Der
Formkanal
Die
Entnahmevorrichtung
In
dem auf diese Weise erzeugten Verbundstoff
Da
außerdem
die Kernschicht
Daher
weist die Kernschicht
Da
anorganisches Pulver/Granulat, Trockenschlammpulver/-granulat und
pulverisiertes faserverstärktes
Harz als Füllstoff
Da
ferner die Oberflächenschicht
Außerdem weist
die Änderungskurve
der Biegespannung der Kernschicht
Wie
in
Die
Kernschicht
Die
Oberflächenschichten
Der
Verbundstoff
Da
in diesem Verbundstoff
Daher
weist die Kernschicht
Da
außerdem
der Polyurethanschaumstoff, der die Kernschicht
Bei Verwendung als Schienenschwelle und dergleichen ist der Verbundstoff daher ohne weiteres in der Lage, zur Geräuschminderung Schwingungen zu dampfen. Da außerdem die Kernschicht widerstandsfähig gegen Zerstörung ist, wenn eine Beschädigung durch Verschleiß entsteht, wird die Beschädigung dann an der Oberflächenschicht hervorgerufen und damit leicht erkennbar.at Use as a rail tie and the like is the composite therefore easily able to reduce noise vibrations to steam. There as well the core layer resistant against destruction is when a damage caused by wear, will damage then on the surface layer caused and thus easily recognizable.
Ferner kann die relative Dichte des erzeugten Verbundstoffs leicht durch Regulieren der relativen Dichte von Füllstoffen der Kernschicht eingestellt werden, so daß der Verbundstoff für verschiedene Anwendungen eingesetzt werden kann, die von der massesparenden Anwendung bis zur massebelasteten Anwendung reichen.Further The relative density of the produced composite can be easily determined by Regulate the relative density of fillers of the core layer adjusted so that the Composite for Various applications can be used, ranging from the mass-saving Application to the mass-loaded application range.
In
Wie
in
Die
füllstoffhaltigen
Schichten
Die
zwei füllstoffhaltigen
Schichten
Die
Oberflächenschicht
Da
in dem Verbundstoff
In
Wie
in
Die
faserverstärkte
Zwischenschicht
Da
in diesem Verbundstoff
Daher kann der Verbundstoff auf geeignete Weise für eine Schienenschwelle (besonders eine Eisenbahnschwelle), eine druckaufnehmende Platte und beim Shield Earth Retaining Wall-Verfahren (SEW-Verfahren; Schildvortriebsverfahren) verwendet werden, die eine hohe Biegefestigkeit und einen hohen Biegemodul erfordern. Da die Produktgröße für Zwecke, die keine hohe Biegefestigkeit und einen hohen Biegemodul erfordern, verkleinert werden kann, läßt sich eine Materialkosteneinsparung erzielen.Therefore the composite can be suitably used for a rail tie (especially a railway sleeper), a pressure-absorbing plate and the shield Earth Retaining Wall (SEW) method be used, which has a high flexural strength and a high Require bending modulus. Because the product size for purposes that do not have high bending strength and require a high flexural modulus, can be downsized, can be achieve a material cost savings.
In
Wie
in
In
Wie
in
Präzise ausgedrückt, die
faserverstärkte
Zwischenschicht
In
Wie
in
Die
Kernschicht
Die
Kernschicht
Der
so beschaffene Verbundstoff
In
Wie
in
Die
Kernschicht
Der Füllstoff besteht aus mindestens einem Pulver/Granulat, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus anorganischem Pulver/Granulat, Trockenschlammpulver/-granulat und pulverisiertem faserverstärktem Harz besteht.Of the filler consists of at least one powder / granules that is from the group selected is that of inorganic powder / granules, dry sludge powder / granules and pulverized fiber reinforced resin consists.
Die
Oberflächenschicht
Die
Oberflächenschicht
Die
Zwischenschicht
Die
Zwischenschicht
In
Anhand
von
(1) Zuführung und parallele Ausrichtung von Langfasern:(1) Feeder and parallel alignment of long fibers:
In
(2) Imprägnieren, Positionieren und Einführen von Fasersträngen:(2) Impregnate, Position and Introduce of fiber strands:
Danach
läßt man Polyurethanschaumstoff
in Form einer Lösung
aus Polyurethanschaumstoffbehältern
Dann
werden die harzimprägnierten
Langfaserbündel
Dann können Führungen (nicht dargestellt) verwendet werden, um eine Änderung oder Feineinstellung der Bewegungsrichtung auszuführen.Then can guides (not shown) used to make a change or fine adjustment to execute the direction of movement.
Dann
werden die harzimprägnierten
Langfaserbündel
(3) Einführen des harzimprägnierten folienähnlichen Materials:(3) Inserting the resin impregnated film-like Materials:
Zunächst läßt man unverschäumte hitzehärtbare Harzflüssigkeit
aus einem Mischkopf
(4) Gießen von Füllstoff:(4) pouring filler:
Dann
wird eine Polyurethan-Schaumstoffzusammensetzung
(5) Formen des Laminats:(5) Forming the laminate:
Die
Harzflüssigkeit,
die den oben erwähnten
Füllstoff
enthält,
die mit der umgebenden Harzflüssigkeit imprägnierten
Langfaserbündel
Im
Verlauf der Bewegung werden das füllstoffhaltige Harz, die mit
der umgebenden Harzflüssigkeit
imprägnierten
Langfaserbündel
(6) Abkühlung:(6) cooling:
Dann
wird die mehrlagige Struktur aus der beweglichen Form
(7) Schneiden:(7) cutting:
Nach
dem Durchlauf durch die Entnahmevorrichtung
In
diesem Verbundstoff
Ähnlich dem
Verbundstoff z. B. durch die
Im
Gegensatz dazu sind bei dem Verbundstoff
Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen, daß die Haftfestigkeit an der Grenzfläche, mit anderen Worten, die chemische Bindung pro Flächeneinheit und der Verankerungsgrad in der Grenzfläche, höher sind als die entsprechenden Werte an der Grenzfläche der aneinander gebundenen unverschäumten Schichten.This is probably due to the fact that the adhesion at the interface, in other words, the chemical bond per unit area and the degree of anchoring in the interface, are higher as the corresponding values at the interface of the bound together unfoamed Layers.
Übrigens
weist die Zwischenschicht
Der
erfindungsgemäße Verbundstoff
ist nicht auf die oben erläuterten
Ausführungsformen
beschränkt. Beispielsweise
ist zwar die Produktionseinheit
Außerdem wird
zwar bei dem Herstellungsverfahren des Verbundstoffs
BEISPIELEEXAMPLES
Nachstehend werden Beispiele der vorliegenden Erfindung ausführlicher beschrieben.below Examples of the present invention will be described in more detail.
(BEISPIEL 1)(EXAMPLE 1)
Nach Herstellung einer Kernschicht mit einer Querschnittsgröße von 190 × 100 mm, die eine hitzehärtbare Urethan-Schaumstoffflüssigkeit und den in der nachstehenden Tabelle 1 angegebenen Füllstoff aufwies, wurde die Kernschicht in der Gießform gegossen, um einen Verbundstoff mit einer Querschnittsgröße von 200 × 140 mm herzustellen, der eine Oberflächenschicht mit den Langfasern und der in Tabelle 1 angegebenen hitzehärtbaren Schaumstoffflüssigkeit aufwies und sich entlang den vier Längsflächen erstreckte.To Production of a Core Layer with a Cross Section Size of 190 × 100 mm, the one thermosetting Urethane foam liquid and the filler shown in Table 1 below The core layer was poured in the mold to form a composite with a cross-sectional size of 200 × 140 mm to produce a surface layer with the long fibers and thermosetting given in Table 1 foam liquid and extended along the four longitudinal surfaces.
Der hergestellte Verbundstoff zeigte, daß ein Verhältnis der Kernschichtdicke zur Gesamtdicke der die Kernschicht bedeckenden Oberflächenschicht in Dickenrichtung 2,5 betrug; daß die Dicke der Oberflächenschicht auf der Seite des Materials, auf der beim Biegen des Verbundstoffs in Dickenrichtung eine Zugkraft ausgeübt wurde, 14% der Gesamtdicke betrug; und daß die Dicke der Oberflächenschicht auf der Seite des Materials, auf der eine Druckkraft ausgeübt wurde, 14% der Gesamtdicke betrug.Of the produced composite showed that a ratio of the core layer thickness to the total thickness of the surface layer covering the core layer in the thickness direction was 2.5; that the thickness of the surface layer on the side of the material, on when bending the composite in the thickness direction, a tensile force was applied, 14% of the total thickness amounted to; and that the Thickness of the surface layer on the side of the material on which a compressive force was exerted 14% of the total thickness was.
In Tabelle 1 stellt das Polyetherpolyol ein Polyetherpolyol mit Propylenoxid-Zusatz dar (beziehbar von Sumitomo Bayer Urethane Ltd., SUMIPHEN 1703, Hydroxylzahl 380, Polyol-Äquivalent 147), und der maximale Teilchendurchmesseranteil stellt einen Anteil der häufigsten Teilchendurchmesserwerte in benachbarten Peakflächen von mindestens 8 Vol.-% dar.In Table 1, the polyether polyol is a polyether polyol with propylene oxide addition (available from Sumitomo Bayer Urethane Ltd., SUMIPHEN 1703, hydroxyl value 380, polyol equivalent 147), and the maximum particle diameter fraction represents a fraction of the most common particle diameter values in adjacent peak areas of at least 8% by volume.
Der Teilchendurchmesser des Füllstoffs wurde mit einem Sieb reguliert, wie in Tabelle 1 dargestellt. Den Anteil des Füllstoffs erhielt man durch Dividieren des Füllstoffgewichts in der Kernschicht durch (Volumen der Kernschicht × Schüttdichte des Füllstoffs). Die Dichten in der nachstehenden Tabelle sind in Einheiten von g/cm3 ausgedrückt.The particle diameter of the filler was regulated with a sieve as shown in Table 1. The content of the filler was obtained by dividing the filler weight in the core layer by (volume of the core layer × bulk density of the filler). The densities in the table below are expressed in units of g / cm 3 .
