DE2505208C2 - Verfahren zur Fertigung von schichtenförmig aufgebauten Treppen und Gehflächen mit rutschsicheren und verschleißfesten Oberflächen - Google Patents

Description

a) auf die untere Schicht als weitere Schicht eine glasfaserverstärkte Harzschicht, insbesondere aus ungesättigtem Polyester oder Epoxyharz aufgebracht,

b) anschließend das Halb'ertigerzeugnis entformt und

c) auf die verstärkte Harzschicht eine Sandwichstruktur aufgeklebt und kaschiert wird,

d) die untere Schicht durch Sandspritzen aufgerauht, und

e) auf sie eine dünne Epoxy- oder Polyesterharzschicht aufgebracht,

f) welche mit einem rutschhemmenden Zusatz bedeckt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als untere Schicht eine solche, deren Polyester oder Epoxyharz 100 bis 140Gew.-% Elektrokorund, Quarzmehl oder Siliciumcarbid, insbesondere mit einer Korngröße von 140 bis 400 μιη, als Mineralkornmaterialzusatz enthält, verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Kernmaterial für die Sandwichstruktur harten Polyvinylchloridschaumstoff oder einen anderen syntaktischen Schaumstoff, vorzugsweise mit geschlossenen Zellen und einem Raumgewicht von 60 bis 100 kg/m³ oder Balsaholz verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als rutschhemmenden Zusatz einen verschleißfesten, körnigen mineralischen Zusatz verwendet.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fertigung von schichtenförmig aufgebauten Treppen und Gehflächen mit rutschsicheren und verschleißfesten Oberflächen, bei dem eine einen verschleißfesten Zusatz enthaltende untere Schicht auf Kunstharzbasis auf die Oberfläche einer dem zu formenden Körper entsprechenden negativen Form aufgebracht und nach dem Härten weitere Schichten aufgebracht werden.

Ein derartiges Verfahren ist aus der US-Patentschrift 46 898 bekannt. In dieser Druckschrift sind rutschsichere und verschleißfeste Gehflächen aus thermoplastisehen oder wärmehärtbaren Kunstharzen, gegebenenfalls mit einer Auflage aus einem schallschluckenden Material beschrieben. Die Produkte dieser Druckschrift weisen also nur eine einzige Kunstharzschicht auf. Auch geht aus den Figuren der US-Patentschrift 22 46 898 hervor, daß es sich in dieser um plattenförmige Körper handelt.

