DE69017245T2

DE69017245T2 - Verfahren zur Herstellung einer Verbundstruktur.

Info

Publication number: DE69017245T2
Application number: DE69017245T
Authority: DE
Inventors: Michael Windsor Symons
Original assignee: Plascon Tech
Current assignee: Windsor Technologies Ltd
Priority date: 1989-03-28
Filing date: 1990-03-28
Publication date: 1995-08-24
Anticipated expiration: 2010-03-29
Also published as: DE69017245D1; EP0390536B1; AU5227490A; EP0390536A2; EP0390535B1; CA2013028A1; DE69021916D1; CA2013038C; AU624489B2; CA2013028C; EP0390535A3; DE69021916T2; AU5227790A; AU635731B2; EP0390536A3; ES2069001T3; ES2077641T3; EP0390535A2; CA2013038A1

Description

Hlntergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Verbundstruktur aus drei oder mehr Schichten eines Naturfasermaterials, wie Papier oder Pappe, und die so gebildeten Verbundstrukturen.
Verbund- oder Laminatstrukturen, die aus zwei oder mehr Schichten unterschiedlicher Materialarten, die zusammengefügt sind, bestehen, sind wohl bekannt. Diese Verbundstrukturen werden in der Bauindustrie, Verpackungsindustrie, Möbelindustrie und dergleichen weit verbreitet verwendet. Obgleich viele Arten solcher Verbundstrukturen bekannt sind und verwendet werden, besteht immer ein Bedarf nach neuen Verbundstrukturen und neuen Verfahren zur Herstellung solcher Verbundstrukturen. Eine solche Verbundstruktur ist aus dem Dokument US-A-2 454 719 bekannt, bei der eine gewellte Schicht um Kernelemente herum ausgebildet ist, indem eine deformierbare Schicht zwischen zwei oder mehr äußeren Schichten sandwichartig angeordnet ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundstruktur geschaffen, die zwei oder mehr erste Schichten eines Naturfasermaterials und eine oder mehr zweite gewellte Schichten eines Naturfasermaterials umfaßt, wobei die oder jede zweite gewellte Schicht sandwichartig zwischen zwei benachbarten ersten Schichten angeordnet wird, mit folgenden Schritten:
(1) Imprägnieren der ersten und zweiten Schichten mit einer flüssigen Zusammensetzung, die ein hitzehärtbares Harz, eine Streckflüssigkeit für das hitzehärtbare Harz und einen Katalysator für das hitzehärtbare Harz umfaßt, wobei die flüssige Zusammensetzung ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus (a) einem Phenolharz, einem C&sub1;-C&sub4;-Alkohol mit 20 bis 100 Gew.-% des Phenolharzes und einem Katalysator für das Phenolharz, und (b) einem Polyesterharz oder einem Epoxyharz, einer Streckflüssigkeit mit 20 bis 100 Gew.-% des Harzes ausgewahlt aus der Gruppe, bestehend aus Dichlormethan, Trichlorethylen, Perchlorethylen, Fluortrichlormethan und Trichlortrifluorethan und einem Katalysator für das Harz,
(2) Anordnen der oder jeder zweiten gewellten Schicht zwischen zwei benachbarten ersten Schichten,
(3) Wiedergewinnen der Streckflüssigkeit, und
(4) Polymerisieren des hitzehärtbaren Harzes, um die oder jede zweite gewellte Schicht mit den ersten Schichten zur Bildung der Verbundstruktur zu verbinden.
Die Verbundstruktur kann in ihrer einfachsten Form zwei erste Schichten mit einer einzigen zweiten gewellten Schicht sandwichartig dazwischen angeordnet umfassen. Alternativ kann die Verbundstruktur drei oder mehr erste Schichten und zwei oder mehr zweite gewellte Schichten umfassen, wobei jede zweite gewellte Schicht sandwichartig zwischen zwei benachbarten ersten Schichten angeordnet ist. Vorzugsweise sind die zwei oder mehr zweiten gewellten Schichten so angeordnet, daß die Wellungen oder Kehlungen der zwei oder mehr zweiten Schichten in der Verbundstruktur alle im wesentlichen parallel zueinander liegen.
