DE10034374A1

DE10034374A1 - Preßpolster hoher Wärmeleitfähigkeit

Info

Publication number: DE10034374A1
Application number: DE2000134374
Authority: DE
Original assignee: EUMUCO MASCHINENFABRIK GmbH
Current assignee: EUMUCO MASCHINENFABRIK GmbH
Priority date: 2000-07-14
Filing date: 2000-07-14
Publication date: 2002-01-31

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Preßpolsters auf Basis eines mit Silikonmasse beschichteten Metallgewebes, welches die folgenden Schritte aufweist: DOLLAR A a) Bereitstellen eines Metallgewebes, DOLLAR A b) Bereitstellen einer hitzehärtbaren Silikonmasse mit einem Gehalt von 50 bis 80 Gew.-% Metallpulver, DOLLAR A c) Einstellen der Silikonmasse auf eine Viskosität im Bereich von 85000 bis 105000 mPaÈs bei 20 DEG C, DOLLAR A d) Beschichten des Metallgewebes von der Oberseite her bis zu einer Gesamtdicke von 1,5 bis 2,2 mm bei gleicher Verteilung auf die Ober- und Unterseite, DOLLAR A e) thermisches Aushärten des Polsters bei einer Temperatur im Bereich von 100 bis 180 DEG C über 2 bis 5 min, sowie DOLLAR A f) gegebenenfalls Schneiden nach Bearbeiten der Polsterränder.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Preßpolstern auf Basis von mit Silikonmasse beschichteten Metallgeweben, die insbesondere für Kurztaktpressen zur Beschichtung von Spanplatten geeignet sind. Die erfindungsgemäß hergestellten Preßpolster zeichnen sich durch eine hohe Wärmeleitfähigkeit aus.

Preßpolster werden bei der Herstellung von mehrschichtigen Platten, insbeson dere beschichteten Holzwerkstoffplatten eingesetzt. Bei den Holzwerkstoff platten kann es sich beispielsweise um Spanplatten, Faserplatten, Sperrholz platten, Tischlerplatten und dergleichen handeln, die mit Kunstharzfilmen bei Trocken- oder Naßverleimung unter Anwendung von Druck und Temperatur be schichtet werden.

Preßpolster haben die Aufgabe, Unebenheiten innerhalb der Plattenprodukte und Ungenauigkeiten im Preßraum auszugleichen, so daß der erforderliche Preßdruck über die Produktoberfläche an allen Punkten im wesentlichen gleich ist und dadurch eine gleichmäßige Fertigproduktoberfläche erreicht wird. Die Druckkompensation erfolgt dabei zwischen einer Heizplatte und einem an dem herzustellenden Produkt anliegenden Preßblech. Unabhängig von ihrer Auf gabe, Unebenheiten auszugleichen, müssen demzufolge die Preßpolster aus einem Material hergestellt werden, das Wärme besonders gut weiterleitet.

Bekannte Preßpolster bestehen aus einem Gewebe, das aus textilen, minera lischen oder metallischen Fasern gefertigt sein kann und einer auf das Gewebe (DE-A-26 27 442) oder einzelne Fasern (US-A-5 855 733) aufgebrachten Beschichtung, zumeist aus Silikongummi. Zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit ist es üblich, das Preßpolster mit metallischen Zuschlägen, insbesondere Kupfer- und Aluminiumpulver (DE-A-23 19 593), zu füllen. Silikongummi und Gewebematte bringen dabei die notwendige Elastizität und Spannung des Gewebes ein, die Metallfüllung und gegebenenfalls der Metallanteil des Gewebes Masse und Wärmeleitfähigkeit.

Entscheidend sind zum einen die Abstimmung der Mischungsverhältnisse aus Silikongummimatrix und metallischer Füllung und zum anderen das Her stellungsverfahren, bei dem es darauf ankommt, eine möglichst gleichmäßige Beschichtung ohne Poren und Lufteinflüssen herbeizuführen. Insbesondere Lufteinflüsse sind geeignet, die durch eine hohe Metallfüllung erreichte Wärme leitfähigkeit wieder zunichte zu machen.

