CZ282690B6 - Polymerní kompozitní struktura a způsob její výroby - Google Patents

Abstract

Polymerní kompozitní struktura sestává z akrylové skořepiny (12), na jejíž neupravené rubové straně je uložena pryskyřičná výstužná vrstva, vyztužená například skleněnými vlákny a v oblastech nesoucích zatížení ještě pevnou výstužnou strukturou (16), například dřevitou lepenkou nebo dřevotřískovou deskou. Na pryskyřičné výztužné vrstvě je uložena polymerní podkladová vrstva (14), například z polyesterové směsi bez isokyanátu. Pryskyřičná výztužná vrstva může být na akrylovou skořepinu (12) vázána povlakem na silanové bázi. Polymerní kompozitní struktura může mít například tvar koupací vany. Při provádění způsobu výroby se nejprve vytvoří akrylová skořepina (12). Na tuto skořepinu (12) lze nanést povlak na silanové bázi. Poté dojde k nanesení pryskyřičné výztužné vrstvy se skleněnými vlákny a pevnou výztužnou strukturou (16). Do formy se zavede nevytvrzená směs pro polymerní podkladovou vrstvu (14) a po vytvrzení se vyjme výrobek z formy.ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká polymerní kompozitní struktury a způsobu její výroby.

Dosavadní stav techniky

Ve vývoji vybavení kuchyní a koupelen zařízením, jako jsou vany, vany s vířivým proudem vody, kuchyňské linky s vestavěným dřezem a s podobnými upevněnými předměty, se tradiční litinové smaltované výrobky postupně nahrazují lehčími a pružnějšími kompozitovými strukturami. Jedním z nedostatků smaltovaných litinových výrobků je jejich citlivost k poškození rázem a extrémní hmotnost, která působí velké potíže při manipulaci s takovými výrobky a při instalaci výrobků, jako jsou sprchové vany, koupací vany a vany s vířivou vodou. Předností smaltovaných výrobků je pocit jejich velké pevnosti a schopnosti nést velké hmotnosti.

Počáteční snahy nahradit tyto litinové výrobky narážely na potíže. Kompozitní struktury, známé ze stavu techniky, vzbuzovaly pocit nespolehlivosti, deformovaly se, praskaly, odštěpovaly se a delaminovaly se působením mechanického nebo tepelného rázu nebo hmotnosti koupajících se osob. Takové kompozitní struktury se také často delaminovaly, praskaly nebo odštěpovaly při nárazu zvenčí již při výrobě, při dopravě a při instalaci.

Úspěšně řeší tento problém americký patentový spis číslo 4 664982 a americká přihláška vynálezu číslo 07/400289. V obou případech se popisují kompozitní smaltované výrobky z oceli nebo z nerezavějící oceli, které mají vzhled a vzbuzují pocit, ze stavu techniky známých, smaltovaných litinových výrobků. Struktury jsou to lehké, mají vysokou konstrukční pevnost a odolnost proti delaminaci a proti narušení v důsledku mechanického nebo tepelného rázu. Kompozitní struktury jsou vytvořeny z oceli nebo z nerezavějící oceli, která se může smaltovat na jedné straně nebo na obou stranách. Vynikající fyzikální a mechanické vlastnosti jsou těmto strukturám dodávány jakožto výsledek chemické vazby plastové vrstvy na neupravenou stranu struktury. Výhodnou plastovou vrstvu tvoří isokyanátová modifikovaná, teplem tvrditelná, nenasycená nebo nasycená polyesterová pěna, která se zavádí do formy, obsahující strukturu, skořepinu, reakčním vstřikováním nebo způsobem vyztuženého reakčního vstřikování. Zpěněný plast se chemicky váže na skořepinu působením silanu, kopulačního činidla, které vytváří chemickou vazbu mezi kovovými skupinami a SiOH skupinami smaltu a vyztuženým plastem za vytvoření laminátu. Tyto kompozitní struktury mají vynikající fyzikální a mechanické vlastnosti jakožto výsledek chemické vazby vyztužené polymerní vrstvy na skořepinu ze smaltované oceli nebo ze smaltované nerezavějící oceli. Uvedené patentové spisy se však vůbec nezmiňují o způsobu výroby kompozitních struktur, ve kterých je akrylová vrstva vázána na lisovanou polymerní nebo plastovou strukturu. Kromě toho se způsob reakčního vstřikování provádí za vysokých tlaků a vyžaduje velké a nákladné hydraulické lisy k udržení uzavřené formy a k předcházení úniku reaktivní polymerní pěnové hmoty v průběhu procesu lisování. Při těchto procesech lisování se sice dosahuje krátkých vytvrzovacích časů, avšak potřebná zařízení, jako hydraulické lisovací formy, jsou nákladná a vyžadují vysoké investiční náklady.

