DE2757489A1 - LAMINATE PANEL - Google Patents
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Abstract
Description
Schichtstoffplatte Laminate board
Im allgemeinen Leichtbau werden heute vielfach Kunststoffplatten benutzt, die bei nicht ausreichenden Werkstoffeigenschaften ffir 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.Plastic sheets are widely used today in general lightweight construction, those in the case of inadequate material properties for the particular application can be combined with other materials to form sandwich constructions. With these Sandwich constructions are built on at least one top side of a base plate a cover plate of the same size made of the different material is glued on, which usually has a significantly smaller thickness compared to the base plate.
Außer dem Verkleben kommen für solche 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 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 Chemikalien beständigkeit angeführt werden.In addition to gluing, sandwich constructions are also used other lamination processes into consideration, such as fiber spraying or pressing processes, especially when manufacturing is carried out on a large scale or sandwich constructions be formed from more than two layers. As examples of what material properties a base plate can be improved by such a sandwich construction, can mainly insufficient strength, such as a Insufficient tensile, compressive, flexural or shear strength, not sufficiently high Dimensional stability or insufficient chemical resistance are listed will.
Bei diesen Sandwich-Konstruktionen, unter welche vorliegend außer den eigentlichen Platten begrifflich auch andere dreidimensionale Körper fallen sollen, solange sich diese ffir eine solche Sandwich-Bauweise eignen, ist gegenüber jedem für eine besondere Anwendung ffir 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 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, among which the present except the actual plates conceptually also include other three-dimensional bodies should, as long as they are suitable for such a sandwich construction, is opposite along any protection desired for the base plate for a particular application the narrow sides have a critical weak point. Unless this vulnerability cannot be eliminated with other measures, one is then forced to usually to switch to more expensive substitutes. The constructions in question usually get a heavier version and are also due to the requirement of a special production is correspondingly more expensive.
Um den auf nahezu allen Gebieten der Technik ständig gesteigerten Forderungen nach einer Materialbeständigkeit zu genügen, wurden in jiingerer Zeit besonders die Hartschaumstoffe auf der Basis Polyurethan und Polymethacrylimid in einem Ausmaß weiterentwickelt, daß daraus gefertigte Platten unmittelbar für den Leichtbau auch dort eingesetzt werden können, wo bisher nur solche Sandwich-Konstruktionen die gewünschten Werkstoffwerte gebracht haben. Solche Schaumstoffe sind jedoch ebenfalls nicht generell einsetzbar, da beispielsweise diejenigen auf der Basis Polymethacrylimid eine verhältnismäßig starke Wasseraufnahme haben und daher eine Dimensionsstabilität in feuchter Umgebung nicht vorhanden ist. Auch kann die Chemikalienbeständigkeit und beispielsweise auch die Gleitverschleißfestigkeit dieser Hartschaumstoffe nicht als besonders gut bezeichnet werden.To the steadily increasing in almost all areas of technology Requirements for material resistance have been met in recent times especially the rigid foams based on polyurethane and polymethacrylimide in further developed to an extent that panels made from it are immediately available for the Lightweight construction can also be used where previously only such sandwich constructions have brought the desired material values. However, such foams are also not generally applicable because, for example, those based on polymethacrylimide have a relatively high water absorption and therefore dimensional stability is not present in a damp environment. Also can chemical resistance and, for example, neither the sliding wear resistance of these rigid foams can be described as particularly good.
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 Erweiterungsmöglichkeit mit einfachen verfahrenstechnischen Maßnahmen und also wetthewerbsfähigen Kosten durchführbar sein soll.The invention is based on the object of providing a lightweight construction Provide plate construction, taking advantage of the particular in the Rigid foams existing conditions on the buyer's market an extended area of application results, with the possibility of expansion with simple procedural Measures and therefore competitive costs should be feasible.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung eine Schichtstoffplatte vorgesehen, die aus einer Kernplatte, beispielsweise aus Hartschaumstoff auf der Basis Polyurethan oder Polymethacrylimid, besteht, welche allseits mit einer Deckschicht aus einem durch die aktivierte anionische Polymerisation von monomerem Laurinlactam gewonnenem Gußpolyamid umgossen ist.To achieve this object, a laminate board is provided according to the invention provided, which consists of a core plate, for example made of rigid foam on the Based on polyurethane or polymethacrylimide, which is covered on all sides with a top layer from a through the activated anionic polymerization of monomeric laurolactam obtained cast polyamide is cast around.
Ein solches Gußpolyamid zeichnet sich besonders aus durch eine geringe Wasseraufnahme, eine hohe Dimensionsstabilität und Maßhaltigkeit, eine überragende Gleitverschleißfestigkeit 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. Da die Schmelze dieses Gußpolyamids relativ dünnflüssig ist, ist es damit auch möglich, auch eher kompliziertere Formgebungen eines jeweiligen Grundkörpers zu umgießen, wobei nur die Bedingung erfüllt sein muß, daß das Material des Grundkörpers gegenüber den maßgeblicher Schmelztemperaturen des Gußpolyamids, die bei etwa 160 bi 1900 C liegen, für die Dauer der Verfestigung der Schmelze standhält.Such a cast polyamide is particularly characterized by a low Water absorption, high dimensional stability and dimensional accuracy, 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 material improvement materials for which these values are insufficient. Because the melt this cast polyamide is relatively thin, it is also possible, even sooner to encapsulate more complicated shapes of a respective base body, with only the condition must be met that the material of the base body compared to the decisive melting temperatures of the cast polyamide, which are around 160 to 1900 C, withstands for the duration of the solidification of the melt.
