DE1957604A1 - Method and device for hot-pressing sheets made from lignocellulosic materials - Google Patents
Method and device for hot-pressing sheets made from lignocellulosic materialsInfo
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Description
46 85446 854
Ingenieurbüro Alpo Mäkinen & Go., 3!urku (Pinnland)Engineering office Alpo Mäkinen & Go., 3! Urku (Pinnland)
Verfahren und Vorrichtung zum Heißpressen von Platten aus lignozellulosehaltigen StoffenMethod and device for hot pressing sheets made of lignocellulosic materials
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Heißpressen von Platten aus holz- oder lignozellulosehaltigen Stoffen.The invention relates to a method and a device for hot pressing panels made of wood or lignocellulose Fabrics.
Es ist bereits eine Vielzahl Verfahren zum Herstellen von Platten aus lignozellulosehaltigen Stoffen bekannt j allen diesen Verfahren ist gemeinsam, daß der als Ausgangsprodukt dienende Form- oder Spankuchen, dessen iPeuchtigkeits- und leimgehalt stark variieren, mit Hilfe einer Heißpresse zu einer Platte gepreßt wird, die dann je nach den verarbeite ten .Rohstoffen als Faserplatte oder Spanplatte bezeichnet wird. Wird der Formkuchen erhitzt, so bilden sich in seinem Inneren Gase und Dämpfe. Bs handelt sich dabei um Wasserdampf, dem Spankuchen zugesetzte flüohtige Leimstoffe oder sonstige Chemikalien, sowie um Umsetzungsprodukte, die sich unter der Hitzeeinwirkung aus dem lignozellulosehaltigen Stoff bilden. Weder die im lOrmkuchen entstehenden Gase und Dämpfe noch deren Einfluß auf die fertigung der Platten sind bisher hinreichend untersucht oder systematisch auszunutzen versucht worden. A large number of processes are already known for the production of panels from lignocellulose-containing materials. All of these processes have in common that the mold or chipboard used as the starting product, the moisture and glue content of which varies greatly, is pressed into a panel with the aid of a hot press Then depending on the processed raw materials, it is referred to as fiberboard or chipboard. If the shaped cake is heated, gases and vapors are formed inside it. These are water vapor, volatile glue substances added to the chip cake or other chemicals, as well as reaction products that are formed from the lignocellulose-containing substance under the action of heat. Neither the gases and vapors produced in the lorm cake nor their influence on the manufacture of the panels have been adequately investigated or attempted to be systematically exploited.
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Im Hinblick auf die Nutzbarmachung der im Form- oder Spankuchen stattfindenden Reaktionen kommen dem Druck und der
Temperatur zweifellos eine wichtige Rolle zu. Beide Faktoren stehen in einem gegenseitigen Abhängigkeitsverhältnis.
Der in der Heißpresse angewandte Druck dient in erster Linie dazu, die Fasern und Faserknäuel bzw. die Späne in einen
engen Kontakt zueinander zu bringen und dadurch die notwendige Plattenfestigkeit zu erzeugen. Es wurde ferner auch
versucht, den Druck der anfallenden Gase auszunutzen, indem man den Raum zwischen zwei Preßplatten, d. h. also den Preßraum
hermetisch abschloß. Dies geschah durch Zusammendrücken der Randpartien des Spankuchens, so daß diese praktisch als
Dichtungen wirken. Der Gasdruck wurde hierbei mit Hilfe des Preßdruckes gesteuert. Bei Rückgang des Preßdruckes konnten
die Gase entweichen.With regard to the utilization of the reactions taking place in the mold or chip cake come the pressure and the
Temperature undoubtedly plays an important role too. Both factors are interdependent.
The pressure applied in the hot press is primarily used to bring the fibers and fiber balls or the chips into close contact with one another and thereby create the necessary board strength. It was also
tries to exploit the pressure of the gases produced by hermetically sealing the space between two press plates, ie the press space. This was done by compressing the edge portions of the chip cake so that they practically act as seals. The gas pressure was controlled with the aid of the compression pressure. When the pressure decreased, the gases could escape.
