DE9419030U1 - Composite of plastics and textile fleece layers for lining and covering surfaces - Google Patents
Composite of plastics and textile fleece layers for lining and covering surfacesInfo
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Description
BeschreibungDescription
Die Erfindung beschreibt eine neuartige Verbundkonstruktion aus Kunststoffen mit einer Vliesschicht aus konventionellen Textilfaserstoffen, die als ZwischenschichtThe invention describes a novel composite construction made of plastics with a nonwoven layer made of conventional textile fibers, which as an intermediate layer
a) teils im Kunststoff eingebettet, teils in der zu verkleidenden Oberfläche eingebettet,a) partly embedded in the plastic, partly embedded in the surface to be covered,
b) teils im Kunststoff eingebettet, teils als späterer Träger von Kleber zur zu verkleidenden Oberfläche oderb) partly embedded in the plastic, partly as a later carrier of adhesive to the surface to be covered or
c) als Träger von Kleber sowohl zum Kunststoff als auch zur zu verkleidenden
Oberfläche
haftvermittelnd wirkt.c) as a carrier of adhesive both to the plastic and to the surface to be covered
has an adhesion-promoting effect.
Zum Schutz von Beton- und Metalloberflächen vor chemischer und mechanischer
Beanspruchung werden je nach Beanspruchungsart unterschiedliche
Kunststoffe (wie z. B. PVC, PP, PE, PVDF) eingesetzt. Dabei werden die
Vorteile von Beton und Metall (Statik) mit den Vorteilen von Kunststoff (z.B. chemische Beständigkeit, geringer Abrieb, gutes Gleitverhalten)
kombiniert.
20To protect concrete and metal surfaces from chemical and mechanical stress, different plastics (such as PVC, PP, PE, PVDF) are used depending on the type of stress. The advantages of concrete and metal (statics) are combined with the advantages of plastic (e.g. chemical resistance, low abrasion, good sliding properties).
20
Im Bauwesen kommen sowohl kraftschlüssige als auch formschlüssige Verbindungen zwischen Kunststoff und zu verkleidender Oberfläche zur Anwendung. Bei allen Verbindungsarten ist es das Ziel, mit einem vertretbaren Aufwand eine feste und dauerhafte Verbindung zwischen den beiden Materialien zu erreichen.In construction, both force-fitting and form-fitting connections are used between plastic and the surface to be covered. The aim of all types of connection is to achieve a firm and permanent connection between the two materials with a reasonable amount of effort.
Nach dem Stand der Technik hat sich bei Neubaumaßnahmen im Bauwesen der Einsatz von sogenannten Betonschutzplatten durchgesetzt. Die Kunststofftafeln sind einseitig mit Verankerungsnoppen unterschiedlicher Form versehen. Diese Noppen werden beim Herstellungsprozeß der Tafel sofort mit angeformt oder sie sind nachträglich auf die Tafeln aufgebracht worden.According to the state of the art, the use of so-called concrete protection panels has become established in new construction projects. The plastic panels are provided with anchoring studs of different shapes on one side. These studs are immediately molded into the panel during the manufacturing process or they are subsequently applied to the panels.
In ähnlicher Weise funktioniert das bekannte Betonplattierungssystem "Bekaplast" der Fa. Steuler-Industriewerke GmbH (Kunststoffe 81 (1991) 11, S. 1048), angewandt im Behälterbau zum Einpassen eines Innenbehälters in den Außenbehälter bzw. zum Reparieren und Auswechseln schadhafter Rohre nach dem sogenannten Relining-Verfahren. Die speziell aufgebrachten Ankernoppen pressen sich in die Betonhinterfüllung zwischen Innen- und Außenbehälter ein. Wie bei den genannten Betonschutzplatten besteht nachThe well-known concrete plating system "Bekaplast" from Steuler-Industriewerke GmbH (Kunststoffe 81 (1991) 11, p. 1048) works in a similar way. It is used in tank construction to fit an inner tank into the outer tank or to repair and replace damaged pipes using the so-called relining process. The specially applied anchor studs press into the concrete backfill between the inner and outer tanks. As with the concrete protection plates mentioned,
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dem Abbinden des Betons durch die Noppen eine kraftschlüssige Verbindung zwischen beiden Materialien. Dabei sind je nach Betonqualität sehr hohe Auszugsfestigkeiten erreichbar.When the concrete sets, the studs create a force-fit connection between the two materials. Depending on the quality of the concrete, very high pull-out strengths can be achieved.
