NL9400274A - Plaatvormig materiaal. - Google Patents

Description

Titel: Plaatvormig materiaal

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een plaatvormig materiaal, gebaseerd op een substraat dat bekleed is met ten minste één laag van een thermoplastische kunststof.

Bij de vervaardiging van plaatmaterialen die gebaseerd zijn op meer dan een laag doet zich in het algemeen het probleem voor dat gezorgd moet worden voor een goede hechting tussen de diverse lagen. Dit probleem doet zich bijvoorbeeld voor bij de vervaardiging van sandwich-platen, maar ook bij het aanbrengen van bescherm- en/of sier-oppervlakken op al dan niet samengestelde plaatmaterialen.

In het Amerikaanse octrooischrift 5.037.690 wordt een sandwich-materiaal beschreven dat opgebouwd is uit een kemlaag met op beide oppervlakken daarvan aangebracht een laag vezelmateriaal dat geïmpregneerd is met een poly-urethaanhars. Vooral in het geval het kernmateriaal een honingraatstructuur heeft, kan men op deze wijze een goede hechting verkrijgen tussen de vezellaag en de honingraatstructuur aangezien het honingraatmateriaal enigszins in de vezellaag gedrukt wordt alwaar de polyurethaanhars zorgdraagt voor hechting tussen vezel en kern. Tevens heeft de polyurethaanhars de functie van bindmiddel voor de oppervlakte-laag.

Hoewel op deze wijze een eenvoudige structuur voor een sandwich-materiaal verschaft wordt, bestaat er toch behoefte aan een meer universele methode voor het verkrijgen van hechting van onder meer oppervlaktelagen op substraten. Deze behoefte bestaat zowel bij het aanbrengen van decoratieve lagen en/of beschermingslagen op in hoofdzaak enkelvoudige materialen, als bij sandwich-structuren.

Bij enkelvoudige materialen kan men bijvoorbeeld denken aan het aahbrengen van beschermings- en/of decoratielagen op platen die gebruikt worden voor aanrechtbladen, tafelbladen en dergelijke.

Bij het afwerken van dergelijke materialen wordt vaak een kunststoflaag op het oppervlak aangebracht. Het heeft daarbij de voorkeur gebruik te maken van acrylaatpolymeren of olefinepolymeren, omdat deze chemisch bijzonder inert zijn en veelal een mechanisch sterk oppervlak {krasvast) bezitten. Aan de andere kant heeft deze inertie het probleem dat de hechting van de kunststof op het basismateriaal, het substraat, moeilijk is.

Er zijn reeds vele typen lijmen getest maar tot op heden is geen bevredigende oplossing gevonden voor het verkrijgen van een goede hechting.

Een andere groep materialen waarbij het van groot belang is dat er sprake is van een goede hechting wordt gevormd door de sandwichmaterialen. Deze materialen bestaan uit een veelal lichtgewicht kernmateriaal, bijvoorbeeld een honingraatmateriaal, dat voorzien is van een tweetal toplagen. In veel gevallen is het gewenst de toplagen op te bouwen uit een aantal lagen, waarbij vaak het probleem van hechting een rol gaat spelen. In het geval men één of meer materialen wil verwerken die moeilijk te lijmen zijn, kan het gevolg zijn, dat de sterkte van de gehele plaat te gering is. Dit kan zich onder meer voordoen als men een polyolefine of polymethacrylaat in de plaat wil verwerken.

De uitvinding verschaft nu een oplossing voor het probleem van het verkrijgen van voldoende hechting tussen allerlei materialen. De uitvinding betreft derhalve een plaatvormig materiaal omvattende een substraat dat bekleed is met ten minste één laag van een thermoplastische kunststof, waarbij genoemde laag aan de substraatzijde voorzien is van vezels die verankerd zijn in de kunststoflaag en daar deels uitsteken en waarbij genoemde kunststof met behulp van een hechtingsmiddel gehecht is aan het substraat.