Jiným řešením problému je použití polymemích, kosmetických povrchových úprav, vázaných přímo na zpěněný substrát z plastu, popisovaných jako zesítěné, isokyanátem modifikované, teplem tvrditelné, nenasycené polyesterové nebo polyetherové pryskyřičné vrstvy k dosažení vysoce houževnatých a delaminaci odolných struktur. Tyto struktury a způsoby jejich výroby jsou popsány v americkém patentovém spise číslo 4 844944 a číslo 4 844955. Methylmetakrylátu a pojidla, obsahujícího směs hmotnostně 65 % rozpouštědel a 35 % pevných látek, včetně polyuretanových, fenolových a epoxidových pryskyřic, se používá jakožto základní vrstvy, označo

- 1 CZ 282690 B6 váné nadále jako primer, k zesítění a k chemické vazbě polymemí kosmetické vrstvy na isokyanátové skupiny ve zpěněném plastu při vytvrzování plastu. Isokyanát se osvědčuje ve zpěněném plastu k vytvoření velmi rychlého vytvrzení plastové vrstvy při reakčním vstřikování nebo při vyztužovacím reakčním vstřikování. Tyto procesy reakčního vstřikování se provádějí za vyso5 kého tlaku a vyžadují velký a nákladný lis k udržení uzavřené formy a k předcházení úniku reagující pěnové hmoty v průběhu lisování z formy. Jakkoliv jsou tedy tyto způsoby lisování spojeny s krátkou dobou vytvrzování, vyžadují drahá zařízení a tedy vysoké investiční náklady.

Úkolem vynálezu je proto vyvinout akrylové kompozitní lisované struktury s polyesterovým 10 podkladem, které by připomínaly vzhledem a omakem smaltované litinové výrobky, které by však neměly jejich hmotnost a netrpěly by delaminací.

Úkolem vynálezu je také vyvinout akrylovou kompozitní lisovanou strukturu s polyesterovým podkladem, která by se mohla vyrábět za nízkého tlaku a kjejíž výrobě by nebylo zapotřebí 15 nákladných hydraulických lisovacích forem, kterých je zapotřebí při procesech reakčního a vyztuženého reakčního vstřikování.

Podstata vynálezu

Polymemí kompozitní struktura spočívá podle vynálezu v tom, že sestává z polymemí skořepinové vrstvy, která má upravenou a neupravenou stranu a na celou neupravenou stranu polymemí skořepinové vrstvy je nalisována přímo zesítěná termosetová polymemí podpůrná vrstva, která obsahuje alespoň jednu složku ze souboru, zahrnujícího polyesterovou, epoxidovou, akry25 lovou a vinylesterovou pryskyřici a jejich směsi.

Podle vynálezu je zesítěná termosetová polymemí podpůrná vrstva vázána na polymemí skořepinovou vrstvu přímo. Je to vrstva z polymethylmetakrylátu.

Zesítěná termosetová polymemí podpůrná vrstva zahrnuje před vytvrzením tvrdou nasycenou polyesterovou pryskyřici, ohebnou nenasycenou polyesterovou pryskyřici, promotor vytvrzování, promotor epoxidového zesíťování a plnidlo ve hmotnostním poměru pryskyřice ku plnidlu 2 : 1 až 1 : 30. Plnidlo je voleno ze souboru, zahrnujícího uhličitan vápenatý, trihydrát hlinitý, skleněné kuličky, písek, keramický materiál, slídu, mastek, oxid křemičitý a jejich směsi.

Polymemí skořepinová vrstva a zesítěná termosetová polymemí podpůrná vrstva mají tvar koupací vany.

S výhodou zesítěná termosetová polymemí podpůrná vrstva obsahuje zpěňovací činidlo nebo 40 činidlo, snižující hustotu materiálu podpůrné vrstvy.

Způsob výroby polymemí kompozitní struktury spočívá podle vynálezu v tom, že se nejprve vytvoří polymemí skořepinová vrstva vhodného tvaru, mající upravenou a neupravenou stranu, vloží se do formy, do které se zavede nevytvrzená směs nenasyceného termosetového poly45 memího materiálu pro podpůrnou vrstvu a promotor zesíťování a vytvrdí se povlak na neupravené straně skořepiny, nalisovaná podpůrná vrstva termosetového polymemího materiálu se vytvrdí účinkem tepla a časové prodlevy za přímého spojení s neupravenou spodní stranou polymemí skořepiny a produkt se z formy vyjme.

Jakožto materiálu pro vláknem vyztuženou vrstvu se používá vláken skleněných, uhlíkových, keramických, grafitových, wolastonitových, vláken boru, vláken z aromatických polyamidů a směsí takových vláken. S výhodou se vyztužovací vrstva vytváří ze skleněných vláken v pryskyřici. Struktura, nesoucí zátěž, která přilíná k neupravené straně skořepiny a k vlákny vyztužené pryskyřičné vrstvě, může zahrnovat dřevo, dřevitou lepenku, dřevotřískovou desku,

-2CZ 282690 B6 překližku a dřevěná prkna, nebo polymemí kompozit nebo anorganický materiál. S výhodou je však zátěž, nesoucí strukturu, pravoúhlá dřevěná struktura vyrobená z dřevité lepenky nebo z dřevotřískové desky a umístěná pod dno vany. Přídavně se četná vyztužující dřevěná prkna umísťují pod dno skořepiny vany.

S výhodou se neupravená strana skořepiny váže na vrstvu, vyztuženou silanem, který se vytváří z primeru na silanové bázi a ze směsi methylmetakrylátu a rozpouštědla. Směs methylmetakrylátu a rozpouštědla s výhodou zahrnuje methylenchlorid, styren a vodu, zatímco příměrová hmota na silanové bázi vhodně zahrnuje 3-[2/vinylbenzylamino/ethylamino]propyltrimethoxysilan, rozpuštěný v toluenu, butanolu, 2-butoxyethanolu a v ethanolu.

