SE505467C2 - Panelelement - Google Patents

Description

15 20 25 30 505 467 Det definierade skumkompositmaterialet i kombination med det relativt styva ytskiktet ger en kompoundstruktur med ytterst för- delaktiga egenskaper. Skumkompositmaterialet förlänar panel- elementet både isoleringsförmåga vad gäller värme och ljud och dessutom god styrka, som ytterligare accentueras av det relativt styva ytskiktet som en konsekvens av att kompoundstrukturen resulterar i en sandwichkonstruktion. Resistens mot flammor och brand uppstår redan genom själva skumkompositmaterialets komposition men också som en konsekvens av det relativt styva ytskiktet, speciellt därest detta består av metall.

Fördelaktiga vidareutvecklingar definieras i de osjälvständiga patentkraven. Speciellt betonas därvid att det enligt kravet 8 överraskande befunnits möjligt att väsentligt höja ljuddämpnings- förmågan hos panelelementet därest detta bringas att uppvisa ett skikt av kork. Därvid föredrages att enligt krav 9 korkskiktet be- finner sig mellan två skumkompositmaterialskikt.

Genom att utforma panelelementet enligt krav 14 uppnås en lösning där vid två angränsande panelelement det tredje yt- skiktspartiet hos ett av elementen skjuter in bakom det angrän- sande elementet så att därmed det relativa läget mellan elemen- ten vidmakthålls och dessutom uppnås att en mellan elementen föreliggande stötfog baktill kommer att avskäras av det tredje ytskiktspartiet i tvärled, något som helt eliminerar risken för att estetiskt störande intryck uppstår som en konsekvens av genom- lysning genom stötfogen.

Ytterligare särdrag och fördelar hos uppfinningen framgår av öv- riga osjälvständiga patentkrav och följande detaljerade beskriv- ning. 10 15 20 25 30 35 505 467 Under hänvisning till bifogade ritningar följer nedan en närmare beskrivning av sàsom exempel anförda utföranden av uppfin- ningen.

Pâ ritningarna är Fig 1 ett snitt genom ett första utförande av ett panelelement enligt uppfinningen, Fig 2 en vy av elementet enligt fig 1 betraktat i samma riktning som vyn i fig 1 men utan skärning, Fig 3 ett snitt utmed linjen lll-lll visande ett utförande där pa- nelelementet är försett med kopplingsprofiler utmed tvà kanter, Fig 4 ett snitt liknande fig 1 genom ett panelelement enligt ett alternativt utförande, Fig 5 ett snitt liknande fig 4 genom ett ytterligare alternativ, Fig 6 en sektionsvy illustrerande tvà panelelement enligt fig 5 anslutna till varandra kant vid kant, och Fig 7 och 8 perspektivvyer av det ocksà i fig 5 och 6 visade panelelementet.

RA s | |N Av F A öR Det i fig 1 illustrerade panelelementet är av kompoundstruktur innefattande minst ett skikt 1, 2 innehållande ett polymert mate- rial. Sàsom närmare kommer att beskrivas i det följande visas i exemplet tvà dylika skikt 1, 2. Panelelementet uppvisar dess- utom minst ett ytterligare skikt 3, 4. Detta ytterligare skikt utgörs 10 15 20 25 30 35 505 467 av ett relativt styvt ytskikt. Detta föreligger pä åtminstone en del av panelelementets yttre yta. l exemplet enligt fig 1 illustreras hurusom panelelementet pä tvä motsatta flatsidor uppvisar nämnda ytskikt 3, 4.

Polymermaterialskikten 1, 2 utgörs av ett skumkompositmaterial vars närmare beskaffenhet kommer att diskuteras i det följande.

Ytskikten 3, 4 eller ett av dem skulle kunna utgöras av ett plast- material av relativt styv beskaffenhet, särskild glasfiberarmerad plast. Det föredrages emellertid att åtminstone ett av ytskikten 3, 4 utgörs av ett metallskikt. Speciellt föredraget är därvid alumi- nium eller en legering därav. l fallet med ytskikt 3, 4 av alumini- umplât eller annan metall är det lämpligt att tjockleken av ytskik- tet ligger inom intervallet 0,3-1,5 mm. Speciellt föredraget är 'därvid 0,5-1,0 mm. l ett praktiskt prov har utmärkta resultat upp- nätts med en aluminiumplàt uppvisande en tjocklek om 0,7 mm.

