SE438113B - Distansmaterial och forfarande att framstella detsamma - Google Patents

Description

8304871-0 ' 2 Föreliggande uppfinning föreslår ett distansmaterial och ett förfarande för dettas framställning som löser bl.a. den i ovan angivna problematiken genom att utgå från att i ett grundmaterial tillföres blåsor eller bubblor av luft som får ingå i ett tvåfassystem med grundmaterialet, vilka blåsor eller bubblor expanderas med ett tryck som understiger det tryck vid vilket blåsorna eller bubblorna tillföras. Det som närmare huvudsakligen kan anses vara kännetecknande för det nya distansmaterialet är att det består av ett härdplastmaterial som innefattar med tryck expanderande blåsor i luft som intagit olöst tillstånd i härdplast- materialet för bildande av distansmaterial väsentligen fritt från till- satsmedel i form av skumningseffektuerande kemiska och/eller i materi- alet lösta fysikaliska drivmedel.

I en föredragen utföringsform föreslås att, tack vare en utvecklad undertrycksteknologi för bl.a. omättad polyester, att härdplastmaterialet företrädesvis skall utgöras av polyester som är försett med instängda luftblåsor. Dessutom är distansmaterialet i vissa utföringsformer arme- rat med kol- eller glasfibrer. Distansmaterialet kan i en föredragen sandwichkonstruktion förses med täckskikt i sama material, men med mindre antal blåsor eller helt utan blåsor.

Det som huvudsakligen kan anses vara kännetecknande för det nya för- farandet är att i ett första utryme som står under ett första tryck, företrädesvis atmosfärstrycket, införas luftbubblor i ett med hårdare kompatibelt plastmaterial, att sålunda med luftbubblor försett plast- material anbringas på en form eller ett underlag i det första utrymmet eller =tt andra utrymme, som i respektive fall företrädesvis utgöres av nämnda undertryckskamare, att det första respektive andra utrymmet ställes eller står under ett andra tryck som väsentligen understiger det första trycket så att nämnda i materialet införda luftbubblor expanderas samt att plastmaterialet härdas med expanderade luftbubblor under nämnda andra tryck i berört utryme under en förhållandevis kort härdningstid, t.ex. 0,5-20 minuter, företrädesvis 5-10 minuter.

I vidareutvecklingar av uppfinningstanken föreslås att åtgärder skall vidtas för förhíndrande av att i samanhanget för snabb stighastighet - erhålles för de i det första trycket ínblandade~gasbubblorna. Så t.ex. skall grundmaterialet vara väsentligen fritt från vätmedel. Även in- blandning av små blåsor är att föredra för att minska stighastigheten.

Företrädesvis väljes ett tixotropt härdplastmaterial med en grundvis- kositet av företrädesvis l40-300 mPa.s. Härdaren tillföres företrädesvis vid luftinblandningens slut och/eller i saband med upphällningen på formen eller underlaget. '8304871-0 Företrädesvis utnyttjas för expanderingen av de i nämnda första tryck inblandade luftbubblorna en undertryckskammare som kan arbeta med 60-95% vacuum, företrädesvis 70-90 Z. En dylik kammare kan innesluta ett för produkten lämpligt utrymme och vara försedd med bl.a. öppnings- och stängningsbar port, ev materialappliceringsorgan, etc.

Genom uppfinningen kan erhållas material som varken innehåller kemiska skumningsdrivande tillsatser eller fysikaliska i grundmaterialet lösta drivmedel förutsatt att man i sistnämnda fall bortser från den lilla luftmängd som alltid förekommer i grundmaterialet från början. På så vis kan produkter med höga mekaniska egenskaper erhållas till lågt pris.

Arbetsmiljön kan utformas med hög standard. Densitet och/eller armering i den färdiga produkten är lätt att styra genom den använda utrustningen.

Uthärdningen av produkten kan göras enkel och distinkt, vilket ger förutsättningar för högkvalitativa produkter.