In de praktijk houdt dit in dat men de aan te brengen laag kunststofmateriaal op een zodanig wijze behandeld dat een vezellaag in het oppervlak daarvan verankerd wordt.

Dit kan bijvoorbeeld geschieden met behulp van een (directe of indirecte) verwarming van de oppervlaktelaag, waarna een vezellaag gedeeltelijk in het oppervlak gedrukt wordt. Voorbeelden van verwarmingsmethoden zijn warmtestraling, verhitten met een open vlam, induetieverwarming, electromagnetische straling en verwarming onder toepassing van een hete plaat of een hete vloeistof. Het is ook mogelijk het oppervlak met een geschikt oplosmiddel te verweken of een combinatie van beide methoden toe te passen. De aldus verkregen thermoplastische kunststof waarvan het oppervlak voorzien van vezels wordt vervolgens met behulp van een hecht ingsmiddel aangebracht op het oppervlak van het substraat.

volgens de uitvinding past men als substraat in het algemeen een enkelvoudig of een samengesteld materiaal toe.

Dit materiaal kan gekozen zijn uit de groep bestaande uit plaatmateriaal van thermoplastische kunststof, hout, multiplex, spaanplaat, plaatmateriaal uit vulstoffen (gepofte mais, polystyreenkorrels, microspheres, glasbolletjes of -vezels, aarde, klei, geschuimd gesteente en dergelijke), die gebonden zijn met organische en/of anorganische bindmiddelen (thermohardende kunststoffen, biologische bindmiddelen, cement, waterglas, gips en dergelijke), meerlaagssystemen op basis van kernmateriaal en/of velvormig materiaal en al dan niet gevuld honingraatmateriaal. In het geval men een honingraat materiaal toepast, zal dit materiaal voorzien zijn van een tweetal toplagen, waarop de van vezels voorziene kunststof aangebracht wordt. Het is ook mogelijk allerlei combinaties van dit soort materialen toe te passen.

Genoemde produkten vallen in hoofdzaak in twee groepen uiteen, namelijk de enkelvoudige materialen, die geschikt zijn voor het vervaardigen van werkbladen en andere plaatvormige voorwerpen, en de samengestelde materialen of sandwichmaterialen, bestaande uit een lichte kern en twee oppervlaktelagen.

Het aanbrengen van de bekledingslaag van een thermoplastische kunststof op het substraat kan op een aantal manieren geschieden. Dit kan bijvoorbeeld gedaan worden met behulp van smeltlijmen, of met een thermohardende kunststof (hars met harder). Voorbeelden van thermohardende kunststoffen zijn epoxyharsen en onverzadigde polyesterharsen.

In het geval als substraat gebruik gemaakt wordt van een kunststofmateriaal is het echter ook mogelijk de vezels op dezelfde wijze in het substraat te verankeren als in de bekledingslaag, bijvoorbeeld door in een verweekt oppervlak van het substraat de vezels van de bekledingslaag aan te brengen. Deze verweking kan verkregen worden door het oppervlak van het substraat te verwarmen, of door te verweken met behulp van een oplosmiddel. Het is ook mogelijk de bekledingslaag aan te brengen direct na de productie van het substraat, als deze nog in weke toestand verkeert, uiteraard kan men bij dergelijke systemen de methode ook omkeren, dat wil zeggen dat men de vezellaag aanbrengt in het oppervlak van het substraat, waarna de bekledingslaag op het oppervlak van de vezels gehecht wordt onder toepassing van daarvoor geschikte technieken, zoals de toepassing van lijm, of van verweking.

Als vezels kan men volgens de uitvinding allerlei materialen toepassen, die ieder voor zich weer in allerlei structuren in de thermoplastische kunststof opgenomen kunnen zijn. Als materialen voor de vezels kan men gebruik maken van synthetische en/of natuurlijke vezels. Het heeft de voorkeur vezels toe te passen die gekozen zijn uit de groep bestaande uit hennep, vlas, olifantsgras, jute, ampas, glasvezels, koolstofvezels en kunststofvezels zoals polyestervezels, acrylvezels, polyetheenvezels, polypropeenvezels en polyamidevezels. Deze vezels kunnen als losse vezels in het thermoplastische kunst stof materiaal aangebracht zijn, of als non-woven, breisel, vilt, een geweven materiaal of een scrim.