Bei vertikaler Auskleidung von Fertigbauten oder Metallbehältern werdenFor vertical lining of prefabricated buildings or metal containers,
die Kunststoffplatten neben einer "Verklebung" zusätzlich durch sogenannte Segmentanker, Verschraubungen oder Keilnägel befestigt. Diese Befestigungspunkte werden nachträglich überschweißt, damit der Schutz vor chemischer Beanspruchung an diesen Stellen nicht eingeschränkt wird. 10In addition to "gluing", the plastic panels are also secured using so-called segment anchors, screw connections or wedge nails. These fastening points are subsequently welded over so that the protection against chemical stress is not restricted at these points. 10
WC-Platten sind relativ gut zu verkleben. Die eingesetzten Klebstoffe bewirken meist ein gleichzeitiges Anlösen oder Anquellen der Fügeflächen. Beim anschließenden Härten erfolgt eine besonders feste Verbindung.Toilet plates are relatively easy to glue. The adhesives used usually cause the joining surfaces to dissolve or swell at the same time. When they harden afterwards, a particularly strong bond is created.
In letzter Zeit hat sich der Einsatz von Polyolefinen insbesondere bei extremen Einsatzfällen wie z. B. im chemischen Apparate- und Behälterbau, Deponiebau, Gewässerschutz u. a. durchgesetzt. Polyolefine haben den Nachteil, daß sie praktisch nicht verklebbar sind.Recently, the use of polyolefins has become particularly popular in extreme applications such as chemical equipment and container construction, landfill construction, water protection, etc. Polyolefins have the disadvantage that they are practically impossible to bond.
Als Neuentwicklung zur Auskleidung von Behältern und Apparaten aus glasfaserverstärkten Kunststoffen {als tragende Teile) mit resistenten Thermoplast-Platten (Liner) setzt die Fa. Hüls Troisdorf AG, HT Troplast AG sogenannte Haftvermittler auf Basis Synthetik oder Glas als Gestricke oder Gewebe ein. Diese Haftvermittlerschichten werden einseitig so in den Kunststoff eingebettet, daß eine Haftung mit dem Polyesterharz noch möglich ist. Die Verankerung des Laminates im Kunsstoff erfolgt zum Beispiel bei Glasgewebe über eine Art von Vernieten. Die Anzahl der Nieten bestimmt die Festigkeit der Einbettung (Kunststoffe 82 (1992) 3, S. 248-251).As a new development for lining containers and equipment made of glass fiber reinforced plastics (as load-bearing parts) with resistant thermoplastic plates (liners), Hüls Troisdorf AG, HT Troplast AG uses so-called bonding agents based on synthetic or glass as knitted or woven fabrics. These bonding agent layers are embedded in the plastic on one side in such a way that adhesion with the polyester resin is still possible. The anchoring of the laminate in the plastic, for example in the case of glass fabric, is done using a type of riveting. The number of rivets determines the strength of the embedding (Kunststoffe 82 (1992) 3, pp. 248-251).
Ziel der Erfindung ist es, eine vereinfachte Haftvermittlung zwischen Kunststoffschichten und zu verkleidender Oberfläche durch Ersetzen aufwendig auf die Kunststofftafel aufzubringender Verankerungsnoppen, den Wegfall von Segmentankern, Verschraubungen oder Keilnägeln und die problemlose Anwendung von Klebersystemen zu erreichen. Damit ergeben sich zum einen Fertigungsvorteile bei der Herstellung von Verkleidungsmaterialien als auch Produktvorteile bei deren Anwendung.The aim of the invention is to achieve a simplified bond between plastic layers and the surface to be clad by replacing the anchoring studs that are laboriously applied to the plastic panel, eliminating segment anchors, screw connections or wedge nails and the problem-free use of adhesive systems. This results in manufacturing advantages in the manufacture of cladding materials as well as product advantages in their application.
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Diese Aufgabe wird erfinderisch gelöst, indem die Kunststoffschicht einseitig mit einer Vliesstoffschicht, die als Haftvermittler zwischen Kunststoff und zu verkleidender Oberfläche wirkt, kraftschlüssig verbunden wird.This problem is solved in an inventive way by force-fitting the plastic layer on one side with a nonwoven layer, which acts as an adhesion promoter between the plastic and the surface to be covered.