Polymemí kompozit také zahrnuje nalisovanou, zesítěnou, teplem tvrditelnou polymemí podkladovou vrstvu, která pokrývá vlákny vyztuženou pryskyřičnou vrstvu avyztužovací strukturu, určenou k nesení zátěže. Zesítěná, teplem tvrditelná, polymemí vrstva je vázána na neupravenou stranu polymemí skořepiny a zahrnuje alespoň jednu z následujících složek: polyester, epoxy, akrylový nebo vinylový ester, buď samotnou nebo ve směsi, nikoliv však isokyanát. S výhodou tento zesítěný, teplem tvrditelný, podklad před vytvrzením zahrnuje tvrdou nenasycenou polyesterovou pryskyřici, pružnou nenasycenou polyesterovou pryskyřici, promotor vytvrzování, peroxidický zesíťovací promotor a plnidlo ve hmotnostním poměru 2 : 1 pryskyřice k plnidlu až 1 : 30 pryskyřice k plnidlu. Plnidlem může být uhličitan vápenatý, trihydrát hlinitý, skleněné kuličky, písek, keramická hmota, slída, mastek, oxid křemičitý a směsi, obsahující alespoň jedno uvedené plnidlo.

Polymemí kompozitová struktura, s výhodou ve formě vany, se vyrábí způsobem podle vynálezu. Tento způsob zahrnuje vytvoření polymemí skořepiny, s výhodou teplem tvarovatelné skořepiny, z polymethylmetakrylátu, který je pro vytvoření tvaru vany vhodný. Na neupravenou stranu polymemí skořepiny se s výhodou nanese primer, respektive základní nátěr, na shora uvedené bázi. Primerem pokrytá nebo primerem nepokrytá polymemí skořepina se pak vyztuží na své neupravené straně pryskyřičnou směsí, obsahující vlákna, vhodně nastříkáním nebo navalováním nebo jinými vhodnými způsoby. Když se vyztužená skořepina dostatečně vytvrdí, upraví se skořepina do formy s neupravenou stranou, pokrytou vyztužovací strukturou, nesoucí zatížení, jako dřevitou lepenkou nebo dřevotřískovou deskou, umístěnou pod částí skořepiny, nesoucí zatížení, například pod dno vany. Pod skořepinu se jako vyztužovací materiály kromě dřevité lepenky nebo dřevotřískové desky mohou umístit také jiné materiály. Do formy se pak vstřikuje nevytvrzená směs nenasycené, teplem tvrditelné, polymemí podkladové hmoty a zesíťujícího promotoru, jak shora uvedeno, za dostatečného tlaku k natlačení podkladového materiálu k pokrytí neupravené strany skořepiny a vlákny vyztuženého materiálu a vyztužovací struktury v místech vany, nesoucích zatížení. Nalisovaný, teplem vytvrditelný, polymemí podkladový materiál se vytvrdí při vhodných teplotách a po vhodnou dobu k vytvrzení a zesítění teplem tvrditelného materiálu a ke spojení vlákny vyztužené vrstvy k vytvrzení neupravené strany skořepiny. Po dostatečném vytvrzení se kompozitová struktura vyjme z formy pro úpravu.

Při obměněném provádění způsobu se polymemí skořepina, výhodou upravena primerem nebo nenatřená primerem, uspořádá do dutiny formy svojí neupravenou stranou, pokrytou vláknitou výztuhou, například skleněnými vlákny nebo jinou vláknitou rohoží. Přídavná rohož ze skleněných vláken může být s výhodou umístěna mezi část, nesoucí zatížení, jako dřevotřískovou desku a dno vany. Teplem tvrditelný polymemí materiál se pak vstřikuje do formy, povléká neupravenou stranu skořepiny a zapouští vláknitou rohož a desku, vyztužující oblast vany, nesoucí zatížení, za současného spojování vyztužovacího materiálu a materiálu, vyztužujícího dno vany, nesoucí zatížení, s neupravenou stranou skořepiny. Uvažuje se také o tom, zapouštět vláknitý vyztužovací materiál, jako rohož ze skleněných vláken, jakožto předtvarovanou vláknitou strukturu, vytvarovanou teplem, nebo nastříkávat skleněné vlákno a pryskyřici na vhodně tvarované síto.

-3 CZ 282690 B6

Přehled obrázků na výkresech

Vynález dále objasňuje podrobný popis příkladných provedení a připojené obrázky.

Na obr. 1 je schématický, částečně perspektivní, řez, objasňující výhodný polyesterový podklad akrylové kompozitové vany podle vynálezu.

Na obr. 2 je schéma nízkotlaké jednotky k lisování pryskyřice, používané pro provádění způsobu podle vynálezu.

Na obr. 3 je perspektivní pohled shora na výhodnou formu pro provádění způsobu podle vynálezu.

Na obr. 4 je perspektivní pohled na formu podle vynálezu v otevřené poloze, objasňující schránku formy, podpěru skořepiny a prostředky k uzavření formy podle vynálezu.

Na obr. 5 A je neupravená strana akrylové skořepiny podle vynálezu.

Na obr. 5B je neupravená strana akrylové skořepiny podle vynálezu po nastříkání vláknité výztuhy.

