AT502287B1

AT502287B1 - Verfahren zum herstellen eines dünnwandigen formkörpers aus mit anorganischen fasern verstärktem kunststoff

Info

Publication number: AT502287B1
Application number: AT5342005A
Authority: AT
Original assignee: Meulen Alfred V D
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2008-01-15
Also published as: AT502287A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines dünnwandigen Formkörpers aus mit anorganischen Fasern verstärktem Kunststoff, wobei wenigstens eine in eine Form eingebrachte textile Bahn aus Garnen mit einem Anteil an anorganischen Fasern und einem Anteil an schmelzfähigem Kunststoff durch ein Schmelzen des Kunststoffanteils mit Kunststoff durchtränkt wird. Dünnwandige Formkörper aus mit anorganischen Fasern verstärktem Kunststoff weisen häufig eine textile Bahn aus anorganischen Fasern, vorzugsweise eine Gewebebahn, auf, die in eine Kunststoffmatrix eingebettet ist, sodass die Kunststoffmatrix im wesentlichen die Form und die textile Bahn im wesentlichen die mechanischen Eigenschaften des Formkörpers bestimmen. Zur Herstellung des Verbundes zwischen der textilen Bahn und dem Kunststoff ist es bekannt, die textile Bahn in eine Form einzulegen und dann mit Kunststoff zu tränken, der unter Anwendung eines Unterdruckes durch die textile Bahn gesaugt wird. Nachteilig bei einem solchen Herstellungsverfahren ist nicht nur der mit der Unterdruckanwendung verbundene Herstellungsaufwand, sondern auch der Umstand, dass die textile Bahn nur schwierig in einer Mittenlage innerhalb der Kunststoffmatrix gehalten werden kann. Wird der Formkörper unter Wärmeanwendung aus einer Platte geformt, die eine mit Kunststoff durchtränkte textile Bahn aufweist, so besteht die Gefahr, dass bei einem prägenden Verformen der Platte die Wanddicken nicht ausreichend konstant gehalten werden können, sodass sich im Bereich von Rundungen mit kleinerem Krümmungsradius Wandverjüngungen ergeben.

Darüber hinaus ist es bekannt (EP 133 893 A2), als Ausgangsmaterial für einen Formkörper ein Gewebe aus Glasfasern und Schmelzfasern einzusetzen, dass in eine Form eingelegt und durch ein Heißpressen geformt wird. Die Glasfasern werden beim Schmelzen der Schmelzfasern vollständig mit Harz umhüllt, wobei eine möglichst gute Mischung der parallel liegenden Glas- und Schmelzfasern angestrebt wird. Nachteilig bei einem solchen Formkörper ist, dass nach dem Heißpressen und dem Schmelzen der Schmelzfasern der Gamverbund weitgehend aufgelöst wird, was sich nachteilig auf die Festigkeit des Formkörpers auswirkt.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs geschilderten Art zum Herstellen eines dünnwandigen Formkörpers aus mit anorganischen Fasern verstärktem Kunststoff so auszugestalten, dass eine hohe Festigkeit des Formkörpers sichergestellt werden kann.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass der jeweils aus anorganischen Fasern bestehende Kern der Garne mit einem Kunststoffmantel umhüllt wird, der zur Bildung einer die textile Bahn aus den anorganischen Fasern aufnehmenden Kunststoffmatrix geschmolzen wird.

Da zufolge dieser Maßnahme der Kunststoff des geschmolzenen Garnmantels die Kunststoffmatrix bildet, in der die aus den Garnkernen erhalten bleibende textile Bahn eingebettet ist, werden durch den Aufrecht erhaltenen Verbund der anorganischen Kernfasern besonders gute mechanische Eigenschaften des hergestellten Formkörpers sichergestellt. Die Ummantelung der anorganischen Kernfasern mit Kunststoff erlaubt aber nicht nur die Ausbildung einer entsprechenden Kunststoffmatrix zur Aufnahme der die Struktur der textilen Bahn beibehaltenden anorganischen Faserstränge, sondern stellt in manchen Fällen erst eine Voraussetzung zur Ausbildung besonderer für die zu erwartenden Belastungen des Formkörpers vorteilhafter textiler Strukturen dar, weil aufgrund der beim Weben oder Wirken dieser textilen Strukturen auftretenden Garnbelastungen manche anorganischen Faserstränge wegen Überlastung gar nicht verarbeitet werden konnten.

