Werkwijze voor het vervaardigen van sandwichpanelen en aldus vervaardigd sandwichpaneel.
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van sandwichpanelen met een isolerende kern op basis van geëxpandeerde polystyreenkorrels en aan weerszijden daarvan ten minste één bekleding.
Dergelijke sandwichpanelen worden veel gebruikt in de bouwsektor omwille van hun goede isolerende eigenschappen. De bekledingen aan weerszijden van de kern zorgen voor een grotere mechanische sterkte en in veel gevallen ook voor de verhoging van de vuurweerstand aangezien een kern die uitsluitend bestaat uit geëxpandeerde polystyreenkorrels een zeer kleine vuurweerstand bezit.
Om deze vuurweerstand van de kern te verbeteren is het reeds bekend aan de polystyreenkorrels anorganische stoffen toe te voegen.
In elk van deze bekende werkwijzen wordt eerst de kern vervaardigd waarna op beide zijden van de kern een bekleding gekleefd wordt. De fabrikage van deze sandwichpanelen is daardoor omslachtig.
De uitvinding heeft tot doel dit nadeel te verhelpen en een werkwijze voor het vervaardigen van sandwichpanelen met een kern op basis van geëxpandeerde polystyreenkorrels te verschaffen waarmee op eenvoudige en vooral zeer snelle manier sandwichpanelen met een goede vuurweerstand kunnen vervaardigd worden.
Tot dit doel bevochtigt men polystyreenkorrels die gedeeltelijk maar nog niet volledig geëxpandeerd zijn en nog blaasmiddel bevatten, met een silikaat bevattende vloeistof, brengt men de bevochtigde korrels tussen de bekledingen aan en warmt men het geheel snel en tot in de kern op met behulp van warmteveroorzakende straling om de polystyreenkorrels verder te expanderen en het geheel grotendeels te deshydrateren.
Het gebruik van silikaatemulsies voor het vervaardigen van isolerende platen is op zichzelf bekend uit de Franse oktrooiaanvraag nr 8806010. Deze aanvraag heeft evenwel geen betrekking op sandwichpanelen en de plaat bevat geen geëxpandeerde polystyreenkorrels. De silikaatemulsie zelf wordt opgeschuimd door middel van een schuimmiddel.
Geëxpandeerde korrels van vulkanische rotsen kunnen weliswaar toegevoegd worden als vulmiddel, maar niet alleen gaat het hier niet om polystyreen maar deze korrels zijn in kleine hoeveelheden als vulstof aanwezig en reeds volledig geëxpandeerd voor het aanbrengen.
Volgens de uitvinding maakt men gebruik van polystyreenkorrels die relatief goedkoop zijn en goede isolerende eigenschappen bezitten. Door het toevoegen van een silikaat bevattende vloeistof aan de kern bezit deze een hoge graad van vuurvastheid. Door de verwarming kleven de korrels en het silikaat aan elkaar en bekomt men een relatief stijve massa die tegelijker tijd en zonder gebruik van kleefmiddelen aan de bekledingen kleeft. Deze bekledingen kunnen naargelang de aard zorgen voor de nodige mechanische sterkte of/en een nog betere vuurvastheid.
Bij voorkeur gebruikt men trouwens bekledingen die op zichzelf vuurbestendig zijn.
Deze bekledingen kunnen flexibel zijn maar zijn bij voorkeur ook hard zodat ze de mechanische eigenschappen van het sandwichpaneel nog verbeteren.
Als harde vuurbestendige bekledingen kan men gebruik maken van vezelcementplaten. Het snel over gans de massa verwarmen van de kern kan men doelmatig uitvoeren door middel van microgolven of hoogfrequente verhitting.
In een bijzonder uitvoeringsvorm van de uitvinding gebruikt men voor de kern 70 tot 95 volume % berekend ten opzichte van de kern na de warmtebehandeling, p olystyreenkorrels.