De plaatmaterialen volgens de uitvinding kunnen, zoals gezegd, bestaan uit enkelvoudige materialen, die voorzien zijn van een bekledingslaag of uit samengestelde materialen, ten aanzien van de opbouw en structuur van deze materialen bestaan nauwelijks beperkingen.

Een belangrijke toepassing van de uitvinding ligt bij de vervaardiging van werkbladen, zoals aanrechtbladen of tafelbladen, welke werkbladen voorzien dienen te zijn van een kunststof afwerkingslaag. Het aanbrengen van en dergelijke laag is niet eenvoudig, aangezien de materialen die het meest geschikt zijn voor toepassing als afwerklaag, zoals acrylaatpolymeren en meer in het bijzonder polymethylmethacrylaat, een slechte hechting vertonen met de gangbare substraatmaterialen. De uitvinding voorziet nu in een eenvoudig systeem voor deze werkbladen, waarbij het ook mogelijk is geworden een goede hechting te verkrijgen van acrylaten op de gangbare basismaterialen, zoals, hout, multiplex, spaanplaat, MDF en dergelijke. Opgemerkt wordt, dat bij de vervaardiging van dergelijke werkbladen een tweetal problemen een rol speelt. In de eerste plaats dient de bovenlaag goed op het substraat gehecht te zijn. Dit is soms goed te realiseren tijdens de vervaardiging van het blad. Een tweede aspect vormt de afwerklijst die later aan de zijkant van het materiaal aangebracht wordt. Deze lijst moet goed hechten en waterdicht aansluiten aan het materiaal. Met name voor het gebruik van PMMA in deze toepassing is tot op heden geen goede oplossing gevonden. Volgens de uitvinding is het nu mogelijk PMMA onder toepassing van een verankerde vezellaag met een thermohardende kunststof of een hot-melt lijm goed aan te brengen.

Een ander belangrijk toepassingsgebied van de uitvinding ligt in de samengestelde materialen, of sandwich constructies. Door de aard van de uitvinding is het nu mogelijk diverse soorten sandwichmaterialen te verschaffen, welke allerlei geschikte eigenschappen bezitten. Aangezien het nu mogelijk is relatief inerte materialen als bekledingslaag aan te brengen op andere materialen, kan men volgens de uitvinding op relatief goedkope wijze lichtgewicht constructiematerialen verschaffen voor allerlei toepassingen. Voorbeelden daarvan zijn onder meer plaatmaterialen voor vetafschelders, rioo1componenten, en (isolerende) sandwichplaten, bijvoorbeeld voor wand- of dakpanelen, door verwerking van noppenfolie dat desgewenst van een aluminiumlaag voorzien kan zijn, in combinatie met honingraat materialen in de kern, waarop een afwerkingslaag aangebracht is. Dergelijke wand- en dakpanelen kunnen aan de buitenzijde voorzien worden van een metselwerkstructuur of een dakpanstructuur. Het is ook mogelijk in het materiaal verwarmingselementen, bijvoorbeeld in de vorm van verwarmingsstroken van geleidende kunststof (voorzien van een vezellaag), aan te brengen, of in danwel onder de bovenlaag decoratie materialen te gébruiken.

In het kader van de uitvinding kan men ook gébruik maken van structuren op basis van papier dat ge impregneerd is met kunststof of dat van een kunststoflaag voorzien is, waarbij in de kunststofvezels verankerd worden.

Andere toepassingen van de sandwichpanelen volgens de uitvinding zijn silo's voor vaste stoffen of vloeistoffen, behuizingen voor luchtventilatie/airconditioningssystemen, gaswassers en koeltorens, en dergelijke. In het algemeen geldt, dat deze materialen daar toegepast kunnen worden waar een dragend vermogen gecombineerd moet worden met laag gewicht en eventueel chemische bestendigheid.

