DE4223993A1

DE4223993A1 - Oben offener, zur Aufnahme von Brauchwasser bestimmter, wannenförmiger Behälter und Verfahren zur Herstellung

Info

Publication number: DE4223993A1
Application number: DE19924223993
Authority: DE
Inventors: Fritz Pieper
Original assignee: Roth Werke GmbH
Current assignee: Roth Werke GmbH
Priority date: 1992-07-21
Filing date: 1992-07-21
Publication date: 1994-02-24
Anticipated expiration: 2012-07-22
Also published as: DE4223993C2

Description

Die Erfindung betrifft einen oben offenen, zur Aufnahme von Brauchwasser bestimmten, wannenförmigen Behälter, - mit Behälterboden, Behälterseitenwänden und Abschluß rand, wobei der Behälterboden, die Behälterseitenwände und der Abschlußrand als ein einteiliges Tiefziehform teil mit behälteraußenseitiger Verstärkungsauflage auf dem Behälterboden, den Behälterseitenwänden und dem Ab schlußrand ausgeführt sind. Die Erfindung betrifft fernerhin ein Verfahren zur Herstellung solcher Behälter. Der Ausdruck "oben offener, zur Aufnahme von Brauchwasser bestehender wannenförmiger Behälter" be zeichnet insbesondere Badewannen, Whirlpool-Wannen, Duschtassen und dergleichen, aber auch Waschbecken, Spülbecken und ähnliche Behälter des Naß- oder Sanitär bereichs in Häusern und Wohnungen.

Die aus der Praxis bekannten Behälter des beschriebenen Aufbaus der beschriebenen Zweckbestimmung besitzen Tief ziehformteile, die aus den verschiedensten thermo plastischen Kunststoffen geformt sind. Es sind auch ent sprechende Formteile aus wärmehärtbarem Kunststoff be kannt. Insbesondere sind solche Behälter bekannt, die aus einer handelsüblichen Acrylharztafel geformt sind. Die Acrylharztafeln bestehen hier und im Rahmen der Erfindung z. B. aus Polymethacrylaten, insbesondere Polymethylmethacrylaten. Die Versteifungsauflagen sind bei den aus der Praxis bekannten Behältern, von dem die Erfindung ausgeht, glasfaserverstärkte Polyestersysteme.

Sie sind nur aufwendig aufzubringen. Die Verstärkungsauflagen werden aus Lösungen aufgebracht und verbinden sich nicht ohne weiteres ausreichend mit den Tiefziehformteilen. Um einen in stabilitätsmäßiger Hinsicht und in statischer Hinsicht ausreichenden Verbund zu erzielen, muß mit besonderen Haftvermittlern gearbeitet werden. Das bedingt einen besonderen Arbeitsgang, der die Herstellungskosten belastet. Das ist auch deshalb verbesserungsbedürftig, weil bei der Herstellung umweltbelastende Gase und Dämpfe frei werden, die zur Vermeidung von Gesundheitsbelastungen der Personen, die mit den entsprechenden Arbeiten betraut sind, sorgfältig und aufwendig abgesaugt werden müssen. Der Verbundwerkstoff, der im Rahmen der bekannten Maßnahmen entsteht, besteht in werkzeugmäßiger Hinsicht aus zwei Komponenten, nämlich aus dem Werkstoff des Tiefziehformteils, welches z. B. aus einem geeigneten Polyacrylharz besteht, und der Verstärkungs auflage, die jedenfalls als glasfaserverstärktes Polyestersystem aufgebaut ist. Wird der Behälter ausgebaut, z. B. weil er erneuerungsbedürftig ist, so lassen sich die beiden Werkstoffe mit vernünftigem Aufwand nicht trennen. Die bekannten Behälter sind insoweit nicht geeignet, in ein Recyclingsystem integriert zu werden. Recyclingsystem meint im Rahmen der Erfindung eine Rückführung in einen Ferti gungsprozeß, in dem die Werkstoffe als solche ohne störende und qualitätsbeeinträchtigende Vermischung und Verunreinigung durch beispielsweise Glasfasern wieder eingesetzt werden können, selbstverständlich mit der werkstoffüblichen Aufbereitung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen wannen förmigen Behälter des eingangs beschriebenen grundsätz lichen Aufbaus sowie der eingangs beschriebenen Zweck bestimmung zu schaffen, der bei geringem Materialeinsatz auf einfache Weise herstellbar ist, in statischer und stabilitätsmäßiger Hinsicht allen Anforderungen des be stimmungsgemäßen Gebrauches genügt und ohne Schwierig keiten in ein Recyclingsystem integriert werden kann. Der Erfindung liegt fernerhin die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem solche Behälter auf be sonders einfache Weise hergestellt werden können. Aus gehend von dem eingangs beschriebenen Behälter besteht die Lösung der Aufgabe in der Kombination der folgenden Merkmale:

a) Das Tiefziehformteil ist aus einer Acrylharztafel ge formt und bildet an sich und für sich ein instabiles Bauteil mit für die bestimmungsgemäße Benutzung unzu reichender Festigkeit und Gestaltfestigkeit,
b) die Verstärkungsauflage besteht aus ungeschäumtem Polyurethan,
c) die Verstärkungsauflage ist als eine voll ausge härtete einheitliche Polyurethanschicht auf dem Tiefziehformteil, welches als verlorene Schalung diente, aus den Ausgangsstoffen gebildet und dadurch mit der Außenseite des Tiefziehformteils in statischen und sta bilitätsmäßigen Verbund gebracht,
d) die Dicke der Polyurethanschicht ist so gewählt, daß zumindest die Behälterseitenwände des Behälters ohne Fremdabstützung eine ausreichende den auf zunehmenden Be anspruchungen bei bestimmungsgemäßem Gebrauch ent sprechende Stabilität, Festigkeit und Gestaltfestigkeit aufweisen.

Das Merkmal a) besagt, daß die Tiefziehformteile an sich und für sich nicht als Behälter eingesetzt werden. Die Tiefziehformteile bestehen aus Acrylharz und werden aus Gründen der Werkstoffersparnis möglichst dünnwandig ausgeführt. Das Tiefziehbauteil ist erfindungsgemäß gemäß Merkmal b) durch eine Polyurethanschicht aus ungeschäumtem Polyurethan verstärkt. Diese Poly urethanschicht ist eine solche, die auf die der Behälterinnenseite abgewandte Oberfläche des Tiefzieh bauteils aufgebracht ist. Sie wird zwar mit Hilfe einer Düse und unter Anwendung von Druck aufgebracht, jedoch als ein noch fließfähiger, wenn auch zerflatterter, Strang oder Strahl, und nicht unter Beigabe von Zerstäubungsluft zerstäubt. Die Verstärkungsschicht gemäß Merkmal b), die entsprechend dem Merkmal c) erzeugt wurde, besteht nicht nur aus ungeschäumtem Polyurethan, sie ist von beim Auftragen entstehenden Poren praktisch frei. Überraschenderweise gehen das Tiefziehbauteil und die Verstärkungsschicht gemäß Merkmal b) und Merkmal c) einen Verbund ein, der aus dem Verbundbauteil eine statische und stabilitätsmäßige Einheit macht. Darunter wird verstanden, daß der Übergangsbereich zwischen dem Werkstoff Acrylharz einerseits und dem ungeschäumten Polyurethan andererseits in dem Verbundteil keine störende Singularität in bezug auf Festigkeit und Stabilität darstellt. Die Dicke der Polyurethanschicht kann daher gemäß Merkmal d) eingerichtet werden. Obgleich der beschriebene innige Verbund erreicht wird, ist der erfindungsgemäße Behälter in ein Recyclingsystem ohne weiteres integrierbar: Durch Anwendung von Wärme läßt sich die Polyacrylschicht, die das Tiefziehformteil bildet, erweichen und von der Polyurethanschicht überraschenderweise, gleichsam wie eine Haut, einfach und sauber abziehen. Das gelingt zum Beispiel bei einer Temperatur von etwa 200°C. Sowohl der Werkstoff Poly acryl als auch der Werkstoff Polyurethan können daher in die Fertigung zurückgeführt werden, wenn für den Be hälter ein Recyclingssystem eingerichtet ist.

Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung des Behälters. So kann die Dicke der Polyurethanschicht so gewählt sein, daß sowohl die Behälterseitenwände als auch der Behälterboden eine ausreichende, den aufzu nehmenden Beanspruchungen entsprechende Stabilität, Festigkeit und Gestaltfestigkeit aufweisen. Nach einer anderen Ausführungsform weist der Behälterboden eine Versteifungsplatte auf, die auf die mit dem Behälter boden verbundene Polyurethanschicht aufgelegt und von einer weiteren Polyurethanschicht abgedeckt ist, die stoffschlüssig mit der erstgenannten Polyurethanschicht verbunden ist. Die Versteifungsplatte soll mit den Polyurethanschichten zumindest adhäsiv verbunden sein. Sie besteht nach bevorzugter Ausführungsform der Er findung ebenfalls aus ungeschäumtem Polyurethan und ist stoffschlüssig mit den beiden schon erwähnten Poly urethanschichten verbunden. Je nach dem Verwendungszweck des erfindungsgemäßen Behälters hat der Außenrand unter Umständen auch besondere Beanspruchungen aufzunehmen. Das ist beispielsweise bei Badewannen und Whirlpool-Wannen der Fall. Hier lehrt die Erfindung, daß der Abschlußrand ein umgekehrt U-förmiges Profil aufweist und die Profilkammer mit einem Verstei fungswerkstoff ausgefüllt ist. Dabei kann die Profil kammer mit ungeschäumtem Polyurethan ausgefüllt sein. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Werkstoff für die Versteifungsplatte bzw. als Versteifungswerkstoff für die Ausfüllung des U-förmigen Profils des Abschlußrandes ein ungeschäumtes Polyurethan eingesetzt, welches hauptsächlich aus bei der Fertigung des Behälters angefallenen, in den Herstellungsprozeß zurückgeführten Abfall Polyurethan besteht, welches sonst verworfen werden müßte. Infolge des Fehlens von Glasfasern sind glasfaserbedingte Kapillaren in der Polyurethanschicht nicht ausgebildet. Die Polyurethanschicht kann so eingestellt werden, daß im Bereich der Bohrungen, wo Armaturen, Fittings u. dgl. anzuschließen sind, besondere Dichtungen nicht er forderlich sind.

Erfindungsgemäße Behälter können, wie bereits erwähnt, für die verschiedensten Zwecke eingesetzt werden, sie können, beispielsweise als Einbaubadewanne oder als Duschtasse ausgeführt sein, aber auch als Waschbecken oder Spülbecken.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Her stellung eines der beschriebenen Behälter mit den folgenden Verfahrensschritten:

- die Acrylharztafel wird mit Hilfe einer Tiefziehform unter Anwendung von Temperatur und Unterdruck zu dem Tiefziehformteil geformt,
- das Tiefziehformteil wird mit dem Abschlußrand nach unten auf eine dem Tiefziehformteil angepaßte Hilfs vorrichtung haubenartig aufgesetzt,
- auf das Tiefziehformteil werden außenseitig unter Ver zicht auf einen Haftvermittler die Polyurethanaus gangsstoffe als geschlossene Schicht aufgebracht und zur Aushärtung gebracht.

Es versteht sich, daß üblicherweise ein Reinigen der Flächen stattfindet, die miteinander den beschriebenen Verbund eingehen.

Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren funktioniert das Tiefziehformteil ohne weiteres als verlorene Schalung, wobei es im Rahmen des Fertigungsprozesses wegen seiner geringen Stabilität und Gestaltfestigkeit zunächst auf einer Hilfsvorrichtung abgestützt wird. Handelt es sich um die Herstellung eines Behälters, bei dem der Behälterboden zusätzlich eine Versteifungsplatte aufweist, so lehrt die Erfindung, daß unmittelbar nach dem Aufbringen der geschlossenen ersten Schicht auf diese im noch bindungsfähigen Zustand im Bereich des Behälterbodens die Versteifungsplatte aufgelegt und diese mit einer Schicht der Polyurethanausgangsstoffe abgedeckt wird, die sich mit der Versteifungsplatte bzw. mit der ersten Schicht aus Polyurethan zu einer Abdeckschicht für die Versteifungsplatte verbindet. In den Abschlußrand kann weiteres Polyurethan als Ver steifungsmasse eingeführt werden.

