DE2132284A1 - Verfahren zum Herstellen von faserverstaerkten Hartschaumkoerpern und nach dem Verfahren hergestellter Schaumstoffkoerper - Google Patents

Description

DIpI-I... H. MITSCHERUCH 1ί££ϊϊ" Dipl.-Ing. K. GÜNSCHMANN Telefon: 10811} «2»i684

Dr. rer. nah W. KDRBER 29« Juni 1971

PATENTANWÄLTE Br.Kö/kq

COHTHAYBS AG

0H-8o52 Zürich / Schweiz
Schaffhauser Strasse 58o

Patentanmeldung

Verfahren zum Herstellen von-faserverstärkten Hartschaumkörpern und nach dem Verfahren hergestellter Schaumstoffkörper_c

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von faserverstärkten, spanabhebend bearbeitbaren und zerschneidbaren Hartschaumkörpern durch Eingiessen einer vorbestimmten Gewichtsmenge einer flüssigen, zum späteren Schäumen und Verfestigen im Schäumzustand vorbereiteten Bindeharzgemisches in einen quaderfüiemigen, luftdurchlässigen Formhohlraum und Aufschäumen- und Verfestigenlassen des Forminhaltes auf ein vorbestimmtes Endvolumen, sowie einen na ch dem Verfahren hergestellten Schaumstoffkörper·

Es bestehen schon bekannte Vorschläge zur Herstellung von spezifisch.leichten Schaumstoffgebilden, beispielsweise auch auf Polyurethanharz-Basis, in deren Zellwänden zur Verbesserung der spezifischen Pestigkeitseigenschaften der Gesamtstruktur Fasermaterial, vorzugsweise Glasfasern, eingebettet

sind. 10988.2/1298

Nach einem der vorbekannten Verfahrensprinzipien wird, beispielsweise zur Herstellung von Koffentdeckeln oder anderen Fertigbauteilen, in einem Arbeitsgang ein luftdurchlässiger Formhohlraum mit einer lockeren Glasfasermasse ausgefüllt, und es wird ins Innere dieser Glasfasermasse eine zum Schäumen vorbereitete Harzflüssigkeit unter hohem Druck aus einer oder mehreren Düsen eingespritzt, damit die Glasfasern von innen her mit Harzflüssigkeit durchtränkt werden. Dieses bekannte Verfahrensprinzip bewirkt aber ein Mitreissen bzw. eine Verdrängung der Fasermasse von den Einspritzstellen aus gegen die Formwände, so dass die Faserdichte in den Aussenwänden des Fertigproduktes gross und im Körperinnern klein wird. Sofern dabei durch subtile Feinregelung der Einspritzmenge und der Einspritzgeschwindigkeit die Gefahr vermieden werden kann, dass in einzelnen Bezirken die Faserdichte zu gross wird, als dass dort die Fasern noch vollständig von Schaumstoff durchtränkt und miteinander verklebt werden könnten, entsteht für einen Fertigbaukörper eine an sich günstige Festigkeitsverteilung. Die Aussenschichten werden dichter und entsprechend widerstandsfähiger als die Innenteile. Es hat sich aber gezeigt, dass auf diese Weise immer wieder an gewissen Stellen die Glasfasern ungenügend in Schaumstoff eingebettet sind. Auf keinen Fall lässt sich nach diesem,Prinzip ein homogener, glasfaserverstärkter

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Schaumstoffkörper mit überall gleich guten Festigkeitseigenschaften und überall gleichem spezifischem Gewicht herstellen, damit man daraus zum Herstellen von Verbundbaukörpern Stützkörper wählbarer Grosse und Form und vorbestimmter Festigkeit ausschneiden könnte, wie z.B. aus Holzblöcken oder Brettern.