In dit verband wordt opgemerkt, dat het bij de vervaardiging van dergelijke samengestelde materialen ook mogelijk is gebruik te maken van kunst stof lagen die aan beide zijden van vezels voorzien zijn, zodat als het ware 'doorgebouwd' kan worden.

Zowel de werkbladen, als de sandwichmaterialen volgens de uitvinding kunnen voorzien zin van een decoratielaag. Een mogelijke uitvoeringsvorm van dergelijke decoratielagen wordt gevormd door met kunsthars gebonden vaste stoffen met een decoratief effect. Voorbeelden daarvan zijn natuursteen, afvalmaterialen met glittereffect (anthracietgruis en dergelijke), natuurstoffen zoals mais, erwten, rijst en andere zaden.

Een dergelijke, op een transparante kunsthars gebaseerde decoratielaag kan desgewenst voorzien zijn van glasdeeltjes, die bij voorkeur aangebracht zijn in de toplaag van de hars, waardoor een sterk, krasvast en decoratief blad verkregen wordt. Bij voorkeur kiest men de hars en de glasdeeltjes zodanig, dat de brekingsindices gelijk zijn, hetgeen uit decoratief oogpunt voordien biedt. Opgemerkt wordt, dat een dergelijke decoratielaag ook aangebracht kan worden zonder toepassing van de hechtingslaag op basis van vezels.

Een geschikt materiaal dat volgens de uitvinding als kernmateriaal voor een sandwichplaat gebruikt kan worden omvat een al dan niet gevuld honingraatmateriaal en een tweetal deklagen, die opgebouwd zijn uit een laag van een kunststof, gehecht op een vezelvlies, dat geëxpandeerde microbolletjes bevat, waarbij de deklagen via het vezelvlies aan het honingraatmateriaal gehecht zijn onder toepassing van een thermohardende kunststof. Op een dergelijk kernmateriaal kan weer een afwerklaag aangebracht zijn, waarbij dit kernmateriaal als substraat functioneert voor de afwerklaag.

Andere uitvoeringsvormen en toepassingen van de uitvinding zijn beschreven aan de hand van de figuren en nader uitgewerkt in de voorbeelden. Daarbij wordt opgemerkt, dat de uitvinding niet beperkt is tot hetgeen in deze figuren en voorbeelden getoond is.

In figuur l wordt een conventioneel sandwichpaneel getoond, dat opgebouwd is uit een kernmateriaal (honingraat) gecombineerd met twee lagen thermohardend materiaal.

Figuur 2 toont een themoplastische plaat waarin een vezelmat verankerd is.

Figuur 3 toont een vergelijkbare plaat waarin een glasweefsel verankerd is.

Figuur 4 toont een plaat als in figuur 2, meet een vezelmat aan beide zijden.

Figuur 5 toont een sandwichmateriaal, dat gebaseerd is op een conventioneel sandwichmateriaal, waarop een tweetal platen volgens figuur 2 aangebracht zijn met behulp van een thermohardende hars.

Figuur 6 toont een meerlaagsconstructie opgebouwd uit een plaat volgens figuur 4 en een tweetal platen volgens figuur 2, welke aan elkaar gehecht zijn met lagen thermohardende hars. Figuur 7 toont een isolerende sandwichconstructie die opgebouwd is uit een honingraat kernmateriaal en een tweetal lagen kunststof noppenfolie, die met de noppen naar het honingraat aangebracht is en welke aan de buitenzijde voorzien is van een aluminiumlaag. Op de aluminiumlaag is onder toepassing van de uitvinding een bekledingslaag van een thermoplastische kunststof, zoals polyolefine of polyester, aangebracht.

Figuur 8 toont het principe van het aanbrengen van een afwerkingslijst aan de zijkant van een werkblad.

