CH637570A5 - Heiss verformbare kunstharz-schichtpressstoffplatte sowie verfahren zum heissverformen und zum herstellen der platte. - Google Patents

Heiss verformbare kunstharz-schichtpressstoffplatte sowie verfahren zum heissverformen und zum herstellen der platte. Download PDF

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CH637570A5
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Description

Die Erfindung betrifft eine heiss verformbare Kunstharz-Schichtpressstoffplatte gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Verfahren zum Heissverformen der Platte und ein Verfahren zum Herstellen der Platte gemäss Oberbegriff des Anspruchs 10.
Derartige Platten weisen oft eine dekorative Oberfläche auf und sind zum Herstellen von Gegenständen mit gerundeten Kanten geeignet. In der Möbelindustrie sowie bei der Herstellung von dekorativen Strukturen ist in den letzten Jahren eine wachsende Nachfrage nach Formen zu beobachten, die gerundete Kanten haben.
Für Strukturen dieser Art, die eine dekorative Oberfläche aufweisen, werden in zunehmendem Masse sogenannte Kunstharz-Schichtpressstoffplatten der «Postforming» Qualität verwendet. Sie werden nachstehend Postforming-Plat-ten genannt. Diese Platten bestehen aus mehreren miteinander heiss verpressten, mit duroplastischen Bindemitteln imprägnierten Trägerbahnen, insbesondere Papierbahnen, wobei diese Bindemittel nach dem Verpressen noch nicht völlig ausgehärtet sind, und können durch Erhitzen und Biegen über eine Schablone in ihre endgültige Form gebracht werden. Wegen der geringen Reissdehnung des imprägnierten Papiers sind dabei die erzielbaren Biegeradien nicht kleiner als etwa das 8- bis lOfache der Plattenstärke. Die Postfor-ming-Platten haben, mit aus diesem Grunde, in der Praxis eine Stärke von 0,8-1,2 mm und können in diesen Stärken für die meisten Zwecke nicht selbsttragend eingesetzt werden, sondern müssen im allgemeinen zuerst gebogen und dann auf einen entsprechend geformten Träger aufgeleimt werden.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Platte und der Verfahren der eingangs genannten Art, um die Nachteile bestehender Ausführungen zu vermeiden und um insbesondere mit Biegeradien von der Grösse der Plattenstärke verformen und die verformten Platten vorteilhaft als selbsttragende Konstruktionselemente verwenden zu können. Diese Aufgabe wird für die Platte der eingangs genannten Art erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1, für das eingangs genannte Verfahren zum Heissverformen der Platte durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 7 und für das eingangs genannte Verfahren zur Herstellung der Platte durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 10 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen der verformbaren Kunstharz-Schichtpressstoffplatte können mit den Merk5
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malen der Ansprüche 2 bis 6, vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens zum Heissverformen der Platte mit den Merkmalen der Ansprüche 8 und 9 und vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens zum Herstellen der verformbaren Platte mit den Merkmalen der Ansprüche 11 bis 15 erreicht werden.
Bevorzugte Ausführungsformen der Platte nach der Erfindung, ihrer Heissverformung und ihrer Herstellung sind nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 und 2 eine Kunstharz-Schichtpressstoffplatte im Querschnitt vor bzw. nach dem Heissverformen,
Fig. 3 und 4 einen Teil einer Biegeeinrichtung teilweise im Schnitt jeweils in zwei verschiedenen Arbeitsstellungen und
Fig. 5 und 6 einen Teil einer zweiten Biegeeinrichtung teilweise im Schnitt jeweils in zwei verschiedenen Arbeitsstellungen.
Zur Erläuterung werden hier folgende Bestandteile verwendet:
a) Dekorpapiere mit einem Flächengewicht von 100 g/m2, imprägniert mit einem Melaminharz mit einem Harzauftrag von etwa 140 g/m2.
b) Barriere-Papiere (180 g/m2) imprägniert mit Phenolharz mit einem Harzauftrag von ca. 70 g/m2.
c) Kernpapiere (180 g/m2) imprägniert mit Phenolharz mit ca. 70 g/m2 Harzauftrag.
d) Polyamid-Schmelzkleberfolie einer Stärke von 30 (im. Die zur Imprägnierung der Papiere verwendeten Harze sind jeweils sogenannte «Postforming Harze», die beim Heissverpressen der Platten nicht vollständig ausgehärtet werden.
