CH525765A - Fibre reinforced rigid foam products - using withdrawable stamp for compressing fibres before expansion - Google Patents

Fibre reinforced rigid foam products - using withdrawable stamp for compressing fibres before expansion

Info

Publication number
CH525765A
CH525765A CH1008470A CH1008470A CH525765A CH 525765 A CH525765 A CH 525765A CH 1008470 A CH1008470 A CH 1008470A CH 1008470 A CH1008470 A CH 1008470A CH 525765 A CH525765 A CH 525765A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
foam
mold
fiber composite
fibers
volume
Prior art date
Application number
CH1008470A
Other languages
German (de)
Inventor
Heller Rudolf
Original Assignee
Contraves Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Contraves Ag filed Critical Contraves Ag
Priority to CH1008470A priority Critical patent/CH525765A/en
Priority to NL7108696A priority patent/NL7108696A/xx
Priority to DE19712132284 priority patent/DE2132284A1/en
Priority to FR7123983A priority patent/FR2097164B1/fr
Priority to CA117,101A priority patent/CA944922A/en
Priority to GB3090571A priority patent/GB1356441A/en
Priority to SE7108590A priority patent/SE374052B/xx
Publication of CH525765A publication Critical patent/CH525765A/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/02Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C44/10Applying counter-pressure during expanding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2309/00Use of inorganic materials not provided for in groups B29K2303/00 - B29K2307/00, as reinforcement
    • B29K2309/08Glass

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Articles are produced by pouring a predetermined quantity of a foamable liquid resin into a mould cavity, introducing a predetermined quantity of air-contg. fibres in uniform distribution over the whole bottom face, compressing the mould content with air expulsion to its minimum vol. with an air permeable pressing stamp fitting into the mould cavity from the open mould upper side before the start of foam formation, gradually withdrawing the stamp to enlarge the mould cavity to a predetermined final volume during the foaming of the resin, and allowing the mould content to solidify after this final volume is reached. Gives foam articles which can be worked by cutting, e.g. building panels or blocks of foamed polyurethane.

Description

  

  
 



  Verfahren zum Herstellen von faserverstärkten, kleinzellig strukturierten Kunststoffkörpern
Es ist bekannt, dass die spezifischen Zugfestigkeiten auch von hochwertigen, massiven Kunstharzkörpern Werte von etwa 5 kg/mm2 nicht überschreiten und bei   kleinzelliger    Struktur entsprechend dem relativen Totalvolumen der Zell Hohlräume geringer sind, z.B. etwa im Bereich von 0,1-0,4 kg/mm2 liegen.



   Aus diesen Gründen wird in Kunstharzen zur Verstärkung faseriges Material, vorzugsweise Glasfasermaterial, Steinwolle, Asbest oder Textilfasermaterial eingebettet. Entsprechend der etwa im Bereich von 100 kg/mm2 liegenden Zugfestigkeit von Glasfasern können beispielsweise durch Einbetten von parallelen Glasfasern in dichter Packung in hochwertigen Epoxydharzen Glasfaser-Laminate mit Zugfestigkeiten über 100 kg/mm2 in der Faserrichtung, bei Verwendung von Kohlenfasern noch wesentlich höhere Zugfestigkeiten erreicht werden.



   Bei disperser Verteilung von relativ kurzen Fasern in Kunstharz ergeben sich kleinere Zugfestigkeitswerte, dafür aber unabhängig von der Richtung. Es ist bis jetzt nicht gelungen, faserverstärkte Kunstharz-Schaumstrukturkörper mit kleinzelliger Struktur zu erzeugen, es sei denn, es werden zur Bildung der Zellräume in das flüssige, noch nicht ausgehärtete Kunstharz Hohlkügelchen oder Schaumstoffkörner als  verlorene Schalungen  eingemischt, wobei auch relativ kurze Glasfasern oder andere Fasern zugemischt werden können.



   Gemäss vorliegender Erfindung, die ein neuartiges, wirtschaftliches Verfahren zum Herstellen von durch eingebettete Fasern verstärkten, kleinzellig strukturierten Kunststoff Schaumkörpern betrifft, ist es nun möglich, auch ohne Verwendung von Hohlkügelchen oder Schaumstoffkörnern, sondern ausgehend von zum Schäumen vorbereiteten und als Schaumstrukturen aushärtbaren Kunstharzflüssigkeiten Formkörper wirtschaftlich herzustellen, die dank ihrer erhärteten Schaumstruktur ein relativ niedriges spezifisches Gewicht, etwa im Bereich von   kg/dm3    haben und dank den in der   erhärteten Schaumstruktur    in disperser Verteilung eingebetteten Fasern trotzdem relativ hohe Zugfestigkeiten, etwa im Bereich von 1-4 kg/mm2 haben, also eine gegen über den bekannten Hartschaum-Körpern mindestens 10fache Zugfestigkeit aufweisen.

