DE2811966C3

DE2811966C3 - Belagmaterial, insbesondere als Fußboden

Info

Publication number: DE2811966C3
Application number: DE2811966A
Authority: DE
Inventors: Bengt Ulricehamn Lundgren (Schweden)
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1977-03-28
Filing date: 1978-03-18
Publication date: 1980-06-19
Also published as: FR2385857B1; DE2811966A1; DE2811966B2; FR2385857A1; IT7821353A0; SE7703488L; IT1158669B

Description

In Wärme aushärtende Kunststoffe und andere Kunststoffe, die bei normalen Zimmertemperaturen eine große Härte aufweisen, haben im nicht-verstärkten (ungefüllten) Zustand eine relativ kleine Stoß- und Schlagfestigkeit. Diese reinen, ungefüllten Kunststoffe reißen und brechen schon bei kleinen Stoß- oder Schlagbeanspruchungen. Eine Verstärkung dieser Kunststoffe durch Füllen mit Fasern, zum Beispiel Glasfasermatten, verbessert die Stoß- und Schlagfestigkeit der Kunststoffe nur geringfügig. Zwar wird durch eine solche Füllung der betreffende Kunststoff bzw. das aus diesem hergestellte Belagmaterial auch bei relativ großen Stoßen zusammenghalten, es entstehen aber bei kleinen Stoßen noch schädliche Anrisse im Werkstoff.

Das Belagmaterial in Form von Platten oder Fliesen oder eines an Ort und Stelle gefertigten Belages, insbesondere Fußboden, soll eine möglichst große Stoßfestigkeit aufweisen, damit keine Schäden entstehen, wenn schwere Gegenstände darauf fallen. Herkömmliches Belagmatenal ist aus mit Füllstoffen verstärkten Kunststoffen hergestellt und weist somit einen großen Widerstand gegenüber Verschleiß (Abnutzung) auf, es ist auch relativ wirtschaftlich und billig herzustellen. Häufig wird dieses Belagmaterial für Fußböden in Werkstätten, Lagerräumen und anderen Fabrikationsräumen verwendet, wo es harten Stoßen durch herunterfallende Gegenstände, durch Laufräder und durch andere Fabrikationsmittel ausgesetzt ist. Dieses herkömmliche Belagmaterial hat aber nicht vollständig befriedigt, weil noch Anrisse im Material entstehen. Selbst ein kleiner Anriß ist aber schädlich, weil dieser aufgrund der dauernden mechanischen Beanspruchung des Materials und des Eindringes von öl und Schmutz in diesen Anriß schnell wächst. Man hat deshalb schon lange Zeit nach einer Möglichkeit gesucht, die Stoß- und Schlagfestigkeit des genannten Belagmateriales zu vergrößern, ohne daß die übrigen guten Eigenschaften des Materials, nämlich die hohe Steifigkeit und der gute Verschleißwiderstand, beeinträchtigt werden.

Es ist übrigens bekannt, Kunststoffe mit pulverisierten Werkstoffen, nämlich Kalk, Holzspänen, Sägemehl oder diversen Oxyden, zu füllen und zu verstärken. All diese Füllstoffe brachten jedoch keine Verbesserung bezüglich der Rißanfälligkeit des aus ihnen hergestellten Belagmaterials.

Bei einem bekannten Belagmaterial wird ein Glasfasergewebe allseits von einem Kunststoff umschlossen, wobei das Glasfasergewebe die unerwünschte Bildung von Blasen im Belagmaterial verhindert (DE-GM 17 25 823). Dieses bekannte Belagmaterial besitzt zwar einen hohen Abrieb und Verschleißwiderstand, jedoch ebenfalls einen mangelhaften Widerstand gegenüber der Entstehung von Rissen bei Stoßen oder Schlagen.

