PL100504B1 - Sposob wytwarzania ksztaltek zwlaszcza nawierzchni schodow i nawierzchni dla ruchu pieszego bezpiecznych pod wzgledem poslizgu i odpornych na scieranie - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania ksztaltek, zwlaszcza nawierzchni schodów i nawierzchni dla ruchu pieszego, bezpiecznych pod wzgledem poslizgu i odpornych na scieranie, polegajacy na nakladaniu warstw jedna na druga i uszlachetnianiu ich wytworzonych powierzchni.

Znany jest sposób wytwarzania ksztaltek warstwowych w formie negatywowej na przyklad z publikacji B. Laczynski pt „Metody przetwórstwa tworzyw sztucznych", WNT Warszawa 1969 r. str. 115-119. Sposób ten polega na ulozeniu w formie pokrytej srodkiem rozdzielajacym, pewnej ilosci warstw nosnika nasyconego lub nasycanego w czasie procesu plynna zywica i zestaleniu zywicy w temperaturze otoczenia w formie. Mozna równiez ukladac tworzywa juz zestalone ale wykazujace jeszcze zdolnosc do sklejania sie w temperaturze otocze¬ nia. Przy tego rodzaju sposobie stosuje sie zywice zestalajace sie w sposób chemoutwardzalny. Przez nakladanie metoda warstwy zzelowanej otrzymuje sie ksztaltki o gladkiej powierzchni licowej (od strony formy) odpornej na dzialanie wody i czynników atmosferycznych. Na forme z naniesiona warstwa srodka rozdzielajacego nanosi sie pedzlem lub przez natryskiwanie mieszanina plynnej zywicy ze srodkiem utwardzajacym i pigmentem, rozcienczona monomerem lub rozpuszczalnikiem. Niekiedy do mieszaniny wprowadza sie krzemionke koloidalna nadajaca jej wlasnosci tiksotropowe. Dzieki temu mieszanina taka nie splywa z pionowych scianek formy.

Wytworzona warstwe tworzywa wolna od pecherzy odstawia sie az do zupelnego zzelowania. Na tak utwardzona warstwe licowa nanosi sie zywice z utwardzaczem i przykrywa sie ja nosnikiem. Najczesciej na pierwsza warstwe stosuje sie cienka tkanine szklana. Dla calkowitego przesycenia nosnika zywica i usuniecia z niego powietrza dociska sie nosnik do podloza za pomoca rolki metalowej lub mechanicznie napedzanej plytki np. polietyleno¬ wej. Na pierwsza warstwe nosnika naklada sie warstwy nastepne.

Dla przesycenia kolejno nakladanych nosników wykorzystuje sie wycisniety nadmiar zywicy oraz zywice dodatkowo nanoszona na nosniki w miejscach wyraznie niezwilzonych. Po nalozeniu wszystkich warstw nosnika, forme odstawia sie na pewien czas celem utwardzenia sie zywicy, zachodzacego w temperaturze otoczenia.2 100 504 Niekiedy ostatnia warstwe nosnika przykrywa sie folia celulozowa lub polietylenowa i warstwy tworzywa walcuje sie gumowa rolka, co wygladza zewnetrzna powierzchnie ksztaltki. Okrywanie formy folia zmniejsza równiez odparowanie styrenu z zywicy poliestrowej i przez to nie dopuszcza sie do utworzenia ksztaltki z wierzchnia nleutwardzajaca sie warstwa* Niekiedy w tym samym celu dodaje sie do zywicy stosowanej na ostatnia warstwe nieznaczna ilosc parafi¬ ny, która dyfundujac na powierzchni tworzywa tworzy oslaniajaca otuline. Przy zywicach fenolowych, i* wzgledu na wydzielanie sie pewnej ilosci substancji lotnych podczas utwardzania, wywoluje sie nieznaczny nacisk na warstwy nosnika, W tym celu na warstwy nosnika ulozone w formie negatywowej, po przykryciu ich folia nalewa sie wode.

