DE2103331A1

DE2103331A1 - Moulding abrasion resistant articles

Info

Publication number: DE2103331A1
Application number: DE19712103331
Authority: DE
Inventors: Robert Edward Lebanon; Marino John Anthony Palmyra Pa. Schreter (V.St.A.). P B29d 9-08
Original assignee: Hauck Manufacturing Inc
Current assignee: Hauck Manufacturing Inc
Priority date: 1971-01-25
Filing date: 1971-01-25
Publication date: 1972-08-10

Abstract

Moulding abrasion resistant articles The article is made by applying a first elastomeric layer to a release coated mould, curing the layer to a tack free state, applying a second elastomeric layer, deposited fibres on the second layer whilst it is still liquid and working the fibres into the layer so that some project from the surface of the layer, applying at least one internal resin layer to the article and finally curing the composite thus formed such an article has an abrasion resistant surface of exactly the desired dimensions and does not involve an after moulding coating process. The internal resin layer or layers may include reinforcements the elastomer is pref. polyurethane and the resin is pref. a polyester.

Description

Verfahren zum Formen eines Verbundkörpers und danach hergestellter Verbundkörper Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Formen eines Verbundkörpers mit einer elastomeren Oberflächenschicht, die zu bestimmten Abmessungen und Umrissen geformt wird> und einer mechanische Festigkeit sichernden Kunstharz-Hinterlegungsschicht sowie auf danach hergestellte Verbundkörper. A method of molding a composite body and manufactured thereafter Composite Body The invention relates to a method of molding a composite body with an elastomeric surface layer that has certain dimensions and contours > and a mechanical strength-ensuring synthetic resin backing layer as well as to composite bodies produced thereafter.

Verstärkte Kunststoffe haben allgemein schlechte Abriebfestigkeitseigenschaften die ihren Einsatz in Anwendungsfällen begrenzen, in denen ein erheblicher Abrieb durch aus der Luft stammende Teilchen oder infolge son Oberflächenreibung auftritt. Andererseits haben Elastomere ausgezeichnete Abriebfestigkeit, besitzen jedoch nicht die Steifheit oder Festigkeit, die man mit verstärkten Kunststoffen eihalten kann. Daher weisen Verbundkörper mit einer elastomeren Oberflächenschicht und einer verstärkten Kunstharz-Hinterlegungsschicht eine Kombination von gewünschter Abriebfestigkeit und mechanischer Festigkeit auf. Reinforced plastics generally have poor abrasion resistance properties which limit their use in applications where there is significant abrasion by airborne particles or as a result of surface friction. On the other hand, elastomers have excellent abrasion resistance, but they do not the stiffness or strength that one reinforced with Plastics can hold. Therefore, composite bodies have an elastomeric surface layer and a reinforced synthetic resin backing layer, a combination of desired ones Abrasion resistance and mechanical strength.

Elastomere wurden auf die Oberfläche bereits geformter verstärkter Kunstharzoberflächen mit genügenden Verbindungsergebnissen nach ausgedehnter Vorbereitung der Kunststoffoberfläche aufgebracht, doch die Abmessungen des Formkörpers ändern sich durch die Zufügung einer Elastomerschicht. Während sich dieses Verfahren anwenden läßt, um Körper herzustellen, die keine genauen Oberflächenabmessungen aufweisen, ist, falls die Genauigkeit der Abmessungen wesentlich ist, üblicherweise ein teurer und zeitaufwendiger zweiter Endbearbeitungsvorgang erforderlich, um bei der Elastomerüberzugsschicht die gewünschten Oberflächenabmessungen zu erhalten. Daher hat sich die Notwendigkeit für ein Verfahren ergeben, nach dem ein Verbundkörper mit einer Elastomeroberfläche mit genauen Abmessungen einer Formoberfläche herstellbar ist, um eine genau dimensionierte Körperoberfläche zu schaffen, ohne einen zweiten Endbearbeitungsgang zu erfordern. Elastomers were reinforced on the surface already molded Synthetic resin surfaces with sufficient bonding results after extensive preparation applied to the plastic surface, but change the dimensions of the molded body by adding an elastomer layer. While applying this procedure can be used to produce bodies that do not have precise surface dimensions, is usually an expensive one, if dimensional accuracy is essential and time-consuming second finishing operation is required for the elastomeric coating layer to get the desired surface dimensions. Hence the need has grown for a method according to which a composite body with an elastomer surface with exact dimensions of a mold surface can be produced to a precisely dimensioned Create body surface without requiring a second finishing pass.

Indessen verhinderten die Probleme einer ausreichenden Verbindung einer Kunstharz-Hinterlegungsschicht mit einem Elastomeroberflächenüberzug, wie z. B. Polyurethan, eine allgemeine kommerzielle Anwendung eines Formverfahrens zur Herstellung von Verbundkörpern mit einer Elastomeroberfläche und einer Kunstharz-Hinterlegungsschicht. Meanwhile, the problems prevented a sufficient connection a synthetic resin backing layer with an elastomer surface coating such as z. B. Polyurethane, a common commercial application of a molding process for Manufacture of composite bodies with an elastomer surface and a synthetic resin backing layer.