  Die Erfindung benützt dabei als Ausgangsmaterial lockere Faserstoff-Körper mit an ihren Kreuzungsstellen aneinanderhaftenden Fasern. Es kann sich dabei um filzartige Faserstrukturen, Vliese oder Gewebe, bzw. Gewirke aus Fasermaterial handeln, die durch Tränken mit Bindemittellösungen und anschliessendes Trocknen eine schwammartige Formelastizität erhalten haben. So stehen z.B. Glasfaser-Vlieskörper mit einem Gewicht von 20 bis 100 g/Liter zur Verfügung.



   Erfindungsgemäss ist das Verfahren zur Herstellung eines durch eingebettete Fasern verstärkten, kleinzellig strukturierten Kunststoffkörpers dadurch gekennzeichnet, dass ein lockerer Faserstoff-Körper mit an ihren Kreuzungsstellen aneinanderhaftenden Fasern durch Zusammenpressen im Bereich einer zum Schäumen vorbereiteten und zu einer festen Schaumstruktur aushärtbaren Kunststoff-Flüssigkeit damit unter Verdrängung der Luft vollständig durchtränkt wird und anschliessend spätestens beim Einsetzen der Schaumbildung durch Druck-Entlastung etwa in seine ursprüngliche Grösse und Form entspannt wird und bis zur erfolgten Aushärtung des die Zwischenräume zwischen seinen Fasern ausfüllenden Kunststoff-Schaumes im Hohlraum einer Pressform eingeschlossen bleibt.



   Vorzugsweise wird ein einstückiger oder aus mehreren Schichten bestehender Glasfaser-Verbundkörper mit einer schwammartigen Formelastizität und einer annähernd der Form und dem Volumen des primär in der Pressform herzustellenden, faserverstärkten, kleinzellig strukturierten   Kunststoff-Schaumkörp ers entsprechenden    Gesamtgrösse verwendet.



   Ausführungsbeispiele des Verfahrens und die erreichbaren Güteeigenschaften des Endproduktes werden im folgenden anhand der Zeichnung besprochen. Darin zeigen:
Fig. 1 ein stark vergrössertes, schematisches Strukturbild eines als Ausgangsmaterial verwendeten, lockeren Glasfaserkörpers mit schwammartiger Formstabilität und einem Litergewicht von beispielsweise 30-50 g,
Fig. 2 ein entsprechendes Strukturbild des Endproduktes, worin die Zwischenräume zwischen den Fasern des Aus  gangsproduktes nach Fig. 1 mit einer kleinzelligen, erhärteten Schaumstruktur ausgefüllt wird,
Fig. 3 eine Pressform, in welcher zum Schäumen   vorberei-    tete   Kunstharzflüssigkeit    enthalten ist, womit ein schwammartig formstabiler Glasfaser-Körper mit einer Struktur nach Fig. 1 zu tränken ist,
Fig. 4 die Pressform entsprechend Fig.

   3, worin der Glasfaserkörper mit Hilfe eines Stempels im Bereich der schäumfähigen Kunstharz-Flüssigkeit auf einen Bruchteil seines ursprünglichen Volumens zusammengepresst ist,
Fig. 5 den Endzustand der Pressform nach Fig. 3 und 4, worin der mit Kunstharz-Flüssigkeit im Schaumzustand getränkte Glasfaserkörper auf ein gegenüber seinem ursprünglichen Volumen kleineres Volumen entspannt ist und in diesem Zustand bis zur Aushärtung der Schaummasse belassen wird,
Fig. 6 eine der Fig. 3 entsprechende Variante, worin für dieselbe Form eine Mehrzahl von lockeren Glasfaserschichten mit kleinerem Gesamtvolumen als der Glasfaserkörper in Fig. 3 verwendet wird,
Fig. 7 entspricht analog der Fig. 4.



   Fig. 8 zeigt wie Fig. 5 die Endphase des Herstellungsprozesses, wobei das Endvolumen grösser als das ursprüngliche Gesamtvolumen der verwendeten Glasfasermatten ist.



   In Fig. 1 sind mit 10 Glasfasern bezeichnet, die an ihren Kreuzungsstellen 11 miteinander durch Bindemittel verklebt sind. Derartige Faserstrukturen lassen sich z.B. durch Aufspritzen von mit in verdunstendem Lösungsmittel gelösten Bindemittel benetzten Glasfasern auf ein bewegtes Trägerband herstellen. Die einschlägige Industrie liefert derartige Körper, bzw. Matten z.B. als Filzmatten, Vliese, aber auch als Gewirke und Gewebe, ausgehend von verschiedenartigem Fasermaterial. Wesentlich ist ein relativ geringes   Litergewicht    (40-50 g) und eine schwammartige Formelastizität der Faserkörper.



