DE1479995C3 - Glasfaserhaltige gewebte Textilschicht zur Herstellung von Laminaten mit verbesserter innerer Haftung - Google Patents
Glasfaserhaltige gewebte Textilschicht zur Herstellung von Laminaten mit verbesserter innerer HaftungInfo
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Landscapes
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Description
Die Erfindung betrifft eine glasfaserhaltige gewebte Textilschicht zur Herstellung von Laminaten mit
verbesserter innerer Haftung aus einer Polypropylenschicht und dieser Textilschicht durch Verbinden beider
Schichten unter Druck und erhöhter Temperatur, wobei die Textilschicht zusätzlich Fasern aus einem mit
Polypropylen verträglichen thermoplastischen Material, z. B. aus Polypropylen, enthält. Es gibt Laminate, bei
denen eine Schicht eines thermoplastischen, synthetischen, polymeren Materials mit einem Glasfasergewebe
verstärkt worden ist, um hierdurch ein Laminat mit geringem Gewicht, hoher Kerbfestigkeit und chemischer
Beständigkeit zu erzeugen. Diese Schichtkörper können durch weitere Schichten verstärkt werden, z. B.
mit Schichten aus Glasfasern, die in Polyesterharz eingebettet sind. Es ist auch bekannt, Polypropylen als
polymeres Material zu verwenden, doch war es schwierig, eine befriedigende Bindung zwischen dem
Polypropylen und einem der Verstärkung dienenden Glasfasergewebe zu erreichen.
In der USA.-Patentschrift 25 39 301 ist die Herstellung eines Textillaminats aus einer thermoplastischen
Polymerschicht und aus einem Glasfasergewebe beschrieben, das thermoplastische Fasern enthält. Hierbei
ist es unwesentlich, ob die thermoplastischen Fasern mit der Polymerschicht verträglich sind, zumal die Flächen
des Textils, die mit dem thermoplastischen Film überzogen werden, praktisch vollständig aus Glasfäden
gebildet sind. Infolgedessen tritt bei diesem Laminat nicht das Problem auf, wie eine Haftung der
thermoplastischen Schicht mit einem Glasfasergewebe erzielt werden kann. Der Zweck der thermoplastischen
Fasern in dem bekannten Glasfasergewebe ist lediglich der, daß dem Gewebe ein gewisser Grad an
Streckbarkeit verliehen wird. Die thermoplastischen Fasern sind aber nicht an eine andere Schicht gebunden.
In der französischen Patentschrift 12 75 480 ist ein Verfahren zum Herstellen von Röhren aus thermoplastischem
Material beschrieben, bei dem Verstärkungseinlagen, z. B. aus Glasfasern, verwendet werden. Die
Rohre werden über Ziehdorne gebildet, und nach ihrer Formung werden sie von den Ziehdornen in Längsrichtung
abgezogen. Die Verstärkungseinlage wird nur wegen diesen Abziehens benötigt und braucht nur in der
Längsrichtung den Zugkräften zu widerstehen. Demnach sind nur die Kettfäden des Textils parallel zur
Längsachse des Ziehdorns gelegt, weil nur sie für die Festigkeit der Einlage verantwortlich sind. Die Schußfäden
haben keinen Einfluß auf die Festigkeit und dienen lediglich dazu, die Kettfäden während der Formung des
Rohrs in ihrer Lage zu halten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine glasfaserverstärkte gewebte Textilschicht zur Herstellung
von Laminaten der im Oberbegriff des Patentanspruches genannten Art zu schaffen, die eine feste
ίο Verbindung der Textilschicht mit der Polypropylenschicht
gewährleistet und gleichzeitig auf der Seite der Textilschicht ein weiteres Aufbringen eines glasfaserverstärkten
Harzes unter Ausbildung einer ebenfalls festen Haftung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Kette vollständig aus Glasfasern und der Schuß aus Glasfasern
und thermoplastischen Fasern besteht, die mit Polypropylen verträglich sind, wobei sich der größere Teil der
Glasfasern nahe der einen Oberfläche und der größere Teil der Thermoplastfasern nahe der anderen Oberfläche
befindet.
Besonders geeignete thermoplastische Fasern sind solche aus Polypropylen und andern Polyolefinen, wie ,
Polyäthylen hoher Dichte, Polyäthylen niedriger Dichte',.
Polypropylen mit einem größeren isotaktischen Anteil, d. h. hochkristallines Polypropylen. Jedoch ist die
Erfindung auch anwendbar auf andere thermoplastische synthetische Polymere, die zur Faserbildung bzw. zur
Schichten- oder Folienbildung befähigt sind, wie
JO Polyäther, Polycarbonate und Polyaldehyde. Das polymere
Material für .die Schicht und für die Fasern können die gleichen oder verschiedene miteinander verträgliche
Materialien sein, d. h. Materialien, die sich in befriedigender Weise aneinanderbinden. Es kann ein einziges
Polymer oder eine Mischung von Polymeren oder von Mischpolymerisaten verwendet werden.
