Verfahren und System zur kontinuierlichen Fertigung von Sandwichmaterial

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und System zur kontinuierlichen Fertigung von Sandwichmaterial. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die industrielle Fertigung von Sandwichelementen auf Papierwabenbasis.

Aus dem Stand der Technik sind ist die Verwendung von Sandwichmaterialien bekannt. Ein bevorzugter Einsatzzweck solcher Sandwichmaterialien sind Leichtbauelemente für Reisemobile und Caravans. So werden heute beispielsweise Fußboden- und Innenelemente aus Sandwichelementen gefertigt, die einen Holzwerkstoffkern aufweisen. Werden Holzdekorfolien als äußere Deckschichten verwendet, entsprechen die Sandwichelemente zudem auch optisch weitestgehend dem traditionell verwendeten Holzmaterial. Nachteilig bei der Verwendung von Holzwerkstoffen ist es jedoch, daß Holz als „lebendes" Material Feuchtigkeit aufnimmt, weshalb es zu Verzug neigt . Daher ist es beispielsweise für Innenraumtüren für Naßzellen weniger geeignet. Zudem sind solche Bauelemente trotz der Sandwichbauweise vergleichsweise schwer.

Um Gewicht zu sparen, werden derzeit Sandwichkonstruktionen getestet, bei denen die Holzfüllung durch Papierwaben ersetzt wird. Papierwaben sind sehr preisgünstig herstellbar und verglichen mit Kunststoff- oder Aluminiumwaben vergleichsweise stabil, jedoch extrem empfindlich gegen

Witterungseinflüsse, insbesondere Feuchtigkeit. Der Einsatz von Sandwichkonstruktionen mit Papierwaben beschränkt sich daher auf den Innenbereich, beispielsweise Innenraumtüren oder Trennwände .

Es wurde bereits vorgeschlagen, Papierwaben mit einer Oberflächenbeschichtung zu versehen, um deren

Witterungsbeständigkeit zu erhöhen. Dann könnten Sandwichmaterialien mit Papierwaben solche mit Holzfüllung ersetzen, da sie nicht nur eine vergleichbare Festigkeit, sondern zudem eine bessere Witterungsbeständigkeit und vor allem ein deutlich niedrigeres Gewicht aufweisen. Mit anderen Worten könnten solche feste, witterungsbeständige und leichte Bauelemente im Innen- und im Außenbereich im großen Maßstab eingesetzt werden.

Allerdings fehlt es bisher an einer ausgereiften Technologie zur kostengünstigen Fertigung von qualitativ hochwertigen Sandwichmaterial mit einer Kernschicht aus Papierwaben im industriellen Maßstab. Die bekannten Verfahren sind entweder zu teuer oder eignen sich nicht für eine vollautomatische Fertigung im großen Stil.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 bzw. durch ein System nach Anspruch 7 gelöst.

Die Erfindung ermöglicht eine vollautomatisierte, kontinuierliche und kostengünstige Herstellung des

Sandwichmaterials bei gleichbleibenden Qualitäts- und Materialeigenschaften im industriellen Maßstab. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und werden im Zusammenhang mit Ausführungsbeispielen der Erfindung nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung des Fertigungsverfahrens,

Fig. 2 eine Darstellung des fertigen Sandwichmaterials,

Fig. 3 eine Darstellung des Sandwichaufbaus in Explosionsdarstellung .

Sämtliche Figuren zeigen die Erfindung lediglich schematisch und mit ihren wesentlichen Bestandteilen.

Die im Folgenden im Zusammenhang mit dem Verfahren erläuterten Vorteile und Ausgestaltungen gelten sinngemäß auch für das erfindungsgemäße System und umgekehrt.

Das herzustellende Sandwichmaterial 1 weist eine Kernschicht

2 aus Papierwaben 3 auf, die derart zwischen zwei Deckschichten 4, 5 angeordnet ist, daß die Deckschichten 4, 5 senkrecht zu den Wabenwänden 6 angeordnet sind, vgl. Fig. 2 und 3. Zur Herstellung des Sandwichmaterials 1 werden in einem Fließprozeß die folgenden Schritte in hintereinandergeschalteten Vorrichtungen einer Fertigungsanlage 100 nacheinander in einem einzigen Arbeitsgang ausgeführt, so daß eine kontinuierliche, vorzugsweise vollautomatische Fertigungsstrecke vorliegt: Veredeln der Papierwaben 3, Erzeugen von Zwischenschichten 7,

