DE2929992A1

DE2929992A1 - Verfahren zur herstellung von formkoerpern

Info

Publication number: DE2929992A1
Application number: DE19792929992
Authority: DE
Inventors: Fritz Berger; Udo Lauterbach; Hermann Wetzel
Original assignee: Metzeler Schaum GmbH
Current assignee: Metzeler Schaum GmbH
Priority date: 1979-07-24
Filing date: 1979-07-24
Publication date: 1981-02-19
Also published as: DE2929992C2

Description

Verfahren zur Herstellung von Formkörpern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus einem Schaumstoffkern und einer als Randzonenverstärkung dienenden Deckschicht.
Solche Formkörper werden in großem Umfang in der Fahrzeug-, Gehäuse-, Bau- und Möbelindustrie verwendet.
Zur Herstellung solcher Formkörper werden verschiedene Verfahren eingesetzt. So kann beispielsweise der Hohlraum zwischen zwei vorgeformten Deckschichten ausgeschäumt werden; als Alternative hierzu können die Deckschichten im Handauflege-Laminierverfahren im Werkzeug hergestellt und anschließend ausgeschäumt werden; und schließlich läßt sich der fertige Schaumstoffkern noch nachträglich mit den Deckschichten kaschieren.
Alle diese Verfahren werden in der Praxis eingesetzt und haben jeweils für die Fertigung spezieller Produkte bestimmte Vorteile. Nachteilig ist jedoch bei allen diesen Verfahren, daß ihr Fertigungsaufwand relativ hoch ist, da wegen der hohen Rüste und/oder Verweil-Zeiten der Formlinge in den Werkzeugen keine Serienfertigung solcher Formkörper möglich ist.
Dabei muß auch berücksichtigt werden, daß solche Formkörper im allgemeinen sehr hohen Beanspruchungen ausgesetzt werden; als Beispiel darf auf die Verwendung eines solchen Formkörpers als Sitzschale in einem Kraftfahrzeug hingewiesen werden.
Eine solche starke Beanspruchung des Formkörpers beim Einsatz bedingt wiederum eine sehr sorgfältige Fertigung, da bereits geringe Fertigungsfehler, beispielsweise keine optimale Verbindung zwischen dem Schaumstoffkern und der Deckschicht, schon nach kurzem Gebrauch zu Beanstandungen führen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern der angegebenen Gattung zu schaffen, bei dem die o.e. Nachteile nicht auftreten.
Insbesondere soll ein Verfahren vorgeschlagen werden, mit dem bei geringem Fertigungsaufwand auch sehr hoch beanspruchbare Formkörper hergestellt werden können.
Dies wird bei einem Verfahren der angegebenen Gattung erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zumindest auf einer Seite einer Platte aus warmverformbarem Polyurethan-Hartschaum ein UP-Prepreg aufgelegt und dieser erwärmte Körper durch Pressen unter Aushärtung des Polyesters verformt wird.
Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen zusammengestellt.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen darauf, daß zumindest zwei verschiedene Halbzeuge, nämlich die Platte aus warmverformbarem Polyurethan-Hartschaum und die UP-Prepregs in einem Arbeitsgang, nämlich durch Pressen, miteinander verbunden und verformt werden, wodurch sich der Fertigungsaufwand im Vergleich mit dem herkömmlichen, mehrere Arbeitsgänge erfordernden Verfahren wesentlich vereinfacht.
Weiterhin sind die verwendeten Materialien selbstklebend, so daß keine zusätzliche Klebstoffschicht aufgebracht werden muß.
Mit diesem Verfahren lassen sich auch Verbundkörper aus zwei oder mehr Lagen herstellen, beispielsweise aus einem stützenden Schaumstoffkern und zwei tragenden, hoch beanspruchbaren Deckschichten.
Dabei ergibt sich eine so innige Verbindung zwischen dem Schaumstoffkern und der bzw. den Deckschichten, daß eine Belastung der Oberfläche des Formkörpers sehr gleichmäßig auf den stützenden Kern übertragen wird. Dies gilt auch dann, wenn der Schaumstoffkern nach der Verformung eine relativ ungleichmäßige, stark von der Form der Ausgangsplatte abweichende Form hat.
Zur hohen Beanspruchbarkeit trägt auch wesentlich bei, daß die Deckschicht eine geschlossene Oberfläche hat, also keine Angriffspunkte vorhanden sind, wie es bei einer porösen Oberfläche,beispielsweise einer Schaumstoffoberfläche, der Fall wäre.
Nach der Aushärtung des ungesättigten Polyesterharzes ergibt sich eine sehr widerstandsfähige Deckschicht, die in Verbindung mit dem stützenden Schaumstoffkern awh höchsten Beanspruchungen gewachsen ist.
Um einen günstigen Kompromiß zwischen einer möglichst kurzen Aushärtzeit des Polyesterharzes einerseits und einer den Hartschaum noch nicht angreifenden Temperatur andererseits zu erhalten, sollten UP-Prepregs verwendet werden, die bei Temperaturen zwischen 100 und 1200 C, insbesondere bei ca. 1100 C, gute Fließeigenschaften und außerdem kurze Aushärtzeiten haben.
Eine Rezeptur für solche UP-Prepregs wird im folgenden angegeben.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur den Verfahrensablauf schematisch darstellt.
Eine den Kern des Formkörpers bildende Platte 1 aus warmverformbarem Polyurethan-Hartschaum wird in einer Aufheizvorrichtung 2 auf ihre Verformungstemperatur erwärmt. Diese Verformungstemperatur beträgt bei Polyäthylen-Schäumen etwa 4150 K, bei TPI-Schäumen etwa 4750 K.
Als Aufheizvorrichtung 2 kann beispielsweise ein Umlaufofen, IR-, UV-Strahler oder Kontaktheizplatten verwendet werden.
Während diesg Aufheizung der Platte 1 verbleiben die die Deck- schichten bildenden UP-Prepregs 5 auf Raumtemperatur.
Gleichzeitig wird das Umformwerkzeug temperiert, und zwar auf eine Temperatur im Bereich von etwa 290 - 4150 K; bei Verwendung von TPI-Schäumen in Verbindung mit UP-Prepregs hat sich eine Temperatur des Formwerkzeuges von etwa 3750 K als zweckmäßig herausgestellt.
Die Werkzeuge bestehen aus metallischen Werkstoffen und besitzen Schneidkanten, so daß auch scharfe Ecken und Kanten gebildet werden können; außerdem müssen die mit dem Formkörper bzw.
seiner Deckschicht in Berührung kommenden Oberflächen des Werkzeuges poliert sein, weil das Polyesterharz der UP-Prepregs die Werkzeugoberfläche auf dem fertigen Formkörper abbildet.
Es werden UP-Prepregs mit folgender Rezeptur verwendet: 100 Teile UP-Harz V4336 3 Teile MgO 1 Teil des Peroxides P 13 10 0,5 Teile des Peroxides Perkadox 16 0,5 Teile eines Polymerisations-Inhebitors, und zwar TBK-Lösung 10 VH 1 Teil eines Eindickbeschleunigers, und zwar V 4131, 2 Teile Zinkstearat zur Verbesserung der Fließeigenschaften.
Nach dem Aufheizen der Platte 1 aus warmverformbarem Polyurethan-Hartschaum und der Temperierung des Werkzeuges wird die Platte 1 zusammen mit den UP-Prepregs 5 zwischen die Hälften 3 des Werkzeuges gebracht und mittels einer Presse 4 verformt.
UP-Prepregs mit der o.a. Rezeptur springen bereits bei Temperaturen an, die den Polyurethan-Hartschaum auch über einen längeren Zeitraum nicht beschädigen. Unter Berücksichtigung dieses Gesichtspunktes wurde auch die Werkzeugtemperatur eingestellt.
Nachdem eine definierte Aushärtezeit verstrichen ist, wird das Werkzeug geöffnet, der fertige Formkörper 6 entnommen und auf Raumtemperatur abgekühlt. Anschließend kann der Formkörper 6, bei Bedarf, weiterbearbeitet werden.
Bei Bedarf kann ein solcher Formkörper noch mittels eines zusätzlichen Stempels vorgeformt werden, damit die Verformung und damit die Beanspruchung durch die erkreughälften 3 bzw. die Presse 4 nicht zu hoch wird.
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Claims

