DE2324303A1 - Verfahren zur herstellung eines formstuecks aus verstaerktem duroplast - Google Patents
Verfahren zur herstellung eines formstuecks aus verstaerktem duroplastInfo
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Description
Dr. O. Loe onbeck
Dip!.-!fig. L:o:onbe
48 Bielefeld, Heriorder Straße 1?
ΚΪΜΙΝ OSAKEYHTIö - KYMMENE AKTIEBOLAG, Kuusankoski, Finnland
Verfahren zur Herstellung eines Formstücks aus verstärktem
Duroplast
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Formstückes aus verstärktem, durch Wärmeeinwirkung erhärtendem
Duroplast durch Formpressen, wobei für ,den Kern und die Deckschicht Duroplastarten verwendet werden, deren einwandfreies
Aneinanderfügen mit den bisher bekannten Verfahren nicht möglich war.
Zur Herstellung von Formstücken aus durch Wärmeeinwirkung erhärtendem
Duroplast nach dem Formpressverfahren verwendet man bekanntlich vorgefeuchtete und vorpolymerisierte Duroplastmischungen,
welche das Duroplast, das Härtungsmittel, das Verstärkungsmaterial, die Füll- und Farbstoffe sowie das Reifungsmittel enthalten
und unter den Bezeichnungen SMC (Sheet Moulding Compound) und BMC (Bulk Moulding Compound) gehandelt werden. SMC wird in
Plattenform, BMC als Masse gehandelt. Die Normalmischung von SMC- und BMC-Pressmasse enthält:
1. das Verstärkungsmaterialί Zerschnittene Glas-, Metall-, Boroder
Kunstfasern oder ein sonstiges im Zusammenhang mit Duroplast verwendbares Verstärkungsmaterial,
2. das Harz: Polyester, Vinylester, Epoxidharz oder einen anderen entsprechenden Duroplast oder ein Gemisch aus den vorgenannten
Stoffen,
3098^3/0933 ÖRKHNAL !NSPECTSD
3. Füll- oder farbstoffe,
4. das Reifungsmittel "ler Mitsei, die dazu ü^en, die Viscosität
der Mischung durch ¥orpolj^m.erisation so zu steigern, daß ihre
Behandlung und Verarbeitung erleichtert werden. Als Reifungsmittel
dienen im allgemeinen Magnesium- oder Kalaiumoxide bzw*
-hydroxyde,
5. eventuell ein Trennmittel,
6. ein bei Wärmeeinwirkung wirksam werdendes Härtungsmittel, 7· sonstige Zusätze, Inhibitoren und Monomeren.
Heben der Normalmischung kennt man mehrere schrumpfungsfreie Mischungen,
die neben den vorangehend aufgezählten Ausgangsstoffen verschiedenartige mit letzteren vermengte Thermoplaste enthalten.
Die bekannten SMG- und BMG-Pressmassen haben den Nachteil, daß die Oberfläche der aus ihnen geformten und ausgehärteten Formstücke
ungleichmässig und glanzlos ist. Aus diesem Grunde muss das Formstück in den meisten Fällen in einem separaten Arbeitsgang
noch mit einer Deckschicht versehen werden. Eine solche Art der Oberflächenbehandlung besteht darin, die Oberfläche des Formstückes nach dem Pressen zu reinigen und zu grundieren, woraufhin
dann das Auftragen der endgültigen Deckschicht aus Urethanlack oder Akrylfarbe erfolgt. Die gereinigte und getrocknete Oberfläche
kann aber auch unmittelbar - z.B. mit? Urethenlaek - gestrichen
werden.
Veiter kennt man auch Verfahren zum Aneinanderfügen von Thermo-
und Duroplasten.
Melamin-, Phenol- und Karbamidharze sind ebenfalls bekannte Pressmassenharze,
die gegenüber den SMC- und BMC-Pressmassen eine beträchtlich
bessere Witterungs-, Chemikalien- und Wärmebeständigkeit, eine grössere Härte und, was Oberflächenglätte und -glänz
betrifft, ein ansprechenderes Aussehen haben. Derartige Harze werden - besonders in Form mit ihnen getränkter Gewebe und Papierarten
- als Deckmaterial für verschiedenartige Platten verwendet.
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Die Verarbeitung von Melaminharz und dergleichen Duroplasten als ßeckschichtmaterial gestaltet sich insofern schwierig, als sich
diese Stoffe nur schwer auf ihrer Unterlage befestigen lassen und es bisher praktisch unmöglich war, sie mit anderen Duroplasten zu
rereinigen. Die schlechtere Haftfähigkeit resultiert aus einer illen diesen Plasten gemeinsamen Eigenschaft: Ihr Aushärten erfolgt
als Polykondensationsreaktion, wobei freigesetztes Wasser an die Oberfläche und damit auch an die Berührungs- und Verbindungsflächen
gelangt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zur Herstellung von Formstücken aus verstärktem Duroplast zu schaffen, welches das Kombinieren von Melaminharz und anderen
Polykondensat-rPlasten mit Pressmasse vom Typ SMC und BMC, als
deren Bindemittel durch Radikalreaktion aushärtende Harze dienen, erlaubt.
