DE1619237A1

DE1619237A1 - Verfahren zur Herstellung von gegebenenfalls mit Deckschichten versehenen Formkoerpern

Info

Publication number: DE1619237A1
Application number: DE19661619237
Authority: DE
Inventors: Dr Essig Karl August; Erich Bendler; Goetz-Gotmar Dornheim; Peter Dipl-Ing Hoppe
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1966-05-11
Filing date: 1966-05-11
Publication date: 1971-03-11
Also published as: NL6706550A; US3546060A; GB1191902A; BE698369A

Description

FARBENFABRIKEN BAYERA(^₆₁₉₂₃₇

LEVERKUSEN-Btyeiweik 10. 5. I966 Patent-Abteilung Hb/Μβ.

Verfahren zur Herstellung von gegebenenfalls mit Deckschichten versehenen Formkörpern

Die festigkeitssteigernde Armierung von Schaumstoffen aller Art durch synthetische Einzelfasern beliebiger .Länge oder durch aus synthetischen Fasern erzeugte genadelte Faservliese 1st bekannt· Einzelfasern können bei der Misohung der Reaktionspartner zugegeben werden, sodaß sie im verfestigten Schaumstoff über das ganze Volumen des Schaumstoff-Formkörpers gleichmäßig verteilt sind. Faservliese werden bisher vornehmlich zur Oberflächen-Verfestigung von Schaumstoff-Pormfcörpern aller Art benutzt.

Speziell bei der Verwendung von Vliesen besteht nun der Naohtell, daß die aus FestlgkeltsgrUnden erwünschte definierte Position im Schaumstoff-Körper nicht immer beim Aufschäumen des Schaumstoff-Reaktionsgemisohes beibehalten werden kann. Dies 1st darin begründet, daß die Viskosität des auftreiben»

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den Reaktionsgemisches mit fortschreitender Vernetzung ansteigt. Der auftreibende Schaum hat dadurch besonders am Ende des Treibvorganges eine anwachsende Fähigkeit« sich Ihm entgegenstellende Widerstände wie z. B. Fasern aus ihrer vorgegebenen Position zu verdrängen. Diese mögliche Arbeitsleistung des auftreibenden Schaumstoff-Gemisches ist dann von Nachteil, wenn Vltoe aus feintitriger Einzelfaser z. B. als Randzonen-Armierung von Schaumstoff-Sandwichkonstruktionen angewendet werden.

Die Randzonen-Armierung soll erstens die mechanische Verbindung des Sandwich-StUtzkerns mit der Sandwich-Deckschicht verbessern. Zweitens sollen beim örtlichen Knittern von belasteten Sandwich-Deckschichten die in den Stutzkern hineinragenden,mit den Deckschichten verbundenen Fasern lastverteilend wirksam sein.

Dieser erwünschte Effekt kann dann nicht in optimaler WeI-

eny se erreicht werden, wenn fUr Faser-Randzonenarmierungi" die vor dem Ausschäumen von Sandwich-Deckschichthohlkörpern auf den Deckschichten vormontiert (geklebt) sind, Fasern mit zu geringer Titergröße verwendet werden. Solche Fasern mit geringer Titergröße setzen dem auftreibenden Schaumstoff-Reaktionagemisoh bei fortschreitender Aufsohaumung und damit

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gleichlaufender Viskositätssteigerung einen so geringen Widerstandentgegen« daß durch Ausweichen der Faser die ursprüngliche Dicke des Faservlieses verringert wird, da die Einzelfaser des Vlieses an die Deckschicht gepreßt wird und dadurch im verfestigten Schaumstoff parallel zur Deckschicht-Ebene positioniert ist. Der oben beschriebene erwünschte Effekt der Tiefenverankerung der Sandwich-Deckschicht im Sandwich-Stützkern durch eine möglichst zur Deckschicht vertikalen Position der armierenden Faser kann allso bei auszuschäumHndBn-Sandwich-Deckschichthohlkörpern infolge überschreitest dea zu einer vorhandenen geringen Titergröße zulässigen^ Viskositätszustandes des auftreibenden Schaumstoff-Reakttoesgeaiaches zu einer örtlichen Inhomogenität bzw. örtliches Dlckenunterschreitung der durch die Faser armierten Sandwlch-Stützkern-Randzone führen.

Die vorliegende Erfindung schafft hier Abhilfe. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von gegebenenfallsmit Deckschichten versehenen Schaumstoff-Formkörpern mit einer Faserarmierung zumindest in der Randzone des Formkörpers, dadurch- gekennzeichnet« daß für die Faserarmierung Kräuselvlieae verwendet werden,die aus in Längsrichtung geformten glatten* oder strukturierten synthetischen grobtitrlgen Monofilen, mit Einzeltiter über 40 den in beliebiger.Schnittlänge bestehen und über das Volumen des Schaumstoff-Körpers ganz oder teilweise verteilt sind.

