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Verbundpresskörper und Verfahren zu seiner Herstellung
Es sind Verbundpresskörper bekannt, die insbesondere als Ersatz für Holz bzw. Metall bei der Her- stellung von Türen, Fensterrahmen, Tischplatten und Möbeln im allgemeinen geeignet sind. Die be- kannten Verbundkörper weisen einen Kern in Zellenstruktur auf, der von einer mit Polyester-Kunststoff durchtränkten Mineralfaserschicht umschlossen ist, die gegebenenfalls aussen mit einem Polyester-Kunststoff enthaltenden Decklack überzogen ist. Es ist auch schon bekannt, den Verbundpresskörper in Hohl- formen zu pressen, wobei in die eine Formhälfte eine mit Kunststoff getränkte Mineralfaserschicht gelegt, sodann der Kern auf die im Hohlraum befindliche Faserschicht gelegt und schliesslich an die Randteile des Hohlformlings eine seiner Befestigung dienende Platte aufgeklebt wird.
Der mit seinen Zellenrändern unmittelbar mit den Faserschichten in Berührung stehende Kern zeichnet sich mit seinem zellenförmigen Aufbau an den Aussenflächen ab, so dass sich eine glatte Aussenfläche bei schwächeren Faserschichten kaum erzielen lässt. Es müssen daher Faserschichten von erheblicher Stärke verwendet werden, was einen grossen Aufwand an wertvollen Werkstoffen, nämlich an Mineralfasern und Polyester-Kunststoff, erfordert und daher höhere Kosten bedingt, überdies aber auch das Gewicht des Erzeugnisses beträchtlich erhöht.
Die Erfindung betrifft einen Verbundpresskörper, welcher aus einem eine Zellenstruktur aufweisenden Kern und einer den letzteren vollständig umschliessenden, mit Polyester-Kunststoff getränkten Mineralfaserschicht besteht, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung und bezweckt, einen leichten, gleichzeitig aber hochfesten Verbundkörper zu schaffen.
Bekanntlich lassen sich Polyester-Kunststoffe bei niedrigem Druck (1 - 4 kg/cm !) und mässigen Härtetemperaturen, die im allgemeinen ungefähr 1000C nicht übersteigen, pressen, so dass diese Verpressungstechnik mit einfachen und billigen Einrichtungen mit höchst vorteilhaften Ergebnissen durchgeführt werden kann.
Erfindungsgemäss ist der Verbundpresskörper dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kern und der Faserschicht eine den Kern umhüllende Pappeschicht vorgesehen ist. In Ausgestaltung der Erfindung besteht der Kern aus einer durch Stapelung von Wellpappe gebildeten Platte, wobei die Schichten der Wellpappe senkrecht zur Plattenebene verlaufen, so dass die Platte eine honigwabenartige Struktur aufweist.
Statt Honigwaben-Platten kann aber auch jeder andere, ein Zellengefüge aufweisende Werkstoff, z.
B. geschäumter Kunststoff, verwendet werden.
Die Erfindung erstreckt sich ferner auf ein Verfahren zur Herstellung des Verbundpresskörpers, bei welchem in eine Formhälfte eine mit Kunststoff getränkte Mineralfaserschicht gelegt wird, wobei mindestens zwei einander gegenüberliegende Schichtränder über die Formhälfte ragen, wonach der Kern auf die im Bereich des Formhohlraumes befindliche Faserschicht gelegt und vollständig mit von Kunststoff getränkten Faserschichten ummantelt und unter Zufuhr von Wärme mittels einer zweiten Formhälfte gepresst wird, und besteht darin, dass eine vorgeformte Pappeschicht auf der dem Kern zugekehrten Seite mit einem Klebstoff versehen wird, wonach dieselbe vor Aufbringen der Mineralfaserschicht auf den Kern aufgelegt wird.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus nachstehender Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen Fig. 1 einen teilweisen Querschnitt durch den erfindungsgemässen Verbundkörper und die Fig. 2 und 3 zwei Stufen des Verfahrens zur Herstellung desselben in schematischer Darstellung einer hiezu verwendeten Pressform.
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Der z. B. aus einer Honigwaben-Platte hergestellte Kern 10 des Verbundkörpers (Fig. 1) weist Kanäle auf, die zur Plattenebene senkrecht verlaufen. Auf die beiden Seiten der Platte ist je ein Blatt kräftigen
Papiers 11 bzw. 12 geklebt. Zum Verbinden der Blätter 11,12 mit der Platte 10 wird das Blatt vorher mit einem flüssigen Polyester-Kunststoff bestrichen. Die Verbindung wird beim Verpressen unter der Wir- kung von Wärme und Druck, wie nachstehend beschrieben, verfestigt. Die Blätter 11,12 und der Kern 10 werden mit einer mit einem Polyester-Kunststoff getränkten Glasfaserschicht 13 vollständig bedeckt.
Beim fertigen Körper ist der Polyester-Kunststoff erhärtet und dieFaserschicht auf eine Stärke in der Grö- ssenordnung eines Millimeters und sogar weniger zusammengepresst. Die Darstellung in Fig. 1 ist somit nicht massstabgerecht und der Deutlichkeit wegen übertrieben.
Die Aussenfläche der Faserschicht 13 ist mit einem Deckanstrich 14 aus einem mit einem Farbstoff vermischten Polyester-Kunststoff versehen.
Der beschriebene Verbundkörper ist dicht, starr und von erheblicher mechanischer Festigkeit. Seine
Aussenflächen sind poliert, in jeder gewünschten Farbe gefärbt und gegen Kratzen und Abreiben verhält- nismässig fest. Noch wichtiger ist, dass die mit Kunststoff getränkte Faserschicht den zellenförmigen Kern völlig umschliesst, so dass dieser gegen Staub, Witterung und Waschmittel, wie sie z. B. zum Waschen einer erfindungsgemäss hergestellten Tür verwendet werden, vollkommen geschützt ist. Die Faserschicht ist durchgehend ausgebildet und hält dadurch Zugbeanspruchungen wirksam stand. Durch die Anordnung der den Kern umhüllenden Pappeschicht, die, wie erwähnt, auch aus mit flüssigem Polyester-Kunststoff bestrichenem Kraftpapier bestehen kann, wird die Abzeichnung der Zellenstruktur an der Aussenfläche des Verbundkörpers mit Sicherheit vermieden.
Würde die Verkleidung 13 nach einem bekannten Verfahren aus zwei gesondert hergestellten und dann miteinander verbundenen Halbschalen bestehen, würde sich folgendes ergeben : a) Der Kern könnte durch den Faser-Kunststoffüberzug nicht dicht verkleidet werden, denn sowohl der Kern als auch die beiden Halbschalen wUrden bei ihrer Verbindung starr sein ; b) Es wäre ausserordentlich schwer bzw. unmöglich, am Körper überall eine feste Verbindung zwischen dem Kern und den Verkleidungsschichten 11,12, 13 zu gewährleisten ; c) Die Fasern wurden an den Verbindungsstellen nicht durchgehend sein, woraus sich eine Schwächung des Körpers ergibt ;
d) Das Herstellungsverfahren wäre verhältnismässig umständlich und teuer, denn die beiden Halbschalen wären gesondert herzustellen, der Kern gesondert zu verpressen, worauf die so vorbereiteten Bestandteile miteinander zu verbinden wären.
Die angeführten Nachteile der bekannten Verfahren sollen durch das Verfähren gemäss der Erfindung behoben werden, das an Hand der Fig. 2 und 3 zwecks Herstellung eines Türrahmenteiles erläutert wird.
Der Kern z. B. aus einer Honigwaben-Platte wird bei solchen Verbundkörpern aus mehreren Teilen gebildet.
Das Verfahren wird mit Hilfe einer zweiteiligen Metallform 21, 22 (Fig. 2 und 3) durchgeführt. Die beiden Formhälften besitzen Mantelhohlräume 23. Der Formhohlraum wird durch die Oberflächen 22' begrenzt. Ferner ist an einer Formhälfte ein den Formhohlraum umgebender Fortsatz vorgesehen, der in eine entsprechende Ausnehmung der andern Formhälfte eingreift, wobei die aneinanderliegenden Seitenflächen 24 als Passflächen dienen. Anschlagflächen 25 und 26 an den beiden Formhälften bestimmen beim Schliessen der Form das Volumen und die Form des Hohlraumes. Die Formflächen 21'und 22'werden vorerst in bekannter Weise mit einem Trennlack bestrichen, um das Ausheben des Verbundkörpers aus der Form zu erleichtern. Auf diesen Trennlack wird ein Decklack aufgebracht.
Gesondert wird ein Vliess aus Glasfasern 13, z. B. durch Tauchen, mit Polyester-Kunststoff getränkt.
Die Oberfläche des Vliesses 13 wird mindestens so gross wie die Oberfläche des Formhohlraumes gewählt, so dass es den Formhohlraum restlos deckt und den Kern somit vollständig umhüllen kann. Der Mittelteil des getränkten Vliesses 13 wird dann auf die Formfläche 21'des Formunterteiles 21 (Fig. 2) gelegt, wobei die Randteile 13a, 13b des Vliesses nach aussen umgeschlagen werden, worauf auf diesen Mittelteil des Vliesses eine vorgeformte Papierschicht 27 gelegt wird, welche der Formfläche 21'mindestens annähernd entspricht. Nun wird der Kern eingelegt. Bei der ziemlich komplizierten Querschnittsform des Verbundkörpers wird der Kern aus mehreren Einzelstücken gebildet, u. zw. aus einem Mittelstück 10a in Plattenform und aus zwei Randstreifen. lOb, lOe, welche in Vertiefungen der Formfläche 21'eingelegt werden.
Die Gestalt und die Abmessungen der Kernteile werden derjenigen des Formhohlraumes angepasst. Vor der Einbringung der Kernteile 10a, lOb, 10c wird die ihnen zugekehrte Fläche der Papierschicht 27 mit einem Klebstoff, vorzugsweise mit einem Polyester-Kunststoff, bestrichen. Beim Einlegen der Kernteile ist darauf zu achten, dass die Kanäle des Werkstoffes zur allgemeinen Ebene des Verbundkörpers senkrecht, zur Bewegungsrichtung der Formteile 21,22 zueinander beim Pressvorgang also parallel verlaufen.
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Auf den Kern wird eine weitere Papierschicht 28 gelegt, die auf ihrer Unterseite gleichfalls mit Klebstoff bestrichen ist und entsprechend der Formflache 22'des Formoberteils 22 vorgeformt wurde. Nun werden die Randteile 13a, 13b des Vliesses 13 einander überlappend (29) auf die Papierschicht 28 (Fig. 3) gelegt. Diese Überlappung genügt im allgemeinen, um einen durchgehenden Verlauf der Fasern an dieser Stelle zu gewährleisten. Es ist jedoch vorteilhaft, einen gegebenenfalls breiten Deckstreifen 30 anzubringen, welcher gleichfalls aus einem mit Polyester-Kunststoff getränkten Glasfaservliess besteht. Der Verbundkörper ist damit zum Verpressen fertig. Fig. 3 zeigt eine Zwischenstellung der Formteile.
Durch Umlauf eines Heizmittels in den Mantelhohlräumen 23 wird die Form 21, 22 auf einer Temperatur von 80 bis 950C gehalten. Der Pressdruck beim Formen beträgt ungefähr 3 - 4 kg/em2. Der Decklack an den Formflächen 21'und 22'der Form wird durch die Wärme an die Vliesse 13,30 gebunden, die sich mit den Papierschichten 27,28 verbinden, welche anderseits mit dem Kern infolge der Wirkung der oben erwähnten Klebmittelschichten aus Polyester-Kunststoff eine feste Verbindung eingehen. Nach einigen Minuten, in denen der Polyester-Kunststoff erhärtet, wird der Formoberteil 22 entfernt und der Verbundkörper ausgeformt, was durch den Trennlack erleichtert wird.
Der fertige Verbundkörper ist starr und seine Aussenflächen sind durch den die faserige Struktur der Vliesse 13,30 unsichtbar machenden Decklack glatt und gleichförmig gefärbt.
Der Verbundkörper kann mittels Schrauben, Nägeln u. dgl. mit Tragkörpern verbunden werden. Da der zellenförmige Kernwerkstoff an sich ungeeignet ist, Schrauben bzw. Nägel zu halten, werden in ihm an vorgewählten Stellen Holzblöcke eingelassen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verbundpresskörper, welcher aus einem eine Zellenstruktur aufweisenden Kern und einer den letzteren vollständig umschliessenden, mit Polyester-Kunststoff getränkten Mineralfaserschicht besteht, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kern (10) und der Faserschicht (13) eine den Kern umhüllende Pappeschicht (11,12) vorgesehen ist.