   Gemäss Fig. 2 sind die Zwischenräume zwischen Glasfasern gleichmässig und vollständig mit einer Kunstharzschaumstruktur 20 z.B. einem Poly-Urethanschaum gefüllt, dessen geschlossene Zellen Durchmesser von je etwa 0,1 mm haben.



   Es hat sich gezeigt, dass bei Durchtränkung von 300 g Glasfaserstruktur, entsprechend einem Volumen von etwa 7-8 Litern, mit 1500 g Poly-Urethan-Flüssigkeit (Volumen vor Einsetzen der Schaumbildung etwa 1,5 Liter) nach dem Schäumen und Aushärten in einem Formhohlraum von 6 Liter Volumen-Inhalt eine homogene, glasfaserverstärkte   Zellstruktur    eines entsprechenden Volumens vom Gesamtgewicht, 1,8 kg für 6 Liter entsteht, was einem spezifischen Gewicht von 0,3 kg/dm3 entspricht.



   Solches Material hat eine Zugfestigkeit von über 2 kg/ mm2. Es wurde z.B. ein Prisma aus solchem Material mit Seitenlängen von 4 x 4 cm   ¯    1,5 cm an zwei   gegenüberliegen-    den Quadrat-Flächen mit Zugstangen-Endflächen verklebt und einer zunehmenden Zugkraft ausgesetzt. Erst bei Werten von 3200 kg bis 4800 kg Zug ist der glasfaserverstärkte Schaumstoff-Zellkörper gerissen, während gleichdimensionierte Vegleichskörper aus erhärtetem Poly-Urethanschaum ohne Glasfaserverstärkung, aber gleicher Dichte (1,5 kg: 6 dm3 = 0,25 kg/dm3) schon unter Zugkräften von weniger als 300 kg reissen. Mit einer Glasfasermenge von 20 Gewichtsprozent des Poly-Urethanschaums lässt sich also die Zugfestigkeit auf das   10-l5fache,    d.h. auf Werte von 2-3 kg/mm2 steigem.

  Material nach Fig. 2 ist schlagfest, lässt sich ohne Schwierigkeiten sägen,   hobeln    und mit einem Messer in   eNche,    glattflächige Späne zerschneiden, zeigt also eine verblüffende Verwandtschaft mit Naturhölzern, die aber mindestens quer zur Faserrichtung wesentlich geringere Zugfestigkeiten aufweisen. Während Naturholz relativ viel Feuchtigkeit aufnimmt, beim Nasswerden wächst und beim Trocknen schwindet, hat Kunststoffmaterial mit einer Struktur nach Fig. 2 diese Nachteile nicht. Es nimmt praktisch kein Wasser auf und wird von klimatischen Umweltsfaktoren und biologischen Schädlingen nicht beeinflusst. Es lässt sich zwar bei hohen Temperaturen durch Beflammen in Brand setzen, aber nach Abbrand der äussersten Kunstharzschichten wirkt es brandhemmend,   undbeim    Unterbrechen der Wärmezufuhr löscht der Brand selbst.

  Ausserdem bleibt auch bei vollständiger Verbrennung des Harzes eine Struktur mit einer gewissen, wenn auch verlgeichsmässig viel kleineren Tragfestigkeit übrig.



   Das nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte kleinzellige und glasfaserverstärkte Kunststoffmaterial gemäss Fig. 2 ist dank der darin enthaltenen Glasfasern ausgezeichnet mit Deckschichtfolien aus Metallblech, Glasfaser-Kunstharz Laminaten usw. verklebbar, so dass hochwertige Verbundbauplatten aller Art herstellbar sind. So eignet sich das Material sehr gut zur Verwendung als Kernmaterial für Verbundbau Skier, für Möbelherstellung, und als Holzersatz im Hausbau ist es bestens geeignet.



   Anhand der Fig. 3-5 werden im folgenden die erfindungsgemäss vorgesehenen Herstellungsphasen besprochen. Gemäss Fig. 3 ist in eine Form F, die notwendige Menge von   schäumbarer    Kunstharz-Flüssigkeit 2, z. B. auf Poly-Urethanbasis, d.h. z.B. eine Menge von 1,5 kg (etwa 1,5 Liter) Harzgemisch mit schaumbildenden Zusätzen, eingebracht worden.



