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Kunststoffmischung, Gegenstand aus Kunststoff und Verfahren zur Herstellung
eines hohlen Gegenstandes aus Kunststoff Es sind Verfahren vorgeschlagen Korden,
bei denen in Schließformen, die ihnen einen entsprechend growen Forminnenraum aufweisen,
mit iilfe eines Hohl@eches Gegenstände aus faserverstärktem Kunstharz hergestellt
werden können. Nach diesem Verfahren konnten aber nur einfach geformte Gegenstande
hergestellt werden.
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War die Form Komplizierter, wie es z.B. bei Fensterran@en der Fall
ist, so konnte das gebundene Fasermaterial, das als Verstaf@ungsmaterial dichte,
vom Hohlkern, auch wenn dieser unter einem ehtsprechend honen In@e@@ruck stand,
in Kanten u nd Ecken nicht vollkommen hineinge@r@@t weruen. In diesen Kanten s@@@elte
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d üit.i-.r'&£s. .h (15 Beimengen von bisher @blichen F@llstoffen brachte keine
wesentliche Abniflfe.
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Aden das vorherige Aufbringen einer Geleoa@@@@@te f@@@rte zu @@@@n
besseren Resoltaten. Im Gegentell, @@rch das Fällen des @@@@@@@@@@ mit einem Druckmedium
verschc@@@@ien sent o@t die auf der Formwand nur leicht aufliegende dunne Gelco@tschichte.
Stel-@@@@eise @@rde sie auch von dem ausgepresten fl@ssigen Kunstharz @@@terlaufen
oder ie Gelcoatschichte ging mit dem anderen Kunstnarz Keine Verbindung mehr ein
und blätterte ab. Wurde die Gel-@@@@@chichte aber dicker aurgetragen, so entstanden
schon beim Ausharten Spannungsrisse. e. Wurde jedoch, ux, solche Spannungsrisse
Zu veremiden, die Glasfasermatte, soweit es übernaupt möglich wird Wie beim Handauflegeverfanren
in alle Ecken und Kanten der Form ge@r@@t, so verursachte dies eine betrachtliche
Mehrarbeit und verteuerte die @erstellung @ehr staik. Trotz Gel@o@t und der Ver-@@@@@@@@@@
von Vliesen aus Glasseide oder kunststoffasern zeichnet sich außer@@m infolge der
Schrumofung des Kunststofes beim Aus-@@@@@@@@@ die Struktur des verwndeten Verstärkungsmaterials
an der Oberalsene des Gegenstandes äb, @odurch sein Aussehen mehr oder weniger @@@det,
da er eine glatte Oberfläche mohr augweist.
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Es sind auch Verfaijren bekannt, bei denen z,B. Glasfaserrovings besimmter
Stapellänge mit Hilfe entsprechender Einrichtungen durch Preßluft gegen die Formwand
geschleudert werden, wobei gleichzeitig Kunstharz aus einer Zweikomponentenpistole
auf die Formwand gespritzt wird. Auf dem Weg zur Formwand werden die Rovingabschnitte
ganz oder zum eil mit Kunstharz benetzt und kleben sich an der Formwand fest. Dieses
Verfahren ist nur für großflächige Gegenstande geeignet. Kleine oder schmale Flächen,
die dazu noch U-förmig ausgebildet sind, wie z.B. in Formen zur Herstellung von
Fensterrahmen, können mit solchen Einrichtungen nicht oruentlich ausgespritzt werden.
Normalerweise müssen bei diesem Verwahren, um eine brauchbare Oberflache zu erzielen,
aus dem aufgespritzten Material die darin eingeschlossenen luftblasen eiaens entfernt
werden. Dies erfolgt zumeist durch Ausrollen mit Hilfe von Walzen.
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Um die genannten Nachteile zu vermeiden, d.h. un selbst bei Gegenstandenn
von komplizierter Gestalt, wie z.B. Fensterrahmen, sowohl rissefreie Kanten und
Ecken als auch eine glatte Oberfläche ohne eine Strukturzeichnung des darunter liegenden
Pasermaterials zu erhalten, wird nach vorliegender Er Erfindung eine Kuns tstoffmischung
verwendet, bei der als Füllstoff zum gro;en Teil sehr kurze, z.B. gemanlene Eiement@rglssfasern,
Kunststoffasern oder dgl. beigemengt sind. Diese Fasern haben etwa eine Länge von
0 bis 3 mm und werden neben den sonst ublichen Zutaten dem z.B. leicht thixotrop
eingesteilteij flussigen Kunstharz, z . B. einem ungesättigten Polyesterharz beigemengt.
Der Anteil der Kurzfasern im Verhältnis zum Kunstharz geht bis etwa 50 Gewichtsprozenten.
