AT371405B

AT371405B - Verfahren zur herstellung eines an der oberflaeche verkleideten produktes und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: AT371405B
Application number: AT0084681A
Authority: AT
Inventors: Gabor Dipl Ing Suemeghi
Original assignee: Iv Ker Epitoipari Szoevetkezet
Priority date: 1981-02-24
Filing date: 1981-02-24
Publication date: 1983-06-27
Also published as: ATA84681A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines an der Oberfläche ver- kleideten Produktes.

In der Kunststoffindustrie werden nach bekannten Verfahren Oberflächenverkleidungen so hergestellt, dass Kunststoffe durch Wärmeeinwirkung geschmolzen und mit Farbstoffen versehen wer- den, wobei aus diesen Gemischen durch Extrudieren stangen- oder lattenförmige Produkte gefertigt werden, die gerade und/oder bogenförmig sind und zur Oberflächenverkleidung verwendet werden können.

Bekannt ist auch eine Variante des Verfahrens, bei welcher einzelne Chargen der zum Extrudieren vorgesehener Schmelze mit verschiedenen Farben gefärbt und vor dem Extrudieren so vereinigt wer- den, dass das erhaltene stangen- oder lattenförmige Material eine eigenartige, der Maserung des
Holzes ähnliche Musterung zeigt. Der Nachteil dieses Verfahrens ist, dass die Oberfläche des er- haltenen Produktes monoton wirkt und daher nur bescheideneren ästhetischen Ansprüchen genügt.

Hingegen hat das Verfahren den Vorteil, dass die aus dem Kunststoff, vorzugsweise aus Hart-PVC extrudierten Produkte massgenau sind, eine hohe Festigkeit besitzen und auch nicht zu Massver- änderungen oder zum Werfen neigen.

Auch aus der Holzindustrie sind Verfahren bekannt, bei denen aus der Schnittholzware lange
Latten geschnitten und gehobelt werden, wonach in die Oberfläche der Werkstücke verschiedene
Muster geschnitten und diese Oberflächen mit einem durchscheinenden Lack überzogen werden. Die- ses Verfahren hat auch einen Nachteil, da man aus dem wertvollsten und zugleich ästhetisch wir- kenden Holz der nur kurzstammigen Baumarten bloss kurze, kaum 3 m lange Latten fertigen kann.

Überdies entsteht bei der Bearbeitung, wie beim Hobeln und Fräsen, ein grosser Materialverlust, dessen Menge oft mehr als 40% des Ausgangsmaterials betragen kann. Daher ist das aus wertvollem
Hartholz, z. B. Eiche, Nuss, Kirsch usw. gefertigte Schnittmaterial, etwa Wandverkleidungsleisten, ausserordentlich teuer. Überdies ist ein grosser Teil der Endprodukte nicht einwandfrei, sei es im Bezug auf die Oberflächenqualität, sei es, dass sich das Holz später unter dem Einfluss von Feuchtigkeit wirft. Leisten oder Latten von wesentlich mehr als 2,5 m lassen sich in grossen Mengen überhaupt nicht herstellen.

Bekannt ist es auch, Naturholz von mässiger Qualität durch technisch und ästhetisch hochwertige Holzfurniere zu verkleiden, wobei Klebeverfahren verwendet werden. Nachteilig ist, dass sich die einzelnen Holzschichten verschieden ausdehnen und so das verwerfungsfreie Verkleiden längerer Werkstücke nur schwer möglich ist. Auch kann das ungleichmässige Einwirken von Feuchtigkeit zu Deformationen führen. Derartige Vorschläge sind z. B. aus dem Buch "Möbelbau", Roland Siebert, 2. Auflage, Leipzig, DDR, bekannt.

Die Kosten des ohnedies kostspieligen Verfahrens werden weiters dadurch erhöht, dass das Holz beidseitig furniert werden muss, um ein Werfen bei Auftreten von Feuchtigkeit zu verhindern. Überhaupt neigen die Grundschichten aus Holz oder Kunststoff, welche für die Festigkeit und Formbeständigkeit des Möbelstücks od. dgl. massgebend sind, immer zu Deformationen und die Verwendung von Beschichtungen bringt immer Probleme, gleich ob es sich um Kunststoffe oder um Holzfurniere handelt.

