DE1214394B

DE1214394B - Method and device for the production of molded bodies from filling material soaked with synthetic resin

Info

Publication number: DE1214394B
Application number: DEB46257A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Erich M Bayer; Dipl-Ing Ludger Von Der Forst
Original assignee: LUDGER VON DER FORST DIPL ING
Current assignee: LUDGER VON DER FORST DIPL ING
Priority date: 1957-10-01
Filing date: 1957-10-01
Publication date: 1966-04-14

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Formkörpern aus mit Kunstharz getränktem Füllmaterial Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Formkörpen aus mit Kunstharz getränktem Füllmaterial, bei dem flüssiges Kunstharz, z. B. ungesättigtes Polyesterharz, Epoxydharz od. dgl., mit darin suspendierten Füllstoffen, z. B. Glasfasern, unter hydraulischem Druck einer Form zugeführt wird, wobei ein Teil des Kunstharzes wieder aus der Form abfließt, während die Füllstoffe in der Form zurückgehalten werden, und dies so lange fortgesetzt wird, bis die Form überwiegend durch das Füllmaterial ausgefüllt ist, worauf die in der Form verbliebene Masse bei völlig geschlossener Form unter Druck und Wärmeeinwirkung ausgehärtet wird.Method and device for the production of molded bodies from synthetic resin Impregnated filler material The invention relates to a method and an apparatus for the production of molded bodies from filler material impregnated with synthetic resin, in which liquid synthetic resin, e.g. B. unsaturated polyester resin, epoxy resin or the like. With fillers suspended therein, e.g. B. glass fibers, one under hydraulic pressure The mold is fed in, with part of the synthetic resin flowing out of the mold, while the fillers are retained in the mold, and this continues for so long is until the shape is predominantly filled by the filler material, whereupon the The mass remaining in the mold when the mold is completely closed under the action of pressure and heat is cured.

Während sich viele Kunststoffe vor der Verarbeitung als Pulver darbieten, die durch Anwendung von Hitze und Druck leicht in die Endform übergeführt werden können, wobei der Verformungsprozeß mittels hochentwickelter maschineller Einrichtungen durchgeführt wird, ist die Verarbeitung der Kunstharze, die als Vormaterial in flüssigem bzw. zähflüssigem Zustand anfallen, schwierig. Besonders die Herstellung von einzelnen Formkörpern, z.B. von Klötzen, Leisten, Rahmenteilen u. dgl., aus mit ílüssigem Kunstharz getränktem Füllmaterial bereitet Schwierigkeiten. Diese bestehen zum Teil in der Handhabung des flüssigen Kunststoffes an sich und darin, daß es bisher nicht gelungen ist, Füllmittel, z. B. Glasfasern, in großer Menge und Dichte in diesen Formkörpern der genannten Gestaltung in einfacher und wirtschaftlicher Art unterzubringen. While many plastics are presented as a powder before processing, which are easily converted into their final shape by applying heat and pressure can, with the deformation process by means of sophisticated mechanical equipment Is carried out is the processing of the synthetic resins, which are used as raw materials in liquid or in a viscous state, difficult. Especially the manufacture of individual Molded bodies, e.g. from blocks, strips, frame parts and the like, made of liquid Filler material impregnated with synthetic resin causes difficulties. Some of these exist in the handling of the liquid plastic itself and in the fact that it has not yet been has succeeded in adding fillers, e.g. B. glass fibers, in large quantity and density in these To accommodate moldings of the design mentioned in a simple and economical way.