Bei der vor stehend beschriebenen Verfahrensweise wird auf Haftvermittler, Primer o. dgl. zur Verbesserung der Verbindung zwischen dem Polyacryl einerseits und dem ungeschäumten Polyurethan andererseits verzichtet. Überraschenderweise entsteht nichtsdestoweniger ein ausreichender Verbund. Die Tatsache, daß frei von Haftvermittlern und Primern gearbeitet werden kann und die Tatsache, daß mit umgeschäumtem Polyurethan gearbeitet wird, hat den Vorteil, daß bei der Ver arbeitung gesundheitsgefährdende Gase und Dämpfe nicht frei werden und folglich auch nicht abgesaugt werden müssen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführ licher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen erfindungs gemäßen Behälter, ausschnittsweise,

Fig. 2 in gegenüber der Fig. 1 wesentlich vergrößertem Maßstab den Ausschnitt A aus dem Gegenstand nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch den Boden eines erfindungsgemäßen Behälters und

Fig. 4 den wesentlichen vergrößerten Ausschnitt B aus dem Gegenstand der Fig. 3.

Der in den Figuren dargestellte, oben offene, zur Aufnahme von Brauchwasser bestimmte, wannenartige Behälter 1 mit Behälterboden 2, Behälterseitenwänden 3 und Abschlußrand 4 mag einer Badewanne angehören. Der Behälterboden 2, die Behälterseitenwände 3 und der Abschlußrand 4 sind als ein einteiliges Tiefziehformteil 5 aus Kunststoff mit behälteraußenseitiger Ver stärkungsauflage 6 auf dem Behälterboden 2, den Behälterseitenwänden 3 und unter dem Abschlußrand 4 ausgeführt.

Das Tiefziehformteil 5 ist aus einer Acrylharztafel geformt und bildet an sich und für sich ein instabiles Bauteil mit für die bestimmungsgemäße Benutzung unzureichender Festigkeit und Gestaltfestigkeit. Die Verstärkungsauflage 6 besteht aus ungeschäumtem Polyurethan. Die Verstärkungsauflage 6 ist als eine voll ausgehärtete einheitliche Polyurethanschicht auf dem Tiefziehformteil 5, welches dabei als verlorene Schalung funktionierte, aus den Ausgangsstoffen für die Polyurethanschicht gebildet worden. Sie ist dadurch gleichzeitig mit der Außenseite des Tiefziehformteils 5 in statischen und stabilitätsmäßigen Verbund gebracht worden, und zwar vorzugsweise ohne Einsatz eines Haftvermittlers oder eines sog. Primers. Die Dicke der Polyurethanschicht ist so gewählt, daß zumindest die Behälterseitenwände 3 des Behälters 1 ohne Fremdabstützung eine ausreichende, den aufzunehmenden Beanspruchungen bei bestimmungsgemäßem Gebrauch entsprechende Stabilität, Festigkeit und Gestaltfestigkeit aufweisen. Die Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Behälters 1, bei dem der Behälterboden 2 eine Versteifungsplatte 7 aufweist, die auf die mit dem Behälterboden 2 verbundene Polyurethanschicht 6 aufgelegt und von einer weiteren Polyurethanschicht 8 abgedeckt ist, die stoffschlüssig mit der erstgenannten Polyurethanschicht 6 verbunden ist. Die Versteifungsplatte 7 mag ihrerseits aus Polyurethan bestehen.

Man erkennt in den Fig. 2 und 4, daß die Verbindungsstrukturen 9, die sich zwischen dem Tiefziehformteil 5 und der Polyurethanschicht 6 einstellen, eine sehr innige Verbindung darstellen, und zwar dergestalt, daß der Verbund zu einer statischen und stabilitätsmäßigen Einheit führt. Die Versteifungsplatte 7 mag ebenfalls aus ungeschäumtem Polyurethan bestehen. In der Fig. 1 erkennt man, daß der Abschlußrand 4 ein umgekehrt U-förmiges Profil aufweist, welches eine Profilkammer 10 bildet. Auch diese könnte mit einem Versteifungswerkstoff ausgefüllt sein, was nicht gezeichnet worden ist.

Claims

1. Oben offener, zur Aufnahme von Brauchwasser bestimmter, wannenförmiger Behälter (1), - mit
Behälterboden (2),
Behälterseitenwänden (3) und
Abschlußrand (4),
wobei der Behälterboden (2), die Behälterseitenwände (3) und der Abschlußrand (4) als ein einteiliges Tiefziehformteil (5) aus Kunststoff mit behälter außenseitiger Verstärkungsauflage (6) auf dem Behälterboden (2), den Behälterseitenwänden (3) und unter dem Abschlußrand (4) ausgeführt sind und die Kombination der folgenden Merkmale verwirklicht ist:

a) das Tiefziehformteil (5) ist aus einer Acrylharztafel geformt und bildet an sich und für sich ein instabiles Bauteil mit für die bestimmungsgemäße Benutzung unzu reichender Festigkeit und Gestaltfestigkeit,
b) die Verstärkungsauflage (6) besteht aus ungeschäumtem Polyurethan,
c) die Verstärkungsauflage (6) ist als eine voll ausge härtete einheitliche Polyurethanschicht auf dem Tiefziehformteil (5), welches als verlorene Schalung diente, aus den Ausgangsstoffen gebildet und dadurch mit der Außenseite des Tiefziehformteils (5) in statischen und stabilitätsmäßigen Verbund gebracht,
d) die Dicke der Polyurethanschicht (6) ist so gewählt, daß zumindest die Behälterseitenwände (3) des Behälters (1) ohne Fremdabstützung eine ausreichende den auf zunehmenden Beanspruchungen bei bestimmungsgemäßem Gebrauch entsprechende Stabilität, Festigkeit und Gestaltfestigkeit aufweisen.

2. Behälter nach Anspruch 1, wobei die Dicke der Poly urethanschicht so gewählt ist, daß sowohl die Behälter seitenwände (3) als auch der Behälterboden (2) eine ausreichende, den auf zunehmenden Beanspruchungen ent sprechende Stabilität, Festigkeit und Gestaltfestigkeit aufweisen.

3. Behälter nach Anspruch 1, wobei der Behälterboden (2) eine Versteifungsplatte (7) aufweist, die auf die mit dem Behälterboden (2) verbundene Polyurethanschicht (6) aufgelegt und von einer weiteren Polyurethanschicht (8) abgedeckt ist, die stoffschlüssig mit der erstgenannten Polyurethanschicht (6) verbunden ist.

4. Behälter nach Anspruch 3, wobei die Versteifungs platte (7) mit den Polyurethanschichten (6, 8) zumindest adhäsiv verbunden ist.

5. Behälter nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei die Versteifungsplatte (7) ebenfalls aus ungeschäumtem Polyurethan besteht und stoffschlüssig mit den Polyurethanschichten (6, 8) verbunden ist.

6. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Abschlußrand (4) ein umgekehrt U-förmiges Profil aufweist und die Profilkammer (10) mit einem Versteifungswerkstoff ausgefüllt ist.

7. Behälter nach Anspruch 6, wobei die Profilkammer (9) mit ungeschäumtem Polyurethan ausgefüllt ist.

8. Behälter nach einem der Ansprüche 5 oder 7, wobei als Werkstoff für die Versteifungsplatte bzw. als Verstei fungswerkstoff ein ungeschäumtes Polyurethan eingesetzt ist, welches hauptsächlich aus bei der Fertigung des Be hälters angefallenem, in den Herstellungsprozeß zurück geführtem Polyurethan besteht.

9. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, welcher als Einbaubadewanne ausgeführt ist.

10. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, welcher als Duschtasse ausgeführt ist.

11. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, welcher als Waschbecken ausgeführt ist.

12. Behälter nach einem der Ansprüche l bis 8, welcher als Spülbecken ausgeführt ist.

13. Verfahren zur Herstellung eines Behälters nach einem der Ansprüche 1 bis 12 mit den folgenden Verfahrens schritten:
Die Acrylharztafel wird mit Hilfe einer Tiefziehform unter Anwendung von Temperatur und Unterdruck zu dem Tiefziehformteil geformt,
das Tiefziehformteil wird mit dem Abschlußrand nach unten auf eine dem Tiefziehformteil angepaßte Hilfsvor richtung haubenförmig aufgesetzt,
auf das Tiefziehformteil werden außenseitig die Polyurethanausgangsstoffe als geschlossene Schicht unter Verzicht auf einen Haftvermittler aufgebracht und zur Aushärtung gebracht.

14. Verfahren nach Anspruch 13 für die Herstellung eines Behälters, bei dem der Behälterboden zusätzlich eine Versteifungsplatte aufweist, wobei unmittelbar nach dem Aufbringen der geschlossenen ersten Schicht auf diese im noch bindungsfähigen Zustand im Bereich des Behälterbo dens die Versteifungsplatte aufgelegt und diese mit einer Schicht der Polyurethanausgangsstoffe abgedeckt wird, die sich mit der Versteifungsplatte bzw. mit der ersten Schicht aus Polyurethan verbindet.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei in den Abschlußrand weiteres Polyurethan als Verstei fungsmasse eingeführt wird.