Die ersten Schichten sind aus einem Naturfasermaterial wie Papier (einschließlich aus Holzpulpe, Flachs, Bagasse, Holzfurnier oder gewebtem Tuch, Stroh, Jute, Lumpen und dergleichen hergestelltem Papier), Papierpulpe, Pappe, Hartpappe bzw. Hartfaserplatte, Preßspanplatte, Sperrholz, Holzfurnier oder gewebtem Tuch oder dergleichen hergestellt.
Die zweite(n) Schicht(en) ist (sind) auch aus einem Naturfasermaterial, vorzugsweise Papier oder Pappe, hergestellt. Die zweite(n) Schicht(en) ist(sind) gewellt.
Die zwei oder mehr ersten Schichten können aus dem gleichen Naturfasermaterial hergestellt werden, beispielsweise können die ersten Schichten alle aus Papier hergestellt sein. Alternativ können die zwei oder mehr ersten Schichten aus unterschiedlichen Naturfasermaterialien hergestellt sein, beispielsweise kann eine der ersten Schichten eine Papierschicht sein, während eine andere der ersten Schichten eine Schicht aus Hartholz sein kann. In gleicher Weise können, wenn die Verbundstruktur zwei oder mehr zweite gewellte Schichten umfaßt, die zwei oder mehr zweiten gewellten Schichten aus dem gleichen Naturfasermaterial hergestellt sein, oder sie können aus unterschiedlichen Naturfasermaterialien hergestellt sein.
In Schritt (3) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das hitzehärtbare Harz polymerisiert, indem das Produkt von Schritt (2), d.h. die Sandwichstruktur der ersten und zweiten Schichten, geeigneten Temperatur- und Druckbedingungen zur Bewirkung der Polymerisation ausgesetzt wird. Beispielsweise kann das Produkt von Schritt (2) in einer geeigneten Presse zwischen einem Paar geheizter Platten angeordnet werden, die die ersten und zweiten Schichten zusammenpressen und die Polymerisation des hitzehärtbaren Harzes zur Bildung der Verbundstruktur bewirken.
Nach dem Schritt (3) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Verbundstruktur auf unterschiedliche Weise weiterbehandelt werden. Beispielsweise können weitere Materialschichten an den Außenflächen der Verbundstruktur angebracht werden, wie Material, das beispielsweise Glasfaser- oder Aluminiumfolienschichten oder dergleichen umfaßt. Alternativ können die Außenflächen der Verbundstruktur mit einem geeigneten Überzug überzogen oder bedruckt werden, um ein dekoratives Muster zu erzeugen. Weiterhin können die Räume zwischen den Wellungen oder Kehlungen der zweiten Schicht(en) der Verbundstruktur mit einem geeigneten Material wie Schaum oder Zement oder dergleichen gefüllt werden.
In Schritt (2) des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die erste Schicht und die zweiten Schichten mit einer flüssigen Zusammensetzung imprägniert, die erstens ein hitzehärtbares Harz, zweitens eine Streckflüssigkeit für das hitzehärtbare Harz und drittens einen Katalysator für das hitzehärtbare Harz umfaßt.
Das hitzehärtbare Harz kann beispielsweise ein Phenolharz sein, in welchem Fall die Streckflüssigkeit Wasser, ein C&sub1;-C&sub4;-Alkohol, ein höherer Kohlenstoffalkohol, wie Furfurylalkohol, Aceton oder Methylethylketon sein kann und der Katalysator ein geeigneter saurer Katalysator für Phenolharze sein kann.
Das hitzehärtbare Harz kann auch ein Polyesterharz oder ein Epoxyharz sein, in welchem Fall die Streckflüssigkeit ein halogenierter Kohlenwasserstoff wie Dichlormethan, Fluortrichlormethan, Trichlortrifluorethan, Trichlorethylen oder Perchlorethylen, Benzylalkohol, Nonylphenol, Dibutylphthalat, Xylol und Methylethylketon sein kann und der Katalysator irgendein geeigneter latenter Katalysator für ein Polyester- oder Epoxyharz sein kann.
Das hitzehärtbare Harz kann auch ein Acryl- oder Methacrylsäureesterharz, ein Formaldehydharz wie ein Harnstoff- oder ein Melaminformaldehydharz und dergleichen sein.
