DE2512152A1

DE2512152A1 - Verfahren zur herstellung von koerpern aus glasfaserverstaerktem kunststoff mit schaumstoffkern

Info

Publication number: DE2512152A1
Application number: DE19752512152
Authority: DE
Inventors: Guenter Beermann
Original assignee: GRAF HAGENBURG GmbH
Current assignee: GRAF HAGENBURG GmbH
Priority date: 1975-03-20
Filing date: 1975-03-20
Publication date: 1976-10-07

Description

Beschreibung der Erfindung Verfahren zur Herstellung von Körpern aus glasfaserverstärktem Kunststoff mit Schaumstoffkern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mit Schaumstoff gefüllten Hohlkörpern aus glasfaserverstärktem Kunststoff, wie z.B. Surf-Brettern.
Derartige Hohlkörper sollen eine glatte, formgenaue, z.B. hydrodynamischen Bedingungen exakt entsprechende Oberflächen haben, die völlig geschlossen und dicht sind und die in ihrem Aufbau allen klimatischen und statischen wie dynamischen Belastungen standhalten.
Dies gilt vorallem für Surf-Bretter, die sehr geringes Gewicht mit hoher Festigkeit einerseits und günstiger aber sehr exakter hydrodynamischer Formgebung verbinden sollen. Sie sind an der Grenze zwischen Meerwasser und Luft erheblichen chemischen und physikalischen Angriffen sowie raschen Temperaturschwankungen innerhalb hoher Spannen ausgesetzt.
Derartige Hohlkörper werden halbschalig in der Form, meist durch Verpressen in Form und Gegenform hergestellt, wobei zunächst in die Form eine nicht tragende Feinschicht eingebracht und auf diese tragendes Laminat und Kunstharz aufgetragen wird. Diese Halbschalen werden dann meist mit angeformten Flanschen zusammengeklebt. Der entstandene Hohlraum wird sodann so vollständig wie möglich ausgeschäumt.
Beim Ausschäumen läßt es sich kaum vermeiden, daß zwischen der Kunststoffschale und dem Schaumkörper Hohlräume oder Luftblasen verbleiben, da eine zuverlässige Entlüftung des Hohlraumes beim Verschäumen nicht möglich ist Bei Wärmedehnung der eingeschlossenen Luft, z.B. in Folge intensiver Sonnenbestrahlung, tritt durch Erweiterung der Blasen ein Abschäleffekt zwischen dem Schaumkörper und der Schale ein, der zu deren vollständigen Ablösung führen kann. Die entstandenen Hohlräume können durch Aufnahme von Wasser in der Gasphase über kleinste Poren der Schale oder der Flanschverklebung zu Kondenzwasserbildungen führen. Das sich ansammelnde Wasser kann das Glaslaminat der von innen ungeschützten Schale angreifen und dessen Festigkeit rasch bis zur Hälfte herabsetzen.
Der zum Verkleben der Halbschalen dienende Flansch wiederum stellt eine ästhetisch sehr unbefriedigende Unterbrechung der Formgestaltung dar. Er ist bei im Wasser schwimmenden Geräten hydrodynamisch äußerst ungünstig und stellt bei sich schnell bewegenden Geräten, wie z.B. Surf-Brettern eine nicht zu unterschätzende Verletzungsgefahr für Benutzer oder für Schwimmer dar.
Um den Flansch zu vermeiden, kann an sich die Schale auf einem Schaumkern im Handauflegeverfahren aufgetragen werden. Jedoch ist es dann nicht möglich, eine Feinschicht anzubringen, die eine ausreichend glatte Oberfläche aufweist. Die Glasfasern des Laminats können dann nur durch aufgetragene nicht verpresste und mit der Kernschicht nicht vernetzten Überzüge geschützt werden, die sich verhältnismäßig rasch abnützen, z.B. an den Trittflächen von Surf-Brettern. Bei Benetzung solcher Flächen freigelegten Laminats ist dann die vorgenannte Herabsetzung der Festigkeit der Glasfasern nicht vermeidbar.
Aufgabe der Erfindung ist die Herstellung eines mit Schaumstoff gefüllten Hohlkörpers aus glasfaserverstärktem Kunststoff mit formgenauer aus einer mit der glasfaserverstärkten Kunststoffschicht quervernetzten, gegebenenfalls in sich eingefärbten Feinschicht, die eine nahtlose Oberfläche ohne Flansch verbindungen aufweist, wobei zwischen der Schale des Körpers und der Schaumstoffüllung eine feste Verbindung ohne Hohlraum oder Luftblasen besteht.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß über einem vorgeformten Kern aus verschäumtem Kunststoff eine tragende nahtlose Kernschicht aus glasfaserverstärktem Kunststoff unter Verdrängung aller zwischen dem Kern und der Kernschicht entstehenden Luftblasen aufgebracht wird und auf dieser vor ihrem Aushärten eine oder mehrere auf einer formgebenden Unterlage vorgefertigte, aus einer aus feinfasrigem mit gleichem Kunstharz flexibler oder zäher Einstellung getränktem Glasfaserlaminat bestehenden Feinschicht gebildete Masken nach deren fast völligem Aushärten aufgelegt werden, die so maßgenau zugeschnitten sind, daß ihre Ränder bei völligem und unmittelbaren Umschließen der Kernschicht nahtlos aufeinanderstoßen, und daß sodann die die Masken bildende Feinschicht auf die Kernschicht mittels eines den Körper umschließenden, die Negativform seines gewünschten Fertigzustandes darstellenden Werkzeuges unter Anwendung von Druck und Hitze verpresst wird.