  Es wird bemerkt, dass die Kunststoffhersteller üblicherweise unter Code-Bezeichnungen   Harzflüssigkeiten    und flüssige Schäummittel mit Härtungskomponenten sowie Mischungsvorschriften liefern, aus denen sich schäumbare und als Schaum aushärtbare Kunstharzflüssigkeiten herstellen lassen.



   In die Form F1 wird nun gemäss Fig. 3 auch ein lockerer Glasfaserkörper 1a mit einer schwammartigen Formelastizität und einer Prismaform eingebracht, dessen Grundrissform demjenigen des Formhohlraumes entspricht und dessen Höhe z. B. um   10-20%    grösser ist als die Höhe des herzustellenden Formkörpers. So wird entsprechend dem angenommenen Beispiel der Glasfaserkörper 1a ein Volumen von etwa 7-8 Litern und ein Gewicht von etwa 300 g haben. Man kann auch zur Erhärtung der Festigkeit Glasfaser-Verbundkörper mit einem bis 4 mal grösseren Anfangsvolumen verwenden.



   Mit Hilfe eines Stempels F2 wird nun der Glasfaserkörper 1b in den Formhohlraum hineingepresst, wobei seine Höhe auf etwa 30% oder weniger des Anfangswertes vermindert wird, die Luft ausgetrieben wird und die Flüssigkeit 2 den Glaskörper 1b vollständig durchtränkt Dies soll geschehen, bevor die Schaumbildung in der Flüssigkeit richtig in Gang gekommen ist. Spätestens bei vollem Einsatz der Schaumbildung wird der Stempel F2 gemäss Fig. 5 wieder nach oben bis zum dargestellten Niveau zurückgeschoben, was bei Aussendruckentlastung durch den Innendruck der Schaummasse bewirkt wird. In diesem Zustand wird die   Form F1, F2 belassen, bis die geschäumte Kunstharzmasse    im Glaskörper 1c ausgehärtet ist, was durch Wärmezufuhr beschleunigt werden kann.



   Damit ist die Herstellung eines glasfaserverstärkten, kleinzelligen Kunststoffkörpers 1c mit einer Struktur nach Fig. 2 abgeschlossen.



   Gemäss der in Fig. 6, 7, 8 dargestellten Verfahren Variante, wird nicht ein einstückiger Glasfaserkörper 1a verwendet, sondern eine Mehrzahl von mattenförmigen Vliesen   1'a    mit einer Struktur nach Fig. 1.



   Fig. 7 entspricht voll und ganz der Fig. 4, d. h. zeigt einen mit Kunstharz durchtränkten, gepressten Glasfaser-Verbundkörper   1b    Gemäss Fig. 8 ist vorgesehen, dass das Endvolumen des herzustellenden Körpers   1'c    grösser ist als das ursprüngliche Gesamtvolumen der Vliese 1,a, so dass im end  gültig hergestellten Körper 1'c gemäss Fig. 8 zwischen glasfaserverstärkten Schichten unverstärkte Schaumstoff-Schichten 2' gebildet werden. Damit wird natürlich die Zugfestigkeit in der Querrichtung zu den Schichten auf den Wert für unverstärkten Schaumstoff vermindert, aber in den zu den Schichtebenen parallelen Richtungen praktisch nicht beeinträchtigt.



   Mit Körpern dieser Art lassen sich vielerlei   Verbundbau-    körper ähnlich wie mit Schichtholz herstellen. Nach der in den Fig. 3, 4, 5 dargestellten Verfahrens-Variante, also bei Verwendung eines einstückigen Faserverbund-Körpers, entstehen faserverstärkte Zellstrukturkörper 1c mit isotropen Festigkeitseigenschaften. Die erzielbaren Festigkeitswerte können je nach der relativ darin enthaltenen Fasermenge und Faserqualität und je nach dem Grad des Aufblähens im Flüssigschaumzustand, aber auch je nach der Harzqualität in weiterem Rahmen voraussehbar gewählt werden.



   Nach der Verfahrensvariante gemäss den Fig. 6, 7, 8, also bei Verwendung von aus mehreren   Faser-Verbundruat-    ten   1/a,    entstehen entsprechend geschichtete, faserverstärkte Zellstrukturkörper 1'c mit relativ hohen Zugfestigkeiten in den Schichtebenen, aber kleineren Zugfestigkeiten quer zu den Schichtebenen. Es lassen sich aus solchen Schichtmaterialien bei dem Verwendungszweck angepasster Schichtung zwischen Deckschichten, z.B. aus Blech oder Glasfaserlaminaten, qualitativ hochwertige Verbundbauelemente herstellen. 