Nach einem anderen, vorbekannten Verfahrensprinzip werden relativ dünne, flächenhafte Gebilde aus vermaschten oder miteinander verklebten Glasfasern von beiden Seiten her mit zum Schäumen vorbereiteter Polyurethanharzflüssigkeit imprägniert und denn zwischen parallelen Förderbändern durchbewegt. Damit soll erreicht werden, dass beim nachfolgenden Schäumen das Harzgemisch das flächenhafte Fasergebilde von beiden Aussenseiten her durch-dringt, so dass nach der Verfestigung eine glasfaserverstärkte Schaumstruktur entsteht. Die Luft kann dabei aber aus dem Innern der Fasergebilde nur dann verdrängt und durch Schaum ersetzt werden, wenn das ganze Gebilde relativ dünn bleibt und ein offenzelliger Schaum verwendet wird. Selbst durch späteres Verkleben der schaumimprägnierten Glasfaserschichten entstehen keine günstigen Schaumstrukturen, weil sie wegen ihrer Offenzelligkeit zur Feuchtigkeitsaufnahme neigen, wodurch das gewünschte spezifische

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Gewicht grosser und damit die Wärmeisolierfähigkeit geringer wird.

Nach einem weiteren vorbekannten Verfahrensprinzip werden zwar homogene kleinzellige, glasfaserverstärkte Leichtbaustrukturen in relativ dicken Platten dadurch erzielt, dass mit einer flüssigen nicht schäumbaren Epoxydharz-Glasfasermischung sogenannte Microballoons, d.h. eine voluminöse lockere Masse von dünnwandigen, Phenolharz- oder Glas-Hohlkügelchen mit Aussendurchmessern von weniger als 0,5 mm, vermischt werden, bis eine plastisch verformbare Kunstmasse entsteht, mit welcher ein Formhohlraum gefüllt werden kann und die in der Form ausgehärtet wird. Das Fertigprodukt kann aber dabei nur mit grossen Schwierigkeiten so leicht gemacht werden, dass sein spezifisches Raumgewicht demjenigen von Holz ähnlich ist. Mindestens im Vergleich zur Vorzugsrichtung von Naturholz sind die auf diese Weise erzielbaren Festigkeitseigenschaften des Endproduktes meistens ungenügend. Nach diesem Prinzip kann nämlich dem Epoxydharz nur ein relativ geringer Gewichtsanteil von Glasfasern zugemischt werden, wenn nachher noch die Hohlkügelchen zugemischt werden sollen.

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Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist darin zu erblicken, in wenig arbeitsaufwendiger Weise spanabhebend bearbeitbare und zuerschneidbare Planken oder Blöcke mit kleinem spezifischen Gewicht und grosser Zugfestigkeit als geschlossenzelliges und damit keine Feuchtigkeit aufnehmendes Kunststoffmaterial industriell herzustellen. Dabei soll das Kunststoffmaterial eine kleinzellige Hartschaumstoffstruktur darstellen und einen möglichst hohen Anteil an verstärkenden Glasfasern in gleichmässiger Verteilung und je einzeln vollständig im Kunststoff eingeklebt enthalten, um relativ hohe Festigkeitswerte des Endproduktes zu erzielen. Bestenfalls ist dabei ein Glasgehalt von 50 Gewichtsprozent

des Endproduktes erreichbar.

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Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens, nach welchem unter Beibehaltung des relativ hohen Glasgehaltes das spezifische Gewicht des Endproduktes auf einfache Weise innert weiter Grenzen ziemlich genau vorbestimmbar ist, sodass z.B. beliebige Litergewichte im Bereich von 100 - 500 g je nach den Anforderungen der Abnehmer erzielt werden können.

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Die Erfindung geht dabei aus von einem vorbekannten, industriell bewährten Verfahren zum Herstellen von spanabhebend bearbeitbaren und zerschneidbaren Hartschaumkörpern durch Eingiessen einer vorbestimmten Gewichtsraenge einer flüssigen zum späteren Schäumen und Verfestigen im Schaumzustand vorbereiteten Bindeharzgemisches in einen quaderförmigen luftdurchlässigen Formhohlraum und Aufschäumen- und Verfestigen- lassen des Forminhaltes auf ein vorbestimmtes Endvolumen. Nach diesem wohlbekannten Verfahren entstehen zwar homogene und auf ein gewünschtes Raumgewicht in einem Bereich von etwa 50 - 300 kg/m ziemlich genau voreinstellbare Schaurakörper. Die Zugfestigkeit von solchen Schaumstrukturen ist aber nur klein.

z.B. (-^ bei Raumgewicht 60 kg/m³ : 3-10 kg/cm² ^T bei Raumgewicht 300kg/m³ : 15-50 kg/cm²

Auch die Biegesteifigkeit solcher unverstärkter Hartschaumstrukturen bzw. das Elastizitätsmodul E ist für viele Anwendungen zu gering z.B.