Ein anderes Belagmaterial ist bekannt, welches aus einem mit Kunststoff beschichteten Gewebe aus Jute besteh', wobei der Kunststoff zum Ableiten elektrostatischer Aufladungen zu höchstens 5 Prozent mit Teilchen aus Metall und das Gewebe im Abstand von 6 bis 10 cm mit eingewebten elektrisch leitenden Metallfäden versehen ist (DE-AS 11 26 352). Dieses andere bekannte Belagmaterial weist vor allem deshalb einen ungenügenden Widerstand gegenüber Rißbildung auf, weil das Gewebe durch das örtliche Einweben von Metallfäden Stellen unterschiedlicher Festigkeit besitzt, die bei Stoßbelastung schädliche Spannungskonzentrationen und entsprechende Rißbildungen im Belagmaterial verursachen.

Es ist übrigens ein Belagmaterial aus Kunststoff

■to bekannt, welches zum Erzielen einer elektrischen Leitfähigkeit mit Teilchen aus Metall gefüllt ist (US-PS 27 61 854). Dieses bekannte Belagmaterial besitzt einen viel zu kleinen Widerstand gegenüber der Entstehung von Rissen bei Stoßen oder Schlagen.

Der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Belagmateriai in Form von Platten oder Fliesen oder eines an Ort und Stelle gefertigten Belages, insbesondere Fußboden, aus einem bei normalen Zimmertemperaturen harten Kunststoff, der durch eine Füllung mit Glasfasergewebe verstärkt ist, zu schaffen, welches bei guter Steifigkeit und hohem Verschleißwiderstand einen verbesserten Widerstand gegenüber der Entstehung von Rissen bei Stoßen oder Schlägen aufweist und welches außerdem wirtschaftlich herstellbar ist.

Mit dem Belagmaterial der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung wird erreicht, daß die Energie der Stoßbeanspruchung im verlegten oder vergossenen Belagmaterial zum großen Teil durch die einzelnen, sich berührenden bzw. miteinander mechanisch gekoppelten Teilchen aus plastisch verformbarem Metall infolge plastischer Verformungsarbeit dieser Teilchen absorbiert und vernichtet wird. Dabei bewirkt die Füllung des Kunststoffes mit dem Glasfasergewebe, daß auch große

65> Stoß- oder Schlagbeanspruchungen ohne Risse oder Brüche vom Belagmaterial aufgenommen werden. Die Herstellung des Belagmaterials durch herkömmliches Pressen von Platten (Fliesen) oder durch Auftragen und

28 Π 966

Aushärten des Kunststoffs an Ort und Stelle ist einfach und wirtschaftlich.

Wenn Teilchen eines nicht-metallischen Werkstoffes mit ungenügender plastischer Verformbarkeit, zum Beispiel Silicateilchen, zum Füllen des Kunststoffes verwendet werden, ergibt sich eine bemerkenswert kleine Stoß- und Schlagfestigkeit; denn diese spröden Teilchen werden bei Stoßbelastung im Material zermalmt, ohne daß sie die Energie des Stoßes wesentlich absorbieren oder vernichten. Das heißt also, daß dann die Stoßenergie allein durch Verformungsarbeit des Kunststoffes vernichtet werden muß, so daß vielfach Risse im Kunststoff entstehen.

Im Gegensatz hierzu können die Teilchen aus einem plastisch verformbaren Metall, in hohem Grade verformt werden, so daß durch die einzelnen Teilchen em großer Teil der Verformungsarbeit geleistet und die Stoßenergie im Belagmaterial dementsprechend ohne Rißentstehung absorbiert wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Dabei sind in den Ansprüchen 2 und 3 besonders vorteilhafte Metalle für die Teilchen angegeben und die Ausgestaltung nach Anspruch 4 bewirkt, daß eine optimale mechanische Kopplung der einzelnen Teilchen aus plastisch verformbaren Metall durch einen entsprechend großen Gehalt an Teilchen im Kunststoff gewährleistet ist, so daß diese Teilchen einen bedeutenden Teil der Stoßenergie absorbieren.

Anspruch 5 enthält eine besonders vorteilhafte Form der Teilchen aus plastisch verformbaren Metall, wobei die Teilchen einfach und wirtschaftlich hergestellt und in das Belagmaterial eingearbeitet werden können.