Mithin ist es andererseits auch möglich, die erfindungsgemat3e Schichtstoffplatte hinsichtlich des Umgießens mit dem Gußpolyamid auch unter dem Gesichtspunkt zu bewerten, daß dabei die Kernplatte eine Art verlorener Kern für eine 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 umgossen wird. Bei dem Ausschäumen tritt indessen immer eine Volumenvergrößerung auf, die ursächlich gegen die Dimensionsstabilität einer solchen Mantelkonstruktion spricht.On the other hand, it is therefore also possible to use the laminate board according to the invention with regard to the encapsulation with the cast polyamide also to be evaluated from the point of view, that the core plate is a kind of lost core for one consisting of the cast polyamide Sheath construction is used, for example, a wall thickness of 1 to 2 mm Has. Such a jacket construction would therefore be a very large volume have small weight, being compared to that previously in the prior art for a comparable purpose still practiced foaming an existing shell construction with a soft foam the particular advantage of outstanding dimensional stability is obtained because with the cast polyamide one already has the finished dimensions of the cavity of the shell construction having core plate is cast around. at to the Foaming, however, always results in an increase in volume, which speaks causally against the dimensional stability of such a jacket construction.
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 Guß-.yamid zu verankern. Auf diese Weise ist es möglich, auch gröleere zattenverbände 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 Gillstoffe, wie Kieselgur oder Metallpulver, und Gleitmittel, wie Graphit oder Molybdänsulfat.The casting around with the cast polyamide basically leaves all shapes for the core plate too, so that the core plate is still shortly before the potting of the Cast polyamides, for example, with groove-shaped weak points on the surface can be provided, which then with the encapsulated cast polyamide for training corresponding reinforcement ribs are filled. It is also possible such a core plate when encapsulating with the cast polyamide with complementary design To provide connection means, such as tongue and groove, on opposite panel edges, so to cast such connection means directly onto the core plate or alternatively Separately manufactured connection means opposite the core plate through the encapsulated cast .yamid to anchor. In this way it is possible to use larger bandages from them Joining together laminate panels, which also include the cast polyamide Can be modified by additives to also take this complementary measure to obtain an optimal adaptation to a particular application. In particular, reinforcing agents, such as glass fibers, are used as additives or glass spheres, as well as substances such as kieselguhr or metal powder, and lubricants such as graphite or molybdenum sulfate.
Bei der Herstellung solcher Schichtstoffplatten bedient man sich hinsichtlich der Aufbereitung des Gußpolyamids der für die aktivierte anionische Polymerisation von Lactamen üblichen Bedingungen, wie beispielsweise beschrieben in der US-PS 3 793 255.In the production of such laminate panels one uses with regard to the preparation of the cast polyamide for the activated anionic polymerization conditions customary for lactams, as described, for example, in US Pat 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 zusammenzuffigen, 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.The low-viscosity melt obtained in this way is introduced into a casting mold, in which the core plate is spaced apart from the Inner walls of this shape is held so that they are on all sides with the supplied melt can be wrapped. This casting process is basically the same for laminate panels also larger dimensions, where it is, however, necessary to absorb a larger one Shrinkage in the longest dimension of the plate, i.e. in the between opposite Corners running diagonals, proves useful, the core of several individual ones Build up core plates and then use appropriate pin-shaped spacers To assemble into a panel association, which is therefore the size of the laminate panel is decisive. In the finished laminate board there are also webs, which extend between the individual core plates and into which the spacers are poured in, which simultaneously stiffen the entire Laminate board is achieved through the entirety of these webs.
Die Zeichnung zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine Schichtstoffplatte gemäß Erfindung. Der Kern ist dabei aus zwei Kernplatten 1 und 2 beispielsweise aus Hartschaumstoff auf der Basis Polymethacrylimid 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 Pol"merisation von monomerem Laurinlactam gewonnenem Gußpolyamid umgossen, das unter Bildung eines Steges 5 auch in den zwischen den beiden Kernplatten 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 anderen Platten zu einem Plattenverband zu kombinieren. Das damit angesprochene Herstellungsverfahren ist auch für andere Gußpolyamide geeignet, bspw. solche auf der Basis Caprolactam, jedoch wird vorliegend das Laurinlactam besonders wegen seines überaus günstigen Langzeitverhaltens bevorzugt.The drawing shows schematically a cross section through a laminate board according to the invention. The core is made up of two core plates 1 and 2, for example made of rigid foam based on polymethacrylimide or on the basis of Ceramic materials built up, the latter for example from the point of view It can be advantageous to use such a laminate board as a bullet-resistant structural part to be able to use. The two core plates 1 and 2 are for the aforementioned reasons Connected to one another via spacers 3 and with a cover layer 4 on all sides from an activated anionic polymerisation of monomeric laurolactam Cast polyamide obtained, which is also in the between the two core plates 1 and 2 extends into the space formed and in this Space surrounds the spacers 3. With the outlines drawn in dashed lines 6 and 7 are complementary connecting means in the manner of a groove and Spring indicated, which can be provided to such a laminate board easy to combine with other panels to form a panel structure. The manufacturing process referred to is also suitable for other cast polyamides, for example those based on caprolactam, but in the present case the laurolactam is used especially preferred because of its extremely favorable long-term behavior.
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.The spacers should expediently consist of the same cast polyamide, which is also used for casting around the core plate in order to create a correspondingly intimate Before casting around, the core plate can also be attached to at least an upper side are covered with one or more other bodies, how for example a surface heating element or a glass fiber mat or a Glass fiber laminate, each of the previous ones because of the encapsulation with the cast polyamide Gluing or other fixed connection to the core plate can be dispensed with.
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