3 2

E bei Raumgewicht 60 kg/m : 15 kg/mm

E bei Raumgewicht 300kg/m³ : 75 kg/mm²

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Ausserdem werden z.B. Hartschaumstrukturen aus Polyurethanharz bei Temperaturen von 60 - 80° C weich, und der dabei steigende innere Druck der in den geschlossenen Zellen enthaltenen Triebmittel bläht solche Schaumstrukturen von innen her auf, so dass sie, z.B. bei Sonneneinstrahlung, ihre Form verlieren. Zur Erzeugung von Hartschaumkörpern mit durch Fasereinlagen im Harz wesentlich verbesserten Festigkeitseigenschaften und vor allem auch verbesserter Formbeständigkeit bei höheren Temperaturen des Endproduktes ist das erfindungsgemässe Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Eingiessen der schäumbaren Bindeharzflüssig-

keit in den luftdurchlässigen Formhohlraum eine vorbe-

stimmte Gewichtsmenge lufthaltiger Fasermasse in gleichmassiger Verteilung über der ganzen Bödenfläche eingefüllt wird und dass vor dem Einsetzen der Schaumbildung mit Hilfe eines von der offenen Formoberseite in dem Formhohlraum passenden und eintreibbaren, luftdurchlässigen Pressstempels der Forminhalt zur Luftverdrängung auf sein Minimalvolumen zusammengepresst wird, dass nachher beim Einsetzen und während der Schäumung

des Bindemittels unter dem Schaumdruck der Press-

Stempel zur Vergrösserung der Formhohlraumes auf ein vorbestimmtes Endvolumen allmählich zurückverstellt

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wird und dass nach Erreichung dieses vorbestimmten Endvolumens der Forminhalt bis zur Verfestigung in der Form belassen wird.

Dadurch, dass die Fasermasse mit dem Press-Stempel von oben her in die flüssige Bindemittelmässe, in der die Schaumbildung noch nicht eingesetzt haben soll, hineingepresst und dabei komprimiert wird, dringt die Flüssigkeit unter völliger Verdrängung der vorher in der Fasermasse enthaltenen Luft durch den Press-Stempel zwangsweise in die Zwischenräume zwischen den Fasern ein und umhüllt jede Faser vollständig, wobei die räumlich überall' gleiche Verteilungsdichte der Fasern gewährleistet bleibt.

Beim Einsetzen und während der Schaumentwicklung wird der Press-Stempel allmählich bis auf ein zur Erreichung eines gewünschten Raumgewichtes des Endproduktes vorbestimmtes" Endvolumen allmählich zurückverstellt. Dabei ist darauf zu achten, dass der Forminhalt stets unter einem gewissen Ueberdruck gehalten wird.

Sofern beim Endprodukt die Zugfestigkeit und die das Elastizitätsmodul etwas geringer sein dürfen, eventuell eine gewisse elastische Nachgiebigkeit sogar erwünscht

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ist und nur die Formstabilität des Endproduktes auch bis Temperaturen über dem Erweichungspunkt des Bindemittels noch gewährleistet sein muss, so können auch Textilfasern an Stelle von Glasfasern gute Dienste leisten.

Als schäumbare und im Schaumzustand verfestigbare, Bindemittelflüssigkeit werden vorzugsweise an sich wohl bekannte Urethan-Bindeharze mit Polyäther- oder Polyesterharzen und einem Präpolymer mit Isocyanat zur-Sicherung einer geschlossenzelligen Schaumbildung verwendet.