Das Verbinden einer Kunststoffschicht mit einer mehr oder weniger voluminösen Haftvermittlerschicht ist im diskontinuierlichen und kontinuierlichen Verfahren möglich. Beim diskontinuierlichen Verfahren wird die Vliesstoffschicht oberflächig in die Kunststoffschicht eingepreßt oder mittels eines Klebers auf die Kunststoffschicht geklebt. Beim Kleben erweisen sich die bereits genannten Probleme mit Polyolefinen als nachteilig. Das Einpressen erfolgt in Etagenpressen. Zwischen zwei Preßblechen werden je eine Kunststofftafel und eine Vliesstoffschicht eingelegt. Die Presse wird drucklos aufgeheizt und nach Erreichen des thermoplastischen Zustandes der Kunststofftafel unter Druck abgekühlt. Für das kontinuierliche Verfahren bieten sich Tafelextrusionsanlagen an. In das noch fließfähige Kunststoffmaterial wird gleichzeitig das textile Vlies zugeführt und eingebettet.The bonding of a plastic layer with a more or less voluminous adhesion promoter layer is possible in a discontinuous and continuous process. In the discontinuous process, the nonwoven layer is pressed into the surface of the plastic layer or glued to the plastic layer using an adhesive. When gluing, the problems with polyolefins mentioned above prove to be disadvantageous. The pressing takes place in multi-stage presses. A plastic sheet and a nonwoven layer are placed between two press plates. The press is heated without pressure and cooled under pressure once the plastic sheet has reached the thermoplastic state. Sheet extrusion systems are suitable for the continuous process. The textile fleece is fed into the still flowable plastic material and embedded at the same time.
Je nach Beanspruchungsart bzw. nach dem Zweck des Einsatzes solcher Verbünde ist zu entscheiden, welche Forderungen an die Haftfestigkeit und die Auszugsfestigkeit von der zu verkleidenden Oberfläche gestellt werden. Das läßt sich wesentlich durch die Auswahl des geeigneten Faserstoffpolymers (z. B. normale und hochfeste Faserstofftypen) und die geeignete Vlieskonstruktion steuern.Depending on the type of stress or the purpose of using such composites, it is necessary to decide what requirements are placed on the adhesive strength and pull-out strength of the surface to be covered. This can be controlled largely by selecting the appropriate fiber polymer (e.g. normal and high-strength fiber types) and the appropriate fleece construction.
Im Bauwesen sind bei der Aus- und Verkleidung von Mauerwerk aus Beton neben Richtwerten zum thermischen, feuchtigkeitstechnischen, chemischen und brandtechnischen Verhalten insbesondere die "Richtlinie Alkalireaktion im Beton" vom Deutschen Ausschuß für Stahlbeton einzuhalten. Unter ungünstigen Umständen kann die alkali lösliche Kieselsäure mit dem Alkali des Zements reagieren und zum sogenannten Alkalitreiben und zu Rissen im Beton führen. Im chemischen Apparate- und Behälterbau dürfen nur solche Werkstoffe eingesetzt werden, die korrosionsbeständig sind.In construction, when lining and cladding concrete masonry, in addition to the guideline values for thermal, moisture, chemical and fire behavior, the "Guideline for Alkali Reaction in Concrete" from the German Committee for Reinforced Concrete must be observed. Under unfavorable circumstances, the alkali-soluble silica can react with the alkali in the cement and lead to so-called alkali drift and cracks in the concrete. In chemical equipment and container construction, only materials that are corrosion-resistant may be used.
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Für die Vliesstoffschicht sind demzufolge in Abhängigkeit vom Einsatzzweck konventionelle Primärfaserstoffe, Sekundärfaserstoffe und Hochleistungsfaserstoffe einsetzbar. Die Haftvermittlung (Klebstoffaufnähme) der Vliesstoffschicht ist konstruierbar mittels geeigneter Vernadelungsparameter (Einsatz der geeigneten Vlieskonstruktion) und der eingesetzten Verbundtechnik (ganzflächiger oder stellenweiser Verbund Kunststoffschicht/ Vliesstoffschicht. Zusätzlich kann die freie Oberfläche der Vliesstoffschicht durch Prägen oder Aufrauhen vergrößert und damit für Klebersysteme aufnahmefähiger gemacht werden.Depending on the intended use, conventional primary fibers, secondary fibers and high-performance fibers can be used for the nonwoven layer. The adhesion (adhesive absorption) of the nonwoven layer can be constructed using suitable needling parameters (use of the appropriate nonwoven construction) and the composite technology used (full-surface or local composite plastic layer/nonwoven layer). In addition, the free surface of the nonwoven layer can be enlarged by embossing or roughening, making it more receptive to adhesive systems.
Im Vergleich zu konventionellen Verkleidungskonstruktionen bietet die textile Haftvermittlerschicht zusätzliche Vorteile; das sind die Schall- und Wärmedämmung und der Zugspannungausgleich zwischen Kunststoff und zu verkleidender Oberfläche mittels der elastischen Vliesstoffschicht. Bei Betonbauten wirkt die elastische Verbindung einer Spannungsrißbildung entgegen.Compared to conventional cladding constructions, the textile bonding layer offers additional advantages: sound and heat insulation and the equalization of tensile stress between the plastic and the surface to be clad by means of the elastic nonwoven layer. In concrete structures, the elastic connection counteracts the formation of stress cracks.
