DE3213610A1 - Verfahren zur herstellung leichter, isolierender, biegsamer, steifer oder halbsteifer elemente in tafeln oder stuecken verschiedener formen und staerken, und durch das verfahren hergestellte elemente - Google Patents

Verfahren zur herstellung leichter, isolierender, biegsamer, steifer oder halbsteifer elemente in tafeln oder stuecken verschiedener formen und staerken, und durch das verfahren hergestellte elemente

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DE3213610A1 DE19823213610 DE3213610A DE3213610A1 DE 3213610 A1 DE3213610 A1 DE 3213610A1 DE 19823213610 DE19823213610 DE 19823213610 DE 3213610 A DE3213610 A DE 3213610A DE 3213610 A1 DE3213610 A1 DE 3213610A1
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung leichter, isolierender, biegsamer, steifer oder halbsteifer Elemente sowie die durch das Verfahren hergestellten Elemente.
Unter "Elementen" sind hier Tafeln bzw. Platten oder
Stücke unterschiedlicher Form und Stärke zu verstehen. Daher fallen unter diesen Begriff selbsttragende Teile wie Karosserien, Instrumententafeln und Tischplatten, IQ KarosserieauskleLdungen usw., wie sie in der Automobil-Industrie gebraucht werden, wobei die vorstehende Aufzählung nicht als abschließend und einschränkend angesehen werden kann.
Man kenn bereits eine große Anzahl von Verfahren zur Herstellung derartiger Elemente. Jedoch sind die verfügbaren bekannten Techniken oder die damit herstellbaren Elemente aufgrund gewisser Eigenschaften nicht zufriedenstellend. Derartige Eigenschaften sind beispielsweise das spezifische Gewicht und/oder die Steifigkeit und/oder die Elastizität oder Biegsamkeit und/oder die Widerstandsfähigkeit und/oder die mechanische Festigkeit und/oder die Wärmebeständigkeit und/oder das Aussehen usw.. Das bedeutet, daß man zur Erlangung erstrebter Ergebnisse entweder in der Herstellungsverfahren eingreifen muß, und zwar entweder bei den Verfahrensschritten, oder den Versuchsbedingungen und/oder der Art der Verbindungen, der Zusammensetzungen, der verwendeten Substanzen und Werkstoffe, oder die Verfahren sind verhältnismäßig komplex und/oder wenig wirtschaftlich, wenn sie auf Endprodukte abzielen, die wohlbestimmte Eigenschaften und Kennzeichen verbürgen.
Die Erfindung beseitig diese Schwierigkeiten dank eines einfachen und wirtschaftlichen Verfahrens, mit dem unter den gleichen Betriebsbedingungen nach Belieben eine
ganze Skala von Endprodukten herstellbar ist, welche von biegsam bis steif über halbbiegsam und halbsteif reicht.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß ein biegsames poröses Material, dessen innere Struktur vorzugsweise offene Zellen oder Poren aufweist, mit der gewünschten Menge einer Lösung einer Verbindung, die der Familie der Isocyanate angehört und die in ihrer
jQ Formel mindestens eine NCO-Gruppe enthält, imprägniert wird, wobei das Material schon die endgültige, gewünschte Form aufweisen kann oder auch nicht, und wobei die Vernetzung der Verbindung unter Bildung eines Harnstoff- oder Biuret-Derivats erfolgt, nachdem sie mit Wasser zur Reaktion gebracht wird.
Die der Familie der Isocyanate angehörenden Verbindungen können beispielsweise die Isocyanate selbst sein (rein oder roh), wie das TDI (Toluol-diisocyanat) oder das MDI (4,4'-Diphenylmethan-diisocyanat), Polymere der Isocyanate, die noch mindestens eine NCO-Endgruppe enthalten und in allgemeiner Form alle Verbindungen, deren Moleküle wenigstens eine NCO-Endgruppe enthalten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erhält man die gewünschte Menge der Lösung der Isocyanatverbindung wenn nötig durch Ausdrücken der Menge der überschüssigen Flüssigkeit aus dem völlig durchtränkten Material, bis die gewünschte Menge noch vorhanden ist.