Dem Verbraucher ist die chemische Zusammensetzung der von den Herstellern der Komponenten bzw. der beiden vom Verbraucher zu mischenden beiden Flüssigkeiten praktisch nie bekannt sondern nur je eine Chiffre Bezeichnung. Hingegen erfüllen die urethanlieferanten praktisch alle vom Verbraucher gestellten Anforderungen an besondere Eigenschaften. Für die vorliegende Erfindung ist vor allem eine relativ lange Dauer des flüssigen schaumfreien Zustandes der Mischung vom Zusammenschütten der beiden Hauptkomponenten bis zum Einsetzen der Schäumung erwünscht, weil während dieser Zeit die lockere Fasermasse in den Formhohlraum eingefüllt und die Komprimierung des Forminhaltes auf sein Minimal-

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volumen erfolgen muss. Nachher soll aber die Schäumung und Schaumverfestigung relativ rasch erfolgen. Bisher sind Standzeiten von etwa 40 - 80 Sekunden etwa maximal, was ausreicht, einen Formhohlraum zur Erzeugung einer Enddicke der Faser-Schaumstrukturplatten von etwa 10 cm zu füllen und zu pressen.

Zur raschen Einfüllung der benötigten lufthaltigen Faserstoffmenge in den Formhohlraum nach erfolgter Einschüttung der Bindeharzflüssigkeit wird mit Vorteil ein einstückiger Faserquader verwendet, passend in den Formhohlraum und bestehend aus relativ langen, unge-

I.

richteten Fasern, die an ihren Kreuzungsstellen mit einem im flüssigen Harzgemisch löslichen Schlichtmittel verklebt sind.

Es können auch mehrere zu einem solchen Quader aufeinander geschichtete rechteckige Matten aus gegenseitig örtlich verklebten Fasern verwendet werden. Die Löslichkeit des Bindemittels, durch welche die langen Fasern an ihren Kreuzungsstellen gegenseitig verklebt sind,

i
in der Harzflüssigkeit ist wichtig, weil sonst die

Fasermasse nicht genügend eng komprimierbar ist.

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Unter Verwendung von leistungsfähigen Einstreuvorrichtungen können aber auch relativ kurze Fasern in lockerer Form rasch genug in den Formhohlraum eingeschüttet werden. Nach dem erfindungsgemässen Verfahren können also faserverstärkte geschlossenzellige Urethan-Hartschaumstrukturen mit hohem Faseranteil (bis 50 Gewichtprozent) und guter Homogenität in Dicken bis zu etwa 10 cm hergestellt werden, deren Raumgewicht im Bereich von etwa 100 - 300 kg/m^ genau voreinstellbar ist. Solche Strukturen sind spanabhebend bearbeitbar und zerschneidbar und können daher als Halbfabrikat, bzw. wie Rohmaterial z.B. Naturholz zur Herstellung von Stützkernen für Verbundbaukörper an Stelle von unverstärkten Schaumstrukturen, Naturholz, oder Honigwaben verwendet werden.

Weil nur relativ billige Materialien verwendet werden und die erfindungsgemässe Herstellung wenig Arbeitszeit erfordert, ergeben sich günstige Gestehungspreise, die zwar vorläufig noch höher sind als für Naturholz, aber z.B. im Vergleich zu Wabenstrukturen klein sind.

Bei Verwendung bekannter Urethan-Hartschaum-Harzgemische ,haben sich z.B. glasfaserverstärkte Hartschaum-

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strukturen mit folgenden Eigenschaften ergeben:

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Glasanteil 50% des Totalgewichtes

Glasanteil 0%

a) Raumgewicht 100 kg/m³ 100 kg/m³ Zugfestigkeit (J* 50-100 kg/cm² 15 kg/cm² Elastizitätsmodul E 100 kg/cm² 15 kg/cm²

b) Raumgewicht 300 kg/m³ Zugfestigkeit' (T 250 kg/cm² Elastizitätsmodul E ·* 750 kg/cm²

300 kg/m³ 50 kg/cm"

