DE2717734A1

DE2717734A1 - Glasfasermatte

Info

Publication number: DE2717734A1
Application number: DE19772717734
Authority: DE
Inventors: John Raymond Pfeffer
Original assignee: Consolidated Fiberglass Products Co
Current assignee: Consolidated Fiberglass Products Co
Priority date: 1976-04-29
Filing date: 1977-04-21
Publication date: 1977-11-17
Also published as: FR2349672A1; US4135029A; BE854052A; JPS52132173A; NL7704685A; GB1577561A

Description

DR. RUDOLF BAUER · DiPL.-ING. HELMUT HUBBUCH

·, 753 PFORZHEIM. (WEST-OERMANY)

*T WESTUCHE SI (AM LEOPOLDPLATB

TEL.: (O72S1) IO ti ·Ο

12. April 1977 III/Be

CONSOLIDATED FIBERGLASS PRODUCTS COMPANY, Bakersfield, Calif. USA

" Glasfasermatte "

Die Erfindung betrifft eine Glasfasermatte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Solche Glasfasermatten kommen gewöhnlich in Form von Rollen auf den Markt und können in jede beliebige Form zugeschnitten werden. Die heute auf dem Markt erhältlichen Glasfasermatten bestehen aus einer Grundsubstanz aus zerhackten Glasfasern, die zwischen 6 und 31 mm lang sind und einen Durchmesser zwischen 9 und 16 /um haben. Die zerhackten Glasfasern werden durch ein Bindemittel zusammengehalten; als Bindemittel kommen Harze auf Harnstoffbasis, Phenolharze, Knochenleim, Polyvinylalkohole und dergl. infrage, vorzugsweise solche, die Wasserfest sind. Die Glasfasern und das Bindemittel werden gewöhnlich zu einer Matte geformt und durchlaufen einen Ofen, um das Bindemittel auszuhärten oder zu trocknen.

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Es gibt zwei Verfahren zur Herstellung von Glasfasermatten, nämlich das trockene und das nasse Verfahren. Beim trockenen Herstellungsverfahren werden im Bereich der Mittelebene der Glasfasermatte Fäden angeordnet, um die Reißfestigkeit zu erhöhen. Der Wachteil dieses Aufbaus liegt aber darin, daß hierdurch eine Schichtstruktur entsteht, die eine Auflösung der Matte in ihre einzelnen Schichten begünstigt. Die in der Mitte eingelagerten Fäden heben die Homogenität der Glasfasermatte auf und setzen die mechanische Festigkeit in Richtung quer zur Mittelfläche der Glasfasermatte herab, so daß sie in zwei Teile getrennt werden kann.

Grundlegender Nachteil des nassen Herstellungsverfahrens ist es, daß die so erzeugten Glasfasermatten nur eine geringe Heißfestigkeit besitzen, welche bei Produkten und Anwendungen jedoch von ausschlaggebender Bedeutung ist. Wegen der mangelnden Reißfestigkeit finden die naß hergestellten Glasfasermatten nur eine stark eingeschränkte Verwendung.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfhdung, eine auf nassem Wege herzustellende Glasfasermatte zu schaffen, die eine hohe

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Heißfestigkeit besitzt lind deshalb vielseitig verwendbar ist.

Sie Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Hatte mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungs ged ankens sind Gegenstand der Unteransprüche·

An Vorteilen ist vor allem zu vermerken, daß die neue Matte in ihrer bevorzugten Ausführungsform eine hohe Reißfestigkeit in allen Richtungen besitzt.

Ferner besitzt die neue Glasfasermatte überall, auch im Bereich ihrer Mittel ebene, wo sich die verstärkenden Lagen befinden, eine angemessene mechanische Festigkeit, die ein Zerfallen der Matte in einzelne Schichten verhindert. Dies liegt daran, daß zwischen den Glasfaserfäden genügend Grundsubstanz vorhanden ist, in welche die verschiedenen Lagen eingebettet sind.

