DE4008046C2 - Verfahren zur Herstellung eines Formteils aus Melaminharzschaumstoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Formteils aus duroplastischem Melaminharzschaum­ stoff.

Melaminharzschaumstoffe an sich sind bekannt, wozu bei­ spielsweise auf die EP 0 111 860 A2 und die dort noch weiter angezogenen Literatur verwiesen wird.

Zum Stand der Technik wird weiter auf die DE 37 00 245 A1 verwiesen. Diese betrifft ein Verfahren zur Herstel­ lung eines Formteils durch Behandeln von porösen Mate­ rialien, wie u. a. Schaumstoff aus Melaminharzen, mit einer wirksamen Menge einer NCO-Gruppen aufweisenden organischen Verbindung und Aushärtenlassen der Iso­ cyanatverbindung gegebenenfalls unter Formgebung.

Weiter ist aus der CH 454 440 ein Verfahren zur Herstel­ lung eines Formteils auf Schaumstoffbasis bekannt, demzufolge der Schaumstoff mit einem aushärtbaren Binde­ mittel durchtränkt wird und das bindemitteldurchtränkte Schaumstoff-Material nach gewünschter Formgebung ausge­ härtet wird. Zur Herstellung eines Formteiles wird dabei auf die Verwendung eines Schaumstoffes auf Poly­ esterbasis abgestellt und als Bindemittel eine Kunst­ harzflüssigkeit aus Epoxyd-Harz vorgeschlagen. Bei den in der DE 37 00 245 A1 und CH 454 440 beschriebenen Ver­ fahren ist es als Nachteil anzusehen, daß die bei der Aushärtung ablaufende Reaktion im Hinblick auf die gewünschten Endeigenschaften des Formteils nur aufwen­ dig zu steuern ist.

Des weiteren wird auf die FR 20 29 622 verwiesen, wel­ che ein Formteil aus Schaumstoff offenbart, das aus Teilkörpern zusammengesetzt ist. Hierzu wird die Verwen­ dung von Fragmenten aus festem und flexiblem Schaum­ stoff vorgeschlagen, wobei im einzelnen Schaumstoffe aus Polyurethan, Polypropylen und Polyester angegeben sind. Dem Reaktionstyp bei der Aushärtung liegt je nach Wahl eines der verschiedenen vorgeschlagenen Bindemit­ tel entweder ebenfalls die Problematik einer schwieri­ gen Steuerung zugrunde, oder eine Vernetzung und Aushär­ tung des Bindemittels ist nur unter erheblicher Energie­ zufuhr bei sehr langen Prägezeiten im Ofen oder sehr hohen Temperaturen möglich, wodurch Beschädigungen des Schaumstoffkörpers möglich sind.

Schließlich ist aus der GB 10 48 763 ein Verfahren zur Herstellung eines Formteils aus einem elastischen Po­ lyurethan-Schaumstoff bekannt, bei dem ein wärmeaushär­ tendes Bindemittel verwendet wird. Auch diesem Verfah­ ren liegt angesichts der je nach Bindemittel bei der Aushärtung möglichen Reaktionstypen die Problematik einer schwierigen Steuerbarkeit zugrunde.

Melaminharzschaumstoff ist ein duroplastischer Schaum­ stoff, der sich also an sich nicht durch Wärme bleibend verformen läßt. Es ist aber erwünscht, auch aus Melamin­ harzschaumstoff bleibend verformte Formteile herstel­ lungstechnisch möglichst einfach erzeugen zu können.

Der Erfindung stellt sich daher zunächst die Aufgabe, ein rationelles Verfahren zur Herstellung von Formtei­ len aus duroplastischem Melaminharzschaumstoff anzuge­ ben.