8, Aufbringen der Deckschichten 4, 5, Trocknen. Diese Schritte werden nachfolgend detailliert beschrieben. Das Veredeln der Papierwaben

Nach der Zuführung der expandierten Papierwaben 3 mit Hilfe einer Zuführeinrichtung 11 erfolgt zunächst in einer Behandlungsvorrichtung 12 ein Behandeln der expandierten

Papierwaben 3 mit einem dünnflüssigen Behandlungsmaterial (in den Zeichnungen nicht dargestellt) . Das Behandlungsmaterial wird nachfolgend auch als „Beschichtungsmaterial" bezeichnet. Das Behandeln erfolgt allerdings stets derart, daß das Behandlungsmaterial die Papierwaben 3 nicht nur oberflächlich beschichtet, sondern vollständig durchtränkt. Nach dem Aufbringen des Beschichtungsmaterials auf die Papierwaben 3 durchfließt dieses die Wabenstruktur und dringt dabei bis in die Fasern der Papierwaben 3 ein. Nachfolgend wird in diesem Zusammenhang auf von einem „Beschichten" oder „Veredeln" der Papierwaben 3 gesprochen. Durch die Veredelung der Papierwaben 3 werden diese wasserfest, chemikalienfest sowie erheblich steifer als unbehandelte Papierwaben gemacht. Sie eignen sich dann auch für den Außenbereich.

Die Durchlaufbreite der Fertigungsanlage 100 beträgt beispielsweise 2500 Millimeter. Anders ausgedrückt können Papierwabenelemente mit einer Breite bis zu 2500 Millimeter in die Anlage 100 eingeführt werden und die Anlage 100 durchlaufen. Die Länge der Papierwabenelemente kann dabei mehrere Meter betragen.

Die Durchlaufgeschwindigkeit durch die Anlage 100 beträgt im Beispiel drei Meter pro Minute. Während des gesamten Transports des Wabenmaterials 3 durch die Anlage 100 wird die Papierwabe mit Hilfe eines Transportbandes (nicht dargestellt) und/oder unter Zuhilfenahme von Führungsrollen (ebenfalls nicht dargestellt), in Prozeßrichtung 33 bewegt. Die eigentliche Beschichtung dauert wenige Sekunden, beispielsweise zwei bis drei Sekunden. Innerhalb dieser Zeit legen die Papierwaben 3 eine Strecke von etwa 10 bis 15 Zentimetern zurück, bis sie völlig durchtränkt sind. Hierbei muß darauf geachtet werden, daß die Papierwaben 3 während ihrer Bewegung durch die Anlage 100 ausreichend mit Beschichtungsmaterial durchtränkt werden. Aus diesem Grund sind Papierqualitäten zu verwenden, die einerseits gute Saugeigenschaften aufweisen, andererseits aber beim Tränken nicht zu sehr aufquellen und dadurch an Struktur und Festigkeit verlieren. Die bei der Fertigung der Papierwaben 3 verwendeten Klebstoffe müssen so gewählt sein, daß auch bei einer durchtränkten Wabe eine ausreichende Festigkeit der Wabe sichergestellt ist.

Die Waben 3 müssen während ihres Transports durch die Anlage 100 leicht auf Zug gehalten werden, um ihre optimale Form zu bewahren. Sie dürfen dabei aber nicht überzogen werden, was zu einem Reißen der Verklebungen zwischen den Wabenwänden 6 führen würde. Da die einzelnen Klebeflächen zwischen den Einzelwaben vergleichsweise klein sind, auf die Waben jedoch bei der Vorwärtsbewegung durch die Anlage 100 hindurch eine gewisse Zugkraft ausgeübt wird, ist eine Feinabstimmung zwischen der Durchtränkung der Waben, der Größe der Klebeflächen und dem ausgeübtem Zug notwendig, um sicherzustellen, daß die Wabe bzw. die Klebeflächen nicht reißen.

Das Beschichtungsmaterial enthält eine reaktive Komponente, die bei ihrer Aktivierung aushärtet und/oder Schaum bildet. Mit anderen Worten dient das Beschichtungsmaterial nicht nur zum Durchtränken und damit dem Veredeln der Papierwaben 3, sondern dient zugleich, wie weiter unten im Detail beschrieben wird, nach einer entsprechenden Aktivierung als Klebstoff zum Verbinden von Papierwaben 3 und Zwischenschichten 7, 8 bzw. Deckschichten 4, 5, zum Erzeugen der Zwischenschichten 7, 8 und zum Erzeugen von Schaum 9 im Inneren der Papierwaben 3.

In einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Beschichtung mit Isocyanaten, vorzugsweise mit einem MDI- Polyurethansystem, beispielsweise des Herstellers Elastogran, als Ein-Komponenten-Material . Mit anderen Worten besteht in diesem Fall das Beschichtungsmaterial ausschließlich aus einer einzigen chemischen Komponente. Es können auch gleichwertige Produkte anderer Hersteller verwendet werden.

Werden Isocyanate als Beschichtungsmaterial verwendet, kann bei Zugabe von Wasser eine Reaktion über die instabilen Carbamidsäuren ablaufen, die unter Kohlenstoffdioxid- Abspaltung zerfallen und dabei Schäume bilden. Diese Eigenschaft wird am Ende des Fertigungsprozesses verwendet, um das Innere der Waben mit Schaum zu füllen, wie dies weiter unten näher beschrieben wird.

In einer anderen, hier nicht näher beschriebenen Ausführungsform der Erfindung kommen Kunstharze als

Beschichtungsmaterial zur Anwendung, die bei einer bestimmten Temperatur zur Reaktion kommen. Wird als

Beschichtungsmaterial ein Kunstharz verwendet, sind alle für die Reaktion des Harzes benötigten Chemikalien, beispielsweise Härter, in dem Harzgemisch enthalten, aber noch reaktiv. Erst durch Zuführung großer Hitze am Ende der Fertigung wird die chemische Reaktion zum Laufen gebracht und erfolgt die Aushärtung. Deshalb ist es möglich, das bei der Beschichtung der Wabe überzählige und zurück gewonnene Beschichtungsmaterial zurück in den Beschichtungskreislauf zu bringen. Bei dem verwendeten Harz handelt es sich beispielsweise um ungesättigtes Polyesterharz, das beispielsweise mit einem Reaktionsinitiator zur industriellen Verwendung, wie er beispielsweise von der Firma Pergan angeboten wird, versetzt ist.

Das Beschichtungsmaterial weist eine Temperatur oberhalb von Zimmertemperatur auf, so daß es besonders dünnflüssig ist und somit eine besonders schnelle Durchtränkung der Papierwaben erfolgt. Bewährt haben sich hier Temperaturen im Bereich von etwa 35° bis etwa 50° Celsius. Eine zusätzliche Anpassung der Viskosität des Beschichtungsmaterials ist auch durch Zugabe von Verdünnung möglich.

Die jeweils benötigte Menge an Beschichtungsmaterial ergibt sich aus der Wabenhöhe, dem Wabendurchmesser, dem Papiergewicht und der Transportgeschwindigkeit der Wabe. Die Wabengröße kann beispielsweise von 8 Millimeter bis 45

Millimeter variieren, bei einer Wabenhöhe von 8 Millimeter bis 120 Millimeter und einem Wabengewicht von 80 bis 250 Gramm pro Quadratmeter.

Die Zuführung des Beschichtungsmaterials erfolgt von oben über eine Sprüheinrichtung 13 unter leichtem Druck, jedoch ohne Einsatz von Druckluft, um ein für das Durchtränken der Papierwaben 3 unvorteilhaftes Aufschäumen des Beschichtungsmaterials zu vermeiden. Führungsrollen 14 stellen eine gleichmäßige Bewegung der Papierwaben 3 durch die Behandlungsvorrichtung 12 sicher. Zur Optimierung des Materialeinsatzes ist es vorgesehen, das nach der Tränkung der Papierwaben 3 überschüssiges Beschichtungsmaterial von den Waben entfernt wird. Hierzu wird nach der Beschichtung das überschüssige Beschichtungsmaterial durch einen mit Hilfe eines

Druckluftgebläses 15 erzeugten Luftstromes von oben nach unten abgeblasen. Überschüssiges Material läuft in eine Auffangwanne 16. Dies verringert nicht nur die Menge des benötigten Beschichtungsmaterials, was sich vorteilhaft auf die Herstellungskosten auswirkt, sondern wirkt sich zudem auch positiv auf die Festigkeit des Wabenmaterials aus, da dieses nicht unnötig mit Beschichtungsmaterial durchtränkt ist. Das überschüssige Beschichtungsmaterial wird in einem Umlaufprozeß wiederverwendet, wobei durch den gesteuerten Zufluß von Frischmaterial die Materialeigenschaften sichergestellt werden.