Aus den genannten Elementen wird nun z.B. zur Herstellung einer 10 mm starken Platte ein symmetrisch aufgebauter Stapel verschlichtet, derart, dass die mit dem Mela-min- bzw. Phenolharz imprägnierten Papiere zehn Gruppen zu je fünf Papieren bilden, wobei zwischen benachbarten Gruppen jeweils eine Schmelzkleberfolie eingefügt ist. Die beiden äusseren Papierlagen-Gruppen enthalten - jeweils von der Stapeloberfläche ausgehend - ein Dekorpapier, ein Barrierepapier und drei Kernpapiere, während die inneren Gruppen aus je fünf Kernpapieren bestehen.
Der so verschlichtete Stapel wird nun in der bei der Kunstharz-Schichtpressstoffplattenherstellung üblichen Weise heiss verpresst, wodurch eine Platte entsteht, die aus mehreren aus den einzelnen Papierlagengruppen gebildeten Lamellen besteht, welche durch Schichten eines thermoplastischen Bindemittels untereinander verbunden sind. Dabei wird vorzugsweise mit einer Pressplattentemperatur gearbeitet, die niedriger liegt als die Schmelztemperatur des thermoplastischen Bindemittels, jedoch mindestens'gleich ist der Temperatur, bei der durch den Eintritt einer ausreichenden Erweichung eine einwandfreie Klebewirkung des Bindemittels gegeben ist. Bei dem gegebenen Beispiel betrug die Pressplattentemperatur etwa 130-140°C.
Fig. 1 zeigt einen Randbereich einer so hergestellten verformbaren Kunstharz-Schichtpressstoffplatte 1 im Schnitt. Für das Abwinkein einer Randzone der Platte 1 wird ein Biegebereich 2 und die abzuwinkelnde Randzone 3 auf eine Temperatur über der Erweichungstemperatur der die einzelnen Lamellen 4 verbindenden Bindemittelschichten 5, bei der vorstehend beschriebenen Platte auf 160-170 °C, erwärmt und die Platte 1 danach, wie später noch näher erläutert werden wird, in einer Biegevorrichtung z. B. um 90° abgewinkelt, so dass der Plattenrand schliesslich die in Fig. 2 dargestellte Form annimmt.
Die Fig. 3 und 4 zeigen, jeweils in Teildarstellung schematisch im Schnitt, die zur Durchführung einer Variante des
Biegeverfahrens verwendete Biegevorrichtung in zwei verschiedene Phasen des Biegevorganges.
Die Biegevorrichtung enthält an einem Gestell - und mit diesem fest verbunden - einen Auflagetisch 6 und einen Bie-gedorn 7, ferner einen am Gestell drehbar gelagerten Biegeknebel 8 mit Biegeplatte 9 und Gleitfutter 10, eine im Gestell einstellbaf befestigte Gegendruckplatte 11, sowie einen durch hydraulische Zylinder 12 bewegbaren leistenförmigen Pressstempel 13. Biegedorn 7, Gegendruckplatte 11 und Pressstempel 13 sind hohl ausgebildet und werden von einem Kühlmedium durchflössen.
Zur Durchführung der Biegung wird die Platte, wie anhand von Fig. 1 dargelegt, zunächst in einem Randbereich erwärmt und wie aus Fig. 3 ersichtlich, mit dem erwärmten Randbereich in die Biegevorrichtung eingebracht. Nun wird der Biegeknebel 8 im Sinne des Pfeiles 14 in die in Fig. 4 gezeigte Stellung gedreht. Dabei erfolgt die Biegung der Platte 1 im Zusammenwirken von Biegedorn 7 und der mit dem Gleitfutter 10 versehenen Biegeplatte 9. Wegen der Erweichung der Bindemittelschichten 5 können die einzelnen Lamellen 4 dabei ungehindert in Richtung der Plattenoberfläche gegeneinander abgleiten. Nach erfolgtem Verschwenken des Biegeknebels 8 wird einerseits die abgewinkelte Randzone der Platte zunächst zwischen dem Gleitfutter 10 der Biegeplatte 9 und der Gegendruckplatte 11 unter leichter Flächenpressung festgehalten und anderseits durch Ausfahren der hydraulischen Zylinder 12 der leistenförmige Pressstempel 13 gegen die konvexe Oberfläche des gebogenen Plattenbereichs gepresst.
