Verfahren zur Herstellung von Verbundkörpern
Bei der Herstellung von geraden oder gekrümmten Verbundplatten aus einem Kern aus Schaumstoffplatten mit geschlossenen Zellen und massiven Deckschichten treten häufig Lufteinschlüsse zwischen den Schaumstoffplatten und den Deckschichten auf, die zu Blasenbildungen unter den Deckschichten führen und sich ganz allgemein nicht nur unschön sondern auch festigkeitsverhindernd auswirken. Es wurde nun gefunden, däss man solche Blasenbildungen verhindern kann, wenn man die Schaumstoffschichten mit durchgehenden Rillen versieht, durch welche die Luft beim Zusammenpressen und Verkleben der Platten mit den Deckschichten entweichen kann.
Wesentlich ist dabei, dass man zum Verkleben nur so viel Klebemittel anwendet, dass beim Zusammenpressen keine Verstopfung der Rillen stattfindet, so dass die Luft ungehindert entweichen kann.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Verbundkörpern durch Verbinden unter Druck von Zellkörperschichten mit geschlossenen Zellen mit massiven Deckschichten unter Verwendung von Klebemitteln, welches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass die Zellkörperschichten mit durchgehenden Rillen versehen sind, durch welche die Luft beim Zusammenpressen der Zellkörperschichten mit den Deckschichten entweichen kann, wobei die Klebemittel nur in solchen Mengen verwendet werden, dass keine Verstopfung der Rillen beim Zusammenpressen stattfinden kann.
Das Verfahren kann so ausgeführt werden, dass z. B. gerade Zellkörperplatten mit den Deckschichten unter Bildung gerader Verbundplatten zusammengepresst werden.
Von grosser praktischer Bedeutung ist jedoch die Herstellung von geformten Verbundkörpern, wobei man bereits vorgeformte Schichten verbindet oder gleichzeitig mit der Verklebung der verschiedenen Schichten auch die Verformung durchführt. Gerade bei diesem Klebe- und Verformungsverfahren bilden sich sehr leicht Lufteinschlüsse, indem sich die Luft in den Wölbungen staut.
Die Verklebung und gleichzeitige Verformung kann nach jeder beliebigen Methode ausgeführt werden, z. B. nach der Press-, Stempel- oder Gummisackmethode, sowohl in einteiligen wie zweiteiligen Presswerkzeugen.
Die Rillen können auf jede beliebige Art, z. B. durch Ausschneiden oder Ausfräsen, hergestellt werden und können jede beliebige Form aufweisen: rund, oval, eckig; sie müssen jedoch immer derart angeordnet werden, dass sie beim Pressen oder Ziehen entweder mit der Atmosphäre oder mit dem Vakuum verbunden sind, so dass die Luft durch die Kanäle austreten kann.
Die Breite der Rillen kann z. B. 2 bis 5 mm, deren Tiefe 1 bis 20 mm betragen. Der Abstand der einzelnen Rillen voneinander kann zwischen 10 bis 40 mm, z. B. 15 bis 20 mm sein.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens besteht darin, dass man die Rillen durch Eindrücken in den Zellkörperschichten anbringt und dass diese nach dem Verbinden mit den Deckschichten durch nachfolgendes Erwärmen der Zellkörperschichten wieder verschwinden. Solche Rillen können z. B. dadurch hergestellt werden, dass man sie mittels mit Erhöhungen versehenen Walzen oder mittels Gittern in die Zellkörperplatte eindrückt. Dadurch, dass die Rillen des Zellkörpers nicht ausgeschnitten, sondern nur eingedrückt werden, befinden sich in diesen Rillen die einzelnen Zellen im zusammengedrückten Zustand. Wird dann der Zellkörper erwärmt, so dehnen sich die zusammengedrückten Zellen aus, so dass die Rillen wieder allmählich gefüllt werden.
Eine wichtige Ausführungsform des Verfahrens kann nach der Vakuumsackmethode derart erfolgen, dass man zuerst auf der glatten und sauberen Innenoberfläche einer Negativform nach Anstrich eines Trennmittels eine anliegende ausgehärtete Glasfaserpolyesterharzschale herstellt, die als äussere Deckschicht dient. In dieser Glasfaserpolyesterschale wird nun die Zellkörperplatte in erwärmtem Zustand vorgeformt und zugeschnitten. Bevor sie nun in die Schale eingeklebt wird, versieht man sie durch Eindrücken mit den entsprechend verlaufenden Rillen.