Weiterhin ist in der US-Patentschrift 33 78 617 ein Verfahren zur Fertigung von schichtenförmig aufgebauten Baustoffprodukten mit rutschsicheren und verschleißfesten Oberflächen, bei welchem auf eine Trägeroberfläche eine eir.en verschleißfesten Zusatz enthaltende untere Schicht, die auf Kunstharzbasis, wie Epoxyharzbasis, sein kann und nach dem Härten dieser Schicht weitere Schichten aufgebracht werden und anschließend die untere Oberflächenschicht aufgerauht wird, beschrieben. Die nach dem Verfahren dieser Druckschrift hergestellten Produkte sind aber nicht für Treppen und Gehflächen bestimmt, wie es insbesondere aus Seite 4, Zeilen 14 bis 18 sowie ferner den Patentansprüchen 1 und 2 und Spalte 2, Zeilen 49 bis 64 derselben hervorgeht Auch wird auf die Schicht von Mineralkörnern, die wie bereits erwähnt gegebenenfalls in eine Kunstharzschicht, wie Epoxyharzschicht, eingebettet vorliegen, zv/ngend eine Schicht von Beton oder einem anderen anorganischen Bindemittel, aufgebracht, wie es insbesondere aus Spalte 6, Zeilen 15 bis 16 (im Patentanspruch 1), Spalte 6, Zeilen 30 bis 31 (im Patentanspruch 2) sowie sämtlichen Figuren, in welchen das Bezugszeichen 7 ein anorganisches Bindemittel beziehungsweise Zement bedeutet (siehe insbesondere Spalte 3, Zeile 72 und Spalte 4, Zeile 2), hervorgeht Dies bringt den Nachteil mit sich, daß dadurch das Gewicht insbesondere für Treppen unannehmbar hoch wäre. Vom Beton ist viel zu verwenden, um eine genügende Fe«tigk :it zu erzielen. Im Raum gekrümmte Körper (in Werkzeugen) können nicht gefertigt werden, sondern nur flache ebene Körper mit einer gewissen Stärke durch Gießen. Auch könnte bei solchen Anwendungen die zu geringe Elastizität leicht zu Brüchen und dergleichen Schäden führen. Auf diese Schicht muß gemäß der genannten Druckschrift auch noch zwingend eine Zuschlagschicht aus mit einem anorganischen Zement überzogenen Holzspänen aufgebracht werden, wie es insbesondere aus Spalte 6, Zeilen 16 bis 17 (im Patentanspruch 1) und Spalte 6, Zeilen 31 bis 33 (im Patentanspruch 2) sowie den Figuren, in welchen das Bezugszeichen 8 diese Schicht bedeutet (siehe insbesondere Spalte 3, Zeile 75 und Spalte 4, Zeile 3 der US-Patentschrift 33 78 617) hervorgeht Dadurch wird eine geringere Widerstandsfähigkeit gegen Witterungseinflüsse und Dauerhaftigkeit verursacht und ferner ist die Verschleißfestigkeit zu gering* Weiterhin trägt auch diese Schicht zur Erhöhung des Gewichtes auf einen unannehmbar hohen Wert bei und fiihrl eine zu geringe Elastizität herbei. Was speziell die Ausführungen über die Verwendung von Kunstharzen, wie Epoxyharzen, in Spalte 2, Zeilen 49 bis 67 der US-Patentschrift 33 78 617 betrifft, ist auch an dieser Stelle die Verwendung der in Kunstharze eingebetteten Mineralkörner auf die in Verbindung mit Zement beziehungsweise Holzfäden beziehungsweise -stränge enthaltendem Zement beschränkt. Es ist auch noch die Möglichkeit der Verwendung der in Kunstharze eingebetteten Mineralkörner an Wandplatten, wie Sperrholzplatten, erwähnt, was aber noch weniger mit der Möglichkeit der Anwendung für Treppen und Gehflächen zu tun hat. Es ist auch noch zu bemerken, daß beim Verfahren der genannten Druckschrift zunächst alle Schichten auf die Trägerplatte, die dort mit (4) bezeichnet ist, aufgebracht und dann verdichtet werden und erst danach die Trägerplatte mit einer Bürste, die dort mit (9) bezeichnet ist, entfernt wird. Auch dies ist eine Ursache dafür, daß diese Produkte keine für Treppen und Gehflächen genügende Festigkeit aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß rutschsichere und verschleißfeste Treppen und Gehflächen gefertigt werden, die bei geringem Gewicht eine hohe Festigkeit und Elastizität aufweise*!.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

a) auf die untere Schicht als weitere Schicht eine glasfaserverstärkte Harzschicht, insbesondere aus ungesättigtem Polyester oder Epoxyharz aufgebracht,

b) anschließend das Halbfertigerzeugnis entformt und

c) auf die verstärkte Harzschicht eine Sandwichstruktur aufgeklebt und kaschiert wird,

d) die untere Schicht durch Sandspritzen aufgerauht, und

e) auf sie eine dünne Epoxy- oder Polyesterharzschicht aufgebracht,

f) welche mit einem rutschhemmenden Zusatz bedeckt wird.

Vorteilha'terweise wird alc untere verschleißfeste Schicht, eine solche, weiche Mineralkörner enthält, verwendet. Vorzugsweise wird als untere verschleißfeste Schicht eine solche, deren Polyester oder Epoxyharz 100 bis 140Gew.-% Elektrokorund, Quarzmehl oder Siliciumcarbid, vorzugsweise graues Siliciumcarbid, insbesondere mit einer Korngröße von 140 bis 400 μητι, als Mineralkornmaterialzusatz enthält, verwendet

Zweckmäßigerweise wird als Kernmaterial für die Sandwichstruktur harter Polyvinylchloridschaumstoff oder ein anderer syntaktischer Schaumstoff, vorzugsweise mit geschlossenen Zellen und einem Raumgewicht von 60 bis 100 kg/m³, oder Balsaholz verwendet.

Vorzugsweise wird als rutschhemmender Zusatz ein verschleißfester, körniger, mineralischer Zusatz verwendet.

Die erfindungsgemäß gefertigten Treppen und Gehflächen haben im Vergleich zu den herkömmlichen Stahlkonstruktionstreppen ein wesentlich geringeres Gewicht und die Wahl der Materialien und deren Kombination ergibt hinsichtlich der Korrosionsbeständigkeit und Dauerhaftigkeit bedeutende Vorteile sowohl gegenüber Stahl als auch gegenüber Holz.