Na obr. 6 je čerstvě z formy vyjmutá akrylová kompozitová vana s polyesterovým podkladem podle vynálezu, položená na ořezávací stůl s horizontálně orientovanou pilou k odříznutí nadbytku polyesterového podkladu, vytvořeného při lisování.

Na obr. 7A, 7B a 7C jsou pohledy na ořezanou akrylovou kompozitovou vanu s polyesterovým podkladem bez slepých kolíků.

Příklady provedení vynálezu

Akrylová kompozitová lisovaná struktura s polyesterovým podkladem podle vynálezu je s výhodou ve formě vany 10, jak je znázorněno na obr. 1. Vana 10 zahrnuje polymemí skořepinu, s výhodou za tepla tvarovanou skořepinu, především akrylovou skořepinu 12, mající vyleštěnou stranu 20, se kterou přichází normálně do styku uživatel. Skořepina 12 má také neupravenou stranu 21, která je spojena s nalisovaným, teplem tvrditelným, polymemím podkladem, který neobsahuje isokyanát a kterým je s výhodou polyesterový podkladový materiál 14. Před lisováním se nanáší, s výhodou nastříkáním, neznázoměná vyztužovací vlákna, například vlákna skleněná, grafitová, uhlíkatá, keramická, wolastonitová, vlákna boru a vlákna z aromatických polyamidů. Nebo se vlákenný vyztužovací materiál nalisovává na akrylovou skořepinu 12 s polyesterovým podkladovým materiálem při lisování. Prostředky 16 k vyztužení dna, vyrobené z dřevité lepenky, z dřevotřískové desky nebo z překližky, se zalisují do polyesterového podkladového materiálu 14 pod polymemí skořepinu 12 pod dno vany 10. S výhodou se prostředky 16, vyztužující dno vany JO, například dřevěné prkno, nalisují pod lem akrylové skořepiny 12 spolu s polyesterovým podkladovým materiálem 14. Podle obzvlášť výhodného provedení se umisťují slepé kolíky 22 po ukončeném procesu lisování dílem do nalisovaného polyesterového podkladového materiálu 14 a do dna prostředků 16 pro vyztužení dna. Na slepé kolíky 22 se umisťují patky 24 pro nesení hmotnosti vany 10, uživatele a vody při koupání.

Schéma, objasňující zařízení 25 pro nízkotlaké lisování pryskyřice přenosem, vhodné pro lisování způsobem podle vynálezu, je znázorněno na obr. 2. Lisovací zařízení 25 zahrnuje mísič 26. Nevytvrzená směs polyesterové pryskyřice a plnidla pro podklad se plní do mísiče 26 a z mísiče 26 se zavádí do tlakového dopravníku, zavedeného do tlakového hrnce 29. Po přidání

-4CZ 282690 B6 promotoru zesítění se tlakový hrnec 29 uzavře a načerpá se do něho stlačený vzduch potrubím 30. Jakmile je v tlakovém hrnci 29 dostatečně pryskyřičného materiálu, otevře se ventil 32, který umožňuje, aby stlačený vzduch tlačil nevytvrzenou směs nevytvrzené piyskyřice a plnidla dalším potrubím 34, popřípadě hadicemi, do formy 36. S výhodou je dalším potrubím 34 ohebná polyvinylchloridová hadice o průměru 25,4 cm. Forma 36 má s výhodou dutinu 38, jak patrno na obr. 3, z litého hliníku pro příjem akrylové skořepiny 12 za ponechání prostoru mezi neupravenou stranou 21 akrylové skořepiny 12 a vnitřní stěnou 44 dutiny 38 formy 36.

Jak objasněno na obr. 3, dutina 38 formy 36 je s výhodou z materiálu, dobře rozptylujícího teplo, jako je například litý hliník, a má poměrně hladný vnitřní povrch vnitřní stěny 44 pro vytvarování polyesterového podkladového materiálu 14. S výhodou má dutina 38 formy 36 také vodní plášť 45 nebo jiný prostředek pro řízení teploty pro udržování formy 36 na žádané teplotě, jak je znázorněno na obr. 4. Nevytvrzená polyesterová pryskyřice a plnidlo ve formě směsi se zavádí do dutiny 38 formy 36 dalším potrubím 34 otvorem 46, který je přibližně v geometrickém středu lisovací dutiny 38 pro vytvoření dna vany JO. Jak je zřejmé z obr. 3, zahrnuje vnitřní povrch stěny 44 dutiny 38 formy 36 pravoúhlý prolis 48 vhodného rozměru pro prostředky 16 k vyztužení dna, s výhodou pro pravoúhlé díly dřevité lepenky nebo dřevotřískové desky nebo překližky nebo dřeva nebo kompozitového plastického materiálu, nebo vláknitého skla nebo jiného vyztužovacího materiálu pro nesení zátěže. Dutina 38 formy 36 může také zahrnovat fixační místa nebo štěrbiny pro umístění prostředků 16 k vyztužení dna vany 10, kterými jsou s výhodou dřevotřískové díly 25,4 mm x 25,4 mm, jak je zřejmé z obr. 1.

