DE3229975A1 - Verfahren zum fertigbehandeln von armierten harzprodukten - Google Patents

Verfahren zum fertigbehandeln von armierten harzprodukten

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Description

Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Fertigbehandeln von armierten bzw. bewehrten Harzprodukten, beispielsweise von Helmen und ähnlichen Produkten. Die Erfindung bezieht sich auch auf die nach diesem Verfahren hergestellten Produkte .
Die Erfindung ist vorzugsweise besonders, jedoch nicht ausschließlich bei armierten Harzprodukten, insbesondere Schutzhelmen, anwendbar, und zwar aufgrund der Tatsache, daß Helmgebilde allgemein Oberflächen haben (besonders die sichtbaren bzw. durchsichtigen) , die bezüglich einer Erfüllung der Endverwendungserfordernisse des Produkts nicht ganz zufriedenstellend sind. Im einzelnen sind die Oberflächen von bestimmten armierten Harzprodukten rauh und unregelmäßig, grundsätzlich infolge von Spitzen, Vorsprüngen oder anderen Unregelmäßigkeiten, bestehend aus den in dem Harz eingebetteten Armierungsfäden. Darüber hinaus sind die Oberflächen gewisser anderer Produkte, auch wenn sie glatt sind, von einer abstoßenden Natur und somit nicht geeignet, um ein zusammenhängendes und langlebiges Anhaften einer Verkleidung oder von Farbschichten sicherzustellen, die aus ästhetischen Gründen und hauptsächlich für Schutzzwecke angebracht sind.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, diese Nachteile sowie Beschränkungen zu vermeiden und es möglich zu machen, Fertigbehandlungsvorgänge, ein vorbereitendes Glätten und andere Vorgänge zu vermeiden, die bisher erforderlich waren, um die Harzprodukte für die jeweilige Endverwendung geeignet zu machen. Beispielsweise ist es im Fall von Schutzhelmen für sportliche Betätigungen und ähnliche Zwecke möglich, die Vorgänge zum Erhalten einer unterseitigen bzw. Bodenfläche zu eliminieren, welche zum Halten der gefärbten Schicht und/oder von Dekorationen sowie der transparenten Schutzschicht geeignet sind.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung von Produkten mit glatten Oberflächen und mit einem zufriedenstellenden ästhetischen Erscheinungsbild, wobei die Oberflächen auch geeig-
net sind, um Dekorationen und/oder Symbole zu reproduzieren.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines vollständigen und zufriedenstellenden Schutzes von Harzprodukt-Gebilden, insbesondere armierten bzw. bewehrten Gebilden, die allgemein eine gewisse Beständigkeit gegenüber atmosphärischen Mitteln oder Stoffen zeigen, um hierdurch eine Beschädigung der Produkte durch den Einfluß der atmosphärischen Stoffe zu vermeiden -
Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß zumindest auf einen Teil der Oberfläche des Harzprodukts zumindest eine Blattschicht aus vorerwärmtem thermoplastischem Material aufgebracht wird, daß auf die Kunststoff-Blattschicht ein pneumatischer Differenzdruck ausgeübt wird, um zu veranlassen, daß die Schicht gleichmäßig an der Oberfläche des Produkts anhaftet, und daß das gesamte Gebilde abgekühlt wird, so daß die thermoplastische Blattschicht beim Schrumpfen selbst verankert und fest in die Oberfläche des Produkts eindringt.
Um eine praktisch unlösbare Kopplung zwischen der thermoplastischen Schicht und der Oberfläche des Produkts zu erhalten, wird die Oberfläche mit einer Schicht aus geeignet polymerisierbaren Harzen vorbehandelt, wie thermo-polymerisierbaren Harzen, beispielsweise Butadien, Epoxy, Acryl- und Harnstoff-Melamin-Harzen.
Die Farbschicht und/oder Muster an der Oberfläche des Produkts werden zuvor an der Oberfläche desselben oder an der Unterseite des Kunststoffblatts reproduziert bzw. gedruckt, so daß sie sich zwischen der Produktoberfläche und dem Kunststoffblatt befinden und somit geschützt sind.