Auf die Reißfestigkeit und die Festigkeit gegen Ablösen von Schichten wirkt es sich positiv aus, wenn die Glasfaserfäden regellos orientiert und nach regellosem Muster angeordnet sind.

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Es bietet sich die Möglichkeit, die Festigkeit gezielt durch die Auswahl der Muster zu beeinflussen, in denen die Glasfaserfäden verlegt werden. Die Fäden können z.B. einheitlich in kreisförmigen Schlingen gelegt werden, die innerhalb eines Fadens aufeinander folgen und einen Abstand zueinander aufweisen, wobei an den Kreuzungspunkten die Abschnitte des Glasfaserfadens miteinander verbunden sind, i.a. durch das Bindemittel der Grundsubstanz.

Die zusätzliche Lage aus längsverlaufenden, gestreckten Glasfaserfäden, die ebenfalls in die Grundsubstanz eingebettet sind, verleihen zusätzliche Festigkeit und verhindern, daß Fäden wie Reißleinen herausgezogen werden können.

Das Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Glasfasermatten ist weit. Hauptanwendung ist die Herstellung von Asphaltdachhäuten, wobei die Glasfasermatten die bisher benutzten,mit Asphalt getränkten Filzmatten ersetzen. Eine solche mit Glasfasermatten hergestellte Dachhaut hat viele Vorteile: Sie ist feuerfest, dauerhafter, verhält sich unter den gegebenen Einflüssen besser, benötigt einen geringeren Anteil an Asphalt und ist deshalb auch billiger.

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Die Glasfasermatten können ferner beim Verlegen von Teppichböden und anderen Fußbodenbelägen verwendet werden. Sie können auch bei der Sperrholzherstellung zwischen zwei Holzschichten eingelegt werden und so die Sperrholzplatten verstärken.

Schließlich kann man solche Matten für korrosionsgefährdete Produkte verwenden, z.B. zur Trennung von Batterien, als elektrische Laminate, zur Oberflächenbeschichtung von Holz u. dergl. mehr.

Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Glasfasermatte sind in den beigefügten Zeichnungen schematisch dargestellt und werden anschließend beschrieben. Es ist

F i g . 1 eine Glasfasermatte mit nach regellosem Muster angeordneten Glasfäden bzw. Fadenabschnitten im Grundriß in verschiedenen Ebenen,

F i g . 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer anderen Matte, in der jedoch zusammen mit regellos angeordneten Glasfäden noch längsverlaufende Glasfäden vorgesehen sind,

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F i g . 3 ein Schnitt entlang Linie 3-3 in Fig. 1,
I" i g . 4 ein Schnitt entlang Linie 4—4 in Fig. 2,

F i g . 5 ein waagerechter Schnitt durch eine Glasfasermatte,deren die Reißfestigkeit bewirkende Fäden
gewendet angeordnet sind.

Die in Fig. 1 und 3 dargestellten Glasfasermatten 10 bestehen aus einer Grundsubstanz die durch zerhackte Glasfasern 11 gebildet wird, die durch ein Bindemittel miteinander verbunden sind.

Die zerhackten Glasfasern haben übliche Abmessungen und bestehen aus einer für diesen Zweck üblichen Glassorte. Der Durchmesser der Glasfasern kann etwa zwischen 9 und 16 /um und die Länge der Faserstücke zwischen etwa 6 und 31 mm liegen. Die Länge ist jedoch für die Erfindung nicht ausschlaggebend und kann auch abweichend gewählt werden.