Ksztaltki uzyskiwane przez nakladanie, metoda maty powierzen owej posiadaja powierzchnie licowa odporna na uderzenia. W metodzie tej, na forme pokryta warstwa si^lka rozdzielajacego nanosi sie denka warstwe zywicy, po czym nie czekajac na zzelowanie zywicy, naklada sie mate, strona satynowa do formy. Dla przesycenia maty zywica i wydzielenia z niej powietrza przesuwa sie rolki orowkowatej powierzchni. Dalsze postepowanie jest analogiczne do poprzedniego tzn. na te pierwsza warstwe nosnika naklada sie dwie lub jedna warstwe maty o grubosci wiekszej od maty spodniej i jedna warstwe tkaniny. Ksztaltke wyjeta z formy maluje sie lakierem nitro lub emalia olejna.

Ksztaltki wytwarzane tymi znanymi sposobami maja duza wytrzymalosc mechaniczna i odpornosc na wplywy atmosferyczne, ale nie sa odporne na scieranie i ich zewnetrzne powierzchnie nie sa bezpieczne pod wzgledemposlizgu. ' Celem wynalazku jest wyeliminowanie lub przynajmniej zmniejszenia do minimum wspomnianych wyzej wad i niedogodnosci. Dla osiagniecia tego celu postawiono sobie za zadanie aby przy zapewnieniu zabezpieczenia przed poslizgiem na schodach i nawierzchniach dla ruchu pieszego, ulepszyc znane konstrukcje schodów i na¬ wierzchni dla ruchu pieszego przez odpowiedni dobór materialu i uksztaltowania.

Zadanie to rozwiazano wedlug wynalazku przez opracowanie sposobu wytwarzania ksztaltek, zwlaszcza nawierzchni schodowych i nawierzchni dla ruchu pieszego, bezpiecznych pod wzgledem poslizgu i odpornych na scieranie, polegajacego na nakladaniu warstw jedna na druga i uszlachetnianiu ich swiezo wytworzonych po¬ wierzchni.

Sposób ten charakteryzuje sie tym,ze na powierzchnie negatywowej formy odpowiedniej dla majacej byc formowanej ksztaltki naklada sie najpierw dolna elastyczna warstwe zywicy poliestrowej lub epoksydowej, zawierajaca odporny na scieranie dodatek i srodek nadajacy jej wlasciwosci tiksotropowe, a po utwardzeniu jej, nanosi sie nienasycona zywice epoksydowa odpowiednia dla tworzywa warstwowego ze wzmacniajaca szklana wata, wlóknami szklanymi lub niedoprzedem, po czym do wolnej przestrzeni ograniczanej przez dolna lub wzmacniajaca warstwe utwardzonego pólobrobionego produktu wyjetego z negatywowej formy wprowadza sie w celu wypelnienia tej wolnej przestrzeni, drzewo balsa, utwardzone poliwinylowe piankowe tworzywo albo inne syntetyczne tworzywo piankowe z zamknietymi komórkami o ciezarze objetosciowym od 60 do 100 kg/m3 i nastepnie po sprasowaniu, zageszczeniu lub spojeniu szorstkuje sie górna powierzchnie przez natryskiwanie piaskiem i nanosi sie na nia cienka warstwe zywicy epoksydowej lub poliestrowej z dodatkiem zapobiegajacym slizganiu.

Jako odporny na scieranie dodatek stosuje sie ostrokatne mineralne ziarna zatopione w warstwie poliestro¬ wej lub epoksydowej w ilosci 100—140% wagowych w stosunku do sztucznej zywicy, korzystnie ziarna elektro¬ korundu, mial kwarcowy, weglik krzemu, szczególnie szary weglik, zwlaszcza o ziarnistosci 140 do 400 mikronów.

Korzystne jest zgodnie z wynalazkiem, jezeli ksztaltke formuje sie z jednego kawalka metoda rec^go nakladania warstwy, natryskiwania wlókien szklanych zywica, formowania prózniowego lub cisnieniowego wzglednie prasowanie na zimno.

