-
VerfaIirn zum Herstellen von mit Fasern verstnrkten Gebilden geringen
Raumgewichtes.
-
Di Erfindung betrifft nin Verfahren zum Herstellen von mit Fasern
verstärkten Gebilden geringen Raumgewichtes durch Aufschäumen von Kunststoff.
-
Schaumkunststoffe haben ihres geringen spezifischen Gewichtes und
ihrer guten Isoliereigenschaften wegen breiten Eingang in die Technik gefunden,
beispielsweise als Isoliermaterialien gegen Kälte, Wärme und Schall, als Bauelemente,
Wand- und Deckenverkleidungen und für Verpackungszwecke.
-
Von Nachteil ist dabei, insbesondere bei starren Schaumstoffen ihre
geringe Bruchfestigkeit. Um diese zu erhöhen, hat man desha 1b bei platten- oder
bandförmigen Schaumstoffelementen eine oder beide Oberflächen mit einer Deckschicht
aus Papier, Folie, GelJeben oder ähnlichen Flächengebilden versehen, wobei zur besseren
Verankerung des Schaumstoffes mit den Deckschichten letztere auf ihrer Innenseite
noch mit Fasern versehen sein können und sich so ein randzonenverstärktes Material
ergibt.
-
Eine andere Möglichkeit zur Erhöhung der Festigkeit besteht darin,
in ein loses Faservlies Kunststoffschäume einzubringer oder das Faservlies mit den
aufsehäumbaren flüssigen kunststoffen oder Rekationsgemischen zu imprägnieren oder
zu besprUhen.
-
Nachteilig beim einschäumen flUssiger Komponenten in ein vorgelegtes
Faservlies ist aber, daß durcii den Schäumdruck sehr leicht das Faservlies verschoben
und an die Wände der Form gedrückt wird. Das fahrt zu Inhomogenitäten, durch die
die beabsichtigte Verstärkung zumindest zum Teil wieder aufgehoben wird.
-
Es wurde nun gefunden, daß sich diese Schwierigkeiten durch ein Verfahren
zum Herstellen von mit Fasern verstErkten Gebilden geringen Raumgewichtes durch
Aufschäumen von Kunststoffen dadurch überwinden lassen, daß ein Treibmittel enthaltender
Kunststoff in fester Form mit den Fasern eines Faservlieses verbunden und anschließend
unter Wärme und gegebenenfalls unter Druck zu einem weitgehend homogenen Gebilde
aufgeschäumt wird.
-
Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin,
daß durch die Verknüpfung des festen Kunststoffgranulats mit den Fasern diese von
vornherein in ihrer Lage fixiert sind.
-
Bine Verdrängung des Vlieses an eine Seite des Gebildes ist nicht
mehr möglich, weil die Bewegung6mögllchkE1t eines so festgelegten Granulatteilehens
durch die benachbarten ebenfalls aufschäumenden Granulattellchen weitgehend eingeengt
ist.
-
Dadurch wird ein sehr gleichmäBlg mit Fasern verstärktes Gebilde erhalten.
Das Verfahren ermöglicht außerdem, Jedes denkbare Mengenverhältnis zwischen Fasern
und Schaumkunststoff herzustellen. Es ist so beispielsweise möglich, ein sehr lockeres
Faservlies mit dem aufzuschäumenden K8unstsotffgraunat zu beladen und so im fertigen
Schaumstoff den Faseranteil sehr gering zu halten. Andererseits ist es zur Erzielung
sehr reißfester und dimensionsbeständiger Schaumstoffprodukte möglich, ein relativ
dichtes und festes Vlies auszuschäumen. Um den oben erwähnten Filtereffekt dabei
auszuschalten, werden Schaumstoffkörper größeren Ausmaßes zweckmäflig aus mehreren
Vlieslagen aufgebaut, also beispielsweise bei einem zylindrischen Körper von großem
Durchmesser so viele Vlieslagen übereinander gewickelt, bis die geaMnschte Stärke
erreicht ist. Anschließend wird das gesamte Gebilde zu einem homogenen Körper aufgeschäumt.
Auf diese Art und Weise lassen sich beispielsweise auch Rohre umwickeln und dann
zu Rohren, Pfählen u.ä. Gegenständen aufschäumen.
-
Eine weitere vorteilhafte Mpglcihkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht darin, damit bewußt und geregelt Inhomogenität zu erzielen. So kann der
oben erwähnte mehrlagige Aufbau mit Hilfe von unterschiedlich zusammengesetzten
Vlieslagen erfolgen, die sich entweder in der Beladungsdichte mit Granulat oder
in der Faserdichte oder in beiden unterscheiden.