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Die erfindungsgemäß zu verwendenden Vliese aus synthetischen Monofilen mit einem Einzeltiter über 40 den setzen einen gegenüber der unvermeidlichen Viskositätssteigerung des auftreibenden Schaumstoff-Reaktionsgemisches ausreichend großen Widerstand gegen eine Positionsänderung oder Verformung entgegen. Diese Vliese gewährleisten als Randzonenarmierungsmaterial von Sandwich-Stützkernen auf Schaumstoff-Basis eine einwandfreie Homogenität der Schaumstoff-Randzone über den ganzen Sandwich-Baukörper, wodurch seine statische und dynamische Festigkeit optimal wird.

Zur Herstellung derartiger "Kräuselvliese" werden die einzelnen "gekräuselten" Monofile beliebiger Länge einem Lege- und Nadalprozeß unterworfen. Je nach Aufgabenstellung für die zu erzeugenden beanspruchbaren Schaumstoff-Formkörper, Einschließlich Sandwich-Konstruktionen können diese Vliese Quadratmeter-Gewichte von beispielsweise 5>0 bis 1000 g und mehr haben und ihre Dicke kann z. B. durch entsprechend angewendete Legeoder Nadeltechniken unterschiedlich gewählt werden. Solche "Kräuselvliese" zeichnen sich, insbesondere wenn es sich um genadelte Vliese handelt, durch eine hervorragende Verfilzung und Eigensteifigkeit aus, die je nach gestellter

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Anforderung noch durch zusätzliche Anwendung von natürlichen oder synthetischen Verfestigern verbessert werden kann.

Erfindungsgeraäß sind Armierungsvliese aus reinen synthetischen Monofilen brauchbar, besonders aber auch solche aus diesen in Mischung mit nativen, mineralischen» metallischen oder mit anderen synthetischen Fasern verwendbar.

Die Wirksamkeit, der Kräuselvliese gemäß der Erfindung als Randzonenarmierungsmaterial für Sandwich-Stützkerne aus Schaumafcoffen ist von der Haftfähigkeit des verfestigten Schaumstoffes auf den vorbeschriebenen Vliesarten abhängig. Vorteilhaft ist es daher, die Kräuselvliese mit Verbindungen vorzubehandeln, die reaktionsfähige Gruppen aufweisen, die mit denr Schaumstoff erzeugenden Reaktionsgemisch reagieren können, und auf diese Weise die Haftung zwischen Schaumstoff und Armierung verbessern. Beispielsweise können die Präparationsmittel bei Anwendung von treibfähigen Polyurethanschaumstoff-Reaktionsgemiechen OH-Gruppen enthalten» Die erzielbare Haftfähigkeit z. B. des Polyurethan-Schaumstoffes an der Faser kann, mit Sicherheit der dem jeweiligen Raumgewloht des Schaumstoffe· entsprechende SJwbfestlgkeit entsprechen.

AIa besonder· geeignet haben »ich Kräueelvlits· für Armierungen au« Polyamiden «rwieeen, weil Polyamid - Moncfile einen

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hohen E]etizitätsmodul haben und zudem außerordentlich knickbruohfest sind.

Als Schaumstoffe seien Polyurethan-, Polyamid-, Phenolformaldehydharz-, ungesättigtes Polyesterharz- und Epoxydharz-Schaumstoffe wie Polyvinylchlorid und auch von Schaumstoffen auf keramischer und bituminöser Grundlage· Das Armierungsmaterial gemäß der Erfindung ist auch anwendbar für Leiohtstoffe auf Betonbasis (Porenbeton).

Die erfindungsgemäß zu armierenden Formkörper können nur aus Schaumstoffen beliebiger Größe und geometrischer Form bestehen oder aber auch mit Deckschichten aus anderen Materialien wie Metall, Holz, Pappe, Papier oder Kunststoffen laminiert , d. h. sie können Sandwich-Konstruktionen sein.

Das Armierungsmaterial gemäß der Erfindung kann ferner nicht nur für die Armierung einer Sohaumetoff-Körper-Randzone Anwendung finden. Für eine Reihe von Anwendungsgebieten der Schaumstoffe - selen «ie nun weichelastisch, halbhart oder hart - 1st es von Interesse, da« Volumen dta Schaumstoff-Körpers vollständig zu armieren« Zu diesem Zweck wird s. B. eine Schäumform oder ein ausiusohäumtnder Sandwlohdeoksohloht* Hohlkörper vor dem Sohäuroproztfl vollständig mit dem Kräuatlvlies

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so ausgefüllt» daß beim Schließen der Form oder des Deckschicht· Hohlkörpers die Kräuselvlies-Packung unter einem gewissen, die Einlegepasition fixierenden Vordruck gehalten wird, wenn man nicht vor dem Schließen der Form oder der Sandwlchdeckschicht-HohlkonstruJetion die Formwandung oder die Deckschichten (zum Vlies hin) mit Bindemitteln vorbehandelt, um die Oberflächen der eingelegten Kräuselvlies-Packung zu fixieren*

Beim Durdisdiäumen solcher durchlässigen Kräuselvlies^Packungen entsteh«!. Schaumstoff -Körper, die eine über das ganze Volumen definiert⁷ verteilte Armierung erhalten. Das Raumgewicht des so homogen- armierten Schaumstoff-Körpers kann beispielsweise je nach. Anwendung des Schaumstoffes als Formkörper oder als Sandwlch>Stlltzkern zwischen 20 - 800 kg/nr gewählt werden.