Auch die verwendeten Bindemittel wie Harze auf Harnstoffbasis, Phenolharze, Knochenleim, Polyvinylalkohole, Polyvinylacetate sowie verschiedene Binder und Stabilisatoren sind die üblichen

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Vorzugsweise wird ein wasserfestes Bindemittel verwendet·

Mit den Bezugsziffern 12 und 13 sind zwei voneinander getrennte Lagen von regellos angeordneten textlien Glasfaden oder Glasfadenabschnitten bezeichnet, die innnerhalb der Grundsubstanz angeordnet sind, wobei sich zwischen diesen beiden Lagen noch ein gewisses Volumen von zerhackten und mit Bindemitteln gebundenen Glasfasern 11 befindet, was in den Figuren 3 und 4- mit dem Bezugszeichen 16 angedeutet ist. Mit den beiden durch ein gewisses Volumen der Grundsubstanz der Matte 10 voneinander getrennten Lagen 12 und 13 tritt in der Mitte der Glasfasermatte 10 keine Minderung der Festigkeit ein. Die Matte weist vielmehr durch und durch hinreichende Festigkeit auf und löst sich nicht in verschiedene Schichten auf, weil der Mittelbereich der Matte 10 geeignet verstärkt wurde. Die gesponnenen Fäden und Fadenabschnitte in den Lagen 12, 13, die nachfolgend gemeinsam als Glasfaden bezeichnet werden, sind nicht nach einem besonderen Muster angeordnet, vielmehr bilden sie eine zufällige Folge von runden oder ovalen Abschnittenverschiedener Größe und Radien. Sie überkreuzen, schneiden, verflechten und verschlingen sich. Wo immer sich die Glasfäden in den Lagen 12 oder 13 überkreuzen, sind sie an ihren Kreuzungspunkten 14 (Fig. 1 und 2)

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untereinander verbunden. Die Glasfaden durchziehen die gesamte Fläche der Matte, so daß diese in allen ihren Teilen reißfest ist.

In Figur 2 und 4- ist eine Glasfasermatte mit einer Lage 15 aus parallel verlaufenden, geraden Fäden aus Glasfasern in Kombination mit den Lagen 12 und 13 aus regellos angeordneten Glasfaden dargestellt. Die parallelen Fäden bilden eine eigene, dritte Lage 15« die von der Lage 13 ebenfalls durch dazwischenliegende Grundsubstanz 17 aus zerhackten Glasfasern 11 und Bindemittel getrennt ist, um der Matte auch in diesem Bereich die nötige Festigkeit zu geben.

Wenn durch Ziehen ein Glasfaden aus z.B. der Lage 12 gelockert wird und aus der Matte 10 herausgezogen zu werden droht, was allerdings sehr unwahrscheinlich ist, dann wird er wegen der regellosen Anordnung der Glasfaden bereits am eraten Kreuzungspunkt 14 festgehalten; ein weiteres Herausziehen wie bei einer Reißleine wird verhindert.

Bei dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 hat die Matte eine Breite von 90 cm. Die drei parallelen Fäden in der Lage 15 entlang jeder der beiden Seitenkanten der Glasfasermatte besitzen einen Abstand von 18 mm. Die übrigen

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parallelen Fäden der Lage 15 haben einen Abstand von 50 +, 12 mm. Die regellos angeordneten Fäden in den Lagen 12 und 13 haben einen Abstand von 18 mm zueinander, jeweils von Mittellinie zu Mittellinie gemessen. Die Mittellinien laufen im gezeichneten Beispiel im wesentlichen parallel zueinander, können aber im Rahmen der Erfindung mit Vorteil auch regellos orientiert sein. Dadurch, daß die Fäden in verschiedene Lagen 12, 13, 15 eingefügt worden sind, ist die Reißfestigkeit der Matte erhöht worden, was an der Vielzahl von belastbaren Flächen liegt. Das Zerreißen eines Produktes mit drei Lagen aus Fäden ist viel schwerer als beim Vorhandensein von nur einer Lage.

Bei der erfindungsgemäßen Matte ist der Anteil an zerhackten Glasfasern etwa 70%, der Anteil an Fäden etwa 10% und der Anteil des Bindemittels etwa 20%. Jedbch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. So kann es u.U. vor allem angezeigt sein, den Anteil der Fäden über 10% hinaus zu erhöhen oder den Anteil der Grundsubstanz aus gehackten Glasfasern 11 und Bindemittel zu erhöhen, vor allem bei dickeren Matten.