Durch die Fertigung zur entsprechenden Formung der Körper in einer Form aus einem Stück ist zu erreichen, daß die Maßgenauigkeit der Körper sehr hoch ist und dKi Maße innerhalb enger Grenzen eingehalten werden können. Die aus einem Stück gefertigten Körper können beispielsweise in Karosserien beziehungsweise Anschlußbaukonstruktionselemente durch Befestigung mittels Schrauben leicht eingebaut werden, was eine wesentliche Vereinfachung bei der Montage beziehungsweise Reparatur bedeutet.

Die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Treppen und Gehflächen gewährleisten unabhängig von der Qualität der Fußbekleidung (barfuß, Gummi-, Leder- oder Kunststoffsohle) Rutschsicherheit. Die Kunststoffstruktur widersteht der Korrosionswirkung von Wasser beziehungsweise der der beim Streuen der Wege verwendeten Mittel völlig und die Gehflächen zeigen selbst nach mehrere Monate langer intensiver Inanspruchnahme keine Abnutzung.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich gegenüber dem der US-Patentschrift 22 46 898 dadurch aus, daß es durch eine doppelte Rutschsicherung und Erhöhung der Verschleißfestigkeit erreicht wird. Im Gegensatz zur US-Patentschrift 22 46 898 sind dabei erfindungsgemäß der verschleißfeste Zusa'zstoff und der rutschhemmende Zusatzstoff verschieden und nicht in ein und derselben Schicht angeordnet- Das Aufrauhen der den verschleißfesten Zusatz enthaltenden unteren Schicht nach dem Herausheben aus dem Werkzeug [Merkmal d)] und danach erfolgende Aufbringen einer dünnen Epoxy- oder Polyesterharzschicht [Merkmal e)] auf die aufgerauhte Schicht vor dem Bedecken mit dem mtschhemmenden Zusatz fördern sowohl die Verschleißfestigkeit als auch die Rutschfestigkeit so, daß diese bei den erfindungsgemäß hergestellten Treppen und Gehflächen unvergleichlich besser sind als die bei den nach der genannten Druckschrift hergestellten.

Ferner ist hervorzuheben, daß die erfindungsgemäß hergestellten Treppen und Gehflächen, insbesondere wegeii ihrer Sandwichstruktur, eine hohe mechanische Festigkeit und Trittschallfestigkeit aufweisen.

Zunächst lenkt die US-Patentschrift 33 78 6.17 dadurch vom erfindungsgemäßen Verfahren ab, daß, während in Spalte 1, Zeilen 28 bis 44 derselben bei der Schilderung des damaligen Standes der Technik bezüglich der Betonwände auch von der Anwendung für Gehwege und Fußböden die Rede ist, welche Produkte aber nicht die geringsten Berührungspunkte mit den Produkten des erfindungsgemäßen Verfahrens haben, für die Produkte des Verfahrens der US-Patentschrift 33 78 617 selbst ausdrücklich angegeben ist, daß sie im Gegensatz zu denen des damaligen Standes der Technik nur für andere Zwecke als Gehwege beziehungsweise Fußböden vorgesehen sind.

Wegen des Fortfallens der Verwendung einer Betonschicht beim erfindungsgemäßen Verfahren gegenüber dem der US-Patentschrift 33 78 617 ist die Anwendung für Treppen und Gehflächen möglich geworden. Insbesondere konnte dadurch das Gewicht auf einen zufriedenstellend geringen Wert verringert werden. Damit können auch im Raum gekrümmte Körper (in Werkzeugen) mit Erfolg gefertigt werden. Auch wird dadurch eine Erhöhung der Elastizität auf zur Anwendung als Treppen und Gehflächen zufriedenstellende Werte herbeigeführt. Insbesondere durch den Fortfall der Holzspäne, Holzfäden beziehungsweise Holzstränge wird eine höhere Widerstandsfähigkeit gegen Witterungseinflüsse und Dauerhaftigkeit sowie Verschleißfestigkeit erreicht. Weiterhin zeichnen sich die erfindungsgemäß hergestellten Treppen und Gehflächen auch gegenüber den nach dem Verfahren der US-Patenschrift 33 78 617 hergestellten durch eine überlegene mechanische Festigkeit und Trittschallfestigkeit sowie Rutschfestigkeit aus.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Darstellung einer Omnibustreppe mit ihrer Verkleidung,

F i g. 2 die Darstellung einer Aufgangsleiter zur Anwendung bei Schiffen, neben Arbeitsmaschinen oder als Baukonstruktion,

F i g. 3 die Darstellung des Aufbaues des gefertigten Körpers aus einzelnen Schichten.

