DE4132225C2 - Verfahren zur Herstellung eines aushärtbaren Gemisches aus Kunststoff und Zuschlagstoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung ei­ nes aushärtbaren Gemisches aus Kunststoff und Zuschlagstoffen, zur Bildung von insbesondere glasfaserverstärkten Formteilen, bei dem die einzelnen Bestandteile wie flüssiges Kunstharz, Här­ ter, Inhibitor, Beschleuniger, Farbpigmente oder dgl. nacheinan­ der in einen Mischbehälter eingefüllt, dort miteinander ver­ mischt werden und anschließend das fertige Gemisch verarbeitet wird.

Für die Herstellung von platten-, schalen-, rohr- oder behälter­ artigen Formteilen aus aushärtbarem, insbesondere faserverstärk­ tem Kunststoff, wird der Kunststoff auf der Oberfläche einer meist mit einer Trennfolie versehenen Positiv- und/oder Negativ­ form aufgebracht, verteilt und nach seiner Aushärtung als Form­ teil entfernt. Der in die Form einzufüllende, aushärtbare Kunst­ stoff wird normalerweise in der Weise hergestellt, dass eine ge­ wichtsmäßig vorgegebene Menge eines flüssigen Kunstharzes zu­ nächst in einen Mischbehälter eingefüllt wird. Diesem flüssigen Kunstharz werden dann die erforderlichen Zuschlagstoffe, wie Härter, Inhibitor, Beschleuniger, gegebenenfalls Farbpigmente oder dgl. ebenfalls gewichtsdosiert zugegeben. Danach werden die in dem Mischbehälter befindlichen Bestandteile mittels eines Mischgerätes gemischt und anschließend wird der fertige, aus­ härtbare Kunststoff durch Kippen des Mischbehälters in die Form gefüllt bzw. auf die Form ausgekippt.

Mit diesem Mischverfahren lassen sich nur verhältnismäßig gerin­ ge Mengen eines aushärtbaren Kunststoffes pro Zeiteinheit her­ stellen. Um ein homogenes Gemisch herstellen zu können, dauert dar Mischvorgang verhältnismäßig lange. Der offene Mischbehälter bringt es mit sich, dass beim Mischvorgang Luft in die Kunst­ stoffmasse gelangen kann, die anschließend durch einen aufwendi­ gen Entlüftungsvorgang wieder entfernt werden muß. Der offene Mischbehälter hat darüber hinaus den Nachteil, dass Schmutzpar­ tikel in den Mischbehälter gelangen können, die die Qualität der fertigen Formteile beeinträchtigen. Schließlich besteht bei ei­ nem offenen Mischbehälter auch die Gefahr der Entstehung soge­ nannter Explosionsherde.

Aus der JP 61-209 110 A ist eine Vorrichtung zur Herstellung ei­ nes aushärtbaren Gemisches aus Kunststoff und Zuschlagstoffen bekannt, die aus einem Mischbehälter zur Aufnahme des flüssigen Kunstharzes und der Zuschlagstoffe besteht. Dabei ist der Misch­ behälter geschlossen ausgebildet und besitzt eine Einlaßleitung, eine Ablaßleitung und einen Vakuumanschluß mit jeweils einem Ab­ sperrventil.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines aushärtbaren Gemisches aus Kunststoff und Zuschlagstoffen, insbesondere zur Bildung von glasfaserverstärk­ ten Formteilen aufzuzeigen, das eine hohe Mischleistung besitzt und demzufolge eine geringe Mischzeit erfordert, und das Ein­ dringen von Verschmutzungen in die flüssige Kunstharzmasse aus­ schließt. Zusätzlich soll die Schadstoff-Emission verringert und das Entstehen von Explosionsherden ausgeschlossen werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung vorgeschlagen, dass der flüssige Kunst­ stoff und die Zuschlagstoffe volumenmäßig dosiert in den voll­ kommen geschlossenen Mischbehälter eingefüllt werden und das Mi­ schen durch Anlegen von Vakuum an den Mischbehälter und durch kurzzeitiges Öffnen eines unterhalb des Mischgutes befindlichen Ventiles erfolgt.

Bei diesem Verfahren findet der Mischvorgang in einem geschlos­ senen Behälter statt. Dies schließt aus, dass Verschmutzungen in das Kunstharz gelangen können. Beim Mischvorgang treten keiner­ lei Emissionen auf und die Entstehung von Explosionsherden ist ausgeschlossen. Der Mischvorgang läuft in äußerst kurzer Zeit ab, so dass pro Zeiteinheit eine verhältnismäßig große Menge ei­ nes aushärtbaren Kunststoffgemisches hergestellt werden kann.