Allgemein lassen sich Elastomere chemisch als nichtpolare und y5lli gesättigte Stoffe klassifizieren. Kunstharz die eine stark polar chemische Struktur haben wie z. 13. polyesterharze, lassen sich schwierig direkt afl Elastomerschichten anhaftend machen, da die chemische Unähnlichkeit des Kunsthares und des Elastomers die Bildung von starken Grenzbindungen Irerhindert. Generally speaking, elastomers can be chemically classified as non-polar and y5lli classify saturated substances. Synthetic resin which is a strongly polar chemical Have structure such as 13. Polyester resins, difficult to apply directly to elastomer layers make adherent because of the chemical dissimilarity of the synthetic resin and the elastomer prevents the formation of strong border bonds.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Formen eines Verbundkörpers mit einer elastomeren Oberflächenschicht und einer mechanische Festigkeit sichernden Kunstharz-Hinterlegungsschicht zu entwickeln, bei dem die elastomere Oberflächenschicht ohne besondere Nacharbeit bestimmte Abmessungen erhält. The invention is therefore based on the object of providing a method for Forming a composite body with an elastomeric surface layer and a mechanical one To develop strength-securing synthetic resin backing layer in which the elastomeric surface layer is given certain dimensions without any special reworking.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Verfahrensschritte gelost a) Behandeln einer Formoberfläche mit einem Trennmittel; b) Anbringen eines ersten Elastomerüberzuges auf der behandelten Formoberfläche und Teilhärten des Elastomers bis zur Bildung einer klebfreien Oberfläche c) Anbringen eines zweiten Überzuges aus flüssigem Elastomer auf der klebfreien Oberfläche des ersten Uberzuges; d) Auflegen von Bindefasern auf den flüssigen, zweiten Elastomerdberzug; e) Anbringen einer dünnen Kunstharzschicht auf der freien Oberfläche der Faserschicht und, falls erforderlich, Walzen der freien Oberfläche des Körpers zwecks Austreibung eingeschlossener Luft; f) bei Bedarf Anbringen zusätzlichen Kunstharzes und Verstärkungsmaterials zur Erzeugung von Steifheit und Festigkeit des Verbundkörpers; und g) Aushärten des Verbundkörpers. According to the invention, this object is achieved by the following process steps solved a) Treating a mold surface with a release agent; b) Attaching a first elastomer coating on the treated mold surface and partial hardening of the Elastomer until a non-tacky surface is formed. C) Apply a second one Coating of liquid elastomer on the tack-free surface of the first coating; d) placing binding fibers on the liquid, second elastomer cover; e) Attach a thin layer of synthetic resin on the free surface of the fiber layer and, if necessary, rolling the free surface of the body for expulsion trapped air; f) if necessary, applying additional synthetic resin and reinforcement material to create rigidity and strength of the composite body; and g) curing of the composite body.

Vorzugsweise bringt man eine dünne Schicht von katalysiertem Harz auf die freie Oberfläche der zusammenhängenden Überzugsschicht aus Fasern, während der zweite Elastomerüberzug noch flüssig ist, und die freie Harzoberfläche wird zwecks Austreibung eingeschlossener Luft gewalzt. Der Walzvorgang schafft eine zusammengesetzte Schicht, die Bindefasern und miteinander gemischtes Elastomer und Harz enthält. Diese zusammengesetzte Schicht liegt zwischen dem zweiten Elastomerüberzug und der Kunstharzhinterlegungsschicht. Preferably a thin layer of catalyzed resin is applied on the free surface of the cohesive coating layer of fibers, while the second elastomer coating is still liquid and the free resin surface becomes rolled to expel trapped air. The rolling process creates a compound Layer containing binding fibers and elastomer and resin mixed together. This composite layer lies between the second elastomeric coating and the Resin backing layer.

Vorzugsweise wird der erste äußere Elastomerüberzug verstärkt, wenn er noch flüssig ist, indem man ein poröses Gewebe aus Verstärkungsmaterialg wie z. B. gewebtem Fasermaterial auf seine Oberfläche bringt. Dieses Verstärkungsgewebe verstärkt in erheblichem Maße die Reißfestigkeit und Zugfestigkeit der fertigen Elastomeroberfläche und steigert ganz enorm die Biegefestigkeit des fertigen Verbundkörpers0 Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls das Verfahrensprodukt, d. h. ein fester, abriebfester, geformter Verbundkörper mit einer Außenschicht von zu genauen Oberflächenabmessungen geformtem Elastomer aus einem ersten äußeren Überzug und einem zweiten Überzug, einer aus Bindefasern, die eine Faserschicht bilden, und einer gemischten Elastomer- und Kunstharzschicht zusammengesetzten Schicht sowie einer Kunstharz-Hinterlegungsschicht in Berührung mit der zusammengesetzten Schicht, wobei die Bindefasern in die Hinterlegungsschicht hineinreichen und die Hinterlegungsschicht mechanisch mit der zusammengesetzten Schicht verbinden und verankern. Preferably, the first outer elastomer coating is reinforced when it is still fluid by making a porous fabric made of reinforcing material, such as z. B. brings woven fiber material on its surface. This reinforcement fabric significantly increases the tear strength and tensile strength of the finished product Elastomer surface and enormously increases the flexural strength of the finished composite body0 The invention also relates to the process product, d. H. a solid abrasion-resistant, molded composite body with an outer layer of Elastomer molded to precise surface dimensions from a first outer coating and a second coating, one of binding fibers forming a fiber layer, and a composite layer composed of a mixed elastomer and synthetic resin layer as well a synthetic resin backing layer in contact with the composite layer, wherein the binder fibers extend into the backing layer and the backing layer mechanically connect and anchor to the composite layer.

Vorzugsweise ist der Elastomerüberzug aus Polyurethan, das Kunstharz ein Polyesterharz, und vorzugsweise sind die Bindefasern Glasfasern. The elastomer coating is preferably made of polyurethane, the synthetic resin a polyester resin, and preferably the binding fibers are glass fibers.

Vorzugsweise ordnet man ein poröses Gewebe von Verstärkungsmaterial in dem ersten äußeren Überzug an. Preferably one arranges a porous web of reinforcement material in the first outer coating.