Durch das Auftragen der Kernschicht auf den Schaumstoffkern wird eine innige, insbesondere blasenfreie Verbindung zwischen der Schaumstoffoberfläche und der Kernschicht erzielt, so daß ihr Ablösen oder Abschälen mit Sicherheit vermieden ist. Das Auftragen und Aufpressen der die Feinschicht bildenden Masken ergibt eine glatte allseits geschlossene und nahtlose Oberfläche des fertigen Körpers. An den Stoßstellen des feinfasrigen Laminates der Masken entsteht eine nahtlose Verbindung des ausgehärteten Harzes. Es ist ohne Bedeutung, daß sich das Laminat an dieser Stelle nicht überlappt, da die Feinschicht keine tragende, sondern nur eine abdeckende Aufgabe hat. Das Verpressen der noch weichen Kernschicht mit der noch nicht völlig ausgehärteten Feinschicht der Masken ergibt im endgültigen Aushärten einen homogenen nahtlosen und durchgehend quervernetzten Körper. Das Abwarten einer weitgehenden Vernetzung der Feinschicht hat den Zweck, daß dann die Masken gut gehandhabt und auf die Kernschicht aufgezogen und in Lage und Form gebracht werden können. Im Harz der Feinschicht sind dann noch in ausreichendem Maß Bindungen frei, die zur Vernetzung mit dem der Kernschicht zur Verfügung stehen. Außerdem werden solche Bindungen durch das überschüssige Styrol der Kernschicht erneut aktiviert. Das noch weiche Harz der Kernschicht paßt sich beim Verpressen der Form der Masken völlig und ohne Hohlraumbildung an. Das aus den Fugen der Maske herausgequetschte überschüssige Harz kann in entsprechende Ausbildungen der Pressform abgeführt werden. Die Dauer der Standzeit der Masken zwischen ihrer Herstellung /ihrem Auflegen und dem Verpressen von Kern- und Feinschicht beträgt zweckmäßigerweise ein bis drei Tage. Die formgebende Unterlage für die Herstellung der Feinschicht entspricht bereits der Form des festen Körpers. Sie kann eine beliebige Hohlform aufweisen, wobei jedoch Unterschneidungen vermieden werden müssen. Die Oberfläche der Unterlage kann entweder völlig glatt sein, um eine glatte Oberfläche des Körpers zu erhalten oder sie kann die Negativform einer gewünschten Oberflächenstruktur des fertigen Körpers aufweisen, z.B. eine Riffelung auf der Trittfläche eines Surf-Brettes.
Die Feinschicht kann entweder ganz oder nur schichtenweise durch Zusetzen von Farbpigment in ihrer ganzen Fläche oder in Mustern eingefärbt sein.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es eigen Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Surf-Brettes mit geriffelter Trittfläche.
Fig. 2 einen Schnitt durch dieses Brett in der Ebene I - I.
Der Kern 1 des in Fig. 1 dargestellten Surf-Brettes ist ein in einer Druckform ausgeschäumter Körper aus Polyurethanhartschaum, der als verlorener Formkern dient. Auf ihm ist die tragende Kernschicht 2 aus starkfasrigen Laminaten aufgetragen, die mit Polyurethankunstharz getränkt sind. Durch Anpressen und Ausrollen wird ein enger Kontakt dieser Schicht mit dem Formkern hergestellt und etwa verbleibende Luftblasen ausgetrieben. Sodann werden zwei schalenförmige Unterlagen mit glatter innerer Oberfläche, die der Form der oberen und der unteren Hälfte des Surf-Brettes entsprechen und für die Herstellung einer oberen Maske 3 und einer unteren Maske 4 dienen, bereitgestellt. Die die oberen Maske 3 formende Unterlage weist im Bereich der Trittfläche 5 des Surf-Brettes eine Riffelung auf, die eine Negativform der späteren Oberflächenstruktur dieser Trittfläche darstellt. In diese schalenförmigen Unterlagen wird sodann mit gleichem Polyesterharz getränktes feinfasriges Laminat gelegt, wobei für ein vollständiges und glattes Anliegen auf der Unterlage in bekannter Weise durch Anpressen und Anrollen Sorge zu tragen ist. Die verwendete Harzmischung dieser Feinschicht ist so eingestellt, daß die aushärtenden Masken eine flexible und zähe Schicht darstellen, die über die noch weiche Kernschicht gezogen werden kann. Das Harz der Feinschicht wird durch Beimischen von Farbpigment in gewünschter Weise eingefärbt, wobei sich dieses Einfärben auf die unterste, der Unterlage nächste Schicht beschränken kann; d.h., daß zunächst ein Auftrag von eingefärbtem Harz erfolgt, bevor die Laminate aufgelegt werden.
Nach Aushärten der Feinschicht über die Dauer von etwa drei Tagen wird diese so zugeschnitten, daß die beiden Masken 3 und 4 beim Aufpressen auf die Kernschicht mit ihren Kanten stumpf und nahtlos aufeinanderstoßen. Die Masken 3 und 4 werden sodann auf die Kernschicht 2 aufgezogen. Durch Aufpressen mit einem geschlossenen Werkzeug, das genau die Negativform des Surf-Brettes darstellt, wird die die Masken 3 und 4 bildende Feinschicht mit der Kernschicht unter Anwenden von Druck und Hitze zu einer durchgehend und völlig vernetzten Einheit verbunden.
Das erhaltene Surf-Brett weist eine glatte standfeste und den Beanspruchungen des Gebrauchs und den Angriffen des Seewassers und der klimatischen Einflüsse widerstehende Oberfläche auf. An der Trittfläche 3 ergibt sich eine gewünschte, das Abrutschen verhindernde Struktur. Das Surf-Brett weist glatte Seitenränder auf, so daß die sich sonst durch Flansche hervorgerufene Verletzungsgefahr vermieden ist.
In gleicher Weise können andere Gegenstände mit nicht zu komplizierten Oberflächenformen, z.B. Schwimmer, Bootsteile, Möbelstücke oder Rohre hergestellt werden.
Patentansprüche