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines an der Oberfläche verkleideten Produktes zu schaffen, dessen Endprodukt nicht mit den oberwähnten Nachteilen behaftet ist.

Dieses Ziel lässt sich mit einem Verfahren zur Herstellung eines an der Oberfläche verkleide- ten Produktes erreichen, welches erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet ist, dass aus einem Holzfurnier ein Band zugerichtet wird, dessen Breite jener eines zu bedeckenden Trägerstückes entspricht, danach dieses Furnierband durch Tränkung oder Ammoniak-Behandlung erweicht sowie zweckmässig mit einem brandverhindernden Mittel behandelt und auf diese Weise zu seiner Vereinigung mit dem Trägerstück vorbereitet wird, wonach zwischen das Holzfurnierband und das Trägerstück durch Walzen, Giessen oder Streuen vorzugsweise ein durch Wärmebehandlung erweichender Kunststoffklebstoff/Schmelzklebstoff oder in Toluol/Äthylazetat gelöster Kunstgummi-Klebstoff aufgetragen wird, das auf diese Weise vorbereitete.

Holzfurnierband auf die Oberfläche des kompakt oder als Hohlkörper, aus Kunststoff extrudierten, stangen- bzw. lattenförmigen, z. B. aus Hart-PVC gefertigten Trägerstückes aufgetragen wird, darauf das Werkstück der Einwirkung von Druckrollen und/oder in geschlossenem Raum den Schwingungsbewegungen eines Impulsators ausgesetzt wird, letzterer aber mit einem wärme-und druckübertragenden, in Negativform ausgebildeten Druckkopf versehen ist, während im geschlossenen Raum die Lufttemperatur, ihre Strömungsgeschwindigkeit

und der relative Wassergehalt reguliert und damit das Beseitigen der Klebstoffwärme oder des Löse- mitteldampfes so sehr beschleunigt wird, dass dabei die Festigkeit der zu überziehenden Oberfläche bzw.

der Trägerschicht des extrudierten Kunststoffproduktes nicht vermindert wird, und dadurch das deformationslose, kontinuierlich fortschreitende Aufkleben des Holzfurniers auf die zu über- ziehende Oberfläche gesichert ist.

Eine zweckmässige Weiterbildung des erfindungsgemässen Verfahrens ergibt sich, wenn die
Menge des auf das Trägerstück aufgetragenen Schmelzklebstoffes 30 bis 70 g/m2, seine Temperatur
180 bis 240 C, die Temperatur der Luft im geschlossenen Raum 18 bis 25 C, die Luftgeschwindigkeit
5 bis 8 m/s, die Schwingungsfrequenz des Impulsator-Druckkopfes 10 bis 15 s, die Vorschubge- schwindigkeit des Produktes 18 bis 25 m/min und dabei die Stärke der Trägerschicht des Träger- stückes aus Hart-PVC 0,7 bis 1,3 mm gewählt wird.

Eine andere vorteilhafte Ausbildung des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass die Menge des auf das Kunststoff-Trägerstück aufgetragenen Kunststoff-Klebstoffes 130 bis 150 g/m', der Lösungsmittelgehalt 60 bis 75%, die Lufttemperatur im geschlossenen Raum 25 bis 50 C, der relative Wassergehalt 30 bis 35%, die Luftgeschwindigkeit 2 bis 5 m/s, die Temperatur des Impul- sator-Druckkopfes 50 bis 100 C, die Schwingungszahl 10 bis 50 m/s, die Vorschubgeschwindigkeit des Trägerstückes 12 bis 18 m/min und dabei die Stärke der Trägerschicht des Trägerstückes aus Hart-PVC 0,8 bis 1,5 mm gewählt wird.

Eine Vorrichtung, die sich zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens eignet, ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Pulsator aufweist, welcher mit einer Einheit für magnetische oder mechanische Schwingungserregung ausgestaltet ist, sowie daran mit einer Druckstange anschliessend einen beheizbaren Druckkopf besitzt, wobei die Druck und Wärme übertragende aktive Fläche des Druckkopfes im Vergleich zur Oberfläche des zu überziehenden Trägerstückes als Negativform ausgebildet ist.

