DE1904145A1

DE1904145A1 - Behaelter

Info

Publication number: DE1904145A1
Application number: DE19691904145
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1968-02-07
Filing date: 1969-01-28
Publication date: 1969-08-21
Also published as: GB1254642A; US3567536A; FR2001435B1; NL6901755A; BR6906072D0; CH485571A; ES362877A1; BE727860A; FR2001435A1

Description

Die Erfindung l?etrifft einen Behälter sowie ein Verfahren zu seiner Herstel3.ung* Insbesondere bezieht «ich die Erfindung auf ein Verfahren siiir Herstellung eines Behälters, bei dessen Durchführung eine poröse Masse, welche die Poria des Behälters besitzt, als Bsiuform verwendet wird.

Bisher war es frei der Herstellung ein elastomer es ßewebe-enthaltender Behälter allgemein üblich, biegiaarae oder steife Formen zu verwenden, die nach fertigstellung des Behälters entfernt werden müssen.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung einen verbesserten Behälters mit einer inneren Verstärkung sowie die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines derartigen Behälters, wobei bei der Durchführung des Verfahrens die Bauform ein Integraler !Teil des Behälters wird.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher er» läutert.

figur 1 zeigt in perspektivischer Ansicht einen fertigen Behälter, -von dem ein Teil weggeschnitten worden ist.

Figur 2 gibt einen Querschnitt durch den Behälter längs der Linie 2-2 gemäss Pigur 1 wieder.

Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung wird eine poröse Masse gebildet, welche die Form des gewünschten Behälters auf» weist. Anschliessend wird diese poröse Masse mit einem Dichtungsüberzug bedeckt, um die Oberflächenöffnungen der porösen Masse zu versohliessen. Dann wird ein geeigneter Überzug aus dem Über-

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zugsmaterial auf die poröse Masse zum Au:£bau eines Behälters, welcher die gewünschte Wanddicke besitzt., aufgebrachte Gegebenenfalls können entsprechende Fittings, beispielsweise Eintrittsfittings, auf die poröse Hasse aufgebracht und in den Behälter als integraler Teil desselben eingebaut v/erden.

In der Figur 1 kennzeichnet die Bezugszahl 3 den Behälter im allgemeinen, der in diesem Falle eine rechteckige Form besitzt» Der Behälter kann jedooh auch jede ander» Form aufweisen. Die Bezugszahl 4 kennzeichnet das poröse Material, das geznäss einer bevorzugten Ausführungsform in Form des Behälters ausgebildet wird, und zwar durch Giessen eines geeigneten schäumbaren Materials in eine Form mit der gewünschten Form und Schäumen des Materials unter Bildung eines gehärteten Schaummaterials, das die Form des gewünschten Behälters besitzt. Falls als schäumbares Material ein schäumbares Polyurethan~Reaktionsmaterial verwendet wird, ist es manohmal zweckmässig, nach dem Schäumen und der Reaktion des schäumbaren Materials zur Erzielung eines gehärteten Schaums den Schaum zu vernetzen, und zwar beispielsweise durch Behandlung nach einer Methode, wie sie in der US-Patentschrift 3 I71 820 beschrieben wird.

Nachdem die poröse Masse in die Form des Behälters gebracht worden ist, wird sie mit einer Reaktionsmischung behandelt, die auf die Oberfläche der porösen Masse in einem dicken, spinnwebenar-= tigen Zustand aufgebracht worden ist, wobei die spinnwebenartige Masse an der porösen Masse anhaftet und deren Öffnungen an der Oberfläche blockiert, ohne jedoch dis Öffnungen unterhalb der Oberfläche der Masse zu verschlossen. Dann wird vorzugsweise ein geeignetes hautbildendes Material auf den spinnwebenartigen oder verschlieseenden Überzug 5 aufgebracht.

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Der Hautüberzug kann je nach dem Verwendung shocks welchem fier Bellälter zugeführt werden soll, variieren. Ia denjenigen Fällen, in welchen der Behälter als Treibstofi'tank, beispielsweise für ein Flugzeug, verwendet werden soll, kann es Eweckmässig sein_p eine innere Auskleidung 6 und anschliessend eine Barriereßchieht 7 sowie ein festes Gewebe 8, dem eine abdichtende Schicht 9 folgt, wenn der Treibstofftank schussicher sein soll, vorzusehen. Anschliessend an die abdichtende Schicht 9 folgt ein weiterer Gewebeüberzug 10, dem eich dann ein äusserer Überzug 11 an= schliesst. Es ist darauf hinzuweisen, dass diese Schichten variiert werden können, um den jeweiligen Behältern die gewünscht ten Eigenschaftem zu verleihen.