Es wird die Oberfläche der entsprechend ausgebildeten negativen Form mit einem Formtrennmittel behandelt, worauf auf die Oberfläche die den verschleißfesten Zusatz enthaltende untere Schicht 1 aufgebracht wird. Als untere Schicht 1 kann eine ungesättigte Polyesterharzschicht, insbesondere eine Polyesterharzschicht mit thixotropen Eigenschaften, welche das thixotrop machende Mittel, beispielsweise Kieselsäure,

in Anteilen von 4 bis 7% enthält, verwendet werden. Als andere zweckmäßige Möglichkeit können für die untere Schicht 1 Epoxyharze, insbesondere mit thixotrop machenden Mitteln, beispielsweise Kieselsäure, in Anteilen von 4 bis 7%, vermischte Epoxyharze, verwendet werden. Zur Ausbildung der Verschleißfestigkeit der unteren Schicht 1 werden 100 bis 140Gew.-% Schleifkörnchenzusatzmaterialien zugesetzt. Unter den Schleifkörnern haben sich die mit Größen von 140 bis 400 μΐη, insbesondere graues Siliciumcarbid, Elektrokorund und Quarzmehl, als am vorteilhaftesten erwiesen. Solche sind in der »ungarischen Norm 4506 'Schleifwerkzeuge. Elektrothermische Kornmaterialien'« abgehandelt.

Nach dem Härten der unteren Schicht 1 wird die von ^ den Maßen des zu formenden Körpers abhängige etwa 4 bis 6 mm dicke glasfaserverstärkte Harzschicht 2 aufgebracht. Als Kunststoff für die glasfaserverstärkte Harzschicht 2 kann ein ungesättigtes Polyesterharz verwendet werden. Am vorteilhaftesten erwiesen sich die ungesättigten Polyesterharze, welche für die sogenannten Kontaktverfahren, bei denen die Härtung bei Raumtemperatur durch Zugabe eines geeigneten Katalysatorsystemes, beispielsweise von Benzoylperoxyd/Dimethylanilin oder Kobaltnaphthenat/Methyläthylketonperoxyd beziehungsweise Kobaltoctoat/Cyclohexanonperoxyd erfolgt, geeignet sind. An die Kunstharze für die glasfaserverstärkte Harzschicht 2 wird die Anforderung gestellt, daß sie neben guten Festigkeitseigenschaften und einer guten Chemikalienbeständigkeit die verwendeten Verstärkungsmaterialien in ausreichendem Maße benetzen und durchtränken. Für Omnibustreppen wurde ein Harz mit einem Kobaltnaphthenat/Cyclohexanonperoxyd-Katalysatorsystem verwendet. Als Kunstharze für die glasfaserverstärkte Harzschicht 2 können auch sogenannte für Schichtstoff geeignete Epoxyharze (Epoxylaminierharze), welche bei Raumtemperatur härten, verwendet werden. [Einschlägiges Schrifttum: H. Jahn: Epoxidharze. VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1969 und P. F. Bruns: Epoxy Resin Technology, Interscience Pubiishers, John Wiley Sons. Inc. 1968.] Die Verstärkungsmaterialien der Polyester- beziehungsweise Epoxyharze können bekannte Giasfaserverstärkungsmaterialien sein. So können sie Glasmatten, insbesondere auf eine Länge von etwa 50 mm geschnittene und aus Durchmesser von 9 bis 12 μπι aufweisenden Glasfaden beziehungsweise -fasern aufgebaute filzartige Produkte mit verschiedenen Dicken beziehungsweise Flächengewichten, beispielsweise von 450 g/cm², sein. Besonders vorteilhaft werden Glasmatten mit einem Flächengewicht von 450 g/m² bei den Handaufbauverfahren, Vakuum-Gummisackverfahren, Drucksackverfahren und Kaltpreßverfahren verwendet. Bei den Spritzverfahren (Spritzen von glasfaserverstärktem Harz) werden aus endlosen Glasfäden beziehungsweise -fasern bestehende Rovingfäden beziehungsweise -fasern mit Durchmessern von 8 bis 12 μπι verwendet Ferner können als Verstärkungsmaterialien aus, beispielsweise Flächengewichte von 400 bis 600 g/m² aufweisenden, Glasseiden- beziehungsweise Rovingfäden gewebte Gewebe, Leinen, Atlasse und Köper dienen. Die einzelnen Verstärkungsmaterialien können allein oder in Kombination verwende¹ werden (beispielsweise können beim Spritzen Rovingfä den/Glasgewebe-Kombinationen oder Glasmatteni Glasgewebe-Kombinationen eingesetzt werden). Dei Glasgehalt hängt immer von der Art des Verstärkungs materiales ab. So kann bei zusammen mit. Glasmatter gespritzten Rovingfäden ein Glasgehalt von 25 bis 30 Gew.-°/o und bei Glasgeweben ein Glasgehalt von 4C bis 50 Gew.-°/o erreicht werden. Dies hängt auch von der angewandten Verfahrenstechnik ab. Bei den Handaufbau- und Spritzverfahren können etwa die obiger Werte erreicht werden, während in den Fällen, ir welchen das Formen unter Druck erfolgt, die obigen Werte um etwa 5 bis 10% größer sind. (Schrifttum bezüglich der Glasverstärkungsmaterialien: K. A. F.