Den sammanlagda tjockleken av skumkompositmaterialskikten 1, 2 i panelelementet ligger lämpligen inom omrâdet 2-75 mm, före- trädesvis 3-40 mm. Ett speciellt föredraget tjockleksintervall är 3-30 mm. l praktiken har goda resultat uppnåtts vid försök med skumkompositmaterialtjocklekar liggande inom intervallet 4-20 mm.

Densiteten hos skumkompositmaterialet väljes lämpligen inom intervallet 50-400 kg/m3. Speciellt föredraget intervall vad gäller densitet är 1oo-3oo kg/m3.

Det har visat sig att det är möjligt att väsentligt förbättra isola- tionsförmàgan hos panelelementet vad gäller främst ljud men också värme genom att förse panelelementet med ett skikt 5 av kork. Detta korkmaterialskikt har lämpligen en tjocklek inom in- tervallet O,5-7 mm, lämpligen 1-5 mm och företrädesvis cirka 3 mm.

Korkskiktet kan i praktiken upptaga 5-30% av panelelementets totaltjocklek. 10 15 20 25 30 35 505 467 i Densiteten hos korken i korkskiktet är 80-600 kg/m3, lämpligen 150-500 kg/m3 och företrädesvis 200-400 kglm3.

Detta korkskikt 5 är lämpligen beläget mellan de två skumkom- positmaterialskikten 1, 2 och är bundet till dem, lämpligen ge- nom att korkskiktet 5 och skumkompositmaterialskikten 1, 2 un- derkastats laminatpressning i en lämplig varmpress, så att där- vid kompositskikten 1,2 och korkskiktet bundits samman. Vid detta pressförlopp kan fö också ytskikten 3, 4 delta i den mån det icke föredrages att limma på dem pà skumkompositmaterial- skikten 1, 2 i efterhand.

Det föredrages att ytskiktet väsentligen helt innesluter skum- kompositmaterialskikten 1, 2, och då också korkskiktet 5 i den mån det förekommer. För detta ändamål uppvisar panelelemen- tet de tidigare beskrivna ytskikten 3, 4 på sina flatsidor och dessutom kan panelelementet utmed två kanter uppvisa kantme- tallskiktspartier 6, 7, som i fig 1 antyds sàsom bestående av se- parata kantstycken pålimmade på panelelementets kanter, lämp- ligen så att dessa kantstycken 6, 7 blir belägna mellan ytskikten 3, 4.

Av vyn i fig 2 framgår att det vid två i vinkel mot de kanter hos panelelementet som uppvisar kantstyckena 6, 7 är möjligt att an- bringa ytterligare kantstycken 8, 9 så att skumkompositmaterial- skikten 1, 2 och korkskiktet 5, i den mån det förekommer, blir i allt väsentligt hermetiskt inneslutna så att täthet mot fuktin- trängning uppstår. l fig 3 illustreras hurusom elementet enligt fig 1 vid två kanter skulle kunna uppvisa, i stället för de nämnda kantstyckena 8, 9 särskilda kopplingsprofiler 10, 11 avsedda att hopkoppla panel- elementet med godtyckliga bärskenor eller dylikt så att panel- elementet kommer att sträcka sig mellan dessa. Kopplingsprofi- lerna 10, 11 avses ansluta fukttätt till ytskikten 3, 4 så att ovan 10 15 20 25 30 35 505 467 diskuterad fuktinträngning undvikes. Som synes av fig 3 uppvisar kopplingsprofilerna 10, 11 partier 12, 13, som i förankrande syfte skjuter in mellan ytskikten 3, 4 och in i de däremellan befintliga skumkompositmaterialskikten 1, 2. l fig 4 illustreras hurusom panelelementet i stället för att ha se- parata kantstycken 6, 7 såsom i fig 1 har sina kantmetallskikts- partier bildade av ombockade kantregioner 14, 15 av ytskiktet 3.

