DE102012108745A1

DE102012108745A1 - Paneel und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE102012108745A1
Application number: DE201210108745
Authority: DE
Inventors: Auf Teilnichtnennung Antrag; Norbert Uebach
Original assignee: COMB PAN GmbH; Comb-Pan GmbH
Current assignee: COMB PAN GmbH; Comb-Pan GmbH
Priority date: 2012-09-18
Filing date: 2012-09-18
Publication date: 2014-03-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Paneel (1) mit zwei Deckplatten (2, 3) und einer zwischenliegenden Kernschicht (6), wobei die Deckplatten (2, 3) und Kernschicht (6) durch ein Kunstharz (9) miteinander verbunden sind. Das Paneel (1) zeichnet sich dadurch aus, dass die Kernschicht (6) aus einem saugfähigen Grundmaterial in Wabenstruktur besteht, das zumindest teilweise von dem Kunstharz (9) durchtränkt ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Paneels (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Paneel mit zwei Deckplatten und einer mit diesen Deckplatten verbundenen zwischenliegenden Kernschicht. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Paneels.
Paneele mit Deckplatten und einer zwischenliegenden Kernschicht, auch Sandwichpaneele genannt, zeichnen sich durch eine hohe Festigkeit bei relativ geringem Gewicht aus. Sie werden zu verschiedensten Zwecken eingesetzt, beispielsweise als Türblätter, Möbelbauplatten oder auch im Fahrzeugbau.
Aus der Druckschrift WO 2008/113306 ist ein Paneel mit einem Kunststoffmaterial als zwischenliegender Kernschicht bekannt. Das Kunststoffmaterial weist eine anisotrope Wabenstruktur mit langen und schmalen Röhrenwaben auf, wobei der Durchmesser der Röhren im Bereich von einigen Millimetern liegt. Das Kunststoffmaterial wird mittels eines Epoxidharzes mit den Deckplatten verklebt. Bei diesen wie bei anderen bekannten Paneelen werden die mechanischen Eigenschaften des Paneels durch die einzelnen Komponenten, also Deckplatten und die Kernschicht, bestimmt. Bei gegebenen Materialien und Abmessungen, insbesondere Dicken, ist eine Beeinflussung der mechanischen Eigenschaften des Paneels nicht möglich. Zudem ist eine Herstellung von Paneelen mit nicht parallelen Deckplatten nur möglich, indem die Kernschicht vor der Verbindung mit den Deckplatten bereits in die gewünschte Form, beispielsweise ein bestimmtes Profil, gebracht wird.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Paneel zur Verfügung zu stellen, das sich durch eine hohe Stabilität auch bei großen mechanischen Belastungen auszeichnet und gleichzeitig ein geringes Eigengewicht aufweist und bei dem die mechanischen Eigenschaften im Herstellungsprozess beeinflussbar sind. Zudem soll eine flexible Formgebung möglich sein. Es ist eine weitere Aufgabe, ein Herstellungsverfahren für ein solches Paneel an zugeben.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Paneel und ein Herstellungsverfahren für ein Paneel mit den Merkmalen des jeweiligen unabhängigen Anspruchs.
Ein erfindungsgemäßes Paneel mit zwei Deckplatten und einer zwischenliegenden Kernschicht, bei dem die Deckplatten und Kernschicht durch ein Kunstharz miteinander verbunden sind, zeichnet sich dadurch aus, dass die Kernschicht aus einem saugfähigen Grundmaterial in Wabenstruktur besteht, das zumindest teilweise von dem Kunstharz durchtränkt ist.
Auf diese Weise kann ein leicht formbares Grundmaterial als Kernschicht verwendet werden, das seine Stabilität dann durch das Kunstharz enthält, nachdem das Kunstharz ausgehärtet ist. Es ist so eine flexible Formgebung auch mit gebogenen und/oder nicht parallelen Grundplatten möglich. Das Kunstharz dient sowohl als Bindemittel zwischen dem den Deckplatten und der Kernschicht, als auch der Imprägnierung und Stabilisierung der Kernschicht. Durch die Wabenstruktur wird eine hohe Stabilität bei gleichzeitig geringem Gewicht erreicht.
