DE2132284A1 - Verfahren zum Herstellen von faserverstaerkten Hartschaumkoerpern und nach dem Verfahren hergestellter Schaumstoffkoerper - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von faserverstaerkten Hartschaumkoerpern und nach dem Verfahren hergestellter SchaumstoffkoerperInfo
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Description
Dr. rer. nah W. KDRBER 29« Juni 1971
PATENTANWÄLTE Br.Kö/kq
COHTHAYBS AG
0H-8o52 Zürich / Schweiz
Schaffhauser Strasse 58o
Schaffhauser Strasse 58o
Patentanmeldung
Verfahren zum Herstellen von-faserverstärkten Hartschaumkörpern und nach dem Verfahren hergestellter
Schaumstoffkörperc
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.
1 ι
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
in der Harzflüssigkeit ist wichtig, weil sonst die
Fasermasse nicht genügend eng komprimierbar ist.
I
I
I
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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-
x
strukturen mit folgenden Eigenschaften ergeben:
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
ι
sind in der Zeichnung schematisiert dargestellt.
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 lc, 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.
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 hc' 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 hc
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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)
- 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- 22 -109882/1298Erreichung 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 . ι3. 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 luftdurchlässigenPress-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 Harzflüssigkeit1 i durchtränkt und benetzt wird, und dass nachher!^jn Einsetzen und während der Schäumung der Harzflüssigkeit, durch die allmähliche aückwärtsbe-I 1. I . ■109882/129 8wegung 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»109882/12986. 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 einzelndarin eingeklebte Glasfasern eines Gesamtgewichtes, ' ■ > : .ιdas mindestens 25% des totalen Körpergewichtesc
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-ti hgefüge gegenseitig verklebten glas^serverstärkten'' ι ·■-'■Schaumstoffschichten enthält, und dass das durch-1
schnittliche spezifische Gewicht des Gesamtkörperskleiner als 250 g/Liter ist.ι .ί' Der Patentanwalt109882/1298 /' li\J[lll[■■ffSSffiLeerseite
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