Die Erfindung ermöglicht die Herstellung von steifen Verbundkörpern mit komplizierten Oberflächen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Körper lassen sich wirtschaftlich in einer großen Auswa hl von Formen und Abmessungen herstellen. Die Bindung zwischen der Elastomerschicht und der Kunstharzschicht ist stark genug, um sogar sehr erhebliche Biegekräfte auszuhalten. Weiter läßt sich die Elastomeroberflächenschicht verstärken, um die ReiB-festigkeit und die Zugfestigkeit der fertigen Elastomeroberfläche erheblich zu erhöhen. The invention enables the production of rigid composite bodies with complicated surfaces. Manufactured by the process of the invention Bodies can be made economical in a wide range of shapes and dimensions produce. The bond between the elastomer layer and the synthetic resin layer is strong enough to withstand even very significant bending forces. You can go further Reinforce the elastomer surface layer in order to increase the tensile strength and tear resistance to increase the finished elastomer surface considerably.

Die Erfindung besteht in der neuen Verfahrensschrittfolge, dem neuen Aufbau, den Anordnungent Kombinationen und Verbesserungen entsprechend der Beschreibung und Darstellung. Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert; darin zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht einer laminierten Einlaßschale für ein Zentrifugalluftgebläsegehäuse entsprechend der Erfindung; Fig. 2 einen Vertikalschnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1; und Fig. 3 einen vergrößerten Vertikalschnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 1. The invention consists in the new sequence of process steps, the new Construction, arrangements, combinations and improvements as described and representation. The invention is based on the in the drawing illustrated embodiment explained in more detail; 1 shows a side view a laminated inlet shell for a centrifugal air fan housing the invention; Fig. 2 is a vertical section along the line 2-2 in Fig. 1; and Fig. 3 shows an enlarged vertical section along the line 3-3 in FIG. 1.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Formoberfläche, die der Oberfläche des herzustellenden Körpers entsprichtt zunächst mit einem Formtrennmittel behandelt, das sich für das verwendete Elastomer eignet. Die Verwendung eines Formtrennmittels und die bei diesem Verfahren anschließend angewendeten Formteohniken ermöglichen kompliziert aufgebaute Körper in Formen mit komplizierten Oberflächeneinzelheiten. According to the method of the invention, the mold surface, the the surface of the body to be produced corresponds initially with a mold release agent that is suitable for the elastomer used. The use of a mold release agent and allow the subsequent molding techniques used in this process Complex bodies in shapes with complex surface details.

Erfindungsgemäß wird dann ein erster Elastomerüberzug auf die vorbehandelte Formoberfläche aufgebracht, und man läßt das Elastomer nur so weit härten, bis eine klebfreie Oberfläche entstanden ist. Die Aufbringung des ersten Elastomerüberzugs auf die behandelte Formoberfläche kann durch Streichen, Sprühen, Gießen oder andere bekannte Flüssigkeitsaufbringung sverfanren erfolgen. Es ist erwünscht, daß das Elastomer während seiner Aufbringung in flüssiger Form ist um eine vollständige Bedeckung der Formoberfläche zu sichern. Dieses Erfordernis kann bei einigen Elastomeren die Anwendung von Wärme nötig machen; andere, z. 3. Polyurethane, lassen sich bei Umgebungstemperatur aufbringen. According to the invention, a first elastomer coating is then applied to the pretreated Applied mold surface, and the elastomer is only allowed to cure until a non-sticky surface was created. The application of the first elastomer coating The treated mold surface can be painted, sprayed, poured or otherwise known liquid application sverfanren take place. It is desirable that the elastomer is in liquid form during its application to ensure complete Secure coverage of the mold surface. This requirement can be met with some elastomers require the application of heat; others, e.g. 3. Polyurethanes, can be used at Apply ambient temperature.

Nachdem das Elastomer unter gleichmäßiger Bedeckung der Formoberfläche aufgebracht ist, läßt man es härten, bis die Außenseite des Überzuges klebfrei ist. Wenn der erste Elastomerüberzug zu lauge gehärtet wird, verbindet er sich nicht fest mit dem zweiten Elastomerüberzug. Wenn der erste Uberzug nicht genügend gehärtet wird, kann das anschließend aufgebrachte Kunstharz durch die Oberfläche des fertigen Körpers durchdringen und die Abriebfestigkeit des fertigen Körpers senken. Der gewünschte Härtungsgrad läßt sich bestimmen> indem man das Verschwinden der Oberflächenhafteigenschaften am Elastomerüberzug prüft. Sobald die Oberfläche klebfrei ist, unterbricht man das Härten. After the elastomer, evenly covering the mold surface is applied, it is allowed to cure until the outside of the coating is tack-free. If the first elastomer coating is cured too caustic, it will not bond firmly to the second elastomer coating. If the first coat has not cured enough is, the subsequently applied resin can through the surface of the finished Penetrating the body and reducing the abrasion resistance of the finished body. The one you want The degree of hardening can be determined> by looking at the disappearance of the surface adhesive properties checked on the elastomer cover. As soon as the surface is tack-free, this is interrupted Hardening.

Im allgemeinen ermöglicht die Anwendung von Wärme ein schnelleres Härten des ersten Überzugs als ein Arbeiten bei Raumtemperatur. Anschließend wird unter Anwendung bekannter Flüssigkeitsaufbringungsverfahren, wie sie schon erwähnt wurden, auf die halbgehärtete, klebfreie Oberfläche des ersten Elastomerüberzugs ein dünner flüssiger Elastomerüberzug aufgebracht. In general, the application of heat enables a faster one Cure the first coat as working at room temperature. Then will using known liquid application methods as mentioned earlier onto the semi-cured, non-tacky surface of the first elastomeric coating a thin liquid elastomer coating is applied.