[Tabelle 1][Table 1]
(BEISPIEL 2)(EXAMPLE 2)
Nach Herstellung einer Kernschicht mit einer Querschnittsgröße von 190 × 160 mm, welche die hitzehärtbare Urethan-Schaumstoffflüssigkeit und den in der nachstehenden Tabelle 2 angegebenen Füllstoff aufwies, wurde die Kernschicht in der Gießform gegossen, um einen Verbundstoff mit einer Querschnittsgröße von 200 × 200 mm herzustellen, der eine Oberflächenschicht mit den Langfasern und der in Tabelle 1 angegebenen hitzehärtbaren Schaumstoffflüssigkeit aufwies, die sich entlang den vier Längsflächen erstreckte.To Preparation of a core layer with a cross-sectional size of 190 × 160 mm, which the thermosetting Urethane foam liquid and the filler shown in Table 2 below The core layer was poured in the mold to form a composite with a cross-sectional size of 200 × 200 mm to produce a surface layer with the long fibers and thermosetting given in Table 1 foam liquid had, which extended along the four longitudinal surfaces.
Der hergestellte Verbundstoff zeigte, daß ein Verhältnis der Kernschichtdicke zur Gesamtdicke der die Kernschicht bedeckenden Oberflächenschicht in Dickenrichtung 4 betrug; daß die Dicke der Oberflächenschicht auf der Seite des Materials, auf die beim Biegen des Verbundstoffs in Dickenrichtung eine Zugkraft ausgeübt wurde, 10% der Gesamtdicke betrug; und daß die Dicke der Oberflächenschicht auf der Seite des Materials, auf die eine Druckkraft ausgeübt wurde, 10% der Gesamtdicke betrug.Of the produced composite showed that a ratio of the core layer thickness to the total thickness of the surface layer covering the core layer in the thickness direction was 4; that the Thickness of the surface layer on the side of the material, when bending the composite in the thickness direction, a tensile force was applied, 10% of the total thickness amounted to; and that the Thickness of the surface layer on the side of the material to which a compressive force has been exerted 10% of the total thickness was.
In Tabelle 2 stellt das Polyetherpolyol ein Polyetherpolyol mit Propylenoxid-Zusatz dar (beziehbar von Mitsui Chemicals, Inc., MN-3050S, Hydroxylzahl 56, Polyol-Äquivalent 1000), und der maximale Teilchendurchmesseranteil stellt einen Anteil der häufigsten Teilchendurchmesserwerte in benachbarten Peakflächen von mindestens 8 Vol.-% dar.In Table 2 sets the polyether polyol a polyether polyol with propylene oxide additive (available from Mitsui Chemicals, Inc., MN-3050S, hydroxyl number 56, polyol equivalent 1000), and the maximum particle diameter fraction represents a proportion the most common Particle diameter values in adjacent peak areas of at least 8% by volume represents.
Der Teilchendurchmesser des Füllstoffs wurde mit einem Sieb reguliert, wie in Tabelle 2 dargestellt.Of the Particle diameter of the filler was regulated with a sieve as shown in Table 2.
[Tabelle 2][Table 2]
(BEISPIEL 3)(EXAMPLE 3)
Nach Herstellung einer Kernschicht mit einer Querschnittsgröße von 190 × 80 mm, welche die hitzehärtbare Urethan-Schaumstoffflüssigkeit und den in der nachstehenden Tabelle 3 angegebenen Füllstoff aufwies, wurde die Kernschicht in der Gießform gegossen, um einen Verbundstoff mit einer Querschnittsgröße von 200 × 120 mm herzustellen, der eine Oberflächenschicht mit den Langfasern und der in Tabelle 3 angegebenen hitzehärtbaren Schaumstoffflüssigkeit aufwies, die sich entlang vier Längsflächen erstreckte.To Preparation of a core layer with a cross-sectional size of 190 × 80 mm, which the thermosetting Urethane foam liquid and the filler shown in Table 3 below The core layer was poured in the mold to form a composite with a cross-sectional size of 200 × 120 mm to produce a surface layer with the long fibers and the thermosetting materials shown in Table 3 foam liquid had, which extended along four longitudinal surfaces.
Der hergestellte Verbundstoff zeigte, daß ein Verhältnis der Kernschichtdicke zur Gesamtdicke der die Kernschicht in Oberflächenrichtung bedeckenden Oberflächenschicht in Dickenrichtung 2 betrug; daß die Dicke der Oberflächenschicht auf der Seite des Materials, auf die beim Biegen des Verbundstoffs in Dickenrichtung eine Zugkraft ausgeübt wurde, 21% der Gesamtdicke betrug; und daß die Dicke der Oberflächenschicht auf der Seite des Materials, auf die eine Druckkraft ausgeübt wurde, 13% der Gesamtdicke betrug.Of the produced composite showed that a ratio of the core layer thickness to the total thickness of the surface layer covering the core layer in the surface direction in the thickness direction was 2; that the Thickness of the surface layer on the side of the material, when bending the composite in the thickness direction, a tensile force was applied, 21% of the total thickness amounted to; and that the Thickness of the surface layer the side of the material to which a compressive force has been applied 13% of the total thickness was.
In Tabelle 3 stellt das Polyetherpolyol ein Gemisch mit einem Polyol-Äquivalent von 270 dar, das durch Vermischen von 50 Gew.-% Polyetherpolyol mit Propylenoxid-Zusatz (beziehbar von Sumitomo Bayer Urethane Ltd., SUMIPHEN 1703, Hydroxylzahl 380), und 50 Gew.-% Polyetherpolyol mit Propylenoxid-Zusatz (beziehbar von Sumitomo Bayer Urethane Ltd., SUMIPHEN 3900, Hydroxylzahl 35) erzeugt wird.In Table 3 sets the polyether polyol as a mixture with a polyol equivalent of 270 by mixing 50% by weight of polyether polyol with propylene oxide additive (available from Sumitomo Bayer Urethane Ltd., SUMIPHEN 1703, hydroxyl number 380), and 50% by weight of polyether polyol with propylene oxide additive (available from Sumitomo Bayer Urethane Ltd., SUMIPHEN 3900, hydroxyl number 35).
Der Teilchendurchmesser des Füllstoffs wurde mit einem Sieb reguliert, wie in Tabelle 3 dargestellt.Of the Particle diameter of the filler was regulated with a sieve as shown in Table 3.
[Tabelle 3][Table 3]
(BEISPIEL 4)(EXAMPLE 4)
Nach Herstellung einer Kernschicht mit einer Querschnittsgröße von 190 × 100 mm, welche die hitzehärtbare Urethan-Schaumstoffflüssigkeit und den in der nachstehenden Tabelle 4 angegebenen Füllstoff aufwies, wurde die Kernschicht in der Gießform gegossen, um einen Verbundstoff mit einer Querschnittsgröße von 200 × 140 mm herzustellen, der eine Oberflächenschicht mit den Langfasern und der in Tabelle 4 angegebenen hitzehärtbaren Schaumstoffflüssigkeit aufwies, die sich entlang vier Längsflächen erstreckte.After producing a core layer with a cross-sectional size of 190 × 100 mm, which heat thermosetting foam resin and the filler shown in Table 4 below, the core layer was cast in the mold to produce a composite having a cross-sectional size of 200 × 140 mm having a surface layer with the long fibers and the thermosetting foam liquid shown in Table 4 had, which extended along four longitudinal surfaces.
Der hergestellte Verbundstoff zeigte, daß ein Verhältnis der Kernschichtdicke zur Gesamtdicke der die Kernschicht bedeckenden Oberflächenschicht in Dickenrichtung 2,5 betrug; daß die Dicke der Oberflächenschicht auf der Seite des Materials, auf die beim Biegen des Verbundstoffs in Dickenrichtung eine Zugkraft ausgeübt wurde, 14% der Gesamtdicke betrug; und daß die Dicke der Oberflächenschicht auf der Seite des Materials, auf die eine Druckkraft ausgeübt wurde, 14% der Gesamtdicke betrug.Of the produced composite showed that a ratio of the core layer thickness to the total thickness of the surface layer covering the core layer in the thickness direction was 2.5; that the thickness of the surface layer on the side of the material, when bending the composite in the thickness direction, a tensile force was applied, 14% of the total thickness amounted to; and that the Thickness of the surface layer on the side of the material to which a compressive force has been exerted 14% of the total thickness was.
In Tabelle 4 stellt das Polyetherpolyol ein Gemisch mit einem Polyol-Äquivalent von 270 dar, das durch Vermischen von 50 Gew.-% Polyetherpolyol mit Propylenoxid-Zusatz (beziehbar von Sumitomo Bayer Urethane Ltd., SUMIPHEN 1703, Hydroxylzahl 380) und 50 Gew.-% Polyetherpolyol mit Propylenoxid-Zusatz (beziehbar von Sumitomo Bayer Urethane Ltd., SUMIPHEN 3900, Hydroxylzahl 35) hergestellt wird.In Table 4 sets the polyether polyol as a mixture with a polyol equivalent of 270 by mixing 50% by weight of polyether polyol with propylene oxide additive (available from Sumitomo Bayer Urethane Ltd., SUMIPHEN 1703, hydroxyl number 380) and 50 wt .-% polyether polyol with Propylene oxide additive (available from Sumitomo Bayer Urethane Ltd., SUMIPHEN 3900, hydroxyl number 35).
Der Teilchendurchmesser des Füllstoffs wurde mit einem Sieb reguliert, wie in Tabelle 4 dargestellt.Of the Particle diameter of the filler was regulated with a sieve as shown in Table 4.