E * 75 kg/cm*

Die faserverstärkten Urethanhartschaumstrukturen, welche nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt' werden, lassen sich ebenso gut wie unverstärkte Hartschaumstruktüren mit anderen Materialien verkleben. Sie nehmen praktisch auch kein Wasser auf. Sofern als Glasfasergebilde mehrere Schichten von Fasermatten übereinander geschichtet werden, ergeben sich geschichtete Endprodukte, bei denen glasfaserverstärkte Schaumstoffschichten durch glasfaserfreie Schaumstoffschichten verklebt sind. Quer zur Schichtrichtung ist dabei die Zugfestigkeit schlecht, in Schichtrichtung aber gut.

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Verfahrens und Feinstrukturen in verschiedenen Fertigungsstufen

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sind in der Zeichnung schematisiert dargestellt.

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Es zeigen:

Fig. 1 Die erste Fertigungsstufe, nämlich das Einbringen eines quaderförmigen, lufthaltigen Fasergebildes la in einen Formhohlraum Fl, in welchen bereits die noch schaumfreie Harzflüssigkeit 2 geschüttet worden ist.

Fig. 2 Ein Feinstrukturbild des Fasergebildes la gemäss Fig. 1.

Fig. 3 Die Zusammenpressung des Forminhaltes auf sein Minimalvolumen mit dem luftdurchlässigen Press-· Stempel F2.

Fig. 4 Die Feinstruktur des gepressten Forminhaltes Ib von Fig. 3.

Fig. 5 Die Endstufe des Forminhaltes Ic nach erfolgter Zurückbewegung des Press-Stempels und fertiger Verschäumung der Harzflüssigkeit.

Fig. 6 Die Feinstruktur des Endproduktes Ic nach Fig. 5.

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Fig. 7 Eine der Fig. 1 entsprechende Zeichnung beim Einbringen von mehreren Fasermatten la¹ in den Formhohlraum.

Fig. 8 Eine der Fig. 3 entsprechende Fertigungsstufe mit maximal verdichtetem Forminhalt.

Fig. 9 Eine der Fig. 5 entsprechende Darstellung eines geschichteten Endproduktes.

Fig. 10 Eine der Fig. 1 entsprechende Zeichnung bei der Verwendung von kurzen losen Glasfasern la" vor dem Zusammenpressen der Glasfasern.

In den Zeichnungen ist mit Fl ein Teil einer Pressform mit quaderförmigen Formhohlraum und mit F2 ein von der oberen, offenen Seite her in den Formhohlraum hineintreibbaren, luftdurchlässxgen Press-Stempels bezeichnet.

Gemäss Fig. 1 ist in den Formhohlraum Fl eine vorbestimmte Gewichtsmenge eines flüssigen Urethan-Schaumharzgemisches 2 eingeschüttet worden, derart, dass in dieser Harzflüssigkeit die Schäumung noch nicht eingesetzt hat.

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Sofern eine glasfaserverstärkte Urethan-Hartschaumplatte .mit einem Endvolumen von 10 dm^ bei einer Grundfläche des Formhohlraumes von 100 cm χ 20 cm, entsprechend 2000 cm , und einer Endhöhe von 5 cm hergestellt werden soll, und bei einem Glasfaseranteil von ^, 30% des Totalgewichtes ein Raumgewicht des Endproduktes von 200 g/dm·* erzeugt werden soll, werden dazu 1500 g Harzgemisch und 500 g Glasfasern verwendet. Die ungeschäumte Harzflüssigkeit wird bei einem spez» Gewicht von 1000 g/dm·* ein Volumen von 1000 cm^ einnehmen und die Formgrundfläche in einer Höhe von etwa 7-8 mm überdecken.