Zur Verwendung beim erfindungsgemäßen Verfahren geeignete Elastomere umfassen Polyurethane, Butadien-Styrolle, Polybutadient Äthylen-Propylen-Copolymere und viele andere Formen von Gummi. Es ist erwünscht, daß das Elastomervorpolymer eine geringe Viskosität bei oder etwas über Raumtemperatur hat, so daß es sich offen in eine offene Form gießen läßt. Suitable elastomers for use in the method of the invention include polyurethanes, butadiene-styrene, polybutadiene-ethylene-propylene copolymers and many other forms of rubber. It is desirable that the elastomer prepolymer has a low viscosity at or slightly above room temperature, making it open can be poured into an open mold.

Erfindungsgemäß werden dann Binde fasern auf den zweiten flüssigen Elastomerüberzug aufgelegt0 Die Menge und Länge der Fasern werden so gewählt, daß sie ausreichend zur Schaffung eines im wesentlichen zusammenhängenden Faserüberzugs sind und noch ein Vorragen der Fasern in die benachbarten Überzugs schichten ermöglichen. Fasern von etwa 127 bis 381 mm oder mehr Länge erfüllen die erforderlichen Funktionen, wobei Durchschnittsfaserlängen von etwa 25,4 mm bevorzugt werden0 Vorzugsweise wählt man die Bindefasern aus dem gleichen Material, das man zur Verstärkung des Kunstharzes verwendet. So sind, wenn Glasfasern als Verstärkungsmaterial für das Kunstharz verwendet werden die Bindefasern vorzugsweise aus zerkleinerten Glasfasern. Bei der Auswahl eines Aufbaumaterials für die Bindefasern sind die Festigkeitseigenschaften der Faser und ihre Eignung zur Bildung starker Bindungen sowohl mit dem Elastomer als auch mit dem Kunstharz-Hinterlegungsmaterial wesentliche Kriterien. Eine Auswahl von künstlichen und natürlichen Fasern und metallischen Litzen läßt sich bei verschiedenen Kunstharz-Hinterlegungsschichten verwenden, darunter Glas, Baumwolle, Hanf> Polyamide, Kunstseide und eine Auswahl von Metalldraht. According to the invention then binding fibers are on the second liquid Elastomer coating applied0 The amount and length of the fibers are chosen so that they are sufficient to provide a substantially coherent fiber coating and still allow the fibers to protrude into the adjacent coating layers. Fibers of about 127 to 381 mm or more in length perform the required functions, with average fiber lengths of about 25.4 mm being preferred the binding fibers are made from the same material that is used to reinforce the synthetic resin used. So are when glass fibers are used as a reinforcing material for the synthetic resin the binding fibers are preferably made from shredded glass fibers. In selecting of a building material for the binding fibers are the strength properties of Fiber and its ability to form strong bonds with both the elastomer and the essential criteria also with the synthetic resin backing material. A selection of artificial and natural fibers and metallic strands can be found in different Use synthetic resin backing layers including glass, cotton, hemp> polyamides, Rayon and a selection of metal wire.

Nach dem Auflegen der zerteilten Fasern auf den dann nen zweiten Elastomerüberzug kann man die zerkleinerten Fasern walzen, um eingeschlossene Luft auszutreiben und einen im wesentlichen zusammenhängenden Faserüberzug nahe der Oberfläche des zweiten Elastomerüberzugs zu bilden. After laying the divided fibers on the second one Elastomer coating can be crushed Fibers roll around trapped Expelling air and near a substantially coherent fiber coating to form the surface of the second elastomeric coating.

Das Walzen kann entweder vor der Anbringung eines Kunstharzüberzugs oder nach der Anbringung eines Kunstharzüberzugs auf den Fasern vorgenommen werden.Rolling can be done either before applying a synthetic resin coating or after applying a synthetic resin coating to the fibers.

Mindestens ein Überzug aus Kunstharz-Hinterlegungswerkstoff wird auf die freie Oberfläche der Bindefasern aufgebrachtt vorzugsweise bevor der zweite Elastomerüberzug erstarrt. Die Kunstharz-Hinterlegungsschicht wird auf das Elastomer vorteilhaft in dünnen Überzügen aus Kunstharz und Kunstharz + Verstärkungsmaterial aufgebrachtt und der erste Überzug enthält möglichst kein Verstärkungsmaterial. Ein Walzen des ersten und der folgenden Harzüberzüge mit Oberflächenwalzen hilft, die eingeschlossene Luft auszutreiben. At least one coating of synthetic resin backing material is used applied to the free surface of the binding fibers preferably before the second Elastomer coating solidifies. The synthetic resin backing layer is applied to the elastomer advantageous in thin coatings made of synthetic resin and synthetic resin + reinforcement material applied and the first coating contains as little reinforcing material as possible. Rolling the first and subsequent resin coatings with surface rollers helps to expel the trapped air.

Ein Oberflächenwalzen der Faserschicht und der Kunstharzüberzüge, während sowohl die zweite Elastomerschicht als auch die Kunstharzschicht flüssig sind> bildet eine zusammengesetzte Zone, die die im wesentlichen zusammenhängende Faserschicht zusammen mit einer Elastomer- und Kunstharzmischung auf beiden Seiten der Faserschicht umfaßt0 Geeignete Kunstharze zur Verwendung als Hint erlegungsschicht schaffen Festigkeit und Steife für den Verbundkörper. Typische Kunstharze, die sich hierzu verwenden lassen, umfassen Polyester-, Epoxyd, Polyamids, Phenol- und Polystyrolharze. A surface rolling of the fiber layer and the synthetic resin coatings, while both the second elastomer layer and the synthetic resin layer are liquid are> forms a composite zone that is essentially contiguous Fiber layer together with an elastomer and synthetic resin mixture on both sides the fiber layer comprises suitable synthetic resins for use as a backing layer create strength and stiffness for the composite. Typical synthetic resins that are Can be used for this purpose include polyester, epoxy, polyamide, phenolic and polystyrene resins.