[Tabelle 4][Table 4]
(BEISPIEL 5)(EXAMPLE 5)
Nachdem ein Pulver aus Polyethylenterephthalat-Harz und dem in der nachstehenden Tabelle 5 angegebene Füllstoff vermischt und dispergiert wurden, wurde das Gemisch verwendet, um eine Kernschicht mit einer Querschnittsgröße von 200 × 100 mm durch Heißpressen herzustellen. Danach wurde die Kernschicht in der Gießform gegossen, um einen Verbundstoff mit einer Querschnittsgröße von 200 × 140 mm herzustellen, der eine Oberflächenschicht mit den Langfasern, flüssigem ungesättigtem Polyesterharz der iso-Reihe und Flugasche-Hohlkugeln (beziehbar von Japan Fillite Ltd.) aufwies, wie in Tabelle 5 angegeben, die sich entlang zwei oberen und untern Flächen erstreckt.After this a polyethylene terephthalate resin powder and that in the following Table 5 specified filler were mixed and dispersed, the mixture was used to a core layer having a cross-sectional size of 200 × 100 mm by hot pressing manufacture. Thereafter, the core layer was poured in the mold, to produce a composite having a cross-sectional size of 200 × 140 mm, the a surface layer with long fibers, liquid unsaturated Polyester resin of the iso series and fly ash hollow spheres (available from Japan Fillite Ltd.), as shown in Table 5, the extends along two upper and lower surfaces.
Der hergestellte Verbundstoff zeigte, daß ein Verhältnis der Kernschichtdicke zur Gesamtdicke der die Kernschicht bedeckenden Oberflächenschicht in Dickenrichtung 2,5 betrug; daß die Dicke der Oberflächenschicht auf der Seite des Materials, auf die beim Biegen des Verbundstoffs in Dickenrichtung eine Zugkraft ausgeübt wurde, 14% der Gesamtdicke betrug; und daß die Dicke der Oberflächenschicht auf der Seite des Materials, auf die eine Druckkraft ausgeübt wurde, 14% der Gesamtdicke betrug.Of the produced composite showed that a ratio of the core layer thickness to the total thickness of the surface layer covering the core layer in the thickness direction was 2.5; that the thickness of the surface layer on the side of the material, when bending the composite in the thickness direction, a tensile force was applied, 14% of the total thickness amounted to; and that the Thickness of the surface layer on the side of the material to which a compressive force has been exerted 14% of the total thickness was.
Der Teilchendurchmesser des Füllstoffs wurde mit einem Sieb reguliert, wie in Tabelle 5 dargestellt.Of the Particle diameter of the filler was regulated with a sieve as shown in Table 5.
[Tabelle 5][Table 5]
(VERGLEICHSBEISPIEL 1)COMPARATIVE EXAMPLE 1
Abgesehen davon, daß die Kernschicht und die Oberflächenschicht gemäß der Darstellung in der nachstehenden Tabelle 6 gebildet wurden, wurde der Verbundstoff auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 herstellt.apart that the Core layer and the surface layer as shown formed in Table 6 below became the composite in the same manner as in Example 1 produces.
[Tabelle 6][Table 6]
(VERGLEICHSBEISPIEL 2)(COMPARATIVE EXAMPLE 2)
Abgesehen davon, daß die Kernschicht und die Oberflächenschicht gemäß der Darstellung in der nachstehenden Tabelle 7 gebildet wurden, wurde der Verbundstoff auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 herstellt.apart that the Core layer and the surface layer as shown formed in Table 7 below became the composite in the same manner as in Example 1 produces.
[Tabelle 7][Table 7]
(VERGLEICHSBEISPIEL 3)(COMPARATIVE EXAMPLE 3)
Abgesehen davon, daß die Kernschicht und die Oberflächenschicht gemäß der Darstellung in der nachstehenden Tabelle 8 gebildet wurden, wurde der Verbundstoff auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 herstellt.Apart from the fact that the core layer and the surface layer were formed as shown in Table 8 below, the composite was prepared in the same manner as in Example 1 provides.
Als Polyetherpolyol wurde jedoch Polyetherpolyol mit Propylenoxid-Zusatz (beziehbar von Mitsui Chemicals, Inc., MN-300, Hydroxylzahl 560, Polyol-Äquivalent 100), verwendet.When Polyether polyol, however, was polyether polyol with propylene oxide addition (available from Mitsui Chemicals, Inc., MN-300, hydroxyl number 560, Polyol equivalent 100).
[Tabelle 8][Table 8]
(VERGLEICHSBEISPIEL 4)(COMPARATIVE EXAMPLE 4)
Abgesehen davon, daß die Kernschicht und die Oberflächenschicht gemäß der Darstellung in der nachstehenden Tabelle 9 gebildet wurden, wurde der Verbundstoff auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 herstellt.apart that the Core layer and the surface layer as shown formed in Table 9 below became the composite in the same manner as in Example 1 produces.
Als Polyetherpolyol wurde jedoch Polyetherpolyol mit Propylenzusatz (beziehbar von Sumitomo Bayer Urethane Ltd., SUMIPHEN 3900, Hydroxylzahl 35, Polyol-Äquivalent 1600) verwendet.When Polyether polyol, however, was polyether polyol with added propylene (available from Sumitomo Bayer Urethane Ltd., SUMIPHEN 3900, hydroxyl number 35, polyol equivalent 1600).
[Tabelle 9][Table 9]
Es wurden Untersuchungen der Biegefestigkeit, der Proportionalitätsgrenze bei Kompression, des Nagelverhaltens und des Nagelziehverhaltens der in den Beispielen 1–5 und den Vergleichsbeispielen 1–4 erzeugten Verbundstoffe durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 10 dargestellt. Außerdem wurde eine Untersuchung der Flexibilität in den Beispielen 14 und den Vergleichsbeispielen 3 und 4 durchgeführt, und ferner wurde in den Beispielen 1–3 und im Vergleichsbeispiel 1 das Verhalten bei wiederholtem Nagelziehen untersucht. Diese Untersuchungsergebnisse sind gleichfalls in Tabelle 10 dargestellt.It were investigations of flexural strength, the proportional limit in compression, nail behavior and nail-pulling behavior that in Examples 1-5 and Comparative Examples 1-4 produced composites. The results are shown in Table 10. It was also an investigation of flexibility in Examples 14 and Comparative Examples 3 and 4, and Further, in Examples 1-3 and Comparative Example 1 examines the behavior of repeated nail pulling. These findings are also shown in Table 10.
Die Biegefestigkeit und die Proportionalitätsgrenze bei Kompression wurden gemäß dem durch JIS Z 2101 vorgeschriebenen Verfahren gemessen.The Flexural strength and the proportional limit in compression were according to the JIS Z 2101 prescribed method.
Im Hinblick auf das Nagelverhalten wurden vorbereitete Löcher von 17 mm Durchmesser und 110 mm Tiefe gebohrt, und dann wurden durch JIS E 1109 vorgeschriebene Schienenschraubnägel in die vorbereiteten Löcher eingeschraubt. Die Verbundstoffe, die durch das Bohren nicht gebrochen waren, mit einem Drehmoment von höchstens 80 kN·m festgezogen wurden und in ihren Oberflächen durch das Anziehen der Schrauben keine Rißbildung aufwiesen, wurden durch 0 dargestellt, und alle anderen Verbundstoffe als diese wurden durch × dargestellt.in the Regarding the nail behavior were prepared holes of Drilled 17 mm in diameter and 110 mm in depth, and then were through JIS E 1109 prescribed rail screw nails screwed into the prepared holes. The composites, which were not broken by the drilling, with a torque of at most 80 kN · m were tightened and in their surfaces by tightening the Screws no cracking were represented by 0, and all other composites as these were represented by ×.
Hinsichtlich des Nagelziehverhaltens wurden die in den Tests des Nagelverhaltens eingeschraubten Schraubnägel herausgezogen. Eine Last von nicht weniger als 38 kN wird durch dargestellt, nicht weniger als 33 kN wird durch dargestellt, nicht weniger als 28 kN wird durch O dargestellt, nicht weniger als 23 kN wird durch Δ dargestellt, und weniger als 23 kN wird durch × dargestellt.With regard to the nail pulling behavior, the screw nails screwed in the nail behavior tests were pulled out. A load of not less than 38 kN is going through shown, not less than 33 kN is going through not less than 28 kN is represented by 0, not less than 23 kN is represented by Δ, and less than 23 kN is represented by ×.
Das Verhalten bei wiederholtem Nagelziehen wurde beurteilt, indem die in den Tests zum Nagelziehverhalten eingeschraubten Schraubnägel wiederholt mit einer maximalen Last von 20 kN und einer Sinuswelle von 3 Hz gezogen wurden. Diejenigen Verbundstoffe, in denen bei einer Million wiederholten Nagelziehvorgängen keine Zerstörung festgestellt wurde, wurden durch dargestellt. Diejenigen, bei denen die Schraubnägel in mindestens 100000 bis höchstens 1000000 wiederholten Nagelziehvorgängen gezogen wurden, wurden durch O dargestellt, und diejenigen, bei denen die Schraubnägel in weniger als 100000 wiederholten Nagelziehvorgängen gezogen wurden, wurden durch × dargestellt.Repeated nail pulling behavior was evaluated by repeatedly pulling the threaded nails screwed in the nail pulling test tests with a maximum load of 20 kN and a sine wave of 3 Hz. Those composites in which no destruction was detected in one million repeated nail-pulling operations were performed shown. Those in which the screw-nails were pulled in at least 100,000 to at most 1,000,000 repeated nail-pulling operations were represented by ○, and those in which the screw-nails were drawn in less than 100,000 repeated nail-pulling operations were represented by ×.
