NO172033B - Fremgangsmaate og anordning for vertikal fremstilling av et laminert materiale, saakalt sandwich, samt anordning for utfoerelse av fremgangsmaaten - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte av den art som er angitt i krav l's ingress, samt en anordning for utførelse av fremgangsmåten som angitt i kravene 6-9 ved fremstilling av et kontstruksjonselement av laminert materiale, såkalt sandwich, hvor et kjernemateriale minst på en side belegges med et dekksjikt.

Fremstilling av slike elementer skjer vanligvis ved at dekksjiktet som er av plast, plate eller annet passende materiale limes til kjernematerialet, såsom celleplast eller annet passende kjernemateriale, som fremføres i en horisontal bane. Ved for slike sandwichkonstruksjoner, som fremstilles ved forankring ved et bindemiddel, oppstår det et problem ved at luft eller annen gass blir tilbake i kjernematerialets overflateceller, både på kjernens overside og på dens underside. Sett i forstørret tilstand har overflatecellene form som skålformede fordypninger. Da overflaten på kjernematerialets overside skal fuktes med et egnet klebemiddel danner dette på grunn av sin overflatespenning et lokk over overflatecellene og store mengder luft eller annen gass blir tilbake i cellene under dette lokket. Da kjernematerialet som normalt anvendes er diffusjonstette, kan den innestengte luft eller gass heller ikke avgå fra kjernematerialets underside.

Vertikal fremstilling av sandwich-elementer er eksempelvis kjent fra SE-A 59.739, GB-A^ 1.366.734, DE-B2 1.704.750, FR- B1 2.318.735, US-Ax 1.195.408, US-A^ 2.575.092, US-AX 4.161.815 OG US-A! 4.298.418. Fremgangsmåten vist i de nevnte publikasjoner løser imidlertid ikke det problem som er indikert ovenfor.

Skulle det anvendes et ikke-diffusjonstett kjernemateriale medfører dette at problemet flyttes fra oversiden til undersiden, men man eliminerer ikke luft- eller gassinneslutnin-gen i kjernematerialets celle på denne måte. Under herdeprosessen kan den innesluttede luft eller gass forbli i over-flatecellen og begrense klebemiddelkontakt mellom celleplas-ten og klebemidlet, blande seg med klebemidlet og gi dette en porøs struktur som i vesentlig grad nedsetter klebemidlets bindstyrke eller diffundere gjennom klebemidlet og legge seg som en luft- eller gassfilm mellom klebemidlet og dekksjiktet og således eliminere kontakten mellom klebemidlet og dekksjiktet.

Det beskrevne problem innebærer at styrken for klebemidlet og dets forankring mot kjernemateriale eller dekksjiktet kan nedsettes med opptil 90%. Ved kraftige statiske eller dyna-miske belastninger eller ved varmepåkjenning. Eksempelvis ved solbestråling eller rengjøring ved forhøyet temperatur av slikt konstruksjonselement vil delaminering oppstå et eller annet sted i klebemiddelsjiktet mellom dekksjiktet og kjernen på grunn av luft- eller gassinneslutningene, selv om dekksjiktet, klebemidlet eller kjernematerialet hver for seg er mere en tilstrekkelig sterke og vel fremstilt og egnet for den aktuelle konstruksjonslimning.

Ved herdeprosesser som utvikler varme vil dessuten det inne-lukkede luft- eller gassvolum oppvarmes og ekspandere. Derved oppstår en stor risiko for at laminatet i en meget følsom fase forstyrres i sin fikserte posisjon mot kjernematerialet, og klebemiddelforankringen blir derved helt eller delvis forhindret over store flater.

For de kjente, horisontale prosesser har man forsøkt å løse dette problem ved å laminere en side om gangen, slik at kjernematerialet må vendes mellom lamineringstrinnene. En annen måte skulle være å fjerne luft eller gass med kjemiske metoder. Disse løsninger gir delvis utilfredstillende resultat og delvis fordyrer de fremstillingsomkostningene og dermed det ferdige produkt. Det er heller ikke mulig med de kjente fremgangsmåter å oppnå en kontinuerlig fremstilling som gir luft eller gassfri klebemiddelforankring mellom diffusjonstette kjerner og dekksjiktet.

Hovedhensikten med foreliggende oppfinnelse er å tilveie-bringe en fremgangsmåte og anordning for kontinuerlig fremstilling av konstruksjonselement av sandwichtypen hvorved de ovenfor beskrevne ulemper for de kjente fremgangsmåter elimineres.

Fremgangsmåten er særpreget ved det som er angitt i krav 1's karakteriserende del, ytterligere trekk fremgår av kravene 2-5.