In een voordelige uitvoeringsvorm van de uitvinding bevochtigt men de polystyreenkorrels met een vloeistof die benevens silikaat ook toevoegstoffen bevat.
Geschikte toevoegstoffen zi jn bijvoorbeeld kaolien of vliegas en dergelijke.
Men verwarmt bij voorkeur de kern tot een temperatuur tussen
100 en 130 graden Celsius.
Tijdens dit verwarmen oefent men doelmatig een druk op het sandwichpaneel uit in de orde van 2 kg/cm2.
De uitvinding heeft ook betrekking op een sandwichpaneel vervaardigd volgens de werkwijze volgens een van de vorige uitvoeringsvormen.
Andere bijzonderheden en voordelen van de uitvinding zullen blijken uit de hiervolgende beschrijving van een werkwijze voor het vervaardigen van sandwichpanelen en van een aldus vervaardigd sandwichpaneel volgens de uitvinding. Deze beschrijving wordt enkel als voorbeeld gegeven en beperkt de uitvinding niet. De verwijzingscijfers betreffen de hieraan toegevoegde tekeningen waarin :
Figuur 1 een schematische voorstelling is van een inrichting gebruikt voor het toepassen van de werkwijze volgens de uitvinding; figuur 2 een zijaanzicht is van een gedeelte van een sandwichpaneel vervaardigd met de werkwijze volgens de uitvinding.
In de twee figuren hebben dezelfde verwijzingscijfers betrekking op dezelfde elementen.
Om op een snelle en goedkope manier een sandwichpaneel met goede isolerende eigenschappen en hoge graad van vu urvastheid te vervaardigen gaat men volgens de uitvinding als volgt tewerk.
In een tank 1 vervaardigt men een waterige oplossing van natriumsilikaat en kaolien of vliegas en dergelijke in een gewichtsverhouding 1/1.
In een menger 2 mengt men deze oplossing met polystyreenkorrels die men uit een voorraadtank 3 in de menger brengt. De polystyreenkorrels zijn slechts gedeeltelijk geëxpandeerd en bevatten nog voldoende blaasmiddel om verder te expanderen.
Men kiest de verhouding polystyreenkorrels tot oplossing zodanig dat in de kern 5 van de sandwichpanelen na de volledige vervaardiging en dus ook het verder expanderen van de polystyreenkorrels 70 tot 95 volume %, en bij voorkeur 80 tot 90 volume % polystyreenkorrels aanwezig zijn.
In de menger 2 worden de polystyreenkorrels bevochtigd door de silikaatoplossing. De aldus verkregen brij giet men in een laag op asbestcementplaten 4 die men na elkaar op een transportinrichting 6 aanvoert.
Boven elke laag, dus tegenover een onderste plaat 4, brengt men een tweede asbesteementplaat 4 aan zodat men een sandwichpaneel verkrijgt met een kern van bevochtigde polystyreenkorrels tussen twee harde en vu urvaste platen 4 van asbesteement. Dit nog niet afgewerkte sandwichpaneel voert men nu doorheen de mierogolfoven 7 waar het paneel opgewarmd wordt tot 100 - 130 graden Celsius.
Onder invloed van de warmte en doordat in de polystyreenkorrels nog voldoende blaasmiddel aanwezig is, gaan deze polystyreenkorrels verder expanderen. Terzelfder tijd gaat de oplossing van silikaat en kaolien deshydrateren.
Tijdens deze verwarming oefent men op het sandwichpaneel een druk uit van ongeveer 2 kg/cm2.
Als gevolg van deze verwarming onder druk verkrijgt men een relatief stijve kern 5 die in hoge mate vuurvast is en die automatisch zeer sterk kleeft aan de twee platen 4 zonder dat daartoe een kleefmiddel dient gebruikt te worden.
In een variante van de hiervoorgenoemde werkwijze verwarmt men de platen 4 met ertussen de bevochtigde polystyreenkorrels door middel van hoogfrequente golven in een hoogfrequentoven in plaats van door microgolven.