Wykonane sposobem wedlug wynalazku schody lub nawierzchnie dla ruchu pieszego sa w porównaniu z dotychczasowymi schodami stalowymi znacznie lzejsze, a dobór materialów i ich kombinacje zarówno pod wzgledem odpornosci na zuzycie jak tez i na korozje jest wyraznie korzystniejszy niz w przypadku stali, a takze drewna.

Poprzez formowanie ksztaltki w formie na odpowiedni ksztalt z jednego kawalka uzyskuje sie to, ze dokladnosc wymiarowa elementu jest bardzo duza, a wymiary moga byc utrzymane w waskich granicach tolerancji.

Wykonane z jednego kawalka ksztaltki moga byc latwo wbudowane w karoserie wzglednie konstrukcje budowlane przez zamocowanie srubami, co oznacza powazne uproszczenie przy montazu wzglednie naprawach.

Przedmiot wynalazku jest wyjasniony ponizej w przykladzie wykonania przedstawionym na rysunku, na100 504 3 którym fig. 1 przedstawia schodki autobusu miejskiego z wykladzina, fig. 2 — schodki, majace zastosowanie na statkach, a fig. 3 — strukture elementu wykonanego sposobem wedlug wynalazku z pokazaniem pojedynczych warstw.

Powierzchnie formy o odpowiednim ksztalcie pokrywa sie warstwa rozdzielajaca po czym nanosi sie dolna warstwe 1 zawierajaca skladnik odporny na zuzycie. Jako dolna warstwa 1 moze byc uzyta korzystnie zywica poliestrowa, a najlepiej zywica poliestrowa typu powlokowego o wlasciwosciach tiksotropowych. Przykladami takiej zywicy moga byc zywice Viapal 910 i 920 produkowane przez firme VianovaAG, Wieden, Austria ale takze mozna stosowac inne nienasycone zywice poliestrowe ze srodkiem nadajacym wlasciwosci tiksotropowe dodawanym korzystnie w Ilosci 4 do 7%, na przyklad kwas krzemowy („Aerosil" firmy Degussa, Frankfurt n/Menem) i Sylodex (firmy Grace GmbH, Bad Hamburg). Jako inna korzystna mozliwosc wykonania warstwy dolnej 1 mozna wymienic wykonanie jej z zywicy epoksydowej, zwlaszcza z dodatkiem srodka nadajacego wlas¬ ciwosci tiksotropowe, na przyklad kwas krzemowy, najlepiej w ilosci 4 do 7%. Dla uzyskania odpornosci na zuzycie tej warstwy dolnej 1 nadaje sie korzystnie 100 do 140% wagowo ziarnistego materialu sciernego. Pod pojeciem ziarnistego materialu sciernego rozumie sie ziarna scierniwa o wielkosci 1400 do 400 /xm zwlaszcza szarego weglika krzemu, elektrokorundu i maczki kwarcowej.