Weitere Merkmale eines Verfahrens gemäß der Erfindung sind in den Ansprüchen 2-4 offenbart.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in einer Zeichnung in stark vereinfachter Weise dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

In dieser Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines aushärtbaren Gemisches aus Kunststoff und Zuschlagstoffen, welches zur Bildung von insbesondere glasfaserverstärkten Formtei­ len verwendet werden kann, gezeigt, die aus einem metallischen Mischbehälter 1, beispielsweise aus Edelstahl oder aus einem ge­ eigneten Kunststoff besteht. Dieser Mischbehälter 1 weist norma­ lerweise einen kreisförmigen Querschnitt auf und besitzt einen Durchmesser von etwa 200-800 mm und eine Höhe von etwa 1,00- 4,00 m. Dieser Mischbehälter 1 ist im dargestellten Ausführungs­ beispiel sowohl in seinem oberen, als auch in seinem unteren Be­ reich jeweils mit einem Zwischenboden 2, 3 versehen, der nur seitlich bzw. außen an einigen Punkten mit dem Mischbehälter 1 verbunden ist und äußere Durchlässe 3a aufweist bzw. als Sieb ausgebildet ist.

An der tiefsten Stelle des Mischbehälters 1 ist eine Ablaßlei­ tung 4 angeschlossen, in die ein Absperrventil 4a eingesetzt ist. Diese Ablaßleitung 4 kann hinter dem Absperrventil 4a als Schlauch ausgebildet sein und führt zu einem an sich bekannten, nicht dargestellten Harzverteiler, der als Rolle oder dgl. aus­ gebildet sein kann.

Im oberen Bereich des Mischbehälters 1 ist einerseits eine Vaku­ umleitung 6 und eine Druckgasleitung 7 vorgesehen, in die je­ weils ein Absperrventil 6a, 7a eingesetzt ist. Unterhalb des oberen Zwischenbodens 2 befindet sich ferner eine starre oder rotierende Sprüheinrichtung 8, die an eine Leitung 9 mit einem Absperrventil 9a angeschlossen ist. Über diese Sprüheinrichtung 8 kann bedarfsweise ein Reinigungsmittel in den Mischbehälter 1 eingesprüht und der Mischbehälter 1 einschließlich der Ablaßlei­ tung 4 gereinigt werden.

Ferner mündet im oberen Bereich des Mischbehälters 1 unterhalb des Zwischenbodens 2 eine Einlaßleitung 10, in die ebenfalls ein Absperrventil 10a eingesetzt ist. An diese Einlaßleitung 10 ist ein Schlauch 11 mit vorgegebener Länge angeschlossen. Zusätzlich ist der Mischbehälter 1 mit einem Füllstandsrohr 12 ausgerüstet, welches oben und unten mit dem Innenraum des Mischbehälters 1 verbunden ist.

Für die Erläuterung der Arbeitsweise der vorbeschriebenen Vor­ richtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun davon ausgegangen, dass in einem nur angedeuteten Vormischbehälter 13 ein flüssiges Kunstharz, beispielsweise Polyesterharz, Phenol­ harz, Epoxidharz oder dgl. mit Farbpigmenten vorgemischt wurde und dass sich in einem Behälter 14 ein für das flüssige Kunst­ harz geeigneter Härter befindet, während ein weiterer Behälter 15 beispielsweise einen Beschleuniger aufnimmt. Zusätzlich kann noch mindestens ein weiterer Behälter für einen Inhibitor oder dgl. vorgesehen sein. Der Vormischbehälter 13 und die Behälter 14, 15 sind im Verhältnis zum Mischbehälter 1 in einem kleineren Maßstab gezeichnet.

Vor dem Mischvorgang wird nun zuerst der Schlauch 11, der be­ darfsweise mit einem besonderen Saugmundstück versehen sein kann, in den Vormischbehälter 13 gehängt und anschließend werden die Absperrventile 10a und 6a geöffnet. Durch das über die Lei­ tung 6 anstehende Vakuum wird nun das mit den Pigmenten ver­ mischte, flüssige Kunstharz aus dem Vormischbehälter 13 abge­ saugt und in den Mischbehälter 1 gefördert. Sobald sich eine vorgegebene Menge an flüssigem Kunstharz in dem Mischbehälter 1 befindet, dies kann in einfacher Weise über das Füllstandsrohr 12 genau abgelesen werden, wird zunächst das Absperrventil 10a geschlossen. Das Absperrventil 6a kann offen bleiben, so dass der Mischbehälter 1 weiter unter Vakuum steht. Jetzt wird dar Schlauch 11 nacheinander in die Behälter 14, 15 eingeführt, so dass nach erneutem Öffnen des Absperrventiles 10a Härter und Be­ schleuniger in volumenmäßig genau vorgegebener Menge angesaugt und in den Mischbehälter 1 gefördert werden. Sobald dieser För­ dervorgang abgeschlossen ist, wird das Absperrventil 10a wieder geschlossen. Der Schlauch 11 kann auch als starre Leitung ausge­ bildet sein, die zumindest an den Vormischbehälter 13 fest ange­ schlossen ist. Die Ansaugleistung beträgt etwa 200-250 kg pro Minute.

