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Verfahren zur Herstellung von Glasfaserschichtstoffen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Glasfaserschichtstoffen.
Bei der Herstellung von Bau- und Konstruktionsteilen aus oder mit Glasfaserschichtstoffen wird im Verarbeitungsbetrieb entweder von den getrennten Grundkomponenten der Glasfaserschichtstoffe, nämlich der Glasfaserverstärkung (in Form von Matten, Geweben, Rovings) und dem Kunstharz ausgegangen oder es werden, u. zw. vornehmlich, vorimprägnierteGlasfaserverstärkungen, sogenannte "Prepregs" verwendet, in welchen das Kunstharz nicht ausgehärtet ist, sondern erst im Zuge der weiteren Verarbeitung und Formgebung aushärtet.
Schliesslich werden in zunehmendem Masse vom Verarbeiter Glasfaserschichtstoffe verwendet, in denen das Kunstharz vollständig ausgehärtet ist, welche also in analoger Weise wie Bleche und Bandmetalle verarbeitet werden können, was deren Vorteil gegenüber den andern Verarbeitungsmethoden von Glasfaserschichtstoffen darstellt, da Bearbeitungen wie Fräsen, Stanzen, Schneiden od. dgl. möglich sind. Prepregs und die ungetränkten Glasfaserverstärkungen lassen sich nicht in der gleichen Weise bearbeiten und lassen sich zudem gegenüber andern Bauteilen nicht exakt positionieren, wobei auch die Gefahr des Knittems eine Rolle spielt.
Ein Nachteil der derartigen Glasfaserschichtstoffe ist es aber, dass ihre Verbindung untereinander und mit Bau- und Konstruktionsteilen aus andern Werkstoffen, wie Metall und Holz, auf gewisse Schwierigkeiten stösst. Es ist notwendig, die festen Glasfaserschichtstoffe vor deren Verklebung mechanisch, z. B. durch Schleifen, oder chemisch, z. B. durch Waschen mit Trichloräthylen-Alkohol, vorzubehandeln.
Die Vorteile der Verarbeitung von fertigen Glasfaserschichtstoffen jedoch unter Vermeidung ihrer Nachteile werden durch das erfindungsgemässe Verfahren dadurch erreicht, dass die bahnförmige Glasfaserverstärkung zunächst mit einem Teil der endgültigen Kunstharzmenge imprägniert und das Kunstharz vollständig ausgehärtet wird, worauf diese so vorimprägnierte Bahn nach beliebiger Lagerzeit und gegebenenfalls nach entsprechendem Zuschnitt derselben unter Zugabe der restlichen Kunstharzmenge und Aushärtung derselben zum fertigen Glasfaserschichtstoff verarbeitet wird.
Bei den bisher üblichen Methoden der Herstellung von fertigen Glasfaserschichtstoffen erfolgt die Aushärtung des gesamten erforderlichen bzw. angestrebten Harzgehaltes unter einem einzigen Härtevor- gang, was auch dann der Fall ist, wenn das Kunstharz auf die Glasfaserverstärkung in mehreren Arbeitsgängen aufgetragen wird. Beim erfindungsgemässen Verfahren hingegen wird zunächst bloss eine Teilmenge des endgültigen Harzgehaltes vollständig ausgehärtet, wodurch eine vorimprägnierte Bahn bzw. ein vorimprägnierter Schichtstoff entsteht, und erst dann wird neuerlich Kunstharz zugegeben, welches in mindestens einem weiteren Härtungsprozess aushärtet, wodurch man erst zum fertigen Glasfaserschicht- stoff gelangt.
Die erfindungsgemässe vorimprägnierte Bahn ist, da in ihr das Kunstharz vollständig ausgehärtet ist, im Gegensatz zum sogenannten"Prepreg", nicht mehr beschränkt lagerungsfähig und nicht mehr ein biegeschlaffes Flächengebilde, sondern ein elastischer, hinreichend biegesteifer Körper (Band, Platte).
Es können also an der erfindungsgemäss vorimprägnierten Bahn in gleicher Weise wie am fertigen Glasfaserschichtstoff bereits alle Bearbeitungs- bzw. Zurichtungsvorgänge wie Fräsen, Stanzen, Schneiden durchgeführt werden. Ein exaktes Positionieren gegenüber andern Bauteilen ist möglich und es besteht keine Knittergefahr.
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Gegenüber den nach bisher üblichen Methoden hergestellten Glasfaserschichtstoffen weist aber die erfindungsgemäss vorimprägnierte Bahn den entscheidenden Vorteil auf, dass sie einerseits zur Aufnahme von weiterem Kunstharz fähig, also gewissermassen saugfähig ist und allfälligen im Zuge der Weiterverarbeitung nötigen Verformungen (Wellung, Wölbung usw. ) einen geringeren Widerstand entgegensetzt. Diese Effekte sind dadurch bedingt, dass die vorimprägnierte Bahn erfindungsgemäss noch nicht den endgültigen Harzgehalt enthält bzw. dass in der vorimprägnierten Bahn die Harzbeschichtung der Glasfaserverstärkung eine rissige bzw. mikrorissige Struktur aufweist, wobei die Risse bzw.
Mikrorisse die vorimprägnierte Bahn in ihrer ganzen Stärke durchsetzen und/oder von der Harzoberfläche der vorimprägnierten Bahn zu den Glasfasern der Glasfaserverstärkung reichen.