Es ist zwar bereits ein Verfahren zum Herstellen faserverstärkter Formkörper aus Kunstharz bekannt, bei dem flüssiges Kunstharz mit darin suspendierten Fasern mittels einer Kolbenpumpe einer Form zugeführt wird, wobei ein Teil des Kunstharzes aus der Form wieder abfließt, während die Fasern durch enge Stellen in der Form zurückgehalten werden, bis die Form überwiegend durch Fasern ausgefüllt ist, worauf die Masse in der völlig geschlossenen Form unter Einwirkung von Druck und Wärme ausgehärtet wird (USA.-Patentschrift 2803 043). Nach diesem Verfahren lassen sich mit der dazugehörigen Vorrichtung jedoch nur Formkörper mit verhältnismäßig geringem Füllmaterialüberschuß herstellen, da die wachsende Konzentration der Fasern in der Form dem Durchlauf des Kunstharzes einen immer größer werdenden Strömungswiderstand entgegensetzt. Bei Hanffaserabfällen, einem der wichtigsten Füllstoffe, gelingt es bei normaler Pumpenleistung z. B. nicht, mit dem Hindurchpressen über einen Füllmittelgehalt von etwa 53 °/o zu kommen. Es ist mit wirtschaftlich sinnvollem Aufwand nicht möglich, weitere Harz-Füllmittel-Suspension zuzuführen und den Füllmittelgehalt in der Form weiter zu erhöhen. Da die Kunstharze wesentlich teurer sind als die Füllstoffe, sind hohe Materialkosten der Formkörper bei unter Umständen geringerer Festigkeit die Folge. While it is already a method of making fiber-reinforced Molded body made of synthetic resin known in which the liquid synthetic resin is suspended therein Fibers is fed to a mold by means of a piston pump, with part of the synthetic resin flows out of the mold again while the fibers pass through tight spots in the mold be held back until the shape is predominantly filled with fibers, whereupon the mass in the completely closed form under the action of pressure and heat is cured (U.S. Patent 2803 043). This procedure can be used with the associated device, however, only moldings with relatively little Produce excess filler material, as the increasing concentration of fibers in the Form the passage of the synthetic resin an ever increasing flow resistance opposed. With hemp fiber waste, one of the most important fillers, it succeeds it with normal pump performance z. B. not, with the pressing through a filler content to come from about 53 per cent. It's economical with reasonable effort not possible, add more resin-filler suspension and the filler content in the mold to increase further. Since the synthetic resins are much more expensive than the fillers, are high material costs of the molded body with, under certain circumstances, lower strength the consequence.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren mit entsprechender Vorrichtung anzugeben, mit dem bei geringem maschinellem Aufwand und Leistungsbedarf und ohne die Gefahr, daß sich Zuführungsleitungen zusetzen, Formkörper aus mit Kunststoff getränktem Füllmaterial hergestellt werden können, deren Füllmittelgehalt bis zu 90°/o beträgt. The invention is based on the object of a method with a corresponding Specify device with which with little machine effort and power requirements and without the risk of feed lines becoming clogged, molded bodies made of plastic Impregnated filler material can be produced, the filler content of which is up to 90 ° / o.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ausgehend von dem eingangs angegebenen Verfahren die in der Form befindliche Masse vor dem Aushärten nach Abschluß der Zuführung des Gemisches unter stetigem Verkleinern des Volumens auf die Größe des gewünschten Formkörpers bei weiterhin abfließendem Kunstharz zusammengepreßt wird, bis der Füllmittelgehalt 70 bis 90 O/o beträgt. This object is achieved according to the invention in that starting of the method specified above, the mass in the mold before Curing after the addition of the mixture has been completed, while the Volume to the size of the desired molding with the synthetic resin still flowing off is pressed together until the filler content is 70 to 90 O / o.

Vorteilhaft wird ein Füllgut verwendet, dessen flüssiger Bestandteil in einem erheblichen Überschuß gegenüber dem Füllmittel vorhanden ist. Es hat sich als günstig erwiesen, daß der Überschuß des flüssigen Bestandteils etwa das 60- bis 120fache ausmacht. A filling material is advantageously used whose liquid component is present in a substantial excess over the filler. It has proved to be favorable that the excess of the liquid component is about the 60- up to 120 times.

Mit dem neuen Verfahren ist es überhaupt erst möglich, das flüssige Kunstharz wirtschaftlich zu verarbeiten und preiswerte Formteile zu erhalten. Die flüssigen Kunstharze lassen sich hierbei in großen Mengen einsetzen, um Formkörper zu erstellen, die hohe mechanische Festigkeiten und eine Dauerbeständigkeit bei zugleich hoher Wirtschafflichkeit in der Materialfrage in sich vereinigen. Es können Formkörper beliebiger Art hergestellt werden, beispielsweise Rahmen für Fenster, Türen, Bilder u. dgl. With the new process it is even possible to use the liquid Process synthetic resin economically and obtain inexpensive molded parts. the Liquid synthetic resins can be used in large quantities to make moldings to create that high mechanical strength and durability unite in one another with a high level of economic efficiency in the matter of materials. It moldings of any kind can be produced, for example frames for windows, Doors, pictures, etc.