Insbesondere zum Beschichten von nicht ebenen Trägerstücken empfiehlt es sich, eine Vorrichtung zu verwenden, bei welcher die druck-und wärmeübertragende Oberfläche des Druckkopfes auf der Eingangsseite entlang der längsgerichteten Erzeugenden eine Abschrägung mit variablen Winkelwerten aufweist, bei welcher der grösste Winkelwert auf die Längsachse der Arbeitsstück- oberflächen entfällt und zweckmässig 15 bis 20 beträgt, wobei der Winkelwert der Abschrägung zu den Rändern hin allmählich abnimmt, und als Minimalwert am Rande zweckmässig 70 beträgt.

Die Güte der Verklebung kann weiters verbessert werden, wenn die Impulsatorachse in der Vorschubrichtung verschwenkbar ist, und die Horizontalkomponente der Vibrationsbewegung mit der Vorschubgeschwindigkeit abstimmbar ist.

Soll ein Verkleiden nicht nur an einer Ebene, sondern beispielsweise auch an den Ecken und Kanten eines Werkstücks erfolgen, so empfiehlt sich die Verwendung einer Vorrichtung, bei welcher über und/oder hintereinander mehrere Pulsatoren angeordnet sind zur gleichzeitigen Bearbeitung der Blattfläche sowie auch der Seiten und Ränder des Trägerstückes.

Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht die Vereinigung von Holz und Kunststoff in einer neuen Weise, die nicht mit den bisherigen Beschränkungen behaftet ist, und ergibt ein neues Produkt mit vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten. Der Grundstoff dieses Produktes besteht aus Kunststoff, der gegen Feuchtigkeit im wesentlichen unempfindlich ist, und seine Mass- und Formbeständigkeit beibehält, und bei der Beschichtung Holz nur in geringen Mengen, nämlich in einer Dicke von etwa 0, 5 bis 0, 8 mm, verwendet werden muss. Das Produkt, welches man nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhält, bietet einen homogenen und ästhetisch günstigen Eindruck. Das Produkt hat den Vorteil, dass es mit sehr geringen Masstoleranzen, z.

B. typisch : t 0, 2 bis 0, 3 mm gefertigt werden kann und keine Beschränkung hinsichtlich der Länge vorliegt. Es können auch kurze, stark zum Verwerfen neigende, doch ästhetisch hochwertige Holzarten verwendet werden. Nach den bekannten Verfahren konnten beispielsweise Latten, bei welchen das Verhältnis der Breite zur Länge den Wert À = 1/60 überschreitet, nicht hergestellt werden. Nach der Erfindung sind jedoch Latten bzw. längliche Gegenstände herstellbar, bei denen auch der Wert À = 1/100 überschritten werden kann, ohne dass die Massbeständigkeit beeinträchtigt wird.

Beim Beschichten des Trägerstückes aus Kunststoff mit dem Holzfurnier muss nicht nur aus dem Holzfurnier das zu dessen Erweichen vorher verwendete Wasser wieder entfernt werden, es

muss auch das im Klebemittel vorhandene Wasser oder das Lösungsmittel ausgetrieben werden. Für die gute Qualität des Endproduktes ist wesentlich, dass beide dieser Verdunstungsprozesse zum gleichen Zeitpunkt erfolgen und rasch beendet werden. Soferne ebenflächiges Material beschichtet werden soll, kann das Erweichen des Holzfurniers mit Wasser vermieden werden und man muss nur für die schnelle Beseitigung des Klebstofflösungsmittels sorgen.

Falls als Klebstoff ein schmelzender Stoff verwendet wird, muss eine rasche Abkühlung dieses Stoffes gesichert sein, um eine Festigkeitsverminderung der dünnwandigen Trägerschicht des Trägerstückes durch Einwirkung von Wärme zu vermeiden. Eine dünne Trägerschicht, die den Einsatz von wenig Material erfordert, kann auch nur angewendet werden, wenn bei dem Verfahren die Wärme des erhitzten Klebstoffes (zirka 180 bis 240 C) rasch abgeleitet wird.