Die Erfindung kann verwendet werden als:The invention can be used as:
- Betonschutzplatte, eingebaut als verlorene Schalung- Concrete protection plate, installed as permanent formwork
z. B. . seitliche Schalung von Balken, Wänden, Stützen, . Schalung von Deckenplatten,e.g. lateral formwork of beams, walls, columns, . formwork of ceiling slabs,
. Rüstung bzw. Stützung von Balken, Rahmen und weitgespannten Platten,. Armoring or supporting beams, frames and wide-span slabs,
- Dekorplatten zum Aus- und Verkleiden von Innen- und Außenräumen, - Auskleidung von Wannen, Becken und Rohren aus Beton (z. B. im Gewässerschutz)- Decorative panels for lining and cladding interior and exterior spaces, - Lining of tubs, basins and pipes made of concrete (e.g. in water protection)
- Auskleidung von Tunne!bauten,- Lining of tunnels,
- Liner zum Auskleiden von Apparaten und Behältern aus Metall.- Liners for lining metal apparatus and containers.
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Aus führungsbei spi e1From implemen tation at spi e1
Der Verbund wurde an einer Etagenpresse hergestellt. Dazu wurden folgende Schichtmaterialien eingesetzt:The composite was produced on a multi-layer press. The following layer materials were used:
Kunststoffschicht (Matrix): - 100 % PEHD (Lupolen)Plastic layer (matrix): - 100 % PEHD (Lupolen)
- 4 mm Plattendicke- 4 mm plate thickness
Vliesstoffschicht: - 50/50 PAN/PES (Reißfasern (Recyclingmaterial )Nonwoven layer: - 50/50 PAN/PES (tear fibers (recycled material)
- vernadelt auf DILO-Nadelmaschine zu Nadelvlies mit einer Flächenmasse von 600 g/m2 (Vliesdicke ~ 5 mm)- needled on DILO needle machine to needle fleece with a basis weight of 600 g/m 2 (fleece thickness ~ 5 mm)
Zwischen die zwei Preßbleche wurden je eine Kunststofftafel, eine Vliesmatte und zusätzlich ein Metallgitter eingelegt. Die Presse wurde drucklos aufgeheizt und nach Erreichen des thermoplastischen Zustandes der Kunststoff tafel unter Druck abgekühlt. Das Metallgitter erzeugt ähnlich einem Prägen eine dreidimensionale Noppenstruktur, auf der freien, ungebundenen Vliesstoffoberfläche. Das bedeutet, die Verbundhaftung Vlies/Kunststoff besteht nur stellenweise entsprechend der Gitterform. Die voluminösen Noppen haben weitestgehend Vlieseigenschaften, Elastizität und Aufnahmevermögen beibehalten. Diese Platten wurden in einer seitlichen Wandverschalung entsprechend der DIN 1045 "Beton und Stahlbeton, Bemessung und Ausführung" getestet. Nach der normgerechten Aushärtung des Betons bestand eine haftende Verbindung zwischen dem Vlies im Kunststoffverbund und der Betonwand. Die Auszugsfestigkeit des Verbundes wurde nach DIN 1048 T2 "Prüfverfahren für Beton" vermittelt. Gemessene Höchstkraft und die errechnete Auszugsfestigkeit entsprachen den allgemeinen Anwendungsbestimmungen .A plastic sheet, a fleece mat and an additional metal grid were placed between the two press plates. The press was heated without pressure and cooled under pressure after the plastic sheet had reached the thermoplastic state. The metal grid creates a three-dimensional dimple structure on the free, unbound nonwoven surface, similar to embossing. This means that the fleece/plastic bond only exists in places according to the grid shape. The voluminous dimples have largely retained the fleece properties, elasticity and absorption capacity. These panels were tested in a side wall formwork in accordance with DIN 1045 "Concrete and reinforced concrete, dimensioning and execution". After the concrete had hardened in accordance with the standard, there was an adhesive connection between the fleece in the plastic composite and the concrete wall. The pull-out strength of the composite was determined in accordance with DIN 1048 T2 "Testing methods for concrete". Measured maximum force and calculated pull-out strength corresponded to the general application specifications.
Claims (6)
15characterized in that fiber ends or loops of the textile nonwoven layer transfer adhesive forces between the plastic layer and the surface to be covered.
15
20characterized in that the nonwoven fabric layer consists of conventional primary textile fiber materials and/or secondary fiber materials and/or high-performance fiber materials.
20
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Cited By (1)
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| DE102004055488A1 (en) * | 2004-11-17 | 2006-06-14 | Porr Technobau Und Umwelt Gmbh | layer structure |
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1994
- 1994-11-26 DE DE9419030U patent/DE9419030U1/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE102004055488A1 (en) * | 2004-11-17 | 2006-06-14 | Porr Technobau Und Umwelt Gmbh | layer structure |
| DE102004055488B4 (en) * | 2004-11-17 | 2008-07-10 | Porr Technobau Und Umwelt Gmbh | layer structure |
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