Die Verwendung eines zentralen Gewebes ist für die Festigkeit der Matte einer seits sowie für ihr Anschmiegverhalten andererseits von großer Bedeutung. Unter Anschmiegverhalten wird auch die der Matte durch das Gewebe ver liehene Elastizität, Geschmeidigkeit und Schnellkraft verstanden. Andererseits stellen die Maschen des Gewebes einen Ort für Luftansammlungen dar, die auch bei sorgfältiger Beschichtung bislang nicht vermieden werden konnten.

Die Wärmeleitfähigkeit der Preßpolster ist für moderne Herstellungsverfahren von entscheidender Bedeutung. In Preßverfahren mit hoher Taktfolge (Kurztaktpreßverfahren) ist es erforderlich, Temperaturen von bis zu 230°C in einer möglichst kurzen Zeit von der Heizplatte auf das Preßblech zu transferieren. Es besteht eine Tendenz zur weiteren Verkürzung der Taktzeiten.

Angesichts dieser Anforderungen besteht ein Bedarf an Preßpolstern mit ver besserter Wärmeleitfähigkeit, insbesondere einer Wärmeleitfähigkeit von mehr als 0,2 W/mK.

Da bezüglich der Materialien für die Herstellung von Preßpolsterplatten keine weiteren Verbesserungen zu erwarten sind - ein höherer Füllungsgrad des dabei verwandten Silikons mit Metall ist kaum zu erreichen - sind weitere Verbesserungen der Wärmeleitfähigkeit nur über eine Optimierung der Produktstruktur zu erwarten. Insbesondere gilt dies für die Vermeidung von Lufteinschlüssen, einer Vergleichmäßigung der inneren Produktstruktur und der Anwendung optimaler Verfahrensparameter zur Erzielung eines gleichmäßigen Produktes.

Insgesamt liegt deshalb der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren be reitzustellen, das die Herstellung des Preßpolsters mit hoher Wärmeleitfähigkeit, hohen Metallgehalt und geringen Lufteinschlüssen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, das die folgenden Schritte aufweist:

a) Bereitstellen eines Metallgewebes,
b) Bereitstellen einer hitzehärtbaren Silikonmasse mit einem Gehalt von 50 bis 80 Gew.-% Metallpulver,
c) Einstellen der Silikonmasse auf eine Viskosität im Bereich von 85.000 bis 105.000 mPa × s bei 20°C,
d) Beschichten des Metallgewebes von der Oberseite her bis zu einer Gesamtdicke von 1,5 bis 2,2 mm bei gleicher Verteilung auf die Ober- und Unterseite,
e) thermisches Aushärten des Polsters bei einer Temperatur im Bereich von 100 bis 180°C über 2 bis 5 min. sowie
f) gegebenenfalls Schneiden nach Bearbeiten der Polsterränder.

Es hat sich überraschend gezeigt, daß durch eine sorgfältige Abstimmung der Verfahrensparameter, insbesondere der Viskosität der auf das Metallgewebe aufgetragenen Silikonmasse, der Aushärttemperatur und der Aushärtzeit eine sehr gleichmäßige einseitige Beschichtung des erfindungsgemäß verwendeten Metallgewebes möglich ist. Der Auftrag der Silikonmasse erfolgt von der Ober seite her, wobei die eingestellte Viskosität im Bereich von 85.000 bis 105.000 mPa × s bei 20°C ein gleichmäßiges Eindringen der Silikonmasse in das Gewebe und Durchdringen desselben gewährleistet. Die unmittelbar an schließend erfolgende Aushärtung des beschichteten Metallgewebes bei einer Temperatur im Bereich von 100 bis 180°C über einen Zeitraum von 2 bis 5 min führt dazu, daß die beim Auftrag der Silikonmasse auf das Metallgewebe erzielte Schichtdicke auf der Ober- und Unterseite fixiert wird. Bei genauer Ab stimmung von Temperatur und Zeit kann eine leichte Schichtdicke auf der Ober- und Unterseite erreicht werden, wobei naturgemäß höhere Temperaturen gerin gere Aushärtzeiten und niedrigere Temperaturen höhere Aushärtzeiten be dingen.