Der Kunststoffmantel der Garne kann in unterschiedlicher Weise gebildet werden. So ist es möglich, die anorganischen Kernfasern in an sich bekannter Weise mit Schmelzfasern zu umwinden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Kunststoffmantel zu extrudieren, indem ein Strang aus anorganischen Fasern durch eine entsprechende Extrudierdüse gezogen wird. Es könnte der anorganische Faserstrang aber auch vor einer Wärmebehandlung mit einem

Claims

3 AT 502 287 B1 schmelzfähigen Kunststoff beschichtet werden. Obwohl verschiedene anorganische Fasern, beispielsweise Glasfasern oder Kohlenstofffasern, Verwendung finden können, ergeben sich besonders günstige Verhältnisse, wenn die Kernfasern aus Basaltfasern bestehen, die im Vergleich zu Glasfasern bessere Festigkeitswerte und eine größere Temperaturbeständigkeit aufweisen. Erst mit der Ummantelung der Kemfasern aus Basalt mit einem Kunststoffmantel konnte eine für die Basaltfasem schonende Garnbehandlung gewährleistet werden, um in verschiedenen Richtungen wirksame textile Strukturen zur Aufnahme bestimmter Belastungen durch ein Weben oder Wirken umsetzen zu können. Insbesondere für anorganische Fasern mit einem geringen Dehnungsvermögen ist die Ausbildung einer textilen Bahn in Form eines Gewirkes oder eines Gestrickes von besonderer Bedeutung, weil verformungsbedingte Längungen beispielsweise beim Einlegen der textilen Bahn in eine Form nicht durch Längendehnungen der Kernfasern, sondern lediglich über den Ausgleich der Maschenlängen des Gewirkes oder Gestrickes verfügbar werden. Sollen Formkörper mit einer dickeren Kunststoffmatrix hergestellt werden, so reichen hiefür die Kunststoffmäntel der die textile Bahn bildenden Garne nicht aus. In diesem Fall kann die textile Bahn vor dem Einbringen in die Form zusätzlich mit Kunststoff getränkt und/oder beschichtet werden. Der Einsatz von zusätzlichem Kunststoff neben dem Garnmantel bietet aber auch die Möglichkeit, Einflussnahme auf die Eigenschaften der Kunststoffmatrix durch entsprechend ausgewählte Kunststoffe zu nehmen. So könnten beispielsweise durch den Einsatz bestimmter Melaminharze die Eigenschaften der Kunststoffmatrix bezüglich der Formbeständigkeit, der Abriebfestigkeit oder der Witterungsbeständigkeit verbessert werden. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Herstellen eines dünnwandigen Formkörpers aus mit anorganischen Fasern verstärktem Kunststoff, wobei wenigstens eine in eine Form eingebrachte textile Bahn aus Garnen mit einem Anteil an anorganischen Fasern und einem Anteil an schmelzfähigem Kunststoff durch ein Schmelzen des Kunststoffanteils mit Kunststoff durchtränkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweils aus anorganischen Fasern bestehende Kern der Garne mit einem Kunststoffmantel umhüllt wird, der zur Bildung einer die textile Bahn aus den anorganischen Fasern aufnehmenden Kunststoffmatrix geschmolzen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die textile Bahn aus Garnen mit einem Kunststoffmantel aus Schmelzfasern hergestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die textile Bahn aus Garnen mit einem extrudierten Kunststoffmantel hergestellt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die textile Bahn aus Garnen mit einem Kern aus Basaltfasern hergestellt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Garnen mit einem mit Schmelzfasern ummantelten Kern aus anorganischen Fasern eine textile Bahn in Form eines Gewirkes oder eines Gestrickes hergestellt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die textile Bahn vor dem Einbringen in die Form zusätzlich mit Kunststoff getränkt und/oder beschichtet wird. Keine Zeichnung