DK163204B - Sanitetsartikel bestaaende af en med et armeringslag forstaerket termoformet plade samt en fremgangsmaade til fremstilling af en saadan artikel - Google Patents

Description

i

DK 163204 B

Opfindelsen angår en sanitetsartikel af en med et armeringslag forstærket termoformet plade samt en fremgangsmåde til fremstilling af en sådan artikel.

5 Betegnelsen "sanitetsartikler" betyder i den foreliggende beskrivelse med krav badekar, brusebadskummer, vaske, bideter og lignende.

Sanitetsartikler af termoformet polymethylmethacrylat, 10 der er forstærket med massiv glasfiberarmeret polyesterharpiks er f.eks. kendt fra GB 2 148 786 A og USA patent nr. 4 179 760. Således er der i GB 21 48 786 A beskrevet badekar, brusebadskummer og lignende genstande af termo-formede acrylplader med et armeringslag, der er dannet 15 ved faststøbning af en plade af stift polyurethanskum med glasfiberarmeret polyesterharpiks.

De nævnte genstande fremstilles ved, at polyesterharpiksen indføres i flydende tilstand i en støbeform, hvori 20 den termoformede skal er dannet eller indført. Opfindelsen beskrives som en videreudvikling af en kendt proces, hvorved armeringslaget af glasfiberholdig polyesterharpiks sprøjtes på ydersiden af den termoformede skal. I intet af de to tilfælde er der dog tale om opskummet po-25 lyesterharpiks. Ifølge beskrivelsesindledningen til GB

2 148 786 A har påsprøjtning af giasfiberarmeret polyesterharpiks visse ulemper, se spalte 1, linie 26-43. Disse overvindes ifølge den der beskrevne opfindelse ved anvendelse af den i og for sig kendte RRIM-metode (reinforced 30 reaction injection moulding). Det sker ved at indføre en forud termoformet skal i en lukket form med et hulrum, hvori der injiceres en reaktionsharpiks til dannelse af et på skallens yderside faststøbt lag. Dette kan bestå af polyurethanskum og om ønsket være armeret med glasfibre.

Ifølge den foreliggende opfindelse, der er ejendommelig ved det i den kendetegnende del af krav 1 anførte, på- 35

DK 163204 B

2 sprøjtes en flydende med glasfibre fyldt polyesterharpiks analogt med den fra GB 2 148 786 A indledning kendte teknik, men ulemperne overvindes ved at anvende en særlig polyestertype, der skummer op under påsprøjtningen og 5 hærder til dannelse af et varmeisolerende skumlag. Der kan om ønsket yderligere indføres en armeringsplade, f.eks. af træ eller stift polyurethanskum, men det er ikke nødvendigt. Opgaven er således løst uden anvendelse af en støbeform, og ulemperne ved begge de kendte metoder 10 er overvundet.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen fås på simpel måde en meget let og stærk sanitetsartikel, såsom et badekar eller en brusebadskumme med gode isolationsegenskaber.

15 USA patent nr. 4 179 760 angår et badekar eller lignende, bestående af flere lag, omfattende en klar termoformet acrylplade og en glasfiberarmeret polyesterharpiks. Der er dog ikke tale om en påsprøjtet opskummelig polyester-20 harpiks, således som tilfældet er ifølge opfindelsen.

Den termoformede harpiksplade består fortrinsvis af poly-methylmethacrylat, og i det forstærkende lag ligger forholdet fiberglas/polyester fortrinsvis indenfor interval-25 let fra 10/90 til 40/60, fortrinsvis fra 15/85 til 25/75.

I stedet for en enkelt plade af polymethylmethacrylat kan anvendes en lamineret plade, f.eks. fremstillet ved co-extrudering af polymethylmethacrylat med et slagfast plastmateriale.