Bei herkömmlichen Fertigungsverfahren wird das Basisgewebe zumeist von beiden Seiten beschichtet. Bei diesem Verfahren spielt die Viskosität der Sili konmasse keine entscheidende Rolle. Bedingt durch den zweiseitigen Auftrag hat aber die im Bereich des Gewebes vorhandene Luft keine Möglichkeit, voll ständig zu entweichen. Es kommt zu Lufteinschlüssen, die die Wärmeleitfähig keit der dabei hergestellten Preßpolster beeinträchtigen.

Im erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst ein Metallgewebe bereitgestellt. Dabei handelt es sich vorzugsweise um ein Gewebe eines Flächengewichts von 3 bis 4 kg/m². Besonders geeignet ist ein Metallgewebe aus Phosphorbronze fasern, die einen sehr guten und festen Verbund mit Silikon ergeben. Eine Ver drillung der Phosphorbronzefasern erhöht die Elastizität, innere Spannung und Haltbarkeit des Metallgewebes. Es kann zweckmäßig sein, die Ränder des Me tallgewebes zu verschweißen, um einen stabilen Rand zu bekommen.

Die im Schritt b) bereitgestellte hitzehärtbare Silikonmasse besteht aus einem üblichen Polysiloxan, dem das für die Füllung erforderliche Metallpulver sowie ein dafür geeigneter Vernetzer zugesetzt wird. Bei dem Vernetzer handelt es sich zweckmäßigerweise um ein Polysiloxan mit aktivem Wasserstoff, das die Mischung hitzehärtbar macht. Der Silikonmasse wird Metallpulver in einer Menge von 50 bis 80 Gew.-% zugesetzt. Eine sorgfältige Mischung, Homogeni sierung und Entgasung ist wesentlich für die Qualität des Produktes.

Als Metallpulver kommen insbesondere Aluminium- und Kupferpulver in Frage. Beide werden in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 3 bis 1 : 4 zueinander einge setzt. Der Metallpulvergehalt in der Silikonmasse beträgt insgesamt 50 bis 80 Gew.-% und vorzugsweise 60 bis 70 Gew.-%. Die Teilchengröße der ver wandten Pulvermaterialien sollte unterhalb von 0,5 mm (Ausschlußwert) und insbesondere bei weniger als 0,3 mm liegen.

Die metallpulverhaltige Silikonmasse wird in Schritt c) auf die Auftragsviskosität im Bereich von 85.000 bis 105.000 mPa × s, besonders bevorzugt 88.000 bis 100.000 mPa s bei 20°C eingestellt. In der Regel hat die Silikonmasse nach der Zugabe von Vernetzer und Metallpulver eine Viskosität im Bereich von 100.000 bis 120.000 mPa × s, so daß zumeist eine Herabsetzung der Viskosität erforderlich ist. Dies kann durch Zugabe eines Verdünners, insbesondere eines reaktiven Polysiloxanverdünners erfolgen. Bei zu niedrigen Viskosität kann aber diese auch durch Zugabe eines hochviskosen Siloxans erhöht werden.

Silikonöle als Verdünner oder Verdicker kommen ebenfalls in Frage.

Die Beschichtung des Metallgewebes erfolgt ausschließlich von der Oberseite aus. Der Auftrag erfolgt mittels Rakel auf bekannte Art und Weise; die Silikon masse der vorgegebenen Viskosität durchdringt dabei das Metallgewebe von oben und bildet auf beiden Seiten eine Schicht aus. Wichtig ist, daß die ther mische Aushärtung unmittelbar nach dem Auftrag einsetzt, so daß die aufge tragene Silikonmasse keine Gelegenheit hat, sich unterhalb der Metallgewebe matte anzusammeln und eine zu große Schichtdicke auszubilden. Insgesamt sollte die Gesamtdicke der beschichteten Matte vor der Aushärtung im Bereich von 1,5 bis 2,2 mm liegen, bei in etwa gleicher Verteilung auf der Ober- und Unterseite. Nach der Aushärtung erfolgt eine Schrumpfung um etwa 10%.