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Composite compact and process for its manufacture
Composite compacts are known which are particularly suitable as a substitute for wood or metal in the manufacture of doors, window frames, table tops and furniture in general. The known composite bodies have a core in a cell structure which is enclosed by a mineral fiber layer impregnated with polyester plastic, which is optionally coated on the outside with a topcoat containing polyester plastic. It is also already known to press the composite compact into hollow molds, with a plastic-soaked mineral fiber layer placed in one mold half, then the core placed on the fiber layer located in the cavity and finally a plate used for fastening it is glued to the edge parts of the hollow molding becomes.
The core, which is in direct contact with the fiber layers with its cell edges, is characterized by its cellular structure on the outer surfaces, so that a smooth outer surface can hardly be achieved with weaker fiber layers. It must therefore be used fiber layers of considerable strength, which requires a great deal of valuable materials, namely mineral fibers and polyester plastic, and therefore higher costs, but also increases the weight of the product considerably.
The invention relates to a composite compact which consists of a core having a cell structure and a mineral fiber layer which completely encloses the latter and is impregnated with polyester plastic, as well as a method for its production and aims to create a light, but at the same time high-strength composite body.
It is known that polyester plastics can be pressed at low pressure (1-4 kg / cm!) And moderate hardening temperatures, which generally do not exceed about 1000C, so that this pressing technique can be carried out with simple and cheap equipment with highly advantageous results.
According to the invention, the composite compact is characterized in that a cardboard layer enveloping the core is provided between the core and the fiber layer. In an embodiment of the invention, the core consists of a plate formed by stacking corrugated cardboard, the layers of the corrugated cardboard running perpendicular to the plane of the plate, so that the plate has a honeycomb-like structure.
Instead of honeycomb panels, any other material having a cell structure, e.g.
B. foamed plastic can be used.
The invention also extends to a method for producing the composite compact, in which a plastic-soaked mineral fiber layer is placed in a mold half, with at least two opposing layer edges protruding over the mold half, after which the core is placed on the fiber layer located in the region of the mold cavity and is completely encased with fiber layers soaked in plastic and is pressed with the supply of heat by means of a second mold half, and consists in providing a preformed cardboard layer on the side facing the core with an adhesive, after which it is placed on the core before the mineral fiber layer is applied .
Further details of the invention emerge from the following description with reference to the drawing. 1 shows a partial cross-section through the composite body according to the invention and FIGS. 2 and 3 show two stages of the method for producing the same in a schematic representation of a press mold used for this purpose.
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The z. B. made of a honeycomb plate core 10 of the composite body (Fig. 1) has channels which run perpendicular to the plane of the plate. There is a strong sheet of paper on each side of the plate
Paper 11 or 12 glued. To connect the sheets 11, 12 to the plate 10, the sheet is previously coated with a liquid polyester plastic. During the pressing process, the joint is solidified under the action of heat and pressure, as described below. The sheets 11, 12 and the core 10 are completely covered with a glass fiber layer 13 impregnated with a polyester plastic.
In the finished body, the polyester plastic has hardened and the fiber layer is compressed to a thickness on the order of a millimeter and even less. The illustration in FIG. 1 is therefore not to scale and is exaggerated for the sake of clarity.
The outer surface of the fiber layer 13 is provided with a top coat 14 made of a polyester plastic mixed with a dye.
The composite body described is dense, rigid and of considerable mechanical strength. His
The outside surfaces are polished, colored in any desired color and relatively resistant to scratching and rubbing. It is even more important that the fiber layer soaked with plastic completely encloses the cellular core, so that it is protected against dust, weather and detergents, such as those used. B. used for washing a door produced according to the invention is completely protected. The fiber layer is continuous and thus effectively withstands tensile loads. The arrangement of the cardboard layer enveloping the core, which, as mentioned, can also consist of Kraft paper coated with liquid polyester plastic, reliably prevents the cell structure from showing on the outer surface of the composite body.
If the cladding 13 were to consist of two separately manufactured and then interconnected half-shells using a known method, the following would result: a) The core could not be tightly clad by the fiber-plastic coating, because both the core and the two half-shells would be be rigid in their connection; b) It would be extremely difficult or impossible to ensure a firm connection between the core and the cladding layers 11, 12, 13 everywhere on the body; c) The fibers would not be continuous at the junctions, resulting in a weakening of the body;
d) The manufacturing process would be relatively laborious and expensive, because the two half-shells would have to be manufactured separately, the core would have to be pressed separately, after which the components prepared in this way would have to be connected to one another.
The stated disadvantages of the known method are intended to be eliminated by the method according to the invention, which is explained with reference to FIGS. 2 and 3 for the purpose of producing a door frame part.
The core z. B. from a honeycomb plate is formed in such composite bodies from several parts.
The method is carried out with the aid of a two-part metal mold 21, 22 (FIGS. 2 and 3). The two mold halves have shell cavities 23. The mold cavity is delimited by the surfaces 22 '. Furthermore, an extension surrounding the mold cavity is provided on one mold half and engages in a corresponding recess in the other mold half, the side surfaces 24 lying against one another serving as fitting surfaces. Stop surfaces 25 and 26 on the two mold halves determine the volume and shape of the cavity when the mold is closed. The mold surfaces 21 ′ and 22 ′ are first coated in a known manner with a separating lacquer in order to make it easier to lift the composite body out of the mold. A top coat is applied to this release varnish.
Separately, a fleece made of glass fibers 13, z. B. by dipping, soaked with polyester plastic.
The surface of the fleece 13 is chosen to be at least as large as the surface of the mold cavity, so that it completely covers the mold cavity and can thus completely envelop the core. The middle part of the impregnated fleece 13 is then placed on the molding surface 21 ′ of the lower mold part 21 (FIG. 2), the edge parts 13a, 13b of the fleece being turned over to the outside, whereupon a preformed paper layer 27 is placed on this middle part of the fleece corresponds at least approximately to the shaped surface 21 '. Now the core is inserted. In the rather complicated cross-sectional shape of the composite body, the core is formed from several individual pieces, u. between a middle piece 10a in plate form and two edge strips. lOb, lOe, which are inserted into depressions in the mold surface 21 '.
The shape and dimensions of the core parts are adapted to those of the mold cavity. Before the core parts 10a, 10b, 10c are introduced, the surface of the paper layer 27 facing them is coated with an adhesive, preferably with a polyester plastic. When inserting the core parts, care must be taken that the channels of the material run perpendicular to the general plane of the composite body, i.e. parallel to the direction of movement of the molded parts 21, 22 during the pressing process.
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A further paper layer 28 is placed on the core, the underside of which is also coated with adhesive and which has been pre-formed in accordance with the shape of the surface 22 ′ of the upper part 22 of the mold. The edge parts 13a, 13b of the fleece 13 are now placed on the paper layer 28 (FIG. 3) in an overlapping manner (29). This overlap is generally sufficient to ensure that the fibers run continuously at this point. However, it is advantageous to apply a possibly wide cover strip 30, which also consists of a glass fiber fleece impregnated with polyester plastic. The composite body is now ready for pressing. Fig. 3 shows an intermediate position of the molded parts.
By circulating a heating medium in the shell cavities 23, the mold 21, 22 is kept at a temperature of 80 to 950C. The pressure during molding is around 3 - 4 kg / cm2. The topcoat on the mold surfaces 21 'and 22' of the mold is bonded to the fleece 13, 30 by the heat, which bond with the paper layers 27, 28, which on the other hand are connected to the core as a result of the above-mentioned adhesive layers made of polyester plastic enter into a permanent connection. After a few minutes, in which the polyester plastic has hardened, the upper mold part 22 is removed and the composite body is formed, which is facilitated by the release lacquer.
The finished composite body is rigid and its outer surfaces are smoothly and uniformly colored by the topcoat that makes the fibrous structure of the fleece 13,30 invisible.
The composite can u by means of screws, nails. Like. Be connected to supporting bodies. Since the cellular core material is unsuitable per se to hold screws or nails, wooden blocks are embedded in it at preselected locations.
PATENT CLAIMS:
1. Composite compact which consists of a core having a cell structure and a mineral fiber layer which completely encloses the latter and is impregnated with polyester plastic, characterized in that between the core (10) and the fiber layer (13) a cardboard layer (11, 12) is provided.