Der Grad der Durchtränkung beeinflusst dabei die mechanischen Eigenschaften des Paneels, da mit zunehmender Harzaufnahme die Stabilität und Festigkeit erhöht wird. Der Grad der Durchtränkung ergibt sich aus den Eigenschaften, insbesondere der Viskosität, des verwendeten Kunstharzes sowie den Eigenschaften, insbesondere der Saugfähigkeit bzw. Kapillarität des gewählten Grundmaterials für die Kernschicht. Es kann somit durch eine passende Materialauswahl von Harz und Grundmaterial der Kernschicht die Harzaufnahme gesteuert werden. Der Grad der Durchtränkung ergibt sich zudem aus der eingebrachten Menge an Kunstharz. Somit kann auch bei gleichen Materialien im Herstellungsprozess die Eigenschaften des Paneels auf einfache Art variiert werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Paneels ist das Grundmaterial der Kernschicht ein gewobenes oder auch nicht-gewobenes Kunststoff-Fasermaterial, insbesondere ein Vlies. Ein derartiges Material ist zunächst weich, so dass eine entsprechende Anpassung an die Form der Grundplatten möglich ist und ist gleichzeitig sehr saugfähig, so dass eine gute Durchtränkung mit Harz und somit eine hohe Endfestigkeit des Paneels nach dem Aushärten des Kunstharzes gegeben ist.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Paneels mit zwei Deckplatten und einer Kernschicht weist die folgenden Schritte auf: Es wird ein saugfähiges Grundmaterial der Kernschicht mit einem Kunstharz getränkt. Dann werden die Deckplatten aufgelegt, wobei sich das Kunstharz der Kernschicht mit den Deckplatten verbindet. Anschließend wird das Kunstharz ausgehärtet.
Die Kernschicht ist so aus der Kombination von Grundmaterial und ausgehärtetem Kunstharz gebildet und wird in einem Arbeitsgang mit den Deckplatten verbunden. Es ergeben sich weiter die im Zusammenhang mit dem Paneel zuvor beschriebenen Vorteile.
Weiter vorteilhafte Ausgestaltungen des Paneel und des Herstellungsverfahrens sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Paneels;
2 eine Draufsicht auf die Kernschicht des Paneels gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
3 eine perspektivische Seitenansicht auf eine mit einer Deckplatte verbundenen Kernschicht; und
4 eine Draufsicht auf eine Kernschicht in einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Das in 1 dargestellte erfindungsgemäße Paneel 1 enthält zwei Deckplatten 2, 3, mit je einer Außenseite 4 und einer Innenseite 5. Zwischen den Innenseiten 5 der beiden Deckplatten 2, 3 befindet sich eine Kernschicht 6, die eine wabenartige Struktur aufweist.
In der 2 ist die Kernschicht 6 näher dargestellt. Sie hat eine wabenartige Struktur mit Wabenzellen 7, gebildet durch Stege 8. Die Wabenzellen 7 können wie in der 2 gezeigt offen sein oder mit einem Schaum gefüllt sein, wie in der 4 dargestellt.
Die Kernschicht 6 wird in einem speziellen Herstellungsverfahren gefertigt, wobei das Grundmaterial aus einem gewebten Fasermaterial oder nicht-gewebten Fasermaterial, beispielsweise einem Vlies oder einem vliesartigen Material besteht. Als Grundmaterial wird ein Kunststoff, beispielsweise Polyester, eingesetzt. Erfindungsgemäß ist das Grundmaterial saugfähig. Dieser Aspekt wird weiter unten näher erläutert. Die Stege 8 der Wabenzellen 7 sind wie in 1 dargestellt gegenüber der Deckplatte 2, 3 im Wesentlichen senkrecht ausgerichtet.
Das Grundmaterial kann ein Materialgewicht von beispielsweise 150 g/m² aufweisen, es sind aber auch andere Materialgewichte bis hin zu 250 g/m² oder mehr möglich. Die Größe der Wabenzelle 7 in den Ausführungsbeispielen der Figuren liegt bei etwa 10 mm, wobei aber auch größere oder kleinere Wabengrößen möglich sind. Die Form der Wabenzelle 7 ist vorzugsweise rhombusartig, kann aber auch andere Formen aufweisen. Die Höhe der Wabenzellen 7 liegt im Bereich von 5 bis 100 mm, je nach gewünschter Dicke des Paneels 1.
Zur Herstellung des Paneels 1 wird das wabenförmig strukturierte Grundmaterial der Kernschicht 6 mit einem Kunstharz 9 durchtränkt. Dieses kann beispielsweise in einem Tauchbad oder mittels eines Sprühprozesses erfolgen. Das durchtränkte Grundmaterial wird dann zwischen den Deckplatten 2 und 3 angeordnet.