Anspruch 6 schließlich weist auf Teilchen hin, die als Nebenprodukt der Wälzlagerfertigung wirtschaftlich beschafft werden können.

Nachfolgend aollen einige Testergebnisse, die in der Zeichnung graphisch dargestellt sind, beschrieben werden, die die Vorteile des erfindungsgemäßen Belagmaterials erläutern.

Mit einer 0,5 kg Kugel wurden Fallprüfungen auf Testplatten durchgeführt. Die Testplatten hatten eine Größe von 150 χ 150 χ 5 mm und waren aus einem Polyester-Kunststoff hergestellt. Sie lagen bei den Fallprüfungen auf einem relativ steifen Fundament. Die Kugel wurde aus verschiedenen Höhen auf die Testplatten fallengelassen. Dabei wurde festgestellt, bei welcher Fallhöhe erst Anrisse in den Testplatten entstehen.

In einer ersten Prüfung wurden Testplatten aus reinem (nicht-gefülltem) Polyester-Kunststoff untersucht. Dann wurden Testplatten aus Polyester-Kunststoff geprüft, welche mit einer Glasfasermatte (300 g/m²) verstärkt waren. Außerdem wurden mit Stahlteilchen gefüllte Testplatten aus Polyester-Kunststoff der Fallprüfung unterzogen. Schließlich wurden Testplatten aus Polyester-Kunststoff geprüft, die mit der oben angegebenen Glasfasermatte verstärkt und mit Zusätzen von 10, 20. 3·> *0, 50 und 80Gew.% Teilchen aus Wälzlagerstahl gefüllt waren. Die Teilchen waren als Schleifpartikel spanförmig ausgebildet und besaßen eine Dicke von 2 bis 20 μπι und eine Länge, die etwa 10 bis 20 mal so groß wie ihre Dicke war.

In der Zeichnung sind die Ergebnisse dieser Fallprüfung graphisch dargestellt. Dabei ist die Fallhöhe der Kugel, bei der erste Anrisse entstehen, auf der Ordinate (senkrechte Achse) und der entsprechende Gehalt von Wälzlagerstahl-Teilchen in Gewichtsprozenten auf der Abrisse (horizontale Achse) aufgetragen.

Die horizontale Linie A in der Zeichnung zeigt die

Fallhöhe für Testplatten aus reinem (nicht-gefülltem) Polyester-Kunststoff und die horizontale Linie B für Testplatten aus mit Glasfasermatten verstärkten Polyester-Kunststoff. Demnach verursacht die Verstärkung (Füllung) des Kunststoffes mit Glasfasermatten eine geringfügige Vergrößerung der Rißfestigkeit, das ist der Widersland des Werkstoffes der Testplatte gegenüber

ίο Rißentstehung.

In der Zeichnung sind mit einem in einem Kreis eingesetzten Kreuz markierte Testergebnisse eingetragen, die mit Testplatten aus Polyester-Künststoff ohne Glasfasermatten-Verstärkung, aber mit verschiedenen Gehalten an Stahl-Teilchen erhalten worden sind. Diesen einzelnen Testergebnissen ist die Kurve C der Zeichnung angepaßt, welche die Rißfestigkeit des Polyester-Kunststoffs in Abhängigkeit vom Stahl-Teilchen-Gehalt im Kunststoff angibt Aus Jer Darstellung in der Zeichnung geht hervor, daß die Rißfestigkeit des Kunststoffs durch Füllen des (reinen) Kunststoffs mit Stahl-Teilchen etwas verbessert werden kann.

Eine wesentliche Vergrößerung der Rißfestigkeit wird nun mit dem erfindungsgemäßen Belagmaterial erzielt, denn die mit Glasfasergewebe verstärkten und mit Stahl-Teilchen gefüllten Testplatten aus Polyester-Kunststoff weisen bedeutend größere Fallhöhen auf, bei der erste Anrisse in den Testplatten entstehen. Dies geht aus den diesbezüglichen, mit einem Kreuz in der Zeichnung eingetragenen Testergebnisse hervor. Die Kurve D der Zeichnung, die diesen Testergebnissen angepaßt ist, zeigt die Rißfestigkeit der mit Glasfasergewebe und Stahl-Teilchen gefüllten Testplatten in Abhängigkeit vom Stahl-Teilchen-Gehalt im Polyester-Kunststoff.

