Transportmittelpaneele

Transportmittelpaneele

Mit einem automatisierten beidseitigen Auftrag eines Zweikomponenten-Polyurethan- klebstoffs (2-K-PUR) auf das Kernschichtmaterial aus Polyurethan-, Polystyrol- oder Poly- vinylchlorid-Schaumstoff lassen sich bis zu 12 m lange Paneele für Lastkraftwagen, Anhänger und Container in 1 Minute mit Spritzauftrag beschichten. Zuführung der Deckschichten aus Stahl, Edelstahl, Aluminium oder GFK (glasfaserverstärkter Kunststoff), Fügen und Einbringen in die Presse ist ebenfalls in 1 Minute realisierbar. Rechnet man noch eine halbe Minute für Prozesssicherheit ein, beispielsweise für schnelle Reaktion bei Sommertemperaraturen, so ist ein Klebstoff mit einer offenen Zeit (Fügezeit nach Mischen, in der maximale Klebfestigkeit erreicht wird) von 2,5 Minuten einzusetzen.

PannelherstellungSchema der Paneelherstellung mit einem schnell reagierenden 2-K-Polyurethanklebstoff

Folgende Grobabschätzungen kann man jetzt vornehmen:

Offene Zeit x 2 = Abbindezeit

Diese simplifizierte Betrachtung zeigt, dass nicht der Klebstoffauftrag, sondern das Pressen der langsamste und damit der geschwindigkeitsbestimmende Schritt ist. Bei einem dreischichtigen Paneel ohne isolierende Deckschichten kann durch Erhöhung der Pressentemperatur auf 40°C die Presszeit erfahrungsgemäß um eine Minute verkürzt werden.

Diesem Beispiel soll der Extremfall mit Herstellung von Paneelen für Kühlanhängerböden aus zwei Schaumstoffschichten mit Sperrholzzwischenschicht und verschiedenen Deckschichten sowie Einlagen zur Versteifung gegenübergestellt werden. In der Praxis stellt man dann diese Bodenpaneele gleichzeitig mit Seitenwand-, Dach-, Vorderwand- und Türpaneelen in einem Pressvorgang her.

Die  Abbindezeit (Zeit in der Anfangsfestigkeit erreicht wird, die Weiterverarbeitung erlaubt, bei Paneelen Richtwert für Zugscherfestigkeit ca. 1 MPa) ist in  dem aufgezeigten Beispiel  also 5 Minuten. Da die Presse 1,5 Minuten nach Auftrag der letzten Klebstoffmenge  geschlossen wird, ist eine Presszeit bis zum Erreichen der Anfangs- festigkeit von 3,5 Minuten erforderlich. Bei diesen Prozessen arbeitet man mit hydraulischen Pressen bei spezifischen Pressdrücken bis zu 0,1 MPa.

Wegen des komplizierten Aufbaus und Unterschieden bei den einzelnen Anhängermodellen lassen sich solche Paneele nur von Hand produzieren. Man arbeitet mit Vakuumpresstischen und führt eine Stapelpressung durch. Die Presstische sind vereinfacht als ca. 15 Meter langer Tisch mit aufgesetztem Rand vorstellbar. Nach Zusammensetzen der Paneele wird eine vakuumdichte Plane über Paneele und Tisch gespannt und befestigt. Anschließend erfolgt Evakuierung über ein Rohrleitungssystem, das sich in dem aufgesetzten Rand befindet.

Presstisch Vakuum-Presstisch im evakuierten Zustand

Den Klebstoff trägt man bei dieser  Produktionsweise auf die waagerechten Flächen mit Handwalzen auf. Diese Applikationsgeräte haben einen Vorratsbehälter, aus dem der Klebstoff der Walze zugeführt wird. An senkrechten Flächen ist Spachtelauftrag üblich.

Wenn sich 6 Paneele (1 Paneel für die zwei Türen) für einen Anhänger in 3 Stunden fügen und verkleben lassen und die Presse nach 4 Stunden evakuiert ist, ist ein Klebstoff mit einer offenen Zeit von 4 Stunden einzusetzen. Der Presstisch wird dann nach Erreichen der Abbindezeit von 8 Stunden (nach Auftrag der letzten Klebstoffmenge) geöffnet, also 11 Stunden nach Produktionsbeginn. Jetzt steht 1 Stunde zum Entleeren der Presse und Reinigung zur Verfügung. Nach 12 Stunden kann dann erneut mit der Produktion von Paneelen auf diesem Presstisch begonnen werden. In 24 Stunden lassen sich somit auf einem Tisch 12 Paneele herstellen.