Patentansprüche 1.)Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus einem Schaumoffke rn und einer als Randzonenverstärkung dienenden Deckschicht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zumindest auf einer Seite einer Platte aus warmverformbarem Polyurethan-Hartschaum ein UP-Prepreg aufgelegt wird, und daß der erwärmte Körper durch Pressen unter Aushärtung des Polyesters verformt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die UP-Prepregsbei Temperaturen zwischen 1000 C und 1200 C, insbesondere bei ca. 1100 C gute Fließeigenschaften und kurze Aushärtzeiten haben.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß UP-Prepregsmit folgender Rezeptur verwendet werden: 100 Teile UP-Harz mit einer Säurezahl von 20 - 50, insbesondere 25 - 40, 1 - 7 Teile, insbesondere 2 - 4 Teile MgO, 0,2 - 2 Teile, insbesondere 0,2 - 1,5 Teile eines Peroxides für die Auslösung der Aushärtung des Polyesters, und 0,2 - 2 Teile, insbesondere 0,3 - 1,0 Teile eines Polymerisations-Inhibitors.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die UP-Prepregseinen Eindickbeschleuniger zur Verkürzung der Reifezeit der Harzmischung sowie Zinkstearat enthalten.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß UP-Prepregsmit folgender Rezeptur verwendet werden: 100 Teile UP-Harz V4336, 3 Teile MgO, 1 Teil eines Peroxides P 1310, 0,5 Teile eines Peroxides Perkadox 16, 0,5 Teile des Polymerisations-Inhibitors TBK-Lösung 10 VH, 1 Teil des Eindickbeschleunigers V4l3l, 2 Teile Zinkstearat