Solche Rahmen nehmen auch im unlackirten Zustand keine nennenswerten Wassermengen auf, d. h., sie sind verrottungsfest. Durch die Gestaltung des Forminneren kann dem Endprodukt zugleich ein glattes und gefälliges Aussehen verliehen werden Die Vorrichtung ist in an sich bekannter Weise so ausgebildet, daß die die Form bildenden Formteile gegeneinander verschiebbar sind und die Einlaß- und Auslaßöffnungen an einander gegenüberliegenden Stellen der Form liegen. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Einlaßöffnung während des stetigen Verkleinerns- des Volumens durch Zusammenschieben der Formteile verschlossen, während die mit einem Sieb versehene Auslaßöffnung offen bleibt. Auf diese Weise verbleiben keine Ecken oder Winkel, in denen sich das Füllmaterial nicht ablagert. Die Auslaßöffnungen, die zum Abfließen des überschüssigen Kunstharzes dienen, können in verschiedener, ebenfalls bekannter Weise ausgebildet werden. Man kann Bohrungen, Rillen od. dgl. zum Abfließen der Flüssigkeit vorsehen, durch die das Füllmittel zurückgehalten wird. Such frames are not worth mentioning even in the unpainted state Amounts of water on, d. i.e., they are rot-proof. Through the design of the interior of the form the end product can be given a smooth and pleasing appearance at the same time The device is designed in a manner known per se so that the shape forming mold parts are mutually displaceable and the inlet and outlet openings lie at opposite points of the form. To carry out the invention Method is the inlet opening during the steady decrease in volume closed by pushing the moldings together, while the one provided with a sieve Outlet opening remains open. This way no corners or angles are left, in which the filling material does not deposit. The outlet openings for drainage of the excess resin can be used in various, also known Way to be trained. You can od bores, grooves. Like. To drain the Provide liquid to hold back the filler.

Vorteilhaft ist es, die Auslaßöffnungen mit Sieben oder Siebblechen abzudecken, so daß die Füllmittel mit Sicherheit in der Form verbleiben. Weiterhin ist es noch vorteilhaft, die Einlaß- und Auslaßöffnungen durch Stempel verschließbar zu machen.It is advantageous to have the outlet openings with sieves or sieve plates cover so that the fillers remain in the mold with certainty. Farther it is also advantageous if the inlet and outlet openings can be closed by stamps close.

Zweckmäßig ist die Ausbildung der Vorrichtung in der Weise, daß mehrere Formteile nebeneinander angeordnet werden und in Reihe ineinandergreifen. It is useful to design the device in such a way that several Moldings are arranged side by side and interlock in series.

Dadurch entsteht, ähnlich den Filterpressen, die Möglichkeit, eine Serie von Formkörpern gleichzeitig zu erstellen Das Zusammenpressen der Formteile zur Verdichtung des Forminhaltes auf die Raumform des Endproduktes kann mit mechanischen oder hydraulischen Mitteln erfolgen. Das durch die Form hindurchgepumpte flüssige Harz wird zweckmäßig durch Rückleitungen in die Mischvorrichtung, in der das Füllmittel zugegeben wird, zurückgeleitet.As a result, similar to filter presses, there is the possibility of a To create series of moldings simultaneously Pressing the moldings together mechanical or hydraulic means. The liquid pumped through the mold Resin is expediently through return lines into the mixing device, in which the filler is added, returned.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird in der Zeichnung an Hand einer beispielsweisen Ausfiihrungsform näher erläutert. The device according to the invention is shown in the drawing with reference to a exemplary embodiment explained in more detail.

F i g. 1 zeigt im Schema einen Satz ineinandergreifender Formen zur Herstellung von Formkörpern gemäß der Erfindung, wobei die Formteile sich in der zur Füllung dienenden Lage befinden, in F i g. 2 ist die Vorrichtung bei zusammengeschobener Stellung der Formteile zum Verdichten des Forminhaltes veranschaulicht Eine Einrichtung aus mehreren erfindungsgemäßen Vorrichtungen setzt sich beispielsweise aus einer am Ende des Formsatzes befindlichen kahmendeckplatte 1 und weiteren Formplatten 2 zusammen, die zwischen sich den Hohlraum 3 zur Bildung des Formkörpers von gewünschtem Profil einschließen. Zujedem Hohlraum 3 .fiihrt eine- Einlaßöffn-ung4, die während des Verdichtungsprozesses verschlossen ist. F i g. 1 shows in the scheme a set of interlocking shapes for Production of moldings according to the invention, the moldings in the for filling are located in F i g. 2 is the device when pushed together Position of the mold parts for compressing the mold contents illustrates a device of several devices according to the invention is composed, for example, of one at the end of the mold set located frame cover plate 1 and further mold plates 2 together, the cavity 3 between them to form the molded body of the desired Include profile. An inlet opening 4 leads to each cavity 3 the compression process is closed.