Die der Hinterlegungsschicht zugesetzten Verstärkungsmaterialien wählt man vorzugsweise unter den weiter oben zur Verwendung als Binde fasern beschriebenen Materialien aus. The reinforcement materials added to the backing layer one preferably chooses from those described above for use as binding fibers Materials from.

Der Verbundkörper wird anschließend unter Anwendung bekannter Aushärtetechniken ausgehärtet, um die physikalischen Eigenschaften des Verbundkörpers zu verbessern. Einige Kunstharze geben während des Aushärtens bemerkenswerte Wärmemengen ab. Daher kann es erwünscht sein, einen dünnen Kunstharzüberzug aufzubringen und den dünnen Überzug aushärten, um eine Überhitzung und ein Verschmoren des Körpers zu vermeiden4 Der Aushärteschritt läßt sich bei erhöhten Temperaturen oder bei einigen exothermen Kunstharz zen durch einfaches Halten des Körpers bei Raumtemperatur für ausgedehnte Zeit durchführen. The composite is then hardened using known curing techniques cured to improve the physical properties of the composite. Some synthetic resins give off significant amounts of heat as they cure. Therefore it may be desirable to apply a thin synthetic resin coating and the thin Cure the coating to avoid overheating and scorching the body 4 The curing step can be exothermic at elevated temperatures or at some Resin zen by simply keeping the body at room temperature for extended Perform time.

Gewöhnlich wird der Körper für eine gewisse Zeit in der Form gehärtet dann entformt und weiter bis zum Endaushärtungszustand gehärtet. Jedenfalls wird das erforderliche Aushärten und Nachhärten vollendet, und die Bindefasern ergeben eine mechanische Verknüpfung zwischen dem Elastomer und dem verstärkten Kunstharz. Usually the body is hardened in the mold for a period of time then demolded and further hardened to the final hardening state. Anyway it will the required curing and post-curing are completed and the binding fibers result a mechanical link between the elastomer and the reinforced synthetic resin.

Nach dem Entformen zeigt der Körper eine Wiedergabe der ursprünglichen Formoberfläche an seiner Elastomeroberfläche, ohne daß eine weitere Endbearbeitung erforderlich ist. Zusätzlich zeigt der Verbundkörper die Gesamtsteifheit und -festigkeit des verstärkten Kunststoffmaterials. After demolding, the body shows a reproduction of the original Mold surface on its elastomer surface without any further finishing is required. In addition, the composite exhibits overall stiffness and strength the reinforced plastic material.

Ein Ausführungabeispiel des Verbundkörpers gemäß der Erfindung ist in den Fig. 1 bis 3 dargestellt. Das dargestellte Ausführungsbeispiel ist die Einlaßhälfte des Gehäuses eines Zentrifugalluftgebläses, das einen Abrieb durch von der Luft zugeführte Teilchen, die die Innenseite des Gehäuses berühren, aushalten muß. Die Gehäuseschale hat eine komplizierte Gestalt und wird zu den genauen Innenabmessungen geformt, um geeignete Strömungskanäle innerhalb des Gebläses zu ergeben. An embodiment example of the composite body according to the invention is shown in Figs. The depicted Embodiment is the inlet half of the housing of a centrifugal air blower that has an abrasion due to airborne particles that touch the inside of the housing, must endure. The shell has a complicated shape and becomes the exact one Internal dimensions shaped to accommodate suitable flow channels within the fan result.

Wie man am besten in den Fig. 2 und 3 sieht, umfaßt die allgemein mit 10 bezeichnete Einlaßgehäuseschale eine äußere Elastomerschicht, die unter Schaffung genauer Oberflächenabmessungen geformt ist und aus einem ersten Überzug 12 und einem zweiten, haftend mit dem ersten Überzug verbundenen Überzug 14 besteht. Eine poröse Gewebelage 16 ist an der Grenzfläche der beiden Ueberzüge angeordnet. As best seen in Figures 2 and 3, this encompasses general with 10 designated inlet housing shell an outer elastomer layer, which under creation is formed more precisely surface dimensions and of a first coating 12 and a second coating 14 adhesively bonded to the first coating. A porous one Fabric layer 16 is arranged at the interface of the two coatings.

Dieses Fasergewebe läßt sich geeignet auf dem ersten Überzug 12 anbringen wenn dieser Überzug noch feucht ist.This fiber fabric can be applied to the first cover 12 in a suitable manner when this coating is still damp.

Die Oberflächenspannung neigt dazu> die Gewebelage 16 auf dem flüssigen ersten Überzug schwimmen zu lassen. Vorzugsweise verwendet man Glasfasergewebe, das die Zerreißfestigkeit der Elastomeroberflächenschicht verbessert und überraschenderweise die BiegefeFigkeit des gesamten Verbundkörpers um bis zu 25 % erhöht.The surface tension tends to> the fabric layer 16 on the liquid float first coat. Glass fiber fabric is preferably used, which improves the tensile strength of the elastomer surface layer and surprisingly the flexural strength of the entire composite body is increased by up to 25%.

Eine Konglomeratschicht 18S die einen im wesentlichen zusammenhängenden Überzug aus Bindefasern 19 und eine Mischschicht aus Elastomer und Kunstharz umfaßte ist auf den zweiten Überzug auflaminiert. Diese Konglomeratschicht läßt sich erzeugenS indem man Bindefasern 19 und flüssiges Kunstharz auf den zweiten Elastomerüberzug 14 aufbringt, während der zweite Überzug und das Kunstharz flüssig sind, und die freie Oberfläche des Kunstharzes walzt. A conglomerate layer 18S the one substantially contiguous Coating of binding fibers 19 and a mixed layer of elastomer and synthetic resin comprised is laminated to the second coating. This conglomerate layer can be produced p by placing binding fibers 19 and liquid synthetic resin on the second elastomer coating 14 applies while the second coating and the resin are liquid, and the free surface of the synthetic resin rolls.