Die Kunststoff-Blattschicht kann bequem auf das Produkt aufgebracht werden, indem dieses in einer Vakuum- bzw. Unterdruck-Kammer angeordnet wird, die teilweise durch die Schicht oder das Blatt verschlossen ist. Die Blattschicht wird, nachdem sie erwärmt und plastisch gemacht worden ist, dazu veranlaßt, durch die Wirkung des atmosphärischen Drucks an der erwünschten Ober-
fläche des Produkts anzuhaften, in dem speziellen Fall von armierten Harz-Schutzhelmen (bei denen die Erfindung besonders vorteilhaft ist, jedoch nicht ausschließlich angewendet wird) werden verkleidende und schützende Kunststoff-Blattschichten angewendet, deren Eigenschaften dergestalt sind, daß sich der Elastizitätsmodul des die Blattschichten bildenden Harzes von demjenigen der Bindungsharze unterscheidet, die zum Erzeugen des armierten Helmgebildes benutzt werden. Hierdurch sollen dem Benutzer des Helms (oder eines anderen armierten bzw. bewehrten Harzprodukts) alle Deformationen und/oder Beschädigungen des armierten Harzgebildes aufgezeigt werden, die von Schock-, Stoß-, Schlagbelastungen und dergleichen herrühren, denen der Helm (oder ein ähnliches Produkt) ausgesetzt wurde und die in irgendeiner Weise die Schutzwirkung des Gebildes begrenzen oder beeinträchtigen können. Das ist dadurch möglich, daß in der Zone des armierten Harzgebildes (welches mit der Schutzschicht mit den soeben erörterten Elastizitätseigenschaften versehen ist), welches einer Schock- oder Stoßbelastung unterworfen worden ist, sich die Schutzschicht von der Oberfläche des Gebildes löst. Obwohl eine solche Unregelmässigkeit nicht visuell wahrnehmbar ist, kann sie durch leichtes Schlagen auf die Helmoberfläche akustisch festgestellt werden, wodurch eine Lokalisierung des beschädigten Bereiches in dem Gebilde möglich ist.
Die Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die Zeichnung an beispielhaften Ausfuhrungsformen näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 - in einer schematischen Weise eine der bevorzugten Ausführungsformen einer Anlage zum Anwenden des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Figur 2 - in einer Figur 1 ähnelnden Ansicht eine Variante der Ausführungsform der Anlage nach der vorliegenden Erfindung,
Figur 3 - in einem vergrößerten Schnitt den Aufbau der Schichten eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Produkts und
Figur 4 - in-einer Figur 3 ähnelnden Schnittansicht eine Variante des Aufbaues.
Unter Bezugnahme auf die zeichnerischen Darstellungen wird nunmehr beispielhaft die Durchführung des Verfahrens für einen Schutzhelm für Sportzwecke beschrieben. Solche Helme bestehen gewöhnlich aus einem Harzgebilde mit einer geeigneten Verstärkung sbewehrung, beispielsweise mit Textil- oder Glasfasern usw. Gemäß anderen Patenten desselben Autors besteht die Bewehrung des Helms aus Textilmaterial.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist in der folgenden oder einer ähnlichen Weise zu verwirklichen.
Der in Figur 1 dargestellte Helm wird nach dem Herstellen in herkömmlicher Weise, das heißt durch Formen, nach dem Entnehmen aus der Form auf einem Halter B angeordnet, der in einer pneumatischen Kammer (C) verschiebbar angebracht ist. Die Kammer ist mit einem Rohrverbindungsstück C1 versehen, um den inneren Teil der Kammer mit einer Luft-Unterdruckquelle zu verbinden.
Für ein zufriedenstellendes Durchführen der vorliegenden Erfindung wird die äußere Oberfläche eines Helms A mit einer Schicht aus einem geeigneten klebenden Bindemittelmaterial des polymerisierbaren und/oder wärmehärtenden Typs vorbehandelt, wie mit Azetovinyl-, Azetophenol-, Chloropren-, resorcinischen und insbesondere thermo-polymerisierbaren Materialien, wie Epoxy- und Acryl-Harzen, die die Klebung und Farbe verbessern. Die Anwendung der Klebschicht wird für die noch zu erläuternden Zwecke in dem Bereich der Ränder A1 des Helms oder eines ähnlichen Produkts erweitert und verstärkt.