Das Kunstharz 9 besteht vorzugsweise aus Polyester, Vinylester, Epoxyd, Phenol, Polyurethan oder anderen duroplastisch aushärtenden Kunststoffmassen. Nach dem Aushärten des Kunstharzes 9 verbindet dieses zum einen die Kernschicht 6 mit den Deckplatten 2, 3 und imprägniert und stabilisiert zum anderen die Stege 8 der Wabenzellen 7 und somit die Kernschicht 6.
Die Deckplatten 2 und 3 können dabei ebenfalls aus einem Fasermaterial bestehen, das mit dem Kunstharz getränkt ist und so in einem Arbeitsgang mit der Kernschicht 6 verbunden wird und mit der Kernschicht 6 zusammen aushärtet. Die Aushärtung kann unter Einwirkung einer erhöhten Temperatur erfolgen, beispielsweise in einer geeigneten Presse bei geringem Druck. Der Pressvorgang kann dann zusätzlich der genauen Einstellung einer gewünschten Dicke des Paneels 1 und/oder einer darüber hinaus gehenden Formgebung dienen. Beispielsweise kann eine Profilierung des Paneels 1 erfolgen.
Die Deckplatten 2, 3 können auch aus Materialien wie Metall (z.B. Stahl, Aluminium), Holz oder Kunststoff gefertigt sein. Die Harzmenge der Kernschicht 6 kann dann so bemessen sein, dass sie ausreicht, um eine Verbindung zwischen der Kernschicht 6 und den Deckplatten 2, 3 herzustellen. Zusätzlich können die Innenseiten 5 der Deckplatten 2, 3 vor dem Zusammenfügen mit der durchtränkten Kernschicht 6 mit Kunstharz 9 beschichtet werden.
In 4 ist zur Veranschaulichung ein Paneel 1 mit nur einer Deckplatte 2 dargestellt. Das wabenförmige Grundmaterial der Kernschicht 6 ist hier nur teilweise mit Kunstharz durchtränkt 9, indem die unteren Kanten der Wabenzellen 7 in ein Bad von Kunstharz 9 eingetaucht wurde. Der Kunstharz 9 wird durch die Kapillarkräfte des Grundmaterials aufgesogen, was in der 4 durch eine Linie 10, bis zu der der Kunstharz 9 das Grundmaterial durchtränkt hat, skizziert ist.
Der Grad der Durchtränkung bzw. Imprägnierung der Wabenzellen 7 ergibt sich aus den Eigenschaften, insbesondere der Viskosität, des verwendeten Kunstharzes 9 sowie den Eigenschaften, insbesondere der Saugfähigkeit bzw. Kapillarität des gewählten Grundmaterials für die Wabenzellen 7. Es kann somit durch die passende Materialauswahl von Harz und Grundmaterial die Harzaufnahme gesteuert werden. Wird das Kunstharz 9 auf die Wabenstruktur aufgesprüht, kann die aufgetragene Menge an Kunstharz 9 zudem direkt beeinflusst werden.
Der Grad der Durchtränkung beeinflusst die mechanischen Eigenschaften des Paneels 1, da bei einer hohen Harzaufnahme die Stabilität und Festigkeit der Wabenzellen 7 erhöht wird. Ist hingegen eine sehr hohe Flexibilität der Wabenzellen 7 gewünscht, so kann durch die Wahl eines entsprechenden Kunstharzes 9 eine geringere Harzaufnahme durch das Grundmaterial der Kernschicht 6 eingestellt werden.
Insgesamt entsteht durch die Verwendung des Kunstharzes 9 eine feste Verbindung zwischen der Deckplatte 2, 3 und der Kernschicht 6. Durch die Tränkung (Imprägnierung) der Wabenzellen 7 mit dem Kunstharz 9 kann die mechanische Stabilität des Paneels 1 deutlich erhöht werden. Zudem ist durch die Wahl des passenden Harzes und der verwendeten Harzmenge ein einfacher Steuerungsmechanismus zur Beeinflussung der gewünschten mechanischen Eigenschaften gegeben.
In einer Weiterentwicklung der Erfindung ist vorgesehen, die Wabenzellen 7 der Kernschicht 6 zu füllen. In der 4 ist eine mit einem Schaum 11, beispielsweise einem Polyurethan-Schaum, gefüllte Wabenstruktur aus einem wiederum saugfähigen Grundmaterial, beispielsweise einem Kunststoff-Vlies, dargestellt. Die Größe der Wabenzellen 7 wird in diesem Ausführungsbeispiel bevorzugt größer gewählt, als in den zuvor beschriebenen. Sie beträgt etwa 20 mm. Die Dichte des Schaums 11 beträgt vorteilhafterweise etwa 60 kg/m³, aber es sind auch andere Dichten möglich. Das Verkleben dieser gefüllten Kernschicht 6 mit den Deckplatten 3, 4 erfolgt wiederum durch das Kunstharz 9, das von den Stegen 8 der Wabenzellen 7 aufgesogen wird.
