DE2340868A1 - Verfahren zur herstellung von bauteilen aus schaumkunststoffen - Google Patents

Description

Stahlwerke Peine-Salzgitter AG 3Ί5Ο Peine, Postfach T740

Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus Schaumkunststoffen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus Schaumkunststoffen, bei dem die zu erstellende Form eines Bauteiles aus einem dünnwandigen Außenmantel besteht. Unter Verzicht auf konventionelle Formwerkzeuge werden auf die Innenseite des Außenmantels im Rotationsverfahren schäumbare Kunststoffe aufgebracht.

Bekannt ist ein Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus Schaumkunststoffen, bei dem die Schaumstoffschicht aus reaktionsfähigen Einzelkomponenten gebildet wird. Bei diesem Verfahren werden Formwerkzeuge verwendet, aus denen der durch Rotationsbenetzung hergestellte Formling nach dem Vernetzen entnommen wird. Zur Herabsetzung der Haftfähigkeit ist es erforderlich, auf die Innenwand des 'Formwerkzeuges Formentrennmittel aufzubringen und diese sodann mit einer dUnnen Schicht Formmasse zu benetzen. Erst dann wird das zum Kernaufbau dienende Reaktionsgemisch eingefüllt und aufgeschäumt. Nach diesem Verfahren ist der Druck im Inneren des Formwerkzeuges auf den die Formwerkzeuge umgebenden Druck einzustellen und während

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des Auftrages zu halten.

Den Vorteilen dieses Verfahrens stehen aber nicht unerhebliche Nachteile gegenüber. So müssen bei diesem Verfahren verhältnismäßig lange Reaktions- und Abkühlzeiten sowie das Entnehmen des Formlings bzw. des Bauteiles aus der Form in Kauf genommen werden, ein Nachteil, der sich auf die Taktzeiten der Herstellung negativ auswirkt. Außerdem ist die Anfertigung der Formwerkzeuge bei komplizierten großen Bauteilen schwierig, vor allem aber auch kostenaufwendig. Schließlich ist auch das Entfernen des Bauteiles aus dem Formwerkzeug nicht ohne Schwierigkeiten und nur mit zusätzlichem Aufwand zu bewerkstelligen. Das trifft insbesondere dann zu, wenn auf die Verwendung von Formentrennmitteln verzichtet wird.

Aus der Zeitschrift Kunststoff-Rundschau, Heft 5, 1967, S. 266, ist es ferner bekannt, Verbundbauteile mittels einer in einer Negativform erzeugten Hohlform aus Kunststoff mit verstärkenden Einlagen aus beliebigem Material herzustellen. Nach der Lehre dieser Literaturstelle wird in die Hohlform ein Reaktionsgemisch, z.B. eine Polyurethanmischung, in flüssiger Form eingebracht. Das Reaktionsgemisch füllt nach dem Ausschäumen den gesamten Hohlraum aus und bildet mit der Deckschicht der Hohlform eine feste Verbindung. Dieses Verfahren bedarf somit der Anfertigung einer Hohlform mitsamt der dazu erforderlichen Negativform. Unter Berücksichtigung der anschließenden Ausschäumungsstufe ist ein doppelter Arbeitsaufwand und nicht zuletzt auch eine Abstützung der aus Kunststoff bestehenden Hohlform erforderlich.

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Schließlich ist es bereits durch die DAS 1 205 262 bekannt geworden, Wand- und Dachplatten aus glasfaserverstärkten härtbaren Kunststoffen herzustellen, deren Hohlräume mit einem schäumförmigen Isolierstoff ausgefüllt werden. Kennzeichnend ist bei diesen Platten, daß die Kanten als Nut bzw. Feder ausgebildet und die aus glasfaserverstärktem Kunstharz bestehenden Flächen durch schrägverlaufende Gitterstäbe miteinander verbunden sind. Dieses vorbekannte Verfahren ist auf eine bestimmte geometrische Ausbildung der herzustellenden Wand- und Dachplatten gerichtet, die mit einem wärme- und schalldämpfenden Schaum auszufüllen sind. Glasfaserverstärkte Kunststoffe, beispielsweise auf Polyesterbasis, sind arbeits- und materialintensiv. Mit Verbundbauteilen, die nach diesem Verfahren hergestellt werden, wird ausnahmslos angestrebt, besondere, vorzugsweise ungewöhnliche mechanische Eigenschaften zu gewährleisten, die äußere Form zu verstärken oder widerstandsfähiger zu machen bzw. wärme- und schalldämpfende Eigenschaften zu erzielen. Für eine rationelle Massenfertigung ist die Herstellung dieser Bauteile umständlich und unrationell.

Aufgabe der Erfindung ist es hingegen ein rationelles Verfahren zur Herstellung von Verbundbauteilen unter Verwendung einer vorgefertigten Hohlform zu schaffen, mit dem nicht nur die vorbeschriebenen Nachteile behoben werden sondern auch die mechanischen Eigenschaften durch einen optimalen strukturellen Aufbau der Schaumschichten verbessert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Rotationsverfahren auf die Innenseite einer vorgeformten, als Außenmantel

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ausgebildeten Bauteilform reaktionsfähige, zur Schaumbildung befähigte monomere Bestandteile, vorzugsweise zur Polyurethan-Bildung führende Quasi-Monomere aufgebracht werden. In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die zur Schaumbildung befähigten Reaktanten in zwei oder mehreren Stufen kontinuierlich oder aber diskontinuierlich in den vorgeformten Außenmantel eingebracht. Dabei können, wenn auch nicht notwendigerweise, gegebenenfalls Zwischenschichten aus anderem Material, etwa auf Epoxyharz-Grundlage eingebracht werden, um die Haftung des eingebrachten Schaumstoffes an der Forminnenseite zu erhöhen. Nach dem erfindungsgemäßen Vorschlag wird in der ersten Stufe durch Einbringen von miteinander reaktionsfähigen Einzelkomponenten eine mehr oder weniger hoch verdichtete Innenschicht innerhalb des geschlossenen Außenmantels erzeugt. Das Einbringen von treibmittelhaltigen Polymer-Materialien, bzw. von Reaktanten-Gemischen, die sich von der in der ersten Stufe eingebrachten Mischung unterscheiden können, erfolgt in einer zweiten Stufe. Um den strukturellen Aufbau eines Formlings zu optimieren, läßt sich gegebenenfalls der gesamte Vorgang je nach Zweck kontinuierlich und in beliebig vielen Stufen vornehmen.