30

Det er også opfindelsens formål at tilvejebringe en fremgangsmåde til fremstilling af sanitetsartiklerne, hvorved man undgå valsnings- og komprimeringsoperationerne, og hvorved man får genstande, med betydeligt forbedrede 35 egenskaber hvad angår overflade-finish, vægt og varmeiso-lation. Den omhandlede fremgangsmåde er ifølge krav 5 baseret på anvendelsen af polyester-harpikser, der danner

DK 163204 B

3 et opskummet materiale, som er ensartet uden større hulrum, uden at det er nødvendigt at foretage manuelle valsningsoperationer, idet den opskummelige polyesterharpiks påføres ved sprøjtning på ydersiden af den termo-5 formede plade. Dette muliggør en reduktion af fremstillingstiden med ca. 50% under sprøjte- og påføringstrinet, og med ca. % under hærdningen.

Sprøjteoperationen kan gennemføres helt automatisk, uden 10 manuel indgriben, og i lokaler, hvori ingen personer befinder sig, hvilket medfører indlysende fordele af tek-nisk-økonomisk og hygiejnisk karakter.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er i det væsentlige ba-15 seret på anvendelsen af polyester-harpikser, der ad kemisk vej er opskummet ved hjælp af additiver og katalysatorer. Alle typer af umættede polyester-harpikser, der kan anvendes i forbindelse med glasfibre, kan anvendes ved den omhandlede fremgangsmåde. Man kan f.eks. anvende 20 harpikser fremstillet ud fra maleinsyreanhydrid, phthal-syreanhydrid, hexahydrophthalsyre eller diallylphthalat.

Til disse tilsættes opskumningsmidler, katalysatorer og acceleratorer/inhibitorer, i overensstemmelse med i og for sig kendt teknik, på dette område.

25

Som opskumningsmiddel foretrækkes tert.butyl-hydrazin-chlorid blandet med jern-(III)chlorid, markedsført under varemærket LUPERFOAM 239 af Pennwalt, Lucidol Division (Buffalo, U.S.A.). Det blandes med harpikserne i en 30 mængde på 0,5-4 vægt-%, hvorefter blandingen påsprøjtes.

Katalysatoren kan være et organisk peroxid, der katalyserer en tværbinding af polyester-harpikserne. Foretrukne er peroxider af alifatiske og alicycliske ketoner, di-35 acylperoxider, hydroperoxider, peroxyestere, perketaler, dialkylperoxider, såsom methylethylketonperoxid, cyclo-hexanonperoxid, benzoylperoxid, cumylhydroperoxid, tert.-

DK 163204 B

4 butyl-peroxybenzoat og dicumylperoxid. En foretrukken katalysator er en blanding af peroxyestere, markedsført under varemærket LUPEROX DP 33 og fremstillet af firmaet Pennwalt. Sådanne katalysatorer anvendes i en koncentra-5 tion på 1-5 vægt-%, fortrinsvis ca. 3 vægt-%, i forhold til harpiksen, og de tilsættes fortrinsvis umiddelbart før eller samtidigt med påsprøjtningen.

Systemet accelerator/inhibitor anvendes for at lette 10 hærdningen af harpiksen indenfor forudbestemte tidsrum, hvilke kan ligge mellem 30 sekunder og 20 minutter. Acceleratoren kan vælges blandt substituerede aromatiske aminer, såsom dimethylanilin, diethylanilin, dimethyl-p-toluidin, eller blandt cobalt- og/eller vanadin og/eller 15 mangansalte af organiske syrer, såsom cobaltoctanoat-, vanadin-2-ethylhexanoat osv., eller blandt blandinger af de nævnte typer. En foretrukken accelerator er det kommercielle produkt ERGONAL R, der indeholder vanadin-2-ethylhexanoat og er fremstillet af Pennwalt. Inhibitoren 20 kan vælges blandt blokerede phenoler, såsom tert.butyl-catechol eller di-tert.butyl-p-cresol. En foretrukken inhibitor er en blanding af disse to derivater og er markedsført under varemærket LUCHEM IN 5 af Pennwalt. Sådanne produkter kan anvendes i blanding med harpiksen i 25 en koncentration på f.eks. 0,1-0,6 vægt-%.

Påsprøjtningen kan gennemføres ved samtidig udfældning af polyester-harpiks og glasfibre, idet man kan benytte manuelt bet j ente kanoner eller fortrinsvis et robot-30 system. Hærdetiderne indstilles passende ved hjælp af accelerator/inhibitor systemet i afhængighed af typen af den plade, der skal forstærkes.

