DE4447239A1 - Tragfeste Kunststoffplatten - Google Patents

Description

Das technische Gebiet der Erfindung sind Platten oder Paneele zur Verwendung im Bauwesen, in der Verpackungsindustrie und/oder bei papierverarbeitenden Verfahren, etc. Gegenwärtig stehen für verschiedene Zwecke halbsteife oder steife Schichten oder Platten aus thermoverformbaren Kunststoffmaterialien zur Verfügung. Gleichzeitig sind relativ steife Paneele für verschiedene Anwendungen gut bekannt, die durch Extrusion hergestellt werden und im wesentlichen zwei beabstandete Schichten mit längslaufenden Verbindungsstrukturen zwischen den beiden Schichten umfassen. Beispiele für solche Paneele sind in der Bauindustrie geläufig, werden als "Honigwaben-" oder "alveolated" Platten bezeichnet und sind aus Polycarbonat oder Polymethylmetacrylat hergestellt; ebenso sind sie aus dem Verpackungs- und Papierverarbeitungssektor bekannt unter dem Namen "multi-wave" oder "cartonplast" und sie sind aus Polypropylen hergestellt. Da solche Platten durch Extrusion hergestellt werden, ist es offensichtlich, daß ihre Form in jedem Querschnitt senkrecht zur Extrudierrichtung immer identisch ist. Obwohl solche Paneele in verschiedener Hinsicht zufriedenstellend sind, so weisen sie dennoch unterschiedliche Biegefestigkeit und Druckfestigkeit auf, wenn in senkrechten Ebenen Spannungen auftreten, da ihre Rippen nur ein Längsmuster aufweisen.

In einigen Anwendungen ist das Vorgenannte wünschenswert oder kann es hingenommen werden; jedoch in anderen Anwendungsgebieten ist es wünschenswert, Platten oder Paneele mit einheitlichen (gleichmäßigen) Eigenschaften zu haben, sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung. Unter anderem eine Aufgabe ist es daher, eine tragfeste Kunststoffplatte mit einer Strukturlage zu schaffen, die im wesentlichen gleichförmige Eigenschaften in sowohl der Längs- als auch der Querrichtung aufweist. Das wird mit der Lehre des Anspruchs 1 erreicht, ebenso mit der Verfahrens lehre gemäß Anspruch 5 oder der Vorrichtung gemäß Anspruch 14 zur Herstellung der tragfesten Kunststoffplatte gemäß Anspruch 1.

Vorteilhafte Wirkung der erwähnten Lehren ist es außerdem, daß der Aufbau dieser Platten oder Paneele preiswert ist.

Die jeweils abhängigen Ansprüche konkretisieren und ergänzen die erwähnten Lehren.

Das Composit-Paneel enthält zumindest eine Fläche oder Platte, an die eine wabenförmige oder eine mit Erhebungen und Vertiefungen versehene Lage oder Schicht angefügt wird (im folgenden: verformungssteife Traglage). Vorzugsweise weist die Platte oder das Paneel zwei Schichten auf, zwischen denen eine honigwaben-geformte oder Wabenstruktur oder eine mit Erhöhungen oder Vertiefungen versehene Zwischenlage gelegt ist, die mit den Schichten mittels Thermofusion, Thermofusions-Kleben oder Thermoschweißen (fest) verbunden ist. Eine bevorzugte Tragschicht enthält im wesentlichen Vierkant-Vorsprünge, die leicht geneigte Schrägwände haben, die fast senkrecht zu den breiteren Flächen (Flachseiten) stehen; die Erhebungen sind in geordnet er Weise in zueinander senkrechten Reihen angeordnet (Anspruch 3). Ein anderes bevorzugtes Paneel weist eine Zwischenlage auf, die Vertiefungen enthält, die zusammen mit Vorsprüngen so angeordnet sind, daß sie die Traglage ergeben, wobei Vorsprünge und Vertiefungen über geneigte oder gekrümmte Wände verbunden sind (Anspruch 3). Ein weiteres bevorzugtes Paneel enthält eine Lage mit zylindrischen Vorsprüngen, die durch Unterdruck erzeugt werden (Anspruch 3).

Die viereckigen Vorsprünge eines vierten - bevorzugten - Paneels, ähnlich wie diejenigen des zuerst genannten bevorzugten Paneels, sind in geordneter Weise in Reihen angeordnet, die entlang den Ecken der Vorsprünge verlaufen.