Flexibilität:Flexibility:
Sie
wurde aus der folgenden Gleichung berechnet, wobei die Durchbiegung
im Mittelpunkt der Spannweite = Δy
benutzt wurde, die bei der Beurteilung der Biegefestigkeit einer
zulässigen
Kapazität
im Nennlastschwerpunktsabstand entspricht.
[Tabelle 10][Table 10]
Aus Tabelle 10 wird festgestellt, daß die erfindungsgemäßen Verbundstoffe in Bezug auf Biegefestigkeit, Druckverhalten, Nagelverhalten und Nagelziehverhalten hervorragend waren.Out Table 10 it is found that the composites of the invention in terms of bending strength, pressure behavior, nail behavior and Nail pulling behavior were excellent.
(BEISPIEL 6)(EXAMPLE 6)
Nachdem die Füllstoffe in der in Tabelle 11 angegebenen hitzehärtbaren Schaumstofflösung dispergiert waren, wurden sie in der Form gegossen, um 30 Minuten lang eine Verschäumungs- und Härtungsreaktion bei 100°C zu entwickeln, und dadurch wurde eine Kernschicht von rechteckigem Querschnitt mit einer Größe von 200 × 100 mm erzeugt.After this the fillers dispersed in the thermosetting foam solution shown in Table 11 They were cast in the mold for 30 minutes Verschäumungs- and curing reaction at 100 ° C and thereby became a core layer of rectangular Cross section with a size of 200 × 100 mm generated.
Dann wurden 110 Gewichtsteile der in Tabelle 11 angegebenen hitzehärtbaren Urethanschaumstoff-Mischlösung über 110 Gewichtsteile der in Tabelle 11 angegebenen Langfasern gesprüht, um die Langfasern zu imprägnieren. Dann wurden die Langfasern im Zustand der parallelen Ausrichtung in Längsrichtung der Kernschicht so angeordnet, daß sie sich in einer Dicke von 20 mm (in Dickenrichtung) entlang den oberen und unteren Flächen der Kernschicht erstreckten und sich außerdem in einer Dicke von 5 mm (in Breitenrichtung) entlang beiden Seitenflächen der Kernschicht erstreckten. Danach wurden sie in der Form gegossen und 30 Minuten bei 80°C verschäumt und gehärtet, und dadurch wurde der Verbundstoff mit einer Querschnittsgröße von 210 × 140 mm erzeugt.Then were 110 parts by weight of the thermosetting given in Table 11 Urethane foam mixed solution over 110 Parts by weight of the long fibers shown in Table 11 sprayed to the Long fibers to be impregnated. Then, the long fibers became in the state of parallel alignment in the longitudinal direction of Core layer arranged so that they in a thickness of 20 mm (in the thickness direction) along the top and bottom lower surfaces The core layer extended and also in a thickness of 5 mm (in the width direction) along both side surfaces of the core layer. Then they were poured into the mold and foamed for 30 minutes at 80 ° C and hardened, and thereby became the composite having a cross-sectional size of 210 × 140 mm generated.
Als Polyetherpolyol mit Propylenoxid-Zusatz in der hitzehärtbaren Schaumstoffflüssigkeit der Kernschicht wurde SUMIPHEN 1703 verwendet, das von Sumitomo Bayer Urethane Ltd. beziehbar ist (Hydroxylzahl 380, Polyol-Äquivalent 147).When Polyether polyol with propylene oxide additive in the thermosetting foam liquid the core layer was SUMIPHEN 1703, that of Sumitomo Bayer Urethane Ltd. (hydroxyl number 380, polyol equivalent 147).
[Tabelle 11][Table 11]
(BEISPIEL 7)(EXAMPLE 7)
Abgesehen davon, daß die Kernschicht und die Oberflächenschicht gemäß der Darstellung in der nachstehenden Tabelle 12 gebildet wurden, wurde der Verbundstoff auf die gleiche Weise wie in Beispiel 6 hergestellt.apart that the Core layer and the surface layer as shown formed in Table 12 below became the composite prepared in the same manner as in Example 6.
Als Polyetherpolyol mit Propylenoxid-Zusatz in der hitzehärtbaren Schaumstoffflüssigkeit der Kernschicht wurde ein Gemisch aus 50 Gew.-% SUMIPHEN 1703, beziehbar von Sumitomo Bayer Urethane Ltd. (Hydroxylzahl 380, Polyol-Äquivalent 147), und 50 Gew.-% SUMIPHEN 3900, beziehbar von Sumitomo Bayer Urethane Ltd. (Hydroxylzahl 35, Polyol-Äquivalent 1600), verwendet.When Polyether polyol with propylene oxide additive in the thermosetting foam liquid The core layer was a mixture of 50 wt .-% SUMIPHEN 1703, available Sumitomo Bayer Urethane Ltd. (Hydroxyl number 380, polyol equivalent 147), and 50 wt% SUMIPHEN 3900, available from Sumitomo Bayer Urethane Ltd. (Hydroxyl number 35, polyol equivalent 1600).
[Tabelle 12][Table 12]
(VERGLEICHSBEISPIEL 5)(COMPARATIVE EXAMPLE 5)
Abgesehen davon, daß die Kernschicht und die Oberflächenschicht gebildet wurden, die in der nachstehenden Tabelle 13 angegeben sind, wurde der Verbundstoff auf die gleiche Weise wie in Beispiel 6 herstellt.apart that the Core layer and the surface layer are given in Table 13 below, The composite was prepared in the same manner as in Example 6.
Als Polyetherpolyol mit Propylenoxid-Zusatz in der hitzehärtbaren Schaumstoffflüssigkeit der Kernschicht wurde SUMIPHEN 1703 verwendet, das von Sumitomo Bayer Urethane Ltd. beziehbar ist (Hydroxylzahl 380, Polyol-Äquivalent 147).When Polyether polyol with propylene oxide additive in the thermosetting foam liquid the core layer was SUMIPHEN 1703, that of Sumitomo Bayer Urethane Ltd. (hydroxyl number 380, polyol equivalent 147).
[Tabelle 13][Table 13]
(VERGLEICHSBEISPIEL 6)(COMPARATIVE EXAMPLE 6)
Es wurde ein Formstoff hergestellt, der ausschließlich den durch Längsfasern verstärkten Schaumstoff mit der gleichen Mischungszubereitung wie derjenigen der Oberflächenschicht von Beispiel 6 aufwies.It was a molding material made exclusively by longitudinal fibers increased Foam with the same mixture preparation as that the surface layer of Example 6.
Die Proportionalitätsgrenze bei Kompression und das Nagelverhalten der in den Beispielen 6, 7 und dem Vergleichsbeispielen 5, 6 hergestellten Verbundstoffe oder Formstoffe wurden gemessen. Außerdem wurden die Biegefestigkeit, der Biegemodul und die Durchbiegung (%) an dem singulären Punkt der in den Beispielen 6, 7 und im Vergleichsbeispiel 5 hergestellten Verbundstoffe sowie der Biegemodul der gleichen Verbundstoffe bei erhöhter Durchbiegung von dem singulären Punkt aus gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 14 dargestellt.The proportionality in compression and nail behavior in Examples 6, 7 and Comparative Examples 5, 6 produced composites or molding materials were measured. In addition, the flexural strength, the flexural modulus and sag (%) at the singular point that produced in Examples 6, 7 and Comparative Example 5 Composites and the flexural modulus of the same composites increased Bend from the singular Point measured off. The results are shown in Table 14.
Zu beachten ist, daß der Biegemodul bei erhöhter Durchbiegung aus dem Anstieg der Tangente an den singulären Punkt berechnet wurde, der aus der Richtung der großen Durchbiegung ermittelt wurde.To note that the Flexural modulus at elevated Deflection from the slope of the tangent to the singular point calculated from the direction of the large deflection has been.
Biegefestigkeit, Biegemodul und Proportionalitätsgrenze bei Kompression wurden gemäß dem durch JIS Z 2101 vorgeschriebenen Verfahren gemessen.Flexural strength, Flexural modulus and proportionality limit when compressed, according to the method described by JIS Z 2101 prescribed method.
Die
Durchbiegung wurde aus der Gleichung
Die Kernschicht und der Verbundstoff wurden in der zur Längsrichtung des Probekörpers senkrechten Richtung gebogen. Hinsichtlich des Verbundstoffs wurde die Orientierungsrichtung der in der Oberflächenschicht enthaltenen Langfasern als Längsrichtung des Probekörpers genommen.The Core layer and the composite were in the longitudinal direction of the test piece bent in the vertical direction. With regard to the composite was the orientation direction of the long fibers contained in the surface layer as a longitudinal direction of the test piece taken.
Hinsichtlich des Nagelziehverhaltens wurden nach dem Bohren der vorbereiteten Löcher mit einem Durchmesser von 17 mm und einer Tiefe von 110 mm in der mit der Oberflächenschicht bedeckten Oberfläche des Probekörpers die durch JIS E 1109 vorgeschriebenen Schienenschraubnägel 20 mm bis zu ihren Kopfhohlkehlen eingeschlagen. Dann wurden die Nagelziehwiderstandswerte bei einer Geschwindigkeit von 10 mm/min gemessen. Eine Last von nicht weniger als 23 kN ist durch Δ dargestellt, nicht weniger als 28 kN ist durch O dargestellt, nicht weniger als 33 kN ist durch dargestellt und weniger als 23 kN ist durch × dargestellt.Regarding the nail pulling performance, after drilling the prepared holes having a diameter of 17 mm and a depth of 110 mm in the surface layer of the specimen covered with the surface layer, the rail screw nails prescribed by JIS E 1109 were hammered 20 mm up to their head grooves. Then, the nail pulling resistance values were measured at a speed of 10 mm / min. A load of not less than 23 kN is represented by Δ, not less than 28 kN is represented by O, not less than 33 kN is by and less than 23 kN is represented by ×.