Zur Herstellung des Endproduktes wurde beispielsweise folgende flüssige Komponenten, die von der Firma Reichhold Chemie AG, Hausen bei Brugg (Schweiz) unter den Bezeichnungen Polylite 8666 bzw. Polylite 8667 bzw. Polylite 8667k gekauft wurden, zusammen gemischt:

a) 802 g "Polylite 8667"

b) 8g "Polylite 8667k"

c) 690 g "Polylite 8666"

Die Standzeit dieser Mischung im flüssigen, noch nicht schäumenden Zustand beträgt bei einer Temperatur von

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20° C etwa 60 sek. Nachher setzt die Schaumbildung ein, die etwa nach weiteren 5 Min beendet ist und in einen festen Zustand übergeht. Sofern die Gewichtsmenge von 1500 g Harzgemisch allein auf ein Endvolumen 7,5 dm mit einem Raumgewicht von 200 g/dm^ geschäumt würde, ergäbe sich nach totaler Aushärtung eine Polyurethan-Hartschaumstruktur mit einer Zugfestigkeit 6** von <X 30 kg/cm².

Nun wird aber gemäss der Erfindung und der Fig. 1 in den Formhohlraum Fl ein aus relativ langen (Faserlänge 5-30 cm Faserdicke 10^), ungerichteten Fasern bestehendes, in den Formhohlraum passendes, also eine Grundfläche 100 cm χ 20 cm aufweisende lufthaltiges Glasfasergebilde mit einem Gesamtgewicht von 500 g, sofort nach erfolgtem Einschütten der Harzflüssigkeit eingebracht. Die Glasfasern 10 sind an ihren Kreuzungsstellen mit einen in der Harzflüssigkeit löslichen Schlichtmittel 11 verklebt. Ein Glasfaserquader dieser Art hat bei der vorausgesetzten Grundfläche eine Höhe ha von etwa 3 cm.

Sofort nach Einbringung dieses lufthaltigen Glasfasergebildes la in den Formhohlraum, wird gemäss Fig. 3 durch Eintreiben des luftdurchlässigen Press-Stempels F2

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von der oberen, offenen Pormseite her der ganze Forminhalt Ib auf eine Höhe h^ von etwa 8-10 mm zusammengepresst, wobei sich eine Struktur gemäss Fig. 4 mit eng zusammengepressten Glasfasern 10b, ergibt. Die Luft ist dabei schon beim Zusammenpressen durch die von unten her eindringende noch ungeschäumte Harzflüssigkeit aus dem Glasfasergebilde Ib verdrängt worden, und die Harzflüssigkeit füllt nun alle verbleibenden Zwischenräume zwischen den Glasfasern gleichmassig aus, so dass also alle Glasfasern einzeln in Harzflüssigkeit eingebettet.sind. Ein kleiner Teil des Harzgemisches und der beim Schäumen entstehenden Gase treten aus der Form aus.

Sobald dann die Schäumung der Harzflüssigkeit einsetzt, wird der Press-Stempel F2 während der Schaumentwicklung im Masse desselben allmählich nach oben zurückverstellt, bis eine gemäss Fig. 5 eine Endhöhe hc £ 50 mm des Forminhaltes 1_£ d.h. das vorbestimmte Endvolumen von

6'

10 dm"* erreicht worden ist. Nach etwa 6 Min, gerechnet von der Mischung der Harzkomponenten an beginnt die Verfestigung des Forminhaltes l_c, die nach weiteren 18 Min. so weit fortgeschritten ist, dass der glasfaserverstärkte Schaumstoffkörper aus der Form heraushebbar ist. Nach einer Nachhärtung die 1 Tag betragen

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soll, ist das erhaltene Endprodukt weiter verarbeitbar. Seine Glasfasern 10 sind dann gemäss Fig. 6 vollständig in einer geschlossenzelligen Harturethan-Schaumstoffstruktur 20 eingebettet und eingeklebt.

Eine solche glasfaserverstärkte Urethan-Hartschaumstruktur hat dann folgende Eigenschaften:

Glasgehalt 26% des Gesamtgewichtes

Raumgewicht De 200 g/dm 3

Zugfestigkeit (^ "^ 65 kg/cm²

Elastizitätsmodul E 2 300 kg/cm²

Waseraüfnahme 1 Gew %

c
Formbeständigkeit bis etwa 150° C.

Das Endprodukt ist ähnlich wie Pappel- oder Tannenholz spanabhebend bearbeitbar und zerschneidbar.