Im Vergleich zu den offenen Wabenzellen 7 zeichnet sich die mit Schaum 11 gefüllte Kernschicht 6 durch eine sehr hohe thermische Isolationsfähigkeit aus. Da das Harz 9 zudem die gesamte geschlossene Oberfläche des Kunststoffmaterials 6 mit der Innenseite 5 der Deckplatten 2, 3 verklebt, ist eine sehr gut Haftung an die Deckplatten 2, 3 gegeben. Hierdurch können auch Materialien für Deckplatten 2, 3 verwendet werden, auf denen die einzelnen Stege 8 der Wabenzellen 7 nicht so gut haften. Zudem können statische und dynamische Kräfte von dem mit Schaum gefüllten Grundmaterial noch besser aufgenommen werden, so dass dieses Ausführungsbeispiel für entsprechende Anwendungen besonders geeignet ist.
Weiterhin kann vorgesehen sein, den Kunststoffharz 9 in verschiedenen Farben herzustellen, so dass das Grundmaterial der Kernschicht 6 farblich unterschiedlich eingefärbt ist. Auch kann es vorgesehen sein, die Farbe der Deckplatten 2, 3 durch die Tränkung mit dem Kunstharz 6 zu verändern, so dass unterschiedlichste farbliche Effekte erzielt werden können.
Bezugszeichenliste

1: Paneel
2: Deckplatte
3: Deckplatte
4: Außenseite
5: Innenseite
6: Kernschicht
7: Wabenzelle
8: Steg
9: Kunstharz
10: Linie
11: Schaum

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2008/113306 [0003]

Claims

Paneel (1) mit zwei Deckplatten (2, 3) und einer zwischenliegenden Kernschicht (6), wobei die Deckplatten (2, 3) und die Kernschicht (6) durch ein Kunstharz (9) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernschicht (6) aus einem saugfähigen Grundmaterial in Wabenstruktur besteht, das zumindest teilweise von dem Kunstharz (9) durchtränkt ist.
Paneel (1) nach Anspruch 1, bei dem das Grundmaterial der Kernschicht (6) ein gewobenes oder auch nicht-gewobenes Kunststoff-Fasermaterial, insbesondere ein Vlies, ist.
Paneel (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Deckplatten (2, 3) aus einem mit Kunstharz (9) durchtränkten Kunststoff-Fasermaterial bestehen.
Paneel (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem die Deckplatten (2, 3) aus Materialien wie Metall, Holz oder Kunststoff bestehen.
Paneel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Kunstharz (9) Polyester, Vinylester, Epoxy, Phenol, Polyurethan oder andere Kunststoffe enthält.
Paneel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Kernschicht (6) Wabenzellen (7) mit im Wesentlichen senkrecht zur Deckplatte (2, 3) ausgerichteten Stegen (8) aufweist
Paneel (1) nach Anspruch 6, bei dem die Größe der Wabenzellen (7) 5 bis 25 mm, vorzugsweise etwa 10 mm, beträgt.
Paneel (1) nach Anspruch 6 oder 7, bei dem die Wabenzellen (7) mit einem Schaum (11) gefüllt sind.
Paneel (1) nach Anspruch 8, bei dem der Schaum (11) ein Polyurethan-Schaum ist.
Paneel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunstharz (9) mit einem Farbstoff eingefärbt ist.
Verfahren zur Herstellung eines Paneel mit zwei Deckplatten (2, 3) und einer zwischenliegenden Kernschicht (6), mit den folgenden Schritten: – Tränken eines Grundmaterials der Kernschicht (6) mit Kunstharz (9); – Auflegen der Deckplatten (2, 3), wobei sich das Kunstharz (9) der Kernschicht (6) mit den Deckplatten (2, 3) verbindet; und – Aushärten des Kunstharzes (9).
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das Tränken des Grundmaterials der Kernschicht (6) mit dem Kunstharz (9) durch Eintauchen in ein Tauchbad oder durch Besprühen erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei dem der Grad der Durchtränkung durch die Menge des eingesetzten Kunstharzes (9) beeinflusst wird.