-
Eine andere zweckmäßige Möglichkeit ergibt sich durch die Verwendung
von Kunststoffgranulat verschiedener Zusammensetgung, wobei die Beladung des Vlieses
von vornherein mit dem Gemisch als auch nacheinander mit den einzelnen Granulaten
erfolgen kann. Auf diese Art und Weise ist es beispielsweise möglich, Granulat eines
verhältnismäßig weich und eines verhältnismäßig hart eingestellten Kunststoffes-gemeinsam
zu verwenden und so ein für Schallschluckzwecke besonders geeignetes Material herzustellen.
Durch Einbringung von verschieden gefärbten Granulat lassen sich besondere Farbeffekte
erzielen.
-
Zur Erzielung besonderer Eigenschaften können zusammen mit dem aufzuschäumenden
Granulat noch andere Stoffe eingebracht und dadurch in dem fertigen Körper gleichmäßig
verteilt werden, wie beispielsweise Sand, Korund, Aluminiumpulver, Sägemehl und
Stoffe, die gegen energiereiche Strahlen schützen.
-
Die Verknüpfung des aufzuschäumenden Granulats mit den Fasern des
Vlieses erfoQt beispielsweise durch Eintauchen oder Hindurchführen durch ein Tränkbad,
das Bindemittel und Granulat enthält.
-
Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß zuerst das Vlies mit dem
Bindemittel besprüht und dann Kunststoffgranulat eingestreut wird.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erindung wird die
Verknüpfung der Fasern mit dem Kunststoffgranulat bereits vor der Vliesbildung vorgenommen
Das kann zweckmäßig in einer Wirbelkammer geschehen, in die die Fasern, das Kunststoffgranulat
und das Bindemittel @ing@fben werden, wobei sich die einzelnen Mengenverhaltnisse
je nach der gesSnschten Beschaffenheit des
Produktes bei der zugabesehr
leicht variieren lassen. Dieses Vorgehen ist vor allem dann zweckmäßig, llenn dickere
Gebilde hergestellt werden sollen oder ein verhältnismäßig dichtes Faservlies zur
Verstärkung dienen soll, weil bei diesem Verlarven eine Filterwirkung ebenfalls
nicht auftreten kann.
-
Eine weitere Variante dieser besonderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens besteht darin, entweder die Fasern oder das Kunststoffgranulat vorher
mit dem Bindemittel zu versehen und dann in der Wirbelkammer mit dem Kunststoffgranulat
bzw. den Fasern zu verbinden. eine andere, besonders zweckmäßige Weiterbildung des
Verfahrens nach der Erfindung benutzt ein Faservlies, das ganz oder teilweise aus
thermoplastischen Kunststoffasern besteht und wobei entweder die Einzelfasern oder
das bereits fertig gebildete Vlies sich auf inner Temperatur befinden, bei der die
thermoplastischen Fasern zu erweichen beginnen und damt klebrig werden und so das
Kunststoffgranulat ohne zusätzliches Bindemittel festgehalten wird Das Erweichen
der thermoplsstischen Fasern kann dabei beispielsweise durch Heißluft, heißen Dampf
oder Infrarotbestrahlung erfolgen. Hierbei ist freilich darauf zu achten, daß der
Erweichtungsprjnkt der thermoplastischen Fasern unter der Aufschäumungstemperatur
des Kunststoffes liegt.
-
Wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren von einem fertig geid) ten
Faservlies ausgegangen, so läßt sich die Festigkeit @@ Paserverstärkern Gebildes
dadurch weiter beträchtlich er-@@@@, daß die in Wirrlage befindlichen Fasern des
Vlieses an @@@@@Krzungs- bzw. Berührungspunkten miteinander verknüpft @@@@@@@ @@@
@@@@@@ @@@ vorbekannten Verfahren druch zusätzliche
Bindemittel
erfolgen oder im Falle von Fasergemischen ebenfalls durch Mitverwendung thermoplastischer
Fasern und Anwendung von Wärme. Dabei kann man vorteilhaft so vorgehen, daß die
Verfestigung des Vlieses und die Vorerwärmung zur Bindung des Kunststoffgranulats
an die Fasern in einem Arbeitsgang und durch einmalige Erwärmung erfolgt. Um die
Bindung der Fasern untereinander und mit dem Kunststoffgranulat genügend fest zu
machen, wird vor der Aufschäumung des Kunststoffes kurz gekühlt und das so verfestigte
Gebilde anschließend nach vorbekannten Verfahren beispielsweise durch Infrarotbeheizung,
mit Heißluft oder heißem Wasserdampf aufgeschäumt.