Es gibt zwei erfindungsgemäße, bevorzugte flüssige Zusammensetzungen. Die erste bevorzugte flüssige Zusammensetzung umfaßt ein Phenolharz, eine Streckflüssigkeit mit 20 bis 100 Gew.-% des Harzes, die ein C&sub1; bis C&sub4;-Alkohol ist, d.h. Methanol, Ethanol, Propanol oder Butanol, und einen Katalysator für das Phenolharz.
Die zweite bevorzugte erflndungsgemäße flüssige Zusammensetzung umfaßt ein Polyesterharz oder ein Epoxyharz, eine Streckflüssigkeit mit 20 bis 100 Gew.-% des Harzes, ausgewählt aus Dichlormethan, Trichlorethylen, Perchlorethylen, Trichlortrifluorethan und Fluortrichlormethan und einen latenten Katalysator für das Harz.
Die erfindungsgemäße, flüssige Zusammensetzung kann auch andere Bestandteile wie ein Inhibierungsmittel, einen Beschleuniger, ein oberflächenaktives Mittel, Streckpartikel wie Siliciumdioxiddampf und dergleichen umfassen.
In Schritt (2) des erfindungsgemäßen Verfahrens können die ersten Schichten oder die zweite(n) Schicht(en) auf irgendeine geeignete Weise imprägniert werden. Vorzugsweise wird das Imprägnieren unter Druck durchgeführt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine gemäß dem vorstehend angegebenen Verfahren hergestellte Verbundstruktur geschaffen.
Die erfindungsgemäße Verbundstruktur hat viele Verwendungen in der Bauindustrie, Verpackungsindustrie, Möbelindustrie und dergleichen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine erste erfindungsgemäße Verbundstruktur, und
Fig. 2 ist ein Schnitt durch eine zweite erfindungsgemäße Verbundstruktur.

Beschreibung der Ausführungsformen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundstruktur, die zwei oder mehr erste Schichten eines Naturfasermaterials und eine oder mehr zweite gewellte Schichten eines Naturtasermaterials aufweist, wobei die oder jede zweite gewellte Schicht zwischen zwei benachbarten ersten Schichten sandwichartig angeordnet ist. Der springende Punkt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, daß die ersten Schichten und die zweite(n) Schicht(en) vor dem Zusammenfügen und ihrem Miteinanderverbinden mit einer flüssigen Zusammensetzung, die ein hitzehärtbares Harz, eine Streckflüssigkeit für das hitzehärtbare Harz und einen Katalysator für das hitzehärtbare Harz aufweist, imprägniert werden. Wenn die Schichten imprägniert worden sind, befindet sich die oder jede zweite Schicht zwischen zwei benachbarten ersten Schichten, und das hitzehärtbare Harz wird polymerisiert, um die ersten und zweiten Schichten starr zu machen und um die oder jede zweite Schicht mit den ersten Schichten zur Bildung der Verbundstruktur zu verbinden.
Die ersten Schichten umfassen Naturfasermaterial. Geeignete Naturfasermaterialien umfassen Papier (aus Holzpulpe, Flachs, Bagasse, Stroh, Papyrus, Bambus, Jute, Lumpen und irgendeinem anderen geeigneten Naturfasermaterial hergestellt), Papierpulpe, Hartpappe bzw. Hartfaserplatte, Preßspanplatte, Sperrholz, Holzfurnier und gewebtes Tuch.
Jede erste Schicht kann eine einzige Schicht aus Naturfasermaterial umfassen oder kann zwei oder mehr Schichten aus Naturfasermaterial umfassen, die auf irgendeine geeignete Weise miteinander verbunden sind.
Die zweite(n) Schicht(en) ist (sind) auch aus einem Naturfasermaterial, vorzugsweise einem Papier oder einer Pappe, hergestellt. Die zweite(n) Schicht(en) wird (werden) vor ihrer Verwendung auf irgendeine geeignete Weise entlang ihrer Länge gewellt.