[Tabelle 14][Table 14]
Man wird aus Tabelle 14 erkennen, daß der so aufgebaute erfindungsgemäße Verbundstoff hervorragende Biegefestigkeit und Druckfestigkeit, verbesserte Druckeigenschaften, besonders im Vergleich mit dem Material mit nur einer Oberflächenschicht und ohne Kernschicht, und hervorragende Nagelzieheigenschaften hervorbringen und daher effektiv als Kunstholz eingesetzt werden kann, besonders für Schienenschwellen.you will recognize from Table 14 that the thus-constructed composite of the invention excellent bending strength and pressure resistance, improved printing properties, especially in comparison with the material with only one surface layer and without a core layer, and produce excellent nail pulling properties and therefore can be effectively used as synthetic wood, especially for rail sleepers.
(BEISPIEL 8)(EXAMPLE 8)
Eine füllstoffhaltige hitzehartbare Schaumstoffschicht von der gleichen Art wie derjenigen, die zum Formen der Kernschicht von Beispiel 6 verwendet wurde, wurde zunächst als erstes füllstoffhaltiges Schichtmaterial in die Form gegossen und dann eingeebnet. Danach wurde eine füllstoffhaltige hitzehärtbare Schaumstoffflüssigkeit von der gleichen Art als zweites füllstoffhaltiges Schichtmaterial in der Form gegossen. Dann wurden die Materialien 30 Minuten bei 100°C einer Verschäumungs- und Härtungsreaktion ausgesetzt, und dadurch wurde die Kernschicht hergestellt, welche die erste füllstoffhaltige Schicht von rechteckigem Querschnitt mit einer Größe von 200 × 100 mm und einer Dicke von 50 mm und die zweite füllstoffhaltige Schicht mit einer Dicke von 50 mm aufweist, wobei die Schichten laminiert sind.A filler heat-curable foam layer of the same type as that used to form the core layer of Example 6 first as first filler-containing Layered material poured into the mold and then leveled. After that became a filler-containing thermosetting foam liquid of the same kind as the second filler-containing sheet material poured in the mold. Then the materials were allowed to stand for 30 minutes 100 ° C one Verschäumungs- and curing reaction and thereby the core layer was produced the first filler-containing Layer of rectangular cross section with a size of 200 × 100 mm and a thickness of 50 mm and the second filler-containing layer with a thickness of 50 mm, the layers being laminated.
Dann wurde der Verbundstoff mit der Oberflächenschicht, die sich mit einer Dicke von 20 mm entlang den oberen und unteren Flächen der Kernschicht und mit einer Dicke von 5 mm entlang beiden Seitenflächen der Kernschicht erstreckt und im Aufbau identisch mit derjenigen von Beispiel 6 ist und eine Querschnittsgröße von 210 × 140 mm aufweist, auf die gleiche Weise wie in Beispiel 6 gegossen.Then became the composite with the surface layer, which coincides with a Thickness of 20 mm along the top and bottom surfaces of the Core layer and with a thickness of 5 mm along both side surfaces of the Core layer extends and identical in construction with that of Example 6 is and has a cross-sectional size of 210 x 140 mm, to which same way as in Example 6 poured.
(BEISPIEL 9)(EXAMPLE 9)
Eine füllstoffhaltige hitzehärtbare Schaumstoffschicht von der gleichen Art wie derjenigen, die zum Formen der Kernschicht von Beispiel 6 verwendet wurde, wurde zunächst als erstes füllstoffhaltiges Schichtmaterial in der Form gegossen und wurde dann 30 Minuten bei 100°C der Verschäumungs- und Härtungsreaktion ausgesetzt, um dadurch ein Schichtmaterial herzustellen, das eine erste füllstoffhaltige Schicht von rechteckigem Querschnitt mit einer Größe von 200 × 50 mm ist.A filler thermosetting Foam layer of the same kind as those used for molding The core layer of Example 6 was initially used as first filler Layered material in the mold and was then at 30 minutes 100 ° C the Verschäumungs- and curing reaction to thereby produce a laminated material having a first filler-containing Layer of rectangular cross section with a size of 200 × 50 mm is.
Anschließend wurde ein erstes Zwischenmaterial mit einer Größe von 210 × 75 mm, das eine mit Langfasern verstärkte Schicht aufwies, die sich mit einer Dicke von 20 mm entlang einer oberen Fläche des Schichtmaterials, mit einer Dicke von 5 mm entlang einer unteren Fläche des Materials und mit einer Dicke von 5 mm entlang beiden Seitenflächen des Materials erstreckte, unter den gleichen Bedingungen wie für die Oberflächenschicht gemäß Beispiel 6 hergestellt.Subsequently was a first intermediate material with a size of 210 × 75 mm, the one with long fibers increased Layer had, with a thickness of 20 mm along a upper surface of the layer material, with a thickness of 5 mm along a bottom area of the material and with a thickness of 5 mm along both side surfaces of the Stretched material under the same conditions as for the surface layer according to example 6 produced.
Dann wurde eine füllstoffhaltige hitzehärtbare Schaumstoffflüssigkeit von der gleichen Art wie diejenige, die zum Formen der Kernschicht von Beispiel 2 verwendet wurde, zunächst als zweites füllstoffhaltiges Schichtmaterial in der Form gegossen und dann 30 Minuten bei 100°C einer Verschäumungs- und Härtungsreaktion ausgesetzt, um dadurch ein Schichtmaterial zu erzeugen, das eine zweite füllstoffhaltige Schicht von rechteckigem Querschnitt mit einer Größe von 200 × 50 mm ist.Then, a filler-containing thermosetting foam liquid of the same kind as that used to form the core layer of Example 2 was first added as the second filler-containing Layered material is poured into the mold and then subjected to a foaming and curing reaction at 100 ° C for 30 minutes to thereby produce a layered material which is a second filler-containing layer of rectangular cross section having a size of 200 x 50 mm.
Anschließend wurde ein zweites Zwischenmaterial mit einer Größe von 210 × 65 mm, das eine mit Langfasern verstärkte Schicht aufwies, die sich mit einer Dicke von 5 mm entlang einer oberen Fläche des Schichtmaterials, mit einer Dicke von 5 mm entlang einer unteren Flache des Schichtmaterials und mit einer Dicke von 5 mm entlang beiden Seitenflächen des Schichtmaterials erstreckte, unter den gleichen Bedingungen wie denjenigen für die Oberflächenschicht von Beispiel 6 erzeugt.Subsequently was a second intermediate material with a size of 210 × 65 mm, the one with long fibers increased Layer had a thickness of 5 mm along a upper surface of the layer material, with a thickness of 5 mm along a bottom Flat of the layer material and with a thickness of 5 mm along both side surfaces of the layered material under the same conditions like those for the surface layer produced by Example 6.
Dann wurde Epoxidklebstoff (ESURON 410, beziehbar von Sekisui Chemical Co., Ltd.) auf eine Unterseite des auf diese Weise herstellten ersten Zwischenmaterials und eine Oberseite des auf diese Weise hergestellten zweiten Zwischenmaterials aufgebracht. Diese Oberflächen wurden bei Raumtemperatur 24 Stunden lang in Druckkontakt miteinander gebracht, um dadurch einen Verbundstoff herzustellen, der eine faserverstärkte Zwischenschicht mit einer Dicke von 10 mm zwischen der ersten füllstoffhaltigen Schicht und der zweiten füllstoffhaltigen Schicht aufwies.Then was epoxy adhesive (ESURON 410, available from Sekisui Chemical Co., Ltd.) on an underside of the first manufactured in this way Intermediate material and a top of the made in this way applied second intermediate material. These surfaces were brought into pressure contact with each other at room temperature for 24 hours, to thereby produce a composite comprising a fiber-reinforced interlayer with a thickness of 10 mm between the first filler-containing layer and the second filler-containing Layer had.
Biegefestigkeit, Biegemodul, Nagelziehverhalten und Durchbiegung der in den Beispielen 8 und 9 erzeugten Verbundstoffe wurden untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 15 dargestellt, zusammen mit denen des Verbundstoffs von Beispiel 6.Flexural strength, Flexural modulus, nail pull and deflection in the examples 8 and 9 composites were investigated. The results are shown in Table 15, along with those of the composite of example 6.
Im Hinblick auf das Nagelziehverhalten wurden nach dem Bohren der vorbereiteten Löcher mit einem Durchmesser von 17 mm und einer Tiefe von 120 mm in der Oberfläche des mit der Oberflächenschicht bedeckten Probekörpers die durch JIS E 1109 vorgeschriebenen Schienenschraubnägel 20 mm bis zu ihren Kopfhohlkehlen eingeschlagen. Dann wurden Nagelziehwiderstandwerte bei einer Geschwindigkeit von 10 mm/min gemessen. Eine Last von nicht weniger als 23 kN wird durch Δ dargestellt, nicht weniger als 28 kN wird durch O dargestellt, nicht weniger als 33 kN wird durch dargestellt, nicht weniger als 38 kN wird durch dargestellt, nicht weniger als 43 kN wird durch dargestellt, und weniger als 23 kN wird durch × dargestellt.With regard to the nail pulling performance, after drilling the prepared holes having a diameter of 17 mm and a depth of 120 mm in the surface of the surface-covered specimen, the rail screw nails prescribed by JIS E 1109 were beaten 20 mm up to their head grooves. Then nail pulling resistance values were measured at a speed of 10 mm / min. A load of not less than 23 kN is represented by Δ, not less than 28 kN is represented by O, not less than 33 kN is transmitted represented, not less than 38 kN is going through represented, no less than 43 kN is going through and less than 23 kN is represented by ×.