Jelikož se při způsobu podle vynálezu používá nízkotlakého lisování, není nutné utěsňování formy a ve skutečnosti se může bránit toku směsi nevytvrzené pryskyřice a plnidla do dutiny 38 vytvořené mezi neupravenou stranou 21 akrylové skořepiny 12 a vnitřní stěnou 44 dutiny 38 formy 36. Jelikož forma 36 není utěsněna, dochází k určitému přetoku polyesterového podkladového materiálu 14 a přilnutí vytvrzeného polyesterového podkladového materiálu 14 na dutině 38 formy 36 při lisovacím a vytvrzovacím procesu. Proto se nepoužívá hydraulických zvedáků. Spíše se po vylisování a po vytvrzení polyesterového podkladového materiálu 14 vana 10 uvolní nebo odřízne od formy 36 a vyjme se ručně.

Forma 36 zahrnuje také podporu pro skořepinu 12 a uzavírací prostředky 40 pro formu 36, čímž se udržuje tvar tenké akrylové skořepiny 12 v průběhu lisování a akrylová skořepina 12 se udržuje ve vhodné poloze v dutině 38 formy 36. Forma 36 je vybavena vhodnými prostředky 40 pro své uzavření, přičemž v důsledku nízkotlakého lisování a nízkého tlaku při vytvrzování není zapotřebí nákladných hydraulických lisů, jako při způsobu lisování vstřikováním. Stačí 4 C svorky, každá o hmotnosti 226 kg, pro udržení formy 36 v uzavřeném stavu v průběhu procesu lisování a vytvrzování.

Forma 36 je v otevřeném stavu podrobněji znázorněna na obr. 4, kde je zřejmá dutina 38 formy 36, podpora skořepiny a prostředky 40 pro uzavírání formy 36, vhodně držené nad dutinou 38 formy 36, prostředky pro otevírání formy 36 a zdvihací prostředky, jako je zdvihací řetěz 50. Jak je pracovníkům v oboru dobře známo, mohou být pro otvírání a zavírání formy 36 použity i jiné prostředky, mohou to být například vhodné elektromechanické nebo hydraulické svorky pro provádění způsobu podle vynálezu místo zdvihacího řetězu 50 a upínadel 42.

Podpěra skořepiny 12 a uzavírací prostředky 40 pro formu 36 podle obr. 4 jsou zpravidla vyrobeny z litého hliníkového jádra 52, které je povlečeno urethanovou vrstvou 54, která přizpůsobuje tvar a podpěry na vyleštěnou stranu 20 akrylové skořepiny 12 bez poškrabání nebo nějakého jiného narušení vyleštěného povrchu. Teflonové pásky 56 nebo pásky zjiného materiálu, nepodléhajícího oděru, jsou včleněny po obvodu urethanové vrstvy 54 pro uvádění do styku a vtlačování lemové části skořepiny 12 proti dutině 38 formy 36 v průběhu lisování, aniž by docházelo k poškození vyleštěné strany 20 lemu skořepiny 12.

-5CZ 282690 B6

Při způsobu podle vynálezu se akrylová skořepina 12 vytváří z odlité akrylové desky, vyrobené s výhodou z polymethylmetakrylátu, která má vysoce lesklou upravenou stranu a neupravenou stranu 21. Skořepina 12 má s výhodou tloušťku 3,2 mm. Akrylová deska se může vyrábět také z jiného materiálu, například z materiálů, popsaných v amerických patentových spisech číslo 4 844955 a 4 844944. Akrylová deska se tvaruje teplem za použití dobře známého vakuového zařízení pro tvarování za tepla na žádaný tvar akrylové skořepiny 12, jak je objasněno na obr. 5A.

Teplem vytvarovaná akrylová skořepina 12 se s výhodou na svém neupraveném povrchu, na neupravené straně 21, povléká primerem. Jakožto vhodná příměrová hmota se příkladně uvádí primer na bázi silanu AP-134. Obsahuje silanovou sloučeninu ve hmotnostní koncentraci 10 % v rozpouštědle, kterým je hmotnostně 75 % toluenu, 5 % butanolu, 5 % 2-butoxyethanolu a 5 % ethylalkoholu. Vhodnou silanovou sloučeninou je 3-[2-/vinylbenzylamino/ethylamino]propyltrimethoxysilan, s výhodou v koncentraci 10 %, jakkoliv může být koncentrace této silanové sloučeniny hmotnostně od přibližně 1 do přibližně 20 %, s výhodou přibližně 5 až přibližně 15 %. Silanový primer AP-134 se nejvýhodněji mísí v hmotnostní koncentraci 1 % s 1 % vody, 9,8 % styrenu, 29,4 % methylenchloridu a 58,8 % methylmetakrylátu. Koncentrace těchto složek může být hmotnostně přibližně 0,1 až 10 %, s výhodou 0,5 až 2 %, silanového primeru, například AP-134, přibližně 0,1 až 10 %, s výhodou 0,5 až 2,0 %, vody, přibližně 0,1 až přibližně 98 %, s výhodou přibližně 5 až přibližně 15 %, styrenu, přibližně 2,5 až 98 %, s výhodou přibližně 25 až 35 %, methylenchloridu a přibližně 98 % až přibližně 5 %, s výhodou přibližně 70 až přibližně 40 %, methylmetakrylátu. Primerový roztok podporuje zesítění a zlepšuje vazbu polyesterového podkladového materiálu a neupravené strany 21 akrylové skořepiny 12. Jiná vhodná složení příměrového roztoku jsou popsána v americkém patentovém spise číslo 4 844955 a číslo 4 844944. Úkolem primeru je zlepšení přilnavosti k akrylové skořepině 12 a zkrácení doby k vyjímání z formy 36 prodlouží, nebo když dochází k dostatečnému vázání v průběhu nastříkání výztuhy, není použití primeru nutné.

