DE19608378C2 - Verwendung eines Flächengebildes als Armierungsmatte zur Herstellung formstabiler Formteile aus faserverstärktem Kunststoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Flächengebildes mit den in Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen als Armierungsmatte für die Herstellung formstabiler Formteile aus faserverstärktem Kunststoff. Bei den faserverstärkten Kunststoffteilen handelt es sich insbesondere um Formteile in kleineren Abmessungen, Behälter- und Maschinenabdeckungen, die maschinell durch Injektionsverfahren, Naßpreßverfahren und dergleichen hergestellt werden. Zur Herstellung derartiger Formteile, die eine hohe Formstabilität besitzen müssen, werden Armierungsmatten benötigt, die eine Dicke von mehreren Millimetern aufweisen. Sie sollen einen voluminösen Kern geringer Dichte besitzen und sich flexibel an die Werkzeugform anpassen, die zur Herstellung der Kunst­ stoffteile verwendet wird. Schließlich muß ein guter Verbund zwischen den Schichten der Armierungsmatte gewähr­ leistet sein.

Aus DE 690 03 436 T2 ist eine Armierungsmatte mit einem Kern aus einem Kunststoffaservlies und beidseitigen Auf­ lagen aus Textilglasfasern bekannt. Die Auflagen bestehen aus Matten aus Textilglasfasern, die durch Schneiden von Glasfasern und herkömmlicher Lagenbildung nach einem Trockenverfahren gebildet werden. Die Auflagen besitzen ein Flächengewicht von etwa 450 g/m², wobei die mittlere Schnittlänge der Textilglasfasern 50 mm beträgt. Die schichten der Armierungsmatte sind untereinander durch Nähte verbunden. Die bekannte Armierungsmatte ist verhältnismäßig steif. Dies stört bei der Herstellung faserverstärkter Kunststoffteile, die Bereiche mit engen Krümmungsradien aufweisen. In solchen kritischen Bereichen können Inhomogenitäten resultieren, die darauf beruhen, daß sich die Armierungsmatte bei der Herstellung der Kunst­ stoffteile nicht ausreichend an die Werkzeugform anpaßt.

Aus DE 41 14 408 A1 ist ein gut formbares, tiefziehfähiges Polvlies-Gewirke aus Textilglasfasern bekannt. Charakte­ ristisch ist, daß die Textilglasfasern einerseits flach angeordnete Maschen bzw. Maschenstäbchen, andererseits nahezu rechtwinklig dazu stehend, aufrecht angeordnete Polschlingen bzw. Polfalten bilden. Maschen bzw. Maschen­ stäbchen wie auch Polschlingen bzw. Polfalten sind aus denselben Fasern gebildet. Dabei ist gewährleistet, daß jede Faser erfaßt und in die Maschen bzw. die Polfalten eingebunden wird. Im Rahmen der bekannten Maßnahmen werden Polvlies-Gewirke aus Textilglasfasern als Dämmstoffe einge­ setzt, wobei der Dämmstoff üblicherweise mit der Polseite an der zu isolierenden Wandfläche aufgeklebt wird. Ferner ist es bekannt, Polvlies-Gewirke einseitig an der Maschen­ schicht durch Kunststoff zu verfestigen oder mit Kunst­ stoffen zu verfüllen.

Ein Flächengebilde mit einem weichen Kunststoffkern und beidseitigen Auflagen aus Polvlies-Gewirken ist aus DE 43 00 091 A1 bekannt. Die Polschlingenschichten der Polvlies-Gewirke sind auf beiden Seiten an den weichen Kern, z. B. einen Vliesstoff angearbeitet und in Randzonen des Vliesstoffes mit diesem vermascht. Das bekannte Flächengebilde ist voluminös und als Polsterstoff sowie als schalldämmende Fahrzeugauskleidung einsetzbar. Eine Form­ gebung mit kleinen Radien ist nicht möglich. Zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffteilen sind der DE 43 00 091 A1 keinerlei Hinweise zu entnehmen.

Der Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde, die Bedingungen zur Herstellung faserverstärkter Kunststoffteile mit hoher Formstabilität und hoher Qualität zu verbessern.