Wenn das Ausgangselement nicht schon die Form aufweist, die der gewünschten Endform des Elements entspricht, kann diese in Ausgestaltung der Erfindung vor oder während der Vernetzung durch Gesenkformen, Tiefziehen, Walzen, Prägen, Formen oder gleichartige Verfahren geschaffen werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Schaffung biegsamer, halbbiegsamer, steifer oder halbsteifer Elemente je nach der für die Imprägnierung verwendeten Isocyanatverbindung, ohne daß an den Herstellungsbedingungen etwas geändert werden muß. Die Reaktionen der Isocyanatreste mit Wasser sind bekannt. Die Vernetzung durch die Harnstoff- und Biuret-Derivate ist um so stärker, je mehr NCO-Reste die Ausgangsverbindung enthält. Das erklärt die Mannigfaltigkeit der Eigenschaften hinsicht- IQ lieh der Biegsamkeit oder der Steifigkeit, die man auf diese Weise erhalten kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können Elemente mit einer Oberflächengestalt geschaffen werden, die gegenüber dem Aussehen der Elemente vor der Durchführung des Verfahrens verändert ist, indem der Imprägnierungsschritt von einem Schritt gefolgt oder begleitet wird, bei dem auf eine oder beide Seiten des Ausgangselements ein faseriges odor fibröses Material in Form von unterschiedlichen bekannten, getrennten Fasern (kurz oder lang) aus fibröser Wolle oder Watte oder Matten aufgebracht wird. Diese Fasern können aus einem natürlichen oder künstlichen Ausgangsstoff sein, sie können organisch oder mineralisch sein, wie Glasfasern, tierische oder pflanzliche Fasern oder synthetische Fasern. Die Isocyanatverbindung dient, dann zur Umhüllung und Haftvermittlung der Fasern untereinander.
Eine derartige Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, da die Isocyanatverbindung einmal als Imprägnierstoff für die Zellen und die Oberflächen des porösen Ausgangselementes wirkt, wie auch als Verbindungsstoff (an den Ubergangsflachen) zwischen den Fasern und dem Element einerseits und zwischen den Fasern untereinander andererseits, und als Umhüllungsstoff der Fasern, wobei die so geschaffene Verbindung nach der Vernetzung einen innigen
Verbund darstellt, in dem die verwendeten Fasern infolge der Benetzung und Verbindung sowohl einen innigen Bestandteil des porösen Elementes selbst ergeben, als auch eine Oberflächenschicht bilden, die gleichzeitig Teil der Oberfläche des porösen Elements ist.
Außerdem ist es möglich, die Oberflächen noch dadurch zu verändern, daß ein Schichtmaterial durchgehender Struktur wie beispielsweise eine Bahn aus Papier, Karton, , n Watte, Leinen, eine Gewebeschicht oder eine dünne Kunststoffolie oder dgl. angeordnet wird, wobei die Isocyanatverbindung auch als Haftmittel wirkt.
Dabei kann die Reaktion der Vernetzung aktiviert, be-, f- schleunigt oder anderweitig beinflußt werden, indem, wie an sich bekannt, Katalysatoren oder andere Beschleuniger und/oder Wärme zugeführt werden.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung 2Q anhand der beigefügten schematischen Darstellung näher erläutert.
- Verwendetes poröses Element (oder Schaumstoff): Watte aus zellularem Polyäther mit einem spezifischen Gewicht von 14 kg/m3 und einer Stärke von 7 mm;
- Isocyanat: MDI (4,4'-Diphenylmethan-diisocyanat)
in einem chlorierten Lösungsmittel (50/50 Gewichtsanteil) ;
- Glasfasern in einer Länge von 2 cm;
- Polyäthylenfolie mit 25 g/m2;
- Überzug:
auf einer Seite: Faservlies (nicht gewebt) mit 200 g/m2 auf der anderen Seite: Faservlies (nicht gewebt) mit 50 g/m2 .
