NL1007025C2 - Sandwich. - Google Patents

Description

SANDWICH

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een sandwich-structuur die bestaat uit ten minste een tweetal buitenlagen en ten minste een kernlaag. De uitvinding betreft 5 verder de op deze wijze verkregen sandwichstructuur en een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze.

De stijfheid van een buis, plaat of ieder ander materiaal staat in verhouding tot de derde macht van de dikte ervan. Echter, dikte leidt over het algemeen tot 10 massa en dat kan voor bepaalde toepassingen ongewenst zijn. Om nu lichtere materialen te kunnen maken, worden twee lagen versterkingsmateriaal aan elkaar bevestigd onder tussenkomst van een tussenlaag (kernlaag) die is uitgevoerd in licht materiaal. Het geheel wordt sand-15 wich(structuur) genoemd.

Als tussenlaag worden tot nu toe vaak schuimen gebruikt, zoals fenolschuim, polyetherschuim, polyester-schuim, polyurethaanschuim etc. De tussenlaag wordt tussen de twee buitenplaten verlijmd, er tussen gespoten 20 of er op mechanische wijze aan bevestigd.

Ook zijn tussenlagen bekend met een honingraat-structuur. Een dergelijke honingraatstructuur bestaat over het algemeen uit geïmpregneerd papier, aluminium, aramidevezel etc.. Ook hier worden de buitenlagen bij-25 voorbeeld aan de kernlaag bevestigd door middel van lijmen.

Verder zijn dubbelweefsels bekend in glasvezel, waarvan de pooldraden gedeeltelijk uit thermoplastische vezels bestaan. De pooldraden zorgen voor de afstand 30 (dikte) tussen de beide buitenlagen, die worden gevormd door het weefsel. Een dergelijk dubbelweefsel wordt vervolgens geïmpregneerd met een kunsthars en na uithar-ding daarvan wordt een sandwichstructuur verkregen.

Ook is er een driedimensionaal breisel bekend, 35 dat eveneens gedeeltelijk uit glasvezel bestaat en waarvan de pooldraden gedeeltelijk uit thermoplasten bestaan. De pooldraden vormen ook hier de tussenlaag.

1 0 0 71' 2 5 2

Het is het doel van de onderhavige uitvinding een werkwijze te verschaffen waarmee op eenvoudige wijze een nieuw type sandwichstructuur verkregen kan worden.

Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt door middel 5 van een werkwijze voor het vervaardigen van een sandwichstructuur, die bestaat uit ten minste één buitenlaag en tenminste één kernlaag, welke kernlaag is opgebouwd uit een aantal in hoofdzaak parallel aan de buitenla(a)g(en) verlopende buizen, welke werkwijze omvat het verschaffen 10 van een buizenstructuur bestaande uit een aantal parallel naast elkaar gelegen buizen, welke vervaardigd zijn van een vezelmateriaal, zoals een weefsel, breisel, legsel of vlies, het met een kunststof impregneren van de buizenstructuur, het in de buizen brengen van een vaste kern, 15 het fixeren van de vorm van de buizen door het eventueel doen krimpen van de vezels van het vezelmateriaal en het uitharden van de kunststof om de vaste kern, het verwijderen van de vaste kern ter verkrijging van de kernlaag en het met een of meer buitenla(a)g(en) verbinden van de 20 kernlaag.

Het resultaat van een dergelijke werkwijze is een sandwichstructuur, die een tweetal buitenlagen omvat met daartussen opgenomen een kernlaag, die is opgebouwd uit een aantal in hoofdzaak parallel aan de buitenlagen 25 verlopende met een uitgeharde kunststof geïmpregneerde buizen. Deze sandwichstructuur maakt eveneens onderdeel uit van de onderhavige uitvinding. Opgemerkt wordt dat een sandwichstructuur welke bestaat uit een kernlaag van een aantal nagenoeg parallel verlopende buizen en een 30 tweetal buitenlagen op zichzelf ook nieuw is. Een dergelijke structuur, maar op een andere wijze vervaardigd dan op de hier beschreven wijze, valt derhalve eveneens onder de hierin beschreven uitvinding.

Met vezelmateriaal, wordt elk materiaal bedoeld 35 dat is vervaardigd van vezels. Dit kunnen lange vezels zijn, zoals draden, maar ook korte vezels. Het vezelmateriaal is bijvoorbeeld een weefsel, breisel, vlies of legsel. Het vezelmateriaal is bij voorkeur vervaardigd 1007025 3 van krimpbaar materiaal, zodat de vorm van de in de afzonderlijke buizen gestoken staven kan worden overgebracht op de buizen.