För närvarande föreslagna utföringsformer av ett distansmaterial och förfarande för dettas framställning skall beskrivas i nedanstående medelst två exempel under samtidig hänvisning till bifogade ritning, där figur 1 visar principiellt framställningen av distansmaterial enligt det första exemplet, och figur 2 visar principiellt framställningen av distansmaterial enligt det andra exemplet, och figur 3 visar exempel på en sandwichkonstruktion.

Exempel l (figur 1) I en behållare 1 tillföres omättad polyester, t.ex. lamineringspolyester av den typ som användes inom småbåtsindustrin. Polyestern är tixotroperad och uppvisar en grundviskositet av t.ex. l50 mPa.s. Polyestern skall företrädesvis vara åtminstone väsentligen fri från vätmedel som annars normalt användes för underlättande av fyllnadsmedelinblandning. Den omättade polyestern är ftceträdesvis inställd så att snabb bindning kan _ erhållas efter tillsats av härdare, t.ex. peroxider. Härdtiden eller geltiden väljas företrädesvis inom området 30 sek - 20 minuter, före- trädesvis 5-10 minuter. Inställningen av härdningstid kan utföras på känt sätt medelst acceleratorer, inhibitorer och härdare.

En snabbgående omrörare 2, t.ex. en omrörare med varvtalet ca 2000 r/min, 8304871-o 4 utnyttjas för omrörning av den omättade polyestern i behållaren l så att luftinblandning sker via behållarens öppning la. Mängden av och stor- leken på inblandade luftbubblor bestämmas av omrörningsvarvtalet, om- rörarens utformning, tiden av omrörningen samt den omättade polyesterns kemiska uppbyggnad.

Företrädesvis eftersträvas bubbelstorlekar på 0,1 mm-0,001 mm eller mindre och en total inblandad luftmängd av 10-30 volymprocent, före- trädesvis 15-20 vid inblandningen i atmosfärstrycket. Ju mindre bubbel- storlekar som införes i polyestern, desto mindre och tätare blir de instängda cellerna i det slutliga materialet. Små luftbubblor har dessutom liten stighastighet, medförande att luftbubblorna behöver längre tid att stiga till ovanytan och avgå till den omgivande atmos- fären. Detta innebär att ju mindre luftbubblor som åstadkommes i en given omättad polyester, desto längre geltid kan tillåtas. Härvid kan nämnas att längre geltider ger mindre kritiska tillverkningsförfaranden och därmed förutsättningar för högre kvalitet på den färdiga produkten.

Strax före avslutningen av luftbubbelinblandningen tillföras härdare 3, t.ex . via en ledning 4, och den med härdare försedda polyestern av- tappas i en form 5 via en ledning 6 som är försedd med en tappkran 7.

Omrörningen, tillsättning av härdare och upphällning i form sker före- trädesvis i ett första utrymme 8 under ett första tryck, företrädesvis atmosfärstrycket.

Formen med sålunda ifylld härdarförsedd polyester införas i ett andra utrymme 9 som kan ställas under ett andra tryck som väsentligen under- stiger det första trycket. Företrädesvis utgöres det andra utrymmet av en med stort undertryck arbetande kammare som kan vara av känt slag.

Kamaren är försedd med en öppnings- och stängningsbar enhet och med luftevakueringsutrusthing (ej visad) samt kan vara placerad i eller utanför det första utrymet. Formen inplaceras i kammaren i atmosfäre- tryck, varefter kamaren tillslutes och luftevakueringsutrustningen aktiveras tills ett undertryck av 50-400 mbar föreligger, företrädesvis 100-300 mbar uppnåtts.

De inrörda luftbubblorna kommer tack vare det effektuerade undertrycket att expanderas och tack vare nämnda korta härdnings- och stigningstider låses de expanderade luftbubblorna i plastmaterialet och ett skummat polyestermaterial erhålles.