  
 



  Process for the manufacture of fiber-reinforced, small-cell structured plastic bodies
It is known that the specific tensile strengths of high-quality, solid synthetic resin bodies do not exceed values of about 5 kg / mm2 and, in the case of a small-cell structure, are lower in accordance with the relative total volume of the cell cavities, e.g. be in the range of 0.1-0.4 kg / mm2.



   For these reasons, fibrous material, preferably glass fiber material, rock wool, asbestos or textile fiber material, is embedded in synthetic resins for reinforcement. Corresponding to the tensile strength of glass fibers, which is roughly in the range of 100 kg / mm2, for example, by embedding parallel glass fibers in close packing in high-quality epoxy resins, glass fiber laminates with tensile strengths of over 100 kg / mm2 in the fiber direction can be achieved with significantly higher tensile strengths when using carbon fibers will.



   If relatively short fibers are dispersed in synthetic resin, the tensile strength values are lower, but independent of the direction. So far, it has not been possible to produce fiber-reinforced synthetic resin foam structural bodies with a small-cell structure, unless hollow spheres or foam grains are mixed into the liquid, not yet cured synthetic resin as permanent formwork to form the cell spaces, with relatively short glass fibers or others Fibers can be mixed.



   According to the present invention, which relates to a novel, economical process for the production of small-cell structured plastic foam bodies reinforced by embedded fibers, it is now possible economically without using hollow spheres or foam grains, but starting from synthetic resin fluids that are prepared for foaming and curable as foam structures to produce which, thanks to their hardened foam structure, have a relatively low specific weight, e.g. in the range of kg / dm3 and, thanks to the fibers embedded in the hardened foam structure in dispersed distribution, nevertheless have relatively high tensile strengths, e.g. in the range of 1-4 kg / mm2, thus have a tensile strength that is at least 10 times greater than that of the known rigid foam bodies.

  The invention uses loose fiber bodies as starting material with fibers adhering to one another at their crossing points. These can be felt-like fiber structures, fleeces or woven fabrics, or knitted fabrics made of fiber material, which have been given a sponge-like elasticity by soaking them with binder solutions and then drying them. E.g. Fiberglass fleece bodies with a weight of 20 to 100 g / liter are available.



   According to the invention, the method for producing a plastic body reinforced by embedded fibers, structured in small cells, is characterized in that a loose fiber body with fibers adhering to one another at their intersection points is thus displaced by pressing together in the area of a plastic liquid that is prepared for foaming and curable to a solid foam structure the air is completely saturated and then at the latest at the onset of foam formation by pressure relief is relaxed approximately to its original size and shape and remains enclosed in the cavity of a mold until the plastic foam filling the spaces between its fibers has cured.



   A one-piece or multi-layer glass fiber composite body with a sponge-like elasticity and an overall size approximately corresponding to the shape and volume of the fiber-reinforced, small-cell structured plastic foam body to be produced primarily in the mold is preferably used.



   Embodiments of the method and the achievable quality properties of the end product are discussed below with reference to the drawing. Show in it:
1 shows a greatly enlarged, schematic structural diagram of a loose glass fiber body used as a starting material with a sponge-like dimensional stability and a liter weight of, for example, 30-50 g,
Fig. 2 is a corresponding structural diagram of the end product, wherein the spaces between the fibers of the output product from Fig. 1 is filled with a small-cell, hardened foam structure,
3 shows a press mold in which synthetic resin liquid prepared for foaming is contained, with which a sponge-like, dimensionally stable glass fiber body with a structure according to FIG. 1 is to be impregnated,
4 shows the mold according to FIG.

   3, in which the fiberglass body is compressed to a fraction of its original volume with the aid of a stamp in the area of the foamable synthetic resin liquid,
5 shows the final state of the press mold according to FIGS. 3 and 4, in which the glass fiber body soaked with synthetic resin liquid in the foam state is relaxed to a volume smaller than its original volume and is left in this state until the foam mass has cured,
6 shows a variant corresponding to FIG. 3, in which a plurality of loose glass fiber layers with a smaller total volume than the glass fiber body in FIG. 3 are used for the same shape,
FIG. 7 corresponds analogously to FIG. 4.



   FIG. 8, like FIG. 5, shows the final phase of the manufacturing process, the final volume being greater than the original total volume of the glass fiber mats used.



   In Fig. 1, 10 denotes glass fibers which are glued to one another at their crossing points 11 by binding agents. Such fiber structures can e.g. by spraying glass fibers wetted with a binder dissolved in an evaporating solvent onto a moving carrier tape. The relevant industry supplies such bodies or mats e.g. as felt mats, fleeces, but also as knitted and woven fabrics, based on various types of fiber material. A relatively low liter weight (40-50 g) and a sponge-like elasticity of the fiber body are essential.