Teplem tvarovaná a s výhodou primerem upravená akrylová skořepina 12 se vyztužuje pryskyřičnou směsí vláknitého materiálu, včetně sekaných skleněných vláken, keramických vláken, vláken boru, grafitových nebo uhlíkových vláken, wolastonitových vláken nebo aromatických polyamidových vláken. S výhodou takové vyztužování zahrnuje nastříkání nebo navalování směsi sekaných skleněných vláken v hmotnostním množství přibližně 10 až přibližně 40%, s výhodou přibližně 15 až přibližně 35 %, a především přibližně 30 %, a polyesterové pryskyřice ve hmotnostním množství přibližně 60 až přibližně 90 %, s výhodou přibližně 85 až přibližně 75 % a především hmotnostním množství přibližně 70 %. Nastříkané vláknité sklo se zpravidla označuje jako skleněnými vlákny vyztužená plastická hmota. Polyesterovou pryskyřicí je s výhodou směs tvrdé nenasycené polyesterové pryskyřice a styrenového monomeru, může to být také ohebná nenasycená pryskyřice a styrenový monomer. Polyesterová pryskyřice se mísí s promotorem vytvrzování a zesítění, obsahujícím přibližně hmotnostně 0,01 % až přibližně 1 %, s výhodou 0,05 % až přibližně 0,5 %, a především hmotnostně přibližně 0,2 %, naftenátu kobaltu a přibližně 0,1 % až přibližně 5 %, s výhodou přibližně 0,5 až přibližně 3,0 % a především přibližně 1 %, methylethylketonperoxidu, přičemž se tato procenta vztahují pouze na hmotnost pryskyřice. Směs pryskyřice a sekaných skleněných vláken se zpravidla nanáší stříkáním vhodným stříkacím zařízením. Po vytvrzení přibližně v průběhu jedné hodiny se vyztužená akrylová skořepina 58, znázorněná na obr. 5B, vnese do dutiny 38 formy 36 s prostředky 16 a 18 k vyztužení částí, nesoucích zatížení a umístěných pode dnem a v oblastech lemu vany 10.

Podle obměněného provedení se akrylová skořepina 12, s výhodou opatřená primerem, jak shora uvedeno, vyztužuje rohoží nebo tkaninou vláknitého vyztužovacího materiálu, jak shora uvedeno, s výhodou v množství přibližně 4237 g/m² vláknité rohože. Vláknitý vyztužovací materiál se umístí dovnitř dutiny 38 formy 36 s výhodou pod prostředky 16, vyztužující část vany JO, nesoucí zatížení, a další rohož vyztužujících vláken se umístí nad tyto prostředky 16 a pod dno akrylové skořepiny 12. Rohož z vláknitého skla nebo z jiného podobného vláknitého materiálu

-6CZ 282690 B6 přilne k akrylové skořepině 12 při průběhu lisování. Podle jiné možnosti provádění se vláknitý vyztužovací materiál předtvaruje před stupněm lisování a umístí se jako samostatný útvar do dutiny 38 formy 36 před vnesením prostředků 16 a akrylové skořepiny do dutiny 38 formy 36. Předtvarování vláknitého vyztužovacího skleněného materiálu je možné za použití kompozitu, za tepla tvarovatelného skleněného vlákna a plastu, nebo za použití podobného vláknitého kompozitu, který se tvaruje za použití technik tvarování teplem, dobře známých pracovníkům v oboru. Nebo se předtvarování může provádět nastříkáním pryskyřičné směsi sekaných skleněných vláken nebo jiných vláken na vytvarované síto nebo síťovinu o sobě známými způsoby.

Když se akrylová skořepina 12 vhodně umístí do dutiny 38 formy 36, uzavře se forma 36 urethanovou vrstvou 54 a teflonovými pásky 56 podpěry skořepiny 12 a prostředky 40 pro uzavírání formy 36 za vhodného styku s vyleštěnou stranou 20 akrylové skořepiny 12. Forma 36 se vhodně upne za vytvoření větrání čtyřmi těžkými C upínadly 42 k zajištění podložky skořepiny 12 a uzavíracích prostředků 40 formy 36 na dutině 38 formy 36. Když se forma 36 zajistí a vhodně odvětrá, stabilizuje se teplota ve formě 36 na 37 až 48 °C za použití vodního pláště 45 v dutině 38 formy 36.

K lisování se používá nízkotlakového procesu, dále popsaného, může se však také použít nízkotlakého vstřikování, lití za použití tíže nebo jiných vhodných způsobů lisování. Dále se uvádí výhodná pryskyřice, plnidlo a katalyzátor pro provádění způsobu podle vynálezu.