Die gesamte Anlage 100 ist im wesentlichen geschlossen ausgeführt, so daß sie möglichst wenig Abluft erzeugt. Zugleich läßt sich dann in der gesamten Anlage 100 leichter die gewünschte erhöhte Prozeßtemperatur erreichen. In Fig. 1 ist das Anlagengehäuse nicht dargestellt.

Die der Anlage 100 zugeführte expandierte Wabe, die sich in ihrer Form an der Bienenwaben orientiert, wird bei ihrer

Fertigung zusammengefaltet und erst am Ort ihrer Verarbeitung expandiert, das heißt auf richtige Länge und Form gebracht. Hierdurch ergeben sich sehr günstige Transportkosten. Solche Waben sind in verschiedensten Papiersorten, Wabengrößen, Papiergewichten usw. lieferbar und können somit auf den jeweiligen Einsatzzweck optimal konfiguriert werden. In dem hier beschriebenen Beispiel durchläuft die Papierwabe 3 in einem vorgelagerten ersten Arbeitsschritt eine Expandieranlage (nicht abgebildet) , bei der sie unter Zug auf ihre vorgegebene sechseckige Form gebracht wird. Unmittelbar daran anschließend werden die expandierten Papierwaben in die Beschichtungsstation geführt.

Das Erzeugen der Zwischenschicht

Im Anschluß an das Veredeln der Papierwaben 3 werden in einer Zwischenschichtvorrichtung 18 zwei Zwischenschichten 7, 8 erzeugt. Diese Zwischenschichten I ₁ 8 sind im fertigen Sandwichmaterial 1 zwischen den Papierwaben 3 und den Deckschichten 4, 5 angeordnet. Die Zwischenschichten 7, 8 sind derart ausgebildet, daß sie zur Vergrößerung der

Kontaktfläche der Paperwaben 3 dienen, wie dies weiter unten näher erläutert wird.

Die Zwischenschichten 7, 8 werden entweder dadurch erzeugt, daß sie als zusätzliche Materialschichten auf die Papierwaben 3 aufgebracht werden. In diesem Fall werden die zusätzlichen Materialschichten mit einem reaktiven Material behandelt, das vor dem Aufbringen der Deckschichten 4, 5 aktiviert wird, wodurch die Zwischenschichten 7, 8 erzeugt werden. Dies entspricht dem nachfolgend beschriebenen und in Fig. 1 abgebildeten Vorgehen.

Alternativ dazu können aber auch eine oder beide Deckschichten 4 , 5 so behandelt werden, daß ein Teil dieser Deckschichten 4, 5 als Zwischenschicht 7, 8 dient. In diesem Fall wird zumindest die der Papierwabe 3 zugewandte Seite der jeweiligen Deckschicht 4, 5 mit einem reaktiven Material behandelt, durch dessen Aktivierung die wenigstens eine Zwischenschicht 7, 8 erzeugt wird. Das Aufbringen einer zusätzlichen Materialschicht entfällt dann.

Besonders vorteilhaft ist es, daß es sich bei dem reaktiven Material um das Beschichtungsmaterial handelt, welches bereits zum Veredeln der Papierwaben 3 eingesetzt wurde. Hierdurch können ungewünschte chemische Reaktionen vermieden werden.

Als Zwischenschicht 7, 8 wird bei Verwendung eines Isocyanats als Beschichtungsmaterial in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine mit ca. 50 bis 70 Gramm pro Quadratmeter sehr leichte Glasfaser-Vliesschicht verwendet. Diese wird mit Hilfe von Aufbringrollen 23 „trocken" auf die Oberseite 19 und/oder die Unterseite 20 der Papierwaben 3 aufgebracht. In Fig. Ia ist die Belegung der Oberseite 19 der Papierwaben 3 mit der Zwischenschicht 7 dargestellt, während das Aufbringen der Zwischenschicht 8 auf die Unterseite 20 der Papierwaben 3 in Fig. Ib abgebildet ist.