   As shown in Fig. 2, the spaces between glass fibers are evenly and completely covered with a synthetic resin foam structure 20 e.g. filled with a poly urethane foam, the closed cells of which have a diameter of about 0.1 mm each.



   It has been shown that when 300 g of glass fiber structure, corresponding to a volume of about 7-8 liters, is soaked with 1500 g of poly-urethane liquid (volume before the onset of foaming about 1.5 liters) after foaming and hardening in one Mold cavity with a volume of 6 liters creates a homogeneous, glass fiber reinforced cell structure with a corresponding volume with a total weight of 1.8 kg for 6 liters, which corresponds to a specific weight of 0.3 kg / dm3.



   Such material has a tensile strength of over 2 kg / mm2. E.g. a prism made of such a material with sides of 4 x 4 cm ¯ 1.5 cm glued to two opposite square surfaces with tie rod end surfaces and exposed to increasing tensile force. The fiberglass-reinforced foam cell body is only torn at values of 3200 kg to 4800 kg tensile strength, while comparative bodies of the same size made of hardened poly-urethane foam without fiberglass reinforcement, but the same density (1.5 kg: 6 dm3 = 0.25 kg / dm3) are below Tear tensile forces of less than 300 kg. With a glass fiber amount of 20 percent by weight of the poly urethane foam, the tensile strength can be increased to 10-15 times, i.e. increase to values of 2-3 kg / mm2.

  Material according to Fig. 2 is impact-resistant, can be sawed, planed and cut with a knife into single, smooth-surfaced chips without difficulty, so it shows an amazing relationship with natural woods, which, however, have significantly lower tensile strengths at least across the grain. While natural wood absorbs a relatively large amount of moisture, grows when wet and shrinks when drying, plastic material with a structure according to FIG. 2 does not have these disadvantages. It absorbs practically no water and is not influenced by climatic environmental factors and biological pests. It can be set on fire at high temperatures by flaming, but after the outermost layers of synthetic resin have burned off, it has a fire-retardant effect, and if the heat supply is interrupted, the fire extinguishes itself.

  In addition, even if the resin is completely burned, a structure remains with a certain, albeit comparatively much lower, load-bearing strength.



   The small-cell and glass-fiber-reinforced plastic material according to FIG. 2 produced by the process according to the invention can, thanks to the glass fibers contained therein, be bonded excellently to cover sheets made of sheet metal, glass fiber-synthetic resin laminates, etc., so that high-quality composite panels of all kinds can be produced. The material is very suitable for use as a core material for composite construction of skis, for furniture production, and as a wood substitute in house construction it is ideally suited.



   The manufacturing phases provided according to the invention are discussed below with reference to FIGS. 3-5. According to Fig. 3 is in a form F, the necessary amount of foamable synthetic resin liquid 2, z. Poly-urethane-based, i.e. e.g. an amount of 1.5 kg (about 1.5 liters) of resin mixture with foam-forming additives.



  It is noted that the plastics manufacturers usually supply resin liquids and liquid foaming agents with hardening components under code names, as well as mixing instructions from which foamable and curable synthetic resin liquids can be produced.



   According to FIG. 3, a loose glass fiber body 1a with a sponge-like shape elasticity and a prism shape is introduced into the mold F1, the plan shape of which corresponds to that of the mold cavity and the height of which z. B. is 10-20% greater than the height of the molded body to be produced. Thus, according to the assumed example, the glass fiber body 1a will have a volume of about 7-8 liters and a weight of about 300 g. You can also use fiberglass composite bodies with an initial volume up to 4 times larger to harden the strength.



   With the help of a punch F2, the glass fiber body 1b is now pressed into the mold cavity, whereby its height is reduced to about 30% or less of the initial value, the air is expelled and the liquid 2 completely soaks the glass body 1b. This should happen before the foam formation in the liquid has started properly. At the latest when foam formation is fully underway, the punch F2 is pushed back up again to the level shown in FIG. 5, which is brought about by the internal pressure of the foam compound when the external pressure is relieved. The mold F1, F2 is left in this state until the foamed synthetic resin compound in the glass body 1c has hardened, which can be accelerated by supplying heat.



   The production of a glass fiber reinforced, small-cell plastic body 1c with a structure according to FIG. 2 is thus completed.



   According to the variant of the method shown in FIGS. 6, 7, 8, a one-piece glass fiber body 1a is not used, but a plurality of mat-shaped nonwovens 1'a with a structure according to FIG. 1.