Soll der Behälter als Treibstofftank für ein Flugzeug verwendet werden, dann kann die innere Schicht 6 ein durch Aufsprühen aufgebrachtes Polyiirethanmaterial oder ein übliches elastomeres Material sein,, beispielsweise ein in entsprechender Weise kompoun~ dierter synthetischer oder natürlicher Kautschuk, s.B. ein Butadien/Acrylnitril-Kautschuk. In ähnlicher V/eise kann der Barriereüberzug ein Polyamid des Nylontyps oder ein Polyvinylidenchlorid= material sein. I!s kommen auch andere Earrierematerialien in Frage, und zwar je nach der Art des Treibstoffs oder der Flüssigkeit, mit welchem bzw. mit welcher der Behälter gefüllt wird. Normalerweise besteht der Gewebeüberzug aus einer gewirkten oder gewebten Ware, v/obei eine derartige Ware aus jedem der üblichen Materialien hergestellt worden sein kenn, beispielsweise aus einem cellulosehaltigen Material, einem Polyester» einem Polyamid oder sogar aus Glas-= oder Metallfasern.

Bei dem Abdiehinngsüberzug 9 handelt es sich vorzugsweise um einen der Überzüge, wie sie normalerweise isur Herstellung von schussicheren selbstabdichtenden Treibstofftanks verwendet wer-

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den. Beispiele weise kommt ein Ifaturkautsohuk in Frage, der mit einer kleinen Menge eines Härtungsmittels kompoundiert ist;, wo·=* bei das HärtuE-gsmittel dazu ausreicht, ein Produkt zu ergeben, das in hohem Eaße quellbar ist, das sioh jedoch in Kontakt mit dem Treibstoff nicht auflöst oder zersetzt«, Gewöhnlich schliesst sioh eine Schicht aus Naturkautschuk mit einem Gewebe, beispielsweise einem Reifencordgewebe, an, das einen Kalanderüberzug aus kompounäiertem Naturkautschuk enthält. Diese Schichten können solange aufeinanderfolgen, bis eine Abdichtungsschicht mit einer Dichte von ungefähr 500 -» 2000 u (20 - 80 mils) erhalten worden ist, wobei die Dicke der Abdichtungsschicht eine Funktion des jeweiligen Projektils ist, d.h.,. dass sich die Dicke beispielsweise danach richtet, ob ein Schutz gegen Kugeln mit einem Kaliber von 30 oder 50 erzielt werden solle

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken.

Die Teil« und Prozentangaben beziehen sich, sofern nicht anders angegeben, auf das Gewicht.

Beispiel 1 TTWTT^f ""'^ ' * Γ "—'Ti'*"BIT" * £>

In einen geeigneten Reaktor werden 100 Teile eines Polyesters gegeben,, der durch Kondensation von 1,4-Butandiol mit Adipinsäure hergestellt worden ist. Dieser Polyester besitzt eine Hydroxylzahl von ungefähr 100, eine Säurezahl von ungefähr 0,5 und ein Molekulargewicht von ungefähr 1000. Der Polyester wird but-Verflüssigung auf 90⁰C erhitzt. Der verflüssigte Polyester wird 1 Stunde lang bei 90⁰C sowie unter einem verminderten Druck von ungefähr 5 - 10 mm Hg absolut gerührt. Der Druck wird an* sohliessend auf Atmosphärendruck eingestellt. Zu 5t43 Teilen