Zpravidla se mísí 453 g materiálu v mísiči 26, přičemž následně uváděná procenta jsou vždy míněna hmotnostně. Jakožto nejvýhodnější polyesterová pryskyřice a plnidlo se uvádějí tvrdá nasycená polyesterová pryskyřice a styrenový monomer v množství 35,20 %, ohebná nenasycená polyesterová pryskyřice a styrenový monomer v množství 11,90 %, styrenový monomer v množství 2,48 %, uhličitan vápenatý jakožto plnidlo v množství 49,06 %, dimethylparatoluiden jakožto aktivátor/promotor v množství 0,6 % a benzoylperoxid v množství 0,76 %. Jakožto možné kombinace shora uvedených materiálů se uvádí hmotnostně 0 až 98 %, s výhodou 25 až 45 %, tvrdé nasycené polyesterové pryskyřice a styrenového monomeru, 98 až 0 %, s výhodou 20 až 5 %, ohebné nenasycené polyesterové pryskyřice a styrenového monomeru, 0 až 40 %, s výhodou 1 až 10 %, styrenového monomeru, 0 až 75 %, s výhodou 40 až 60 %, uhličitanu vápenatého jakožto plnidla, 0,05 až 5 %, s výhodou 0,2 až 1 %, dimethylparatoluidenu a 0,05 až 5 %, benzoylperoxidu.

V závislosti na typu použitého plnidla se poměr pryskyřice k plnidlu může měnit od nulového obsahu plnidla až po poměr 1 : 30, v závislosti na velikosti částic plnidla. S výhodou je poměr pryskyřice k pojidlu 2 : 1 až 1 : 3. Vedle uhličitanu vápenatého nebo místo něho se mohou používat jiná plnidla, například trihydrát hlinitý, skleněné kuličky, písek, keramický materiál, slída, mastek nebo oxid křemičitý. Taková různá jiná plnidla jsou popsána v amerických patentových spisech číslo 4 844955 a 4 844944. Výhodná směs polyesterové pryskyřice je nezpěněná, jakkoliv se zpěňovacích činidel může používat ke snížení hmotnosti lisovaných kompozitových výrobků. Přídavně se může používat jiných polyesterových směsí s přídavnými pojidly, se zpěňovacími činidly a s jinými katalyzátory, aniž by se vybočilo z rozsahu vynálezu, pokud má tato pryskyřice a katalyzátor dostatečně dlouhou dobu vytvrzování, aby bylo možné nízkotlaké lisování lisovaných výrobků podle vynálezu. Použití isokyanátu je v pryskyřičném systému nežádoucí, jelikož urychluje vytvrzovací proces tak, že jsou nutné vysokotlaké a vysoce rychlé procesy lisování, které však vyžadují nákladná výrobní zařízení.

Jakožto jiné, teplem tvrditelní, polymemí materiály se uvádějí epoxy, akrylové a vinylové estery ajejich směsi, které však neobsahují isokyanáty. Další vhodné pryskyřičné hmoty, použitelné podle vynálezu, jsou popsány v amerických patentových spisech číslo 4 844955 a 4 844944.

Příklad 1

Při přípravě výhodné polyesterové pryskyřice pro způsob podle vynálezu se mísí tvrdá nenasycená polyesterová pryskyřice a ohebná polyesterová nenasycená pryskyřice v mísiči 26 a přidá se styrenový monomer. Také se přidá dimethylparatoluiden a vše se důkladně promísí a přidá se plnidlo, například uhličitan vápenatý, a mísí se po dobu přibližně 45 min. až 1 a půl hodiny. Pak se vnese 453 g materiálu do vyloženého tlakového hrnce 29. Přibližně 340 g benzoylperoxidového zesíťovacího promotoru se vnese do směsi a směs se míchá přibližně jednu minutu. Tlakový hrnec 29 se uzavře a stlačeným vzduchem 2070 kPa se tlak upraví na přibližně 34,5 kPa. Otevře se ventil 32 a tlakový vzduch upraví tlak v hrnci 29 na 69 kPa. Stlačený vzduch o přibližně 34,5 kPa se zavádí v intervalech 5 minut až do tlaku přibližně 138 až 172,5 kPa, přičemž se tento tlak udržuje až do naplnění formy 36, což trvá přibližně 5 až 8 minut. Když je forma 36 naplněna a něco pryskyřičné směsi přeteče, ventil 32 se uzavře a upínadly 42 se forma utěsní. Lisovaný produkt se pak nechá vytvrzovat. Doba vytvrzování po naplnění formy 36 shora uvedenou směsí je přibližně 2 až přibližně 22 minut, s výhodou 2 až 6 minut, avšak výrobek se může ponechat ve formě po delší dobu. Pokud se nepoužije primeru na bázi silanu, může být doba vytvrzování přibližně 45 minut až přibližně 8 nebo více hodin, přičemž se nechá vytvrzení proběhnout přes noc. Delší doba vytvrzování vede k pevnějšímu spojení polyesterového podkladového materiálu 14 s neupravenou stranou 21 akrylové skořepiny 12. Po ukončeném vytvrzení se forma 36 otevře a odstraní se uzavírací prostředky 40 formy 36. Všechny přetoky vytvrzené polyesterové pryskyřice, ulpělé mimo dutinu 38 formy 36, se odříznou a vylisovaná vana 10 se vyjme ručně z dutiny 38 formy 36.