Diese Aufgabe ist bei einem Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß ein Form­ teil-Rohling aus Melaminharzschaumstoff mit einem wärme­ aushärtenden Melaminharz-Bindemittel versehen wird, daß der Schaumstoff mit dem Bindemittel unterhalb einer Temperatur, bei welcher der Klebstoff zu reagieren beginnt, getrocknet wird und daß dann eine Verpressung bei einer das Bindemittel aushärtenden Wärmeeinwirkung durchgeführt wird. Erfindungsgemäß wird also die Eigen­ art von offenzelligem Schaumstoff, insbesondere des annähernd 100% offenzelligen Melaminharzschaumstoffes, einen Zusatz in wässriger, pastenförmiger oder, wie weiter unten noch im einzelnen erläutert wird, schaumi­ ger Form in seinem Volumen ohne weiteres aufnehmen zu können, ausgenutzt, um den an sich nicht durch Wärmeein­ wirkung bleibend verformbaren Melaminharzschaumstoff durch Verpressen unter Wärmeeinwirkung bleibend umzuformen. Das Bindemit­ tel "fixiert" unter Wärmeeinwirkung gleichsam den ver­ formten Melaminharzschaumstoff in seiner neuen Form. In Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Bindemittel (zu­ nächst) oberflächlich auf den Formteil-Rohlig aufge­ bracht wird. Durch eine wässrige Einstellung dringt das Bindemittel auch von selbst weiter in das Innere des Rohlings ein. Auch wird eine weitere Verteilung in dem Rohling im Zuge des Verpressens erreicht. Beispielswei­ se kann das Bindemittel einem Leim vergleichbar auf die Oberfläche aufgestrichen werden. Als Melaminharzschaum­ stoff kann beispielsweise solcher verwandt werden, wie er unter dem Handelsnamen Basotec von der Firma BASF bekannt ist. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Formteil-Rohling mit dem Bindemittel imprägniert wird. Das Bindemittel wird durch die Imprä­ gnation in dem gesamten Volumen, oder jedoch im wesent­ lichen in dem gesamten Volumen, verteilt. Als Bindemit­ tel bietet sich hierbei auch Melaminharz in wässriger Lösung an. Zum Beispiel kann das unter dem Handelsnamen Ukadan MH von der Firma Schill + Seilacher bekannte Melaminharz verwendet werden. Das Imprägnieren und auch das oberflächliche Aufbringen von Bindemittel in wässri­ ger Lösung ist jedoch mit einem gewissen Nachteil ver­ bunden, da das Bindemittel einen relativ hohen Wasseran­ teil besitzt. Dieser Wasseranteil muß durch die Wärme­ einwirkung bei dem Verformen oder in einem vorherigen Verfahren entfernt werden. Dies ist energetisch aufwen­ dig bzw. im Hinblick auf die erforderliche Presszeit unrationell. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung schlägt daher auch vor, das Bindemittel in schaumi­ ger Form zu verwenden. Hierzu wird das Bindemittel, vorzugsweise das Melaminharz selbst, schaumig geschla­ gen. Der Schaum wird möglichst trocken eingestellt. Sodann wird der Schaum in den Melaminharzschaumstoff imprägniert. Hierbei ergibt sich eine wesentliche Ver­ minderung des Wassergehaltes. Die Verformung läßt sich rationeller durchführen. Während bei dem Imprägnieren mit Bindemittel auf wässriger Basis sich noch ein Mate­ rialeinsatz von etwa 750 g pro Quadratmeter ergibt, bei einer Dicke von etwa 20 mm, kann dieser Materialeinsatz bei der Zugabe von Bindemittel in schaumiger Form auf etwa 300 g pro Quadratmeter gesenkt werden, wobei je­ weils etwa die Hälfte der genannten Menge Wasser ist. Bei einem Werkzeug mit einer Temperatur von etwa 200 bis 210°C kann dabei dann eine Verprägung eines so vorbereiteten, das heißt mit Bindemittel in schaumiger Form durchsetzten Formteil-Rohlings in etwa 30 Sekunden vorgenommen werden.