ι Dor Schaumstoff M wird bei 1 durch Tränken mit einer Mischung MDI/Lösung imprägniert. Bei 1a wird anschließend Flüssigkeit ausgedrückt. Die Menge der auszudrückenden Flüssigkeit wird so eingestellt, daß oin Material mit 650 g/m2 erhalten wird. Während diese;; Vorgangs des Ausdrückens der Flüssigkeit verändert sich das Gewicht des Schaumstoffs selbst infolge seines Anschwellens von 98 g/m2 auf 70 g/m2, und er enhält 292 g/m2 MDI und 292 g/m2 Lösungsmittel.
Nach dem Durchgang durch die Ausdrückvorrichtung wird Wasser (vorteilhafterweise versetzt mit 20 g/Liter Dimethylamin) bei 2 auf beide Seiten des Schaumstoffs aufgespritzt.
Der so behandelte Schaumstoff wird auf eine dünne Folie aus Polyäthylen aufgelegt, auf welche bei 3 eine Menge von 70 g geschnittener und gemischter Glasfasern aufgebracht worden sind. Ein entsprechendes Aufbringen von 70 g Glasfasern wird bei 4 auf die gegenüberliegende Seite des Schaumstoffs vorgenommen.
Eine zweite dünne Polyäthylenfolie wird mit Hilfe der Anordnung 5 auf die Glasfasern aufgebracht.
Der derart ausgebildete Komplex wird beispielsweise durch einen doppelten Transportförderer (schematisch dargestellt bei 6) so zusammengedrückt, daß die überschüssige Mischung MDI/Lösungsmittel aus dem Schaumstoff die Glasfasern umhüllt. Am Ausgang der Fördereinrichtung ist ein "Igel" 7 (Stachelwalze 7) vorgesehen, der die Polyäthylenfolie perforiert, damit der Schaumstoff seine anfängliche Stärke wiedererlangen kann.
Jetzt kann bei 8 die Anbringung eines äußeren Überzugs erfolgen und anschließend kann bei 9 die zusammengefügte
Bahn geschnitten werden, wodurch man die Größe des später erforderlichen Zuschnitts erhält.
Dieser verbundene Zuschnitt kann dann beispielsweise zw.isehen einem Stauchstempel und einer Matrix (nicht gezeigt) angeordnet werden, um genau die Gestalt des Endprodukts zu schaffen, damit er anschließend zur Verbindung mit dem Polyäthylen mit Wärme behandelt werden kann. Die Dauer der Vernetzung beträgt ungefähr 90 Sekunden.
Das Polyäthylen sichert eine zusätzliche Verbindung der verschiedenen Elemente.
Das derart hergestellte Element wiegt 800 g/m2 und ist steif.
Mit der gleichen Ausführungsform des Verfahrens kann man ein biegsames oder halbsteifes Element durch Auswahl eines Isocyanats mit geeigneter NCO-Endgruppe herstellen·
Ebenso kann man bei Anwendung niedriger Temperaturen das Polyäthylen durch jeden anderen nichtporösen Träger ersetzen, mit dem die Migration des MDI vermieden wird und an dem das Ausgangselement M anhaften kann.
Der Mischung MDI/Lösung können Katalysatoren, Silikone und andere Zusätze beigegeben werden, die nur hinsichtlich der Vernetzungszeit von Bedeutung sind.
Die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Elemente haben den Vorteil, daß die Vernctzungsprcdukte Produkte e ner Reaktion sind, die bei Temperaturen nicht umkehrbar ist und die unlöslich in Wasser sind und eine sehr gute Widerstandsfähigkeit gegenüber Temperaturen und gegen Feuchtigkeit aufweisen.
vorliegend« Erfindung ist anhand eines Ausfuhrungsbeispieles erläul.ert worden, das keinesfalls einschränkend anzusehen ist. Alle brauchbaren Abwandlungen sind anwendbar, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, wie 5 er in den Ansprüchen dargelegt ist.