Allgemein herrscht Elastomer in dem Teil der zusammengesetzten Schicht vor, die an die Elastomerdberzugsschichten angrenzt, und Kunstharz herrscht in dem Teil der zusammengesetzten Schicht vor9 die an die Kunstharz-Hinterlegungsschicht angrenzt5 die noch beschriebenwirdO Indessen werden durch mechanisches Bearbeiten der Oberfläche der Kunstharzschicht, während diese und die zweite Elastomer schicht noch flüssig sindg das Elastomer und das Kunstharz bis zu einem Ausmaß vermischt, das sich visuell beobachten läßt> wenn das Kunstharz und das Elastomer mit kontrastierenden Farben gefärbt sind0 Der zweite Elastomerüberzug 14 kann auch geringe Menge gen von Kunstharz enthalten, wenn die mechanische Bearbeitung des Kunstharzes und der Bindefasern 19 stark ist und während einer genügenden Zeitdauer durchgeführt wird. Generally, elastomer prevails in that part of the composite layer which is adjacent to the elastomeric coating layers, and synthetic resin prevails in the Part of the composite layer in front of the resin backing layer adjoining 5 which will be describedO meanwhile, are by mechanical working the surface of the synthetic resin layer, while this and the second elastomer layer the elastomer and the synthetic resin are still liquid. that can be observed visually> if the resin and the elastomer with contrasting Colors are colored 0 The second elastomer coating 14 can also contain small amounts of synthetic resin included when the mechanical processing of the synthetic resin and the Binder fibers 19 is strong and carried out for a sufficient period of time.

Eine verstärkte Kunstharz-Hinterlegungsschicht 20 wird zum Anhaften an die zusammengesetzte Schicht 18 gebracht. Die KunstharzHinterlegungsschicht wird vorzugsweise hergestellt, indem man nacheinander dünne Überzüge aus Kunstharz und Verstärkungsfasern aufbringt, die abwechselnd aufgebracht und gehärtet werdensum die erforderliche Steifheit und Festigkeit des endgültigen Verbundkörpers zu erreichen. A reinforced synthetic resin backing layer 20 is used to adhere brought to the composite layer 18. The synthetic resin backing layer is preferably made by successively thin coatings of synthetic resin and Applying reinforcing fibers that are alternately applied and hardened achieve the required stiffness and strength in the final composite.

Nachdem der Verbundkörper ausgehärtet ist, liefern die Bindefasern 19 eine mechanische Bindung zwischen der Elastomeroberfläche und dem verstärkten Kunststoff. Eine Mehrzahl der Fasern sind fest sowohl in dem ausgehärteten Elastomerüberzug als auch in dem Kunstharz verankert. Da der erste Elastomerüberzug 12 nicht voll zur Aushärtung gebracht wird, bevor man den zweiten Überzug 14 aufbringt, ist der erste Elastomerüberzug fest mit dem zweiten Überzug verbunden. After the composite is cured, the binder fibers deliver 19 a mechanical bond between the elastomer surface and the reinforced one Plastic. A majority of the fibers are solid in both the cured elastomeric coating as well as anchored in the synthetic resin. Since the first elastomer coating 12 is not full for curing is brought before the second coating 14 applies, the first elastomer coating is firmly connected to the second coating.

Nach dem Entformen hat der fertige Verbundkörper die der ursprünglichen Formoberfläche entsprechende Form an seiner Elastomeroberfläche, und eine Endbearbeitung ist nicht erforderlich. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, hat die Einlaßschale komplizierte Oberflächenumrisse einschließlich einer Einlaßöffnung 22 und einer um die Einlaßöffnung herum sitzenden einstückigen Schulter 24. Der fertige Verbundkörper zeigt die Steifheit und Festigkeit des beim Herstellungsverfahren verwendeten verstärkten Kunststoffs. After removal from the mold, the finished composite body has that of the original Mold surface corresponding shape on its elastomer surface, and a finish not necessary. As shown in Fig. 2, the inlet cup is complicated Surface contours including an inlet port 22 and one around the inlet port seated one-piece shoulder 24. The finished composite shows the stiffness and strength of the reinforced plastic used in the manufacturing process.

Die Verstärkungsgewebelage 16, die zwischen dem ersten und dem zweiten Elastomerüberzug liegt, erhöht die ZerreiB-festigkeit und Zugfestigkeit der fertigen Urethanoberfläche erheblich und verschafft einen sehr starken Anstieg der Biegefestigkeit des gesamten Verbundkörpers. The reinforcing fabric layer 16 between the first and second Elastomer coating increases the tensile strength and tensile strength of the finished product Urethane surface considerably and provides a very strong increase in flexural strength of the entire composite body.

Das folgende Beispiel dient nur zur Erläuterung und ist nicht als erfindungseinschränkend anzusehen. Alle Prozentangaben sind Gewichtsprozentsätze, falls nicht anders angegeben. The following example is for illustrative purposes only and is not intended as a to be regarded as restrictive of the invention. All percentages are percentages by weight, unless otherwise stated.

In diesem Beispiel wird die Einlaßhälfte eines Gehäuser für ein Zentrifugalluftgebläse, wie in der Zeichnung dargestellt, hergestellt, indem man ein feuerverzögerndes Polyesterkunstharz, das mit zerteilten Glasfasern imprägniert ist, mit einem Polyurethanüberzug verbindet. In this example, the inlet half of a housing for a centrifugal air fan, as shown in the drawing, manufactured by using a fire retardant polyester resin, which is impregnated with divided glass fibers, connects with a polyurethane coating.