[Tabelle 15][Table 15]
Man wird aus Tabelle 15 erkennen, daß der Verbundstoff mit der Kernschicht, die durch Laminieren mehrerer kernschichtbildender Zusammensetzungsschichten geformt wird, im Vergleich zu dem Verbundstoff mit der Kernschicht aus einer einschichtigen Struktur eine verbesserte Biegefestigkeit bietet. Ferner bietet die Kernschicht, die mit der faserverstärkten Zwischenschicht zwischen der füllstoffhaltigen Schicht und der füllstoffhaltigen Schicht geformt wird, auch ein verbessertes Nagelziehverhalten.you will recognize from Table 15 that the composite with the Core layer formed by laminating several core layer forming Compound layers is formed, compared to the composite with the core layer of a single-layered structure improved Bending strength offers. Furthermore, the core layer, which with the fiber reinforced Intermediate layer between the filler-containing Layer and the filler Layer is formed, also an improved nail pulling behavior.
(BEISPIEL 10)(EXAMPLE 10)
Wie in Tabelle 16 dargestellt, wurde Rohmaterial aus Vinylchloridschaumstoff, in dem 0,05 Gewichtsteile ADCA (Azodicarbonamid) als Verschäumungsmittel 100 Gewichtsteilen Vinylchloridharz (PVC-Masse, beziehbar von Tokuyama Sekisui Co., Ltd.) beigemengt waren, in Form eines tafelähnlichen Formteils mit einer Querschnittsgröße von 160 × 100 mm extrudiert, das die Kernschicht bildet.As shown in Table 16, was raw material of vinyl chloride foam, in which 0.05 parts by weight of ADCA (azodicarbonamide) as a foaming agent 100 parts by weight of vinyl chloride resin (PVC composition, available from Tokuyama Sekisui Co., Ltd.), in the form of a chalkboard-like Extruded molding with a cross-sectional size of 160 × 100 mm, the Core layer forms.
Das
tafelähnliche
Formteil wurde unter Verwendung der in
[Tabelle 16][Table 16]
(BEISPIEL 11)(EXAMPLE 11)
Ein
Verbundstoff mit einer Querschnittsgröße von 200 × 140 mm, der eine Oberflächenschicht
mit Langfasern und der in Tabelle 17 angegebenen hitzehärtbaren
Schaumstoffflüssigkeit
aufweist, um die Kernschicht mit einer Querschnittsgröße von 160
mm × 100
mm zu umgeben, welche die hitzehärtbare
Schaumstoffflüssigkeit
und den in der nachstehenden Tabelle 17 angegebenen Füllstoff
aufweist, wurde mit der in
[Tabelle 17][Table 17]
(BEISPIEL 12)(EXAMPLE 12)
Ein
Verbundstoff mit einer Querschnittsgröße von 200 × 140 mm, der die Oberflächenschicht
mit den Langfasern und der in Tabelle 18 angegebenen hitzehärtbaren
Schaumstoffflüssigkeit
aufweist, um die Kernschicht mit einer Querschnittsgröße von 160 × 100 mm
zu umgeben, welche die hitzehärtbare
Schaumstoffflüssigkeit
und den in der nachstehenden Tabelle 18 angegebenen Füllstoff
enthält,
wurde mit der in
[Tabelle 18][Table 18]
(VERGLEICHSBEISPIEL 7)(COMPARATIVE EXAMPLE 7)
Es wurde ein Verbundstoff mit einer Querschnittsgröße von 200 × 140 mm hergestellt, der nur die Langfasern und hitzehärtbare Schaumstoffflüssigkeit aufwies, die für die Oberflächenschicht von Beispiel 10 verwendet wurden.It a composite with a cross-sectional size of 200 × 140 mm was made only the long fibers and thermosetting foam liquid exhibited for the surface layer of Example 10 were used.
(VERGLEICHSBEISPIEL 8)(COMPARATIVE EXAMPLE 8)
Wie in Tabelle 19 dargestellt, wurde nach dem Vorwärmen eines Gemischs aus 20 Gewichtsteilen Phenolteilchen auf Resolbasis (BERU PAARU (Artikelbezeichnung), beziehbar von KANEBO, Ltd.) und 80 Gewichtsteilen Quarzsand Nr. 5 das Gemisch bei 200°C mit 20 kg/cm2 heißgepreßt, um dadurch ein poröses Material herzustellen, das die Kernschicht mit einer Querschnittsgröße von 160 × 100 mm ist.As shown in Table 19, after preheating a mixture of 20 parts by weight of resole-based phenol particles (BERU PAARU (article name), available from KANEBO, Ltd.) and 80 parts by weight of quartz sand No. 5, the mixture was set at 200 ° C at 20 kg / cm 2 , thereby producing a porous material which is the core layer having a cross-sectional size of 160 × 100 mm.
Dieses
poröse
Material wurde unter Verwendung der in
[Tabelle 19][Table 19]
(VERGLEICHSBEISPIEL 9)(COMPARATIVE EXAMPLE 9)
Wie in Tabelle 20 dargestellt, wurde Polystyrolharz (beziehbar von Sumitomo Chemical Co., Ltd.) extrudiert und verschäumt, um einen leistungsarmen Polystyrolschaumstoff zu erzeugen, der die Kernschicht mit einer Querschnittsgröße von 160 × 100 mm bildet.As shown in Table 20, polystyrene resin (available from Sumitomo Chemical Co., Ltd.) extruded and foamed to a low-power To produce polystyrene foam, the core layer with a Cross-sectional size of 160 × 100 mm forms.
Dieser
Schaumstoff wurde unter Verwendung der in
[Tabelle 20][Table 20]
(VERGLEICHSBEISPIEL 10)(COMPARATIVE EXAMPLE 10)
Elastischer Urethanschaumstoff, der die Kernschicht von 160 × 100 mm bildet, wurde unter Verwendung von Urethanharz mit der in Tabelle 21 angegebenen Zusammensetzung hergestellt.elastic Urethane foam, which forms the core layer of 160 × 100 mm, was under Use of urethane resin having the composition shown in Table 21 produced.
Dieser
elastische Urethanschaumstoff wurde unter Verwendung der in
[Tabelle 21][Table 21]
Die Ca-, Cb-, CSa-, CSb-, Ea-, Eb-, ESa-, ESb-, DBa-Werte, die Biegefestigkeit, das Nagelverhalten und das Nagelziehverhalten der in den Beispielen 10–12 und den Vergleichsbeispielen 7–10 hergestellten Verbundstoffe wurden untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 22 dargestellt.The Ca, Cb, CSa, CSb, Ea, Eb, ESa, ESb, DBa values, flexural strength, nail performance, and nail-pulling performance of those in Examples 10-12 and Comparative Examples 7-10 manufactured Ver Composites were investigated. The results are shown in Table 22.
[Tabelle 22][Table 22]
Aus Tabelle 22 ist klar ersichtlich, daß die Einstellung von CSa, CSb, Ea, Eb, ESa, ESb und DBa auf den Aufbau des Verbundstoffs gemäß den Ansprüchen 10 und 11 eine Volumenverringerung der Oberflächenschicht ermöglicht und eine Verbesserung der Biegefestigkeit, Verbesserung der Flexibilität sowie der Proportionalitätsgrenze bei Kompression, des Nagelverhaltens und des Nagelziehverhaltens erzielt.Out Table 22 clearly shows that the adjustment of CSa, CSb, Ea, Eb, ESa, ESb and DBa on the structure of the composite according to claims 10 and 11, a volume reduction of the surface layer allows and an improvement in flexural strength, flexibility and flexibility the proportionality limit in compression, nail behavior and nail-pulling behavior achieved.
(BEISPIEL 13)(EXAMPLE 13)
Ein
Verbundstoff mit einer Querschnittsgröße von 200 × 140 mm und einer Länge von
2020 mm, der eine in der nachstehenden Tabelle 23 angegebene Kernschicht
mit einer Querschnittsgröße von 180 × 100 mm,
eine Zwischenschicht mit einem unverschäumten Urethanharz mit einer
Dicke von etwa 2 mm und Polyesterfaservlies (SUPAN BONDO E 1050,
beziehbar von Asahi Chemical Industrial Co., Ltd.) als harzimprägniertes
folienähnliches
Material und eine in Tabelle 23 angegebene Oberflächenschicht
aufwies, wurde mit der in
[Tabelle 23][Table 23]
Durch mikroskopische Untersuchung des erhaltenen Verbundstoffs an oder in der Nähe der Grenzfläche zwischen der Kernschicht und der Oberflächenschicht wurde das Vorhandensein der Zwischenschicht festgestellt, in der das harzimprägnierte folienähnliche Material angeordnet war.By microscopic examination of the resulting composite at or near the interface between the core layer and the surface layer was the presence the intermediate layer in which the resin impregnated film-like Material was arranged.
(BEISPIEL 14)(EXAMPLE 14)
Abgesehen davon, daß die in der nachstehenden Tabelle 24 angegebene Oberflächenschicht, Zwischenschicht und Kernschicht ausgebildet wurden, wurde ein Verbundstoff auf die gleiche Weise wie im Beispiel 13 hergestellt.apart that the surface layer given in Table 24 below, Interlayer and core layer were formed, became a composite prepared in the same manner as in Example 13.
Es wurde festgestellt, daß zwischen der Kernschicht und der Oberflächenschicht eine Zwischenschicht mit einer Dicke von etwa 3 mm aus Epoxidharz gebildet wurde.It it was found that between the core layer and the surface layer an intermediate layer of about 3 mm thickness of epoxy resin was formed.
[Tabelle 24][Table 24]
(REFERENZBEISPIEL 1)(REFERENCE EXAMPLE 1)
Abgesehen
davon, daß keine
Zwischenschicht vorgesehen war, wurde ein Verbundstoff
(REFERENZBEISPIEL 2)(REFERENCE EXAMPLE 2)
Wie
in
Es wurden die Scherfestigkeit der Grenzfläche zwischen der Kernschicht und der Oberflächenschicht von jedem der Verbundstoffe gemessen, die aus den Beispielen 13, 14 und den Referenzbeispielen 1, 2 gewonnen wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 25 dargestellt, zusammen mit den Ergebnissen für die Biegefestigkeit, den Biegemodul, die Druckfestigkeit (JIS K 2101) und die Holzbearbeitbarkeit, wie zum Beispiel das Schneiden.It were the shear strength of the interface between the core layer and the surface layer of each of the composites measured from Examples 13, 14 and Reference Examples 1, 2 were obtained. The results are shown in Table 25, along with the results for flexural strength, the flexural modulus, the compressive strength (JIS K 2101) and the wood workability, such as cutting.