Beim Herstellen eines Formteils, wie es zuvor beschrie­ ben worden ist und auch bereits bei der Herstellung von Formteilrohlingen der genannten Art, fallen Abfallstüc­ ke, Schneidabfälle oder dergleichen an. Diese Teilstüc­ ke werden gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfin­ dung gleichfalls zu einem Melaminschaumstoff-Rohling verarbeitet, und zwar dadurch, daß eine Mehrzahl sol­ cher Teilstücke aus mit Melaminharz versehenem Melamin­ schaumstoff in einer Pressform platten- oder blockartig miteinander verpreßt werden. Der imprägnierte Melamin­ harzschaumstoff entfaltet auch oberflächlich eine Klebe­ wirkung, so daß sich zunächst ohne wesentliche Wärmezu­ gabe solche Teilstücke in einer Form miteinander verpressen lassen.

Solche platten- oder quaderförmigen Rohlinge aus mitein­ ander verpreßten, getränkten Melaminharzschaumstoff- Teilstücken lassen sich dann zu Formteilen weiterverar­ beiten. Diese Rohlinge werden in der bereits erwähnten Weise unter Wärmezugabe in einer Pressform in die ge­ wünschte Form verpreßt. Grundsätzlich kann die Verpres­ sung der Teilstücke und die bleibende Verformung durch Wärmezugabe auch gleichzeitig in einer Pressform durch­ geführt werden. In weiterer Ausgestaltung ist hierzu vorgesehen, daß die Teilstücke vor Eingabe in die Pressform flockenartig aufbereitet werden. Unterschied­ lich große Teilstücke werden also in Flocken etwa glei­ cher Größe zerteilt, um so formmäßig im wesentlichen homogene Teile zu erhalten. Weiter ist in einer Ausge­ staltung vorgesehen, daß die Oberflächen der Teilstücke vor einer Verpressung zumindest teilweise mit Bindemit­ tel versehen werden. Zusätzlich zu dem imprägnierten Bindemittel können die Oberflächen also noch des weite­ ren mit Bindemittel versehen werden. Hierdurch kann ein insbesondere festes Aneinanderhaften der Teilstücke, vorzugsweise der flockenartigen Teilstücke, erreicht werden. Hierbei bietet sich an, als Bindemittel auch Melaminharz in Pulverform zu verwenden. Da es hier nur um eine Oberflächenverbindung geht, die zur bleibenden Verformung erforderliche Tränkung des gesamten Volumens bereits zuvor durchgeführt worden ist, reicht eine Verwendung von pulverförmigem Bindemittel zum Zwecke des Oberflächenverbundes aus. Es stellt sich der Vor­ teil ein, daß mit dieser Zugabe von Bindemittel keine Erhöhung des Wassergehaltes einhergeht, die nachfolgen­ de Prägezeit also nicht (negativ) beeinflußt wird.

Es wird desgleichen auch ein Formteil aus Melaminharz­ schaumstoff beschrieben, das nach einem der beschriebe­ nen Verfahren hergestellt ist. Insbesondere ein Form­ teil aus Melaminharzschaumstoff, das sich aus Teilstücken, gegebe­ nenfalls flockenartigen Teilstücken, zusammensetzt.

Die Imprägnierung des Melaminharzschaumstoffes, insbeson­ dere die Imprägnierung mit einem Bindemittel in schaumi­ ger Form wird bevorzugt auf einer gesonderten Anlage vorgenommen. Hierbei werden Formteilrohlinge aus Melamin­ harzschaumstoff mit einem Bindemittel, insbesondere einem solchen in schaumiger Form dadurch imprägniert, daß ein Formteil-Rohling durch einen Walzenspalt zweier sich gegensinnig bewegenden Walzen geführt wird und in den Walzenspalt das Bindemittel gegeben wird, wobei der Walzenspalt kleiner eingestellt ist, als eine unbeein­ flußte Dicke des Formteil-Rohlings. Es wird also die Eigenart des Schaumstoffes, sich nach Komprimierung zurückzustellen, ausgenutzt. Bevorzugt wird das Bindemit­ tel beidseitig zu dem bahnenförmigen Schaumstoff-Rohling auf den Breitflächen zugegeben.

