DE10019662A1 - Verfahren zum Herstellen einer Platte sowie nach diesem Verfahren hergestellte Platte - Google Patents
Verfahren zum Herstellen einer Platte sowie nach diesem Verfahren hergestellte PlatteInfo
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Abstract
Die erfindungsgemäße Platte geht von einem Plattenkern (10) mit Porenstruktur aus, welcher im Heißkleber-Preßverfahren aus pulverförmigem Polyurethan und/oder zermahlenem Polyurethan-Hartschaum unter Zugabe von Isocyanat, Wasser und gegebenenfalls Zuschlagstoffen unter hohem Druck und erhöhter Temperatur hergestellt ist. Um die Biegefestigkeit eines derartigen Plattenkerns (10) wesentlich zu verbessern und somit einen Einsatz beispielsweise als Schalplatte im Betonbau oder als Unterlagsplatte bei der Herstellung von Betonsteinen zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, daß eine niederviskose Flüssigkeit (30) unter erhöhter Temperatur und mit hohem Druck von beiden Oberflächen des Plattenkerns (10) aus in dessen Porenstruktur eingepreßt wird. Die niederviskose Flüssigkeit (30) besteht im wesentlichen aus den Reaktionskomponenten Isocyanat und Polyol zur Herstellung von Polyurethan. Der hohe Druck bleibt solange aufrechterhalten, bis die beiden Komponenten der Flüssigkeit (30) miteinander reagiert haben.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Platte
aus Kunststoff sowie auf eine nach diesem Verfahren hergestellte Platte.
Eine derartige Platte ist unter der Bezeichnung "SB-PHONOTHERM
200" im Handel erhältlich.
Zur Herstellung der bekannten Platte (SB-PHONOTHERM 200) wird
pulverförmiges Polyurethan aus wiederaufbereitetem, d. h. zermahlenem
Polyurethan-Hartschaum mit Isocyanat als Bindemittel und mit Wasser
vermischt. Der Polyurethan-Anteil beträgt beispielsweise 80 Gewichts-%,
der Isocyanat-Anteil 8 Gewichts-% und der Wasseranteil 2 Gewichts-%.
Die restlichen 10 Gewichtsanteile bilden Zuschlagstoffe aus
wiederverwerteten Materialien, beispielsweise Vlies- oder Stoffabfälle zur
Verbesserung der Biegeelastizität der Platte und/oder grobkörnige
Thermoplast-Kunststoffreste wie Polystyrol aus Kunststoff-Umver
packungen zur Erhöhung der Druckfestigkeit der fertigen Platte.
Die genannten Ausgangsstoffe werden über eine Schnecke gemischt und
als Schüttgut auf ein Förderband aufgegeben, wo eine Verpressung mit
beispielsweise 50 Tonnen/cm2 bei 200 Grad Celsius über eine Dauer von
4-10 Minuten erfolgt. Anschließend werden die verpreßten Rohlinge
unter Druck über einen Zeitraum von 4-10 Minuten abgekühlt. Durch
Zuschneiden der Rohlinge entsteht dann die fertige Platte. Die bekannte
Platte eignet sich hervorragend für einen Einsatz in feuchter und nasser
Umgebung, da sie völlig wasserabweisend ist und im Gegensatz zu
Platten aus Gipskarton oder Holzspanwerkstoffen weder Feuchtigkeit
aufnimmt noch aufquillt. Die bekannte Platte läßt sich ferner
hervorragend in üblicher Weise bearbeiten, also bohren, sägen, fräsen
oder nageln, ohne daß die Gefahr von Materialausbrüchen besteht.
Allerdings ist die Biegefestigkeit der bekannten Platte begrenzt, so daß
ein Einsatz unter hohen Biegebeanspruchungen, wie sie beispielsweise bei
Schalplatten im Betonbau auftreten, nicht möglich ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Kunststoffplatte der
eingangs erwähnten Art die Biegefestigkeit wesentlich zu bessern, um
einen Einsatz beispielsweise als Schalplatte im Betonbau oder als
Unterlagsplatte bei der Herstellung von Betonsteinen zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird verfahrenstechnisch durch die kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Die so hergestellte Platte ist
Gegenstand des nebengeordneten Anspruchs 11.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich für das
erfindungsgemäße Verfahren aus den Unteransprüchen 2 bis 10 und für
die erfindungsgemäße Platte aus den Unteransprüchen 11 bis 17.