   Fig. 7 corresponds entirely to Fig. 4; H. shows a pressed glass fiber composite body 1b impregnated with synthetic resin. According to FIG. 8, it is provided that the final volume of the body 1'c to be produced is greater than the original total volume of the fleeces 1, a, so that in the body 1'c finally produced according to 8, unreinforced foam layers 2 'are formed between glass fiber reinforced layers. This naturally reduces the tensile strength in the transverse direction to the layers to the value for unreinforced foam, but practically not impaired in the directions parallel to the layer planes.



   With bodies of this type, a wide variety of composite structures can be produced in a similar way to plywood. According to the method variant shown in FIGS. 3, 4, 5, that is to say when using a one-piece fiber composite body, fiber-reinforced cell structure bodies 1c with isotropic strength properties are produced. The achievable strength values can be selected in a more predictable manner depending on the relative amount and quality of fiber contained therein and depending on the degree of expansion in the liquid foam state, but also depending on the resin quality.



   According to the process variant according to FIGS. 6, 7, 8, that is, when using several fiber composite structures 1 / a, correspondingly layered, fiber-reinforced cell structure bodies 1'c with relatively high tensile strengths in the layer planes, but lower tensile strengths across them, result the layer levels. It is possible to use such layer materials as layering between cover layers, e.g. manufacture high-quality composite components from sheet metal or fiberglass laminates.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH PATENT CLAIM Verfahren zum Herstellen eines durch eingebettete Fasern verstärkten, kleinzellig strukturierten Kunststoff-Körpers, dadurch gekennzeichnet, dass ein lockerer Faserstoffkörper (1) mit an ihren Kreuzungsstellen aneinanderhaftenden Fasern (10) durch Zusammenpressen im Bereich einer zum Schäumen vorbereiteten und zu einer festen Schaumstruktur aushärtbaren Kunststoff-Flüssigkeit (2) damit unter Verdrängung der Luft vollständig durchtränkt wird und anschliessend spätestens beim Einsetzen der Schaumbildung durch Druck-Entlastung etwa in seine ursprüngliche Grösse und Form entspannt wird und bis zur erfolgten Aushärtung des die Zwischenräume zwischen seinen Fasern ausfüllenden Kunststoff-Schaumes (20) im Hohlraum einer Pressform (F1, F2) eingeschlossen bleibt. A method for producing a plastic body reinforced by embedded fibers, structured in small cells, characterized in that a loose fiber body (1) with fibers (10) adhering to one another at their intersection points is pressed together in the area of a plastic material which is prepared for foaming and curable to a solid foam structure. Liquid (2) is so completely saturated while displacing the air and is then relaxed to its original size and shape by pressure relief at the latest when the foam starts to form and until the plastic foam (20) filling the spaces between its fibers has cured. remains enclosed in the cavity of a mold (F1, F2). UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeich- net, dass lockere Faser-Verbundkörper (1, 1') mit einer schwammartigen Formelastizität mit einer annähernd der Form und dem Volumen des primär in der Pressform herzustellenden faserverstärkten, kleinzellig strukturierten Kunst stoffkörpers (1c) entsprechenden Gesamtgrösse verwendet werden. SUBCLAIMS 1. The method according to claim, characterized in that loose fiber composite bodies (1, 1 ') with a sponge-like shape elasticity with an approximate shape and volume of the fiber-reinforced, small-cell structured plastic body (1c) to be produced primarily in the mold Total size can be used. 2. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere mattenartige Faser-Verbundkörper (1usa) verwendet und zum gemeinsamen Zusammenpressen im Bereich der schäumbaren Kunststoff-Flüssigkeit aufeinandergelegt werden. 2. The method according to dependent claim 1, characterized in that several mat-like fiber composite bodies (1usa) are used and placed on top of one another in the area of the foamable plastic liquid for joint compression. 3. Verfahren nach einem der Unteransprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Glasfaser-Verbundkörper verwendet werden. 3. The method according to any one of the dependent claims 1 or 2, characterized in that glass fiber composite bodies are used. 4. Verfahren nach einem der Unteransprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zusammengepresste und mit schäumfähiger Kunststoff-Flüssigkeit durchtränkte Faserverbundkörper (1) in der Pressform beim Einsetzen der Schaumbildung auf ein gegenüber dem ursprünglichen Volumen etwas kleineres Endvolumen entspannt werden. 4. The method according to any one of the dependent claims 1 or 2, characterized in that compressed fiber composite bodies (1) impregnated with foamable plastic liquid are relaxed in the mold when the foam formation starts to a slightly smaller end volume compared to the original volume. 5. Verfahren nach einem der Unteransprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zusammengepresste und mit schäumfähiger Kunststoff-Flüssigkeit durchtränkte Faserverbundkörper in der Pressform beim Einsetzen der Schaumbildung auf ein gegenüber dem ursprünglichen Volumen grösseres Endvolumen entspannt werden. 5. The method according to any one of the dependent claims 1 or 2, characterized in that compressed fiber composite bodies impregnated with foamable plastic liquid are relaxed in the mold when the foam formation starts to a larger end volume than the original volume.
CH1008470A 1970-07-03 1970-07-03 Fibre reinforced rigid foam products - using withdrawable stamp for compressing fibres before expansion CH525765A (en)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH1008470A CH525765A (en) 1970-07-03 1970-07-03 Fibre reinforced rigid foam products - using withdrawable stamp for compressing fibres before expansion
NL7108696A NL7108696A (en) 1970-07-03 1971-06-24
DE19712132284 DE2132284A1 (en) 1970-07-03 1971-06-29 Process for the production of fiber-reinforced rigid foam bodies and foam bodies produced by the process
FR7123983A FR2097164B1 (en) 1970-07-03 1971-06-30
CA117,101A CA944922A (en) 1970-07-03 1971-06-30 Method for the fabrication of fiber-reinforced rigid foam bodies and rigid foam bodies produced according to the aforesaid inventive method
GB3090571A GB1356441A (en) 1970-07-03 1971-07-01 Glass fibre-reinforced rigid foam bodies
SE7108590A SE374052B (en) 1970-07-03 1971-07-02