An der gegenüberliegenden Seite sind eine oder mehreine Auslaßöffnungen 5 vorgesehen, -durch die das eingepumpt fliissige Harz wieder austreten kann Anch diese Öffnungen sind nach- dem Verdichtungsprozeß zweckmäßig durch einen Stempel schließbar An der inneren Formwand- vor - der Auslaflöfin-ung befindet sich ein Sieb 6 in der Form eines Siebbleches oder einer Siebplatte, welches das Füllmittel in der Form zurückhält. Die Formplatten sind außen mit Ansätzen 7 versehen, die an Führungsteilen gleiten können. Die Einlässe 4 und die Auslässe S werden vorteilhaft so gelegt, daß bei zusammengeschobenen Formteilen der Einlaß 4 durch ein Formteil abgedeckt ist, während der Auslaß 5 offen bleibt. Die Formplatten erhalten an den sich gegenüberliegenden Flächen zweckmäßig Aussparungen 8, mit deren Hilfe das Öffnen der Formplatten erleichtert wird.On the opposite side are one or more outlet openings 5 provided, -through which the pumped-in liquid resin can escape again Anch these openings are expediently made by a stamp after the compression process lockable on the inner mold wall in front of the discharge opening there is a sieve 6 in the form of a sieve plate or a sieve plate, which the filler in the shape holds back. The mold plates are provided with extensions 7 on the outside Guide parts can slide. The inlets 4 and the outlets S become advantageous placed so that when the molded parts are pushed together, the inlet 4 passes through a molded part is covered, while the outlet 5 remains open. The mold plates received at the opposing surfaces expediently cutouts 8, with the help of which the opening the mold plates is facilitated.

Die Zuführung des Füllgutes, d. h. des flüssigen Harzfüllstoffbreies, geschieht zweckmäßig durch ein geschlossenes Rohrsystem in der Weise, daß zunächst alle Hohlformen eines Formsatzes unter Preßdruck gefüllt werden. Das im Überschuß vorhandene Harz fließt durch die Auslaßöffnungen 5 wieder ab, während die Fullmittel, z. B Fasern, -durch die Siebbleche 6 zurückgehalten werden. Wenn alle Formen auf diese Weise geE31t und mit Füllstoff angereichert sind, d. h., wenn kein Harz mehr durch die Siebe abläuft, wird der ganze Formensatz hydrat lisch oder mechanisch zusammengedrückt Hierbei wird der größte Teil des noch in den Formen verbliebenen Harzes ausgepreßt. Die zurückbleibende verharzte Füllmittelmasse wird im Inneren der Hohlform so verdichtet, daß eine holzartige Masse entsteht Die Formteile 1 und 2 sind erwärmbar, z. mittels elektrischen Stromes oder durch Dampf oder einen Heißluftstrom, der durch entsprechende Bohrungen der Formteile geführt wird. Vor Erwärmung der Formteile werden die Formen an den ZEin- und Auslässen geschlossen, und zwar durch Stempel, die in die Üfinungen eingebracht werden Die Formteile werden dann auf die gewünschte Temperatur gebracht, wodurch eine Polymerisation des Kunstharzes eintritt Durch den Wärmestoß wird das katalysierte Harz zwischen den Fülimittelteilen fest und verkittet sie zu einem stabilen Körper. The supply of the filling material, d. H. the liquid resin filler slurry, is expediently done through a closed pipe system in such a way that initially all hollow forms of a mold set are filled under pressure. That in excess existing resin flows out through the outlet openings 5, while the filler, z. B fibers are retained by the sieve plates 6. When all forms on are geE31t and enriched with filler in this way, d. i.e. when there is no more resin runs through the sieves, the entire set of molds is hydrat cally or mechanically This is where most of what is left in the molds is compressed Resin pressed out. The remaining resinous filler mass is inside the hollow form so compacted that a wood-like mass is formed. The molded parts 1 and 2 can be heated, e.g. by means of electric current or by steam or a stream of hot air, which is guided through corresponding holes in the molded parts. Before heating the Moldings are closed by the molds at the ZInlets and outlets Punches that are introduced into the openings. The molded parts are then placed on the Bring the desired temperature, whereby a polymerization of the synthetic resin occurs The catalyzed resin solidifies between the filler parts due to the thermal shock and cemented it into a stable body.