Die Erfindung beruht auf der Überlegung, die eingangs erwähnte,
bekannte Platte aus Polyurethan als Ausgangsprodukt ("Plattenkern") zur
Herstellung einer Platte mit verbesserten Biegeeigenschaften zu benutzen.
Hierzu wird eine niederviskose Flüssigkeit, bestehend aus den beiden
Reaktionskomponenten zur Herstellung von Polyurethan, d. h., im
wesentlichen Isocyanat und Polyol, unter erhöhter Temperatur und mit
hohem Druck von beiden Oberflächen des Plattenkerns aus in dessen
Porenstruktur hineingepreßt. Der hohe Druck wird solange aufrecht
erhalten, bis die beiden Komponenten der Flüssigkeit miteinander reagiert
und sich mit dem Polyurethanmaterial des Plattenkerns mechanisch
verbunden haben. Infolge dieser mechanischen Verbindung ergeben sich
wesentlich verbesserte mechanische Eigenschaften der fertigen Platte.
Diese mechanischen Eigenschaften lassen sich noch weiter dadurch
verbessern, daß vor dem Aufbringen der niederviskosen Flüssigkeit auf
die Oberflächen des Plattenkerns Gewebeeinlagen, beispielsweise aus
Glasvlies oder Polyestervlies, aufgebracht werden. Dies anschließend
aufgebrachte niederviskose Flüssigkeit tränkt diese Gewebeeinlagen, so
daß die Gewebeeinlage nach der Aushärtung der Flüssigkeit ein Laminat
bildet, welches insbesondere die Biegeeigenschaften der fertigen Platte
wesentlich verbessert. Damit lassen sich Biege-E-Module im Bereich bis
zu 5000-6000 MPa erzielen, wie praktische Versuche gezeigt haben.
Mit derartigen hervorragenden Biegeeigenschaften läßt sich die
erfindungsgemäße Platte beispielsweise als Schalplatte im Betonbau
einsetzen, wo Betondrücke bis zu 80 kN/m2 bei Platten mit einer Stärke
von üblicherweise 21 mm auftreten können, die im Abstand von 0,3 m
unterstützt sind. Neben der hohen Biegefestigkeit ist die
erfindungsgemäße Platte absolut wasserfest, was für den Einsatz als
Schalplatte unabdingbar ist. Ferner läßt sich die erfindungsgemäße Platte
nageln, ohne daß nach dem Herausziehen von Nägeln die
Wasserfestigkeit leidet. Diese letztgenannte Eigenschaft unterscheidet die
erfindungsgemäße Platte von kunststoffbeschichteten Platten aus
laminierten Holzschichten, bei denen die Feuchtigkeit durch die
Nagellöcher in der äußeren Kunststoffschicht eindringen kann, was
letztlich zum Aufquellen derartiger oberflächenbeschichteter Holzlaminate
führt. Als weiterer Vorteil gegenüber kunststoffbeschichteter Platten aus
laminierten Holzschichten kommt bei der erfindungsgemäßen Platte
hinzu, daß sie eine hohe Abriebfestigkeit aufweist und sich ohne
Trennmittel, z. B. Schalöle, leicht von Beton ablösen läßt. Gegebenfalls
kann die Oberfläche der erfindungsgemäßen Platte nachgeschliffen
werden, ohne daß die Gefahr besteht, eine dünne Kunststoffbeschichtung
auf der Oberfläche zu entfernen und damit die Wasserfestigkeit zu
beeinträchtigen.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in den
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische, perspektivische Darstellung des
Verfahrens nach der Erfindung zum Herstellen einer
Platte aus einem vorgefertigten Plattenkern, und
Fig. 2 eine schematische, perspektivische Ansicht der fertig
hergestellten Platte nach der Erfindung.