Op een zeer snelle manier verkrijgt men met de hiervoor beschreven werkwijze een sandwichpaneel 4,5 dat niet alleen zeer goede isolerende eigenschappen bezit maar daarenboven in hoge mate onbrandbaar is.
De uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor beschreven uitvoeringsvormen en binnen het raam van de oktrooiaanvrage kunnen aan de beschreven uitvoeringsvormen vele veranderingen worden aangebracht.
In het bijzonder moeten de twee platen die als bekleding gebruikt worden niet noodzakelijk asbestcementplaten zijn. Andere, bijvoorbeeld onbrandbare en bij voorkeur stijve platen, kunnen gebruikt worden. Zo kunnen kunststofplaten zoals fenolplaten gebruikt worden, menuseriet platen, en indien de verhitting door hoogfrequent golven geschiedt, zelfs metalen platen zoals staalplaten. Een of beide bekledingen kunnen gevormd zijn door vezelmatten waarop eventueel kunststof kan gespoten zijn. De panelen kunnen in plaats van individueel als een geheel bestaande uit meerdere sandwichpanelen vervaardigd worden die dan achteraf in stukken gesneden worden.
Tijdens het verwarmen kan desgevallend een vorm gebruikt worden. De tijdens het verwarmen gebruikte druk hoeft niet noodzakelijk gelijk aan 2 kg/cm2 te zijn.
Ook dient de vulstof niet noodzakelijk kaolien of vliegas te zijn, terwijl ook het silikaat niet noodzakelijk natriumsilikaat moet zijn. Andere anorganische silikaten kunnen gebruikt worden en in plaats van kaolien of vliegas kunnen ook andere, bij voorkeur anorganische en vuurvaste, vulstoffen gebruikt worden.
Method for manufacturing sandwich panels and sandwich panel thus manufactured.
The invention relates to a method for manufacturing sandwich panels with an insulating core based on expanded polystyrene granules and at least one coating on either side thereof.
Such sandwich panels are widely used in the construction sector because of their good insulating properties. The coatings on either side of the core provide greater mechanical strength and in many cases also increase the fire resistance since a core consisting exclusively of expanded polystyrene granules has a very low fire resistance.
In order to improve this fire resistance of the core, it is already known to add inorganic substances to the polystyrene granules.
In each of these known methods, the core is first manufactured, after which a coating is glued on both sides of the core. The manufacture of these sandwich panels is therefore laborious.
The object of the invention is to overcome this drawback and to provide a method for manufacturing sandwich panels with a core based on expanded polystyrene granules with which sandwich panels with a good fire resistance can be manufactured in a simple and above all very fast manner.
For this purpose, polystyrene granules partially, but not yet fully expanded and still containing blowing agent, are wetted with a silicate-containing liquid, the wetted granules are applied between the coatings and the whole is heated quickly and to the core by means of heat-generating radiation to further expand the polystyrene granules and to largely dehydrate the whole.
The use of silicate emulsions for the manufacture of insulating plates is known per se from French patent application no. 8806010. However, this application does not relate to sandwich panels and the plate does not contain expanded polystyrene granules. The silicate emulsion itself is foamed by means of a foaming agent.
Expanded granules of volcanic rocks can be added as filler, but not only are these not polystyrene, but these granules are present in small quantities as filler and are already fully expanded before application.
According to the invention, polystyrene granules are used which are relatively inexpensive and have good insulating properties. By adding a silicate-containing liquid to the core, it has a high degree of refractoriness. As a result of the heating, the granules and the silicate stick together and a relatively stiff mass is obtained, which sticks to the coatings at the same time and without the use of adhesives. Depending on their nature, these coatings can provide the necessary mechanical strength or / and even better fire resistance.
By the way, it is preferred to use coatings which are fire resistant per se.
These coatings can be flexible, but are preferably also hard so that they further improve the mechanical properties of the sandwich panel.
Fiber cement boards can be used as hard fire resistant coatings. Rapid heating of the core over the entire mass can be efficiently carried out by means of microwaves or high-frequency heating.