Dieses Verhältnis richtet sich nach der Viskosität des verwemdeten Kunstharzes und
der Länge der rissefrei herzustellenden Kanten. Lurch diese Faserbeimengung wird
einerseits wie durch andere ulverförmige Füllmittel der Schwund des Polyesters verringert,
darüber hinaus aber durch die Verfilzung der Kurzfasern auch eine Rissebildung beim
Aushärten weitgehendst verhütet. Auch die Kerbschlagfestigkeit der Kanten wird wesentlich
erhöht, und ein Absplittern des Kunstharzes an diesen Stellen wird bedeutend herabgemindert.
Mit derartigen Mischungen ist es z.B, möglich, Gegenstände aus Polyester mit einigen
Metern Umfang, z.B. Rensterrahmen, auch bei rascher Heißhärtung selbst ohne Schwundrisse
an den Karften herzustellen. Auch dies konnte bisher nicht erreicht werden,
Die
beschriebene Kunstharz-Faser-Masse wird z.B. durch Beimengung amorpher Kieselsäure
so weit thixotrop eingestellt, daß aie auch auf einer senkrechten Formwand in der
gewünschten Dicke verbleibt, ohne abzurinnen. Sie kann sowohl mit Hilfe eines Pinsele
oder mit einer Spritzpistole mit entsprechender Düsen-Öffnung auch auf achmale rinnenförmige
Formwandungen aufgebracht werden, wobei sich ein nachträgliches Entfernen von Lufteinschlüssen
erübrigt Entscheidend für einen fertigen Gegenstand nach dem dargelegten Prinzip
ist nun, daß vor allem in seiner äußeren Schicht die genannten Fasern enthält, also
seine äußere Schicht aus der beschriebenen Kunststoffmischung nach deren Härtung
gebildet wird.
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Alle sonstigen Einzelheiten über die Herstellung und Ausbildung einea
solchen, auch an den Kanten schlagfesten Gegenstandes, an dessen Oberfläche sich
keine Struktur von Glasfasermatten oder Geweben mehr abzeichnet und der auch ohne
Nacharbeit keine Schwundrisse mehr aufweist, müssen für den Fachmann nicht mehr
gesondert dargelegt weruen. So ist es z.b. ohne weiteres möglich, Gegenstände oder
Teile, die ganz oder zum Teil aus Kunststoff bestehen, in der vorbeschriebenen Weise
auszubilden.
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Erwähnt sei noch, das sloche Gegenstände bzw. Teile von Gegenständen
auch so beschaffen sein können, daß nach einer Ausen-Schicht mit Beimengung von
gemahlenen urld/oder kurz geschnittenen Glasfasern eine Schicht von in Kunststoff
eingelagerten z.B.
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Glasfasermatten oder -geweben anschließt, wobei es sich bei dieses
Kunststoff aucii um eine Mischung iL obiilcen sinne handeln kann. Dadurch v.ird
erreicht, daj z.B. selbst größere Gegenstände mit relativ dünner Wandstärke, die
besonderen Anforderungen, vor allem hinsichtlich der Verwindungsfestigkeit gewachsen
sein sollen, wie etwa Karosserieteile, Wannen, Motorboote, hohle Bensterrehmen,
durch Verwendung der zu diesem Zwecke üblichen Verstärkungsmatten oder -gewebe gleichzeitig
n£it wesentlich verbesserter Oberflache und Kantenstabilität hergestellt werden
können: Die zur Ernöhung vor allem de£- Verwindungsfestigkeit und Zugfestigkeit
üblicherweise eingesetzten Fasermaterialbahnen verursachen, für sich allein genommen,
bei ihrer Durchtränkun vielfach Lufteinschlüsse, die besonders an der Oberfläche
stören oder große @ach@rbeit er-1urQi1t, (i.ii. eiivardfreie unci' uC;ü ti;3 pr,c
verst@r@@e Obe@@@@ @@@@ lassen sie: zurindest nicht in einfacher
weise
gewinnen, wie dies in der zuvor dargelegten Weise möglich ist. Aber auch die Nachteils
des normalerweise zur Verbesserung der Oberfläche angewandten Gelc oats werden nach
dem beschriebenen Prinzip vermieden bei gleichzeitiger Verbesserung der Festigkeitseigenschaiten
der sehr ansprechenden Außenschicht. Insgesamt läßt sich die auf diese Weise erzielte
Festigkeit als maximal bezelchnen, denn einerseits wird dieFestigkeit des Gegenstandes
(z.B. eines großen Hohlkörpers) in seiner Gesamtheit durch die Einlagerung der Fasermatten
oder -gewebe, eventuell noch verstärkt, durch eine Durchtränkung mit besagter ilischung,
maximiert, andererseits aber auch die Festigkeit besonders gefährdeter Stellen,
der Kanten, Vorsprünge usw. tim nun Gegenstande der zuletzt beschriebenen Art herzustellen,