Als Ausgangsprodukt für die an Hand von Fig. 1 veranschaulichte
Herstellung einer erfindungsgemäßen Platte 1 ist ein vorgefertigter
Plattenkern 10 aus Polyurethan mit einer Porenstruktur vorgesehen, der
im Heißkleber-Preßverfahren hergestellt ist. Dieses Herstellungsverfahren
ist für die bekannte Platte "SB-PHONOTHERM 200" in der
Beschreibungseinleitung erläutert. Hierauf wird zur
Erfindungsoffenbarung ausdrücklich Bezug genommen. Jede der beiden
Oberflächen des Plattenkerns 10 wird in der an Hand von Fig. 1
veranschaulichten Vorgehensweise behandelt.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, wird auf die zu behandelnde Oberfläche
des Plattenkerns 10 eine Gewebeeinlage 20 aufgebracht, die
beispielsweise aus einem Glas- oder Polyestervlies besteht. Anschließend
wird ein schmaler Schaumstoffstreifen 40 umlaufend am Außenrand der
Gewebeeinlage 20 aufgebracht. Vorzugsweise wird ein selbstklebender
Schaumstoffstreifen 40 verwendet, wie er beispielsweise zur Abdichtung
von Türen oder Fenstern gebräuchlich ist. Auf die allseitig von dem
Schaumstoffstreifen 40 umgebene Fläche wird eine niederviskose
Flüssigkeit 30 aus einem Tank 60 aufgebracht. Die niederviskose
Flüssigkeit 30 besteht aus den reaktiven Komponenten Polyol und
Isocyanat zur Herstellung von Polyurethan, welche getrennt in
Vorratsbehältern 100 und 110 aufbewahrt und über eine Dosier- und
Mischvorrichtung 90 dem Flüssigkeitstank 60 zugeführt werden.
Beispielsweise besteht niederviskose Flüssigkeit 30 aus einem Gemisch
im Verhältnis von 100 Gewichtsteilen der A-Komponente aus dem
Behälter 100 und von 30 Gewichtsteilen der B-Komponente aus dem
Behälter 110, wobei die A-Komponente ein Gemisch aus Polyolen,
Pigmenten, Aktivatoren und oberflächenaktiven Substanzen und die B-
Komponente eine Diphenylmethan-di-isocyanat (MDI) enthaltende
Zubereitung ist.
Der Schaumstoffstreifen 40 gewährleistet, daß die extrem dünnflüssige
(niederviskose) Flüssigkeit 30 nicht von der Oberfläche der
Gewebeeinlage 20 seitlich wegläuft, sondern die Gewebeeinlage 20
durchtränkt und der Flüssigkeitsspiegel bis zum oberen freien Rand des
Schaumstoffstreifens 40 steht.
Nach erfolgtem Aufbringen der niederviskosen Flüssigkeit 30 wird auf
dem Schaumstoffstreifen 40 eine Metallplatte 50 von oben her aufgelegt.
Die Abmessungen der Metallplatte 70 entsprechen den Abmessungen des
Plattenkerns 10. Nach dem Auflegen der Metallplatte 70 ist die
Flüssigkeit 30 allseitig eingeschlossen. In dieser Position werden die Teile
10, 20, 30, 40 und 70 mit hohem Druck 70 und Wärme 80 beaufschlagt,
wobei der Druck 70 senkrecht zur Metallplatte 50 angelegt wird, wie dies
in Fig. 1 durch den dicken Pfeil angedeutet ist. Durch das Anlegen von
Wärme 80 wird die niederviskose Flüssigkeit 30 auf eine erhöhte
Temperatur oberhalb von 80°C, vorzugsweise 90°C erwärmt. Der
angelegte Preßdruck liegt oberhalb von 80 bar und beträgt vorzugsweise
100 bar.
Infolge der Beaufschlagung mit hohem Druck 70 und Wärme 80 wird die
niederviskose Flüssigkeit 30 von der behandelten Oberfläche des
Plattenkerns 10 her in dessen poröse Struktur vollständig hineingepreßt
und füllt dort die vorhandenen Poren aus. Der Schaumstoffstreifen 40
bietet dabei den Vorteil, daß er sich zusammendrücken läßt, so daß die
Metallplatte 50 beim Anlegen des Drucks 70 praktisch vollständig mit der
Gewebeeinlage 20 in Berührung kommt und damit die gesamte
Flüssigkeit 30 in den Plattenkern 10 hineingepreßt wird.
Der Druck 70 und die Wärme 80 bleiben solange angelegt, bis die beiden
reaktiven Komponenten A und B der Flüssigkeit 30 vollständig
miteinander reagiert haben und die Flüssigkeit 30 ausgehärtet ist. Dieser
Aushärtvorgang kann je nach Zusammensetzung der Flüssigkeit 30 etwa 5
bis 10 Minuten dauern. Anschließend wird die Metallplatte 50 entfernt.