Gemäss Fig. 7,8,9, werden an Stelle eines einstufigen Glasfasergebildes la eine Mehrzahl von Matten la¹ gleicher Struktur, aber je kleinerer Dicke (Da' 1 mm) verwendet, die zusammen ebenfalls einen Quaderblock von 3 cm Dicke und dasselbe Glasgewicht von 500 g ergeben. Auch die Gewichtsmenge der Harzflüssigkeit und deren 2usammens,etzung kann gleich sein.

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Die Zusammenpressung des Forminhaltes gemäss Fig. 8 führt zur selben Minimaldicke hfc ¹X, 9 mm. Hingegen ist vorgesehen, während der Schäumung des Harzes den Forminhalt auf eine Endhöhe h_c' von 10 cm steigen zu lassen, so dass statt nur 10 dm³ Endprodukt 20 dm³ entstehen, deren Raumgewicht also durchschnittlich 100 g/dm³ beträgt.

Dabei entsteht ein geschichtetes Endprodukt mit glasfaserverstärkten Urethan-Hartschaumschichten Ic, die miteinander durch glasfaserfreie Harturethanschaumstoffschichten 2¹ verklebt sind. Eine solche geschichtete Glasfaserschaumstruktur hat zwar bei Zugbeanspruchung quer zur Schichtrichtung keine höhere Zugfestigkeit als unverstärkten Schaum. Hingegen sind die Zugfestigkeiten dieses Schichtmaterials bei Zugbeanspruchungen parallel zu den Schichtebenen wesentlich höher, z.B. nach dem genannten Beispiel ^ 50 kg/cm^.

Gemäss Fig. 10 wird in den Formhohlraum nach erfolgter Einschüttung der vorbestimmten Gewichtsmenge von Harzflüssigkeit eine etwa gleichgrosse Gewichtsmenge von lockeren Glasfasern la" (Faserlänge 3mm, Faserdicke £ 10M,) eingeschüttet und mit dem Press-Stempel zuerst auf die Minimalhöhe h^ gepresst und auf eine Endhöhe h_c

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zurückverstellt. Auch auf diese Weise entstehen homogene Strukturen nach Fi.g 6 mit ausgezeichneten Festigkeitseigenschaften.

Durch Wahl der Gewichtsmengen von Harz und Glasfasern bzw. Vorbestimmung des Endvolumens bzw. der Endhöhe des Forminhaltes hat man es in der Hand, stets bei wählbar hohem Faseranteil von 25-50% das.Raumgewicht des Endproduktes auf vorbestimmte Werte im Bereich von etwa 100 g/dm bis 500 g/dm^ zum voraus einzustellen. Die Harzzusammensetzung und das Fasermaterial können innert gewisser Grenzen variert werden.

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Claims (1)

1. PATEJTiCAiISPEUCHB:

   j 1 ο jVerfaliren zum Herstellen von faserverstärkten spanabhebend bearbeitbaren und zerschneidbaren Hartschaumlcörpern durch Eingiessen einer vorbestimmten G-ewichtsmenge einer flüssigen, zum späteren Schäumen und iTerfestigen im Schäumzustand vorbereiteten Bindeharzgemisches in einen quaderförmigen, luftdurchlässigen Formhohlraum und Aufschäumen- und Verfestigenlaasen des Forminhaltes auf ein vorbestimmtes Bndvolumen dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Eingiessen der schäumbaren Bindeharzflüssigkeit (2) in den !Formhohlraum (I¹I) eine vorbestißLTite Gewichtsmenge lufthaltiger Pasermasse (1) in gleich.-Liüsaiger Verteilung über der ganzen Bodenfläche eingefüllt wird und dass vor dem Einsetzen der Schaumbildung mit Hilfe eines von der offenen Formoberseite in den iormhohlraum passenden und eintreibbaren, luftdurchlässigen Press-Stempels (F2) der Forminhalt zur Luftverdrängung auf sein Minimalvolumen zusammengepresst wird, dass nachher beim Einsetzen und während der Schäumung des Bindemittels (2) der Press-Stemper (Ρ2) zur Vergrößerung des lOrmhohlraumes (I¹I) auf ein vorbestimmtes Endvolumen allmählich aurtickveretellt wird und dass nach

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   Erreichung dieses Endvolumens der Forminhalt bis zur Verfestigung in der Form belassen wird.