Typiske hærdetider for pladerne af polyesterharpiksen er 35 4-5 minutter.

DK 163204 B

5

Volumenforøgelsen hidrørende fra opskumningen kan være mellem 10 og 200% af det oprindelige volumen, og den er fortrinsvis ca. 100%.

5 De plader af en acryl- eller methacrylharpiks, som anvendes ifølge opfindelsen, kan være af forskellige typer.

Man kan således anvende støbte plader, extruderede plader fremstillet af polymethylmethacrylater med egenskaber svarende til ISO DIS 8257/1/2 standard, eller co-extrude-10 rede plader bestående af to eller flere lag, hvor laget i kontakt med vand er polymethylmethacrylat, der om ønsket kan være slagfast og modificeret med elastomere materialer, f.eks. baseret på butylacrylat og styren, mens det andet eller de andre lag kan være slagfast polyme-15 thylmethacrylat, ABS eller MBS.

Udover fordelene af procesteknisk art som overfor forklaret muliggør fremgangsmåden ifølge opfindelsen en væsentlig forbedring af kvaliteten af de fremstillede 20 sanitetsartikler, man opnår således et forbedret udseende, idet armeringslaget er dækket af pladen af polymethylmethacrylat. Dette har ikke blot betydning for udseendet, men det muliggør også en betydelig forbedring af artiklens håndterbarhed.

25

En anden forbedring er reduktionen af genstandenes vægt, medens stivheden er uændret, hvilket giver en besparelse af råmaterialer og forbedrer varmeisolation med tilsvarende bedre komfort for brugeren.

30

Disse fordele bevirker, at de artikler, der er fremstillet ifølge opfindelsen, er af forbedret kvalitet sammenlignet med tilsvarene kendte produkter.

35 For at illustrere opfindelsen og vise, hvorledes den kan udøves i praksis, henvises til de følgende eksempler.

DK 163204 B

6 EKSEMPEL 1

En på kendt måde co-extruderet plade med en total tykkelse på 5 mm, bestående af et lag af polymethylmethacrylat 5 Vedril TM granulat 9K) i henhold til ISO DIS 8257/1/2 standard (tykkelse ca. 4 mm) og et lag af slagfast modificeret polymethylmethacrylat (Vedril TM granulat 18 V) (tykkelse ca. 1 mm), termoformes til en skal af form som et badekar med dimensionerne ca. 1818 x 810 x 590 mm. Den 10 termoplastiske skal forstærkes ved påsprøj tning på ydersiden med en polyesterharpiks af typen "Sirester 3320" (produkt fra firmaet SIR) og glasfibre udskåret i længder af 1-2 cm, med et vægtforhold harpiks:glasfibre på 85:15, og til opnåelse af en tykkelse af ca. 3 mm på de lodrette 15 vægge og ca. 5 mm på bunden. I den harpiks, der påsprøj-tes på bunden, indlejres en plade af stift polyurethan- 3 skum med en massefylde af 0,3 g/cm og med en størrelse svarende til badekarrets bund og med en tykkelse af 2 cm, indført som et yderligere stivhedsfrembringende element.

20 Harpiksen af typen Sirester 3320 blandes før sprøjtningen med skummemidlet Superfoam 329 fremstillet af Pennwalt, Buffalo, U.S.A., til en koncentration af 1,25 vægtdele pr. 100 dele harpiks, og med 0,2 vægt-% af en accelerator (ERG0NAL L).

25 På sprøjtetidspunktet tilsætter man til harpiksen katalysatoren LUPEROX DP 33 fremstillet af Pennwalt Lucidol Division, i en koncentration af 3 vægt-%. Harpiksen hærder indenfor et tidsrum af ca. 4 minutter, med et exotermt 30 maximum af 48 °C.

Det forstærkede badekar trimmes og bliver derpå afprøvet i henhold til C.E.N. p.a. EN 198, del 1, standardudkastet.

Det viser sig, at badekarret opfylder alle standardens forskrifter.

35

DK 163204 B

7

Prøverne ved temperaturpåvirkning i henhold til det ovenfor angivne standardudkast (paragraf 3.2.2, prøve "b") fortsættes i yderligere 400 cykler. Efter ialt 500 cykler udviser badekarret ikke nogen fejl.