Dann wird in gleicher Weise die andere Oberfläche des Plattenkerns 10
behandelt. Der von dem oberen und unteren Schaumstoffstreifen 40
bedeckte Randbereich der Platte 1 wird abgeschnitten, worauf die Platte 1
fertig ist. Dieser Fertigzustand ist in Fig. 2 dargestellt. Die Oberflächen
der fertigen Platte 1 werden von den Gewebeeinlagen 20 gebildet, welche
mit der ausgehärteten Flüssigkeit 30 getränkt sind und daher Laminate
bilden, welche die Biegefestigkeit der fertigen Platte 1 im Vergleich zum
Plattenkern 10 erheblich vergrößern. Bei Herstellung der fertigen Platte 1
ohne die Gewebeeinlagen 20 (was optional ohne weiteres möglich ist und
im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegt) ergibt sich ebenfalls eine
wesentliche Vergrößerung der die Biegefestigkeit der fertigen Platte 1 im
Vergleich zum Plattenkern 10, da sich die in die Porenstruktur des
Plattenkerns 10 eingepreßte Flüssigkeit 30 mechanisch mit dem
Plattenkern 10 verbindet. Für diese mechanische Verbindung ist es
natürlich günstig, daß die ausgehärtete Flüssigkeit 30 aus Polyurethan und
damit aus demselben Material besteht wie der Plattenkern 10. Neben der
Erhöhung der Biegefestigkeit hat sich auch die Dichte der fertigen Platte 1
gegenüber der Dichte des Plattenkerns 1 infolge der eingepreßten
Flüssigkeit 30 erhöht. Die günstigen Eigenschaften des Plattenkerns 10,
wie etwa hohe Wärme- und Schalldämmung, hohe Schlagfestigkeit und
Wasserunempfindlichkeit sind bei der fertigen Platte 1 in verstärktem
Maße vorhanden. Ferner kann die fertige Platte 1 ohne Gefahr von
Kantenausbrüchen gesägt, gebohrt, gefräst oder geschliffen werden. Die
Oberflächen der fertigen Platte 1 sind jedoch so glatt, daß eine
Nachbearbeitung durch Schleifen in der Regel nicht erforderlich ist.
Aufgrund dieser Eigenschaften eignet sich die fertige Platte 1 generell für
Balkon- und Terassenbeläge, Fensterbänke,
Fassadenverkleidungen, Gartenzäune, Fahrzeugaufbauten, Küchenmöbel,
Türen und Tore, also generell für alle Anwendungen von Holz- und
Holzspanwerkstoffen, ohne aber deren Nachteile aufzuweisen. Eine
spezielle Anwendung der fertigen Platte 1 mit Gewebeeinlagen 20 für
Schalplatten zum Betonbau, da sich die Platte 1 bei einer Stärke von 21 mm
mit einer Biegefestigkeit im Bereich zwischen 5000-6000 MPa
herstellen läßt. Mit dieser Biegefestigkeit hält die fertige Platte 1
Betondrücken bis zu 80 kN/m2 stand, wenn sie, wie dies bei Schalplatten
üblich ist, im Abstand von 0,3 m unterstützt wird. Eine weitere spezielle
Anwendung erfährt die fertige Platte 1 mit Gewebeeinlagen 20 als
Unterlagsplatte bei der Herstellung von Betonsteinen, wo die Platte 1
neben der Beaufschlagung mit hohen Rüttel-, Durchbiege- und
Abriebkräften ständigen Feuchtigkeitsänderungen ausgesetzt ist.