Besonders bevorzugt ist weiterhin, daß das Bindemittel mit einem Zusatz zur oleophoben und/oder hydrophoben Einstellung versehen wird. Diese Zusätze werden etwa in einem Verhältnis von 1 bis 3% (mengenmäßig) zu der Ge­ samtmenge des Bindemittels zugegeben. Bevorzugt handelt es sich hierbei um Zusätze wie sie etwa unter dem Han­ delsnamen Evoral G 20 und Stralin V 4181 bekannt sind.

Nachstehend ist die Erfindung des weiteren anhand der beigefügten Zeichnung, die jedoch lediglich Ausführungs­ beispiele darstellt, erläutert.

Hierbei zeigt:

Fig. 1 in perspektivischer Form ein Melaminharzschaum­ stoff-Formteil;

Fig. 2 ein Formteil gemäß Fig. 1, aus flockenartigen Teilstücken zusammengesetzt; und

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Anlage zum Imprägnieren von Melaminharzschaumstoff-Rohlin­ gen.

Dargestellt und beschrieben ist zunächst ein Formteil 1, das nach einem wie vorstehend beschriebenen Verfah­ ren hergestellt ist. Hierzu wird ein Melaminharzschaum­ stoff-Rohling 2, wie er in Fig. 3 angedeutet ist, mit einem Imprägnierungsmittel 3, beispielsweise in schaumi­ ger Form, imprägniert. Dabei kann es sich bei dem Imprä­ gnierungsmittel auch um Melaminharz in wässriger Lösung handeln, beispielsweise Ukandan MB von der Firma Schill + Seilacher. Bevorzugt handelt es sich, wie auch in der Fig. 3 dargestellt, um schaumig geschlagenes Melamin­ harz. Das Bindemittel ist vorzugsweise mit einem schaum­ bildenden Zusatz versehen, nämlich beispielsweise Dip­ hasol HP von der Firma Ciba-Geigy. Grundsätzlich liegt ein Mischungsverhältnis von etwa 80% Wasser und 20% Harz, letzteres also Melaminharz, vor. Hierzu werden bevorzugt, wenn das Bindemittel in schaumiger Form verwendet werden soll, noch 2% Diphasol HP gegeben.

In einer Pressform werden die Schaumstoff-Rohlinge dann zu den Formteilen 1 bzw. 1' (Fig. 2) verpresst. Hierbei ist bei den Ausführungsbeispielen ein stark komprimier­ ter Randbereich 16, 16' vorgesehen und eine konturierte Oberfläche 17. Der Darstellung gemäß Fig. 2 ist zu entnehmen, daß das Formteil 1' aus einem Flockenverbund­ schaumstoff, hergestellt wie weiter oben im einzelnen erläutert, sich zusammensetzt. Es sind die Grenzflächen 18 angedeutet.

Bezüglich des Bindemittels können diesem weiter bevor­ zugt noch Zusätze zur hydrophoben und oleophoben Ein­ stellung beigegeben werden. Diese Zusätze bewegen sich etwa in einem Mengenverhältnis von 1 bis 3% zur Gesamt­ menge des Bindemittels. Bevorzugt handelt es sich hier­ bei um Zusätze unter den Handelsnamen Evoral G 20 von der Firma Schill + Seilacher oder um Stralin V 4181 von der Firma Weserland.

Soweit sich je nach Anteil des Bindemittels oder Aktivi­ tät des Bindemittels ein Kleben am Werkzeug einstellt, ist auch eine Verprägung unter Verwendung eines PES-Na­ deldeckvlieses bevorzugt vorgesehen. Dieses dient zur Aufwertung der Oberfläche und auch zu einer höhereren mechanischen Oberflächenqualität. Das Nadeldeckvlies haftet unter Umständen allein schon über das Bindemit­ tel, das aus dem Schaumstoff austritt. Zusätzlich kann das Nadelvlies aber auch mit einem Haftvermittler verse­ hen werden.