Die Paneele können auch so gestaltet werden, daß sie drei beabstandete (im wesentlichen ebene) Schichten aufweisen, und zwei jeweils zwischengelegte wabenförmige Tragschichten enthalten. Jede Tragschicht ist zwischen die Mittenschicht und die Außenschicht gelegt. Es können auch Paneele mit mehr als zwei zusammenwirkenden Tragschichten - verformungsfesten Erhebungens-/Vertiefungsschichten - zusammengefügt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren (Anspruch 5) beinhaltet das Führen oder Leiten einer verformungssteifen Tragschicht, die Wabenstruktur aufweisen kann; sie wird zu einem Ort geführt, wo eine erste (im wesentlichen ebene) Schicht auf eine ihrer Oberflächen aufgebracht wird. Dann - gleichzeitig oder aufeinanderfolgend - wird eine zweite (im wesentlichen ebene) Schicht auf ihrer zweiten Oberfläche aufgebracht.

Eine vorteilhafte Gestaltung dieses Verfahrens ist so gestaltet, daß die verformungssteife Tragschicht kontinuierlich geformt wird; sie kann zwischen einem walzenförmigen Stempel und einem angepaßten Stempel mit geformten Öffnungen in ihre strukturelle Form gebracht werden. Eine andere Möglichkeit ist es, die verformungssteife Traglage in kontinuierlicher Weise prägezuformen, mittels hin- und herbewegender Stempel oder Prägeformen.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung (Anspruch 14) beinhaltet Formungseinrichtungen, die hügel- oder vertiefungsformende Elemente aufweisen; ausgehend von einer schichtförmigen Lage, die kontinuierlich oder simultan extrudiert wird oder von einer Haspel abgewickelt wird, werden die vorgenannten Erhöhungen und Vertiefungen in die Schichten eingebracht. Ein oder mehrere Extruder sind vorgesehen, um Deckschichten zu erzeugen, die von Druckrollen oder -walzen an der ausgeformten Traglage fest angebracht werden.

Dieses beschriebene Paneel, das mit ihm verbundene Herstellungsverfahren und die Vorrichtung zu seiner Produktion bewirken eine gleichförmige mechanische Eigenschaft sowohl in Längs- als auch in Querrichtung. Die erfindungsgemäßen Paneele können im Bauwesen verwendet werden, um leichtgewichtige Wände aufzubauen, sie können dazu dienen, Messe- oder Ausstellungsstände zu errichten, auch ist es möglich, sie bei der Verpackung zu verwenden, sei es, daß sie in papier- oder kartonverarbeitenden Industrien Verwendung finden.

Die erfindungsgemäßen Vorschläge erreichen die kontinuierliche Herstellung solcher Paneele, die da zu hin schnell und preiswert erfolgen kann.

Ausführungsbeispiele erläutern und ergänzen die Erfindung.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines ersten Paneels, bei dem eine Deckschicht abgenommen ist, um die die Zwischenlage mit ihren Erhebungen und Vertiefungen zu zeigen.

Fig. 2 ist eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht eines zweiten Paneels.

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines dritten Paneel- Typs, bei dem ein Teil einer Deckschicht abgenommen ist.

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht eines vierten Paneel- Typs, bei dem ein Teil einer Deckschicht abgenommen ist.

Fig. 5 ist ein Ausschnitt eines Querschnitts durch einen fünften Paneel-Typ.

Fig. 6 ist ein Diagramm einer Vorrichtung, die ein Verfahren gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ausführt.

Fig. 7 zeigt eine Vorrichtung und ein Verfahren für ein zweites Ausführungsbeispiel.

Fig. 8 zeigt eine weitere Vorrichtung und ein weiteres Verfahren.

Fig. 9 zeigt eine andere Vorrichtung und ein anderes Verfahren.

Fig. 10 zeigt noch eine andere Vorrichtung und ein anderes Verfahren.

Fig. 1 zeigt eine Platte 10, die zwei - entweder glatte oder geprägte - Seitenflächen 14 und 16 und eine wabenförmige oder mit Erhebungen und Vertiefungen versehene (verformungssteife) Zwischen- oder Traglage 12 umfaßt. Die Schichten 14, 16 und die verformungssteife Traglage 12 werden auf geeignete Weise, wie z. B. durch Verkleben, Thermofusion oder ein anderes Verfahren, miteinander verbunden. Obwohl das Paneel 10 mit zwei festen Schichten an seinen Flachseiten gezeigt ist, kann es auch nur eine Schicht umfassen und so ein Zwischenerzeugnis erbringen.