Da Schließen und Öffnen der Presse nicht so arbeitsintensive Produktionsschritte wie Fügen und Kleben sind, schließt in der vierten Stunde ein Teil der Arbeitskräfte den gerade gefüllten Presstisch, während die übrigen einen anderen Tisch entleeren. Nach 4 Stunden wechseln die Arbeitskräfte zu dem leeren Tisch und verkleben wiederum 6 Panneele in 4 Stunden.

Somit kann man in 24 Stunden an 3 Presstischen mit Arbeitskräften für 3 Schichten 36 Paneele  herstellen, wobei  die Arbeitskräfte  vollzeitlich  gebunden  sind  und   keine Leer- standzeiten der Presstische entstehen.

Der Klebstoff wird in Zweikomponenten-Mischanlagen im vorgegebenen Mischungs-verhältnis gemischt und in Eimer abgefüllt. Aus diesen werden dann in die Vorratsbehälter  der  Handwalzen  portionsweise  gefüllt. Da der  Klebstoff eine offene Zeit von 4 Stunden hat, kann aus einem Eimer ca. 1,5 Stunden gearbeitet werden. Danach ist die Topfzeit (Zeit, in der sich der Klebstoff ohne Fäden zu ziehen applizieren lässt)  abgelaufen, und  infolge der angestiegenen Viskosität lässt sich der Klebstoff nicht mehr verarbeiten. Auch für den Zusammenhang zwischen Topfzeit und offener Zeit ist eine Grobabschätzung möglich:

Topfzeit x 2,5 = offene Zeit

Da sich große Mengen auch langsam reagierender Klebstoffe wegen der Exothermie der  Urethanbildung  erwärmen,  ist  bei  dieser  Arbeitsweise die  praktische Topfzeit  immer etwas kürzer als in der Technischen Information angegeben.                                        

Bei Fertigung derartiger Paneele arbeitet man mit Klebstoffauftragsmengen von 200 bis 400 g/m². Bei Vakuumpressen ist wegen des Vakuums zwischen den Schichten mit Unter- drücken von ca. 0,04 MPa zu arbeiten. Bei größerer Reduzierung des Drucks werden bei Paneelen mit dünnen Deckschichten geringfügige Unebenheiten der darunter liegenden Schicht und die Entlüftungskanäle sichtbar.

Das in der Technischen Information vom Hersteller angegebene Mischungsverhältnis ist unbedingt einzuhalten und nach bestimmten Zeitabständen zu kontrollieren. Diese Zeiten sind im Rahmen der Qualitätssicherung festzulegen und die Ergebnisse zu fixieren. Die anzuwendende Bestimmungsmethode ist das sog. Auslitern. Dazu klemmt man sowohl Harz- als auch Härterleitung vor dem Mischer ab, entnimmt aus beiden Leitungen während einer festgelegten Zeit Produkt und wiegt beide Mengen. Bei Abweichungen ist die Anlage neu zu justieren.

Wird mit einer zu geringen Isocyanatmenge verklebt, kann die vorgegebene Zug- scherfestigkeit nicht erreicht werden. Die Klebfuge bleibt weich und klebrig. Bei einem Isocyanatüberschuss ist die Aussage nicht so eindeutig. Häufig nimmt bei zu großen Isocyanatmengen die Zugscherfestigkeit noch etwas zu. Gleichzeitig fällt aber die Bruchdehnung des Klebstoffs ab.


Mischungsverhaeltnis
 

Abhängigkeit der Zugscherfestigkeit und der Bruchdehnung von dem Mischungsverhältnis

Der beschriebene Handwalzenauftrag ist bei einigen Herstellern automatisiert worden. Der Klebstoff wird dann nach Mischung zu Düsen geleitet, die kammartig über der zu klebenden Fläche angeordnet sind. Die Paneele werden unter den Düsen auf Bändern transportiert. Nachdem der Paneelaufbau abgeschlossen ist, fährt man die Paneele in hydraulische Pressen. Bei dieser Produktionsweise sind einfache Pressen und Etagenpressen im Einsatz. Mit erstgenannten muss für eine effektive Produktion unbedingt Stapelpressung möglich sein. Spezifische Pressdrücke unter 0,1 MPa reichen in der Regel, um stoffschlüssigen Kontakt zwischen den Teilen bei guter Oberflächenästhetik herzustellen.

Dr. Lothar Thiele

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