Bei den bekannten Furnierverfahren der Holzindustrie folgt das Kleben mit Hilfe von Kontaktklebern und die Ableitung der Feuchtigkeit des Furniers bzw. des Lösungsmittels aus dem Klebstoff bereitet keine technischen Schwierigkeiten, da die starke Holzschicht die Dämpfe ohne Schwierigkeiten aufnehmen und allfällig auch eine grössere Wärmemenge ableiten kann. Die Dauer des längeren der beiden Verdampfungsprozesse (Wasser aus dem Furnier, Lösungsmittel aus dem Kleber) bestimmt hiebei die Dauer des Verpressens des Furniers mit dem Holzgrundkörper.
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über einen Einlass --6-- eintretenden und über einen Auslass --7- austretenden Luftstrom durchflossen ist.

Dieser Luftstrom dient dazu, die Lösungsmitteldämpfe bzw. die Wärme abzuführen.
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aus die Schwingungen über eine Druckstange-12-an einen Druckkopf --14-- weitergeleitet werden. Die aktive Fläche --15-- des Druckkopfes --14-- weist die Negativform des herzustellenden Gegenstandes auf. Der Druckkopf --14-- ist weiters mit einer Heizeinheit-17-, z. B. einer elektrischen Widerstandsheizung versehen, die in Bohrungen --16-- eingesetzt ist. Über flexible Anschlussleitun- gen --18-- ist die Heizeinheit mit der Speiseleitung --19-- des Pulsators --13-- verbunden. Unter
Einwirkung der Schwingungen des beheizten Druckkopfes --14-- bei gleichzeitiger Ableitung der während des Verfahrens auftretenden Lösungsmittel bzw. Wasserdämpfe wird das Furnierband mit dem Trägerstück --1-- verbunden.

Sollen Trägerstücke beschichtet werden, die eine gekrümmte Oberfläche aufweisen, so weist der Druckkopf --14-- an seiner dem einlaufenden Material zugekehrten Vorderseite der aktiven
Fläche --15-- eine Abschrägung --20-- auf, die am stärksten, nämlich unter einem Winkel (11'von vorzugsweise 15 bis 20 im Bereich der Längsachse geneigt ist, hingegen an den Rändern --22-- unter einem geringeren Winkel a,,, beispielsweise von 7 , gegen die Ebene der Materialführung verläuft (Fig. 2). Auf diese Weise beginnt die Verbindung des Furnierbandes mit dem Trägerstück im Bereich der Längsachse des Druckkopfes und schreitet von dort gegen die Ränder zu, so dass ein vollflächiges Verkleben ohne Einschluss von Luftblasen gewährleistet ist.

Zu den Vorteilen der Erfindung zählt, dass zufolge der Vibrationsbehandlung im Gegensatz zu den bekannten Verfahren auch dünnwandige und hohle Trägerstücke aus Kunststoff beschichtet werden können, ohne dass diese deformiert werden. Dies liegt daran, dass das Kunststoffträger- stück-l-den Schwingungsimpulsen des Pulsators elastisch folgen kann, ohne dass es zu einem plastischen Fliessen käme. Durch Austauschen des Druckkopfes gegen einen Kopf mit anderer Formgebung können ohne besondere Maschinenumstellung Trägerstücke mit verschiedener Form beschichtet werden. Auch ist erwähnenswert, dass die bekannten Verfahren eine baulich viel längere Maschinenkonstruktion erfordern. Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Werkstücke können vielfältige Anwendung finden, so z.

B. als Möbelwerkstoff oder als Werkstoff in der Bauwirtschaft.

Die Feuerfestigkeit der Werkstücke kann dadurch erhöht werden, dass entweder als Klebemittel ein feuerhemmender Stoff verwendet wird oder dass das Furnierband mit einem feuerhemmenden Mittel imprägniert wird. In der Praxis haben sich bei Strömungsgeschwindigkeiten der Luft im geschlossenen Raum 5 von 2 bis 8 m/s und einer Vorschubgeschwindigkeit der Trägerstücke-l-von 12 bis 25 m/min sehr gute Erfolge gezeigt.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung eines an der Oberfläche verkleideten Produktes, dadurch gekennzeichnet, dass aus einem Holzfurnier ein Band zugerichtet wird, dessen Breite jener eines zu bedeckenden Trägerstückes (1) entspricht, danach dieses Furnierband durch Tränkung oder Ammoniak- - Behandlung erweicht sowie zweckmässig mit einem brandverhindernden Mittel behandelt und auf diese Weise zu seiner Vereinigung mit dem Trägerstück vorbereitet wird, wonach zwischen das Holzfurnierband und das Trägerstück durch Walzen, Giessen oder Streuen vorzugsweise ein durch Wärmebehandlung erweichender Kunststoffklebstoff/Schmelzklebstoff oder in Toluol/Äthylacetat gelöster Kunstgummi-Klebstoff aufgetragen wird, das auf diese Weise vorbereitete Holzfurnierband (9) auf die Oberfläche des kompakt oder als Hohlkörper, aus Kunststoff extrudierten, stangen- bzw.

