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Title:
METHOD FOR PRODUCING FIBER PREPREGS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/070855
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing non-flammable, high-temperature resistant fibers from glass, aramide or carbon, whereby the fibers are impregnated with a PTFE dispersion. According to the invention, the fibers with zerotwist or with a producer twist of $m(F) 120 twists/m are impregnated with the coating plastic. They are then impregnated under pressure in a nozzle and are subsequently dried. These fibers can be used as such or subjected to a subsequent treatment, e.g. to produce tarpaulins, conveyor belts, heatproofing or flameproofing articles as well as garments.

Inventors:
FRENKEN JOHANNES (DE)
RECTOR HORST-DIETER (DE)
Application Number:
PCT/DE2000/000833
Publication Date:
September 27, 2001
Filing Date:
March 20, 2000
Export Citation:
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Assignee:
P D TEC FIL GMBH TECH FILAMENT (DE)
FRENKEN JOHANNES (DE)
RECTOR HORST DIETER (DE)
International Classes:
C08J5/04; D03D1/00; D03D15/00; D03D15/12; C08J5/06; D06M15/256; D06M101/02; D06M101/36; D06M101/40; (IPC1-7): C08J5/04; C08J5/24; D06M15/256
Foreign References:
EP0292572A11988-11-30
US4731283A1988-03-15
DE4244731A11994-04-21
EP0136727A11985-04-10
DE4137627A11993-05-19
DE19726802C11998-06-10
DE4124134A11993-01-21
Attorney, Agent or Firm:
König, Werner E. (Kackertstrasse 10 Aachen, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. Verfahren zur Erzeugung von nicht brennbaren, hochtemperaturbe ständigen Fadenprepregs, dadurch gekennzeichnet, dass Glasoder Aramidoder Kohlefasern bei 0Drehung oder bei einer Schutzdre hung von < 120 Drehungen/m in einer PTFEDispersion getränkt werden, dass die getränkten Fasern durch eine Düse hindurchgeführt und dabei druckimpräg niert werden, wobei die zwischen den Einzelfilamenten der Fasern noch befindliche Luft ausgepreßt und die Einzelfilamente vollständig mit PTFE ummantelt werden, und dass die so behandelten Fasern anschließend getrocknet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden vor der Imprägnierung mit einer Spinnschlichte auf PTFEBasis von 0,3 bis 3% versehen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nach Imprägnierung und Trocknung vorliegende PTFEKonzentration der Fäden auf 3 bis 60% PTFE eingestellt wird.
4. Anwendung der nach einem der vorhergehenden Ansprüche herge stellten Prepregs, dadurch gekennzeichnet, dass sie unverzwirnt oder verzwirnt zu textilen Gebilden verarbeitet und anschließend in einem Hitzeprozess ausgesintert werden.
5. Anwendung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die texti len Gebilde durch Weben, Wirken, Legen, Klöppeln oder Flechten erzeugt werden.
6. Anwendung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die textilen Gebilde kalandriert werden.
Description:
Verfahren zur Erzeugung von Fadenprepregs

Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von nicht brennbaren, hochtempe- raturbeständigen Fadenprepregs sowie Anwendungen dieser Prepregs.

Bei den einschlägigen bekannten Verfahren kann nicht mit ausreichender Sicherheit erreicht werden, daß die einzelnen Filamente eines Fadenprepregs gleichmäßig und in gewünschtem Maße mit Beschichtungskunststoff ummantelt werden. Unmittelbarer Kontakt zwischen unbeschichteten Fasern kann dann die Folge sein, was dann schnell zu Faserbrüchen führen kann.

Bei der Beschichtung von Glasfasergeweben wird bisher üblicherweise so vorgegan- gen, daß zunächst ein Gewebe aus gezwirntem Garn hergestellt wird, das dann mit einem Beschichtungsmittel imprägniert wird. Anschließend erfolgt das Trocknen und Sintern. Daß dabei in den gezwirnten und eng in das Gewebe eingebundenen Fäden eine homogene Verteilung des Beschichtungskunststoffs sich nicht einstellen kann, liegt auf der Hand.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, mit einfachen Mitteln in den Fäden und an ihrem Umfang einen Beschichtungskunststoff gleichmäßig verteilt und in der gewünschten Menge unterzubringen, um daraus hochbelastbare Faden- prepregs und aus diesen wiederum entsprechend hoch belastbare textile Gebilde herstellen zu können.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsge- mäß dadurch gelöst, dass Glas-oder Aramid-oder Kohlefasern bei 0-Drehung oder bei einer Schutzdrehung von < 120 Drehungen/m in einer PTFE-Dispersion getränkt werden, dass die getränkten Fasern durch eine Düse hindurchgeführt und dabei druckimprägniert werden, wobei die zwischen den Einzelelementen der Fasern noch P00817PC. DOC

befindliche Luft ausgepreßt und die Einzelfilamente vollständig mit PTFE ummantelt werden, und dass die so behandelten Fasern anschließend getrocknet werden.