Oppfinnelsen og ytterligere fordeler vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse sammen med tegningene av en ut-førelsesform av et anlegg for utførelsen av fremgangsmåten.

Fig. 1 viser i perspektiv den øvre del av en anordning ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser skjematisk et sideriss av den undre del av anordningen ifølge fig. 1. Fig. 3 viser i forstørret skala en detalj av et laminat under fremstilling i den kjente horisontalprosess, og fig. 4 viser en detalj tilsvarende den i fig. 3 for foreliggende fremgangsmåte. De samme henvisningstall er anvendt for tilsvarende deler i de forskjellige figurer.

Som det fremgår av figurene 1 og 2 er de til beskrevne pro-blemer løst ved at kjernematerialet fremmates vertikalt og dekkmaterialet tilføres kjernematerialet i en vertkal måte ovenifra og nedad. Det med 10 indikerte kjernematerialet, som eksempelvis kan være celleplast, tilføres i stykker av

ønsket størrelse av en eksempelvis mekanisk vende- og hente-anordning 12 til en innmatningsstasjon bestående av et frem-føringsbelte 14, idet en del av beltet ved hjelp av respek-tive pneumatiske påvirkede trykkplater 16 presses mot kjernen og fører kjernen til en formningsstasjon.

I formningsstasjonen møter kjernematerialet dekksjiktene 18, som eksempelvis kan bestå av glassfiberarmert plast, plate-ark e.l. Dekksjiktene 18 tilføres over oppvarmede bord 20 og trykkvalser 22 som fremfører dekksjiktene 18 i retning nedad og trykker dem mot kjernematerialet 10. Før kontakt med kjernematerialet forsynes dekksjiktene 18 med et belegg av et klebemiddel på den ene siden av dekksjiktene som skal ligge an mot kjernematerialet 10, idet klebemidlet danner en dam 24 i nippet mellom kjernematerialet 10 og dekksjiktet 18, slik som vist i fig. 2. Også kjernematerial 10 kan fuktes med klebemiddelmaterialet, slik som vist skjematisk med bunnstykkene 26 i fig. 2.

For å presse dekksjiktene 18 mot kjernematerialet 10 under herdingen av klebemidlet er i den viste utførelsesform anordnet to bånd 28 som er ført over valse 30, hvilke bånd ved hjelp av et formningsspor 32 presses mot dekksjiktet 18 og holder disse i kontakt med kjernemateriale 10. For herdnin-gen er det på kjent måte anordnet et ikke vist varmeelement.

Foreliggende fremgangsmåte eliminerer fullstendig problemene med luft eller annen gassinnslutning i kjernematerialets overflateceller. Som vist i fig. 3 vil ved den kjente hori-sontalprosessen klebemidlet 34 som følge av overflatespen-ningen danne et lokk over cellene 36 og luft eller annen gass forblir under lokket. Da kjernematerialet vanligvis er diffusjonstett kan luften eller gassen heller ikke forsvinne til kjernematerialets underside, hvilket heller ikke skulle hjelpe da også undersiden er forsynt med et dekksjikt som inneslutter luft eller gass.

Til forskjell fra den kjente fremgangsmåte danner klebemidlet, eksempelvis av polyester, ved foreliggende fremgangsmåte en klebemiddeldam 24 i nippet mellom kjernematerial 10 ved dekksjiktet 18. Som tidligere beskrevet vil denne klebemiddeldam føre til at klebemidlet strømmer inn og fyller kjernematerialets overflatecelle, slik som vist i fig. 4. Luften eller annen gass i cellene kan i dette tilfellet fritt avgå oppad og utad ovenfor polyesterdammen 24, og det er således ingen fare for at luftinneslutninger blir tilbake i kjernematerialet 10. Om ønsket kan man bidra til at drive luften ut av cellene ved hjelp av ultralyd eller annen kjent vibrasjonsteknikk. Det vesentlige er ved at luften eller annen gass ved den vertikale fremstillingsmåte i henhold til oppfinnelsen har mulighet til å avgå fra kjernematerialet 10 innen dekksjiktet 18 pålegges. Ved at cellene fylles med klebemiddel, samtidig som luft eller gass fortrenges, vil forankringsflaten mellom klebemidlet og kjernematerialet forstørres vesentlig og det er ingen fare for delaminering hvis klebemidlet og kjernemidlet hver for seg har rett kvalitet.

Ved foreliggende fremgangsmåte ved fremstilling av et sandwich konstruksjonselement kan man også nedsette klebemidlets viskositet ved å temperere dette for å nedsette overflate-spenningen og gjøre herdeprosessen raskere. Ved raskere herdeprosess blir eventuelle angrep på kjernematerialet, eksempelvis styren på PVC-celleplast, også redusert.