Die Erfindung ist in den Patentansprüchen gekennzeichnet.
Das erfindungsgemässe Verfahren liefert bei nur geringen Mehrkosten
Produkte mit hochwertiger Oberfläche, wobei diese Produkte nach bereits bekannten Verfahren aus SMC- und BMC-Mischlingen hergestellt
werden und dabei gleichzeitig eine aus Melaminharz oder einem ähnlichen Duroplast bestehende Deckschicht vollständig mit
dem aus einer anderen Duroplastart bestehenden Kern des Gegenstandes verbunden wird.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren dienen als Pressmasse BMC-Massen
oder SMC-Platten des oben beschriebenen Typs, die im allgemeinen auf Polyesterbasis hergestellte, entweder Thermoplaste enthaltende
schrumpfungsfreie Mischungen oder thermoplastfreie sog. Standardmischungen sind und als Deckschichtmaterial' dienen mit
Melaminharz oder einem ähnlichen Harz getränkte Deckgewebe o.a.. In die in der Presse befindliche Heizpressform wird Pressmasse
und auf die zu beschichtende Seite bzw. die zu beschichtenden Seiten werden eine oder mehrere Schichten Deckgewebe gelegt.
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_ Zt _ "
Die Deckgewebe werden so geschnitten oder vorgeformt, dass sie
in der Form die gesamte zu beschichtende Oberfläche bedecken. Bei der Dosierung der Pressmasse wird die Deckgewebemenge in
Abzug gebracht. Während der Pressphase breitet sich die Pressmasse
über die ganze Form aus und drückt dabei das eingelegte Deckgewebe in die Form der zu überziehenden Oberfläche. Die auf
Polyesterbasis hergestellte Pressmasse und das melaminliarzhaltige
Deckgewebe verschmelzen und verbinden sich miteinander und bilden zusammen ein der Form entsprechendes Produkt, dessen
Oberfläche eine Deckschicht aus melaminharzhaltigern Deckgewebe
aufweist. Beide verarbeiteten Plastmaterialien erhärten während des Pressens durch eine Reaktion, die durch die von der Form
abgegebene Wärme ausgelöst wird. Da beide Werkstoffe etwa gleiche Pressdrücke, Press- und Aushärtungstemperaturen und -zeiten
haben, verläuft der Pressvorgang äusserlich auf die gleiche Art
wie beim Pressen von SMC. Als Resultat ergibt sich jedoch ein Verbundprodukt, dessen beschichtete Oberfläche sich durch gleichmassige
Färbung, Glanz, Härte sowie Witterungs- und Chemikalienbeständigkeit auf positive Weise von der ungleichmässig gefärbten,
glanzlosen Oberfläche herkömmlicher 3MC-Produkte abhebt. Die Oberfläche erfordert keinerlei Nacharbeiten, sondern eignet
sich unmittelbar als solche als Endprodukt-Oberfläche.
Im Zusammenhang mit dem erfindungsgemässen Verfahren wird mit herkömmlichen Presswerten gearbeitet, d.h. mit Pressdrücken von
10 bis 200 kp/cm , vorzugsweise jedoch JO bis 80 kp/cm , Presstemperaturen
von 100 bis 300°C, vorzugsweise 110 bis 140°C, und je nach Wanddicke des Gegenstandes mit einer Pressdauer von 0,5
bis 6 Minuten. Als Bindemittel für die Deckschicht eignet sich Lamin-, Karbamid- oder Phenoplast bzw. ein anderer entsprechender
Duroplast. Als Verstärkung für die Deckschicht können Textilgewebe, Papier, Karton, Glas-, Metall-, Kohlenstoff )-, Boroder
Kunstfasern (Chemiefasern), Glas- oder Asbestgewebe, "nonwoven"-Gewebe
oder andere im Zusammenhang mit Duroplasten verarbeitete Verstärkungsmaterialien verwendet werden. Das zum
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Binden des Deckmaterials verwendete Duroplast kann mit Pgmentfarbstoffen
versetzt, aber auch in klarer Form verarbeitet werden, wobei in letzterem Falle dann das Muster des Verstärkungsmaterials,
das der Deckschicht zugesetzt wurde, sichtbar bleibt. Das Verfahren erlaubt auch die Verarbeitung bedruckter oder auf
andere Weise mit einem Dekor versehener Verstärkungen für die Deckschicht, so dass sich die vielgestaltigsten Variationsmöglichkeiten
ergeben.
Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich nicht nur für ebenflächige, sondern auch für gekrümmte und sogar für tiefe, gerundete
Gegenstände.
Durchführungsbeispiel
Von einer 4 bis 10 Tage vorpolymerisierten SMC-Materialrolle,
Viskosität etwa 50 Mio. cP, wird ein passend grosses Stück abgeschnitten.