Det föredrages därvid att det på den motsatta flatsidan befintliga ytskiktet 4 är placerat mellan de utmed kanterna uppskjutande partierna 14, 15 av ytskiktet 3. l fig 5 illustreras ett utförande av panelelementet som uppvisar ett relativt styvt ytskikt 3 som på den ena av elementets flatsidor har ett första ytskiktsparti 16 avsett att bilda elementets framsi- da. Ytskiktet 3 har ett andra parti 17 som sträcker sig utmed en kantyta hos panelelementet, exempelvis genom att partiet 17 är bockat relativt partiet 16. Ytskiktet 3 uppvisar vidare ett tredje parti 18, som sträcker sig väsentligen parallellt med det första partiet 16 och som är anordnat att när två panelelement anligger kant vid kant relativt varandra (fig 6) skjuta in bakom det angrän- sande panelelementet. Av fig 5 framgår också hurusom ytskiktet 3 utmed en motstående kantyta har ett fjärde parti 19.

Det föredrages att de första, andra och tredje ytskiktspartierna 16, 17, 18 är utformade i ett enda bockat materialstycke. Dess- utom föredrages att också partiet 19 ingår i nämnda enda mate- rialstycket.

Såsom av fig 6 framgår är mellan partiet 18 och den intilliggande ytan av ytskiktet 4 hos det angränsande panelelementet anbragt ett mellanlägg 20 med uppgift att undvika att relativa rörelser mellan de två angränsande panelelementen ger upphov till stö- rande oljud, något som speciellt kan uppstå därest ytskikten på de angränsande panelelementen består av metall, särskilt alu- miniumplåt. Mellanlägget 20 består lämpligen av ett glidningsbe- 10 15 20 25 30 35 505 467 främjande material. Detta kan uppvisa ett adhesiv så att det er- håller karaktären av tape, som kan appliceras antingen på partiet 18 eller på ytskiktet 4. l regel torde den senare varianten före- dragas. Det glidningsbefrämjande materialet kan exempelvis bestå av ett filtmaterial.

Det påpekas att det uppfinningsenliga panelelementet skulle kunna tillhandahållas en avnämare med ett av ytskikten 3, 4 utelämnat. Det skulle därvid kunna röra sig om ett sàdant tillämpningsfall där panelelementet ifråga icke skulle behöva uppvisa något relativt styvt ytskikt, tex en aluminiumplåt, på sin baksida utan där skulle lämnas helt blottat. Ett annat alternativ är att avnämaren lämnas möjligheten att efter behag anbringa ett önskat ytskikt på panelelementet i efterhand, antingen på den avsedda framsidan eller på baksidan.

Nedan följer en beskrivning avseende beskaffenheten och möjli- ga framställningar av det för de med 1 och 2 betecknade skikten avsedda skumkompositmaterialet: Skumkompositmaterialet inne- fattar i ett föredraget utförande ett banformigt material, som vid framställningen av skumkompositmaterialet impregneras med ett härdbart harts och förses med termoplastiska partiklar fördelade i det banformiga materialet. Ett halvfabrikat av skumkompositma- terialet framställes lämpligen i en första operation och sedan kombineras i en andra operation detta halvfabrikat i lämpligt antal skikt med ytterligare materialskikt, t ex det ovan beskrivna korskiktet 5 och/eller ytskikten 3, 4 i och för åstadkommande av den färdiga kompoundstrukturen eller laminatet i ett pressnings- förfarande.

Enligt en variant av den uppfinningsenliga framställningstekniken kan i nämnda halvfabrikat de termoplastiska partiklarna föreligga i expanderat tillstànd, varjämte hartset föreligger i B-stadium. l detta sammanhang må påpekas att ett härdbart harts, som befin- ner sig i A-stadium, är smältbart, ringa förnätat och lösligt i aoeton med flera lösningsmedel. Ett harts i C-stadium är osmält- 10 15 20 25 30 35 505 467 bart, fullständigt förnätat och olösligt. B-stadiet betecknar ett stadium mellan A- och C-stadiet. l nämnda fall av halvfabrikat har detta karaktären av ett skummat komposit med styv struktur.