Die öffnung in der pneumatischen Kammer C wird durch eine flexible Blattschicht oder Folie D aus thermoplastischem Material, das den Wärmeformungserfordernissen gerecht wird, völlig dicht verschlossen. Insbesondere werden Blattschichten aus Polypropylen-, Polystyrol-, Acryl-, Polyvinyl- oder Polyazetat-Harzen mit einer Dicke zwischen 0,05 und 2,0 mm benutzt. Diese Blattschichten können in Abhängigkeit von der Endverwendung oder von anderen Erfordernissen passend gefärbt werden; vorzugsweise und für besondere Anwendungen sind die Blattschichten transparent,
insbesondere wenn sie eine Beobachtung von Gestaltungen oder Dekorationen der Helmoberfläche zulassen sollen. In solchen Fällen wird die flexible Blattschicht (D) mit den üblichen bekannten Verfahren in einer solchen Weise vorgedruckt und/oder gefärbt, daß die Bildreproduktion auf die Rückfläche der Blattschicht aufgebracht wird und durch die Transparenz sichtbar ist. Die so zubereitete geschützte bzw. schützende Blattschicht (D) wird dann in der öffnung der pneumatischen Kammer (C) angeordnet und an ihren Rändern mittels eines Rahmens (C-) festgelegt, der zusätzlich zum Fixieren der Blattschicht an der Kammer für eine dichte Abdichtung an dieser sorgt. Die pneumatische Kammer C wird dann an geeignete Wärmequellen angeschlossen, beispielsweise Infrarotstrahlen, um der Blattschicht (D) die erwünschte Plastizität zu erteilen.
Der Helm A wird vor dem Aufnehmen der verkleidenden Blattschicht D vorbereitet, und er kann erforderlichenfalls mit einer Klebschicht (F) des schon erörterten Typs versehen werden, beispielsweise mit einer Klebschicht auf Epoxy-Basis. Der Helm wird dann auf einer Stützplattform bzw. einem Halter B angeordnet und in der pneumatischen Kammer (C) untergebracht, die dann durch die Blattschicht (D) dicht verschlossen wird.
Die letztere wird anschließend erwärmt. Wenn sie den erwünschten Plastizitätsgrad erreicht hat, wird in der Kammer (C) ein Vakuum bzw. ein Unterdruck erzeugt; gleichzeitig wird die Plattform (B) angehoben, so daß die Blattschicht anklebt und an dem Profil des Helms A verankert wird, um hierdurch dessen Verkleidung und schützende Oberfläche zu bilden. Es wird sichergestellt, daß irgendwelche Unregelmäßigkeiten an dem Helm in den Kunststoffkörper der Blattschicht (D) gelangen, wodurch eine glatte Oberfläche erzielt wird, die keinerlei weitere Bearbeitung erforderlich macht. Darüber hinaus werden jegliches Design oder Symbole an der Bodenfläche der Blattschicht D an der erwünschten Helmposition reproduziert sowie lokalisiert und gegenüber atmosphärischen Stoffen geschützt.
Unter Bezugnahme auf Figur 2 wird nunmehr eine abgewandelte Aus-
führungsform des Verfahrens erörtert. In Figur 2 sind Teile, die denjenigen aus Figur 1 entsprechen, mit denselben BezugsSymbolen belegt.
Um das Ankleben an der Oberfläche des Produkts (A) (insbesondere wenn dieses eine gewisse Höhe hat) zu erleichtern und sicherzustellen, wird die Blattschicht (D) in geeigneter Weise in Form einer Kapsel D1 vorgeformt, in die der Helm (A) frei und bequem eingesetzt werden kann.