Die ersten Schichten in einer bestimmten Verbundstruktur müssen nicht alle aus dem gleichen Naturfasermaterial hergestellt werden, und in gleicher Weise müssen, wenn eine Verbundstruktur zwei oder mehr zweite Schichten umfaßt, die zweiten Schichten nicht alle aus dem gleichen Naturfasermaterial hergestellt werden. So kann eine Verbundstruktur beispielsweise eine erste Schicht eines Papiermaterials, eine zweite gewellte Schicht eines Papiermaterials und eine weitere erste Schicht aus Preßspanplatte bestehen, die zur Bildung einer Verbundstruktur miteinander verbunden sind.
In Schritt (1) des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die ersten Schichten und die zweite(n) Schicht(en) mit einer flüssigen Zusammensetzung imprägniert. Die flüssige Zusammensetzung umfaßt ein hitzehärtbares Harz, eine Streckflüssigkeit für das hitzehärtbare Harz und einen Katalysator für das hitzehärtbare Harz. Beispiele der verschiedenen Typen der flüssigen Zusammensetzung zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind nachstehend angegeben.
Es ist wünschenswert, daß das vorkatalysierte, hitzehärtbare Harz eine verlängerte Gebrauchsdauer hat, d.h. einen Zeitraum, während dessen in der Harzmischung keine signifikante Viskositätsänderung auftritt. Eine Gebrauchsdauer von 14 bis 25 Tagen ist wünschenswert. Dies kann durch die geeignete Auswahl des hitzehärtbaren Harzes und der Streckflüssigkeit und des Katalysators erreicht werden. Das hitzehärtbare Harz kann, wenn es vorkatalysiert worden ist, auch bei einer niedrigen Temperatur, beispielsweise unterhalb 10ºC, zur Verlängerung der Gebrauchsdauer aufbewahrt werden.
Die Streckflüssigkeit hat andere wichtige Funktionen, sie soll für eine Variabilität bezüglich des Gewichts des die ersten und zweiten Schichten imprägnierenden Harzes sorgen, die Viskosität des Harzes steuern, die Polymerisation nicht beeinträchtigen und leicht aus dem imprägnierten Material wiedergewonnen werden.
Das hitzehärtbare Harz kann ein Phenolharz (Phenolformaldehydharz), vorzugsweise ein flüssiges Phenolharz, sein, das bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur polymerisiert werden kann. Beispiele geeigneter Phenolharze umfassen:
Polylam 2432 der National Chemical Products Limited in Germiston, Südafrika, das ein flüssiges Phenolharz ist, das bei Raumtemperatur mit einem sauren Katalysator wie einer Mischung von Sulfonsäuren wie Catalyst VX-21 der National Chemical Products Limited härtet;
Cellobond J2027L, J2018L, J20/1096L und J20/1081L der British Petroleum Company plc, das mit einem Katalysator wie Phencat 10, Phencat 15 oder VCM90 der British Petroleum Company plc katalysiert werden kann oder
VX-21 von der National Chemical Products Limited,
ein mit Hexamethylentetramin katalysiertes Phenolfurfuralharz;
eine Mischung eines Phenolharzes mit einem Melaminformaldehyd- oder einem Harnstoff-Formaldehydharz.
Geeignete Streckflüssigkeiten zur Verwendung bei Phenolharzen können entweder Lösungsmittel des Harzes oder Verdünnungsmittel niedriger Viskosität und entweder reaktiv oder nichtreaktiv sein. Typische Beispiele umfassen Wasser, C&sub1;- C&sub4;-Alkohole wie Methanol, Ethanol, Propanol und Butanol, höhere Kohlenstoffalkohole wie Furfurylalkohol, Aceton und Methylethylketon.
Das hitzehärtbare Harz kann auch ein Epoxyharz sein. Die bevorzugten Epoxyharze sind typischerweise flüssige Epoxidharze niedriger Viskosität, hergestellt aus Epichlorhydrin und Bisphenol F. Typische Beispiele solcher Harze umfassen jene, die von der Shell Chemical Company unter den Bezeichnungen Epikote 816, 862, 232, 235 und 236 hergestellt werden, und jene, die von der Ciba Geigy AG unter den Bezeichnungen XD.4150, XSA.214, Araldite AZ.15 und Araldite PY.340-2 hergestellt werden. Andere geeignete Epoxyharze umfassen Epoxyharze mit blockierten Aminfunktionen wie das Reaktionsprodukt von Phthalsäureanhydrid mit Diethylentriamin.