Die Schichten 14 und 16 und die verformungssteife Traglage können beide aus demselben Material oder aus verschiedenen Materialien hergestellt sein, vorzugsweise bestehen sie jedoch aus demselben Kunststoffmaterial. In diesem besonderen Fall hat die verformungssteife Traglage 12 Vierkant-Vorsprünge, die sich von derselben Seite einer flachen Basisebene 18 aus erstrecken und im wesentlichen senkrechte oder leicht geneigte Seitenwände 19 aufweisen. Die Vorsprünge sind in parallelen, zueinander senkrechten Reihen mit parallel nebeneinanderliegenden Seiten angeordnet.

Das in Fig. 2 gezeigte Paneel 10a umfaßt ein wabenförmiges oder mit Erhebungen und Vertiefungen versehenes Element 12a zwischen Schichten 14 und 16, die im wesentlichen gleich den Schichten des vorstehend beschriebenen Paneels sind. Auch in diesem Fall hat die verformungssteife Traglage Vierkant-Vorsprünge, die - als 17a dargestellt - auf beiden Flachseiten identisch sind und durch steil geneigte Flächen und Krümmungen miteinander verbunden sind; die Vierkant-Elemente sind diagonal versetzt ausgerichtet. In diesem Fall erscheint die Platte 10a von beiden Flachseiten aus betrachtet identisch.

Die Platte 10b von Fig. 3 umfaßt zwischen den Schichten 14 und 16 eine verformungssteife Traglage 12b mit zylindrischen Vorsprüngen 17b, die von einer Basisoberfläche 18b herausragen und parallel zueinander ausgerichtet sind, wobei in nebeneinanderliegenden Linien die Vorsprünge abwechselnd angeordnet sind. Ein solches verformungssteifes Tragelement ist gut bekannt und wird durch Unterdruck an ,einer Kunststoffschicht erzeugt. Die Schicht 16 haftet an der Basisfläche 18b der Kunststoffschicht und die Schicht 14 an den oberen Grundflächen der Zylinder 17b.

Fig. 4 zeigt ein anderes Paneel 10c, das zwischen den Schichten 14 und 16, die ähnlich denen aller vorstehend beschriebenen Paneele sind, ein geprägtes verformungssteifes Element 12c mit Vierkant-Vorsprüngen 17c ähnlich denen des Paneels 10 enthält, die jedoch entlang den Diagonalen der Vierecke ausgerichtet sind.

Das in Fig. 5 im Ausschnitt gezeigte Paneel umfaßt drei beabstandete parallele Schichten 14, 16 und 20, wobei ein erstes verformungssteifes Element 12d zwischen den Schichten 14 und 20 angeordnet und mit diesen fest verbunden ist, und wobei ein zweites verformungssteifes Element 12e zwischen den Schichten 20 und 16 angeordnet und mit diesen verbunden ist. Es ist ersichtlich, daß auch mehrere Schichten und mehr als zwei verformungssteife Elemente zusammengefügt werden können, und daß das verformungssteife Element in dem Doppelpaneel von Fig. 5 aus einem beliebigen Platten-Typ gebildet sein kann.

Die vorstehend beschriebenen Paneele können in beliebiger Weise miteinander verbunden werden; z. B. sogar durch Verwenden individuell hergestellter Schicht- und verformungssteifer Einheiten und durch Zusammenfügen von Hand; vorzugsweise sind sie durch eines der Verfahren und eine der Vorrichtungen miteinander zu verbinden, die nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 6 bis 10 beschrieben werden.

Fig. 6 zeigt eine Vorrichtung, die zwei Formungs- oder Preßwalzen mit zusammenwirkenden Erhebungs- und Vertiefungsoberflächen nur stromabwärts eines mit 30 bezeichneten Extruders umfaßt; die Formungswalzen oder -zylinder sind mit 32 und 34 bezeichnet. Eine vom Extruder 30 extrudierte Kunststoffschicht wird durch das Zusammenwirken der Zylinder 32, 34 entsprechend der besonderen Gestaltung der Zylinder geformt. Die mit 12′ bezeichnete kontinuierliche Schicht mit Erhebungen oder Vertiefungen passiert den Extruder 36, der ein glattes oder geprägtes Band oder Schicht 14′ extrudiert, das die Schicht 14 bildet, welches mit der verformungssteifen Einheit 12′ mittels der Druckwalze 38, die gegen die Formungswalze 34 drückt, verbunden wird. Stromabwärts davon erzeugt ein anderer Extruder 40 eine kontinuierliche Schicht 16′, die mittels Druckwalzen 42, 42 und durch Thermoschweißen mit dem verformungssteifen Element 12 und der Schicht 14 verbunden wird. Stromabwärts der Druckwalzen 42 ist eine Zieh- und Kühlvorrichtung 44 gezeigt, stromabwärts von welcher das kontinuierliche Paneelband in eine herkömmliche Zieheinrichtung 46 gezogen wird, um Spannungen im Inneren zu vermeiden.