Claims (12)

1. Plaatvormig materiaal omvattende een substraat dat bekleed is met ten minste één laag van een, bij voorkeur thermoplastische, kunststof, waarbij genoemde laag aan de substraatzijde voorzien is van vezels die verankerd zijn in de kunststof laag en daar deels uit steken en waarbij genoemde kunststof met behulp van een hechtingsmiddel gehecht is aan het substraat

2. Plaatvormig materiaal volgens conclusie 1, waarbij als substraat gebruik gemaakt wordt van een enkelvoudig materiaal, of van een composiet materiaal.

3. Plaatvormig materiaal volgens conclusie 1 of 2, waarbij het substraat gekozen is uit de groep bestaande uit plaatmateriaal van thermoplastische kunststof, hout, multiplex, spaanplaat, MDF, plaatmateriaal uit vulstoffen die gebonden zijn met organische en/of anorganische bindmiddelen, meerlaagsystemen op basis van kernmateriaal en/of velvormig materiaal en al dan niet gevuld honingraatmateriaal voorzien van een tweetal toplagen.

4. Plaatvormig materiaal volgens conclusie 1-3, omvattende twee lagen van een thermoplastische kunststof, waarbij genoemde lagen aan de substraatzijde voorzien zijn van vezels die verankerd zijn in de kunststoflaag en daar deels uitsteken en met behulp van een hechtingsmidel gehecht zijn aan een kernmateriaal

5. Plaatvormig materiaal volgens conclusie 1-4, waarbij als hechtingsmiddel gebruik gemaakt wordt van een thermohardende kunststof of een smeltlijm.

6. Plaatvormig materiaal volgens conclusie 1-5, waarbij de vezels onder toepassing van warmte en druk in het materiaal van de toplaag verankerd zijn.

7. Plaatvormig materiaal volgens conclusie 1-6, waarbij genoemde vezels toegepast worden in de vorm van een non-woven, een breisel, een geweven materiaal of een scrim.

8. Plaatvormig materiaal volgens conclusie 1-7, waarbij genoemde vezels gekozen zijn uit de groep bestaande uit natuurlijke of synthetische vezels, zoals hennep, vlas, jute, olifantsgras, glasvezels, koolstofvezels en kunststofvezels zoals polyestervezels, acrylvezels, polyetheenvezels, polypropeenvezels en polyamidevezels.

9. Werkwijze voor het vervaardigen van een sandwich -materiaal omvattende een kernlaag en één of meer toplagen van thermoplastische kunststof, welke toplaag aan één oppervlak voorzien is van een vezellaag die gedeeltelijk in de thermoplastische kunststof verankerd is en er gedeeltelijk uitsteekt, waarbij genoemde vezellagen met behulp van een hechtingsmiddel aan het kernmateriaal gehecht wordt.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat genoemde vezellaag geïmpregneerd wordt met een thermohardende kunststof en eventueel een harder daarvoor, het samenvoegen van de toplaag voorzien van geïmpregneerde vezellaag met het kernmateriaal, gevolgd door uitharden van de thermohardende kunststof.

11. Plaatmateriaal geschikt voor toepassing als kernmateriaal bij de vervaardiging van het sandwich-materiaal volgens conclusie 9 of 10, omvattende een al dan niet gevuld honingraatmateriaal en een tweetal deklagen, die opgebouwd zijn uit een laag van een kunststof, gehecht op een vezelvlies, dat geëxpandeerde microbolletjes bevat, waarbij de deklagen via het vezelvlies aan het honingraatmateriaal gehecht zijn onder toepassing van een thermohardende kunststof.

12. Werkblad omvattende een plaatvormig basismateriaal, voorzien van een afwerking op basis van een acrylaat-kunststof, bij voorkeur polymethylmethacrylaat, waarbij de afwerking aangébracht is door de kunststof te voorzien van vezels die verankerd zijn in dat oppervlak van de kunststof dat gehecht moet worden aan het basismateriaal, terwijl een deel van genoemde vezels uit het oppervlak uitsteekt en welke kunststof met een hechtingmiddel aan het basismaterial gehecht is.