Die glasfaserhaltige gewebte Textilschicht und die Schicht können nach jedem üblichen Verfahren
aneinandergebunden werden, vorzugsweise jedoch
•Ό durch Aufpressen der glasfaserhaltigen gewebten
Textilschicht auf die Schichtoberfläche, nachdem letztere durch Erhitzen zum Erweichen gebracht worden ist,
und durch anschließendes Kühlen des Laminats. Auch die glasfaserhaltige gewebte Textilschicht selbst kann
erhitzt werden, um zusätzlich die thermoplastischen ι f
Fasern zu erweichen oder an Stelle des Erhitzens der Schicht. Bei einem bevorzugten Verfahren wird die
glasfaserhaltige gewebte Textilschicht auf eine Oberfläche der aus der Presse austretenden Schicht aufgedrückt,
solange sie sich noch in erweichtem Zustand befindet, beispielsweise in einem Kalander. Wenn man
Hitze anwendet, sollte die Schicht und/oder die glasfaserhaltige gewebte Textilschicht auf eine Temperatur
am oder oberhalb des Erweichungspunkts des Polymers bzw. der Polymere gebracht werden, zumindest
solange man Druck aufbringt, jedoch sollte nicht auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunkts
erhitzt werden. Ferner sollten in der glasfaserhaltigen gewebten Textilschicht keine heiß gestreckten polyme-
f>° ren Fasern verwendet werden, weil die dabei entstehende
innere Spannung die Fasern zerreißen oder das Laminat zerstören könnte.
Die glasfaserhaltige gewebte Textilschicht ist so aufgebaut, daß sich der größere Anteil der Glasfasern
h<> nahe an einer Oberfläche und der größere Anteil der
Polymerfasern nahe an der anderen Oberfläche befindet und letztere Oberfläche an die Schicht gebunden wird.
Ein solcher Aufbau kann mit Hilfe einer Satingewebe-
struktur erreicht werden. Beispiele für solche Gewebe, die sich für die Zwecke der vorliegenden Erfindung
anbieten, sind eine achtschäftige bzw. achtbindige Satinstruktur mit 22 Kettfäden pro Zentimeter aus
einem 225-1/3 (Glasfaser-Maßsystem)-Monofil-Glasgarn
und 21 Fäden pro Zentimeter von einem der drei folgenden Schußfäden:
1. 3 Fäden eines 150-2/0-GIasgarns, versponnen mit
1.2 Drehungen pro Zentimeter in S-Drehung mit
einem monofilen, ungestreckten 250-Denier-Polypropylengarn.
2. 3 Fäden eines 150-2/0-Glasgarns, versponnen mit
1.3 Drehungen pro Zentimeter in S-Drehung mit einem aus 75 Fäden bestehenden multifilen
ungestreckten 640-Denier- Polypropylengarn.
3. 4 Fäden eines 150-2/0-Glasgarns, versponnen mit 1,3 Drehungen pro Zentimeter in S-Drehung mit
einem multifilen, aus 70 Fasern bestehenden, nicht gestreckten 640-Denier-Polypropylengarn.
Diese Garne wurden so ausgewählt, daß sich Garne • von gleichem Gewicht wie diejenigen ergaben, die
normalerweise auf einer Glasgewebemaschine verarbeitet werden. Sie sind für diesen Zweck nur als Beispiel
angegeben worden. Zum Binden an eine Polypropylenschicht wurden die Gewebe nach den im vorhergehenden
Abschnitt enthaltenen beispielhaften Angaben erzeugt; sie zeigten im Vergleich zu einem reinen
Glasgewebe, das an Polypropylenschichten gebunden war, eine 100%ige Zunahme an Schälfestigkeit,
gemessen durch Auseinanderziehen des Laminats bei 180°.
Diese Textilien wurden an eine 0,178 cm dicke, bei 2400C stranggepreßte Polypropylenschicht gebunden,
indem man das Textil zusammen mit der Schicht durch einen 3-Walzen-Stuhl führte. Das Gewebe und die
Schicht Hefen zuerst zwischen der oberen und der mittleren Walze durch. Die Temperatur für diese
Kalanderwalzen waren folgende:
Obere Walze
Mittlere Walze
Untere Walze
Mittlere Walze
Untere Walze
30 bis 9O0C
70 bis 90° C
70 bis 1200C
70 bis 90° C
70 bis 1200C
optimal 50° C
optimal 75° C
optimal 900C
optimal 75° C
optimal 900C
Die Gesamtdicke der nicht gebundenen Schicht und des Gewebes war 0,203 cm; der zwischen der oberen
und der mittleren Walze eingestellte Spalt war 0,178 cm. Die entstandene Bindung im Laminat hatte eine
Schälfestigkeit von etwa 2,6 kg/cm, wenn das Gewebe und die Schicht bei 180° gegeneinander gezogen
wurden.
