DE3711213A1 - Flaechengebilde aus fasern als verstaerkungseinlage fuer kunststoffteile - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Flächengebilde aus Fasern als Verstärkungseinlage für Kunststoffteile, mit in Kett- und Schußrichtung liegenden Kunststoffäden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Flächengebilde der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß die Ver­ stärkungswirkung verbessert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 ge­ löst. Wird die Verstärkungseinlage eingespannt und danach durch Wärmeeinwirkung von einer Wärmequelle oder durch das Aufbringen eines warmen Materials erwärmt, so daß es schrumpft, so wird durch die Fixierung der Verstärkungseinlage bzw. deren Einspannung eine Spannung auf die Verstärkungseinlage aufgebracht. Diese ergibt eine verbesserte Verstärkungs­ wirkung.

Die Erfindung wird beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert, die in einer einzigen Figur ein Gelege zeigt, das durch eine Bindungskette zusammengehalten wird.

Mit 1 sind Fäden bzw. Garne bezeichnet, die beispielsweise in Schußrichtung verlaufen, während quer dazu liegende Fäden bzw. Garne 2 in Kettrichtung verlaufen, wie dies bei einem Gewebe bekannt ist, bei dem Kett- und Schußfäden ineinander verflochten sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel dagegen bilden die Fäden 1 eine obere Lage und die Fäden 2 eine darunterliegende Lage, ohne daß die quer zueinander lie­ genden Fäden miteinander verflochten sind, so daß sich ein Gelege von zwei aufeinanderliegenden Schichten von Fäden bzw. Garnen 1 und 2 ergibt. In jeder Schicht liegen die Fäden im wesentlichen parallel zueinander, wobei sie einen vorgegebe­ nen Abstand voneinander haben. Vorteilhafterweise bestehen die Fäden 1 und 2 jeweils aus einem Multifilament. Die nur lose aufeinanderliegenden, sich kreuzenden Fäden 1, 2 werden durch eine Bindungskette 3 zusammengehalten, die in Form eines Gewirkes ausgebildet sein kann. Die Zeichnung zeigt eine ge­ schlossene Trikotlegung. Diese Bindungskette ist so ausgebildet, daß bei der Handhabung des Geleges die Fäden 1, 2 leicht rela­ tiv zueinander verschoben werden können. Dies wird dadurch er­ reicht, daß die Bindungskette die Kreuzungsstellen der sich kreuzenden Fäden 1, 2 lose umgreift, wobei die Fäden des Gele­ ges dennoch zusammengehalten werden.

Die sich kreuzenden Fäden 1, 2 des Geleges bestehen aus einem im kalten Zustand hochfesten Material mit hoher Bruchdehnung wobei aber das Material der in der einen Richtung verlaufen­ den Fäden einen niedrigeren Schmelzpunkt und Erweichungspunkt hat als das Material der in der Querrichtung verlaufenden Fä­ den. So bestehen beispielsweise die Fäden 2 aus Polyolefin mit einem Schmelzpunkt von 163 bis 175°C und einem Erweichungs­ punkt von 150 bis 155°C, während die Fäden 1 aus Polyester mit einem Schmelzpunkt von 256°C und einem Erweichungspunkt von 230 bis 250°C bestehen. Durch den niedrigeren Schmelz­ bzw. Erweichungspunkt beginnen die Fäden 2 bei Wärmeeinwir­ kung unter der Erweichungstemperatur zu schrumpfen, während die Fäden 1 noch nicht schrumpfen bzw. ihre Längsabmessung beibehalten. Im kalten Zustand bzw. bei Umgebungstemperatur haben die geschrumpften Fäden wieder die hohe Festigkeit wie im Ausgangszustand.

Durch die unterschiedlichen Schrumpfeigenschaften ist es möglich, bei der Verarbeitung der Verstärkungseinlage durch Wärmeeinwirkung, beispielsweise durch Aufbringen eines war­ men, flüssigen Kunststoffmaterials, eine Schrumpfung in einer Richtung der Verstärkungseinlage zu erzielen, wodurch sich die Verstärkungseinlage besser an eine vorgegebene Form anlegt, wenn die schrumpfenden Fäden vor der Wärmeeinwirkung fixiert oder die Verstärkungseinlage am Rand festgelegt wird. Die Fixierung der Verstärkungseinlage kann in der Weise erfolgen, daß die Verstärkungseinlage in eine konkave Form eingelegt oder um einen konvexen Formkörper gelegt wird, worauf die Verstärkungseinlage mit einem flüssigen Kunststoffmaterial eingestrichen wird, das danach verfestigt oder aushärtet und auf diese Weise die Fäden der Verstärkungseinlage fixiert. Wird die Verstärkungeinlage um eine konvexe Form­ fläche gelegt, so kann sie auch an den Rändern festgelegt werden. Beim Einlegen in eine konkave Form und Festlegen der Ränder der Verstärkungseinlage muß ein Formstempel verwendet werden, der bei Wärmeeinwirkung die vorgegebene Form der Verstärkungseinlage aufrechterhält. Wird bei einer derartigen Anordnung von einer äußeren Wärmequelle, bei­ spielsweise durch Erwärmen der Form, oder durch ein aufge­ brachtes, warmes Kunststoffmaterial die Temperatur so weit erhöht, daß eine Schrumpfung der Fäden der Verstärkungsein­ lage ausgelöst wird, so wird durch die Fixierung der Ver­ stärkungseinlage eine Spannung auf deren Fäden aufgebracht, die nach Beendigung der Wärmeeinwirkung beibehalten wird, so daß die Verstärkungseinlage im fertigen Formgegenstand in gespanntem Zustand vorliegt.