Aus der Zeichnung ist klar ersichtlich, daß die Rißfestigkeit der mit Glasfasergewebe und Stahl-Teilchen gefüllten Testplatten viel größer ist als zu erwarten war, denn die Summierung der Festigkeit der mit Glasfasergewebe allein verstärkten Testplatte mit der Festigkeit, die mit einer durch Stahl-Teilchen verstärkten Testplatte gefunden wird, liefert eine zusammengesetzte Festigkeit, die mit der mit E in der Zeichnung gekennzeichneten Kurve gegeben ist. Diese Kurve E liegt zumindest im Bereich 20 bis 80 Gew.% Stahlteilchen im Kunststoff wesentlich unterhalb der Kurve D, die tatsächlich für mit Glasfasermatte und Stahl-Teilchen gefüllte Testplatten gilt. Ein Gehall an Stahl-Teilchen größer als 80 Gew.% im Kunststoff bewirkt übrigens, daß der Kunststoff in der Testplatte nicht mehr zusammenhängend ausgebildet und somit keine formfeste Testplatte mehr vorhanden ist.

Die Stahl-Teilchen in den Testplatten aus Belagmaterial waren wirtschaftlich als Schleifspäne, die ein billiges Abfallpodukt bei der Stahlbearbeitung darstellen, hergestellt.

Im Rahmen des Erfindungsgedankens kann die Erfindung abgeändert werden. So braucht das Belagmaterial nicht unbedingt in Form von vorgefertigten Fliesen oder Platten, die auf Fußböden verlegt werden, ausgeführt zu sein. Vielmehr kann dieses Material auch an Crt und Stelle zusammen mit einer Glasfasermatte und einer Füllung mit Teilchen aus einem in hohem Grade plastisch verformbaren Metall vergossen und ausgehärtet werden.

Das erfindungsgemäße Belagmaterial in Form von Platten oder Fliesen oder eines an Ort und Stelle gefertigten Belages, insbesondere Fußboden, hat den

r 1 k :	28 11 966 5	C , , ι " Λ I i!l WiSi I a. I
I. f C t-	großen Vorteil, daß dieses bei guter Steifigkeit und hohem Verschleißvviderstand einen bedeutend verbes serten Widerstand gegenüber der Entstehung von Rissen bei Stoß- oder Schlagbeanspruchungen besitzt und dabei wirtschaftlich herstellbar ist. 5	\
	Hierzu 1 Blatt Zeichnungen	Tb *:

I ^:

ι
I 1 ι ;		\

Claims

Patentansprüche:

1. Belagmaterial in Form von Platten oder Fliesen oder eines an Ort und Stelle gefertigten Belages, insbesondere Fußboden, bestehend aus einem bei normalen Zimmertemperaturen harten Kunststoff, der durch eine Füllung mit Glasfasergewebe verstärkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff zum Erzielen eines erhöhten Widerstandes gegenüber Entstehung von Rissen bei Stoßen oder Schlagen zusätzlich mit Teilchen aus plastisch verformbarem Metall in Mengen bis 80 Gew.%, bezogen auf Kunststoff, gefüllt ist.

2. Belagmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das plastisch verformbare Metall Stahl ist.

3. Belagmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das plastisch verformbare Metall Blei ist.

4. Belagmaterial nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Teilchen aus plastisch verformbaren Metall zwischen 20 und 80 Gew.% beträgt.

5. Belagmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen spanförmig mit einer Dicke von 2 bis 20 μιη und einer Länge, die etwa 10 bis 20 mal so groß wie ihre Dicke ist, ausgebildet sind.

6. Belagmaterial nach Anspruch 1, 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen aus plastisch verformbaren Metall Schleifpartikel aus Wälzlagerstahl sind.