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH1008470A CH525765A (en) 1970-07-03 1970-07-03 Fibre reinforced rigid foam products - using withdrawable stamp for compressing fibres before expansion

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH525765A true CH525765A (en) 1972-07-31

Family

ID=4359156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH1008470A CH525765A (en) 1970-07-03 1970-07-03 Fibre reinforced rigid foam products - using withdrawable stamp for compressing fibres before expansion

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH525765A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2121150B1 (en) Fiber composite material and sliding board core made of a fiber composite material based on wood fiber mats, particularly for skis or snowboards
DE940787C (en) Floating body made of polyurethane foam
DE3021499A1 (en) COMPONENTS
DE2701132A1 (en) Process for the production of molded bodies from foamed synthetic resin
DE2946225A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR THE PRODUCTION OF FIBER REINFORCED, HYDRAULICALLY BOND MOLDED BODIES
DE1504636B1 (en) PROCESS FOR MANUFACTURING A CELL-LIKE OR PORIGOUS PRODUCT FROM POLYURETHANE FOAM AND FIBERGLASS
DE2648893A1 (en) COMPOSITE MATERIAL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
DE4226988A1 (en) Composite shaped pieces with sandwich structure - have centre layer of foamed synthetic resin and outer layers of natural fibres oriented in specified directions.
DE69223324T2 (en) METHOD FOR PRODUCING A LAMINATED ARMORED FIBER STRUCTURE AND FIBER ARMED STRUCTURE
DE2753858A1 (en) PROCESS FOR MANUFACTURING FIBER REINFORCED CONCRETE AND MOLDED PARTS MANUFACTURED BY THIS PROCESS
DE1239229C2 (en) METHOD OF PRODUCING FIRE-RESISTANT PLASTIC CONCRETE
DE19757418B4 (en) Insulating, filling or packaging material of plant material, process for their preparation, and moldings produced therefrom
DE4133416C2 (en) Process for the production of moldings, in particular insulation boards
DE2132284A1 (en) Process for the production of fiber-reinforced rigid foam bodies and foam bodies produced by the process
DE1956114A1 (en) Process for the production of walls and walls made therefrom
DE29900621U1 (en) Ecological lightweight building material in composite construction
DE2320170A1 (en) METHOD OF MANUFACTURING ARTICLES FROM THERMAL RESIN
CH525765A (en) Fibre reinforced rigid foam products - using withdrawable stamp for compressing fibres before expansion
DE1704551B2 (en) Process for the manufacture of lightweight building materials from beads, foamed polystyrene or a similar fine-grained insulating material
DE4207235A1 (en) Insulation material for thermal insulation applications having good strength - having foam structure and fibres in thread form, mfd. by mixing in pressure chamber with water
DE864632C (en) Process for the production of plates or molded bodies from wood chips or the like, together with organic binders
DE840915C (en) Process for the production of shaped bodies from wood waste and similar fibrous materials with the use of organic binders
DE2348985A1 (en) METHOD OF MANUFACTURING A COMPONENT AND COMPONENT
DE102023104439B4 (en) Process for producing a sandwich structure
DE884088C (en) Molded component with reinforcement

Legal Events

Date Code Title Description
PL Patent ceased