Fig. 5 zeigt eine Glasfasermatte im waagerechten Schnitt, bei der die Glasfaserfäden in den Lagen 22 und 23 ein bestimmtes Muster bilden, nämlich Schleifen bilden, die zwar einen Abstand untereinander besitzen, aber miteinander verbunden sind. Die Glasfaser-

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fäden sind ebenfalls in zwei getrennten La^en angeordnet. Sie verteilen sich wie in den vorauf ^epan^enen Beispielen aber die f;anae Fläche der Glasfasermatte, so dass die gesamte I'i-'tte in allen iiiohtun^en. reißfest ist.

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BAD ORIGINAL

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Leerseite

Claims

DR. RUDOLF BAUER . D1PL.-ING. HELMUT HUBBUCH PATENTANWÄLTE 753 PFORZHEIM, (west-germany) WESTLICHE 31 (AM LEOPOLOPLATZ) TEL.: (07231)10 22 »Ο 12. April 1977 Ill/Be Patentansprüche;

1. Glasfasermatte, deren Grundsubstanz aus Glasfasern besteht, die durch ein Bindemittel gebunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Lagen (12, 13, 15; 22, 23) von Glasfaserfäden so in die Grundsubstanz eingebettet und darin gebunden sind, daß sich zwischen den Lagen (12, 13, 15} 22, 23) noch soviel Grundsubstanz befindet, daß die Matte (10) im Mittelbereich zwischen den Lagen (12, 13, 15} 22, 23) hinreichende mechanische Festigkeit aufweist.

2. Glasfasermatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Lagen (12, 13 j 15; 22, 23) nahe der Mittelebene der Hatte

(10) angeordnet sind und aus hochreißfesten Fäden bestehen, die der Matte (10) durch und durch und in allen Richtungen Heißfestigkeit verleihen.

- 1Γ: -

Q O Π /, f, / η 7 7 1

ORIGINAL INSPECTED

3. Glasfasermatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfaserfäden nach einem bestimmten

!■luster angeordnet sind, nämlich Ovale bilden, die voneinander einen Abstand aufweisen, aber miteinander verbunden sind, und daß die Glasfaserfäden einer jeden Lage (12,13i 22, 23) miteinander verbunden sind, wo immer sie sich überkreuzen.

4. Glasfasermatte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet« daß Lagen (12, 13_t 15j 22, 23)

von regellos orientierten und von ausgerichteten Glasfaserfäden getrennt in die Grundsubstanz eingebettet sind.

5. Glasfasermatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet« daß die regellos orientierten Glasfaserfäden zu Ovalen

geformt sind, die untereinander einen Abstand aufweisen, jedoch miteinander verbunden sind, unterschiedliche Größe aufweisen und sich an unterschiedlichen A>schnitten schneiden und verschlingen, wobei an jedem Schnitt - oder Kreuzungspunkt (14) auf einem der Glasfaserfäden die sich kreuzenden fadenabschnitte miteinander verbunden sind.

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6. Glasfasermatte nach Anspruch 4- oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß die ausgerichteten Glasfaserfäden in wenigstens einer Lage (15) und die regellos orientierten Glasfaserfäden in wenigstens zwei Lagen (12, 13) vorhanden sind, wobei die ausgerichteten Glasfaserfäden in Längsrichtung verlaufen.

7- Glasfasermatte nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch

gekennzeichnet, daß die regellos orientierten Glasfaserfäden die ganze Fläche der Matte (10) überdecken.

8. Glasfasermatte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfasern (11) etwa 70 Gew.-%, die Glasfaserfäden etwa 10 Gew.-% und das Bindemittel etwa 20 Gew.-% der Matte (10) stellen.

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