Gegenstand der Erfindung und Lösung dieser Aufgabe ist die Verwendung eines Flächengebildes mit
einem weichen Kunststoffkern und beidseitigen Auflagen aus Polvlies-Gewirken, welche eine Maschenschicht aus flach angeordneten Maschen und eine Polschlingen­ schicht aus hochstehenden Polschlingen aufweisen, wo­ bei die Polschlingenschichten an den Kunststoffkern angrenzen und die Polschlingen im Inneren des Kunst­ stoffkerns mit diesem vermascht sind,
als Armierungsmatte zur Herstellung formstabiler Formteile aus faserverstärktem Kunststoff, wobei die Polvlies-Gewirke aus Textilglasfasern bestehen und die Vermaschung mit dem Kunststoffkern in einer Symmetrieebene der Armierungsmatte erfolgt, die bei einer Formgebung mit Innen- und Außen­ radien gleichermaßen nur einer geringen Streckung unter­ liegt. Vorzugsweise besteht der Kunststoffkern aus einem Polyestervlies. Im Rahmen der Erfindung liegt es ferner, einen Kunststoffkern aus Schaumstoff zu verwenden. Unter Schaumstoff versteht man ein Zweiphasensystem auf der Basis von hochpolymeren, organischen Werkstoffen, z. B. Poly­ styrol, Polyvinylchlorid, Polyethylen oder Polyurethan als Matrix. Das Gerüst besteht aus vielen feinen Zellwänden, welche über die gesamte Masse verteilte, meist kugelartige Zellen gegeneinander abgrenzen. Der Kunststoffkern, aus einem Vlies oder aus Schaumstoff, kann zusätzlich ein Gewebe oder Gelege mit lockerer Bindung enthalten, welches die Zugfestigkeit des Kunststoffkern erhöht. Eine andere Ausführung der Erfindung sieht vor, daß der Kunststoffkern parallel in einer Richtung ausgerichtete Fäden, vorzugs­ weise aus Textilglas, Kohlenstoff oder Aramid, zur Rich­ tungsverstärkung enthält.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Polschlin­ gen von Polvlies-Gewirken zur Vermaschung im Inneren des Kunststoffkerns einer Armierungsmatte durch Nähwirken ge­ nutzt werden können. Die innere Vermaschung im Kern ermög­ licht bei dicklagigen Armierungsmatten eine überraschend hohe Flexibilität. Sie beruht darauf, daß die Vermaschung in einer Symmetrieebene der Armierungsmatte erfolgt, die bei einer Formgebung mit Innen- und Außenradien gleicher­ maßen nur einer geringen Streckung unterliegt.

Das im Rahmen der erfindungsgemäße Lehre verwendete Flächengebilde ist weich und flexibel, wobei die Außen­ flächen abriebsfest sind. Es ist mit beachtlicher Dicke bei niedrigem Flächengewicht herstellbar und eignet sich als Verstärkungseinlage für faserverstärkte Kunststoffteile, die nach einem maschinellen Verfahren, z. B. Injektions­ verfahren, Vakuuminjektionsverfahren, Naßpreßverfahren, Druckinjektionsverfahren oder Vakuumfolieverfahren, maschi­ nell hergestellt werden. Die erfindungsgemäße Lehre ermöglicht die Herstellung von faserverstärkten Kunst­ stofformteilen, die eine große Wandstärke und eine komplizierte Formgebung mit engen Biegeradien aufweisen. Auch in kritischen Bereichen mit engen Biegeradien weisen die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Lehre herge­ stellten Formteile eine gute Homogenität mit gleichmäßiger Textilverstärkung sowie homogener Oberfläche auf.

Claims (5)

1. Verwendung eines Flächengebildes mit
einem weichen Kunststoffkern und beidseitigen Auflagen aus Polvlies-Gewirken, welche eine Maschenschicht aus flach angeordneten Maschen und eine Polschlingen­ schicht aus hochstehenden Polschlingen aufweisen, wo­ bei die Polschlingenschichten an den Kunststoffkern angrenzen und die Polschlingen im Inneren des Kunst­ stoffkerns mit diesem vermascht sind,
als Armierungsmatte zur Herstellung formstabiler Formteile aus faserverstärktem Kunststoff, wobei die Polvlies-Gewirke aus Textilglasfasern bestehen und die Vermaschung mit dem Kunststoffkern in einer Symmetrieebene der Armierungsmatte erfolgt, die bei einer Formgebung mit Innen- und Außen­ radien gleichermaßen nur einer geringen Streckung unter­ liegt.

2. Verwendung eines Flächengebildes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffkern aus einem Polyestervlies besteht.

3. Verwendung eines Flächengebildes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffkern aus Schaum­ stoff besteht.

4. Verwendung eines Flächengebildes nach einem der Ansprü­ che 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffkern zusätzlich ein Gewebe oder Gelege mit lockerer Bindung, welches die Zugfestigkeit des Kerns erhöht, enthält.

5. Verwendung eines Flächengebildes nach einem der Ansprü­ che 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffkern parallel in einer Richtung ausgerichtete Fäden, vorzugsweise aus Textilglas, Kohlenstoff oder Aramid, zur Richtungsverstärkung enthält.