DE2134853A1 - Randzonenarmierungs-system fuer die herstellung von hochbeanspruchbaren schaumstoff-konstruktionen - Google Patents

Randzonenarmierungs-system fuer die herstellung von hochbeanspruchbaren schaumstoff-konstruktionen

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DE2134853A1
DE2134853A1 DE2134853A DE2134853A DE2134853A1 DE 2134853 A1 DE2134853 A1 DE 2134853A1 DE 2134853 A DE2134853 A DE 2134853A DE 2134853 A DE2134853 A DE 2134853A DE 2134853 A1 DE2134853 A1 DE 2134853A1
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Peter Dipl Ing Hoppe
Helmut Leyer
Johann Mueller
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Description

FARBENFABRIKEN BAYER AG LEVERKUSEN-Baycrwerk
ZentralbeieiA J 2. Juli s871
Patente, Marken and Lizenzen
Reu/Pt
Randzonenanalerungs-System für die Herstellung von hochbeanspruchbaren Schaumstoff-Konstruktionen
Gegenstand der Erfindung ist ein Randzonenarraierungs-System für die Erzeugung von hochbeanspruchbaren Sandwich-Konstruktionen mit Schaumstoff-Stützkernen und für die Erzeugung von hochbeanspruchbaren Schaumstoff-Forrateilen, das aus mehreren Faserschichten besteht.
Es sind Randzonenarmierungs-Systeme für die Herstellung von hochbeanspruchbaren Schaumstoff-Konstruktionen bekannt, die aus Faservlies-Systemen bestehen, wobei insbesondere zur Herstellung der Vliese grobtitrige Synthesefasern, vorzugsweise Polyamidfasern verwendet werden·
Das Randzonenarmierungs-System gemäß der Erfindung besitzt nun eine definierte Anordnung der Schicht-Komponenten (Gewebe und/oder Matten und Vliese), die so gewählt ist, daß die Faserdichte über die Dicke des Faserverbundsystems nach einer Seite hin abnimmt, d. h. als Randzonenarmierungs-System beispielsweise für einen Schaumstoff-Formkörper besitzt dieser -von der Oberfläche des späteren Schaumstoffkörpers ausgehend die nachfolgenden Positionen der Einzelkomponenten: (a) eine Schicht bestehend aus einer oder mehreren Lagen Gewebe und/
Le A 13 783 -1-
209886/0354
oder Matten, (b) eine Schicht bestehend aus einer Lage Paser-Vlies aus feintitrigen Fasern und (c) einer Schicht bestehend aus einer Lage Paser-Vlies aus grobtitrigen Pasern.
Alle Teilkomponenten (Gewebe und/oder Matten sowie die beiden Vliesschichten) sind zu einem in sich zusammenhängenden Verbund-System durch Vernadelung vereinigt.
PUr den mit diesen Oberfläehen-Armierungssystemen versehenen späteren Schaumkörper sollen die Gewebe- oder Mattenlagen oder deren Kombinationen durchtränkt mit ungesättigtem Polyesterharz, Epoxidharz oder Polyurethan oder dgl. die Beanspruchungen übernehmen, die üblicherweise Glasfaserkunststoff-Systeme ertragen können. Die Vlies-Komponenten, im Schäumprozeß durchschäumt, haben sowohl die Aufgabe, die nach außen liegende Schaumstoff-Zone zu verfestigen als auch das gesamte beanspruchte Faser-Verbundsystem in der Stützkern-Tiefe zu verankern.
Als Gewebe- oder Mattenlagen können Glas-Gewebe, Asbest-Gewebe (bzw. -Matten), synthetische Gewebe mit Lagen-Gewichten von 80 - 800 g/m eingesetzt werden. Es können auch deren Kombinationen und gegebenenfalls zusätzlich Metallgewebe verwendet werden.
Das Vlies aus feintitrigen Pasern ist vorzugsweise aus synthetischen Pasern,beispielsweise aus Polyacrylnitril-, Polyesteroder Polyamidfasern mit einer Titergröße von 2-10 dtex hergestellt und hat je nach Beanspruchungsart der zu armierenden
ρ
Schaumstoff-Oberfläche ein m -Gewicht von 100 - 500 g. Die Wahl dieses Vlies auf baus bedeutet, daß nach der Durchschäumung die durch das Vlies armierte Schaumstoff-Teilzone eine Dichte bis 0,4 g/cm5 und E-ModuJ.-Werte = 10.000 Kp/cm2 besitzt und durch die Paserarmierungsmaßnähme an der Statik der Glasfaserkunststoff-Deckschicht sehr wesentlich beteiligt I^ t,
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Das Vlies aus grobtitrigen Pasern kann aus Kokosfasern, Glasfesern oder aus synthetischen Fasern, vorzugsweise aus Polyamidfasern bestehen und soll speziell für die Polyamid-Faser bei einem Titer von έ 60 dtex ein m2-Gewicht von 70 -' 150 g besitzen. Dieser Vlies-Typ des Faserarmierungs-Systems dient im Schaumstoff -Fertigteil als Verankerungssystem der hochbeanspruchten mit Geweben oder Matten und dem Vlies aus feintitrigen Fasern armierten Schaumstoff-Oberfläche zum Stützkern-Inneren hin.
Die optimale Verarbeitung des erfindungsgemäßen Faser-Verbindungs-Systemes für die Herstellung von hochbeanspiu chbaren Sandwichkörpern mit Schaumstoff-Stützkernen oder von Schaumstoff-Konstruktionen erfolgt nach bekannten Verfahren, bei- " spielsweise in folgenden Arbeitsgängen:
a) Versehen der Schäumform mit Trennmittel.
b) Eintragen (Streichen oder Sprühen) einer gegebenenfalls eingefärbten Gel-Coat-Schicht (z.B. 300 g/m ) auf Basis eines ungesättigten Polyesterharzes, die je nach Rezeptur-Formulierung in 5 - 15 Minuten polymerisierbar ist.
c) Eintragen (Streichen oder Spritzen) eines Imprägnierharzes (z.B. 800 g/m ) auf Basis eines ungesättigten Polyesterharzes. ■ ä
d) Aufbringen des Faser-Teppichs mit Dichte-Variation gemäß der Erfindung, wobei die Gewebe- oder Matten-Komponente 800 g/m wiegt und wobei diese Komponente des Faserarmierungs-Systems auf die noch "nasse" Imprägnierharz-Vorspritzung aufgelegt wird.
e) Überdecken der gemäß a-d vorbehandelten Form-Innenfläche mit einem Vakuum-Tuch oder gegebenenfalls vorgefertigten
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konturiertem Vakuum-Vorformling z.B. auf Basis Polyurethan-Elastomere .
f) Ansetzen eines Vakuums, das zwischen dem Faser-System und dem Vakuum-Vorformling wirksam wird, wodurch die Gewebe- oder Mattenkomponente (800 g/m ) des Randzonenarmierungssystems
von der 800 g/m -Polyesternärzvorspritzung vollständig durchdrungen und entlüftet wird.
Das Vakuum bleibt je nach Rezeptur-Formulierung 'des Polyester-Imprägnierharzes und Größe der zu erzeugenden Baukonstruktion 10-15 Minuten so lange wirksam, bis das Imprägnierharz durchpolymerisiert ist.
g) Abheben des Vakuum-Vorformlinges.
h) Schließen der Schäumform und Einfüllen des Schaumstoffreaktionsgemisches z.B. auf Basis Polyurethan in die geschlossene Schäumform, wobei die Menge des treibfähigen PUR-Reaktionsgemisches der Größe des zu erzeugenden Bauteils und dem gewünschten Endraumgewicht des Schaumstoff-Körpers zu entsprechen hat und das Füllen möglichst durch einen einzigen Arbeitsgang erfolgen soll.
Die Rezeptur-Formulierung für das treibfähige PUR-Reaktionsgemisch ist so zu wählen, das z.B. nach 20 Sekunden der Eintrage-Process beendet ist, nach weiteren 40 Sekunden der gesamte Formen-Hohlraum von einem noch sahnig flüssigen Schaum erfüllt ist und während weiterer 30-60 Sekunden der erwünschte hydrostatisch wirksam werdende Schäumdruck (1-3 atü) entsteht, der die völlige Durchdringung der fein- und grobtitrigen Faservorlage bewirkt und dadurch die o.a. erwünschte Dichtevariation der nunmehr faserarmierten Schäumst offkörper-Oberflache erzielt wird.
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Ein derartiges Randzonenarmierungssystem hat eine große Bedeutung für Fahrzeugbau, Schiffbau, Bootsbau, Hausbau-Elemente und Behälterbau.
Die Abbildung zeigt eine vorzugsweise Ausführungsform des erfindungsgemäßen Randzonenarmierungs-Systemes, bei der die
beiden Glasgewebelagen (1 und 2) mit je 400 g/m Gewicht, das feintitrige Vlies (3) aus Polyamid-6-Fasern mit Titer-
größe 5 dtex und 200 g/m -Gewicht und das grobtitrige Vlies aus gekräuselten Polyamid-6-Fasern mit Titergröße θθ dtex und 80 g/m -Gewicht durch die Nadelfaden (5) miteinander verbunden sind. Die Vernadelung erfolgt mit Fäden, wie sie für die Herstellung des grobtitrigen Vlieses verwendet werden.
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Claims (4)