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Herstellung von mit Schaumstoff gefüllten Hohlkörpern aus glasfaserverstärktem Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß über einem vorgeformten Kern (1) aus verschäumtem Kunststoff eine tragende nahtlose Kernschicht (2) aus glasfaserverstärktem Kunststoff unter Verdrängung aller zwischen dem Kern (1) und der Kernschicht (2) entstehenden Luftblasen aufgebracht wird und auf dieser vor ihrem Aushärten eine oder mehrere auf einer formgebenden Unterlage vorgefertigte, aus einer aus feinfasrigem, mit gleichem Kunstharz flexibler aber zäher Einstellung getränktem Glasfaserlaminat bestehenden Feinschicht gebildeten Masken (3,4) nach deren fast völligen Aushärten aufgelegt werden, die so maßgenau zugeschnitten sind, daß ihre Ränder bei völligem und unmittelbaren Umschließen der Kernschicht (2) nahtlos aufeinanderstoßen und daß sodann die die Masken (3,4) bildende Feinschicht auf die Kernschicht mittels eines den Körper umschließenden, die Negativform seines gewünschten Fertigzustandes darstellenden Werkzeuges unter Anwendung von Druck und Hitze verpresst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masken (3,4) mit der Kernschicht (2) nach Aushärten der sie bildenden Feinschicht über die Dauer von 1 bis 3 Tagen verpresst werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1,2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Masken (3,4) bildende Feinschicht bei ihrer Herstellung ganz oder teilweise mit Farbpigment durchsetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1,2,3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlagen oder die Unterlagen zur Herstellung der Masken eine Negativform des herzustellenden Körpers und die Oberfläche dieser Unterlagen oder Unterlagen die Negativform der Oberflächenstruktur der Maske bilden.
5. Nach dem Verfahren zu Anspruch 1,2,3,4, hergestellter Körper, dadurch gekennzeichnet, daß er eine um einen vorgefertigten Kern (1) aus verschäumtem Kunststoff gelegte tragende Schicht (2) aus grobfasrig glasfaserverstärktem Kunststoff und eine über dieser liegende und mit ihr quervernetzte nahtlose, mit einer vorgeformt glatten oder vorgeformt strukturierten Oberfläche versehene Feinschicht aus mit Kunststoff durchsetztem feinfasrigem Glaslaminat aufweist, wobei dieses Laminat an seinen Rändern stumpf aufeinanderstößt.
6. Körper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinschicht mit Farbpigment ganz oder teilweise durchsetzt ist.
7. Körper nach Anspruch 5,6, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Surf-Brett ist.
8. Körper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß seine Trittfläche (5) eine vorgeformte Riffelung der Feinschicht aufweist.