lattenförmigen, z. B. aus Hart-PVC gefertigen Trägerstückes (1) aufgetragen wird, darauf das Werkstück der Einwirkung von Druckrollen und/oder in geschlossenem Raum den Schwingungsbewegungen eines Impulsators ausgesetzt wird, letzterer aber mit einem wärme- und druckübertragenden, in Negativ- <Desc/Clms Page number 5> form ausgebildeten Druckkopf versehen ist, während im geschlossenen Raum die Lufttemperatur, ihre Strömungsgeschwindigkeit und der relative Wassergehalt reguliert und damit das Beseitigen der Klebstoffwärme oder des Lösemitteldampfes so sehr beschleunigt wird, dass dabei die Festigkeit der zu überziehenden Oberfläche bzw.

der Trägerschicht des extrudierten Kunststoffproduktes nicht vermindert wird, und dadurch das deformationslose, kontinuierlich fortschreitende Aufkleben des Holzfurniers auf der zu überziehenden Oberfläche gesichert ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des auf das Trägerstück (1) aufgetragenen Schmelzklebstoffes 30 bis 70 g/m2, seine Temperatur 180 bis 240 C, die Temperatur der Luft im geschlossenen Raum (5) 18 bis 25OC, die Luftgeschwindigkeit 5 bis 8 m/s, die Schwingungsfrequenz des Impulsator-Druckkopfes 10 bis 15 s, die Vorschubgeschwindigkeit des Produktes 18 bis 25 m/min und dabei die Stärke der Trägerschicht des Trägerstückes (1) aus Hart-PVC 0,7 bis 1,3 mm gewählt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des auf das Kunststoff-Trägerstück (1) aufgetragenen Kunststoff-Klebstoffes 130 bis 150 g/m2, der Lösungsmittelgehalt 60 bis 75%, die Lufttemperatur im geschlossenen Raum (5) 25 bis 50 C, der relative Wassergehalt 30 bis 35%, die Luftgeschwindigkeit 2 bis 5 m/s, die Temperatur des Impulsator-Druckkopfes 50 bis 100 C, die Schwingungszahl 10 bis 50/s, die Vorschubgeschwindigkeit des Trägerstückes (1) 12 bis 18 m/min und dabei die Stärke der Trägerschicht des Trägerstückes (1) aus Hart-PVC 0, 8 bis 1,5 mm gewählt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Pulsator (13) aufweist, welcher mit einer Einheit für magnetische oder mechanische Schwingungserregung (11) ausgestattet ist, sowie daran mit einer Druckstange (12) anschliessend einen beheizbaren Druckkopf (14) besitzt, wobei die Druck und Wärme übertragende aktive Fläche (15) des Druckkopfes (14) im Vergleich zur Oberfläche des zu überziehenden Trägerstückes (1) als Negativform ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die druck-und wärmeübertra- gende Oberfläche des Druckkopfes (15) auf der Eingangsseite entlang der längsgerichteten Erzeugenden eine Abschrägung (20) mit variablen Winkelwerten aufweist, bei welcher der grösste Winkelwert (a,) auf die Längsachse (21) der Arbeitsstückoberflächen entfällt und zweckmässig 15 bis 200 beträgt, wobei der Winkelwert der Abschrägung zu den Rändern hin allmählich abnimmt, und als Minimalwert (ce2) am Rande (22) zweckmässig 70 beträgt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsatorachse in der Vorschubrichtung verschwenkbar ist, und die Horizontalkomponente der Vibrationsbewegung mit der Vorschubgeschwindigkeit abstimmbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass über und/oder hintereinander mehrere Pulsatoren (13) angeordnet sind zur gleichzeitigen Bearbeitung der Blattflächen, sowie auch der Seiten und Ränder des Trägerstückes (1).