insbesondere Gegenstande komplizierterer, langgestreckter und rahmenförmiger Gestalt
wie z.B. Fensterrahmen, bietet sich die Möglichkeit folgenden besonderen Verfahrens:
auf die Wandtng einer Form wird in der bereits angegebenen Weise eine Schichte aus
dem Kunstharz-Faser-Gemisch aufgebracht, die eine Mindeststärke von 1 bis 1,5 mm
aufweisen kann, eine Schichtstärke, die bei Gelcoat ohne starke Rissebildung nicht
erzielbar ist. Anschließend wira die Schicht- ausgehärtet, wobei die Form noch offen
bleiben kann. Auf diese erste Schicht wird daraufhin eine zweite Schicht aus dem
gleichen Gemisch in einer Menge aufgebracht, die ausreicht, um eine in sie eingelegte
Schicht von Fasermaterial, z.B. iii Form von Matten oder Geweben, vollständig zu
durchdringen und um außerdem noch den restlichen, unausgefüllten Raum der Kanten
und Ecken auszufüllen und die auf den einzelnen Formteilen vuillandenen bereits
ausgehärteten Kunststoffschichten ausreichend zu verbincten. Diese Verbindung und
die endgültige Ausformung des Hohlkörpers erfolgt dann nach dem Schließen der Form
durch einen mit Hilfe eines Druckmediums unter Innendruck gesetzten Hohlkern, der
falls es möglich ist, nach erfolgter anschließender Aushärtung aus dem Hohlkörper
entfernt wird, wenn damit der Verwendungszweck des Gegenstandes gewährleistet ist
und die Kosten dies erlauben.
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Soll z.B. au9 diese Weise ein hohler Fensterrahmen hergestellt werden,
so werden aurch den zweiten Aushärtungsvorgang z.B. zwei in einem Formober- und
in einem Formunterteil bei der ersten Aushärtung gebildete feste, im Querschnitt
schalenförmige Rahmenteile zu eine geschlossenen hohler Ranmen verbunden, der darnach
der gebffneten Form enthommen wird.
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Selbstverständlich, dies sei noch erwähnt, werden die einzelnen teile
des gemäß obiger Beschreibung für die zweite Schicht verwendeten Fasermaterials
miteinander z.B-. durch Uberlappung verbunden.
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Darüberhinaus besteh-t aber a'-ucli die Möglichkeit, beim Aufepritzen
der Kunststoffmischung mit der Spritzpistole beim Spritzen der zweiten Schicht einen
größeren Anteil von geschnittenen Stapelfasern aus z.B. Glas, die eine gröere Länge
aufweisen (etwa F -10 mm) mizuspritzen, z.B, etwa 25 - 30% bei einem gleichzeitigen
Anteil von ca. 25 % sehr kurzer Glasfasern, so daß sich unter Umständen die Verwendung
von Glasfasermatten oder dgl. erübrigen kann. Dadurch, daX diese längeren Glasfasern
erst bei der Innenschicht gespritzt werden, erleidet die Außenfläche des Gegenstandes
keinen Abbruch mehr. Auch die Kanten werden einwandfrei ausgefullt und die Stapelfasern
der genannten Länge sind ohne weiteres geeignet, sich in die verpleibenden, gemilderten
Vertiefungen und Kanten ordnungsgemäß einzulegen. wird die Kunststoff-Faser-Lasse
mit Hilfe eines Pinsels oder mit einer speziellen Vorrichtung, z.U. einer Streichvorrichtung,
auf die Außenschichte aufgetragen, so ist es möglich, anstelle einer Matte oder
eines Gewebes aucii längere Stapelfasern beizufägen.
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In beiden Fällen ist auch ein Arbeiten ohne Rohlkern möglich.
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In vielen Fällen wird es aber auch möglich sein zonen geschlossenen
Hohlkörper mit ausieichender Festig@eit dadurch herzustellein, daß lediglich die
Kunststoffmischung zip t kurzen Fasern in eine Form geleitet wird, in deren Innerraum
sich z.B. ein aus @@@@e oder aus einem für diesen Zweck ä@uivalenten Stoff gebildeten
Hohlkern befindet, der im fertigen Gegenstand veroleibt.
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Dabei können einzelne sehr d@nne Distanzstifte für den entspreohenden
Abstand zwischen Formwand und @oklkern sorgen, und die dadurch im fertigen Gegenstand
verurs@enten Öffnungen können auf einfache Weise ausgefällt werden. Diese Nacharbeit
ließe sich durch vornergendes Auftragen und Aushärten der Außensenicht vermeiden.