Geeignete latente Katalysatorsysteme zur Verwendung bei Epoxyharzen umfassen jene Katalysatorsysteme, die von der Anchor Chemicals (UK) Limited geliefert werden, wie Ancamine 20145, das ein modifiziertes Polyamin ist, Anchor/catalyst 1786B, das eine 50/50-Lösung von p-Toluolsulphonat von 2-Amino-2-methyl-1- propanol in n-Butanol ist, Anchor/catalyst 5.475, das eine 50/50-Lösung von Morpholinium-p-toluolsulphonat in Ethylenglycolmonoethylether ist; Anchor/catalyst K61B; Ancamide 2066; Katalysatoren auf der Basis von Bortrifluorid umfassen Anchor 117, 1171, 1222, 1040 und 1115, die aus chemisch modifizierten Aminkomplexen von Bortrifluorid bestehen; Ancamine 1482, das eine flüssige, eutektische Mischung aromatischer Amine ist; Ancamine SRX, das ein aromatisches Polyamin ist, Ancamine SP, das ein Diaminodiphenylsulphon ist, und dergleichen. Diese Katalysatoren lösen im allgemeinen die Polymerisation bei einer Temperatur von etwa 80ºC oder höher aus.
Geeignete Streckflüssigkeiten zur Verwendung bei Epoxyharzen umfassen halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Dichlormethan, Trichlorethan, Tetrachlorkohlenstoff, Chlorofom, Trichlorfluormethan, Perchlorethylen, Trichlorethylen, Trichlorfluormethan und Trichlortrifluorethan, Xylol, Methylethylketon, Butylglycidylether, Cresyl, Glycidylether, p-tert.-Butylglycidylether, Glycidylether von C&sub3;-C&sub1;&sub4;-Alkoholen, Butandiolglycidylether und Aceton.
Das hitzehartbare Harz kann auch ein flussiges Polyesterharz wie die ungesättig ten isophthalischen oder orthophthalischen flüssigen Polyesterharze sein. Beispiele dieser sind jene, die von Scott Bader of England hergestellt werden, einschließlich Crystic 272, katalysiert durch das Katalysatorpulver B, und Crystic 196 und jene unter dem Markennamen Atlac von DSM.
Andere geeignete Polyesterharze sind jene, die hergestellt werden von der National Chemical Products, Germiston, Südafrika wie Polylite 33410, Polylite 8130, Polylite 8000 und Polylite 8382X. Geeignete latente Katalysatoren für diese Harze umfassen di-tert.-Butylperoxy-3,3,5-trimethylcyclohexan in Dibutylphthalat, wie jene die von der Akzo Chemie unter der Bezeichnung Triganox 29B240, Lucidol KL50, Triganox 21, Triganox C oder Triganox K-70 vertrieben werden, Benzoylperoxidformulierungen, t-Butylperbenzoat, vertrieben von Interox unter den Kodes TBTB und TBPB, Dibenzoylperoxid, vertrieben von Interox unter dem Kode Interox BP.50-FT oder Methylisobutylketonperoxid, vertrieben von Interox unter dem Kode MIKP NA1. Diese Katalysatoren lösen im allgemeinen die Polymerisation bei einer Temperatur im Bereich von 60ºC und höher, mehr typisch von 80ºC und höher, aus.
Geeignete Streckflüssgkeiten zur Verwendung bei Polyesterharzen umfassen halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Dichlormethan, Trichlorethylen, Perchlorethylen, Trichlorethan, Trichlortrifluorethan, Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform und Trichlorfluormethan, Toluol, Xylol, Butylacetat, Cyclohexan, Benzol, Tetrahydrofuran, Aceton und Methylethylketon.
Ein weiterer Typ des hitzehärtbaren Harzes, der verwendet werden kann, sind die flüssigen Acryl- und Methacrylsäureester und Methylmethacrylate, die bei Raumtemperatur härten und typischerweise mit Benzoylperoxidpulvern katalysiert werden, und Harnstoff-Formaldehyd- und Melaminformaldehydharze, die mit Säuren katalysiert werden und die innerlich mit Glycolen weichgemacht wurden.