Bekannt ist ferner auch ein Spanplatten-Herstellungsverfahren, bei dem die Platte zunächst in einer gewöhnlichen Spanplattenpresse ihre feste Form und Dichte erhält und anschließend im Autoklaven einer nachträglichen Wärmebehandlung unterzogen wird.Also known is a chipboard manufacturing process in which the board is first placed in an ordinary chipboard press their solid shape and density and then a subsequent heat treatment in the autoclave is subjected.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der oben geschilderten Art zu schaffen, um die während des Preßvorganges entstehenden sowie von außen zuzuführende Gase auszunutzen, mehrere verschiedene Behandlungen in demselben Arbeitsgang vorzunehmen und den Gasdruck auf einfache Art und Weise steuern zu können.The invention is based on the object of providing a method and a device of the type described above in order to to utilize the gases produced during the pressing process as well as those to be supplied from the outside, several different treatments to be carried out in the same operation and to be able to control the gas pressure in a simple manner.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren vorgeschlagen, das hauptsächlich dadurch gekennzeichnet ist, daß der Form- oder Spankuchen in einem geschlossenen Preßraum gepreßt und aufgeheizt wirdt wobei entweder unter Ausnutzung der im Kuohen entstehenden Gase oder mit Hilfe von Gasen, die von To solve this problem, a method is proposed which is mainly characterized in that the mold or chip cake is pressed and heated in a closed press room t either using the gases produced in the cow or with the help of gases from
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außen in den Preßraum geleitet werden, im Preßraum eine regulierbare G-asatmosphäre mit den jeweils erforderlichen Eigenschaften aufrechterhalten wird.are passed outside into the press room, in the press room an adjustable one Gas atmosphere with the required Properties is maintained.
Weiterhin wird zur Lösung der gestellten Aufgabe eine Vorrichtung vorgeschlagen, die in erster Linie dadurch gekennzeichnet ist, daß der Preßraum "bzw. die Preßräume der Presse rundum mit Dichtungen versehen ist bzw. sind, die bei geschlossener Presse die Preßräume gegenüber der Außenluft hermetisch abschließen, und daß in den freien Raum zwischen Form- oder Spankuchen und der Dichtung ein mit einem Regelorgan versehenes Rohr mündet. Die Dichtung wird vorteilhaft λ am Rand der oberen Preßplatte, das Rohr hingegen an der unteren Preßplatte befestigt.Furthermore, a device is proposed to solve the problem, which is primarily characterized in that the press room "or the press rooms of the press is or are provided all around with seals which hermetically seal the press rooms from the outside air when the press is closed," and that in the free space between molding or chip mass and the gasket provided with a control member tube opens. the seal is advantageously λ at the edge of the upper pressing plate, the tube on the other hand fixed to the lower press plate.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Dichtung eine Leiste, die im Querschnitt die Form eines liegenden U besitzt. Die offene Seite weist nach außen und die Dichtung sitzt an einer an der Preßplatte befestigten, in die Dichtung greifenden Halterung. Bei Etagenpressen werden die in jede einzelne Etage mündenden Rohre zweckmäßigerweise an eine gemeinsame Sammelleitung angeschlossen. Der Preßraum der erfindungsgemäßen Presse kann ferner mit einer an sich bekannten Hilfsvorrichtung zum Ableiten der im Spankuchen entstehenden G-ase und Dämpfe aus dessen Zentrum in m den freien Raum zwischen Plattenkante und Dichtung versehen sein.In an advantageous embodiment of the invention, the seal is a strip which has the shape of a lying U in cross section. The open side faces outwards and the seal is seated on a holder which is fastened to the press plate and engages in the seal. In the case of multi-tier presses, the pipes opening into each individual tier are expediently connected to a common collecting line. The pressing chamber of the press according to the invention can further comprising a per se known auxiliary means for deriving the resulting tension in the cake G-ase and be provided from the center in the m free space between plate edge and seal vapors.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung werden anschließend unter Bezugnahme auf das in der Zeichnung schematisoh im Schnitt dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Heißpresse näher erläutert.The method according to the invention and the device according to the invention will then be described with reference to the Embodiment shown schematically in section in the drawing a hot press according to the invention explained in more detail.