Die bei der Herstellung des SMC-Materials als Schutz gegen die Wirkung des Sauerstoffes aufgebrachten Polyäthylenfolien
werden beiderseits entfernt. Es wird eine dem zu pressenden Gegenstand entsprechende Menge SMC-Material abgewogen. Beispielsweise
benötigt ein quaderförmiges Gefäss von 3 x 35 x 31
als herzustellendes Produkt für das normale Pressen 1300 - 20 g
Material. Als Deckschicht dienen zwei mit Melaminharz getränkte Gewebe (330 g/m ), so dass die Pressmasse um 90 g - das Gewicht
zweier Deckgewebe - reduziert werden kann. Die melaminharzgetränkten Gewebe werden so zugeschnitten, dass sie die gesamte
Innenfläche des Gefässes bedecken. Zum Pressen wird das SMC-Material in die konkave Formunterhälfte gebracht, danach werden
die melaminharzgetränkten Gewebe aufeinanderliegend über das Mate
rial gebreitet. Beim Schliessen der Form im Zusammenhang mit dem Pressvorgang drückt die konvexe Formoberhälfte die Deckgewebe
gegen die SMC-Masse, die nun die ganze Form ausfüllt, wobei die
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Deckgexvebe auch gegen die polierte Fläche der oberen Formhälfte
g'edrückt werden und dabei die Innenfläche des heraus teil enden
Gefässes bilden* Ein geringfügiger Überschuss an SMG-Masse quillt
während des Pressvorgangs axis der Form. Der· Pressdruck beträgt
150 kp/cm , die Presskraft etwa 15OOOO kp, die Presstemperatur
14-O0G und die Pressdauer 5 Minuten. Beide Werkstoffe werden also
in einem einzigen Arbeitsgang.gepresst. Mach dem Pressen sind
das melaminharzhaltige Deckgewebe und die SMC-Masse völlig miteinander
verschmolzen. Das Gefäss hat eine glänzende Innenfläche, deren Härte etwa 50 % grosser als die der Aussenfläche ist.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann auch auf Fälle übertragen
werden, in denen eine melaminharzhaltige verstärkte Deckschicht und z.B. eine auf Polyesterbasis hergestellte SMC-Mischung als
Zwischenschicht zusammen als Deckschicht auf eine Unterlage heissgepresst werden, an der Melaminharz u.dgl. Plaste aus irgendwelchen
Gründen schlecht haften, eine Zwischenschicht aus SMC-Material
jedoch eine gute Verbindung liefert.
309848/0933
Claims (1)
- Patentansprii eheΛί Verfahren zur Herstellung eines Formstückes in einer erhitzten Pressform aus Pressmasse, die Polyester, Vinylester, Epoxidharz oder einen anderen, durch Radikalreaktion erhärtenden Duroplast sowie kurzfaseriges Verstärkungsmaterial, Füll- und Farbstoffe, vxskositatsstexgernde Reifungsmittel, ein bei Wärmeeinwirkung wirksam werndes Härtungsmittel und eventuell Trennmittel und schrumpfungsminderndes Thermoplast enthält, und welche so vorpolymerisiert ist, dass sie eine zusammenhaltende, jedoch formbare Masse oder Platte bildet, und aus die Deckschicht bildendem verstärktem Duroplast, welches Melaminkarbamid oder Phenoplast oder ein anderes durch Polykondensationsreaktion aushärtendes Duroplast sein kann, dadurch gekennzeichnet , dass in die Mitte der Form die den Kern des Gegenstandes bildende Pressmasse gefüllt und über die gesamte Fläche, die eine Deckschicht erhalten soll, eine gleichmässig dicke, mit Duroplast getränkte Verstärkungsschicht gebreitet wird, und aus diesen beiden Werkstoffen in einer an sich bekannten Press-, Erhitzungs- und Aushärtungsphase das Formstück gepresst wird, wobei sich die den Kern bildende Pressmasse in der Form ausbreitet, die Form füllt und die Deckschicht lückenlos in die von der Forminnenfläche vorgezeichnete Gestalt bringt.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das die Deckschicht des Formstückes bildende Duroplast mit Textilgewebe, Papier, Karton, Glasfaser- oder Asbestgewebe, "non woven"-Gewebe oder längeren Glas-, Mineral-, Metall-, Asbest-, Kohlenstoff-, Bor- oder Kunstfasern verstärkt wird.$. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Herstellung eineo komplizierten Formstückes die Verstärkung der Deckschicht aus zerschnittenen Fasern dem Formstück entsprechend geformt und mit dem für diese Schicht vorge-Duroplast getränkt wird.309848/09334. Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkung des die Formstück-Deckschicht bildenden !Duroplastes gefärbt oder mit einem für das Formstück gewünschten Muster versehen und der als Bindemittel dienende Plast in klarsichtigem, pigment- und farbzusatzfreiem Zustand verarbeitet wird.309848/0933
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