Eine solche vorimprägnierte Bahn bedarf bei der Weiterverarbeitung, sei es bei der Verbindung mehrerer solcher Bahnen und/oder bei der Verbindung mitBau-undKonstruktionsteilen aus andern Werkstoffen, wie Holz, Metall, nach entsprechendem Zurichten (z. B. durch Fräsen, Stanzen, Schneiden), lediglich der Zugabe der restlichen Kunstharzmenge und einer entsprechenden Verpressung. Eine mechanische oder chemische Oberflächenbehandlung der vorimprägnierten Bahn erübrigt sich wegen ihrer saugfähigen Struktur.
Für das Mass des Harzgehaltes der vorimprägnierten Bahn bzw. des vorimprägnierten Schichtstoffes im Vergleich zum Mass des Harzgehaltes kann man sich an folgende Richtlinien halten :
Es ist zweckmässig, wenn das Verhältnis der Harzmenge des vorimprägnierten Schichtstoffes zur Harzmenge des fertigen Glasfaserschichtstoffes um so kleiner ist je grösser der prozentuelle Harzgehalt des fertigen Glastaserschichtstoffes im Vergleich zum prozentuellen Glasgehalt des fertigen Glasfaser- schichtstoffes ist,
wobei vorzugsweise die Harzmenge Hv des vorimprägnierten Schichtstoffes nach der Formel
EMI2.1
EMI2.2
EMI2.3
EMI2.4
<tb>
<tb> worin <SEP> Hg <SEP> - <SEP> prozentueller <SEP> Glasgehalt <SEP> des <SEP> fertigen <SEP> Schichtstoffes <SEP> in <SEP> Gew.-%
<tb> h <SEP> - <SEP> prozentueller <SEP> Harzgehalt <SEP> des <SEP> fertigen <SEP> Schichtstoffes <SEP> in <SEP> Gew.-%
<tb> Hv-Harzmenge <SEP> des <SEP> vorimprägnierten <SEP> Schichtstoffes <SEP> (z. <SEP> B. <SEP> in <SEP> kg)
<tb> H <SEP> Harzmenge <SEP> des <SEP> fertigen <SEP> Schichtstoffes <SEP> (z. <SEP> B. <SEP> in <SEP> kg)
<tb>
Wie aus der Tabelle ersichtlich, kann man die Formel zur Bestimmung der Harzmenge des vorimprägnierten Schichtstoffes auch wie folgt ausschreiben :
EMI2.5
worin sich der Reduktionsfaktor n aus dem prozentuellen Harzgehalt des fertigen Schichtstoffes ergibt :
EMI2.6
Das Auftragen des Kunstharzes auf die Glasfaserverstärkung zur Herstellung des vorimprägnierten Schichtstoffes kann nach üblichen Methoden erfolgen, z. B. mit Hilfe eines Leimrollers, nach dem Kalanderverfahren, durch Aufspritzen u. dgl.
Die Aushärtung der Harzmenge des vorimprägnierten Schichtstoffes erfolgt zweckmässigerweise drucklos, jedoch unter Wärmezufuhr. Es ist günstig, die Glasfaserverstärkung vor dem Imprägnieren zu entschlichten, beispielsweise durch Wärmebehandlung.
Auch das zur Herstellung des fertigen Schichtstoffes aus dem vorimprägnierten Schichtstoff zuzu-
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gebende Kunstharz kann nach verschiedenen üblichen Methoden auf den vorimprägnierten Schichtstoff aufgetragen werden. Es empfiehlt sich jedoch dabei auch einen Spachtelvorgang zur Anwendung zu brin- gen, wodurch die Restharzmenge in die Risse bzw. Mikrorisse des Harzauftrages des vorimprägnierten Schichtstoffes und in die Glasfaserverstärkung desselben eingepresst wird und ein von Lufteinschlüssen freier Glasfaserschichtstoff entsteht. Nach dem Aufspachtelvorgang kann man den mit der Restharzmenge beschichteten vorimprägnierten Schichtstoff noch durch ein Stahlwalzenpaar laufen lassen.
Anschliessend an diese Restharzbeschichtung des vorimprägnierten Schichtstoffes können mehrere so behandelte Schichtstoffbahnen untereinander bzw. ein oder mehrere restharzbeschichtete Bahnen mit ändern Bau- und Konstruktionsteilen, z. B. aus Holz oder Metall, vorzugsweise unter Wärmezufuhr verpresst werden, wobei unter Aushärtung des Restharzes der fertige Glasfaserschichtstoff und gleichzeitig eine gute Verbindung der einzelnen Schichten untereinander entsteht.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist sehr vielfältig mit Vorteil anwendbar, z. B. im Schiffbau, im Bootsbau, im Hochbauwesen aber auch in ändern Zweigen der Industrie, beispielsweise in der Schuhherstellung zur Fertigung von Sohlen usw.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Glasfaserschichtstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass die bahnförmige Glasfaserverstärkung zunächst mit einem Teil der endgültigen Kunstharzmenge imprägniert und das Kunstharz vollständig ausgehärtet wird, worauf diese vorimprägnierte Bahn nach beliebiger Lagerzeit und gegebenenfalls nach entsprechendem Zuschnitt derselben unter Zugabe der restlichen Kunstharzmenge und Aushärtung derselben zum fertigen Glasfaserschichtstoff verarbeitet wird.