Die Formteile können aus beliebigem Material hergestellt sein. Die Wandungen der Hohlform sind zweckmäßig hart verchromt. Dies erleichtert das Lösen der fest gesvordenen Formkörper aus der Form, außerdem erhält dadurch das Endprodukt ein glattes Aussehen. Die Formteile können ferner nach dem Baukastensystem aus zusammensetzbaren Einzelteilen hergestellt werden, so daß durch Austausch einzelner Teile die Größe des Hohlraumes - weitgehend variiert werden kann Als Füllmittel kann jedes geeignete Fasermaterial verwendet werden, z.;B. Glasfasern Vorteilhaft sind jedoch auch Fibern jeder Art, vor allem Äbfalifibern der Hanf- und Juteindustrie, z.B. Sisalfasem ohne und mit Kokosschalenmehi u. dgl. Es ist zweckmäßig, in die Form jeweils eine Pregelschicht einzubringen, die den Formkörpern ein gefälliges Aussehen verleiht. Eine solche Schicht verhütet, daß die Fasern direkt an der Oberfläche des Endproduktes erscheinen Das flüssige Kunstharz kann außer den Füllmitteln noch weitere Zusätze enthalten, insbesondere solcher Art, die dem Kunstharz eine bestimmte Färbung verleikem So kann man Farbpigrnente u. dgL dern Kunstharz zugeben. The molded parts can be made of any material. the The walls of the hollow mold are expediently hard chrome-plated. This makes loosening easier the solidly gesvordenen molded body out of the mold, which also preserves the end product a smooth appearance. The molded parts can also be assembled according to the modular system Individual parts are made so that by exchanging individual parts the size of the cavity - can be varied widely. Any suitable filler can be used Fiber material can be used, e.g.; B. Glass fibers However, fibers are also advantageous of any kind, especially Äbfalifibern of the hemp and jute industry, e.g. sisal fibers without and with coconut shell flour and the like to bring in, which gives the moldings a pleasing appearance. Such Layer prevents the fibers from appearing directly on the surface of the end product In addition to the fillers, the liquid synthetic resin can also contain other additives, especially of the kind that give the synthetic resin a certain color you can add pigment and similar synthetic resin.

Statt die Flüssigkeit mit Druck in den iIohlraum der Form zu presse, kann man auch an den AuslaB-öffnungen Unterdruck vorsehen, durch den das flüssige Kunstharz aus der Form herausgesaugt wird. Instead of pressing the liquid into the cavity of the mold, a vacuum can also be provided at the outlet openings, through which the liquid Resin is sucked out of the mold.

Maßnahmen und Merkmale, für die in den Patentansprüchen Schutz nicht begehrt ist, gehören nicht zur Erfindung und fallen nicht unter den beanspruchten Schutz. Measures and features for which the claims are not protected is coveted, do not belong to the invention and do not fall under the claimed Protection.

Claims

Claims: 1. A method for producing moldings from Filler material impregnated with synthetic resin, in which liquid synthetic resin is suspended in it Fillers is fed to a mold under hydraulic pressure, with a part The resin flows out of the mold while the fillers are in the mold be retained, and this is continued until the shape is predominant is filled by the filling material, whereupon the mass remaining in the mold when the mold is completely closed, it is cured under pressure and heat, d a d u r c h characterized that the mass before hardening after completion of the Feeding the mixture with steadily reducing the volume to the size of the desired molded body is pressed together while the synthetic resin continues to flow off, until the filler content is 70 to 900/0.

2. The method according to claim 1, characterized in that the starting material a suspension is used in which the amount of liquid resin is about the 60 to 120 times the amount of fillers.

3. Device for producing moldings from impregnated with synthetic resin Filler material, in which liquid synthetic resin with fillers suspended in it under hydraulic pressure is supplied to a mold, which consists of two mutually displaceable Molded parts with opposing inlet and outlet openings exists for Implementation of the method according to claim 1, characterized in that the inlet opening (4) during the steady reduction in volume by pushing the molded parts together (1, 2) is closed, while the outlet opening provided with a sieve (6) (5) remains open.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the inlet and outlet openings (4, 5) can be closed by stamps.

Documents considered: German Patent No. 609431; U.S. Patent No. 2803 043.