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Die Zeichnung zeigt einen Schnitt durch einen von zwei Preßplatten gebildeten Preßraum. Eine bewegliche Platte 1 und eine stationäre Platte 2 können - wie die beiden Pfeile angeben - z. B. hydraulisch gegeneinander bewegt werden. Die Randpartien der oberen, beweglichen Platte 1 tragen gemäß der Erfindung eine Dichtung 3, welche den Preßraum gasdicht abschließt, wenn die Platten 1 und 2 gegen den Spankuchen gepreßt werden. Diese Dichtung 3 besteht aus elastisch verformbarem Material, das den auftretenden Temperaturen standhält. Die Dichtung läuft in Form einer Leiste, deren Querschnitt einem liegenden U entspricht, um den gesamten Preßraum. The drawing shows a section through one of two press plates formed press room. A movable plate 1 and a stationary plate 2 can - as the two arrows indicate - e.g. B. be moved hydraulically against each other. The edge parts of the upper, movable plate 1 wear according to the invention a seal 3, which closes the press chamber gas-tight when the plates 1 and 2 against the chip cake be pressed. This seal 3 consists of an elastically deformable material that can withstand the temperatures that occur. The seal runs in the form of a bar, the cross-section of which corresponds to a lying U, around the entire press chamber.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Dichtung 3 von einer in diese greifenden Halterung 4 getragen, welche wiederum an der Außenkante der Platte 1 befestigt ist. Die■ Halterung 4 kann entweder als zusammenhängendes Bauelement oder auch in Form mehrerer, in bestimmtem gegenseitigen Abstand sitzender Abschnitteum den Preßraum angeordnet sein. Die Dichtung 3 ist an der oberen Platte 1 befestigt und folgt dieser beim Öffnen des Preßraumes, so daJ, das Einlegen der Form-oder Spankuchen und das Herausnehmen der fertig gepreßten Platten in keiner V/eise durch die Dichtung beeinträchtigt wird.In the illustrated embodiment, the seal 3 is carried by a holder 4 engaging in this, which is in turn attached to the outer edge of the plate 1. The ■ Bracket 4 can either be a cohesive component or in the form of several, at a certain mutual distance seated sections around the press room. The seal 3 is attached to the upper plate 1 and follows this when the press space is opened, so that the insertion the mold or chip cake and taking out the done pressed plates are not affected in any way by the seal will.
Zwischen den Preßplatten 1 und 2 liegt ein Form- oder Spankuchen 6. Dieser Spankuchen 6 ist von an sich bekannten Randleisten 5 umgeben. Diese leisten sind jedoch nicht in allen Fällen erforderlich. In der Zeichnung ist ferner eine an sich bekannte Hilfsvorrichtung, die das Abführen der Gase und Dämpfe aus dem Zentrum des Spankuchens fördert, dargestellt, nämlich eine zwischen Spankuchen 6 und Preßplatte eingelegte poröse Platte 7· Diese Hilfsvorrichtung kann durchaus auch als Kombination einer porösen Platte mit einer Lochplatte ausgeführt sein, wobei letztere an der SpanplatteBetween the press plates 1 and 2 there is a shaped or chip cake 6. This chip cake 6 is known per se Edge ridges 5 surround. However, these services are not required in all cases. In the drawing is also a known auxiliary device that removes the gases and promotes vapors from the center of the chip cake, shown, namely between the chip cake 6 and the press plate inserted porous plate 7 · This auxiliary device can also be used as a combination of a porous plate with a Perforated board be executed, the latter on the chipboard
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anliegt. Wenn diese Hilfsvorrichtung in der Zeichnung auch nur auf einer Seite des Spankuchens dargestellt ist, so ist es natürlich auch möglich, auf beiden Seiten eine derartige Hilfsvorrichtung vorzusehen.is applied. If this auxiliary device is shown in the drawing only on one side of the chip cake, it is it is of course also possible to provide such an auxiliary device on both sides.