Wenn das Paneel 10 eine einzige Schicht 14 aufweisen soll, kann die Vorrichtung auf die Elemente 30, 32, 34, 36, 38 beschränkt werden und der Extruder 40 und die Druckeinrichtung 42 können entfallen.

Die Vorrichtung und das Verfahren von Fig. 7 weisen dieselben Bestandteile 30, 32, 34 wie in Fig. 6 beschrieben auf, jedoch sind in diesem Fall der Extruder 36 für die Schicht 14 und der Extruder 40 für die Schicht 16 gegenüberliegend und auf derselben Höhe bzw. Ebene angeordnet; das heißt, die Schichten 14 und 16 werden gleichzeitig durch Druckwalzen mit der verformungssteifen Lage 12 verbunden. Dieses Ausführungsbeispiel erzeugt ein Produkt, das wesentlich geringeren inneren Spannungen ausgesetzt ist.

Die in Fig. 8 gezeigte Vorrichtung ist zur Herstellung des in Fig. 3 gezeigten Paneels 10b geeignet. In diesem Fall extrudiert der Extruder 30 eine Schicht auf einen Formungszylinder 34, der mit einer Unterdruckeinrichtung zusammengebaut ist, so daß das verformungssteife Element 12b beim Austritt aus dem Zylinder erhalten wird und dann wie in Fig. 7 mit den Schichten 14, 16 verbunden wird; das heißt, die Schichten 14, 16 werden auf beiden Seiten gleichzeitig von den Extrudern 36 und 40 extrudiert.

In Fig. 9 werden kontinuierlich zwei verformungssteife Bandelemente 12b von zwei Extrudern 30 und 30′ mittels zweier Unterdruckzylinder 34 und 34′ erzeugt und fortlaufend direkt mit einem inneren Schichtband 20 verbunden, das von einem Zentralextruder 50 extrudiert wird. Das so erhaltene Element, das ein kontinuierliches Schichtband 20 und zwei verformungssteife Schichten 12b umfaßt, passiert die Extruder 36 und 40, die, wie bei den vorstehend beschriebenen Paneelen, das kontinuierliche Schichtband 14 und ein kontinuierliches Band 16 extrudieren, um deren Verbindung mit den verformungssteifen Elementen 12b bei den Druckwalzen 42 bewirken.

Fig. 10 illustriert die Möglichkeit, ein kontinuierliches verformungssteifes Bandelement in diskontinuierlicher Form mittels gegenüberliegender (und sich hin- und herbewegender) Prägeplatten 60, 62 herzustellen. Das erzeugte verformungssteife Element 12 bildet so eine Schleife oder Schlinge zwischen zwei Walzen 52, 54 und wird dann wie bei den vorstehend beschriebenen Systemen zwischen zwei Druckwalzen 42, 42 vorbewegt, die es mit kontinuierlichen Schichtbändern 14 und 16 verbinden, welche von Extrudern 36, 40 extrudiert werden. Das so gebildete kontinuierliche Paneelband, das von einer Förder- und Kühleinrichtung 44 gezogen wird, wird gekühlt und dann einer Wärmebehandlung in Einrichtung 46 unterzogen.

Weitere Ausführungsbeispiele des Paneels, der Vorrichtung und des Verfahrens können von einem auf diesem Gebiet erfahrenen Techniker nach dem Studium der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden.

Claims (16)

1. Composit-Paneel (10, 10a, 10b, 10c), bei dem

• (a) eine wabenförmige oder eine mit Erhöhungen und/oder Vertiefungen versehene (verformungssteife) Traglage (12, 12a, 12b, 12c) vorgesehen ist; und
• (b) mindestens eine Schicht (14, 16) fest entlang einer Oberfläche der Erhebungen/Vertiefungen (17, 17a, 17b, 17c) mit der Traglage (12, 12a, 12b, 12c) verbunden ist.