Materialets densitet styres med mängden inblandade och expanderade luft- 8304871-0 5 bubblor och med graden av undertryck samt med härdningstiden. Genom val av polyesterkvalitet, omrörningen och undertrycksstorleken kan en densitet på den färdiga produkten om ca 170-600 kg/m3 och uppåt erhållas.

Produkten är lämplig att ingå i sandwichkonstruktioner där täckskikten utgöres av mer eller mindre blåsfritt material av samma slag. Vid fram- ställning av sandwichkonstruktioner kan ett första blåsfritt skikt till- föras formen 5, varefter det med blåsor försedda materialet och därefter ånyo blåsfritt material anbringas i tur och ordning. Expandering och härdning kan ske som ovan. Eventuellt kan härdning av det ena eller båda täckskikten ske utanför kammaren i det första trycket, dvs atmosfärs- _ trycket.

Exempel 2 (figur 2) Luftbubblorna inblandas som i exempel l med omrörare 2' i behållaren l' med polyester av motsvarande slag. Efter luftbubbelinblandningen pumpas materialet med pump l0 till en materialappliceringsanordning ll, t.ex. en sprutpistol av känt slag. På pistolen kan en likaledes känd kutter l2, t.ex. en glasfiberkutter, vara monterad. Med hjälp av kuttern kastas huggna fibrer 13 in i polyesterstrålen 14 som riktas mot formen 5'.

Hårdare, t.ex. peroxider, till polyestern tillföres från en behållare 15 och blandas i pistolen ll med polyestern på känt sätt. Härdaren kan alternativt blandas med strålen utanför istolen.

P Vid icke armerade färdigprodukter är kuttern icke aktiverad eller kan utgå.

Sprutning på form kan ske vid atmosfärstryck eller i undertryck inuti en undertryckskamare 9 enligt figuren 1, varvid kammaren vid sprutning i kammaren även är försedd med materialappliceringsorgan och ev kutter- utrustning. Härdning sker enligt exemplet l. Även i detta fall kan sandwichkonstruktion framställas, varvid distansmaterialet härdas i undertryck och täckskikten företrädesvis i atmosfärsstycket. -_ Vid armering av produkten erhålles en produkt med jämförelsevis mycket goda egenskaper. Vid inblandning av t.ex. 30 viktsprocent huggna fibrer (glasfibrer) och en densitet på ca 800 kg/m3 vilket skall jämföras med 1500 kg/m3 för icke skumade produkter erhålles en böjhållfasthet av ca 22 MPa, en E-modul vid böjning av ca 1000 MPa och en tryckhållfasthet av ca 14 MPa. Rent allmänt kan nämnas att armeringsgraden kan väljas mellan 10-40 viktsprocent, företrädesvis 20-30 viktsprocent. 8304871-0 Härdning sker enligt exempel l.

Figur 3 visar exempel på en sandwichkonstruktion där distansmaterialet (kärnan) angivits med 26, täckskikten med 17 och l8 samt distansmateria- lets expanderade bubblor med 19. Fiberarmeringar har índikerats med 20.

Som alternativ till polyestern i nämnda exempel kan nämas epoxi eller fenolformaldehyd och därmed kompatibel härdare.

Uppfinningen är inte begränsad till de i ovan som exempel visade utförings- formerna utan kan underkastas modifikationer inom ramen för efterföljande patentkrav och uppfinningstanken. Således kan inblandningen av luftbubblor (omrörningen), tillsättningen av hårdare, upphällning i form eller på underlag samt härdförlopp (både för distansmaterialet och ev täckskikt) ske i ett och samma utrymme, som utgöres av nämnda undertryckskammare, som ställes under de första och andra trycken allteftersom detta er- fordras för genomförande av uppfinningstanken. Appliceringen av plast- material jämte härdare kan alternativt utföras i undertryck. Hela eller d.lar av tillverkningen kan automatiseras.