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1p4-Butandiol_P aus dem Wasaer durch Abdestillieren von 10 Ge= wichts-# des Diols entfernt worden :lst, werden O₀95 Teil© 4,4'~ Diaminodiphenylsulfon gegeben_eDaa 4»4⁹-Diaminodiphenylsulfon wird in dem 1,4~Butandiol bei ungefähr 5O⁰C gelöst, worauf die erhaltene Lösung dem verflüssigten Polyester zugesetzt wird. Die Mischung wird 5 Minuten lang gerührt, bis die Temperatur der Mischung 80⁰C erreicht hat. Zu diesem Zeitpunkt werden 39*7 Teile 4,4^I-Diphenylmethandiisocyanat der gerührten Mischung züge» setzt. Die Mischung wird weitere 2 Minuten lang gerührt und schnell in eine Dose gegossen, worauf die Dose zur Aufrechterhaltung einer inerten Atmosphäre bedeckt wird. Die Dose ist zu« vor durch Erhitzen auf 110⁰C vorgetrocknet worden. Die Mischung in der Dose wird duroh Einstellen der Dose in einen heissen Luftofen, der auf einer Temperatur von 140⁰C gehalten wird, während einer Zeitspanne von 3 1/2 Stunden gehärtet.

Das gehärtete Material (100 Teile) wird zu kleinen Teilchen serbrochen und 20 Teilen Tetrahydrofuran mit einer Temperatur von ungefähr 70⁰C zugesetzt. Alle Teilohen lösen sich in dem Tetra» hydrofuran. D:le erhaltene viskose Lösung wird anschliessend zur Aufbringung des spinnwebenartigen Materials auf den Schaum verwendet.

Ein Schaum mit der Form eines Treibstofftanks, beispielsweise mit der in Figur 1 gezeigten Form, wird dadurch gebildet, dass eine schaumbad Folyurethan»Heaktionsmischung in die Form gegossen und schäumen und härten gelassen wird. Die schäumbare Folyurethan-Reaktionsmischung kann Jede Mischung sein, die einen biegsamen bis steifen Schaum ergibt, wobei der Schaum Vorzugs» weise im wesentlichen offenzellig sein sollte. Handelt es sich um einen.Schaum mit geschlossenen Zellen, dann kann dieser zur Herstellung ei.nes offenzelligen Schaums zerstoesen werden. Ge-

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wohnlich "besteht die schäumbare Heaktionsmiachung auo einer Mischung aus einem organischen Polyisocyanat (mehr als 1 Mol), einem reaktionsfähigen Wasserstoff enthaltenden Material (1 NoI), wie beispielsweise einem Polyesterpolyol, einem Blähmittel, wie beispielsweise Wasser, und einer niedrig-siedenden flüssig» keit, beispielsweise einem Fluorkohlenwasserstoff, und einem Katalysator.

Der Sohaum wird zu seiner Vernetzung in der Weise behandelt, dass er in eine geeignete Form überführt wird, worauf seine Hohl» räume mit einer entsprechenden Mischung aus Sauerstoff und Naturgas gefüllt werden. Anschliessend wird eine Funkenentladung durchgeführt, 13m die Mischung aus Sauerstoff und Naturgas zu entzünden oder explodieren zu lassen. Dieser vernetzte Schaum wird anschliesßend als Bauform zur Herstellung eines !Dreibstoffbehälters verwendet.

Zunächst wird ein spinnwebenartiger Überzug auf der ausseren Oberfläche des vernetzten Schaumes aufgebracht, und zwar durch Aufbringen einer 20 sCigen Tetrahydroiuranlösung des löslichen Polyurethans auf den Übersug mittiile einer DeVilbis-Spritzpisto-Ie mit einer N:c. 30-Düse unter einem Druck von 3,5 ° 4,2 kg/cm (50 ~ 60 psi). Durch diese Aufbringungsaiethoös wird das Poly« urethan im wesentlichen als Faden aufgebracht. Das spinnwebenartige Material wird in Form von Radeln aufgeschichtet, wobei diese Nadeln nach wenigen Sekunden auseinanrlerfliessen und in wirksamer Weise die Poren des vernetzten Schaumes blockieren und verschliessen. Dann wird über diesen splimv/ebenartigen Überzug durch Sprühen <3in Oberzug aus einem flüsaigen Polyurethan aufgebracht, beispielsweise aus einem Polyurethan, das aus folgenden Komponenten hergestellt wird:

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	Komponente 1	Bestandteile
Teile		Vorpolymeres
65		Cellosolveacetat
18.5		Methylethylketon
18,5		Celluloseaoetatbutyrat
0.4		Lampenruß
1,0
	Komponente 2	Bestandteile
Teile		Methy len~bi s«orthochlo Methvläthv!keton
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Das in der Formulierung der Komponente Nr. 1 verwendete Vorpolymere ist ein Reaktionsprodukt aus 2 Mol Tolylendiisocyanat mit ungefähr 1 Mol eines Polyesters, der durch Kondensation eines Überschusses an Äthylenglykol mit Adipinsäure hergestellt vrorden 1st.