Po stwardnieclu warstwy dolnej 1 nanosi sie na nia wzmocniona warstwe 2 tworzywa sztucznego o gru¬ bosci 4 do 6 mm, zaleznie od wielkosci ksztaltki. Jako tworzywo sztuczne na te wzmocniona warstwe 2 moze byc korzystnie zastosowana nienasycona zywica poliestrowa na przyklad Viapal, Palstal wzglednie Leguval (firmy Vianova AG, Wieden; BASF, Ludwigshafen n/Renem wzglednie Bayer, Leverkusen). Najkorzystniejszym okazuje sie stosowanie nienasyconej zywicy poliestrowej przeznaczonej do stosowania w tak zwanych kontakto¬ wych sposobach wykonywania wyrobów warstwowych, przy których utwardzanie zywicy zachodzi w temperatu¬ rze pokojowej pod wplywem dodania utwardzacza, na przyklad nadtlenku benzoilu + dwumetyloaniliny. Od zywicy syntetycznej przeznaczonej na warstwe wzmocniona 2 wymaga sie aby obok dobrych wlasciwosci wytrzymalosciowych I dobrej odpornosci na dzialanie srodków chemicznych takze dobrze zwilzala i przenikala material uzyty na wzmocnienie. Na schodki do autobusów bardzo korzystne jest stosowanie zywicy Viapal H4B0 (firmy Vlanova, AG) z dodatkiem srodków dzialajacych katalitycznie, którym jest wdanym przypadku sól kobaltowa kwasu naftenowego i nadtlenek cykloheksanonu. Jako zywice syntetyczna do wykonywania warstwy wzmocnionej 2 mozna takie stosowac zywice epoksydowe nadajace sie do wyrobów warstwowych (zywice epoksydowe laminatowe), których utwardzanie zachodzi w temperaturze pokojowej, Takimi zywicami beda na przyklad AraldltLY656 (firmy ClBA AG, Bazylea, Szwajcaria) AralditUY68Q (tejze firmy) Eplkote813 i Epikote 828 (firmy Shall). Jako materialy wzmacniajace ewentualnie inaczej zwane zbrojeniem moga byc stosowane do zywic poliestrowych lub epoksydowych znane materialy z wlókien szklpnych uzywane do zbrojenia laminatów- I tak moga byc to maty szklane, zwlaszcza wyroby typu filcowego z wlókien szklanych o srednicy od 9 do 12 Mm pocietych na odcinki o dlugosci okolo 50 mm o róznych grubosciach i ciezarach objetosciowych, Przykladami tych materialów sa wyrób ES 10 400 P3 M1 o ciezarze objetosciowym 450 g/m3 (firma Socjete du Verr Textl!e, Uon, Francja) lub Gevetex (firmy Aschen Gerresheimer Tentilglas GmbH, Dussel¬ dorf).

Przy sposobach recznego laminowania jak równiez przy stosowaniu sposobów formowania pod próznia i pod cisnieniem, a takze prasowania na zimno, szczególnie korzystne jest stosowanie mat szklanych o ciezarze wlasciwym 450 g/m*, Przy sposobie natryskowym, natryskiwanie zywicy wzmocnionej wlóknem szklanym korzystnie jest uzywac nici wzglednie wlókna niedoprzedu, skladajace sie z ciaglych wlókien szklanych bez konca o srednicy 8 do 12/im» Przykladami beda tutaj wyroby firm wspomnianych przy matach szklanych- Nici wzglednie wlókna niedoprzedu zostaja w glowicy urzadzenia wtryskowego pociete na dlugosc okolo 50 mm i moga byc wraz z zywica natryskiwane na powierzchnie. Natryskiwanie prowadzi sie az do osiagniecia wymaganej grubosci warstwy zaleznej od wymaganego stopnia wytrzymalosci. Ponadto mozna stosowac materialy wzmacniajace z tkanin tkanych i nici jedwabiu szklanego lub nici szklanego niedoprzedu majace ciezar powierzchniowy 400 do 600g/m2. Poszczególne materialy wzmacniajace moga byc stosowane oddzielnie lub w róznych kombinacjach (na przyklad przy natryskiwaniu mozna zastosowac kombinacje nici niedoprzedu — tkanina szklana lub tez maty szklane — tkanina szklana). Zawartosc wlókna szklanego w warstwie zalezy zawsze od rodzaju materialu wzmac¬ niajacego. Tak wiec przy zastosowaniu mat z wlókna szklanego wraz z natryskiwanymi nie razem z zywica wlóknami niedoprzedu zawartosc szkla wynosila 25 do 30%, a przy tkaninach z wlókien szklanych 40-50% wagowo. Jest to takze zalezne od sposobu zastosowanego przy produkcji elementu. Przy laminowaniu recznym i natryskowym moga byc uzyskane wspomniane wyzej zawartosci, natomiast w przypadku formowania pod cisnieniem zawartosci te sa o 5 do 10% wieksze.4 100 504 Po naniesieniu warstwy wzmacniajacej 2 otrzymany w ten sposób pólwyrób zostaje wyjety z formy, a wolna przestrzen w nim pozostala zostaje wypelniona tworzywem piankowym 4, nadajacym sie do wyrobów warstwowych, drewnem balsa lub pianka syntetyczna, korzystnie o zamknietych porach i ciezarze objetoscio¬ wym 80 do 100 kg/m3. Do takich materialów naleza na przyklad pianka z twardego polichlorku winylu o cieza¬ rze nasypowym okolo 60 kg/m3 noszacym nazwe handlowa „Airex" (firma AlrexAG, Zins, Szwajcaria) „Contizell"- pianka Z twardego polichlorku winylu o ciezarze nasypowym 80 kg/m3 (firmy Continental AG, Hamburg) oraz „belcobalsa"- drewno balsa (firmy Belco Balsa, Paryz, Francja). Moga byc takze uzyte inne materialy rdzeniowe dla struktury warstwowej 4. Moga to byc takie, które posiadaja na przyklad strukture rurkowa lub plastra miodu. Sztuczne tworzywo piankowe moze byc takze poliuretanowym lub polistyrenowym.