De buizenstructuur kan op verschillende manie-5 ren verschaft worden. Zo kan gebruik gemaakt worden van een tweetal weefsels, breisels, legsels, vliezen of combinaties daarvan, die op elkaar gelegd worden en waarin door stikken, breien, lassen, lijmen etc. parallelle tunnels of buizen ontstaan. Ook kan direct een 10 buisvorm geweven of gebreid worden. Verder kunnen twee parallelle weefsels, breisels, legsel, vliezen of combinaties daarvan worden verbonden door een aantal in hoofdzaak parallel verlopende tussenschotten, waardoor ook weer buizen ontstaan.

15 De kunststof kan een willekeurige thermoharden- de of thermoplastische kunststof (hars) zijn. In geval van een thermohardende kunststof wordt deze bij voorkeur gekozen uit polyesterhars, epoxyhars of fenolhars.

Na verschaffing van de buizenstructuur kan deze 20 voorgedrenkt worden met de thermoplastische of thermohardende kunststof en vervolgens ofwel gedroogd, gerijpt, of in B-stage gebracht worden. Met "B-stage" wordt bedoeld dat de hars reeds gedeeltelijk is gereticuleerd en daardoor een rubberachtige structuur heeft verkregen. Het 25 eventueel aanwezige copolymeriserende monomeer is door deze behandeling reeds gebonden. Door verhoging van de temperatuur of de druk wordt dit in B-stage gebrachte hars opnieuw vloeibaar, waarna het verder polymeriseert en volledig uithardt.

30 Echter, voor de gebruikte hars tot uitharden gebracht wordt, wordt in elk van de buizen van het al dan niet voorgeimpregneerde dubbelweefsel, breisel, legsel of vlies, een staaf gestoken, bijvoorbeeld van gechromeerd metaal, waarna het geheel verwarmd of bestraald wordt. De 35 verwarming kan bijvoorbeeld via de metalen staven tot stand gebracht worden, maar ook verwarming of bestraling van buitenaf is geschikt.

*» (\ \) t ü 2 5 4

De behandeling met warmte of straling heeft bij voorkeur een tweetal effecten. Zo zullen de synthetische vezels krimpen, waardoor het weefsel, breisel, legsel of vlies zich vormt rondom de staven. Door het uitharden van 5 de kunststof worden de buisjes tevens gefixeerd in de vorm van de staven. Deze vorm kan rond, vierkant, driehoekig, ovaal of van elke ander vorm zijn. Wanneer als kunststof een thermohardende kunststof gebruikt wordt, zoals polyesterhars, epoxyhars of fenolhars, kan dit door 10 middel van verwarming gepolymeriseerd of gepolyconden-seerd worden.

In een bepaalde uitvoeringsvorm kunnen de isolatiewaarde en de stijfheid van de buizen verhoogd worden door ze in te spuiten met een materiaal, zoals een 15 schuimvormende hars. Schuimvormende hars heeft als voordeel dat deze relatief licht is. Echter, er kan ook een vaste hars gebruikt worden.

Door het in de buizen brengen van de staven wordt de vorm van de buizen gefixeerd. Daarnaast is het 20 tevens mogelijk om de hele kernlaag zelf nog in een bepaalde vorm te brengen, zoals rond, vierkant, driehoekig etc.

Aan weerszijden van de kernlaag wordt een buitenlaag bevestigd. Een dergelijke buitenlaag kan van 25 ieder gewenst materiaal zijn, bijvoorbeeld op basis van hout, metaal, kunststof, glasvezel, koolstof, aramide en dergelijke. De lagen kunnen door verschillende op zichzelf bekende verbindingstechnieken aan elkaar bevestigd worden, bijvoorbeeld stikken, breien, lijmen, vernaalden 30 en dergelijke.

Het sandwichmateriaal volgens de uitvinding kan bijvoorbeeld worden toegepast in een dubbelwandige container die gelamineerd wordt rond een uit elkaar schuivende kern. De binnenbuis bestaat uit een glasvezel-35 versterkt laminaat waarop een kernlaag volgens de uitvinding wordt gelegd waarna er een buitenlaag uit glasvezel-versterkt kunststof opgelamineerd wordt. De op deze wijze gevormde, uit drie delen bestaande sandwich kan vervol- i n o ‘/nor j Vw' \J I v ’ £~ V? 5 gens in één bewerking worden gelamineerd. Andere toepassingen voor de sandwichstructuur volgens de uitvinding zijn bijvoorbeeld deuren en wanden.

De uitvinding heeft verder betrekking op een 5 inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze. Een dergelijke inrichting omvat middelen voor het aanvoeren van een eventueel reeds met kunsthars geïmpregneerde buizenstructuur aan een samenstel van in hoofdzaak parallel gelegen kernstaven, middelen voor het over de afzon-10 derlijke kernstaven schuiven van de afzonderlijke buizen uit de buizenstructuur, middelen voor het doen uitharden van kunsthars en daardoor fixeren van de buizenstructuur, middelen voor het afvoeren van de uitgeharde en gefixeerde buizenstructuur en middelen voor het op maat maken van 15 de uitgeharde en gefixeerde buizenstructuur.