Der Rand der Kapsel D wird dann zwischen dem Rahmen C2 der pneumatischen Kammer C festgelegt. Nach dem Erwärmen der Kapsel und nach einem diesbezüglichen Einführen des Helms (A) wird in der Kammer (C) ein Unterdruck erzeugt, um auf die Oberfläche der Kapsel einen Differenzdruck auszuüben, der seinerseits die Kapsel D dazu veranlaßt, an der Oberfläche des Helms anzukleben. Hierdurch wird eine haftende Verkleidung konstanter Dicke erzeugt, bei der die auf die Kapsel ausgeübte Spannung begrenzt ist, und zwar sogar dann, wenn ein Helm (A) beträchtlicher Höhe in bezug auf die Dimensionseigenschaften und die Form des mit thermoplastischem Blattmaterial (D) zu verkleidenden Produkts (A) vorliegt. Es kann das am meisten geeignete Wärmeformungsverfahren ausgewählt werden, beispielsweise eine kombinierte Anwendung einer Vakuum-Kompression oder die Verwendung von Gegenformen, um die Blattschicht mit der Oberfläche des Produkts (A) in Eingriff zu bringen.
Der verkleidete Helm A wird erfindungsgemäß vor dem vollständigen Abkühlen der Blattschicht (D) von der Plattform (B) abgenommen, und die freien Enden D.. (siehe Figuren 2 und 3) der Blattschicht werden beschnitten, umgefaltet und an der inneren perimetralen Zone des Helms angeklebt. Dieser Vorgang kann auch mit Hilfe von Klebstoffen (F) durchgeführt werden, um eine Unlösbarkeit der Blattschicht von der Helmoberfläche sicherzustellen.
Wiederum zum Zwecke eines vollständigen Haftens zwischen den Kontaktflächen des Produkts (A) und der Blattschicht D, insbesondere wenn die Oberflächenabmessungen des Produkts groß sind,
während der Innenaufbau kompakt ist (wie in Helmen), werden in dem Produkt-Gebilde kleine Durchgangslöcher oder öffnungen (A2) vorgesehen (Figur 4). In diesem Fall wird ein Differenzdruck an beiden Flächen der Blattschicht D erzeugt, wobei der Helm-Hohlraum mit dem Äußeren verbunden ist und somit die Blattschicht D unmittelbar und gleichförmig dem Atmosphärendruck unterworfen wird, oder allgemein einem Druck, der größer als derjenige in dem Hohlraum des Helms ist. Somit wird eine Kontiuität der Bindung zwischen der Blattschicht und der Helmoberfläche sichergestellt. Das Vorhandensein von Klebstoff zwischen der Oberfläche des Helms (A) und der Blattschicht D beeinflußt nicht die auf die Blattschicht ausgeübte Zugwirkung, da sich die Klebschicht (F) während des Vorgangs ständig im Fluid-Zustand befindet, und es erfolgt eine Begünstigung durch den Wärmeeinfluß an der Blattschicht D.
Darüber hinaus ist es möglich, die Löcher A2 im Helm (A) dadurch zu verschließen, daß der Klebstoff dazu veranlaßt wird, im Fluid-Zustand zumindest teilweise während der Vakuum-Ausbildung gesaugt zu werden. Beim Trocknen wird der Klebstoff mit dem Helmgebilde integriert. Statt des Ausbildens von Löchern (A2) in dem Aufbau des Helms A kann der Aufbau zumindest teilweise ein Porenbildungsmittel enthalten, das geeignet ist, in dem Aufbau kleine Hohlräume oder offene Zellen zu erzeugen. Außerdem kann das Festlegender Enden D an dem Aufbau des Helms (A) auch durch mechanische Mittel erfolgen, wie durch Nadeln, Nähen usw.
Das Ziel der Erfindung, das heißt das Erhalten von armierten bzw. bewehrten Harzprodukten mit fertigen und glatten Oberflächen, läßt sich ohne langwierige' und komplizierte Betriebsvorgänge erreichen. Zusätzlich zu diesen Vorteilen wird ferner im speziellen Fall von Helmen die Möglichkeit eingeräumt, stets den Zusammenhalt des armierten Harzgebildes hinsichtlich irgendwelcher Schock- oder Stoßbelastungen nachzuweisen, denen der Helm unterworfen wurde. Im Fall von Stoßen wird wegen der unterschiedlichen Elastizitätsmodule des bewehrten Gebildes und der Blattschicht D eine Diskontinuität der lamellaren Verbindungszone in dem Klebungsbereich erzeugt. Ein derartiger anomaler Zustand
ist durch leichtes Klopfen auf den Helm, der einer Stoßbelastung unterworfen wurde, auch dann feststellbar, wenn der Helm keine Beschädigungsanzeichen trägt.