   ι ·
   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   dass als zum Schäumen vorbereitetes und im Schaumzustand verfestigbares Bindeharzgemisch ein flüssiges Polyurethangemisch, enthaltend ein Praepolymer mit Isocyamat, verwendet wird, das sich nach dem Schäumen zu einer geschlossenzelligen Harturethan-

   ΐ ■

   Schaumstruktur verfestigt.

   r . ι

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn-

   zeichnet, dass auf die eingegossene Bindeharzflüssigkeit die vorbestimmte, 25-100% des Binde-

   harz-Gewichtes (G2) betragende Gewichtsmenge (Gl)

   \- .
   von lufthaltiger, ungerichteter Fasermasse (1)

   über dem flüssigen Bindeharz-Gemisch eingebracht wird, dass durch Eintreiben des luftdurchlässigen

   Press-Stempels (F2) der Forminhaltj auf ein Minimal-

   j '
   volumen, zusammengepresst wird, wobei das Glas-

   J, ι:

   fasermaterial unter Verdrängung der in ihm ent-,

   ii
   haltenen Luft gleichmässig mit Harzflüssigkeit

   ¹ i durchtränkt und benetzt wird, und dass nachher

   !^jn Einsetzen und während der Schäumung der Harzflüssigkeit, durch die allmähliche aückwärtsbe-

   I 1

   . I . ■

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   wegung des Press-Stempels unter dem Schaumdruck der Forminhalt auf ein dem angestrebten spezifischen Gewicht des Endproduktes (Ic) entsprechendes Endvolumen vergrössert wird und in diesem Zustand bis zu seiner Verfestigung eingeschlossen bleibt.

   4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als lufthaltige, ungerichtete Fasermasse ein einstückiger Faserguader (Ia)/ passend in den Formhohlraum (Fl) und bestehend aus relativ langen, ungerichteten, an ihren Kreuzungsstellen (11) mit einem im flüssigen Harzgemisch (2) löslichen Schlichtmittel verklebten Glasfasern (10) verwendet wird.

   5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als lufthaltige, ungerichtete Glasfasermasse (la) eine Mehrzahl von zu einem in den Formhohlraum (Fl) passenden Quader aufeinander geschichteten, rechteckigen Matten (la¹), je bestehend aus relativ langen, ungerichteten und an ihren Kreuzungsstellen mit einem im flüssigen Harzgemisch (2) lösbaren Schlichtmittel (11) verklebten Glasfasern (IQ), verwendet wird»

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   6. Verfahren nach Anspruch 3., dadurch gekennzeichnet,... dass als lufthaltige, ungerichtete Glafasermasse das vorbestimmte Gewicht relativ kurzer und lockerer Glasfasern nach der Harzflüssigkeit in den Formhohlraum (F2) geschüttet wird.

   7. Nach dem Verfahren gemäss Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2-6 hergestellter quaderförmiger, Polyurethan-Hartschaumkörper, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellwände darin verteilte und einzeln

   darin eingeklebte Glasfasern eines Gesamtgewichtes, ' ■ > : .ι

   das mindestens 25% des totalen Körpergewichtes

   c
   ausmacht, enthalten und dass das spezifische Gewicht des Gesamtkörpers höchstens 500 g/Liter beträgt.

   8« Glasfaserverstärkter, geschlossenzelliger Polyurethan-Hartschaumkörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Mehrzahl von mit ein-

   ander durch Schichten aus unverstärktem Hartschaum-

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   gefüge gegenseitig verklebten glas^serverstärkten

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   Schaumstoffschichten enthält, und dass das durch-

   1
   schnittliche spezifische Gewicht des Gesamtkörpers

   kleiner als 250 g/Liter ist.

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   ί' Der Patentanwalt

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