Claims (17)
1. Verfahren zum Herstellen einer Platte aus einem Plattenkern (10)
mit Porenstruktur, welcher im Heißkleber-Preßverfahren aus
pulverförmigem Polyurethan und/oder zermahlenem Polyurethan-
Hartschaum unter Zugabe von Isocyanat, Wasser und
gegebenenfalls Zuschlagstoffen unter hohem Druck und erhöhter
Temperatur hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine
niederviskose Flüssigkeit (30), bestehend im wesentlichen aus den
Reaktionskomponenten Isocyanat und Polyol zur Herstellung von
Polyurethan, unter erhöhter Temperatur und mit hohem Druck von
beiden Oberflächen des Plattenkerns (10) aus in dessen
Porenstruktur eingepreßt wird und daß der hohe Druck solange
aufrecht erhalten wird, bis die beiden Komponenten der Flüssigkeit
(30) miteinander reagiert haben.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
niederviskose Flüssigkeit (30) Aktivatoren und gegebenenfalls
oberflächenaktive Substanzen enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die niederviskose Flüssigkeit (30) zusätzlich Pigmente enthält.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die niederviskose Flüssigkeit (30) bei einer
erhöhten Temperatur oberhalb von 80°C, vorzugsweise 90°C,
und einem Preßdruck oberhalb von 80 bar, vorzugsweise 100 bar,
verarbeitet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die niederviskose Flüssigkeit (30) aus einem
Gemisch im Verhältnis von 100 Gewichtsteilen einer A-
Komponente und von 30 Gewichtsteilen einer B-Komponente
besteht, wobei die A-Komponente ein Gemisch aus Polyolen,
Pigmenten, Aktivatoren und oberflächenaktiven Substanzen und die
B-Komponente eine Diphenylmethan-di-isocyanat (MDI)
enthaltende Zubereitung ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die beiden Oberflächen zeitlich hintereinander
mit der niederviskosen Flüssigkeit (30) behandelt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß vor dem Aufbringen der niederviskosen
Flüssigkeit (30) auf die zu behandelnde Oberfläche des Plattenkerns
(10) eine Gewebeeinlage (20) aufgebracht wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als
Gewebeeinlage (20) ein Vlies vorgesehen ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Vlies
ein Glas- oder Polyestervlies vorgesehen ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß vor dem Aufbringen der niederviskosen
Flüssigkeit (30) am Rand der zu behandelnden Oberfläche des
Plattenkerns (10) allseitig ein schmaler Schaumstoffstreifen (40)
befestigt, z. B. aufgeklebt wird, welcher die Flüssigkeit (30)
umschließt, und daß nach dem Aufbringen der niederviskosen
Flüssigkeit (30) eine Metallplatte (50) auf den Schaumstoffstreifen
(40) aufgelegt wird, daß der Plattenkern (10) mit der Metallplatte
(50) und der von dem Schaumstoffstreifen (40) umschlossenen
Flüssigkeit (30) der erhöhten Temperatur und dem hohen Druck
ausgesetzt wird, und daß nach dem Aushärten der Flüssigkeit (30)
die Metallplatte (50) entfernt und der mit dem Schaumstoffstreifen
(40) bedeckte Randabschnitt des Plattenkerns (10) abgeschnitten
wird.
11. Platte, bestehend aus einem Plattenkern (10) mit Porenstruktur,
welcher im Heißkleber-Preßverfahren aus pulverförmigem
Polyurethan und/oder zermahlenem Polyurethan-Hartschaum unter
Zugabe von Isocyanat, Wasser und gegebenenfalls Zuschlagstoffen
unter hohem Druck und erhöhter Temperatur hergestellt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß in die Porenstruktur des Plattenkerns
(10) eine niederviskose Flüssigkeit (30), bestehend im wesentlichen
aus den Reaktionskomponenten Isocyanat und Polyol zur
Herstellung von Polyurethan, unter erhöhter Temperatur und mit
hohem Druck hineingepreßt und ausgehärtet ist.
12. Platte nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
niederviskose Flüssigkeit (30) Aktivatoren und gegebenenfalls
oberflächenaktive Substanzen enthält.
13. Platte nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die niederviskose Flüssigkeit (30) zusätzlich Pigmente enthält.
14. Platte nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die niederviskose Flüssigkeit (30) aus einem
Gemisch im Verhältnis von 100 Gewichtsteilen einer A-
Komponente und von 30 Gewichtsteilen einer B-Komponente
besteht, wobei die A-Komponente ein Gemisch aus Polyolen,
Pigmenten, Aktivatoren und oberflächenaktiven Substanzen und die
B-Komponente eine Diphenylmethan-di-isocyanat (MDI)
enthaltende Zubereitung ist.
15. Platte nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß auf wenigstens einer Oberfläche des
Plattenkerns (10) eine mit der ausgehärteten Flüssigkeit (30)
getränkte Gewebeeinlage (20) aufgebracht ist.
16. Platte nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß als
Gewebeeinlage (20) ein Vlies vorgesehen ist.
17. Platte nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Vlies
ein Glas- oder Polyestervlies vorgesehen ist.
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