Die thermische Aushärtung des beschichteten Polsters erfolgt bei einer Tempe ratur im Bereich von 100 bis 180°C über einen Zeitraum von 2 bis 5 min. insbe sondere bei einer Temperatur von weniger als 160°C. Wie schon angemerkt, bedingen niedrigere Aushärttemperaturen längere Heizzeiten und umgekehrt.

Die fertigbeschichteten Preßpolster haben eine Gesamtdicke von etwa 1,4 bis 2.0 mm und ein Flächengewicht von 5 bis 6 kg/m². Wärmeleitfähigkeiten von mehr als 0,25 W/mK werden erreicht, im Vergleich zu 0,11 W/mK für herkömm liche Preßpolster gleicher Schichtdicke.

Die erfindungsgemäßen Preßpolster vertragen Dauertemperaturen von bis zu 230°C und haben bei einer Heiztemperatur von 200°C einen Temperaturabfall zwischen Heizplatte und Preßgut von weniger als 10°C. Der Wärmeverlust zwi schen Heizplatte und Preßgut durch das Preßpolster beträgt maximal 5%.

Die Erfindung wird durch das nachfolgende Beispiel näher erläutert.

Beispiel

Eine Silikonmasse wird durch sukzessives Einrühren von 7,5 kg Aluminium pulver, 24,0 kg Kupferpulver und 3 Gew.-% Vernetzer, bezogen auf die gesamte Masse in 19 kg Polysiloxan hergestellt. Die Mischung wird unter Vakuum bis zur Homogenität gerührt und anschließend auf eine Viskosität von 96.500 mPa × s bei 20°C mit Silikonverdünner eingestellt.

Diese Beschichtungsmasse wird auf eine Phosphorbronzemasse eines Flächengewichts von 3,2 kg/m² in einer Schichtdicke von 1,9 mm mit Hilfe eines Rakels aufgetragen. Unmittelbar nach dem Auftrag wird die beschichtete Matte durch eine Heizstrecke geführt und dort bei 148°C über 150 sek. ausgehärtet. Nach dem Abkühlen hat das Produkt eine Gesamtstärke von etwa 1,7 mm bei einem Flächengewicht von 5,6 kg/m².

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Preßpolsters auf Basis eines mit Silikonmasse beschichteten Metallgewebes, welches die folgenden Schritte aufweist:

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sili konmasse ein Polysiloxan und einen dafür geeigneten Härter mit aktivem Wasserstoff enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Silikonmasse Aluminium- und Kupferpulver im Gewichtsverhältnis von 1 : 3 bis 1 : 4 enthält.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeich net durch eine Teilchengröße des Metallpulvers von weniger als 0,5 mm.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Silikonmasse 60 bis 70 Gew.-% Metallpulver enthält.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeich net durch eine Viskosität der Silikonmasse nach Schritt c) von 88.000 bis 100.000 mPa × s bei 20°C.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Viskosität der Silikonmasse über die Zugabe eines Poly siloxans höherer oder niedrigerer Viskosität eingestellt wird.

8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Beschichtung in Schritt d) bis zu einer Gesamtstärke des Polsters von 1,9 mm vorgenommen wird.

9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß das Metallgewebe aus Phosphorbronze eines Flächen gewichts von 3 bis 4 kg/m² besteht.

10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß das Metallgewebe aus miteinander verdrillten Fasern be steht.

11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß das Metallgewebe einen verschweißten Rand aufweist.

12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Beschichtung in Schritt d) über einen Rakelauftrag er folgt.

13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Beschichtung bis zu einem Flächengewicht von 5 bis 6 kg/m² der fertigen Matte erfolgt.

14. Preßpolster, erhältlich nach dem Verfahren eines der vorstehenden Ansprüche, mit einer Wärmeleitfähigkeit von 0,2 W/mK oder mehr.

15. Preßpolster nach Anspruch 14 mit einer Wärmeleitfähigkeit von 0,25 W/mK oder mehr.