Es ist festzustellen, daß die vorliegende Erfindung auch das Produkt nach diesem Verfahren abdeckt, welches in der Praxis Modifikationen und/oder Varianten bezüglich der Eigenschaften des jeweils hergestellten Produkts im Rahmen der vorliegenden Erfindung unterworfen werden kann.

Claims (8)

  1. G 53528 -su
    Pier Luigi NAVA, Verderio Superiore, Como, ItaLien
    Verfahren zum Fertigbehandeln von armierten Harzprodukten
    Patentan Sprüche
    Verfahren zum Fertigbehandeln von armierten bzw. bewehrten
    Harzprodukten, insbesondere von Helmen, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest auf einen Teil der Oberfläche des Harzprodukts (A) zumindest eine Blattschicht (D) aus vorerwärmtem
    thermoplastischem Material aufgebracht wird, daß auf die
    Kunststoff-Blattschicht ein pneumatischer Differenzdruck ausgeübt wird, um zu veranlassen, daß die Schicht gleichmäßig an der Oberfläche des Produkts anhaftet, und daß das gesamte Gebilde abgekühlt wird, so daß die thermoplastische Blattschicht beim Schrumpfen selbst verankert und fest in die Oberfläche
    des Produkts eindringt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vorher zwischen die Oberflächen des Produkts (A) und der thermoplastischen Blattschicht (D) zumindest eine Schicht aus Klebmaterial (F), vorzugsweise polymerisierbarem oder thermo-polymerisierbarem Klebstoffmaterial, eingebracht wird.
  3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Aufbaues des Produkts (A) porös
    gemacht wird, um das Aufbringen eines Differenzdrucks an beiden Seiten der thermoplastischen Blattschicht (D) sicherzustellen.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß vorher eine Reihe von kleinen Löchern (A-) in dem Aufbau des Produkts (A) vorgesehen wird und daß auf die perforierte Oberfläche
    eine Schicht aus thermo-polymerisierbarem Klebstoffmaterial (F) aufgebracht wird, das einerseits zumindest einen Teil der
    thermoplastischen Blattschicht (D) fixiert und andererseits zumindest einen Teil der kleinen Löcher in der Wärmeformungsphase verschließt.
  5. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Beendigung der Wärmeformungsphase die freien Enden (D1) der thermoplastischen Blattschicht (D) umgefaltet und zum Ankleben bzw. Anhaften an der Rückseite des Produkts veranlaßt werden, um einen festen Halt der Blattschicht an dem Produkt sicherzustellen, und zwar erforderlichenfalls unter Zuhilfenahme von Klebstoffen oder mechanischen Verankerungsmitteln.
  6. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zuvor an zumindest einem Teil der rückseitigen Oberfläche der aus transparentem Material bestehenden thermoplastischen Blattschicht (D) Zeichen oder ähnliche Symbole reproduziert bzw. abgedruckt und durch die Oberfläche des Produkts (A) geschützt werden, auf das die Blattschicht nachfolgend aufgebracht wird u
  7. 7ο Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine thermoplastische Blattschicht (D) in geeigneter Weise so vorgeformt wird, daß sie zumindest einen Teil des Produkts (A) aufnehmen kann, daß die vorgeformte Blattschicht (D.) nachfolgend erwärmt bzw. erhitzt wird und daß sie dann veranlaßt wird, an der Oberfläche des Produkts (A) anzuhaften bzw. anzukleben.
  8. 8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß für die thermoplastische Blattschicht (D) solche Blätter bzw. Schichten benutzt werden, deren Elastizitätsmodul sich von dem Elastizitätsmodul des Produkts (A) unterscheidet, um dem Benutzer jegliche Stoß- oder Schockbelastung zu zeigen, denen das Produkt unterworfen wurde, wobei das Ausmaß durch ein Trennen oder Ablösen zwischen den beiden Kontaktoberflächen angezeigt wird.
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