Der Mischbehälter 1 ist für den nun anstehenden Mischvorgang et­ wa 1/4 bis 3/4 mit flüssigem Kunstharz, Härter und Beschleuniger gefüllt und steht weiterhin unter Vakuum, da das Absperrventil 6a noch immer offen ist. Jetzt wird kurzzeitig, beispielsweise über einen Zeitraum von etwa 0,5 bis 5,0 Minuten, das Absperr­ ventil 4a in der Ablaßleitung 4 geöffnet. Durch die geöffnete Ablaßleitung 4 strömt nun Luft schlagartig in den Mischbehälter 1, die dann sofort aber über die Vakuumleitung 6 abgezogen wird, so dass keinerlei Luft im flüssigen Kunstharz zurückbleibt. Durch die schlagartig einströmende Luft werden nun die im Misch­ behälter 1 befindlichen Bestandteile so intensiv miteinander ge­ mischt, wie es mit einem mechanischen Mischgerät nicht besser erfolgen kann. Bedarfsweise kann der Mischvorgang noch dadurch verbessert werden, dass unterhalb des unteren Zwischenbodens 3 besondere Drallbleche vorgesehen sind. Der Mischvorgang ist, wenn das Absperrventil 4a in der Ablaßleitung wieder geschlossen wird, vollständig beendet. Jetzt kann die Vakuumleitung 6 durch Schließen des Absperrventiles 6a wieder geschlossen werden. Gleichzeitig muß dafür Sorge getragen werden, dass das Vakuum im Mischbehälter 1 aufgehoben wird. Nach dem Öffnen des Absperrven­ tiles 4a in der Ablaßleitung 4 kann nun das Kunstharzgemisch zur Verarbeitungsstelle abströmen. Dabei ist es grundsätzlich mög­ lich, oberhalb des im Mischbehälter 1 befindlichen Kunstharzge­ misches über die Leitung 7 und das Absperrventil 7a Druckluft zuzuführen, so dass das Abströmen des Kunstharzgemisches er­ leichtert bzw. beschleunigt wird. Die Ausstoßleitung am Kunst­ harzgemisch über die Ablaßleitung beträgt etwa 5 bis 50 kg pro Minute.

In Abänderung des erläuterten Ausführungsbeispieles ist es mög­ lich, im Mantel des Mischbehälters 1 eine Heizung und/oder eine Kühlung vorzusehen. Durch Erwärmung ist es möglich, dickflüssige Kunststoffharze dünnflüssiger zu machen und, wenn für den Misch­ vorgang eine gleichbleibende Harzviskosität erforderlich ist, hoch reaktives Kunstharz zu kühlen. Ferner ist es möglich, die Pigmente erst im Mischbehälter 1 mit dem flüssigen Kunstharz und den anderen Zuschlagstoffen zu vermischen. In diesem Fall kann das flüssige Kunstharz direkt aus einem Harzfaß oder einem Harz­ tank abgesaugt und in den Mischbehälter 1 gefördert werden.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung eines aushärtbaren Gemisches aus Kunststoff und Zuschlagstoffen, zur Bildung von insbesondere glasfaserverstärkten Formteilen, bei dem die einzelnen Be­ standteile wie flüssiges Kunstharz, Härter, Inhibitor, Be­ schleuniger, Farbpigmente oder dgl. nacheinander in einen Mischbehälter eingefüllt, dort miteinander vermischt werden und anschließend das fertige Gemisch verarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der flüssige Kunststoff und die Zuschlagstoffe volumen­ mäßig dosiert in den vollkommen geschlossenen Mischbehälter eingefüllt werden und das Mischen durch Anlegen von Vakuum an den Mischbehälter und durch kurzzeitiges Öffnen eines unter­ halb des Mischgutes befindlichen Ventiles erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der flüssige Kunststoff und die Zuschlagstoffe durch Va­ kuum in den Mischbehälter eingezogen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der flüssige Kunststoff und die Farbpigmente vor dem Einfüllen in den Mischbehälter in einem zusätzlichen Behälter vorgemischt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Vormischen des flüssigen Kunststoffes und der Farb­ pigmente unter Druck erfolgt.