Die flüssige Zusammensetzung zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann auch andere Bestandteile wie ein Inhibierungsmittel, einen Beschleuniger, ein oberflächenaktives Mittel, beispielsweise ein Sulfosuccinat, zur Verwendung bei Phenolharzen oder ein Alkylarylsulphat zur Verwendung bei Polyester oder Epoxyharzen und Streckpartikel wie Siliciumdioxiddampf, mikronisiertes Korund, Borosilicat und Siliciumdioxid enthalten.
Es gibt zwei besonders bevorzugte flüssige Zusammensetzungen zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren. Diese flüssigen Zusammensetzungen sind bevorzugt, weil sie eine optimale Gebrauchsdauer aufweisen, für geeignete Imprägnierungswerte des Harzes in den zu imprägnierenden Materialien sorgen, für eine einfache Polymerisation des hitzehärtbaren Harzes nach seiner Imprägnierung sorgen und die Streckflüssigkeit leicht wiedergewonnen wird.
Die erste bevorzugte flüssige, erfindungsgemäße Zusammensetzung umfaßt ein Phenolharz, eine Streckflüssigkeit mit 20 bis 100 Gew.-% des Phenolharzes, die ein C&sub1;-C&sub4;-Alkohol ist, d.h. Methanol, Ethanol, Propanol oder Butanol, vorzugsweise Methanol, und einen Katalysator für das Phenolharz, vorzugsweise einen sauren Katalysator wie eine Mischung einer organischen Säure, beispielsweise einer Sulphonsäure, und einer anorganischen Säure, beispielsweise Phosphor oder Schwefelsäure.
Die zweite bevorzugte, flüssige, erfindungsgemäße Zusammensetzung umfaßt ein Polyesterharz oder ein Epoxyharz, eine Streckflüssigkeit mit 20 bis 100 Gew.-% des Harzes, die ausgewählt ist aus Dichlormethan, Trichlorethylen, Perchlorethylen, Trichlortrifluorethan und Fluortrichlormethan, und einen geeigneten Katalysator wie t-Butylperbenzoat.
Die ersten und zweiten Schichten können mit der flüssigen Zusammensetzung in irgendeiner geeigneten Weise imprägniert werden. Eine geeignete Methode wird jetzt beschrieben.
Die zu imprägnierenden Schichten werden in ein Druckgefäß verbracht, das mit einer Vakuumpumpe verbunden ist. Die Schichten werden dann einem hohen Vakuum unterworfen, um die gesamte freie Luft und die gesamten freien Gase, sowohl intrazellulär als auch extrazellulär, aus den Schichten abzuführen. Die flüssige Zusammensetzung der Erfindung wird dann in das Druckgefäß eingeführt. Wenn das Druckgefäß mit der flüssigen Zusammensetzung gefüllt ist, wird Druck aufgebracht, entweder durch Einführung von Druckluft in das Druckgefäß oder hydraulisch aufgebracht, um zu bewirken, daß die flüssige Zusammensetzung die Schichten durchdringt. Die Dauer des Druckzyklus und der Druck selbst hängen von der Art der flüssigen Zusammensetzung und der Art der Schichten ab. Wenn die Schichten in geeigneter Weise imprägniert sind, werden das nicht verbrauchte Harz aus dem Druckgefäß entfernt und der Druck in dem Gefäß freigesetzt. Diese Druckfreisetzung bewirkt die Verdampfung der Streckflüssigkeit, die für eine zukünftige Verwendung wiedergewonnen und kondensiert werden kann, worauf die Anlegung eines Vakuum folgen kann, und dient auch dazu, das Ablaufen des überschüssigen Harzes zu fördern. Die imprägnierten Schichten werden dann aus dem Druckgefäß entfernt. Danach wrden die imprägnierten Schichten dem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens zugeführt.