Die Komponente 1 wird dann mit der Komponente 2 vereinigt.

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Barriereüberzug aus einem alkohollöslichen Nylon auf dem Poly·=- urethanüberzug aufgebracht. Ein weiterer Polyurethanübersug wird auf den Barriereüberzug aufgebracht» worauf sich die Aufbringung eines Nylongewebes anschliesst. Das Nylongewebe wird mit einem Polyurethanüberzug bedeckt. Die erhaltene Struktur wird bei Zimmertemperatur (ungefähr 24°C) härten gelassen. Dabei wird ein Treibstofftank erhalten, der sich in !flugzeugen oder Automobilen verwenden lässt. Der vernetzte Schaum, welcher die Bauform bildet, ist dabei ein integraler Teil des Treibstofftanks geworden.

Beispiel 2

Es wird ein Treibstofftank mit der in Figur 1 gezeigten Form nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise hergestellt, mit der Ausnahme, dass vor der Aufbringung des letzten Gewebe-Überzugs und des äusseren Polyurethanüberaugs eine Abdichtungsschicht aufgebracht wird. Diese Abdichtungsschicht wird in der Weise aufgebracht, dass eine Folie aus einem natürlichen Kaut«= schule, der mit 1-3 Steilen Schwefel und 5 !Peilen Magnesiumoxyd zusammen mit einer kleinen Menge Mercaptofrensothiasol pro 100 Teile des Naturkautschuks kompoundiert worden ist_e ausgebreitet und befestigt wird. Diese Haturkautechukfolie haftet an äem vorausgehenden Polyurethanüberzug mittels eines Überzuges aus Klebegummi an. Dieser Klebegummi besteht »Ass Polychloropren und einem organischen Polyisocyanate wie beispielsweise Methylendi-(phenylisöcyanatjo Über dieser Naturkautsehukfolie wird eine kalandrierte Folie aus Eeif engewebe * das in dem Kalander mit Natiarkautschuk_r welcher gemäss dem vorstehenden Ansatz für die Kautschukfolie korapoundiert worden ist, beschichtet worden ist_p aufgebracht. Um ein ausreichendes Haftvermögen zwischen dem

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kalanöriarten Gewebe lind der Hati*rkaiit3chukfolie su erzielen, wird die Uaturteautsehukfolie mit einem aliphatischen Lösungsmittel bsnetst, das eine geringe Menge eines aromatischen Lösungs= mittels enthält. Dieser Überzug mit dieser Ib"sungsniittelmischung versetzt den Haturkautsch.uk in die Lage, dass er in atisreichendem Maße klebrig ißt, um die Pol ie und das Gewebe zusammenzuhalten „ Gegebenenfalls können die Naturkautsohukfolic und das kalandrlerte Gewebe in aufeinanderfolgenden ScMchten aufgebaut sein, um zu der gewünschten Dicke zu gelangen;, die vorzugsweise ungefähr 750 - 2000 u (30 - 80 mils) beträgt, und zwar je nach dem Pro« jektiltyp, gegen den ein Schutz erreicht werden soll, sowie je nach den Betriebsbedingungen, unter welchen der Treibstofftank verwendet wird. Gegebenenfalls kann für einige Anwendungen zwecke eine Polyurethansohaumfolie anschliessend an die Abdich« timgssehicht aufgebracht werden, um einen zusätzlichen Schutz sov/i® eine zusätzliche Sicherheit gegenüber einem Treibstoffverlust zu schaffen, i/enn ein derartiger Txeibstofftank mit Gewehren oder automatischen Feuerwaffen beschossen wird und die dabei verwendeten Projektile explosiv sind und feuerauslösend wirkenc, Befindet sich eine Polyurethansohaumschicht auf der Aussenseite der Abdichtungsschicht, dann sollte der Schaum ein solcher sein, ler durch Verreiben eines Schaumes mit geschlossenen Zellen hergestellt worden ist, da ein derartiger Schaum die Neigung des ^raibetoffs vermindert, aus dem Tank zu entweichen und sich zu entzünden.