SolcheTganzen Querschnitt eines Schaumstoff-Körpers erfüllende Kräuaelvlies-Armierungen können auch nur örtlich angeordnet werden, wenn z. B. im Bereich von Krafteinleitungen eine örtliche Festigkeitssteigerung des Schaumstoff-Körpers erwünscht 1st.

Es ist oft auch sinnvoll, Kräuselvliese gemäß der Erfindung mit unterschiedlichem m -Gewicht und unterschiedlicher Dicke

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zu kombinieren« d. h. man kann ein die ganze Randzone eines Schaumstoff-Körpers armierendes Vlies mit einer den Querschnitt des Schaumstoff-Körpers ganz oder nur örtlich armierenden durchsehäumbaren Vlies»Packung versehen.

Es besteht ferner die Möglichkeit« z. B. Schaumstoff-Platten zu erzeugen, die eine Armierung durch ein Kräuselvlies gemäß der Erfindung haben, wobei aber das armierende Vli*~s auf einer Seite der Schaumstoff-Platte nicht durohsohäumt herausragt. Dieses Ziel wird in der Weise verwirklicht, daß man z. B. in eine Vorspritzung eines treibfähigen Polyurethan-Reaktionsgemisches, das aufgetrieben eine Höhe von halber oder dreiviertel Vliesdicke hat, das Vlies einlegt und dieses durch einen leichten Gegendruck gegen Herausschwimmen in seiner Position hält.

In Abbildung 1 ist im Querschnitt ein armierter Schaumstoff-Formkörper dargestellt:

In einer mit Trennmittel versehenen Form (l), die mit Kleber belegt wurde und in die ein als Randzonenarmierungsmaterial dienendes. Kräuselvlies (2) eingebettet wurde, ruht

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der die Armierung (ebenfalls 2) in der Oberfläche enthaltende Schaumetoff-Körper (>)·

Die Abbildung 2 zeigt einen Schnitt durch eine Sandwich-Konstruktion mit einem durch Kräuselvlies teilweise armierten Schaumstoff-Stutzkern (4), wobei nur unter den Sandwlch-Deokschiehten (5) das Kräuselvlies (6) angeordnet ist und im Schaumstoff dessen armierte Randzone bildet«

Abbildung 3 zeigt einen Ausschnitt aus einer Sandwich-Konstruktion mit eine« den ganzen Sandwich-Stützkern (8) auf Schaumstoff-Basis armierenden Kräuselvlies (9) und den Deckschichten (10).

Abbildung 4 zeigt einen Ausschnitt aus einer Sandwich-Konstruktion,

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bei dir la Dicke und m -Gewicht verschiedene Kräuselvliese als Randzxaienarmlerung (11) und als vollständige Armierung (12) des StUtzkern-Inneren (15) dienen· Die Deckschichten sind mit (14) bezeichnet.

Abbildung 5 zeigt einen Ausschnitt au· einer Sandwich-Konstruktion, die einen Schaumstoff-Stützkern hat (15)« der eine Randzonenarmierung (16) durch «In diohtee und schweres Kräuselvlies und eine örtliche StUtzkern-Armitrung duroh ein lookeres und leichtes Kriuselvli·· (17) besitzt. Die Deckschichten sind mit (18) beielohnet.

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Abbildung 6 zeigt einen Ausschnitt aus einer mit einem Trägerstoff (19) einseitig versehenen Schaumstoff-Platte (20) mit der Dicke (d), aus der ein den Schaumstoff armierendes Kräuselvlies (21) mit einer Dicke (2 χ d) einseitig herausragt.

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Claims

ΎϊΠ 9237 Le A 10 028. Patentansprüche

1.) Verfahren zur Herstellung von gegebenenfalls mit Deckschichten versehenen Schaumstoff-Formkörpern mit einer Faserarmierung zumindest in der Randzone des Formkörpers, dadurch gekennzeichnet» daß für die .Faserarmierung Kräuselvliese verwendet werden« die aus in Längsrichtung geformten glatten oder strukturierten synthetischen grobtitrigen Nonofilen mit Einzeltiter über 40 den in beliebiger Schnittlänge bestehen und über das Volumen des Schaumstoff-Körpers ganz oder teilweise verteilt sind·

2.) Verfahren nach Anspruch 1.), dadurch gekennzeichnet, daß Kräuselvliese aus Polyamiden verwendet werden.

5.) Verfahren nach Anspruch 1.) und 2.), dadurch gekennzeichnet, daß Kräuselvliese aus Mischungen synthetischer Monofile «it natlven, minerallachen oder metallischen oder anderen synthetischen Fasern verwendet werden.

4.) Verfahren nach Anspruch 1·) bis }.), dadurch gekennzeichnet, daß Kräuselvliese verwendet werden, die mit Verbindungen vorbehandelt sind, die mit dem verwendeten treibfähigen Schaumstoff-Reaktionsgemisch reaktionsfähige Gruppen aufweisen.

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