Z vany 10, čerstvě vyjmuté z formy 36, se odřízne nadbytek vytvrzené polyesterové pryskyřice, neboli nadbytek polyesterového podkladového materiálu 14, za použití vhodného zařízení. Vhodné řezací zařízení zahrnuje řezací stůl 60 a horizontálně namontovanou okružní pilu 62, jak je zřejmé z obr. 6. Hotová vana 10 s polyesterovým podkladem, vyrobená popsaným způsobem podle vynálezu, je na obr. 7A až 7C. Slepé kolíky 22 a patky 24, zřejmé z obr. 1 a 6, se zapouštějí do povrchu dna vany 10 při nalisovávání polyesterového podkladového materiálu 14 a do prostředků 18, vyztužujících lem vany JO.

Při výhodném provedení způsobu podle vynálezu má akrylová skořepina 12 tloušťku přibližně 3,2 mm a vlákenná výztuha přibližně 1,0 až 2,0 mm, měřeno na neupravené straně 21 akrylové skořepiny 12. Zpravidla je celková tloušťka vylisované vany 10 přibližně 8 až 10 mm v oblasti stěn vany 10 a 20 až 25 mm v oblasti dna. Celková tloušťka lemu může být přibližně 5 mm až přibližně 35 mm a s výhodou je přibližně 8 až přibližně 30 mm. Tloušťka polyesterového podkladového materiálu 14, nalisovaného na stěny, je zpravidla přibližně 4,4 až přibližně 7 mm. S výhodou je dno vany 10, nesoucí zátěž, vyztuženo strukturou z dřevotřískové lepenky nebo desky nebo z překližky nebo z dřevěných prken s výhodou o tloušťce 11,11 mm, tato tloušťka může však být přibližně 6,35 až přibližně 12,7 mm v závislosti na žádané tloušťce dna vylisovaného výrobku s podkladem. S výhodou se používá pro vyztužení dřevěných destiček o rozměru 25,4 mm x 25,4 mm, jak je zřejmé z obr. 1.

Tento popis příkladného provedení vynálezu není nijak míněn jako omezení vynálezu a může se tedy používat jakýchkoliv obměn způsobu v rámci vynálezu.

Průmyslová využitelnost

Polymemí kompozitní struktura, sestávající z polymemí skořepinové vrstvy, která má upravenou a neupravenou stranu a na celou neupravenou stranu polymemí skořepinové vrstvy je nalisována přímo zesítěná termosetová polymemí podpůrná vrstva, která obsahuje alespoň jednu složku ze souboru, zahrnujícího polyesterovou, epoxidovou, akrylovou a vinylesterovou pryskyřici a jejich směsi, je vhodná pro průmyslovou výrobu van.

Claims (9)

1. Polymemí kompozitní struktura, vyznačující se tím, že sestává zpolymemí skořepinové vrstvy, která má upravenou a neupravenou stranu a na celou neupravenou stranu polymemí skořepinové vrstvy je nalisována přímo zesítěná termosetová polymemí podpůrná vrstva, která obsahuje alespoň jednu složku ze souboru, zahrnujícího polyesterovou, epoxidovou, akrylovou a vinylesterovou pryskyřici a jejich směsi.

2. Polymemí kompozitní struktura podle nároku 1, vyznačující se tím, že zesítěná termosetová polymemí podpůrná vrstva je vázána na polymemí skořepinovou vrstvu přímo.

3. Polymemí kompozitní struktura podle nároku 1, vyznačující se tím, že polymemí skořepinová vrstva je z akrylového polymeru polymethylmetakrylátu.

4. Polymemí kompozitní struktura podle nároku 1, vyznačující se tím, že zesítěná termosetová polymemí podpůrná vrstva zahrnuje před vytvrzením tvrdou nasycenou polyesterovou pryskyřici, ohebnou nenasycenou polyesterovou pryskyřici, promotor vytvrzování, promotor epoxidového zesíťování a plnidlo v hmotnostním poměru pryskyřice ku plnidlu 2 : 1 až 1:30.

5. Polymemí kompozitní struktura podle nároku 4, vyznačující se tím, že plnidlo je voleno ze souboru, zahrnujícího uhličitan vápenatý, trihydrát hlinitý, skleněné kuličky, písek, keramický materiál, slídu, mastek, oxid křemičitý a jejich směsi.

6. Polymemí kompozitní struktura podle nároku 1, vyznačující se tím, že polymemí skořepinová vrstva a zesítěná termosetová polymemí podpůrná vrstva mají tvar koupací vany.

7. Polymemí kompozitní struktura podle nároku 1, vyznačující se tím, že zesítěná termosetová polymemí podpůrná vrstva obsahuje zpěňovací činidlo.

8. Polymemí kompozitní struktura podle nároku 1, vyznačující se tím, že zesítěná termosetová polymemí podpůrná vrstva obsahuje činidlo, snižující hustotu materiálu podpůrné vrstvy.

9. Způsob výroby polymemí kompozitní struktury podle nároků laž8, vyznačující se tím, že se nejprve vytvoří polymemí skořepinová vrstva vhodného tvaru, mající upravenou a neupravenou stranu, vloží se do formy, do které se zavede nevytvrzená směs nenasyceného termosetového polymemího materiálu pro podpůrnou vrstvu a promotor zesíťování avytvrdí se povlak na neupravené straně skořepiny, nalisovaná podpůrná vrstva termosetového polymemího materiálu se vytvrdí účinkem tepla a časové prodlevy za přímého spojení s neupravenou spodní stranou polymemí skořepiny a produkt se z formy vyjme.