In a special embodiment of the invention, 70 to 95% by volume, calculated with respect to the core after the heat treatment, of polystyrene grains is used for the core.
In an advantageous embodiment of the invention, the polystyrene granules are wetted with a liquid which also contains additives in addition to silicate.
Suitable additives are, for example, kaolin or fly ash and the like.
The core is preferably heated to a temperature between
100 and 130 degrees Celsius.
During this heating, pressure is advantageously exerted on the sandwich panel on the order of 2 kg / cm2.
The invention also relates to a sandwich panel manufactured according to the method according to one of the previous embodiments.
Other particularities and advantages of the invention will become apparent from the following description of a method of manufacturing sandwich panels and of a sandwich panel thus manufactured according to the invention. This description is given by way of example only and does not limit the invention. The reference numbers refer to the accompanying drawings, in which:
Figure 1 is a schematic representation of an apparatus used for applying the method according to the invention; Figure 2 is a side view of a portion of a sandwich panel manufactured by the method of the invention.
In the two figures, like reference numerals refer to like elements.
In order to produce a sandwich panel in a fast and inexpensive manner with good insulating properties and a high degree of resistance to friction, the invention proceeds as follows.
In a tank 1, an aqueous solution of sodium silicate and kaolin or fly ash and the like is prepared in a weight ratio of 1/1.
In a mixer 2 this solution is mixed with polystyrene granules which are introduced from a storage tank 3 into the mixer. The polystyrene beads are only partially expanded and still contain enough blowing agent to expand further.
The ratio of polystyrene granules to solution is chosen such that 70 to 95 volume%, and preferably 80 to 90 volume% of polystyrene granules, are present in the core 5 of the sandwich panels after the complete manufacture and thus also the further expansion of the polystyrene granules.
In the mixer 2, the polystyrene granules are wetted by the silicate solution. The slurry thus obtained is poured into a layer on asbestos cement slabs 4 which are fed successively onto a conveyor 6.
Above each layer, i.e. opposite a bottom plate 4, a second asbestos cement plate 4 is applied, so that a sandwich panel is obtained with a core of wetted polystyrene grains between two hard and resistant plates 4 of asbestos cement. This as yet unfinished sandwich panel is now passed through the anterior wave oven 7 where the panel is heated to 100-130 degrees Celsius.
Under the influence of the heat and because sufficient blowing agent is still present in the polystyrene granules, these polystyrene granules expand further. At the same time, the solution of silicate and kaolin will dehydrate.
During this heating, a pressure of about 2 kg / cm2 is exerted on the sandwich panel.
As a result of this heating under pressure, a relatively stiff core 5 is obtained which is highly refractory and which automatically adheres very strongly to the two plates 4 without the use of an adhesive.
In a variant of the above-mentioned method, the plates 4 with the wetted polystyrene granules between them are heated by means of high-frequency waves in a high-frequency oven instead of by microwaves.
In a very rapid manner, a sandwich panel 4,5 is obtained with the above-described method, which not only has very good insulating properties, but is also highly non-flammable.
The invention is by no means limited to the above-described embodiments and many changes can be made to the described embodiments within the scope of the patent application.
In particular, the two boards used as cladding need not necessarily be asbestos cement boards. Other, for example, non-flammable and preferably rigid plates can be used. For example, plastic plates such as phenolic plates can be used, menuserite plates, and if the heating is effected by high-frequency waves, even metal plates such as steel plates. One or both coatings can be formed by fiber mats on which plastic can optionally be sprayed. Instead of individually, the panels can be manufactured as a whole consisting of several sandwich panels, which are then cut into pieces afterwards.
If necessary, a shape can be used during heating. The pressure used during heating does not necessarily have to be equal to 2 kg / cm2.
Also, the filler should not necessarily be kaolin or fly ash, while the silicate should not necessarily be sodium silicate. Other inorganic silicates can be used and other, preferably inorganic and refractory, fillers can be used instead of kaolin or fly ash.