Enligt en annan framställningsmöjlighet kan kompositmaterialet i dess karaktär av halvfabrikat ha de termoplastiska partiklarna väsentligen oexpanderade medan det härdbara hartset är i A- eller B-stadium. Ett sådant halvfabrikat har lägre fraktvolym och är flexibelt, varigenom det exempelvis kan hanteras i rullform utan att brytas.

Nedan följer en närmare beskrivning av framställningssätt: Ett förkondensat av ett vattenbaserat härdbart harts framställes på konventionellt sätt och vattenhalten regleras så att man får en 'torrhalt på 30 till 75 vikts-%. Den på detta sätt erhållna lösningen försättes med oexpanderade termoplastiska partiklar, så kallade mikrosfärer, i sådan mängd att viktförhållandet mikrosfärer: harts i det pressade kompositmaterialet varierar mellan 4:1 och 1:50.

Det är fördelaktigt att låta mikrosfärerna ingå i en sådan mängd att de i expanderat tillstånd utgör 50-95, företrädesvis 75-95, volym-% av det banformiga materialet och hartsblandningen. Det banformiga materialet impregneras med blandningen av harts och mikrosfärer på konventionellt sätt, till exempel genom att banan nedföres i ett bad av blandningen eller genom att bland- ningen sprutas på banan. Den impregnerade banans impregne- ringsgrad kan regleras till exempel genom pressning med valsar.

De härdbara hartser, som företrädesvis kommer ifråga, utgöres av så kallade formaldehydbaserade hartser med karbamid, fenol, resorcinol eller melamin. Dock kan också mer generellt härdbara hartser användas, såsom polykondenserade hartser, till exempel polyimid, och polyadderade hartser, till exempel polyuretan.

Det banformiga materialet kan utgöras av vävt eller ovävt, orga- niskt eller oorganiskt material, varvid särskilt må nämnas glasfi- ber, mineralfiber, cellulosafiber och polyesterfiber. Det är också 10 15 20 25 30 35 505 467 viktigt att det banformiga materialet har tillräcklig porositet för att pà ett tillfredsställande sätt kunna impregneras med bland- ningen av harts och mikrosfärer. För att uppnå god torkbarhet och hanterbarhet av det banformiga materialet, betraktat som enskilt skikt, har detta lämpligen en tjocklek varierande mellan 0,1 och 5 mm när mikrosfärerna är oexpanderade. Vid själva laminatframställningen i varmpressen kan ett flertal enskilda så- dana kompositmaterialskikt kombineras inbördes och med öns- kade ytterligare skikt.

De mikrosfärer som användes vid framställning av kompositma- terialet enligt uppfinningen har skal, som kan utgöras av sampo- lymerer av vinylklorid och vinylidenklorid, sampolymerer av vi- nylklorid och akrylnitril, sampolymerer av vinylidenklorid och ak- rylnitril, samt sampolymerer av styren och akrylnitril. Vidare må nämnas sampolymerer av metylmetakrylat innehållande upp till ca 20 vikts-% styren, sampolymerer av metylmetakrylat och upp till ca 50 vikts-% av kombinerade monomerer av etylmetakrylat, sampolymerer av metylmetakrylat och upp till ca 70 vikts% av ortoklorstyren. Partikelstorleken för de oexpanderade sfärerna och därmed för de expanderade sfärerna kan variera inom vida gränser och väljes med ledning av de egenskaper som önskas hos den färdiga produkten. Som exempel på partikelstorlekar för oexpanderade sfärer må nämnas 1 pm till 1 mm, företrädesvis 2 pm till 0,5 mm och särskilt 5 pm till 50 pm. Vid expansionen ökar mikrosfärernas diameter med en faktor 2-5. De oexpanderade sfärerna innehåller flyktiga, flytande jäsmedel, som förångas vid värmetillförseln. Dessa jäsmedel kan utgöras av freoner, kolvä- ten, såsom n-pentan, i-pentan, neopentan, butan, i-butan eller andra jäsmedel, som konventionellt användes i mikrosfärer av här angivet slag. 5-30 vikts-% av mikrosfären kan lämpligen ut- göras av jäsmedel. Mikrosfärerna kan tillföras hartslösningen så- som torkade partiklar eller i en suspension, till exempel i vatten eller en alkohol, såsom metanol. 10 15 20 25 30 35 505 467 10 Förhållandet harts till mikrosfärer i impregneringslösningen kan såsom tidigare angivits variera inom vida gränser och detta för- hållande påverkar den färdiga produktens egenskaper. Omvänt kan man alltså med utgångspunkt fràn ett visst användningsom- råde och vissa önskade egenskaper hos den färdiga produkten välja ett lämpligt förhållande harts till mikrosfärer i blandningen.