Die Spannung der abkühlenden Schicht zwischen den Haltewalzen der Auspreßvorrichtung und den Kalanderwalzen
sollte stets genau überwacht werden, um Verformungen, Verspannungen oder Verwerfungen in
der Schicht zu vermeiden.
Bei dickeren Schichten aus polymerem Material kann es erwünscht sein, die frisch stranggepreßte Schicht
allein zwischen der oberen und der mittleren Walze durchzuführen und das Gewebe zwischen der mittleren
und der unteren Walze zuzuführen. Hierdurch kann man die Schicht in gewissem Umfang sich abkühlen lassen,
bevor das Gewebe mit ihr verbunden wird, so daß man hierdurch Restspannungen vermindert.
Die Dicke der verwendeten Schicht hängt von dem beabsichtigten Verwendungszweck für das Laminat ab.
Wenn jedoch die Schichten des polymeren Laminats
ίο dicker als 3,8 cm sind, so besitzen sie normalerweise
genügend Festigkeit und benötigen keine Verstärkung, so daß für den größten Teil aller Anwendungszwecke
die verwendeten Schichten eine Dicke von 0,025 bis 3,8 cm aufweisen. Für industrielle Zwecke wird die
Dicke normalerweise zwischen 0,10 und 0,95 cm liegen.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Schichtkörper können für Bau- bzw. Konstruktionszwecke
verwendet werden; sie können eine dekorative Oberfläche auf der Seite der Schicht
besitzen, die der Gewebeeinlage abgewandt, ist. Die Schichtkörper können auch weiter verstärkt werden,
z. B. durch Einarbeiten von mit Glasfaserschichten verstärktem Harz auf die Textilseite des Laminats. Da
die erfindungsgemäße Textilschicht den größeren Teil der Glasbestandteile nahe der einen Oberfläche und den
größeren Teil der polymeren Bestandteile nahe der anderen Oberfläche hat, ergibt sich ein weiterer Vorteil,
weil die von der Schicht entfernte Oberfläche den größeren Teil der Glasfasern enthält und sich deshalb
leichter mit der darauffolgenden, mit Glasfaserschichten verstärkten Harzschicht bindet. Solche Schichten
können nach den üblichen Verfahren aufgebaut werden, die zur Herstellung von Schichtkörpern auf der Basis
von mit Glasfasern verstärkten Harzen angewendet werden, mit der Einschränkung, daß sich das betreffende
Verfahren auf die bereits vorhandene Polymer-Glaslaminatstruktur nicht schädlich auswirken darf.
Die Zeichnung erläutert an Hand eines typischen Beispiels das bevorzugte Herstellungsverfahren für die
oben beschriebenen Laminate. Eine frisch ausgepreßte Schicht 1 aus Polypropylen wird zusammen mit einer
Textilbahn 2, die nach Satinart gewebt ist und eine Kette aus Glasfasergarnen und einen Schuß aus Garnen,
besitzt, die Glas- und Polypropylenfasern enthalten, zwischen der oberen und der mittleren Walze 3, 4, des
3-Walzen-Stuhls 5, dann die mittlere Walze 4 und zwischen ihr und der unteren Walze 6 sowie zwischen
einem Aufnahmewalzenpaar 7 hindurchgeführt. Letzteres steuert die Spannung, mit der das Laminat und das
Gewebe 8 von der unteren Walze 6 abgezogen werden. Das Gewebe wird der Schicht so zugeführt, daß dessen
Oberfläche a, welche einen größeren Anteil der Polypropylenfasern enthält, in Berührung mit der
Schicht kommt, und die Oberfläche b, die von der Schicht abgewandt ist, den größeren Teil der Glasfasern
enthält.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Glasfaserhaltige gewebte Textilschicht zur Herstellung von Laminaten mit verbesserter innerer Haftung aus einer Polypropylenschicht und dieser Textilschicht durch Verbinden beider Schichten unter Druck und erhöhter Temperatur, wobei die Textilschicht zusätzlich Fasern aus einem mit Polypropylen verträglichen thermoplastischen Material, z.B. aus Polypropylen, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Kette vollständig aus Glasfasern und der Schuß aus Glasfasern und thermoplastischen Fasern besteht, die mit Polypropylen verträglich sind, wobei sich der größere Teil der Glasfasern nahe der einen Oberfläche und der größere Teil der Thermoplastfasern nahe der anderen Oberfläche befindet.
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Also Published As
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