Vorzugsweise werden als Werkstoff fUr den Außenmantel dUnne Bleche von etwa 0,5 mm Wandstärke verwendet, die ihrerseits gegebenenfalls im Coilcoating-Verfahren mit einer Kunststoffschicht, etwa auf der Grundlage von Polyvinylidenfluorid, versehen sind.

Zweckmäßig bringt man nach dem erfindungsgemäßen Vorschlag nur so viel schäumbares Kernmaterial in die Bauteilform ein, daß in der

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Mitte ein Hohlraum bleibt, durch dessen Bildung ein geringeres Durchschnitts-Raumgewicht erreicht wird. Dieser Hohlraum läßt sich alsdann gegebenenfalls mit geeigneten Medien, beispielsweise Feuerschutzmitteln füllen, die in der Hitze aufspalten.

Die Verfahrensweise gemäß der vorliegenden Anmeldung hat u.a. den großen Vorteil, daß auf die Verwendung lästiger Trennmittel, die beim üblichen Herstellen von Bauteilen aus vernetzten Kunststoffen in Metallformen erforderlich sind und den damit verbundenen Arbeitsgang verzichtet werden kann, so daß auch die bekannten Schwierigkeiten beim Entformen wegfallen.

In der praktischen Durchführung werden beispielsweise flache Massenerzeugnisse für Wand- und Dachbek'leidung in intermittierendem Taktverfahren gefertigt: Blechschalen werden abgekantet und zu entsprechenden Hohlkörpern zusammengefügt. Im zweiten Arbeitsgang wird das Komponentengemisch eingebracht und unter Rotation ausgeschäumt bzw. vernetzt. Dieser Arbeitsgang läßt sich, wie erläutert, in Stufen unterteilen oder gegebenenfalls kontinuierlich durchführen. Auf diese Weise entstehen hermetisch verschlossene und vor hydrolytischen Einflüssen durch Sonne/Regen oder andere Einwirkungsmittel geschützte Sandwich-Elemente.

Zur Aufnahme der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in rascher Folge wechselnden Formen bedarf es keiner Stützform, sondern lediglich einer Haltevorrichtung, worin die leeren Schalungen zunächst in Einspritzstellung eingeschwenkt, alsdann taktweise mit dem Reaktionsmaterial gefüllt, anschließend aus der Haltevorrichtung entfernt und ggf. zur endgültigen Vernetzung und Abkühlung

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parallel zueinander eingeordnet werden.

Dadurch, daß bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung das kontinuierliche Heranbringen vorgeformter Schalungen in die Belüftungsvorrichtung vorgesehen ist, ist es möglich, durch Zwischenschalten einer Wärmezone jeweils die zur Reaktion optimale Temperatur einzustellen, die für die Haut- und Strukturbildung an der Innenwandung benötigt wird.

Der erfindungsgemäße Vorschlag, die teilweise oder ganz ausgeschäum ten Außenmäntel unmittelbar anschließend aus der Füllstation zu entfernen, ist gegenüber den bekannten Verfahrensweisen, nach denen aus Kunststoffen bestehende Erzeugnisse hergestellt werden, deren Entfernung aus der Form von bestimmten Bedingungen und zwar in der Hauptsache von Vernetzungs- und Abkühlungszeiten abhängig ist, als fortschrittlich anzusehen.

Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet darüber hinaus eine rationelle Massenfertigung von Verbundbauteilen mit hervorragenden Eigenschaften. Geeignet ist es nicht nur zur Herstellung flacher Massenerzeugnisse, sondern auch für die Erzeugung und Fertigung nicht ebener Elemente, z.B. von Lichtmasten und dergleichen.

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Claims (6)

1. Patentansprüche

   /1 J Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus Schaumkunststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß im Rotationsverfahren auf die Innenseite einer vorgeformten, als Außenmantel ausgebildeten Bauteilform reaktionsfähige, zur Schaumbildung befähigte monomere Bestandteile, vorzugsweise zur Polyurethan-Bildung führende Quasi-Monomere aufgebracht werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die zur Schaumbildung befähigten Reaktanten in zwei oder mehreren Stufen kontinuierlich oder aber diskontinuierlich in den vorgeformten Außenmantel eingebracht werden.
3. 3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel vorzugsweise aus Blech oder Verbundstoff besteht.
4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgefertigten Außenmantel in einer Haltevorrichtung intermittierend in Füllstellung gebracht, alsdann mit schäumbarem Reaktionsgemisch teilweise oder ganz gefüllt und sodann die so behandelten Außenmantel aus der Haltevorrichtung zur Abkühlung und vollständigen Vernetzung des Materials entfernt werden.
5. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die vorgeformten Außenmäntel vor

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   dem Einbringen des Reaktionsgemisches auf eine Temperatur gebracht wird, die zur optimalen Haut- und Strukturbildung erforderlich ist.
6. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum nur soweit ausgeschäumt wird, daß ein Kern-Hohlraum zur Aufnahme anderer beliebiger Materialien, insbesondere von Feuerschutzmitteln, verbleibt.

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