Eventueel kunnen verder middelen voorzien zijn voor het voorafgaand aan het uitharden aanbrengen van kunsthars in, op of om de buizenstructuur.

De inrichting volgens de uitvinding kan worden 20 toegepast samen met middelen voor het aan een of beide zijden van de uitgeharde en gefixeerde kernlaag aanbrengen van een of meer lagen ter verkrijging van een sandwichstructuur .

In een voordelige uitvoeringsvorm van een 25 inrichting volgens de uitvinding bestaat het samenstel van in hoofdzaak parallel gelegen kernstaven uit een aantal aan een zijde onder een in hoofdzaak rechte hoek omgebogen staven, die contact maken met een in de hoek gepositioneerde transportrol voor de buizenstructuur. Het 30 voordeel hiervan is dat buizen van onbeperkte lengte geproduceerd kunnen worden.

In geval van een buizenstructuur met een in hoofdzaak ronde doorsnede van de afzonderlijke buizen bestaan de middelen voor het afvoeren van de uitgeharde 35 en gefixeerde buizenstructuur voordeligerwijze uit een aantal drukrollen of walsen, waarvan er tenminste een voorzien is van een profiel dat overeenkomt met het buitenprofiel van de af te voeren buizenstructuur.

1007025 1 6

De onderhavige uitvinding zal verder worden verduidelijkt aan de hand van de begeleidende tekeningen, waarin tonen: fig. 1 de kernlaag van een sandwichstructuur 5 volgens de uitvinding in een eerste uitvoeringsvorm; fig. 2 de kernlaag van een sandwichstructuur volgens de uitvinding in een tweede uitvoeringsvorm; fig. 3 een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding in een eerste uitvoe-10 ringsvorm; fig. 4 een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding in een tweede uitvoeringsvorm; fig. 5 een sandwichstructuur, waarin de kern-15 laag volgens fig. 1 wordt toegepast; en fig. 6 een sandwichstructuur, waarin de kernlaag volgens fig. 2 wordt toegepast.

Fig. 1 toont een tweetal lagen vezelmateriaal 1, 2, welke op vaste afstanden aan elkaar gestikt zijn 20 ter verkrijging van een aantal buizen 3. Fig. 2 toont een alternatief, waarin tussen de beide vezellagen 4, 5 tussenschotten 6 zijn opgenomen. Deze tussenschotten 6 verdelen de ruimte tussen de vezellagen 4 en 5 in een aantal tunnels 7.

25 Fig. 3 toont een aanvoerrol 8 met daarop een buizenstructuur 9, bestaande uit een dubbelweefsel met langsstiksels, waardoor tunnels in het dubbelweefsel gevormd zijn. Via een transportrol 10 wordt deze buizenstructuur 9 over een samenstel van over een transportrol 30 12 gebogen ronde kernstaven 11 geleid. De buizenstructuur 9 wordt vervolgens over de staven 11 door een oven 13 geleid, waar de kunsthars, waarmee de buizenstructuur vooraf geïmpregneerd is, wordt uitgehard. Tevens krimpen hierbij de buizen en worden deze om de kernstaven ge-35 fixeerd. Ze nemen in dat geval de vorm van de kernstaven aan. In een alternatief geval vindt impregnering met kunsthars na het op de staven schuiven en voor het uitharden plaats in een afzonderlijke, niet getoonde inrich- i nf>7025 ' 7 ting of in een deel van de met nummer 13 aangeduide inrichting.

Aan de andere kant van de oven wordt de nu uitgeharde en gefixeerde buizenstructuur via geprofileer-5 de walsen of transportrollen 14 en drukrollen 15 naar het uiteinde 17 van het samenstel van staven gevoerd. Daar wordt de buizenstructuur op maat gemaakt ter verkrijging van een kernlaag 16.

Een alternatieve uitvoeringsvorm wordt getoond 10 in fig. 4, waarin de buizenstructuur 19 hetzelfde is als getoond in fig. 2 en de kernstaven 18 een vierkante doorsnede hebben. De transport- of drukrollen 20 zijn vlak. Aan het uiteinde 21 van de kernstaven wordt door afsnijden of knippen een kernlaag 22 met vlakke boven en 15 onderzijde verkregen.

Fig. 5 toont het gebruik van een kernlaag volgens fig. 1 in een sandwichstructuur, die naast de kernlaag 1 buitenlagen 23 vertoont. Fig. 6 toont een soortgelijke sandwich maar nu met de kernlaag uit fig. 2 20 en buitenlagen 24.