Jeder Schmutz und jedes Fremdmaterial werden von der Oberfläche eines Formmodells durch Abwischen d>r Oberfläche mit Aceton entfernt, Die Formoberfläche wird dann mit modifiziertem Silikonelastomer-Formtrennmittel (verkauft unter dem Handelsnamen "Nonstickenstoffen, hergestellt von Contour Chemical Coo) besprüht, um eine Trennung des Verbundkörpers nach dem Formen zu sichern. Any dirt or foreign matter will be removed from the surface of a Mold model removed by wiping the surface with acetone, the mold surface is then treated with modified silicone elastomer mold release agent (sold under the Trade name "Nonstickenstoffe, manufactured by Contour Chemical Coo) sprayed, to ensure separation of the composite after molding.

Eine Menge von flüssigem Polyätherpolyurethanprepoly mer (unter dem Handelsnamen "Adiprene L-100" von Du Pont verkauft) und eines 4,4' -Methylen-bis-2 Chloranilinhärtemittels (unter dem Handelsnamen nMOCA' von Du Pont verkauft) wird im folgenden Verhältnis gemischt: 13,5 Teile Härter je 100 Teile Polyurethan. Die Topfzeit des Polyurethan-Härtergemisches ist bei Raumtemperatur etwa 30 Minuten0 Ein gut ausreichender Überzug des Elastomer-Härtergemisches wird auf die gesamte Formoberfläche, die zu überziehen ist, durch Bestreichen der Formoberfläche mit einer Bürste aufgebracht. Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird ein dicker erster Überzug von Elastomer an der Schulter 24 vorgesehen. A lot of liquid polyether polyurethane prepolymer (under the Trade name "Adiprene L-100" sold by Du Pont) and a 4,4'-methylene-bis-2 Chloraniline hardener (sold under the tradename nMOCA 'by Du Pont) mixed in the following ratio: 13.5 parts of hardener per 100 parts of polyurethane. the The pot life of the polyurethane hardener mixture is around 30 minutes at room temperature A good enough coating of the elastomer-hardener mixture is applied to the entire Mold surface to be coated by painting the mold surface with applied with a brush. Referring to Figure 2, a thick first coat of elastomer provided on shoulder 24.

Ein vorher abgeschnittenes Stück von 283 g Glasgewebetuch wird anschließend auf den feuchten Polyurethanüberzug aufgelegt. A previously cut piece of 283 g of glass fabric is then placed placed on the damp polyurethane coating.

Der feuchte erste Polyurethanüberzug wird für einige Stunden bei Umgebungstemperatur härten gelassen, bis ein klebfreier Zustand an der Oberfläche herrscht. The damp first polyurethane coating will stay on for a few hours Allowed to cure at ambient temperature until the surface is tack-free prevails.

Ein zweiter Überzug aus Polyurethan und Härter9 die im gleichen Verhältnis wie beim ersten Überzug gemischt wurden, wird auf die gesamte Oberfläche des klebfreien Überzugs aufgebracht. Unmittelbar nach dem Anbringen des zweiten Überzuges wird die gesamte Oberfläche des zwei ten Überzuges mit einer Schicht von zerkleinerten Glasfasern mit einer Durchschnittslänge von etwa 25>4 mm bedeckt, und die Oberfläche der zerkleinerten Fasern wird gründlich gewalzt, um eingeschlossene Luft auszutreiben. A second coating of polyurethane and hardener9 die in the the same ratio as when the first coat was mixed is applied to the whole Surface of the tack-free coating applied. Immediately after attaching the second coating is the entire surface of the second coating with one layer covered by shredded glass fibers with an average length of about 25> 4 mm, and the surface of the chopped fibers is thoroughly rolled to be trapped To expel air.

Unmittelbar nach dem Walzen der Oberfläche der Fasern wird ein Polyesterharzüberzug auf die Oberfläche der Fasern aufgebracht0 Das Polyesterharz wird in zwei verschiedenen Töpfen vor Aufbringung in die Form gemischt. In einem Topf werden 50 Teile Polyesterharz, das Styrolmonomer (unter dem Handelsnamen wSelectron 58053" von P-P.G. Industries verkauft), enthält und 1 Teil Diäthylanilin-Förderer, gemischt. Im zweiten Topf werden 50 Teile des gleichen Polyesterharzes mit 4 Teilen Benzoylperoxydkatalysator (unter dem Handelsnamen "ANS-50" von Lucidol Division of Wallace & Tiernan verkauft) gemischt. Immediately after the surface of the fibers is rolled, a polyester resin coating is applied applied to the surface of the fibers0 The polyester resin is available in two different Pots mixed into the mold before application. 50 parts of polyester resin, the styrene monomer (under the tradename wSelectron 58053 "from P-P.G. Industries sold), contains and 1 part diethylaniline promoter, mixed. In the second pot 50 parts of the same polyester resin with 4 parts of benzoyl peroxide catalyst (sold under the trade name "ANS-50" by Lucidol Division of Wallace & Tiernan) mixed.

Gleiche Mengen der Mischungen aus den beiden Töpfen werden lsnittelbar vor der Aufbringung gemischt, so daß das erhaltene Mischharz 2 * "ANS-5O" und 0,5 % Diäthylanilin enthält. Equal quantities of the mixtures from the two pots can be made soluble mixed before application, so that the resulting mixed resin 2 * "ANS-50" and 0.5 % Contains diethylaniline.