Anschließend wird dünnflüssiges Beschichtungsmaterial auf die der Papierwabe 3 zugerichtete Seite der Vliesschicht 7 aufgebracht. Dies kann entweder dadurch erfolgen, daß Beschichtungsmaterial direkt auf das Glasfaservlies 7 aufgebracht wird oder Beschichtungsmaterial, welches sich im Inneren der Papierwaben 3 befindet, wird aus dem Inneren der Papierwaben an die Zwischenschicht 7 befördert. Im dargestellten Beispiel erfolgt eine Benetzung der Vliesschicht 7 mit Hilfe von die Papierwaben 3 von unten nach oben durchströmenden Druckluft, die von einem Gebläse 21 bereitgestellt wird. Zugleich erfolgt mit Hilfe einer Sprühdüse 22 die Zuführung eines feinen Wassersprühnebels auf das Glasfaservlies 7, 8, wodurch dieses leicht angefeuchtet wird, was zu einer ersten Reaktion des Isocyanats führt, so daß es zur einer chemischen Reaktion in der Zwischenschicht 7, 8 kommt, die ein Anhärten bzw. Gelieren des Isocyanats zur Folge hat und zum Teil bereits mit einer beginnenden Schaumbildung verbunden ist. Dadurch beginnen sich Papierwabe 3 und Zwischenschicht 7, 8 miteinander zu verbinden.

Die Zwischenschicht 7, 8 wird zu einer Art Wabenabdeckung, welche die Papierwabe 3 nach oben bzw. unten abschließt und eine deutlich vergrößerte Verbindungsfläche für das sich anschließende Aufbringen der Deckschichten 4, 5 zur Verfügung stellt. Die Verwendung der großflächigen Zwischenschicht 7, 8 gewährleistet eine deutlich stabilere Verbindung mit den Deckschichten 4, 5, als wenn diese lediglich auf den stegförmigen Kanten 10 der Papierwaben aufliegen würden. Die beginnende Schaumbildung unterstützt dabei die Bereitstellung einer homogenen, glatten Oberfläche an der auf die

Deckschichten 4, 5 zuweisenden Oberseite der Zwischenschicht 7, 8, wodurch eine bestmögliche Grundlage für das Aufbringen der Deckschichten 4, 5 geschaffen wird.

Durch das Schaffen von Zwischenschichten 7, 8 zwischen den Papierwaben 3 und den Deckschichten 4, 5 wird zudem verhindert, daß es zu einem Durchschlagen der Wabenstruktur an die Oberfläche der Deckschichten 4, 5 kommt.

Die untere Vliesschicht 8 wird entsprechend aufgebracht, nur mit dem Unterschied, daß in diesem Fall keine Druckluft benötigt wird um das Glasfaservlies 8 ausreichend mit Beschichtungsmaterial zu benetzen, da das Beschichtungsmaterial aufgrund der Schwerkraft aus den Papierwaben 3 nach unten auf das Glasfaservlies 8 läuft. Es erfolgt also lediglich eine Benetzung der Vliesschicht 8 mit einem Wassernebel durch eine Sprühdüse 22, siehe Fig. Ib.

Anstelle einer Glasfaser-Vliesschicht 7, 8 kann auch eine Schicht aus Naturfasern oder anderen geeigneten Materialien aufgebracht werden.

Bei der Verwendung von Kunstharzen als Beschichtungsmaterial können die Zwischenschichten 7, 8 ebenfalls als zusätzliche Vliesschichten ausgeführt sein. In diesem Fall werden die Vliesschichten mit einem Verdickungsmittel, beispielsweise mit Aerosil ^® , versehen, wodurch sich eine Trennschicht bildet. Vorzugsweise werden bei der Verwendung von

Kunstharzen jedoch die Zwischenschichten 7, 8 ohne das Einbringen zusätzlichen Schichtmaterials durch eine Behandlung der Deckschichten 4, 5 mit einem Verdickungsmittel erzeugt, vorzugsweise mit Aerosil ^® . Hierzu wird Aerosil ^® auf die den Papierwaben 3 zugewandten Seiten der Deckschichten 4, 5 aufgebracht .

Das Aufbringen der Deckschichten

Im Anschluß an das Erzeugen der Zwischenschicht (en) 7, 8 werden in einer Deckschichtvorrichtung 24 die Deckschichten 4 , 5 aufgebracht .

Als Deckschichten 4, 5 kommen beispielsweise glasfaserverstärkter Kunststoff oder Holzfurnierfolie zum Einsatz. Werden, wie im dargestellten Ausführungsbeispiel, glasfaserverstärkte Kunststoff -Deckschichten 4, 5 verwendet, so werden diese mit dem gleichen Beschichtungsmaterial getränkt, wie es auch für das Veredeln der Papierwaben 3 verwendet wurde . Hierfür durchlaufen die Deckschichten 4 , 5 eine Vorrichtung 25 zum Tränken der Deckschichten 4, 5 mit Beschichtungsmaterial. Anschließend wird überschüssiges Beschichtungsmaterial mit Hilfe von Rollenpaaren 26 abgestreift, wodurch die Deckschichten 4, 5 entlüftet werden. Mit Hilfe von Anpreßrollen 27 werden die Deckschichten 4, 5 schließlich auf die mit den Zwischenschichten 7, 8 versehenen Papierwaben 3 aufgebracht .