Die Scherfestigkeit wurde nach dem durch JIS Z 2101 vorgeschriebenen Verfahren mit einem TENSIRON UCT-5T-Gerät, hergestellt von Orientec Co., Ltd., mit einer Kreuzkopfgeschwindigkeit von 1 mm/min gemessen.The Shear strength was as prescribed by JIS Z 2101 Method with a TENSIRON UCT-5T device manufactured by Orientec Co., Ltd., measured at a crosshead speed of 1 mm / min.
[Tabelle 25][Table 25]
Aus Tabelle 25 ist klar ersichtlich, daß der Verbundstoff mit der Zwischenschicht, die zwischen der Oberflächenschicht und der Kernschicht vorgesehen ist und durch welche die Kernschicht und die Oberflächenschicht in einem Stück miteinander verbunden werden, wie der Verbundstoff von Anspruch 13, eine viel höhere Grenzflächenfestigkeit bieten kann als der Verbundstoff der keine Oberflächenschicht aufweist, und ferner als eine von verschiedenen Anwendungen voll auf das SEW-Verfahren anwendbar sein kann.It is clearly apparent from Table 25 that the composite having the interlayer provided between the surface layer and the core layer and through which the core layer and the surface layer are formed The composite layer of claim 13, can provide a much higher interfacial strength than the composite having no surface layer, and further, as one of various applications, can be fully applicable to the SEW process.
(BEISPIEL 15)(EXAMPLE 15)
Abgesehen davon, daß die in der nachstehenden Tabelle 26 angegebene Oberflächenschicht, Zwischenschicht und Kernschicht gebildet wurden, wurde ein Verbundstoff auf die gleiche Weise wie in Beispiel 13 hergestellt.apart that the surface layer given in Table 26 below, Interlayer and core layer were formed, became a composite prepared in the same manner as in Example 13.
Als Polyetherpolyol mit Propylenoxid-Zusatz wurde SUMIPHEN 1703 (Hydroxylzahl 380, Polyol-Äquivalent 147), beziehbar von Sumitomo Bayer Urethane Ltd., verwendet.When Polyether polyol with addition of propylene oxide was SUMIPHEN 1703 (hydroxyl number 380, polyol equivalent 147), available from Sumitomo Bayer Urethane Ltd., used.
Es wurde festgestellt, daß der hergestellte Verbundstoff eine Kernschicht mit einer Scherfestigkeit von 6 MPa, eine Oberflächenschicht mit einer Scherfestigkeit von 8 MPa und eine dazwischen ausgebildete Zwischenschicht mit einer Dicke von 1 mm aufwies, die aus leistungsarmem Schaumstoff mit einer Dichte von 0,50 bestand, die um den Faktor 1,1 höher war als in der Kernschicht.It it was found that the Composite produced a core layer with a shear strength of 6 MPa, a surface layer with a shear strength of 8 MPa and an intervening Intermediate layer with a thickness of 1 mm, the low-power Foam with a density of 0.50 existed by the factor 1.1 higher was as in the core layer.
[Tabelle 26][Table 26]
(BEISPIEL 16)(EXAMPLE 16)
Abgesehen davon, daß Oberflächenschicht, Zwischenschicht und Kernschicht gebildet wurden, wie in der nachstehenden Tabelle 27 angegeben, wurde ein Verbundstoff auf die gleiche Weise wie in Beispiel 13 hergestellt.apart that surface layer, Intermediate layer and core layer were formed as in the following Table 27 stated that a composite was made in the same way as prepared in Example 13.
Es wurde festgestellt, daß der erzeugte Kunststoff eine Kernschicht mit einer Scherfestigkeit von 6 MPa, eine Oberflächenschicht mit einer Scherfestigkeit von 8 MPa und Zwischenschichtabschnitte mit einer Dicke von 1 mm aufwies, die zwischen der Kernschicht und dem Faservlies bzw. zwischen dem Faservlies und der Oberflächenschicht ausgebildet waren und eine Dichte von 0,50 hatten, die um den Faktor 1,1 höher als in der Kernschicht war.It it was found that the produced plastic a core layer with a shear strength of 6 MPa, a surface layer with a shear strength of 8 MPa and interlayer sections with a thickness of 1 mm, between the core layer and the nonwoven fabric or between the nonwoven fabric and the surface layer were trained and had a density of 0.50 by the factor 1.1 higher as was in the core layer.
[Tabelle 27][Table 27]
(BEISPIEL 17)(EXAMPLE 17)
Abgesehen davon, daß Oberflächenschicht, Zwischenschicht und Kernschicht ausgebildet wurden, wie in der nachstehenden Tabelle 28 angegebenen, wurde ein Verbundstoff auf die gleiche Weise wie in Beispiel 13 hergestellt.apart that surface layer, Intermediate layer and core layer were formed, as in the following Table 28, a composite was made in the same way as prepared in Example 13.
Es wurde festgestellt, daß der Verbundstoff eine Kernschicht mit einer Scherfestigkeit von 6 MPa, eine Oberflächenschicht mit einer Scherfestigkeit von 8 MPa und Zwischenschichtabschnitte mit einer Dicke von 1 mm aufwies, die zwischen der Kernschicht und dem Faservlies bzw. zwischen dem Faservlies und der Oberflächenschicht ausgebildet waren und eine Dichte von 0,48 hatten, die um den Faktor 1,1 höher als in der Kernschicht war.It it was found that the Composite a core layer with a shear strength of 6 MPa, a surface layer with a shear strength of 8 MPa and interlayer sections with a thickness of 1 mm, between the core layer and the nonwoven fabric or between the nonwoven fabric and the surface layer were trained and had a density of 0.48, by the factor 1.1 higher as was in the core layer.
[Tabelle 28][Table 28]
Die
in den Beispielen 15–17
und im Vergleichsbeispiel 5 erhaltenen Verbundstoffe wurden Scherversuchen
gemäß dem in
JIS Z 2101 vorgeschriebenen Verfahren ausgesetzt, nach dem eine
Druckkraft auf den Verbundstoff in Richtung parallel zur Faserausdehnungsrichtung
auf eine solche Weise ausgeübt
wurde, das in einem Zwischenschichtabschnitt
Zu beachten ist, daß die Dauerbiegeversuche entsprechend den Dauerbiegeversuchen mit gleichbleibender Spannung bei einer Spannweite von 1960 mm, einer Biegespannung von 60 MPa und einer Frequenz von 6 Hz durchgeführt wurden. Eine Biegewechselzahl von nicht weniger als 1 × 10 bis zum Bruch wird durch dargestellt, weniger als 1 × 107 bis nicht weniger als 1 × 106 wird durch O dargestellt, und weniger als 1 × 106 wird durch × dargestellt. Ferner wird hinsichtlich der Zerstörung der Fall der durch die Oberflächenschicht verursachten Zerstörung durch × dargestellt, und der Fall, wo zwischen der Oberflächenschicht und der Kernschicht keine Zerstörung festgestellt wird, oder der Fall, wo durch wiederholtes Biegen mit einer Biegewechselzahl von nicht weniger als 1 × 107 keine Zerstörung verursacht wird, wird durch O dargestellt.It should be noted that the fatigue bending tests according to the flexural fatigue tests were carried out with constant tension at a span of 1960 mm, a bending stress of 60 MPa and a frequency of 6 Hz. A number of bending cycles of not less than 1 × 10 to break is achieved less than 1 × 10 7 to not less than 1 × 10 6 is represented by O, and less than 1 × 10 6 is represented by ×. Further, with respect to the destruction, the case of destruction caused by the surface layer is represented by ×, and the case where no destruction is found between the surface layer and the core layer, or the case where repeated bending with a number of bending cycles of not less than 1 × 10 7 no destruction is caused, is represented by O.
[Tabelle 29][Table 29]
Aus Tabelle 29 ist klar ersichtlich, daß der Verbundstoff gemäß Anspruch 20 hervorragende Eigenschaften nicht nur bezüglich der Biegefestigkeit und des Biegemoduls, sondern auch bezüglich der Haltbarkeit bei wiederholtem Biegen bietet.Out Table 29 clearly shows that the composite according to claim 20 excellent properties not only in terms of bending strength and the bending modulus, but also in terms of durability at repeated Bending offers.
NUTZUNGSMÖGLICHKEITEN IN DER INDUSTRIEUSE POSSIBILITIES IN INDUSTRY
Der so aufgebaute erfindungsgemäße Verbundstoff kann eine weitere Verbesserung der Druckfestigkeit und des Nagelverhaltens erzielen.Of the thus constructed composite according to the invention can further improve pressure resistance and nail behavior achieve.
Wenn der Verbundstoff als Schienenschwellen und dergleichen eingesetzt wird, kann er leicht Schwingungen dämpfen, um eine Geräuschminderung zu erreichen. Da außerdem die Kernschicht bei Beschädigung durch Verschleiß widerstandsfähig gegen Zerstörung ist, wird die Beschädigung dann an der Oberflächenschicht verursacht und ist daher leicht erkennbar.If the composite used as rail sleepers and the like it can easily dampen vibrations to reduce noise to reach. There as well the core layer in case of damage Wear resistant to destruction is, the damage will be then on the surface layer caused and is therefore easily recognizable.