I (Jij "(02. 5

Claims (15)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een sandwichstructuur, die bestaat uit ten minste een tweetal buitenlagen en tenminste één kernlaag, welke kernlaag is opgebouwd uit een aantal in hoofdzaak parallel aan de 5 buitenla(a)g(en) verlopende buizen, welke werkwijze omvat het verschaffen van een buizenstructuur bestaande uit een aantal parallel naast elkaar gelegen buizen, welke vervaardigd zijn van een vezelmateriaal, zoals een weefsel, breisel, legsel of vlies, het met een kunststof impregne- 10 ren van de buizenstructuur, het in de buizen brengen van een vaste kern, het fixeren van de vorm van de buizen door het eventueel doen krimpen van de vezels van het vezelmateriaal en het uitharden van de kunststof om de vaste kern, het verwijderen van de vaste kern ter ver- 15 krijging van de kernlaag en het met een of meer buitenla (a)g (en) verbinden van de kernlaag.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de kunststof een thermohardende kunststof is gekozen uit polyestherhars, epoxyhars, fenolhars, of 20 andere, of een thermoplastische kunsthars, zoals polyethyleen, polypropyleen, polyamide of andere.

3. Werkwijze volgens conclusies 1 of 2, met het kenmerk, dat de buizenstructuur verschaft wordt door een weefsel of breisel direct in buisvorm te weven of te 25 breien.

4. Werkwijze volgens conclusies 1 of 2, met het kenmerk, dat de buizenstructuur verschaft wordt door een tweetal weefsels, breisels, legsels, vliezen of combinaties daarvan op bepaalde afstanden streepvormig met 30 elkaar te verbinden door stikken, breien, lassen, lijmen etc., zodat parallelle buizen ontstaan.

5. Werkwijze volgens conclusies 1 of 2, met het kenmerk, dat de buizenstructuur verschaft wordt door tussen een tweetal weefsels, breisels, legsels, vliezen 35 of combinaties daarvan op bepaalde afstanden in hoofdzaak

6. Werkwijze volgens conclusies 1 tot 5, met het kenmerk, dat het harden van de kunststof tot stand 5 gebracht wordt door middel van warmte of straling.

7. Werkwijze volgens een der conclusies 1 tot 6, met het kenmerk, dat de doorsnede van de buizen rond, ovaal, vierkant of driehoekig is.

8. Werkwijze volgens conclusies 1 tot 7, met 10 het kenmerk, dat ten minste een deel van de buizen van de kernlaag wordt gevuld met vaste of geschuimde kunststof.

9. Sandwichstructuur, omvattende ten minste een tweetal buitenlagen met een daartussen opgenomen kernlaag, met het kenmerk, dat de kernlaag is opgebouwd uit 15 een aantal in hoofdzaak parallel aan de buitenlagen verlopende buizen.

10. Sandwichstructuur volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat deze vervaardigd is door middel van de werkwijze volgens een der conclusies 1 tot 8.

10 G ? v 2 5 parallelle tussenschotten aan te brengen ter verkrijging van een aantal parallelle tunnels.

11. Inrichting voor het uitvoeren van de werk wijze volgens conclusies 1-8, omvattende middelen voor het aanvoeren van een eventueel reeds met kunsthars geïmpregneerde buizenstructuur aan een samenstel van in hoofdzaak parallel gelegen kernstaven, middelen voor het 25 over de afzonderlijke kernstaven schuiven van de afzonderlijke buizen uit de buizenstructuur, middelen voor het doen uitharden van kunsthars en daardoor fixeren van de buizenstructuur, middelen voor het afvoeren van de uitgeharde en gefixeerde buizenstructuur en middelen voor het 30 op maat maken van de uitgeharde en gefixeerde buizenstructuur .

12. Inrichting volgens conclusie 11, verder gekenmerkt door middelen voor het voorafgaand aan het uitharden aanbrengen van kunsthars in, op of om de bui- 35 zenstructuur.

13. Inrichting volgens conclusie ll of 12, verder gekenmerkt door middelen voor het aan een of beide zijden van de uitgeharde en gefixeerde kernlaag aanbren- 1 0 0^00 f7 gen van een of meer lagen ter verkrijging van een sand-wichstructuur.

14. Inrichting volgens een der conclusies 11-13, met het kenmerk, dat het samenstel van in hoofdzaak 5 parallel gelegen kernstaven bestaat uit een aantal aan een zijde onder een in hoofdzaak rechte hoek omgebogen staven, die contact maken met een in de hoek gepositioneerde transportrol voor de buizenstructuur.

15. Inrichting volgens een der conclusies 11-10 13, met het kenmerk, dat de middelen voor het afvoeren van de uitgeharde en gefixeerde buizenstructuur bestaan uit een aantal drukrollen of walsen, waarvan er tenminste een voorzien is van een profiel dat overeenkomt met het buitenprofiel van de af te voeren buizenstructuur. ίϋθ"Π2 5