Detta förhållande kan lätt bestämmas genom förberedande för- sök i laboratorieskala.

Blandningen av harts och mikrosfärer kan om så önskas eller erfordras försättas med olika tillsatser, såsom stabilisatorer, kopplare, fyllmedel, brandhämmande tillsatser och/eller pigment. l kompositmaterialet i dess egenskap av halvfabrikat föreligger således de termoplastiska partiklarna antingen i oexpanderad eller expanderad form och det härdbara hartset i A- eller möjli- gen B-stadium.

För att sedan åstadkomma det uppfinningsenliga panelelementet placeras kompositmaterialet i dess egenskap av halvfabrikat i erforderligt antal skikt jämte ytterligare förekommande skikt, t ex korkskiktet 5 och ytskikten 3, 4 i en varmpress och kombinatio- nen utsätts där för värme och tryck så att sluthärdning av det härdbara hartset sker och eventuell återstående expansion av de termoplastiska partiklarna äger rum. Därvid sker också en sam- manbindning av kompositmaterialet till övriga förekommande materialskikt.

Det påpekas att det fibrösa material som ingår i skumkomposit- materialet enligt uppfinningen icke nödvändigtvis behöver till- handahållas i form av ett banformigt material på det sätt som ovan beskrivits. Det fribrösa materialet kan således tillföras det härdbara hartset och de termoplastiska partiklarna utan att före- ligga i form av bana. 10 15 20 25 30 35 505 467 11 Enligt ett föredraget utförande av det uppfinningsenliga panele- elementet uppvisar detta minst tvà skumkompositmaterialskikt 1,2 med olika densitet. Det ena skiktet skulle därvid kunna ha en densitet inom omrâdet 100-170 kg/m3 medan det andra materialskiktet skulle kunna ha en densitet inom omrâdet 170- 250 kg/m3. Dessa tvà skikt är enligt ett möjligt utförande bundna direkt till varandra. Användningen av olika densitet i de tvà skumkompositmaterialen har visat sig ge god ljuddämpning. En- ligt ett annat utförande skulle emellertid skikten med olika densi- tet kunna ha, mellan varandra, ett skikt av kork pà sätt som ovan redan beskrivits. Ett praktiskt utförande, som visat sig uppvisa goda hàllfasthets- och ljuddämpningsegenskaper har följande sammansättning räknat fràn framsidan mot baksidan: alumini- umplàt med en tjocklek pà 0,7 mm, 6 mm av ett skumkomposit- material med en densitet pà 120 kg per kubikmeter, ett korkskikt med en tjocklek pà 3 mm, ett skumkompositmaterialskikt med en tjocklek pà 4 mm och en densitet pà 210 kg/m3 och slutligen ett aluminiumplàtskikt pà 0,7 mm eller alternativt ett skikt bestående av glasfiberarmerad plast med en tjocklek pâ 3 mm.

I det fall tvà eller flera skumkompositmaterialskikt 1, 2 förekom- mer kan det ur ljuddämpningssynpunkt vara lämpligt att de har icke endast olika densitet utan också olika tjocklek.

Vid användning av aluminiumplàt för ytskikten föredrages att denna är försedd med eventuell ytförädling av i och för sig känt slag och färdiglackerad före pressningen/anbringande pà skum- kompositmaterialet. l detta sammanhang påpekas att utföran- dena enligt fig 4-7 är fördelaktiga därigenom att bockningen av aluminiumplàten runt panelelementets kanter innebär att inga kapsnitt i aluminiumplàten kommer att bli synliga för betraktaren; nàgot som skulle kunna uppstà i fallet enligt fig 1.