Verfahrensmäßig wird so vorgegangen, daß der imprägnier­ te Schaum zunächst in einem Ofen unterhalb einer Tempera­ tur, bei welcher der Klebstoff zu reagieren beginnt, getrocknet wird. In dieser Form kann der Schamstoff dann beispielsweise zwischengelagert werden. Vorteil­ haft ergibt sich eine kürzere Prägezeit. Die Ofen-Tempe­ ratur kann beispielsweise 120°C betragen, was auch vorteilhaft ist zur Aktivie­ rung der oleophilen Mittel.

In Fig. 2 ist ein Melaminharzschaumstoff-Formteil aus Schaumstoff-Teilstücken zusammengesetzt dargestellt. Erkennbar besitzen diese Teilstücke eine flockartige Form.

In Fig. 3 ist eine Anlage zur Imprägnierung von Melamin­ harzschaumstoff-Rohlingen, die hier in Plattenform vor­ liegen, dargestellt. Eine Rohling-Schaumstoffbahn 2 wird einem Walzenspalt 4 zugeführt, der aus zwei sich gegen­ sinnig drehenden Walzen 5 und 6 gebildet ist. Es sind Leitrollen 14 und Führungen 15 für den Schaumstoff-Roh­ ling vorgesehen. Der Walzenspalt 4 ist wesentlich klei­ ner als die Dicke d des Rohlings 2. In den Walzenspalt wird das Bindemittel 3 in schaumiger Form eingegeben, das aus Zuführleitungen 7, 8 zugeführt wird. Durch die Drehung der Walzen 5, 6 wird das aus den Zuführleitungen 7, 8 austretende Bindemittel 3 dem Rohling 2 und dem Walzenspalt 4 zugeführt. Gleichwohl ist noch eine Aufnah­ meform 9 vorgesehen, um Überschußmengen aufzufangen. Hinter den Walzenspalt 4 stellt sich der Rohling 2 wie­ der auf seine ursprüngliche Dicke zurück. Es laufen dann seitlich Deckvliese 10, 11 ein, die jedoch nicht notwen­ dig vorgesehen zu sein brauchen. Diese werden durch gleichfalls sich gegensinnig drehende Walzen, 12, 13 auf die breitflächigen Oberflächen eines Rohlings 2 aufge­ bracht. Nachfolgend wird eine Trennung der Schaumstoff­ bahn mit aufgebrachtem beidseitigen Vlies in beispiels­ weise Plattenform vorgenommen. Diese Platten werden sodann in den Pressen unter Wärmeeinwirkung verformt in ein Formteil, wie es beispielsweise in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung eines Formteiles aus duroplastischem Melaminharzschaumstoff, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Formteil-Rohling aus Melaminharz­ schaumstoff mit einem wärmeaushärtenden Melaminharz-Bin­ demittel versehen wird, daß der Schaumstoff mit dem Bindemittel unterhalb einer Temperatur, bei welcher der Klebstoff zu reagieren beginnt, getrocknet wird und daß dann eine Verpressung bei einer das Bindemittel aushär­ tenden Wärmeeinwirkung durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel auf die Oberfläche des Formteil-Roh­ lings aufgebracht wird.

3. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Form­ teil-Rohling mit dem Bindemittel imprägniert wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemit­ tel in wässriger Form vorliegt.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel in schaumiger Form vorliegt.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehr­ zahl von Teilstücken aus mit Bindemittel, insbesondere Melaminharz, versehenem Melaminharzschaumstoff in einer Preßform platten- oder blockartig miteinander verpreßt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilstücke vor Eingabe in die Preßform flocken­ artig aufbereitet werden.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Oberflächen der Teilstücke vor einer Verpressung zumindest teilweise mit Bindemittel verse­ hen werden.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemit­ tel Melaminharz in Pulverform verwendet wird.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Imprägnie­ rungsmittel mit einem Zusatz zur hydrophoben Einstel­ lung versehen wird.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Impräg­ nierungsmittel mit einem Zusatz zur oleophoben Einstel­ lung versehen wird.