5

Badekarret vejes, og man måler en totalvægt af 16 kg i sammenligning med en vægt af 20 kg af et tilsvarende badekar, der er overtrukket med ikke-opskummet, fiberglas-forstærket polyesterharpiks (med en tykkelse af 3-4 10 mm).

Efter afslutningen af prøverne ved temperaturpåvirkning bliver badekarret udskåret i langsgående sektioner, og armeringslaget undersøges omhyggeligt.

15

Det viser ingen tegn på afskrælning, og det udviser heller ingen hulrum. Massefylden målt på prøver af det for- 3 stærkende lag viser en gennemsnitlig værdi af 0,9 g/cm .

20 En skarp kile, som presses ind i sammenføjningsområdet mellem acrylpladen og armeringslaget kan ikke skille de to lag, men medfører derimod et brud i polyesterlaget.

I den lodrette væg af badekarret udskæres 12 prøvestykker 25 af dimensionen 120 x 10 mm. Prøverne understøttes i en afstand af 100 mm og udsættes for lavtryk (5 mm/minut) til måling af bøjningsstivheden. Værdierne sammenlignes med prøver udført på et tilsvarende badekar, som er forstærket på kendt måde. Den ifølge opfindelsen fremstille-30 de artikel, der er forstærket med opskummet polyester, udviser værdien 23,3 N/mm, medens prøven, der er forstærket på kendt måde, har værdien 19,2 N/mm.

Varmeledningsprøver gennemføres på plader med dimensio-35 nerne 10 mm x 100 mm, udtaget fra sidevæggene. Gennemsnitligt er varmetransmissionen 40% lavere end for de tilsvarende prøver fra et badekar, der er forstærket på

DK 163204 B

8 kendt måde, nemlig 0,095 kcal/m.h. °C for et prøvestykke forstærket med opskummet polyesterharpiks og 0,14 kcal/m.h. °C for en på den kendte måde fremstillet prøve.

5 EKSEMPEL 2

En co-extruderet plade som beskrevet i eksempel 1 termo-formes svarende til formen af en brusekumme med dimensionerne 750 x 750 x 200 (mm), og forstærkes på den i eksem-10 pel 1 angivne måde, men med en tykkelse af armeringslaget af opskummet polyesterharpiks på 4 mm, men uden indsætning af en plade af polyurethan.

Den således fremstillede genstand består de prøver, der 15 er foreskrevet af den europæiske standard for brusekummer.

20 25 30 35

Claims (5)

1. Sanitetsartikel, der består af en termoformet plade af 5 en acryl- eller methacrylharpiks eller et laminat omfattende en sådan harpiks og et armeringslag af med glasfibre fyldt umættet polyesterharpiks, om ønsket ilagt en skumplade, kendetegnet ved, at armeringslaget af en glasfiberholdig umættet polyesterharpiks er på- 10 sprøjtet ydersiden af den termoformede plade af acryl-eller methacrylharpiks under opskumning og samtidig eller efterfølgende hærdning.

2. Sanitetsartikel ifølge krav 1, kendetegnet 15 ved, at harpiksen er polymethylmethacrylat.

3. Sanitetsartikel ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at den termof ormede plade er en støbt plade, en extruderet plade eller en co-extruderet plade, 20 der består af to eller flere lag, idet det inderste lag, der kommer i kontakt med vand, består af rent polymethylmethacrylat eller slagfast polymethylmethacrylat, medens det eller de andre lag består af slagfast polymethylmethacrylat, ABS eller MBS. 25

4. Sanitetsartikel ifølge ethvert af de forgående krav, kendetegnet ved, at forholdet fiberglas/poly-ester ligger i intervallet fra 10/90 til 40/60, fortrinsvis fra 15/85 til 25/75. 30

5. Fremgangsmåde til fremstilling af sanitetsartiklen ifølge krav 1-4, kendetegnet ved, at en plade af en acryl- eller methacrylharpiks eller et laminat omfattende en sådan harpiks termoformes og på ydersiden på- 35 sprøjtes en opskummelig, umættet polyesterharpiks, der er fyldt med fibre under betingelser, hvor polyesterharpiksen skummer op og efterfølgende hærder.