Claims (8)

8304871-0 PATENTKRAV

1. Företrädesvis för sandwichkonstruktioner (21, 22, 23) avsett distans- material (21) som består av härdplastmaterial med skumstruktur, k ä n n e t e c k n a t därav, att skumstrukturen är uppbyggd av i under- tryck expanderade luftblåsor (24) i syfte att skapa ett härdplastmaterial som är fritt från tíllsatsmedel i form av skumningseffektuerande kemiska och/eller i materialet lösta fysikaliska drivmedel.

2. Distansmaterial enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a t där- av, att härdplastmaterialet består av polyester och härdaren av peroxid.

3. Distansmaterial enligt patentkravet l eller 2, k ä n n e t e c k- n a t därav, att det är fiberarmerat, t.ex. med huggna glasfibrer (25), till 10-40 viktsprocent, företrädesvis till 20-30 viktsprocentt

4. Distansmaterial enligt patentkravet 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k- n a t därav, att densiteten vid icke armerat material är ca 170 kg/m3 och uppåt.

5. Förfarande för framställning av bl.a. det i kravet 1 angivna distans- materialet och företrädesvis avsett att användas i anslutning till under- tryckskammare (9), k ä n n e t e c k n a t därav, att i ett första utryme (8) som står under ett första tryck, företrädesvis atmosfärstrycket, införes luftbubblor i ett med härdare kompatibelt pastmaterial, att sålunda med luftbubblor försett plastmaterial anbringas på en form (5) eller ett under- lag i det första utrymmet eller ett andra utryme, som i respektive fall företrädesvis utgöres av nämnda undertyckskammare, att det första respektive det andra utrymmet ställes eller står under ett andra tryck som väsentligen understiger det första trycket så att i materialet införda luftbubblor expanderas, och att plastmaterialet tilldelas fast form/polymeriseras under nämnda andra tryck I berört utrymme under en förhållandevis kort stelnings- tid, t.ex. 0,5-20 minuter, företrädesvis 5-10 minuter. 8304871-0

6. - 6. Förfarande enligt patentkravet 5! k ä n n e t e c k n a t därav, att i tixotropt företrädesvis omättat härdplastmaterial, väsentligen fritt från vätmedel, införes luftbubblor i en mängd som i det första trycket utgör 10-30 volymsprocent och med bubbeldiametrar av storleksordnignen 0,1 mm eller mindre, och att plastmaterialet med eller utan härdare anbringas i en kammare (9) som därefter aktiveras till kraftigt undertryck, varjämte i fallet där plastmaterialet anbringas i kammaren utan härdare, denna tillsät- tes i kammaren.

7. Förfarande enligt patentkravet 5 eller 6, k ä n n e t e c k n a t därav, att i en behållare (1) med företrädesvis omättat plastmatertial, t.ex. tixotroperad lamineringspolyester som är inställd medelst val av acce- leratorer, inhibitorer och hårdare så att snabb bildning erhålles efter tillsättning av härdare, aktiveras en snabbgående omrörare (2) för inbland- ning av luftbubblor i plastmaterialet, att strax före avslutandet av efter- strävad inblandning av luftbubblor härdare (3) tillsättes, att omröraren disaktiveras och den erhållna blandningen tillföras en form (5) som placeras i undertryckskammaren (9) som därefter evakueras för ernående av det andra trycket.

8. Förfarande enligt patentkravet 5 eller 6, k ä n n e t e c k n a t därav, att i en behållare (l') med företrädesvis omättat plastmaterial, företrädesvis tixotroperad lamineringspolyester, aktiveras en snabbgående omrörare (2') i atmosfärstrycket så att omgivande luft inblandas under om- rörningen, att det med luftbubblor försedda materialet pumpas med pump (10) till en materialappliceringsanordning (ll), t.ex. sprutpistol, och att i eller utanför en undertryckskamare (9) materialet påföres en form (l') medelst nämnda anordning (ll), varjämte härdare och ev armering (13) tillfö- res formen tillsammans med eller separat i förhållande till det med luft- bubblor försedda plastmaterialet (14), samt att vid sprutning i atmosfärs- trycket formen inplaceras i kammaren och denna aktiveras att alstra det andra trycket.