Die Fäden können in Abhängigkeit vom jeweiligen Verwendungs­ zweck in einem dichten oder weiten Abstand voneinander an­ geordnet sein und einen unterschiedlichen Titer haben. An­ stelle von Polyester- und Polyolefinfäden können auch andere Kunststoffmaterialien eingesetzt werden, bei denen das Material des einen Fadens unter Wärmeeinwirkung schrumpft oder stärker schrumpft, während das Material des quer dazu verlaufenden Fadens nicht oder nicht so stark schrumpft. Vor­ zugsweise werden hochfeste Kunststoffäden mit hoher Bruch­ dehnung verwendet. Es können auch hochfeste Kunststoffäden mit geringer Bruchdehnung verwendet werden.

Die Verstärkungseinlage kann beispielsweise in Verbindung mit Schaumstoffbahnen verarbeitet werden. So kann auf eine vor­ handene Schaumstoffmatte die Verstärkungseinlage aufgebracht und mittels eines Zweikomponenten-Polyurethan-Schaumstoff­ klebers getränkt werden, der flächig verhärtet, worauf das so gebildete Produkt unter Temperatureinwirkung geformt wird, wobei die Schaumstoffkleberschicht ausreagiert. Ebenso ist es möglich, auf eine Schaumstoffmatte die Verstärkungseinlage aufzulegen und mit Polyurethan-Schaumstoff zu tränken, der dann aufgeschäumt wird, wobei noch ein Textilgewebe zur Ab­ deckung aufgelegt und mit dem Aufbau verbunden werden kann. Die Verstärkungseinlage in Verbindung mit Schaumstoffbahnen eignen sich insbesondere für Innenverkleidungsteile von Kraft­ fahrzeugen.

Bei der Anwendung der Verstärkungseinlage können auch mehrere Verstärkungseinlagen übereinanderliegend verwendet werden, wo­ bei je nach der erwünschten Steifigkeit des Endproduktes die stärker schrumpfenden Fäden jeder Verstärkungseinlage in der gleichen Richtung verlaufen können oder auch quer zueinander angeordnet werden können. Ebenso ist es möglich, die Ver­ stärkungseinlage so auszulegen, daß in Kett- und Schußrich­ tung gleiches Fadenmaterial verwendet wird, so daß bei Wärmeeinwirkung in den beiden, senkrecht zueinander liegen­ den Richtungen eine Schrumpfung bzw. Spannungsaufbringung eintritt.

Die Fäden können aus Garnen mit unterschiedlichem Titer be­ stehen. Vorzugsweise werden Fäden bzw. Garne verwendet, wie sie in der deutschen Patentanmeldung P 36 36 300.6 angegeben sind.

Auch bei dem Flächengebilde nach der Anmeldung P 36 36 300.6, auf deren Inhalt in vollem Umfang Bezug genommen wird, kann eine Auslegung vorgesehen werden, bei der die Filamente in Kett- und Schußrichtung aus dem gleichen Material bestehen, so daß sich bei Wärmeeinwirkung eine gleichmäßige Erweichung der Kunststoffäden mit der Folge der Schrumpfung bzw. Spannung ergibt. Anstelle eines Geleges können die Fäden auch in Form eines Gewebes angeordnet sein.

Claims (5)

1. Flächengebilde aus Fasern als Verstärkungseinlage für Kunststoffteile, mit in Kett- und Schußrichtung liegen­ den Kunststoffäden, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden aus einem Material bestehen, das bei Ein­ wirkung einer unter dem Schmelzpunkt des Materials liegenden Temperatur schrumpft, wobei das Material nach Wärmeeinwirkung mit der Folge des Schrumpfens im wesent­ lichen wieder seine ursprüngliche Festigkeit annimmt.

2. Flächengebilde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Kunststoffäden beim Schrumpfen und Einspannen der Fäden eine Spannung aufzunehmen ver­ mag.

3. Flächengebilde nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden in der einen Richtung aus einem Material bestehen, das einen geringeren Schmelzpunkt hat und bei Einwirkung einer vorbestimmten, unter dem Schmelzpunkt liegenden Temperatur um einen vorgegebenen Betrag schrumpft, während die quer dazu liegenden Fäden aus einem Material bestehen, das einen höheren Schmelzpunkt hat, und bei dieser Temperatureinwirkung nicht oder nicht so stark schrumpft.

4. Flächengebilde nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden im kalten Zustand hochfest sind und nach Wärmeeinwirkung diese Eigenschaft wieder annehmen.

5. Flächengebilde nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden in Form eines Geleges angeordnet und durch eine Bindungskette derart miteinander verbunden sind, daß eine Relativbewegung der Fäden zueinander möglich ist.