21:U853 Patentansprüche;
1) Randzonenarmierungs-System mit über seine Dicke nach einer Seite abfallenden Lagen-Dichten für die Herstellung von hochbeanspruchbaren Sandwichkonstruktionen mit Schaumstoff-Stützkern und von Schaumstoff-Konstruktionen bestehend aus Geweben, Matten und /oder Faser-Vliesen, dadurch gekennzeichnet, daß
(a) eine Schicht bestehend aus einer oder mehreren Lagen Gewebe und/oder Matten, (b) eine Schicht bestehend aus einem Faser-Vlies aus feintitrigen Fasern und (c) eine Schicht bestehend aus einem Faser-Vlies aus grobtitrigen Fasern durch Vernadelung vereinigt sind.
2) Randzonenarmierungs-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebe- und/oder Matten-Schicht aus Glasfasern, synthetischen Fasern, Metallfasern oder deren Kombinationen besteht,
5) Randzonenarmierungs-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Faser-Vlies aus feintitrigen Fasern aus synthetischen Fasern mit einem Titer von 2 bis 10 dtex besteht und das Vlies ein m -Gewicht von 100 bis 500 g besitzt.
4)Randzonenarmierungs-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Faser-Vlies aus grobtitrigen Fasern aus Polyamidfasern mit einem Titer von = 60 dtex besteht und das Faser-Vlies ein m2-Gewicht von 70 bis 150 g hat. .
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