Ferner kann die relative Dichte des hergestellten Verbundstoffs leicht durch Regulieren der relativen Dichte von Füllstoffen der Kernschicht eingestellt werden, so daß der Verbundstoff für verschiedene Anwendungen genutzt werden kann, die von der massesparenden Anwendung bis zur massebelasteten Anwendung reichen.Further The relative density of the composite produced can be light by adjusting the specific gravity of fillers of the core layer so that the Composite for Different uses can be made of the mass-saving Application to the mass-loaded application range.
Bei dem Aufbau gemäß Anspruch 5 kommt insbesondere der Wärmeausdehnungskoeffizient der Kernschicht dem der Oberflächenschicht nahe. Infolgedessen entsteht auch dann, wenn die Umgebungstemperatur stark variiert, eine geringe Verformung an einer Grenzfläche zwischen der Oberflächenschicht und der Kernschicht, und auf diese Weise wird eine hohe Zuverlässigkeit der Langzeit-Hafteigenschaften zwischen den Schichten bereitgestellt.at the structure according to claim In particular, 5 comes the thermal expansion coefficient the core layer that of the surface layer Near. As a result, even when the ambient temperature arises varies greatly, with little deformation at an interface between the surface layer and the core layer, and in this way, a high reliability the long-term adhesive properties provided between the layers.
Bei dem Aufbau gemäß Anspruch 6 wird die Beständigkeit gegen wiederholtes Nagelziehen verbessert, was zu dem Ergebnis führt, daß bei Verwendung des Verbundstoffs als Schienenschwellen das Wartungsintervall für die Schienenschwellen verlängert werden kann.at the structure according to claim 6 becomes the resistance improved against repeated nail pulling, which leads to the result that in use of the composite as rail sleepers, the maintenance interval for the rail sleepers extended can be.
Bei dem Aufbau gemäß Anspruch 9 wird eine Zerstörung der Kernschicht unterdrückt, wodurch sich die Flexibilität sowie die Biegefestigkeit, die Proportionalitätsgrenze bei Kompression, das Nagelverhalten und das Nagelziehverhalten verbessern. Bei Verwendung des Verbundstoffs als Schienenschwellen und dergleichen kann der Verbundstoff daher zur Geräuschminderung Schwingungen leicht dämpfen. Da außerdem die Kernschicht bei Beschädigung durch Verschleiß widerstandsfähig gegen Zerstörung ist, wird die Beschädigung dann an der Oberflächenschicht verursacht und ist daher leicht erkennbar.at the structure according to claim 9 becomes a destruction the core layer is suppressed, which gives the flexibility as well as the bending strength, the proportional limit of compression, the Improve nail behavior and nail-pulling behavior. Using the composite as rail sleepers and the like can the Composite therefore for noise reduction Slightly dampen vibrations. There as well the core layer in case of damage resistant to wear due to wear destruction is, the damage will be then on the surface layer caused and is therefore easily recognizable.
Bei dem Aufbau gemäß den Ansprüchen 14 und 15 kann der Verbundstoff auf geeignete Weise für eine Schienenschwelle (besonders eine Eisenbahnschwelle), eine druckaufnehmende Platte und eine Entnahme-/Zugangs-Abdichtungswand für Schildvortrieb (SEW) verwendet werden, die eine hohe Biegefestigkeit und einen hohen Biegemodul erfordern. Da außerdem für Zwecke, die keine hohe Biegefestigkeit und keinen hohen Biegemodul erfordern, die Produktgröße verringert werden kann, läßt sich eine Materialkosteneinsparung erzielen. Da die faserverstärkte Zwischenschicht zwischen der füllstoffhaltigen Schicht und der füllstoffhaltigen Schicht vorgesehen wird, kann außerdem ein eingeschlagener Nagel durch die Langfasern der faserverstärkten Zwischenschicht gebunden werden, um eine verbesserte Nagelhaltefähigkeit bereitzustellen.at The structure according to claims 14 and, the composite may suitably be for a railroad tie (especially a railway sleeper), a pressure-absorbing plate and a shield lift (SEW) extraction / access sealing wall is used which have a high flexural strength and a high flexural modulus require. There as well for purposes which do not require high bending strength and high flexural modulus, reduces the product size can be, can be achieve a material cost savings. Because the fiber reinforced interlayer between the filler-containing Layer and the filler-containing layer is provided, as well a hammered nail through the long fibers of the fiber-reinforced intermediate layer be bound to provide an improved nail-holding ability.
Bei dem Aufbau gemäß Anspruch 18 wird die Zerstörung der Kernschicht unterdrückt, wodurch eine Verbesserung der Flexibilität sowie der Biegefestigkeit, der Proportionalitätsgrenze bei Kompression, des Nagelverhaltens und des Nagelziehverhalten erzielt werden. Daher kann der Verbundstoff bei Verwendung als Schienenschwellen und dergleichen zur Geräuschminderung Schwingungen noch leichter dämpfen.at the structure according to claim 18 will be the destruction the core layer is suppressed, whereby an improvement of the flexibility and the flexural strength, the proportionality limit in compression, nail behavior and nail pulling behavior be achieved. Therefore, the composite can be used as rail sleepers and the like for noise reduction Dampen vibrations even more easily.
Beim Aufbau gemäß Anspruch 19 werden die Kernschicht und die Oberflächenschicht durch die unverschäumte hitzehärtbare Harzschicht integriert, wodurch eine hervorragende Grenzflächenfestigkeit bereitgestellt wird.In the structure according to claim 19, the core layer and the surface layer are integrated by the unfoamed thermosetting resin layer, thereby providing excellent interfacial strength is provided.
Bei Verwendung als Material für die SEW-Bauweise, die eine von verschiedenen Anwendungen des Verbundstoffs darstellt, kann der Verbundstoff allein als eine Einheit verwendet werden, ohne daß mehrere flache Platten laminiert und unter Druck miteinander verklebt werden müssen, im Unterschied zu dem herkömmlichen Kunstholz. Daher kann der Klebevorgang weggelassen werden, und es kann die gleiche oder eine höhere Festigkeit erreicht werden als die des herkömmlichen Kunstholzes.at Use as material for the SEW design, which is one of several applications of the composite The composite may be used alone as a unit be without several flat sheets are laminated and glued together under pressure have to, unlike the conventional one Art wood. Therefore, the bonding operation can be omitted, and it may be the same or higher Strength can be achieved than that of conventional synthetic wood.
Bei dem Aufbau gemäß Anspruch 20 kann insbesondere die Haltbarkeit gegen Dauerbiegebeanspruchung so verbessert werden, daß der Verbundstoff sich noch besser als Baumaterial eignet, wie z. B. als Wandmaterial für die SEW-Bauweise und als Eisenbahnschwelle, die eine hohe Haltbarkeit gegen Dauerbiegebeanspruchung erfordern.at the structure according to claim 20 may in particular the durability against continuous bending stress be improved so that the Composite is even better than building material, such. B. as wall material for the SEW design and as a railway sleeper, which has a high durability against continuous bending stress require.
Bei dem Aufbau gemäß Anspruch 21 kann durch eine hochfeste Folie und dergleichen, die als harzimprägnierte Folie eingesetzt wird, eine höhere Festigkeit der Zwischenschicht ermöglicht werden.at the structure according to claim 21 can by a high-strength film and the like, which are resin impregnated Foil is used, a higher Strength of the intermediate layer are made possible.
Bei der Ausbildung der Zwischenschicht kann das harzhaltige folienähnliche Material mit einem unverschäumten hitzehärtbaren Harz imprägniert werden, um die Bildung der Zwischenschicht zu erleichtern.at the formation of the intermediate layer, the resinous foil-like Material with an unfoamed thermosetting Resin impregnated to facilitate the formation of the intermediate layer.
Bei dem Aufbau gemäß Anspruch 22 kann ein Verbundstoff von höherer mechanischer Festigkeit hergestellt werden, der beim Verschäumen leicht geschlossene Zellen bilden kann und eine hervorragend niedrige Absorptionsfähigkeit aufweist.at the structure according to claim 22 can be a composite of higher mechanical strength are produced, which is easy to foam Closed cells can form and an excellent low absorption capacity having.
Bei dem Aufbau gemäß Anspruch 26 kann eine noch stabilere Biegefestigkeit hervorgebracht werden.at the structure according to claim 26, even more stable flexural strength can be produced.
Die synthetische Schienenschwelle gemäß Anspruch 27, für die der oben erwähnte erfindungsgemäße Verbundstoff genutzt wird, weist die gleichen hervorragenden Fähigkeiten wie Naturholz auf. Sie weist eine hervorragende Haftfestigkeit an der Grenzfläche auf, mit anderen Worten, eine hervorragende Grenzflächenfestigkeit. The synthetic rail sleeper according to claim 27, for which the above-mentioned composite according to the invention is used, has the same outstanding capabilities as natural wood. It has excellent interfacial adhesion, in other words excellent interfacial strength.
- 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1h, 1i und 1j1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1h, 1i and 1j
- Verbundstoffcomposite
- 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, 2h, 2i und 2k2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, 2h, 2i and 2k
- Kernschichtcore layer
- 2222
- Füllstofffiller
- 23, 24 und 2623 24 and 26
- füllstoffhaltige Schicht (kernschichtbildende Zusammensetzung)filler Layer (core layer-forming composition)
- 2525
- faserverstärkte Zwischenschicht (kernschichtbildende Zusammensetzung)fiber reinforced intermediate layer (core layer forming composition)
- 3a, 3b, 3c, 3g, 3h, 3i und 3k3a, 3b, 3c, 3g, 3h, 3i and 3k
- Oberflächenschichtsurface layer
- 5, 815, 81
- Langfaserlong fiber
- 7h, 7k7h, 7k
- Zwischenschichtinterlayer
- PP
- singulärer Punktsingular point
- TT
- Tangente (Tangente an den singulären Punkt P)tangent (Tangent to the singular Point P)
- 8787
- harzimprägniertes folienähnliches Materialresin-impregnated sheet-like material
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