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Zechner & Hüthig Verlag GmbH, Speyer).

Nach dem Aufbringen der glasfaserverstärkten Harzschicht 2 werden die Halbfertigerzeugnisse aus der Form herausgehoben und der Hohlraum wird mit einem zur Ausbildung einer Sandwichstruktur 3, 4 geeigneten Kunststoffschaum, Balsaholz oder syntaktischen Schaumstoff 3, zweckmäßigerweise einem solchen mit geschlossener Zellenstruktur und einem Schüttgewicht von 60 bis 100 kg/m³, gefüllt. Solche Materialien sind beispielsweise Harzpolyvinylchloridschaumstoffe mit einem Schüttgewicht von 60 kg/m³ und Balsaholz. Es können auch andere Kernmaterialien für die Sandwichstruktur 3, 4 verwendet werden. So können solche mit Tuben- oder Wabenstruktur verwendet werden. Der Kunststoffschaum kann auch aus Polyurethan oder Polystyrol bestehen. Zweckmäßige syntaktische Schäume enthalten 60 Vol.-Teile Glas- oder Kunststoffballons im Polyester- oder Epoxyharz. Die durch Verkleben eingepaßte, die Sandwichstruktur 3,4 bildende Schaumstoffschicht 3 wird von unten gepreßt, verdichtet und kaschiert und durch die Sandwichstruktur 3,4 kann die Steilheit der geformten Körper in hohem Maße erhöht werden.

Bei der Herstellung der Körper können die bei der Verarbeitung von Polyester- beziehungsweise Epoxyharzen üblichen Verfahrensweisen angewandt werden.

Bezüglich der Verarbeitung von Kunststoffen mit Glasfasern wird auf das folgende zusammenfassende Fachschrifttum verwiesen: H. Hagen, Glasfaserverstärkte Kunststoffe, Springer Verlag, Berlin, 1961, Wende (Moebes) Marten, Glasfaserverstärkte Plaste, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1969 und P. H. Seiden, Glasfaserverstärkte Kunststoffe, Springer Verlag, Berlin, 1.967.

Nach der Ausbildung der Sandwichstruktur 3,4 wird die untere Oberflächenschicht derselben und damit des Körpers mit einer Maske bedeckt und die nun obere Oberfläche 1 (in der Form war sie die untere Oberfläche) durch Sandspritzen aufgerauht. Auf die aufgerauhte Oberfläche wird eine dünne obere Oberflächenschicht 5 aus Epoxy- oder Polyesterharz aufgebracht, welche mit einem rutschhemmenden Zusatzstoff, vorteilhafterweise einem körnigen mineralischen Zusatzstoff, bedeckt wird Nach dem Härten der Schicht wird das überschüssige Zusatzmaterial von der Fläche abgefegt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Fertigung von schichtenförmig aufgebauten Treppen und Gehflächen mit rutschsicheren und verschleißfesten Oberflächen, bei dem eine einen verschleißfesten Zusatz enthaltende untere Schicht auf Kunstharzbasis auf die Oberfläche einer dem zu formenden Körper entsprechenden negativen Form aufgebracht und nach dem Härten weitere Schichten aufgebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß