CH639317A5

CH639317A5 - Process for producing laminate panels

Info

Publication number: CH639317A5
Application number: CH1276578A
Authority: CH
Inventors: Arthur Handtmann; Guenter Haupt; Erwin Gebhard
Original assignee: Elteka Kunststoff
Priority date: 1977-12-22
Filing date: 1978-12-15
Publication date: 1983-11-15
Also published as: DE2757489A1; DE2757489C3; DE2757489B2

Description

40 Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine im Leichtbau einsetzbare Plattenkonstruktion bereitzustellen, die unter Ausnutzung der insbesondere bei den Hartschaumstoffen vorhandenen Gegebenheiten am Käufermarkt einen erweiterten Einsatzbereich ergibt, wobei die Erweiterungs-45 möglichkeit mit einfachen verfahrenstechnischen Massnahmen und also wettbewerbsfähigen Kosten durchführbar sein soll. 40 The invention is based on the object of providing a panel construction which can be used in lightweight construction and which utilizes the conditions available on the buyer's market, in particular in the case of rigid foams, with the possibility of expansion being carried out with simple procedural measures and therefore competitive costs .

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannten Merkmale gelöst. Die Erfindung so bezieht sich ferner auf eine nach dem Verfahren gemäss Patentspruch 1 hergestellte Schichtstoffplatte. This object is achieved by the features mentioned in the characterizing part of patent claim 1. The invention thus further relates to a laminated board produced by the method according to patent claim 1.

Das erwähnte Gusspolyamid zeichnet sich besonders aus durch eine geringe Wasseraufnahme, eine hohe Dimensionsstabilität und Masshaltigkeit, eine überragende Gleitver-55 schleissfestigkeit und Chemikalienbeständigkeit sowie allgemein bessere Festigkeitswerte als andere Polyamide, so dass es sich entsprechend vorteilhaft für die Werkstoffverbesserung solcher Materialien eignet, bei denen diese Werte ungenügend sind. Es ist auch möglich, eher kompliziertere 60 Formgebungen eines jeweiligen Grundkörpers zu umgiessen, wobei nur die Bedingung erfüllt sein muss, dass das Material des Grundkörpers gegenüber den massgeblichen Schmelztemperaturen des Gusspolyamids, für die Dauer der Verfestigung der Schmelze standhält. The cast polyamide mentioned is particularly characterized by a low water absorption, a high dimensional stability and dimensional stability, an outstanding sliding wear resistance and chemical resistance as well as generally better strength values than other polyamides, so that it is correspondingly advantageous for the material improvement of those materials in which these Values are insufficient. It is also possible to cast rather complicated shapes of a respective base body, whereby only the condition that the material of the base body can withstand the relevant melting temperatures of the cast polyamide for the duration of the solidification of the melt has to be fulfilled.

65 Mithin ist es andererseits auch möglich, die erfindungs-gemässe Schichtstoffplatte hinsichtlich des Umgiessens mit dem Gusspolyamid auch unter dem Gesichtspunkt zu bewerten, dass dabei die Kernplatte eine Art verlorener Kern für 65 On the other hand, it is therefore also possible to evaluate the laminated board according to the invention with regard to the casting with the cast polyamide from the point of view that the core board is a kind of lost core for this

aus dem Gusspolyamid bestehende Mantelkonstruktion benutzt wird, die beispielsweise eine Wanddicke von 1 bis 2 mm hat. Eine solche Mantelkonstruktion würde also bei einem grösseren Volumen ein sehr kleines Gewicht haben, wobei im Vergleich zu dem bisher im Stand der Technik für einen vergleichbaren Zweck noch geübten Ausschäumen einer bestehenden Mantelkonstruktion mit einem Weichschaumstoff der besondere Vorteil einer überragenden Dimensionsstabilität erhalten wird, weil ja mit dem Gusspolyamid eine bereits die fertigen Dimensionen des Hohlraumes der Mantelkonstruktion aufweisende Kernplatte umgössen wird. Bei dem Ausschäumen tritt indessen immer eine Vo-lumenvergrösserung auf, die ursächlich gegen die Dimensionsstabilität einer solchen Mantelkonstruktion spricht. Sheath construction consisting of the cast polyamide is used, which for example has a wall thickness of 1 to 2 mm. Such a jacket construction would therefore have a very small weight in the case of a larger volume, with the particular advantage of an outstanding dimensional stability being obtained in comparison with the foaming of an existing jacket construction with a soft foam, which was previously practiced in the prior art for a comparable purpose, because with the cast polyamide is cast around a core plate that already has the finished dimensions of the cavity of the shell construction. When foaming, however, there is always an increase in volume that causally speaks against the dimensional stability of such a jacket construction.

Die Zeichnung zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine Schichtstoffplatte gemäss Erfindung. The drawing shows schematically a cross section through a laminate according to the invention.

Der Kern ist dabei aus zwei Kernplatten 1 und 2 beispielsweise aus Hartschaumstoff auf der Basis Polymetha-crylimid oder auch auf der Basis von Keramikstoffen aufgebaut, wobei letzteres beispielsweise unter dem Gesichtspunkt von Vorteil sein kann, eine solche Schichtstoffplatte als geschosshemmendes Konstruktionsteil einsetzen zu können. Die beiden Kernplatten 1 und 2 sind aus den vorgenannten Gründen über Abstandshalter 3 miteinander verbunden und allseits mit einer Deckschicht 4 aus einem durch die aktivierte anionische Polymerisation von monomeren Laurin-lactam gewonnenem Gusspolyamid umgössen, das unter Bildung eines Steges 5 auch in den zwischen den beiden Kern-platten 1 und 2 gebildeten Zwischenraum hineinreicht und in diesem Zwischenraum die Abstandshalter 3 umgibt. Mit den gestrichelt gezeichneten Umrissen 6 und 7 sind noch komplementär ausgebildete Anschlussmittel nach Art einer Nut und Feder angedeutet, die vorgesehen sein können, um eine solche Schichtstoffplatte in einfachster Weise mit andern Platten zu einem Plattenverband zu kombinieren. Das damit angesprochene Herstellungsverfahren ist auch für andere Gusspolyamide geeignet, bspw. solche auf der Basis Ca-prolactam, jedoch wird vorliegend das Laurinlactam besonders wegen seines überaus günstigen Langzeitverhaltens vorgesehen. Die Abstandshalter sollten zweckmässig aus demselben Gusspolyamid bestehen, das auch für das Umgiessen der Kernplatte benutzt wird, um eine entsprechend innige Verbindung zu erhalten. Vor dem Umgiessen kann die Kernplatte auch noch an wenigstens einer Oberseite mit einem oder mehreren weiteren Körpern überdeckt werden, wie beispielsweise einem Flächenheizelement oder auch einer Glasfasermatte bzw. einem Glasfaserlaminat, wobei wegen des Umgiessens mit dem Gusspolyamid jede vorhergehende Verklebung oder sonstige feste Verbindung mit der Kernplatte entfallen kann. Da die Schmelze dieses Gusspolyamides relativ dünnflüssig sind, erleichtert dies einen jeweiligen Grundkörper eher komplizierter Formgebung zu umgiessen, The core is made up of two core plates 1 and 2, for example made of rigid foam based on polymetha-crylimide or also on the basis of ceramics, the latter, for example, being advantageous from the point of view of being able to use such a laminate as a projectile-resistant structural part. For the aforementioned reasons, the two core plates 1 and 2 are connected to one another via spacers 3 and all around with a cover layer 4 made of a cast polyamide obtained by the activated anionic polymerization of monomeric laurolactam, which also forms a web 5 in between the two Core plates 1 and 2 formed space extends into and surrounds the spacers 3 in this space. The outlines 6 and 7 shown in dashed lines still indicate complementary connecting means in the manner of a tongue and groove, which can be provided in order to combine such a laminate board with other boards in a simple manner to form a board assembly. The production process addressed in this way is also suitable for other cast polyamides, for example those based on Ca prolactam, but in the present case the laurolactam is particularly intended because of its extremely favorable long-term behavior. The spacers should expediently consist of the same cast polyamide that is also used for casting around the core plate in order to obtain a correspondingly intimate connection. Before the encapsulation, the core plate can also be covered on at least one top with one or more other bodies, such as a surface heating element or also a glass fiber mat or a glass fiber laminate, whereby any previous gluing or other firm connection to the cast polyamide is due to the encapsulation Core plate can be omitted. Since the melt of this cast polyamide is relatively thin, this makes it easier to encapsulate a respective basic body with a more complicated shape,

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wobei nur die Bedingung erfüllt sein muss, dass das Material des Grundkörpers gegenüber den massgeblichen Schmelztemperaturen des Gusspolyamids, die bei etwa 160 bis 190°C liegen, für die Dauer der Verfestigung der Schmelze standhält. only the condition has to be met that the material of the base body withstands the relevant melting temperatures of the cast polyamide, which are around 160 to 190 ° C., for the duration of the solidification of the melt.

Das Umgiessen mit dem Gusspolyamid lässt grundsätzlich alle Formgebungen für die Kernplatte zu, so dass die Kernplatte auch noch kurz vor dem Vergiessen des Gusspolyamids beispielsweise mit rillenförmigen Schwachstellen an der Oberfläche versehen werden kann, die dann mit dem umgossenen Gusspolyamid für eine Ausbildung entsprechender Verstärkungsrippen ausgefüllt werden. Es ist damit auch möglich, eine solche Kernplatte beim Umgiessen mit dem Gusspolyamid mit komplementär ausgebildeten Anschlussmitteln, wie Nut und Feder, an gegenüberliegenden Plattenkanten zu versehen, also solche Anschlussmittel direkt an die Kernplatte anzugiessen oder alternativ dazu separat gefertigte Anschlussmittel gegenüber der Kernplatte durch das umgossene Gusspolyamid zu verankern. Auf diese Weise ist es möglich, auch grössere Plattenverbände aus solchen Schichtstoffplatten zusammenzufügen, bei denen im übrigen das Gusspolyamid auch noch durch Zusatzstoffe modifiziert sein kann, um auch mit dieser ergänzenden Massnahme eine jeweils optimale Anpassung an einen betreffenden Anwendungsfall zu erhalten. Als Zusatzstoffe kommen hierbei insbesondere Verstärkungsmittel, wie Glasfasern oder Glaskugeln, in Betracht sowie Füllstoffe, wie Kieselgur oder Metallpulver, und Gleitmittel, wie Graphit oder Molybdänsulfat. Casting with the cast polyamide basically allows all shapes for the core plate, so that the core plate can also be provided with groove-shaped weak points on the surface shortly before the cast polyamide is cast, which are then filled with the cast cast polyamide to form corresponding reinforcing ribs . It is thus also possible to provide such a core plate with complementary connecting means, such as tongue and groove, when casting with the cast polyamide, that is, to cast such connecting means directly onto the core plate or, alternatively, to produce separately produced connecting means with respect to the core plate by the molded part Anchor cast polyamide. In this way, it is also possible to assemble larger panel assemblies from those laminate panels in which the cast polyamide can also be modified by additives in order to obtain an optimal adaptation to a particular application with this supplementary measure. Reinforcing agents, such as glass fibers or glass balls, and fillers, such as diatomaceous earth or metal powder, and lubricants, such as graphite or molybdenum sulfate, are particularly suitable as additives.

Bei der Herstellung solcher Schichtstoffplatten bedient man sich hinsichtlich der Aufbereitung des Gusspolyamides der für die aktivierte anionische Polymerisation von Lacta-men üblichen Bedingungen, wie beispielsweise beschrieben in der US-PS 3 793 255. Die dabei erhaltene dünnflüssige Schmelze wird in eine Giessform eingeleitet, in welcher die Kernplatte mittels stiftförmiger Abstandshalter auf Abstand zu den Innenwänden dieser Form gehalten ist, so dass sie allseits mit der zugeleiteten Schmelze umhüllt werden kann. Dieser Giessvorgang ist grundsätzlich der gleiche für Schichtstoffplatten auch grösserer Abmessungen, wo es sich allerdings zum Auffangen eines dabei grösseren Schwindmasses in der längsten Dimension der Platte, also in den zwischen gegenüberliegenden Ecken verlaufenden Diagonalen, als zweckmässig erweist, den Kern aus mehreren einzelnen Kernplatten aufzubauen und diese dann mittels entsprechender stiftförmiger Abstandshalter zu einem Plattenverband zusammenzufügen, der mithin für die fertige Grösse der Schichtstoffplatte bestimmend ist. Bei der fertigen Schichtstoffplatte bestehen dann also auch Stege, die sich zwischen den einzelnen Kernplatten erstrecken und in welche die Abstandshalter eingegossen sind, womit gleichzeitig eine entsprechende Aussteifung der gesamten Schichtstoffplatte durch die Gesamtheit dieser Stege erreicht wird. In the production of such laminate sheets, the conditions customary for the activated anionic polymerization of lacta-men are used with regard to the processing of the cast polyamide, as described, for example, in US Pat. No. 3,793,255. The low-viscosity melt obtained is introduced into a casting mold in which the core plate is held at a distance from the inner walls of this shape by means of pin-shaped spacers, so that it can be coated on all sides with the melt supplied. This casting process is basically the same for laminate panels of larger dimensions, where it is useful to collect a larger shrinkage in the longest dimension of the panel, i.e. in the diagonals between opposite corners, to build the core out of several individual core panels and these are then joined together by means of appropriate pin-shaped spacers to form a panel assembly, which is therefore decisive for the finished size of the laminate panel. In the finished laminate board there are also webs which extend between the individual core boards and into which the spacers are cast, with which a corresponding stiffening of the entire laminate board is achieved by the entirety of these webs.

3 3rd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

V V

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1. Verfahren, zur Herstellung von Schichtstoff platten mit je wenigstens einer Kernplatte und einer Deckschicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernplatte (1, 2) allseitig mit einem die Deckschicht bildenden, durch aktivierte anionische Polymerisation von monomeren Laurinlactam erhältlichen Gusspolyamid umgössen wird. 1. A process for the production of laminate plates, each with at least one core plate and one cover layer, characterized in that the core plate (1, 2) is encapsulated on all sides with a cast polyamide which forms the cover layer and is obtainable by activated anionic polymerization of monomeric laurolactam.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere in der Gesamtheit die fertige Plat-tengrösse ergebende Kernplatten (1, 2) mittels Abstandshaltern (3) zu einem Plattenverband zusammengefügt und mit dem Gusspolyamid in einer Form umgegossen werden, gegen deren Innenwände der Plattenverband vor dem Umgies-sen mittels weiterer Abstandshalter (3) abgestützt wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that several core plates (1, 2) resulting in the finished plate size are joined together by means of spacers (3) to form a plate assembly and cast around with the cast polyamide, against the inner walls of which Panel bond is supported by additional spacers (3) before casting.

2 2nd

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS

3. Nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch 1 hergestellte Schichtstoffplatte. 3. Laminate produced by the method according to claim 1.

4. Schichtstoffplatte nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Deckschicht (4) zwei über einen in einem Stegteil (5) der Deckschicht angeordneten Abstandshalter (3) miteinander verbundene Kernplatten (1, 2) enthalten sind. 4. Laminate according to claim 3, characterized in that the cover layer (4) contains two core plates (1, 2) connected to each other via a spacer (3) arranged in a web part (5) of the cover layer.

5. Schichstoffplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (3) aus dem Gusspolyamid besteht. 5. Schichstoffplatte according to claim 4, characterized in that the spacer (3) consists of the cast polyamide.

6. Schichtstoff platte nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernplatte (1, 2) aus einem Hartschaumstoff, insbesondere auf der Basis Polyurethan oder Polymethacrylimid, besteht. 6. Laminate plate according to one of claims 3 to 5, characterized in that the core plate (1, 2) consists of a rigid foam, in particular based on polyurethane or polymethacrylimide.

7. Schichtstoffplatte nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernplatte (1,2) aus Keramikstoffen besteht. 7. Laminate according to one of claims 3 to 5, characterized in that the core plate (1,2) consists of ceramic materials.

8. Schichtstoffplatte nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernplatte (1, 2) mindestens an der Oberfläche rillenförmige Schwachstellen aufweist, die mit dem Gusspolyamid der Deckschicht (4) ausgefüllt sind. 8. Laminate according to one of claims 3 to 7, characterized in that the core plate (1, 2) has, at least on the surface, groove-shaped weak points which are filled with the cast polyamide of the cover layer (4).

9. Schichtstoffplatte nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gusspolyamid mit Verstär-kungsmitteln, wie Glasfasern oder Glaskugeln, mit Füllstoffen, wie Kieselgur oder Metallpulver, mit Gleitmitteln, wie Graphit oder Molybdänsulfat, oder mit andern Zusatzstoffen modifiziert ist. 9. Laminate according to one of claims 3 to 8, characterized in that the cast polyamide is modified with reinforcing agents, such as glass fibers or glass balls, with fillers, such as diatomaceous earth or metal powder, with lubricants, such as graphite or molybdenum sulfate, or with other additives.

10. Schichtstoffplatte nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht (4) an gegenüber liegenden Plattenkanten komplementär ausgebildete Anschlussmittel (6, 7), wie Nut und Feder oder Verschlusshaken, aufweist. 10. Laminate according to one of claims 3 to 9, characterized in that the cover layer (4) on opposite plate edges has complementarily designed connection means (6, 7), such as tongue and groove or locking hook.

11. Schichtstoff platte nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussmittel (6, 7) aus dem Gusspolyamid bestehen und mit der Deckschicht (4) einstückig ausgebildet sind. 11. Laminate according to claim 10, characterized in that the connection means (6, 7) consist of the cast polyamide and are formed in one piece with the cover layer (4).

12. Schichtstoffplatte nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussmittel (6, 7) in der Deckschicht (4) verankerte Fertigungsteile sind. 12. Laminate according to claim 10, characterized in that the connection means (6, 7) in the cover layer (4) are anchored manufacturing parts.