Wird eine mit Beschichtungsmaterial getränkte obere Deckschicht 4 verwendet, verhindert die zwischen der oberen Deckschicht 4 und der Papierwabe 3 angeordnete Zwischenschicht 7, daß nach dem Aufbringen der Deckschicht 4 Behandlungsmaterial von der Deckschicht 4 in die Papierwaben 3 fließt und die obere Deckschicht 4 austrocknet. Dies würde zu einer schlechten Verbindung der Deckschicht 4 mit der Papierwabe 3 führen .

Da in diesem Fall sowohl für die Papierwaben 3 als auch für die Deckschichten 4, 5 das selbe Beschichtungsmaterial verwendet wird, kommt es bei dem Verbinden der Komponenten der Sandwichkonstruktion nicht zu Problemen, wie sie aus der Verwendung unterschiedlicher chemischer Substanzen resultieren würden.

Das Trocknen

Im Anschluß an das Aufbringen der Deckschichten 4 , 5 erfolgt das Trocknen und damit das endgültige Herstellen des Sandwichmaterials 1 in einer Trocknungsvorrichtung 29. Bei der Verwendung von Isocyanat als Beschichtungsmaterial erfolgt die Trocknung durch den Einsatz von Heißdampf . Dieser wird über eine nicht näher dargestellte Dampfeinrichtung 30 von beiden Seiten in das Sandwichmaterial eingebracht und weist eine Temperatur von mindest 120° Celsius auf.

Vorzugsweise beträgt die Heißdampftemperatur 160° bis 180° Celsius. Für das Einbringen des Heißdampfes wird beispielsweise ein dampfdurchlässiges Transportband verwendet .

Bei dem Einbringen des Heißdampfes entsteht, wie oben beschrieben, Kohlendioxid und es kommt zu der gewünschten Schaumbildung. Das Schaumbildungsverhalten kann durch verschiedene Parameter, wie beispielsweise Temperatur und Wasserdampfmenge beeinflußt werden.

Der Schaum 9 dient zum einen für eine bessere Verbindung der Papierwaben 3 mit den Deckschichten 4 , 5. Zum anderen ergeben sich aufgrund des Schaumes 9 auch verbesserte Dämm- und Isoliereigenschaften des Sandwichmaterials 1. Zudem führt die Schaumbildung zu einem leichten Aufquellen der Deckschichten 4, 5, wodurch sich die Deckschichtstärke erhöht, was eine Verbesserung der Festigkeit des Sandwichmaterials 1 hinsichtlich punktueller Druckbelastungen zur Folge hat.

Das Beschichtungsmaterial schäumt auf zu einem grobporigen Schaum 9, welcher im Gegensatz zu normalem Polyurethanschaum sehr hart wird und - ebenfalls im Gegensatz zu Polyurethanschaum - keine Feuchtigkeit aufnimmt. Durch das Einbringen von Heißdampf wird gleichzeitig das Papiermaterial der Waben minimal breiter und damit stabiler. Wird eine Schaumbildung während der Trocknung gewünscht, so muß dies bereits bei dem Einbringen von Beschichtungsmaterial in die Papierwaben 3 während des Veredelungsschrittes berücksichtigt werden. Wird lediglich so viel Beschichtungsmaterial in die Waben eingebracht, daß die Waben vollständig durchtränkt sind, kann später keine optimale Schaumbildung erfolgen. Für eine optimale Schaumbildung ist das Einbringen von zusätzlichem Beschichtungsmaterial in die Papierwaben 3 notwendig. Im Idealfall wird so viel Beschichtungsmaterial eingebracht, daß nicht nur das

Wabenmaterial vollständig durchtränkt ist, sondern daß sich während des Trocknungsschrittes auch so viel Schaum 9 bilden kann, daß dieser die gesamte Wabe ausfüllt.