In diesem in Fig. 4 gezeigten Zustand, in welchem der für das Verformen erwärmte Randbereich der Platte nach dem Abwinkein in einer Form gehalten wird, das ein Auftrennen der Bindemittelfugen verhindert, lässt man den erwärmten Plattenbereich zumindest bis zur Wiederverfestigung des thermoplastischen Bindemittels abkühlen. Die Abkühlung wird dabei durch das im Biegedorn 7, in der Gegendruckplatte 11 sowie in dem leistenförmigen Pressstempel 13 zirkulierende Kühlmedium beschleunigt.
Nach erfolgtem Abkühlen wird der Pressstempel 13 zurückgezogen, durch geringes Gegenschwenken des Biegeknebels entsprechend dem Pfeil 16 die Pressung der abgewinkelten Zone aufgehoben und die Platte schliesslich in Richtung des Pfeiles 17 von der Biegevorrichtung abgehoben.
In weiterer Ausfertigung der abgewinkelten Platte wird der durch das gegenseitige Gleiten der Lamellen 4 entstehende abgestufte Rand 18 (siehe Fig. 2) danach im allgemeinen durch Besäumen entfernt.
Eine andere spezielle Art des Heiss-Verformens der erfin-dungsgemässen Kunstharzschichtpressstoffplatten sei nun anhand der Fig. 5 und 6 erläutert, die jeweils in einer Teildarstellung im Schnitt, die zugehörige Biegevorrichtung in zwei verschiedene Phasen des Biegevorganges darstellen.
Die Biegevorrichtung umfasst eine Phase, an deren Pressengestell 19 der von einem Kühlmedium durchflossene untere Teil 20 eines Biegewerkzeuges montiert ist, deren Biegefläche 21 (in seiner allgemeinen Bedeutung) zylindermantel-förmig ausgebildet ist, mit Erzeugenden der Mantelfläche, die senkrecht zur Querschnittsebene verlaufen. An dem Pressengestell 19 ist ferner noch ein Plattenzuführungstisch 22 für die zu verformende Platte 23 sowie ein vertikal absenkbarer Plattenniederhalter 24 vorgesehen. Der vertikal absenkbare Pressstempel 25 trägt den ebenfalls gekühlten oberen Teil 26 des Biegewerkzeuges der - analog zum Teil 20 -ebenfalls eine zylindermantelförmige Biegefläche 27 aufweist.
Zur Durchführung der Biegung wird die Platte 23 in einem (in den Figuren nicht dargestellten) ersten Verfahrensschritt in einem streifenförmigen Verformungsbereich auf
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160-170 ~C erwärmt, danach auf dem Plattentisch in Richtung des Pfeiles 28 in das Biegewerkzeug eingeschoben, so dass der erwärmte streifenförmige Verformungsbereich 29 in die in Fig. 5 gezeigte Position kommt. Die seitlichen Begrenzungen 30 des Verformungsbereiches 29 verlaufen dabei etwa senkrecht zur Querschnittsebene.
Nun wird der Pressstempel 25 abgesenkt und dabei die Platte 23 an den gekrümmten Biegeflächenbereichen 31 bzw. 32 gebogen und schliesslich, in der in Fig. 6 dargestellten Endphase, zwischen den beiden Biegeflächen 21 und 27, die nun als Formhalteorgane dienen, bis zum Wiedererstarren des in der Platte 23 enthaltenen thermoplastischen Bindemittels festgehalten. Die Konturen der Querschnitte der beiden Biegeflächen 21 und 27 sind so ausgebildet, dass sie in der in Fig. 6 dargestellten Position zueinander parallele Kurven
4
bilden (d.h., dass sie dieselben Krümmungsmittelpunkte haben), derart, dass in der erwähnten Abkühlphase die Platte 23' auch im Verformungsbereich auf konstanter Dicke gehalten wird. Durch die beschriebene Form der Biegeflächen
5 21 und 27 und dadurch, dass im Querschnitt die Plattenkonturen an beiden Begrenzungen des Biegebereiches dieselbe Richtung haben, wird erreicht, dass die jeweiligen Gesamtlängen der verformten Lamellenbereiche von Lamelle zu Lamelle gleich gross sind und daher im gebogenen Zustand in io der Platte zwischen den Lamellen keine Schubspannungen auftreten können.