Im allgemeinen Leichtbau werden heute vielfach Kunststoffplatten benutzt, die bei nicht ausreichenden Werkstoffeigenschaften für den besonderen Anwendungsfall mit anderen Werkstoffen zu Sandwich-Konstruktionen kombiniert werden. Bei diesen Sandwich-Konstruktionen wird mindestens auf die eine Oberseite einer Grundplatte eine gleich gross dimensionierte Deckplatte aus dem unterschiedlichen Werkstoff aufgeklebt, die dabei meistens eine gegenüber der Grundplatte wesentlich kleinere Dicke hat. Ausser dem Verkleben kommen für so'che Sandwich-Konstruktionen auch andere Laminierverfahren in Betracht, wie beispielsweise die Faserspritz- oder Pressverfahren, und zwar besonders dann, wenn grosstechnisch gefertigt wird oder Sandwich-Konstruktionen aus mehr als zwei Lagen gebildet werden. Als Beispiele dafür, welche Werkstoffeigenschaften einer 5 Grundplatte durch eine solche Sandwich-Konstruktion verbessert werden können, kann hauptsächlich eine nicht ausreichende Festigkeit, wie eine nicht ausreichende Zug-, Druck-, Biege- oder Schubfestigkeit, keine genügend grosse Dimensionsstabilität oder auch eine unzureichende Chemi-xo kalienbeständigkeit angeführt werden. In general lightweight construction, plastic sheets are often used today, which are combined with other materials to form sandwich constructions with insufficient material properties for the special application. In the case of these sandwich constructions, a cover plate of the same size and made of the different material is glued onto at least one top of a base plate, which usually has a thickness that is substantially smaller than that of the base plate. In addition to gluing, other lamination processes can also be considered for such sandwich constructions, such as the fiber spraying or pressing process, especially when large-scale manufacturing or sandwich constructions are formed from more than two layers. Examples of which material properties of a base plate can be improved by such a sandwich construction are mainly insufficient strength, such as insufficient tensile, compressive, bending or shear strength, insufficient dimensional stability, or insufficient chemistry -xo kalien resistance.

Bei diesen Sandwich-Konstruktionen, unter welche vorliegend ausser den eigentlichen Platten begrifflich auch an1-dere dreidimensionale Körper fallen sollen, solange sich diese für eine solche Sandwich-Bauweise eignen, ist gegenüber 15 jedem für eine besondere Anwendung für die Grundplatte angestrebten Schutz entlang der schmalen Seiten eine kritische Schwachstelle vorhanden. Sofern diese Schwachstelle nicht mit anderen Massnahmen beseitigt werden kann, ist man dann gezwungen, zu anderen, meistens teureren Ersatz-20 Stoffen überzuwechseln. Die betreffenden Konstruktionen erhalten dabei in der Regel auch eine schwerere Ausführungsform und sind auch wegen des Erfordernisses einer Sonderfertigung entsprechend teurer. In these sandwich constructions, which, in addition to the actual plates, conceptually also include other three-dimensional bodies, as long as they are suitable for such a sandwich construction, protection along the narrow path is aimed at everyone for a particular application for the base plate There is a critical vulnerability in the pages. If this weak point cannot be remedied with other measures, one is then forced to switch to other, usually more expensive, replacement substances. The constructions in question generally also have a heavier embodiment and are also correspondingly more expensive because of the requirement for special production.

Um den auf nahezu allen Gebieten der Technik ständig 25 gesteigerten Forderungen nach einer Materialbeständigkeit zu genügen, wurden in jüngerer Zeit besonders die Hartschaumstoffe auf der Basis Polyurethan und Polymethacrylimid in einem Ausmass weiterentwickelt, dass daraus gefertigte Platten unmittelbar für den Leichtbau auch dort einge-30 setzt werden können, wo bisher nur solche Sandwich-Kon-struktionen die gewünschten Werkstoffwerte gebracht haben. Solche Schaumstoffe sind jedoch ebenfalls nicht generell einsetzbar, da beispielsweise diejenigen auf der Basis Polymeth-acrylamid eine verhältnismässig starke Wasseraufnahme 35 haben und daher eine Dimensionsstabilität in feuchter Umgebung nicht vorhanden ist. Auch kann die Chemikalienbeständigkeit und beispielsweise auch die Gleitverschleiss-festigkeit dieser Hartschaumstoffe nicht als besonders gut bezeichnet werden. In order to meet the constantly increasing demands for material resistance in almost all areas of technology, the rigid foams based on polyurethane and polymethacrylimide, in particular, have recently been further developed to such an extent that panels made of them are also used there for lightweight construction where previously only such sandwich constructions have brought the desired material values. However, such foams are also not generally usable, since, for example, those based on polymethacrylamide have a relatively high water absorption 35 and therefore dimensional stability is not available in a moist environment. The chemical resistance and, for example, also the sliding wear resistance of these rigid foams cannot be described as particularly good.