Die Glasfaserpolyesterschale wird nun mit einem Kleber, z. B. einem Polyester, bestrichen und die Zellkörperplatte eingelegt. Als Trennschicht gegen den Gummisack wird eine Polyäthylenfolie verwendet. Dann wird das Vakuum angelegt und dadurch die Zellkörperschicht an die Glasfaserpolyesterschicht angedrückt, während die Luft durch die Rillen entweicht. Es wird dann erwärmt, wodurch sich die Zellkörperplatten noch etwas besser an die Glasfaserpolyesterschale anschmiegt, zugleich aber erheben sich im Laufe der etwa halbstündigen Erwärmung die Rillen wieder, nachdem sie ihren Zweck, die Entfernung der Lufteinschlüsse, erfüllt haben. Zum Schluss kann die so hergestellte Verbundplatte noch mit einer inneren Deckschicht aus Glasfaserpolyester im Handauflegeverfahren versehen werden.
Der Schaumstoff mit geschlossenen Zellen kann aus den verschiedensten organischen hochmolekularen Stoffen, wie Kunststoff oderElastomeren bestehen, z. B. aus Polymerisaten und Mischpolymerisaten, wie Polymere des Styrols, der Akryl- und Methakrylsäure, des Äthylens, ferner aus Celluloseacetat oder aus natürlichem und synthetischem Kautschuk. Besonders geeignet sind Zellkörper aus Polyvinylchlorid und dessen Mischpolymerisaten mit Vinylacetat, da dieses Material bei einer gewissen Härte eine geringe Sprödigkeit besitzt und leicht verformbar ist. Die Schaumstoffe können verschiedene Dichten haben, z. B. ein spezifisches Gewicht von 0,05 bis 0,8, vorzugsweise 0,08 bis 0,3. Besonders geeignet sind Platten aus Hart-Polyvinylchlorid-Schaumstoffen, die gemäss dem Schweizer Patent Nr. 357193 hergestellt wurden.
Die Deckschichten können aus jedem beliebigen Material in Form von Platten oder Folien bestehen, z. B. aus Metallen, wie z. B. Aluminium, oder aus Kunststoffen, wie Polyvinylchlorid, Polystyrol, Poly äthylen und deren Mischpolymerisate, sowie aus Celluloseacetat, ferner auch aus Karton. Sie können auch aus härtbaren Harzen, wie z. B. Polyester sowie Epoxy- und Isocyanatharzen, bestehen. Zweckmässig können die Harze mit Fasern, Geweben, Matten, verstärkt sein, die aus Glas, Nylon, Asbest und dergleichen bestehen.
Zum Verkleben können die bekannten Klebemittel, wie Mischpolymerisate des Vinylchlorids mit Vinylacetat, Neoprenkleber, Polyester und dergleichen, verwendet werden. Man wird natürlich die Klebemittel in dünnen Schichten auf die zu verklebenden Deckschichten anbringen, z. B. 200 bis 400 g/m2, damit sie die Rillen nicht verstopfen.
Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren beispielsweise hergestellten Verbundplatten können zur Herstellung der verschiedensten Gegenstände verwendet werden, z. B. für Boote, Fahr- und Flugzeuge oder für Teile derselben, ferner für Behälter, Rohre, Wagendächer usw.
Process for the production of composite bodies
When manufacturing straight or curved composite panels from a core of foam panels with closed cells and solid cover layers, air pockets often occur between the foam panels and the cover layers, which lead to the formation of bubbles under the cover layers and generally not only have an unattractive effect but also reduce strength. It has now been found that such blistering can be prevented if the foam layers are provided with continuous grooves through which the air can escape when the panels are pressed together and glued to the cover layers.
It is essential that only enough adhesive is used for gluing that the grooves are not clogged when they are pressed together, so that the air can escape unhindered.