Nach erfolgter Abkühlung wird die Presse geöffnet, der Plattenniederhalter 24 gelöst und die fertig verformte Platte 23' in Richtung des Pfeiles 28 aus der Biegevorrichtung aus-i5 gebracht.
s
2 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

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1. Heiss verformbare Kunstharz-Schichtpressstoffplatte, die aus mehreren miteinander verpressten, nicht völlig ausgehärtete duroplastische Bindemittel enthaltenden Trägerbahnen aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus mehreren Einzellamellen (4) aufgebaut ist, von denen jede für sich aus einer oder mehreren die duroplastischen Bindemittel enthaltenden Trägerbahnen gebildet ist, sowie aus zwischen den Einzellamellen angeordneten Schichten (5) aus thermoplastischen Bindemitteln.
2. Schichtpressstoffplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Bindemittel ein nicht härtender Schmelzkleber ist.
2
PATENTANSPRÜCHE
3. Schichtpressstoffplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzkleber einer auf Basis von Polyamid ist.
4. Schichtpressstoffplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Bindemittel eines auf Basis von Novolak ist.
5. Schichtpressstoffplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Bindemittel aus einem Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer besteht.
6. Schichtpressstoffplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Bindemittel aus einem Polyester besteht.
7. Verfahren zum Heissverformen einer Kunstharz-Schichtpressstoffplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte mindestens in einem zu verformenden Bereich auf einer Temperatur gleich der/oder höher als die Schmelztemperatur des thermoplastischen Bindemittels gebracht und die Platte hierauf innerhalb des zu verformenden Bereiches um mindestens eine zylindrische Fläche gebogen wird, wobei in dem zu verformenden Bereich die Einzellamellen der Platte sich in Richtung der Plattenoberfläche gegeneinander verschieben, dass nach Beendigung des Biegevorganges die Platte abgekühlt und dass während und/oder nach dem Verformen mindestens bis zum Wiedererstarren des Bindemittels während des Abkühlens ein Auftrennen der Bindemittelfugen verhindert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, durch Abwinkein einer Randzone der Platte, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte innerhalb des die Biegung und die abzuwinkelnde Randzone der Platte aufnehmenden Bereiches auf die Temperatur erwärmt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte in dem zu verformenden Bereich erwärmt wird, der zwei zueinander mindestens im wesentlichen parallele zwischen den Plattenrändern liegende Begrenzungen aufweist, dass die Platte im zu verformenden Bereich um zwei zylindrische Flächen gebogen wird, deren Erzeugende zueinander bzw. zu den parallelen Begrenzungen des zu verformenden Bereiches parallel sind, wobei mindestens nach Beendigung des Biegevorganges, jeweils in einem senkrecht zu den Erzeugenden verlaufendem Querschnitt, einerseits an jeder der beiden Querschnittskonturen die Summe der durch die Verformung erzeugten Richtungsänderungen gleich Null ist und, anderseits, die Gesamtlängen der verformten Lamellenbereiche von Lamelle zu Lamelle gleich gross sind.
10. Verfahren zum Herstellen der heiss verformbaren Kunstharz-Schichtpressstoffplatte nach Anspruch 1 durch Heiss-Verpressen von einen Stapel bildenden Schichten, welche mit duroplastischen Bindemitteln imprägnierte Trägerbahnen umfassen, wobei die Heisspresstemperatur niedriger ist als die vorgesehene Verformungstemperatur, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Stapel zwischen mehrere Lagen, die jeweils eine oder mehrere der mit duroplastischen Bindemitteln imprägnierten Trägerbahnen umfassen, Schichten (5) aus thermoplastischen Bindemitteln gelegt werden, deren
Schmelztemperaturen gleich der/oder niedriger als die Verformungstemperatur sind, und dass diese Lagen unter dem Heiss-Verpressen zu Einzellamellen (4) verbunden werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als thermoplastisches Bindemittel ein nicht härtender Schmelzkleber verwendet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzkleber einer auf Basis von Polyamid ist.
13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als thermoplastisches Bindemittel eines auf Basis von Novolak verwendet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als thermoplastisches Bindemittel ein Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer verwendet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als thermoplastisches Bindemittel ein Polyester verwendet wird.
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