Zusätzlich zum Einbringen von Heißdampf erfolgt bei dem

Trocknungsschritt ein Verpressen von Deckschichten 4, 5 und Wabenmaterial 3 mit Hilfe eine Preßvorrichtung 31 mit Preßrollen 32. Dabei wird ein Preßdruck von etwa 100 bis 150 Kilogramm pro Quadratmeter ausgeübt. Das Pressen dient u.a. dazu, sicherzustellen, daß die Deckschichten 4, 5 vollständig und ohne Lufteinschlüsse auf den Papierwaben 3 aufliegen sowie der Verbesserung und Sicherstellung der Oberflächenqualität .

Während des kombinierten Preß- und Trocknungsvorgangs kommt zu einem „Verkleben" der Schichten 3, 7, 8, 4, 5, wodurch der endgültigen Sandwichaufbau entsteht.

Die Trocknung erfolgt solange, bis das Sandwichmaterial 1 angetrocknet ist, d.h. ohne negative Veränderung der

Eigenschaften handhabbar ist. Die restliche Durchtrocknung erfolgt außerhalb der Anlage an der Luft . Wird anstelle von Isocyanat ein Kunstharz als Beschichtungsmaterial verwendet, erfolgt die Trocknung ausschließlich durch Wärme. Vorzugsweise wird dann eine Mikrowellen- oder Infrarotstrahlung eingesetzt. Die durch das aufgebrachte Aerosil ^® als Teil der Deckschichten 4, 5 entstandenen Zwischenschichten 7, 8 stellen eine sichere Verbindung der Deckschichten 4,5 zu der Papierwabe 3 sicher.

Das fertige Sandwichmaterial 1 wird in Fig. 2 dargestellt. Fig. 3 zeigt den Aufbau des fertigen Sandwichmaterials 1 in einer Explosionsdarstellung. Oberhalb und unterhalb der Kernschicht 2 aus Papierwaben 3 befinden sich die Deckschichten 4, 5. Zwischen den Papierwaben 3 und den Deckschichten 4, 5 befinden sich die Zwischenschichten 7, 8, die zunächst mit den Papierwaben 3 und im fertigen Zustand des Sandwichmaterials 1 auch mit den Deckschichten 4, 5 fest verbunden sind. Als Verbindungsmittel dient das in und auf die Papierwaben 3 aufgebrachte Beschichtungsmaterial. Das Innere der Zellen ist vollständig mit Schaum 9 ausgefüllt.

Zusammenfassung wichtiger Merkmale und weiterer Vorteile

Wesentlich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es, daß es sich um ein kontinuierliches Fertigungsverfahren handelt, bei dem sämtliche Schritte nacheinander in einem Arbeitsgang ausgeführt werden. Das bedeutet, daß die Papierwabe 3 der Fertigungsanlage 100 zugeführt, die Wabe beschichtet und in einem Fließprozeß die gewünschten Deckschichten 3, 4 aufgebracht werden, bevor abschließend die Trocknung erfolgt. Diese kontinuierliche, einstufige Fertigungsprozeß führt zu erheblichen Kostenvorteilen gegenüber allen anderen, derzeit bekannten Fertigungstechniken. Der erfindungsgemäße Fertigungsvorgang kann bei atmosphärischem Druck ablaufen. Ein Vakuum wird nicht benötigt, so daß die Anlage nicht als geschlossenes System aufgebaut sein muß. Vielmehr kann mit der beschriebenen Anlage 100 eine kontinuierliche Fertigung erfolgen. Der Anlage 100 wird an einer Seite expandiertes Wabenmaterial kontinuierlich zugeführt, während der Anlage 100 auf der anderen Seite fertiges Sandwichmaterial 1 kontinuierlich entnommen werden kann.

Wesentlich für den beschriebenen Herstellungsprozeß ist es außerdem, daß im Gegensatz zu früheren Herstellungsverfahren kein zusätzlicher Klebstoff zum Verkleben der Deckschichten 4, 5 mit der Wabe 3 verwendet werden muß. Das Beschichtungsmaterial selbst dient als Klebstoff zum

Verbinden sämtlicher Komponenten des Sandwichmaterials 1. Auch sind nicht verschiedene chemische Substanzen zur Durchführung des Herstellungsprozesses notwendig. Eine einzige Chemikalie, nämlich das Beschichtungsmaterial dient zum Beschichten bzw. Durchtränken der Papierwaben 3 und zugleich als Verbindungsmittel .