The invention relates to a method for the production of composite bodies by joining under pressure cell body layers with closed cells with massive cover layers using adhesives, which method is characterized in that the cell body layers are provided with continuous grooves through which the air when the cell body layers are pressed together the cover layers can escape, the adhesives being used only in such amounts that the grooves cannot become clogged when they are pressed together.
The method can be carried out such that e.g. B. straight cell body panels are pressed together with the outer layers to form straight composite panels.
However, the production of shaped composite bodies is of great practical importance, in which case already preformed layers are connected or the deformation is also carried out at the same time as the various layers are glued. With this bonding and deformation process in particular, air pockets form very easily because the air accumulates in the bulges.
The gluing and simultaneous deformation can be carried out by any method, e.g. B. by the press, stamp or rubber bag method, both in one-piece and two-piece pressing tools.
The grooves can be made in any manner, e.g. B. by cutting or milling, and can have any shape: round, oval, angular; however, they must always be arranged in such a way that they are connected to either the atmosphere or the vacuum during pressing or pulling so that the air can escape through the channels.
The width of the grooves can be, for. B. 2 to 5 mm, the depth of which are 1 to 20 mm. The distance between the individual grooves can be between 10 to 40 mm, e.g. B. 15 to 20 mm.
A further embodiment of the method consists in making the grooves in the cell body layers by pressing them and in that these disappear again after the connection with the cover layers by subsequent heating of the cell body layers. Such grooves can e.g. B. can be produced by pressing them into the cell body plate by means of rollers provided with elevations or by means of grids. Because the grooves of the cell body are not cut out, but only pressed in, the individual cells are in a compressed state in these grooves. If the cell body is then heated, the compressed cells expand so that the grooves are gradually filled again.
An important embodiment of the process can be carried out according to the vacuum bag method in such a way that a cured glass fiber polyester resin shell is first produced on the smooth and clean inner surface of a negative form after a release agent has been painted, which serves as an outer cover layer. In this glass fiber polyester shell, the cell body plate is now preformed and cut in a heated state. Before it is glued into the shell, it is provided with the corresponding grooves by pressing it in.
The fiberglass polyester shell is now with an adhesive, z. B. a polyester, coated and inserted the cell body plate. A polyethylene film is used as a separating layer against the rubber bag. Then the vacuum is applied and thereby the cell body layer is pressed against the glass fiber polyester layer while the air escapes through the grooves. It is then heated, so that the cell body plates cling a little better to the glass fiber polyester shell, but at the same time the grooves rise again in the course of the half-hour warming after they have fulfilled their purpose of removing the air pockets. Finally, the composite panel produced in this way can be provided with an inner cover layer made of fiberglass polyester using the hand lay-up method.
The closed cell foam can be made from a variety of organic high molecular weight materials such as plastic or elastomers, e.g. B. from polymers and copolymers, such as polymers of styrene, acrylic and methacrylic acid, ethylene, also from cellulose acetate or from natural and synthetic rubber. Cell bodies made of polyvinyl chloride and its copolymers with vinyl acetate are particularly suitable, since this material has a low degree of brittleness and is easily deformable with a certain hardness. The foams can be of various densities, e.g. B. a specific gravity of 0.05 to 0.8, preferably 0.08 to 0.3. Sheets made of rigid polyvinyl chloride foams produced in accordance with Swiss Patent No. 357193 are particularly suitable.
The cover layers can consist of any material in the form of sheets or foils, e.g. B. of metals, such as. B. aluminum, or plastics such as polyvinyl chloride, polystyrene, poly ethylene and their copolymers, and cellulose acetate, and also made of cardboard. You can also choose from curable resins, such as. B. polyester and epoxy and isocyanate resins exist. The resins can expediently be reinforced with fibers, fabrics, mats, which consist of glass, nylon, asbestos and the like.
Known adhesives, such as copolymers of vinyl chloride with vinyl acetate, neoprene adhesive, polyester and the like, can be used for bonding. You will of course apply the adhesive in thin layers on the cover layers to be bonded, z. B. 200 to 400 g / m2 so that they do not clog the grooves.
The composite panels produced by the process according to the invention, for example, can be used to produce a wide variety of objects, e.g. B. for boats, vehicles and airplanes or for parts thereof, also for containers, pipes, car roofs etc.