Den vertikale fremstillingsmåte av foreliggende konstruksjonselement av sandwichtypen kan også tilpasses når man in situ skummer eller ekstruderer celleplast mellom to dekksjikt 18. Ved vertikalprinsippet oppstår det da ingen over-eller underside hvilket gir en fullstendig homogen celle-struktur. Gassdannelse og luftinneslutninger kan enkelt av-ledes kontinuerlig oppad ved naturlovenes virkning da pro-sessen løper ovenifra og nedad.

Når man i vertikalprosessen velger å fremstille direkte

laminert fiberarmert plastsandwich oppnår man også at sand-wichens dekksjikt kan gjøres helt symmetrisk i sin oppbygg-ning. Man erholder ikke, som ved den horisontale produksjon en overside og en underside med et forskjellig fiberorien-tering etc. Ved fremstilling av direkte laminert fiberarmert plastsandwich er det også viktig av herdeprosessen på grunn av krympning skjer symmetrisk på begge sider, ellers blir den ferdige sandwich bøyet. Vertikalfremgangsmåten gir ide-elle forutsetninger for symmetrisk herdning av dekksjiktet også det tilfellet man velger forskjellig tykkelse på disse.

Vertikalprosessen ovenfra og nedad gir også andre fordeler, så som: enkel fremmatning av materialet ved tyngdens påvirkning, - enkelt arrangement for prosessventilasjon, og små miljø- problemer ved reparasjons- og vedlikeholdsarbeide, forenklet kvalitetsovervåkning,

lavere investeringsomkostninger ved mekanisk enkle pro-sessløsninger, og

lave driftsomkostninger.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av et konstruksjonselement i et laminert materiale, såkalt sandwich, hvor et celleformet kjernemateriale (10) på minst en side belegges med et dekksjikt (18), karakterisert ved at kjernematerialet (18) fremmates vertikalt ovenifra og nedad og at dekksjiktet (18) eller sjiktene sammenføres med og presses mot kjernematerialet slik at det dannes et nipp ved dekksjiktenes anlegg mot kjernematerialet (10) og at et klebemiddel i overskudd tilføres nippet slik at et nivå av klebemiddel (24) dannes i nippet mot kjernematerialet og utfyller kjernematerialets åpne celler eller porer i overflaten, samt fortren-ger luft og annen gass som avgår oppad.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at overskuddet av klebemiddel (24) tilføres ved avsetning på dekksjiktet (18) innen dette møter kjernematerialet (10) .

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at et overskudd av klebemiddel tilføres ved fukting (26) av kjernematerialet med klebemiddel.

4. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1-3, karakterisert ved at klebemiddelet tempereres for å nedsette dets viskositet.

5. Fremgangsmåtene ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at utdriving av luft eller annen gass fra det celleformede kjernematerialet (10) lettes ved hjelp av ultralyd eller annen kjent vibrasjonsteknikk.

6. Anordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge hvilket som helst av kravene 1-5, for fremstilling av et konstruksjonselement i laminert materiale, såkalt sandwich, ved at et cellulært kjernematerialet (10) belegges med dekksjikt (18), karakterisert ved den innmatningsrasjon for kjernematerialet (10) innbefattet matorgan (14,16) for vertikal innmatning av kjernematerialet ovenifra og nedad til en fordringsrasjon i hvilken minst et dekksjikt (18) fra siden tilføres kjernematerialet ved hjelp av pressruller (22) som styrer dekksjiket inn og presser dette mot kjernematerialet under dannelse av et nipp mellom disse og organ (26) for tilførsel av klebemiddel i overskudd til nippet, slik at et nivå av klebemiddel (24) dannes i nippet, samt organ (28,32) for forankring av dekksjiktet og kjernematerialet under den fortsatte vertikale matning.

7. Anordning ifølge krav 6, karakterisert ved organ (26) for tilførsel av klebemiddel utgjøres av munnstykker for fukting av kjernematerialets sider med klebemiddel.

8. Anordning ifølge krav 6 eller 7, karakterisert ved at matorganet for kjernematerialet innbefatter med mellomrom anordnete, vertikalt forløpne endeløse bånd (14), samt trykkplater (16) som trykker båndene mot kjernematerialet (10).

9. Anordning ifølge hvilket som helst av kravene 6-8, karakterisert ved at organet for forankring av dekksjiktet (18) og kjernematerialet (10) innbefatter med mellomrom anordnet, vertikalt forløpne endeløsebånd (28) som ved hjelp av formbord (32) trykkes mot dekksjiktene (18) og holder disse i kontakt med kjernematerialtet (10),.