Die geringe Drehung der Fäden führt zu einer unerwartet hohen Homogenität über den Fadenquerschnitt, die wiederum die Basis für deren hohe Belastbarkeit ist. Die geringe Drehung läßt ferner ein in vielen Anwendungen erwünschtes Zusammen- drücken der Fäden zu, also die Bildung von flachen Fadenquerschnitten. Die Druck- imprägnierung der Fasern gewährleistet, dass es bei Betriebsbelastung der mit die- sen Prepregs hergestellten Produkte nicht zu Reibungen zwischen benachbarten Fasern kommt.

Erfindungsgemäß wird weiter vorgeschlagen, daß die nach Imprägnierung und Trocknung vorliegende PTFE-Konzentration der Fäden auf 3 bis 60% PTFE einge- stellt wird. Diese zweckmäßige Konzentrationsangabe, die sich, wie alle nachfolgen- den grundsätzlich ähnlichen Prozentangaben, auf das Gewicht des fertigen Prepregs bezieht, hat sich in Versuchen als besonders zweckmäßig erwiesen.

Erfindungsgemäß wird weiter vorgeschlagen, daß die Fäden vor der Imprägnierung mit einer Spinnschlichte auf PTFE-Basis von 0,3 bis 3% versehen werden. Dabei ist dann keine Entschlichtung der Fäden vor dem Imprägnieren notwendig, während z.

B. bei der Verwendung einer Schlichte auf Stärkebasis ein Entschlichten der Fäden sinnvoll sein kann.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Prepregs unverzwirnt oder verzwirnt zu textilen Gebilden zu verarbeiten und anschließend in einem Hitzeprozess auszusin- tern. Diese textilen Gebilde können durch Weben, Wirken, Legen, Klöppeln oder Flechten erzeugt werden. In vielen Fällen wird es zweckmäßig sein, die textilen Ge- bilde schiießlich zu kalandirieren.

Derartige textile Gebilde eignen sich in besonderem Maße zur Herstellung von Pla- nen aller Art, aber u. a. auch von Leiterplatten, Isolierschläuchen, Backfolien, Trans- portbändern sowie von Mitteln, auch Bekleidungsstücken, für den Hitze-und Flam- menschutz.

Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahren werden nachstehend be- schrieben.

Nach einer solchen Ausführungsform werden Glas-oder Aramid-oder Kohlefasern bei einer Schutzdrehung von weniger als 120 Drehungen/m in einer PTFE-Disper- sion getränkt. Danach werden die getränkten Fasern durch eine Düse hindurchge- führt, unmittelbar vor der sich dann ein Druck aufbaut, der die Dispersion in die Fa- sern hinein preßt und eine vollkommene Umhüllung der Einzelfilamente der Fasern bewirkt. Ferner hat dieser Druck zur Folge, dass in den Fasern eingeschlossene Restluft ausgepreßt wird. Die die Düse daraufhin passierenden Fasern haben einen massiven, völlig ausgefüllten definierten Querschnitt, dessen Beladung mit Disper- sion aufgrund der Kenntnis des gesamten Faserquerschnitts zuverlässig bestimmt ist. Anschließend erfolgt die Trocknung der Fadenprepregs bildenden Fasern.

Die PTFE-Konzentration der Fadenprepregs wird bei Austritt aus der Düse nach dem jeweiligen Erfordernis auf einem Wert zwischen 3 bis 60% PTFE gehalten.

Die so entstandene Fadenprepregs werden aufgespult und zur Weiterverwendung bereitgestellt.

Die Weiterverwendung erfolgt durch Weben, Wirken, Legen, Klöppeln oder Flechten der so gebildeten Fadenprepregs. Nach einer solchen Verarbeitung kann das dann entstandene textile Gebilde kalandriert werden. Da die einzelnen Fadenprepregs aufgrund ihrer geringen Drehung flachdrückbar sind, läßt sich beim Kalandrieren der Gebilde eine sehr flache, geschlossene, folienartige Struktur erreichen.

Anschließend erfolgt dann ein Härte-oder Sintervorgang. Das dann vorliegende Ge- bilde kann insbesondere für Zeltplanen, Transportbahnen oder zum Schutz gegen Hitze und Flammen weiterverarbeitet werden.

Es ist auch möglich, den Grad der Beschichtung des textilen Gebildes dadurch noch zu erhöhen, daß das bis hierher vorliegende Produkt noch einmal mit Beschich- tungskunststoff getränkt, getrocknet und gesintert wird. Als Beschichtungskunststoff hat sich insbesondere PTFE bewährt.

Der in diesem Verfahren eingebrachten Fasern bestehen aus nicht brennbaren, tem- peraturbeständigen Fasern, insbesondere aus Glas oder Aramid.