In Schritt (2) des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die ersten und zweiten Schichten zusammengefügt. Wenn die Verbundstruktur aus zwei ersten Schichten mit einer einzigen zweiten Schicht sandwichartig dazwischen angeordnet bestehen soll, werden die drei Schichten in dieser Reihenfolge zusammengefügt. Wenn die Verbundstruktur aus Vielfachen der ersten und zweiten Schichten bestehen soll, wird die Struktur zusammengefügt, indem jede zweite Schicht zwischen zwei benachbarten ersten Schichten angeordnet wird.
In Schritt (3) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das hitzehärtbare Harz polymerisiert, um die oder jede zweite Schicht mit ihren benachbarten ersten Schichten zur Ausbildung der Verbundstruktur zu verbinden. Jedes geeignete Polymerisationsverfahren kann angewandt werden.
Ein geeignetes Polymerisationsverfahren umfaßt das Anordnen des Produkts von Schritt (2) zwischen den erhitzten Heizplatten einer geeigneten Presse und dann das Aufbringen von Hitze und Druck zur Bewirkung der Polymerisation des hitzehärtbaren Harzes und zur Verbindung der ersten Schichten mit der (den) zweiten Schicht(en).
Alternative Verfahren können in den Fällen verwendet werden, in denen das hitzehärtbare Harz bei Raumtemperatur polymerisiert werden soll.
Wenn die Verbundstruktur ausgebildet worden ist, kann sie weiter behandelt werden. Beispielsweise können die Räume zwischen den Wellungen der zweiten Schicht(en) mit einem geeigneten Material wie feinem Polymerbeton oder einem Schaumstoffmaterial gefüllt werden.
Die Außenflächen der Verbundstruktur können auch behandelt werden, beispielsweise durch das Laminieren einer weiteren Schicht eines geeigneten Materials auf die Außenflächen, beispielsweise einer Schicht Glasfaser oder dünnen Metalls wie Aluminium oder einer Schicht eines faserartigen Materials. Die Außenflächen der Verbundstruktur können auch auf herkömmliche Weise beschichtet, bedruckt oder anderweitig mit einem Muster versehen werden.
Beispiele der erfindungsgemäßen Verbundstrukturen werden nachstehend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen angegeben.
Mit Bezug auf Fig. 1 der beiliegenden Zeichnungen wird ein erstes Beispiel einer erfindungsgemäßen Verbundstruktur gezeigt. Die Verbundstruktur 10 besteht aus einer ersten Schicht 12, einer ersten Schicht 14 und einer zweiten gewellten Schicht 16, die sandwichartig dazwischen angeordnet ist. Die ersten Schichten 12, 14 sind jeweils Schichten aus Kraftpapier, während die zweite Schicht 16 Pappe umfaßt. Die drei Schichten 12, 14, 16 wurden mit einer flüssigen Zusammensetzung, die ein Phenolharz, Methanol und einen sauren Katalysator für das Phenolharz umfaßt, imprägniert. Die drei Schichten 12, 14, 16 wurden dann wie gezeigt zusammengefügt und zwischen den erhitzten Heizplatten einer Presse angeordnet. Dies führte zu einer Polymerisation des Phenolharzes, was bewirkte, daß die zweite Schicht 16 mit den ersten Schichten 12, 14 zur Bildung der Verbundstruktur 10 verbunden wurde.
Mit Bezug auf Fig. 2 der beiliegenden Zeichnungen wird ein zweites Beispiel einer erfindungsgemäßen Verbundstruktur 19 gezeigt, die aus einer ersten Schicht 20 und einer ersten Schicht 22, wobei eine zweite Schicht 24 sandwichartig dazwischen angeordnet ist, und aus einer weiteren ersten Schicht 26 besteht, wobei eine weitere zweite Schicht 28 sandwichartig zwischen den Schichten 22 und 26 angeordnet ist. Es ist zu beachten, daß die Kehlungen oder Wellungen 30 der zwei zweiten Schichten 24, 28 im wesentlichen parallel zu einander verlaufen, was eine Verbundsstruktur 19 mit Extrasteiflgkeit schafft. Die ersten Schichten 20, 26 weisen jeweils Schichten aus Preßspanplatte auf, und die erste Schicht 22 weist eine Schicht aus Papier auf. Die zweiten Schichten 24, 28 weisen Schichten aus Pappe auf. Alle Schichten 20, 22, 24, 26, 28 wurden mit einer flüssigen Zusammensetzung imprägniert, die ein Polyesterharz, Dichlormethan und einen Katalysator für das Polyesterharz aufweist. Die Schichten 20, 22, 24, 26, 28 wurden dann wie gezeigt zusammengefügt und zwischen den geheizten Heizplatten einer Presse angeordnet. Dies führte zu der Polymerisation des Polyesterharzes, was bewirkte, daß die zweiten Schichten 24, 28 mit den ersten Schichten 20, 22, 26 zur Bildung der Verbundstruktur 19 zusammengefügt wurden.