Nastepnie warstwa z tworzywa piankowego, tworzaca strukture warstwowa i dopasowana korzystnie przez zaklejenie zostaje od dolu doprasowana, zageszczona wzglednie docisnieta i dzieki takiej strukturze warstwowej uzyskuje sie powazne podwyzszenie sztywnosci calej ksztaltki.

Przy wytwarzaniu ksztaltek sposobem wedlug wynalazku moga byc zastosowane zwykle uzywane metody technologiczne przy przerabianiu zywic poliestrowych, wzglednie epoksydowych. Przy recznym laminowaniu zostaje najpierw w formie ulozona warstwa materialu stanowiacego zbrojenie i po nasyceniu Jej zywica synte¬ tyczna calosc zostaje zageszczona na przyklad za pomoca zebrowanych rolek. W przypadku natryskiwania zywicy ratom z wlóknem szklanym jest uzywane urzadzenie natryskowe. Z pistoletu natryskowego tego urzadze¬ nia wyplywa rozpylona zywica i wlókna lub nitki szklane na przyklad o dlugosci 5 cm. Tak natrysnieta na powierzchnie formy negatywowej warstwa zostaje zageszczona na przyklad za pomoca rolek. Ewentualnie miedzy poszczególne warstwy natryskiwane moze byc takze wkladana tkanina z wlókna szklanego przez co zwieksza sie stopien sztywnosci gotowej ksztaltki. W przypadku stosowania metody formowania prózniowego z workiem gumowym, material wzmacniajacy ulozony w formie negatywowej zostaje nasycoriy zywica synte¬ tyczna, po czym zostaje na to nalozony worek gumowy, a wewnatrz formy wytworzone zostaje podcisnienie.