Ein voller Überzug aus gemischtem Harz wird auf den Körper aufgebracht, und eine Schicht von Glasfasern und Harz wird auf den HarzüberzuC aufgebracht. Anschließend wird die Oberfläche der Glas- und Harzschicht gut gewalzt, um eingeschlossene Luft auszutreiben. Glas und Harz werden auf den Körper erneut aufgebracht, bis die Dicke der Glas-und Harzschicht 3,175 bis 4,762 mm ist, zu welchem Zeitpunkt die Form beiseitegestellt wird, um das Harz bei Raumtemperatur aushärten zu lassen. Das Aushärten zu dieser Zeit ist erwünscht, um übermäßige Wärmeentwicklung durch exotherme Polymerisationsreaktion zu vermeiden. A full coat of mixed resin is applied to the body, and a layer of fiberglass and resin is applied over the resin. Afterward the surface of the glass and resin layer is rolled well to remove trapped air to drive out. Glass and resin become reapplied to the body, until the thickness of the glass and resin layer is 3.175 to 4.762 mm, at which point in time the mold is set aside to allow the resin to cure at room temperature. Curing at this time is desirable to avoid excessive heat build-up avoid exothermic polymerization reaction.

Nachdem die Form Umgebungstemperatur erreicht hat, werden zusätzliche 3,179 bis 4,762-mm-Schichten von Harz und Glas abwechselnd aufgebracht und härten gelassen, bis die Dicke der Hinterlegungsschicht etwa 9,525 mm ist. After the mold has reached ambient temperature, additional Alternating 3.179 to 4.762 mm layers of resin and glass applied and cured left until the thickness of the backing layer is about 9.525 mm.

Die fertige Einlaßgehäuseschale läßt man in der Form bei Raumtemperatur 48 Stunden härten und entformt sie dann0 Die Polyurethanschicht erreicht ihre volle Festigkeit nach zwei Wochen bei Raumtemperatur oder einigen Stunden bei etwa 93 OC. The finished inlet housing shell is left in the mold at room temperature They cure for 48 hours and then demold0 The polyurethane layer reaches its full Strength after two weeks at room temperature or a few hours at around 93 OC.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht so die Herstellung von Verbundkörpern mit einer Elastomeroberfläche, die überlegene Abriebfestigkeit gegenüber der von Metallen besitzt. Da einfache Offenformtechniken und billige Formen verwendbar sind, um erfindungsgemäß kompliziert umrissene Körper herzustellen, sind die Kosten zur Errichtung einer Fabrikationsanlage für komplizierte Körper, wie z. B. Evolvent-Schneckengehäuse für einen Turbokompressor, nur halb bis 1/3 so groß wie die Kosten einer Fabrikationsanlage für den gleichen Körper unter Verwendung einer Standard-Metallformtechnik. Auch betragen die Material- und Arbeitskosten zur Herstellung von Körpern mit komplizierten Umrissen gemäß der Erfindung nur 25 bis 40 % weniger als die bei Metallformverfahren auftretenden Kosten. The present invention thus enables composite bodies to be produced with an elastomer surface that offers superior abrasion resistance over that of Owns metals. Since simple open mold techniques and cheap molds can be used, in order to produce complex outlined bodies according to the invention, the costs are to Establishment of a manufacturing plant for complex bodies, such as B. Involute worm housing for a turbo compressor, only half to 1/3 the cost of a manufacturing plant for the same body using a standard metal mold technique. Even are the material and labor costs for making bodies with complicated Outlined in accordance with the invention only 25 to 40% less than that of metal molding processes arising costs.

Die Erfindung ist in ihrem Umfang auf die Einzelheiten nach der Beschreibung und Zeichnung nicht beschränkt, sondern es lassen sich Abweichungen im Rahmen des Geistes der Erfindung vornehmen. The invention is in its scope to the details according to the description and drawing are not restricted, but deviations within the scope of the Make spirit of invention.

Claims

1.) Method for molding a composite body With an elastomeric Surface layer, which is shaped into certain dimensions and contours, and a synthetic resin backing layer that ensures mechanical strength, g e k e n n z e i c h n-e t by a) treating a mold surface with a release agent; b) applying a first elastomer coating (12) to the treated mold surface and partially curing the elastomer until a tack-free surface is formed; c) Attach a second coating (14) made of liquid elastomer on the tack-free surface the first coat; d) placing binding fibers (19) on the liquid, second Elastomer coating; e) Applying a thin synthetic resin layer on the free surface the fiber layer and, if necessary, rolling the free surface of the body to expel trapped air; f) if necessary, applying additional Kunet resin (20) and reinforcing material to provide rigidity and strength to the composite body; and g) curing the composite body.

2o method according to claim 1, characterized in that a porous Placed fabric (16) of reinforcing material on the first elastomer coating (12) is> while the first coating is liquid to reduce the tensile strength of the elastomer surface to improve the composite body.

3. The method according to claim 2, characterized in that the elastomer (12, 14) is a polyurethane.

4. The method according to claim 3, characterized in that the elastomer (12, 14) is a polyether polyurethane.

5. The method according to claim 1, characterized in that the binding fibers (19) are chopped up fiberglass strands.

6. The method according to claim 5, characterized in that the binding fibers (19) are rolled to form a substantially coherent coating to form on the surface of the elastomeric coating (12, 14).

7. The method according to claim 1, characterized in that the elastomer coatings (12, 14) consist of a polyurethane, which is applied to the liquid, second elastomer coating (14) laid on fibers (19) to form a substantially coherent one Fiber layer are processed, the length of the fibers also to their protrusions in the neighboring layers is sufficient, and at least one polyester resin layer (20) on the free surface of the fiber-covered second polyurethane coating the complete solidification of which is attached.

8. The method according to claim 7, characterized in that the polyurethane (12, 14) is polyether polyurethane.

9 The method according to claim 7, characterized in that comminuted Glass fiber strands (19) applied to the liquid second polyurethane coating (14) and rolled to form a continuous coating.

10. The method according to claim 9, characterized in that the liquid Surface of the polyester resin coating (20) is rolled to trap air drive out and the binding fibers (19) into a substantially coherent Process fiber coating.

11. The method according to claim 7, characterized in that a porous Fabric (16) of reinforcement material placed on the first polyurethane coating (12) while the first coating is liquid, the tensile strength of the elastomer surface to increase the composite body.