Claims (5)

MÜLLER - BOR3S""&EU!P^L ·* SCbrON- HEBTBL PATBNT ANWÄLTE StTROFBAN PATMNa? ATTOBNBTB OR. WOLFGANG MÜLLER-BO <έ (PATENTANWALT VON 1927-19/5) DR. PAUL OEUFEL. DIPU-CHEM. DR. ALFRED SCHÖN. DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL. DIPL.-PHYS. D/Ot/sc - N 1465 NOBEL BOZEL, PUTEAUX, Frankreich Verfahren zur Herstellung leichter, isolierender, biegsamer, steifer oder halbsteifer Elemente in Tafeln oder Stücken verschiedener Formen und Stärken, und durch das Verfahren hergestellte Elemente Anspruch e
1. Verfahren zur Herstellung leichter, isolierender, biegsamer, steifer oder halbsteifer Elemente in Tafeln oder Stücken verschiedener Formen und Stärken, dadurch gekennzeichnet , daß ein biegsames poröses Material (M), dessen innere Struktur vorzugsweise offene Zellen oder Poren aufweist, mit einer gewünschten Menge einer Lösung einer der Familie der Isocyanate zugehörigen Verbindung imprägniert wird (bei 1), wobei die Verbindung in ihror i-'oimcl mindos-U ans -ilnn NCO-Gruppe <>nthü]t, dnß das Material schon die endgültige g<;wünschto Form aufweii;!
oder diese Form noch nicht aufweist, und daß dann dia Ver-
MÜNCHEN 86. SIEBERTSTR. 4 · POB 860720 · KABEL: MUEBOPAT · TEL. (089) 474005 · TELECOPIER XEROX 400 · TELEX 5-24285
netzung der Verbindung unter Bildung eines Harnstoffoder Biuret-Derivats erfolgt, nachdem die Verbindung (bei 2) mit Wasser zur Reaktion gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gewünschte Menge der Lösung der Isocyanatverbindung erhalten wird durch Ausdrücken der Menge der überschüssigen Flüssigkeit aus dem völlig durchtränkten porösen Material, bis die gewünschte Menge erhalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn das Trägerelement nicht schon die endgültige gewünschte Form aufweist, diese Form vor oder während der Vernetzung durch Gesenkformen, Tiefziehen, Walzen, Prägen, Formen oder gleichartige Verfahren erhalten wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von Elementen mit einem Aussehen oder einer Beschaffenheit der Oberfläche, die im Vergleich zur Ausgangsoberfläche andersartig ist, der Imprägniervorgang mit einem Vorgang (bei 4) verbunden ist, bei dem auf eine oder beide Seiten des Ausgangselementes ein fibröses oder faseriges Material in Form von unterschiedlichen bekannten getrennten Fasern (kurz oder lang) wie aus Wolle oder Watte oder aus Fasermatten aufgebracht wird, wobei diese Fasern natürliche oder künstliche und organische oder mineralische Fasern sein können wie Glasfasern, tierische Fasern oder pflanzliche Fasern und synthetische Fasern, und daß die Fasern dann von der Isocyanatverbindung verbunden und umhüllt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Aussehen der Oberfläche mit mindestens einem Überzugsmaterial (5) verändert wer-
den kann, wobei das Überzugsmaterial eine zusammenhängende Struktur aufweisen kann und ein Bogen oder Streifen Papier, Karton, Watte, Leinen, eine Gewebeschicht oder eine dünne Kunststoffolie sein kann, und daß die Isocyanatverbindung auch als Haftmittel wirkt.
DE19823213610 1981-04-14 1982-04-13 Verfahren zur herstellung leichter, isolierender, biegsamer, steifer oder halbsteifer elemente in tafeln oder stuecken verschiedener formen und staerken, und durch das verfahren hergestellte elemente Granted DE3213610A1 (de)

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