W tym przypadku docisk nastepuje pod wplywem cisnienia atmosferycznego przy róznicy cisnien 0,4 do 0,5 atm. • W przypadku metody formowania nadcisnieniowego z workiem gumowym, material wzmacniajacy i zywice uklada sie w formie negatywowej jak poprzednio, po czym przykrywa sie plyta gumowa, a na koniec naklada sie stalowa pokrywe zamykajaca forme na te plyte gumowa. Nastepnie pomiedzy pokrywe i plyte gumowa doprowadza sie sprezone powietrze o cisnieniu 3 do 5 atm, które wciska gume i powoduje sprasowanie pod zadanym cisnieniem przez docisniecie do formy. Przy tak zwanej metodzie „Marco" zywica syntetyczna zostaje wessana pomiedzy dwie czesci formy, miedzy którymi umieszczony jest material wzmacniajacy przez wytworzenie podcisnienia. Zwykle zywica znajdujaca sie w kanale doprowadzajacym jest pod cisnieniem 2 do 3 atm. » Przy prasowaniu na zimno obie czesci formy nie sa ogrzewane tak, ze prasowanie odbywa sie na zimno bez udzialu ciepla. Utwardzenie zachodzi pod wplywem ciepla reakcji. Po utwardzeniu struktury warstwowej 4 jej dolna warstwa powierzchniowa stanowiaca takze dolna warstwe wykonanej ksztaltki zostaje przykryta górna powierzchnia 1 (która w formie byla powierzchnia dolna) zostaje zszorstkowana przez piaskowanie strumie¬ niowe. Na zszorstkowana powierzchnie zostaje nastepnie naniesiona cienka warstwa zewnetrzna 5, korzystnie z zywicy epoksydowej lub poliestrowej, na przyklad Viapal H 450, która zostaje pokryta ziarnistym materialem zapobiegajacym poslizgowi. Po stwardnieniu zywicy nadmiar materialu ziarnistego zostaje usuniety z po¬ wierzchni. • Wykonane sposobem wedlug wynalazku schody lub nawierzchnie dla ruchu pieszego zapewniaja, niezalez¬ nie od rodzaju obuwia (gole stopy, podeszwa z gumy, skóry, tworzywa sztucznego) wysoka przyczepnosc, a tym samym zabezpieczenie przed poslizgiem. Struktura tworzywa sztucznego jest w pelni odporna na dzialanie korozyjne wody wzglednie srodków uzywanych do skrapiania drogi i powierzchnia, po której sie chodzi nawet po wielu miesiacach intensywnego ruchu pieszego odbywajacego sie po niej nie wykazuje zadnych sladów zuzycia.

Claims (3)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób wytwarzania ksztaltek, zwlaszcza nawierzchni schodów i nawierzchni dla ruchu pieszego bez¬ piecznych pod wzgledem poslizgu i odpornych na scieranie, polegajacy na nakladaniu warstw jedna na druga i uszlachetnianiu ich wytworzonych powierzchni, znamienny tym, ze na powierzchni negatywowej formy, odpowiedniej dla majacej byc uformowanej ksztaltki naklada sie najpierw dolna elastyczna warstwe zywicy poliestrowej lub epoksydowej zawierajaca odporny na scieranie dodatek i srodki nadajace jej wlasciwosci tikso-i 100 504 6 tropowe, a po utwardzeniu, na warstwe te nanosi sie nienasycona zywice epoksydowa odpowiednia dla tworzy¬ wa warstwowego z wzmacniajaca szklana wata, wlóknami szklanymi lub wlóknami szklanymi niedoprzedu, po czym do wolnej przestrzeni ograniczonej przez dolna lub wzmacniajaca warstwe utwardzonego pólobrobionego produktu wyjetego z negatywowej formy wprowadza sie w celu wypelnienia tej wolnej przestrzeni drewno balsa, utwardzone poliwinylowe piankowe tworzywo albo inne syntetyczne tworzywo piankowe z zamknietymi komór¬ kami o ciezarze objetosciowym od 60 do 100 kg/m3 i nastepnie po sprasowaniu, zageszczeniu lub spojeniu szorstkuje sie górna powierzchnie przez natryskiwanie piaskiem i nanosi sie na nia cienka warstwe zywicy epoksydowej lub poliestrowej z dodatkiem zapobiegajacym slizganiu. -

2.Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako odporny na scieranie dodatek stosuje sie ostrokatne mineralne ziarna zatopione w warstwie poliestrowej lub epoksydowej w ilosci 100—140% wagowych w stosunku do sztucznej zywicy, korzystnie ziarna elektrokorundu, mial kwarcowy, weglik krzemu, szczególnie szary weglik, zwlaszcza o ziarnistosci 140 do 400 mikronów.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze ksztaltke formuje sie z jednego kawalka metoda recznego nakladania warstw, natryskiwania wlókien szklanych zywica, formowania prózniowego lub cisnienio¬ wego, wzglednie prasowania na zimno.