Gemäss einer faderen Ausführungsform der Erfindung ist es besonders günstig, Behälter herzustellen, die Einlassfittings des Typs besitzen, wie sie durch die Besugszahl 12 bezeichnet werden, wobei diese Fittings bereits in den Behälter eingebaut sind. Gemäas dieser A^sführungsform werden die Einlassfittings aus einem geeigneten polymeren Material hergestellt, bei spiels-=

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weise aus einen gegossenen Polyurethan, und.an dem vernetzten Schaum unter Verwendung eines geeigneten Polanarsthanklebemittels befestigt, wobei als Klebemittel bsispielsvraise eine Reaktionsmischung aus einem Polyesterpolyol oder einem Polyätherpolyol mit Soluoldiisocyanat und einer· Menge an Diaminen des langsamen Typs, die dazu ausreicht, im wesentlic&en das freie Isocyanat zu neutralisieren, in Präge kommt» Mit derartigen Polyurethan-Einlassfittings oder entsprechenden Metallflttings, die sich auf dem vernetzten Schaum befinden und mit diesem verklebt sind, ist es möglich, den vernetzten Schaum mit dem spinnwebenartigen Ab» diohtungsüberzug abzudichten. Ist der Abdiehtragsüberzug aufgebracht, dann können weitere Überzüge aufgebracht werden, um den Behälter auf die gewünschte Dicke au bringen und ihn für seinen jeweiligen Verwendungszweck geeignet zu machen. Dabei verfährt man in der in Beispiel 1 oder 2 beschriebenen Welse. Eine besonders günstige Wirkung dieeer Konstruktionsmethode eines Behälters besteht darin, dass ein Behälter erhalten wird_fi der Einlassfittings besitzt, die innen mit dem vernetzten Schaum verbunden sind. Auf diese Weise v/ird die Spannung auf den Seiten des Behälters und die Neigung der Zu trittsfit tings, aus den Be= hälterseiten aussureissen, herabgesetzt,,

Andere Schäume und Polyurethane können verwendet werden, beispielsweise die Polykohlenv/asserstoffsoMume, wie beispielsweise Polystyrol, Polybutadien, Polyisopren, Polyäthyi©n₀ Polypropylen sowie die Copolymeren oder Mischungen, dieser Yerbi»=» düngen. Ferner temazi jedes der üblichen sohMwnbaren Materialien eingesetzt werden, beispielsweise Polyvinylchlorid, Polyät&©r oder Polyester, sofern die in dem Behälter- aufzubewahrende sigkeit nicht in nachteiliger Weise d©si 8%hmm beeinflusst,

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Claims

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Patentansprüche

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1_O Behälter, dadurch gekennzeichnet, dass er in seinem Aufbau eine vernetzte Masse aufweist, wobei diese vernetzte Masse integral mit dan Seiten des Behälters verbunden ist und dazu dient, eine Seite des Behälters mit der anderen Seite au verbinden.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Fittings für Zutrittsöffnungen in dem Behälter in Kontakt mit der vernetzten Masse stehen und integral in der Seite des Behälters ausgebildet sind.

3. Verfahren zur Herstellung eines Behälters gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

1. eine poröse Masse gebildet wird, welche die Form des gewünschten Behälters besitzt,

2. die Oborflächenöffnungen der porösen Masse abgedichtet wer·= den und

3· ein Überzug aus einem Behältermaterial über der abgedichteten porösen Masse zur Bildung der Seiten des Behälters aufgebracht wird, tvodurch ein Behälter erhalten wird_r dessen Seiten durch die poröse Masse verfestigt sind.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Seiten des Behälters eine Trägerschicht enthalten.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Seiten des Behälters eine Abdichirongssohicht für einen !Treibstoff enthalten.

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6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtung der Oberflächenöffnungen dadurch erzielt wird, dass der Abdichtungsüberzug als Spinnengewebe aufgebracht wird, das sich im wesentlichen in willkürlicher Weise akkumuliert.

7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Treibstoffabdichtungssohioht aus einen Tuch und einem EIa= β tomer en, das in einem Treibstoff quellbar ist« vor der Auf» bringung des Aussenttberzugs aufgebracht wird.

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