2. Plattenförmiges Element nach Anspruch 1, bei dem zwei parallele Schichten (14, 16) vorgesehen sind, die beabstandet sind und zwischen sich die verformungssteife Traglage (12) aufnehmen, wobei die Oberfläche der Erhebungen/Vertiefungen mit der Innenseite der Deckschicht integral verbunden ist.

3. Platte nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Erhebungen/Vertiefungen der Traglage (12) eine der folgenden Formen aufweist:

• (a) eine Struktur mit hohlen, viereckigen Vorsprüngen (17), die aus einer einzigen Oberfläche einer Basisebene hervorstehen, wobei die Vorsprünge senkrechte oder leicht geneigte Wände bezüglich der Basisebene haben und in geordnet er Weise längs korrespondierender senkrechter Linien angeordnet sind;
• (b) eine Struktur mit quadratischen Vorsprüngen (17a), die aus beiden Oberflächen der verformungsfesten Traglage hervorstehen, wobei die Vorsprünge durch steil geneigte Wände miteinander verbunden sind;
• (c) eine Struktur, die zylindrische Vorsprünge (17b) aufweist, die von nur einer Oberfläche der Basisebene hervorstehen;
• (d) eine Struktur, die quadratische Vorsprünge (17c) aufweist, die von einer Basisoberfläche herausragen und in einer Richtung angeordnet sind, die den Diagonalen der quadratischen Oberflächen entsprechen.

4. Platte oder Paneel nach einem der erwähnten Ansprüche, bei der drei Schichten (14, 16, 20) vorgesehen sind, von denen eine Mittenschicht (20) auf beiden Oberflächen mit den Vorsprüngen der Tragschicht fest verbunden ist.

5. Verfahren zum Herstellen verformungssteifer Platten nach einem der erwähnten Ansprüche, bei dem eine verformungssteife Tragschicht (12) kontinuierlich in Bandform geformt wird und eine erste Deckschicht (14; 16) fortlaufend hergestellt wird, die an die Vertiefungen/Erhöhungen der Tragschicht mit einer Druckeinrichtung (38; 42) angebracht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem eine zweite extrudierte Schicht (16; 14) in kontinuierlicher Weise hergestellt wird, die an der verformungssteifen Traglage (12) auf ihrer entgegengesetzten Oberfläche mittels einer Druckeinrichtung (42; 38) fest angebracht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem die erste Schicht (14) vor der zweiten Schicht (16) angebracht wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem erste und zweite Schichten (14, 16) gleichzeitig auf beiden Oberflächen der verformungssteifen Zwischenlage (12) angebracht werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei dem die verformungssteife Traglage in einem kontinuierlichen Prozeß erzeugt wird, indem ein ebenes Band hergestellt wird, das durch zusammenwirkende, gegensinnig geformte Formungswalzen (32, 34) geführt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei dem die verformungssteife Traglage (12) hergestellt wird, indem ein Band zwischen hin- und herbewegbaren - gegensinnig ausgebildeten - Formungsmatrizen (60) hindurchgeführt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, bei dem nach dem Anbringen oder Anheften der kontinuierlich erzeugten (im wesentlichen ebenen) Schichten (14, 16) eine Hitze- oder Wärmebehandlung (46) des Zwischenproduktes folgt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11, bei dem zwei kontinuierliche Tragschichten (12a, 12b) simultan auf beide Seiten einer extrudierten Mittelschicht (20) extrudiert werden.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 12, bei dem eine erste und eine zweite Schicht aufeinanderfolgend auf je eine der Oberflächen des Paneels aufextrudiert werden.

14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 13 oder zur Herstellung des Paneelenproduktes gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch

• (a) Fördereinrichtungen, die ein kontinuierliches Band einer verformungssteifen Erhebungs-/Vertiefungslage (12) an zumindest einem Extruder (36, 40) vorbeiführen;
• (b) zumindest einen Extruder (36, 40, 30), der kontinuierlich eine Kunststoffschicht extrudiert;
• (c) eine Druckeinrichtung (42, 38), mit der die verformungssteife Traglage (12) und die verformungsarme Decklage (14, 16) zusammengefügt werden.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der ein zweiter Extruder (40, 36) vorgesehen ist, um eine zweite Schicht (16) kontinuierlich gegen die Erhebungs-Oberflächen zu führen, die der Oberfläche gegenüberliegen, an der die erste Schicht (14) angebracht wird.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, bei der eine Zieheinrichtung und eine Wärme-Behandlungseinrichtung (44, 46) nach der Andruckeinrichtung (42) angeordnet sind.