-
Es ist weiter möglcih, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten
Gebilde eine oder beidseitig mit Deckschichten aus Papiers Tapete, Folie u.ä. zu
versehen. Dabei kann zweckmäßig ein inniger Verbund zwischen Deckschicht und faserverstärktem
Schaumstoff unmittelbar beim aufschäumvorgang hergestellt werden.
-
Als Fasern für das Faservlies zur Verstärkung der Schaumgebilde kommen
praktisch sämtliche natürlichen und synthetischen Fasern organischer und anorganischer
Natur in Betracht, wie Zellulose-und Baumwdllfasern; Fasern aus regenerierter Zellulose,
polymaid-, Polyester-, Polyacrylnftriflanern, Glasfasern, Asbest oder G-mische dieser
Fasern. Aufschäumbare Kunststoffe für das erfindungsgemäße Verfahren sind alle die,
die in fester Form vorliegen rund das Treibmittel bereits enthalten. Ga@z b.son
rs bewährt hat sich Schaumpo-Jlstyrol, das ist ein P@@@s r-Granulat, dem beim Polymerisationsvorgang
scilon @@@@@ wie Pentan einverleibt worden ist.
-
Durch das erfindungsgmeäße Verfahren erhalten die an sich brüchigen
Schaumstoffe eine solche mechanische Festigkeit, daß sie in ihren Eingeschaften
die herkömmlicher Materialien wie Holz erreichen und in vielem übertreffen. Durch
den innigen Verbund zwischen Fasern und aufgeschäumtem Kunststoff ergibt sich ein
so festes Gcbilde, daß es wie Holz genagelt und verschraubt werden kann. Als Bauelement,
vor allem für den Innenausbau, hat es dabei wesentlich bessere Gebrauchseigenschaften
als die bisherigen Materialien wie Putz und Beton, die entweder ausbrecilen oder
so hart sind, daß sich Nägel, Schrauben usa. nicht darin befestigen lassen. Ein
weiterer Vorteil ist die in jeder Richtung gleiche Festigkeit und die Beständigkeit
gegen Wasser und Klimaeinflüsse. Weitere bevorzugte Anwendungsgebiete der nach dem
erfinderischen Verfahren erzeugten Gebilde liegen im Möbelbau, auf dem Verpackungsgebiet
und auf dem Gebiet der Konstruktlonselemente, beispielsweise in der Herstellung
von Gehäusen für KUhlscllränke, KUhltruhen und Badewannen.
-
Ein ganz besonderer Vorteil des Erfindungsgegenstandes besteht darin,
daß das mit dem Kunststoffgranulat versehene EJirrfaservlies vor dem Ausschäumen
in jede beliebige Form gebracht und dann in der gewünschten Form ausgescliäumt werden
kann. Dabei kann man vorteilhaft auch so vorgehen, daß der Kunststoff vorgeschäumt,
das vorgeschäumte, faserviessvertnrkte Mateiral verformt und dann fertig ausgeschäumt
wird. Auf diese Art und ITeise lassen sich einfach und zweckmäßig Hilfskörper, wie
GeindebuchsenJ Külllrohre, elektrische Leitungen und Verstärkungseinlagen aus den
verschiedensten Stoffen paßgerecht und fest einschäumen. Ein besonderer Vorzug der
erfindungsgemäßen Arbeits-@ise liegt darin, daß die mit dem Kunststoffgranulat beladenen
Vliese,
vorgeschäumt oder nicht, sich sehr leicht handhaben und verschicken lassen, so daß
der Arbeitsgang des Aufschäumens zu jedem beliebigen Zeitpunlct und an jedem beliebigen
Ort erfolgen kann. dadurch ist das Verfahren sehr anpassungsfähig und es ergeben
sich ganz neue konstruktive Möglichkeiten.
-
Das spezifische Gewicht der erfindungsgemä.ß hergestellten Gebilde
liegt je nach dem verwendeten Kunststoff, dem Faseranteil und dem Ausmaß des Aufschäumens
bei 0,04 bis 0,5 g/cm).
-
Dabei genügt bereits der geringe Gehalt von 10 g Wirrfaservlies pro
Liter Formkörper, um ein üblicherweise brüchiges Material zu einem Gebilde mit hoher
Reiß-, Biege-, Schlag-und Druckfestigkeit zu machen, das leicht verschraubt, genagelt,
kaschiert, furniers, verschweißt, lackiert und beflockt werden kann.