Die erfindungsgemäße Verbundstruktur hat die Vorteile der Steifigkeit, der Formbeständigkeit, der Beständigkeit gegen Durchhängen und Verformung und ist gleichzeitig leicht.
Die erfindungsgemäße Verbundstruktur kann als Bauplatte oder Verkleidungspaneel, als Verpackungsmaterial, für den Bau von Möbeln, wie als Material für den Regalbau und als Verschalungsbretter für Betonguß und dergleichen verwendet werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Verbundstruktur (10), die zwei oder mehr erste Schichten (12, 14) eines Naturfasermaterials und eine oder mehr zweite gewellte Schichten (16) eines Naturfasermaterials umfaßt, wobei die oder jede zweite gewellte Schicht (16) sandwichartig zwischen zwei benachbarten ersten Schichten (12, 14) angeordnet wird, umfassend folgende Schritte:

(1) Imprägnieren der ersten und zweiten Schichten mit einer flüssigen Zusammensetzung, die ein hitzehärtbares Harz, eine Streckflüssigkeit für das hitzehärtbare Harz und einen Katalysator für das hitzehärtbare Harz umfaßt, wobei die flüssige Zusammensetzung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus (a) einem Phenolharz, einem C&sub1;-C&sub4;-Alkohol mit 20 bis 100 Gew.-% des Phenolharzes und einem Katalysator für das Phenolharz, und (b) einem Polyesterharz oder einem Epoxyharz, einer Streckflüssigkeit mit 20 bis 100 Gew.-% des Harzes, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Dichlormethan, Trichlorethylen, Perchlorethylen, Fluortrichlormethan und Trichlortrifluorethan und einem Katalysator für das Harz,

(2) Anordnen der oder jeder zweiten gewellten Schicht zwischen zwei benachbarten Schichten,

(3) Wiedergewinnen der Streckflüssigkeit und

(4) Polymerisieren des hitzehärtbaren Harzes, um die oder jede zweite gewellte Schicht mit den ersten Schichten zur Bildung der Verbundstruktur zu verbinden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verbundstruktur (10) zwei erste Schichten (12, 14) umfaßt, wobei eine zweite gewellte Schicht (16) sandwichartig zwischen diesen angeordnet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verbundstruktur drei oder mehr erste Schichten und zwei oder mehr zweite gewellte Schichten umfaßt, wobei jede zweite gewellte Schicht sandwichartig zwischen zwei benachbarten ersten Schichten angeordnet wird, wobei die Wellungen der zwei oder mehr zweiten Schichten im wesentlichen parallel zueinander verlaufen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die ersten Schichten (12, 14) ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend Schichten aus Papier, Papierpulpe, Pappe, Hartpappe bzw. Hartfaserplatte, Preßspanplatte, Sperrholz, Holzfurnier und gewebtem Tuch.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zwei oder mehr erste Schichten (12, 14) aus dem gleichen Naturfasermaterial hergestellt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die zwei oder mehr ersten Schichten (12, 14) aus unterschiedlichen Naturfasermaterialien hergestellt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die zweite Schicht (16) oder Schichten aus der Gruppe, bestehend aus Schichten aus Papier und Pappe ausgewählt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei in Schritt (4) das hitzehärtbare Harz polymerisiert wird, indem das Produkt von Schritt (3) geeigneten Temperatur- und Druckbedingungen unterzogen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei in Schritt (4) das Produkt von Schritt (3) in einer Presse zwischen einem Paar erhitzter Heizplatten angeordnet wird, um die Polymerisation des hitzehärtbaren Harzes zu bewirken.