Von großem Vorteil ist auch, daß der Anlage 100 herkömmliche, nicht veredelte, insbesondere unbeschichtete, Papierwaben 3 zugeführt werden können. Ein Einkauf von speziellen, bereits beschichteten Papierwaben ist daher nicht erforderlich. Zugleich kann der verwendete Papierwabentyp unkompliziert gewechselt und auf den jeweiligen Anwendungsfall passend ausgewählt werden.

Mit anderen Worten kann auf ein breites Sortiment von Papierwaben 3 mit unterschiedlichsten Eigenschaften zugegriffen werden, wobei durch die Veredlung und anschließende Kombination mit den Deckschichten eine Vielzahl unterschiedliche Sandwichmaterialien 1 geschaffen werden können, die auf die jeweiligen Einsatzzwecke zugeschnitten sind.

Von Vorteil in diesem Zusammenhang ist, daß die der Anlage 100 zuzuführenden Papierwaben 3 erst kurz vor der Zuführung expandiert werden müssen, wodurch insbesondere die Transportkosten im Vorfeld vergleichsweise gering ausfallen.

Die beschriebene Anlage 100 ist modular aufgebaut, wodurch es beispielsweise möglich ist, eine vorgelagerte Expandieranläge zu integrieren. Anstelle einer vorgeschalteten Expandieranlage kann jedoch auch eine diskontinuierliche Zuführung der in Plattenform vorliegenden Papierwaben per Hand erfolgen, wobei der Fertigungsvorgang des Sandwichmaterials 1 innerhalb der Anlage 100 dennoch kontinuierlich erfolgt. Durch den modularen Aufbau der Anlage ist es darüber hinaus ebenfalls möglich, die Module 24 zum Aufbringen der Deckschichten zu entfernen, so daß ausschließlich die veredelte Kernschicht hergestellt und nach einem Antrocknen der Anlage 100 entnommen wird.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Herstellungsverfahren werden die Papierwabenzellen zur Herstellung der Kernschicht 2 nicht während der Papierwabenherstellung ausgeschäumt. Statt dessen erfolgt die Schaumbildung aufgrund des verwendeten Beschichtungsmaterials im Zuge der Sandwichherstellung, wobei das Beschichtungsmaterial zugleich als Verbindungsmaterial (Klebstoff) für das Verbinden der Kernschicht 2 mit den

Deckschichten 4 , 5 dient . Mit Hilfe des vorgeschlagenen kontinuierlichen Fertigungsprozesses können Sandwichmaterialien in einer gleichbleibend hohen Qualität zu einem konkurrenzfähigen Preis produziert werden.

Die mit dem erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Sandwichmaterialien sind extrem leicht und mechanisch stabil. Gleichzeitig weisen sie eine hohe Stabilität gegenüber umweltbedingten Witterungseinflüssen auf. Mit anderen Worten handelt es sich bei den veredelten Papierwaben 3 um „totes" Material, welches keinerlei Feuchtigkeit aufnimmt. Es unterscheidet sich insoweit vorteilhaft von den bisher verwendeten, nicht veredelten Papierwabenkonstruktionen.

Neben den bereits aufgezeigten Anwendungsmöglichkeiten im

Bereich des Wohnmobil- und Caravanbaus, ergeben sich für das Sandwichmaterial vielfältige weitere Anwendungsmöglichkeiten, z.B. im Automobil-, Schiffs- oder Eisenbahnwagonbau. Außerdem können Leichtbauplatten auf der Basis des Sandwichmaterials im Gerüstbau verwendet werden und dort die bisher verwendeten beschichteten Sperrholzplatten ersetzen. Ein weiteres Anwendungsgebiete ist die Möbelfertigung.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Bezugszeichenliste

1 Sandwichmaterial

2 Kernschicht

3 Papierwaben 4 Deckschicht

5 Deckschicht

6 Wabenwand

7 Zwischenschicht

8 Zwischenschicht

9 Schaum

10 Kante

11 Zuführeinrichtung

12 BehandlungsVorrichtung

13 Sprüheinrichtung

14 Führungsro11e

15 Gebläse

16 Auffangwanne

17 (frei)

18 Zwischenschichtvorrichtung

19 Oberseite

20 Unterseite

21 Gebläse

22 Sprühdüse

23 Aufbringrolle

24 Deckschichtvorrichtung

25 Bad

26 Rolle

27 Anpreßrolle

28 (frei)

29 Trocknungsvorrichtung

30 Dampfeinrichtung

31 Preßvorrichtung

32 Preßrolle

33 Prozeßrichtung

100 Fertigungsanlage