Det är givet att det uppfinningsenliga panelelementet icke blott är begränsat till de ovan exemplifierade utförandena. Sàledes kan en mängd modifieringar göras inom ramen för fackmannens 505 467 12 normalkunnande och i ljuset av ansökningshandlingarna i deras helhet utan att för den skull lämna uppfinningstanken. Exempel- vis påpekas att mellan ytskikten 3, 4 hos panelelementet skulle kunna finnas ett enda skumkompositmaterialsklkt med en och samma densitet.

Claims (16)

10 15 20 25 30 35 505 4670

1. Panelelement av kompoundstruktur innefattande minst ett skikt (1, 2) innehållande ett polymert material och minst ett yt- terligare skikt (3, 4), vilket utgörs av ett relativt styvt, på åtmins- tone en del av panelens yta anordnat ytskikt, varvid polymerma- terialskiktet (1, 2) utgörs av ett skummaterial, därav, att skummaterialet består av ett skumkom- positmaterial innehållande ett härdat harts, ett fibröst material och en termoplast, som är i form av expanderade partiklar.

2. Panelelement enligt krav 1, därav, att ytskiktet (3, 4) åtminstone till en del utgörs av plast, särskilt glasfiberar- merad plast.

3. Panelelement enligt krav 1 eller 2, därav, att yt- skiktet (3, 4) åtminstone till en del utgörs av ett metallskikt.

4. Panelelement enligt krav 3. därav, att metallen är aluminium eller en legering därav.

5. Panelelement enligt något föregående krav, därav, att densiteten hos skumkompositmaterialet är 50-400 kg/m3.

6. Panelelement enligt något föregående krav, därav, att det fibrösa materialet utgörs av glasfiber.

7. Panelelement enligt något föregående krav, därav, att det härdade hartset är ett formaldehydbaserat harts med karbamid, fenol, resorcinol eller melamin.

8. Panelelement enligt något föregående krav, därav, att det uppvisar ett skikt (5) av kork. 10 15 20 25 30 35 505 467

9. Panelelement enligt krav 8, därav, att korkskik- tet (5) är beläget mellan två skumkompositmaterialskikt (1, 2).

10. Panelelement enligt något föregående krav, därav, att ytskiktet (3, 4) väsentligen helt innesluter sagda minst ena skumkompositmaterialskikt (1, 2).

11. Panelelement enligt något föregående krav, därav, att det innefattar minst två skumkompositmaterialskikt (1, 2) med olika densitet.

12. Panelelement enligt krav 11, därav, att det ena skumkompositmaterialskiktet har en densitet inom omradet 100- 170 kg/m3 medan det andra skumkompositmaterialskiktet har en densitet inom området 170-250 kg/m3.

13. Panelelement enligt något föregående krav, därav, att det på två motstående flatsidor uppvisar relativt styva ytskikt (3, 4), varav minst ett utgörs av ett metallskikt, och att panelelementet längs åtminstone två väsentligen parallellt förlö- pande kanter uppvisar kantmetallskiktspartier (6, 7; 14, 15) bil- dade av antingen separata kantstycken (6, 7) eller ombockade kantregioner (14, 15) av det på en av flatsidorna anbragta me- tallskiktet (3).

14. Panelelement enligt något föregående krav, därav, att det uppvisar ett relativt styvt ytskikt (3) som på minst en av elementets flatsidor har ett relativt styvt första ytskiktsparti (16) avsett att bilda elementets framsida, att ytskiktet (3) har ett andra parti (17) som sträcker sig utmed en kantyta hos panel- elementet, att ytskiktet uppvisar ett tredje parti (18), som sträck- er sig väsentligen parallellt med det första partiet (16) och som är anordnat att när två panelelement anligger kant vid kant rela- tivt varandra skjuta in bakom det angränsande elementet. 505 467 i

15. Panelelement enligt krav 14, därav, att de första, andra och tredje ytskiktspartierna (16, 17, 18) är i ett en- da materialstycke.

16. Panelelement enligt nàgot föregående krav, därav, att det utgörs av ett monteringsfårdigt tak- eller väggyte- bildande element, i synnerhet för inredning av fordon.