%Die Dichtung 3 und die Randleisten 5 für den Spankuchen 6 begrenzen im Preßraum einen geschlossenen Raum, der erfindungsgemäß mit der Außenluft oder einer Sammelleitung bzw. einem Sammelbehälter in Verbindung steht. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird diese Verbindung durch einen Kanal 8 in der unteren Platte 2 gebildet, der vom geschlossenen Raum zum Preßplattenrand führt und an eine mit einem Regel- ύ organ 10 versehene Rohrleitung 9 angeschlossen ist. Die Rohrleitung 9 kann, wie schon gesagt, entweder ins Freie oder auch in einen Sammelbehälter münden. Bei Etagenpressen kann Jedes Rohr an eine Sammelleitung angeschlossen werden, die ebenfalls entweder ins JPreie oder in einen Sammelbehälter mündet. % The seal 3 and the edge strips 5 for the chip cake 6 delimit a closed space in the press chamber which, according to the invention, is connected to the outside air or a collecting line or a collecting container. In the illustrated embodiment, this connection is formed by a channel 8 in the lower plate 2, which leads from the closed space to the edge of the press plate and is connected to a pipe 9 provided with a regulating member 10. As already mentioned, the pipeline 9 can open either into the open air or into a collecting container. In the case of multi-tier presses, each pipe can be connected to a collecting line, which also ends either in the Jreie or in a collecting container.
Mit Hilfe des Regelorganes 10 läßt sich der im Preßraum herrschende Druck mühelos beherrschen, ohne daß der Preß druck verändert werden müßte. Bei Etagenpressen kann der ffasdruck aller Preßräume präzise auf gleicher Höhe gehalten werden, was natürlich im Hinblick auf eine homogene Qualität der Produkte einen bedeutenden Vorteil darstellt. With the help of the control element 10, the pressure prevailing in the press chamber can be easily controlled without the press pressure having to be changed. In multi-stage presses, the pressure of all press rooms can be kept precisely at the same level, which of course is a significant advantage with regard to the homogeneous quality of the products.
An Hand des folgenden Beispiels wird die Eignung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen von Span- und Sägespanplatten nachgewiesen.The following example demonstrates the suitability of the method according to the invention for producing chipboard and chipboard.
Die holz- oder lignozellulosehaltigen Späne oder Sägespäne werden auf herkömmliche Art und Weise mit Zellstoff-Ablauge oder einer daraus gewonnenen Fraktion versetzt. Diesem als Kleber dienenden Stoff kann eine geringe Menge eines katalytischen Zusatzstoffes zugesetzt werden$ sein pH-Wert kann auf den jeweils' gewünschten Stand gebraoht werden.The wood or lignocellulose-containing chips or sawdust pulp waste liquor or a fraction obtained therefrom are added in a conventional manner. This as A small amount of a catalytic additive can be added to the adhesive serving substance $ its pH value can be added be brewed to the required level.
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Aus dem so erhaltenen Gemisch aus Span- "bzw. Sägespanmaterial und leimstoffen werden nun Spankuchen geformt, die in der erfindungsgemäßen Heizpresse "bei einer Temperatur vonFrom the mixture of chip or sawdust material obtained in this way and glues are now formed into chip cakes that are in the heating press according to the invention "at a temperature of
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über 165 0 und einem Preßraum-Druck von über 20 kp/cm gepreßt werden. Der Spankuchen ist gegenüber der Außenluft so abgeschlossen, daß sich der Druck der im Preßraum befindlichen Grase und Dämpfe gleichmäßig auf den gesamten Spankuchen verteilt. Diese Gase und Dämpfe können ferner über ein Ventil aus dem Preßraum abgelassen werden. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, den Gas- und Dampfdruck innerhalb der jeweils gewünschten Grenzen zu halten.pressed over 165 0 and a press chamber pressure of over 20 kp / cm will. The chip cake is sealed off from the outside air in such a way that the pressure in the press chamber is maintained Grass and fumes evenly distributed throughout the chip cake. These gases and vapors can also be via a valve be drained from the press room. This makes it possible to control the gas and vapor pressure within each to keep desired limits.
Im Bedarfsfalle kann der Preßraum von außen über das erwähnte Ventil zusätzlich mit Gasen, die das Herstellungsverfahren in irgendeiner Weise fördern, beschickt werden.If necessary, the press chamber can be accessed from the outside via the aforementioned Valve can also be charged with gases that promote the manufacturing process in any way.
Oft muß vor dem Einspeisen solcher das Verfahren fördernden Gase in den Preßraum im Spankuchen ein Unterdruck erzeugt werden. Dadurch wird das Bindringen dieser Gase in den Spankuchen erleichtert und beschleunigt. Die Gröi3e des Unterdruckes ist dabei insofern von Bedeutung, als sich damit die Eindringtiefe des zugeführten Gases in den Spankuchen regulieren laßt.Often a negative pressure has to be generated in the chip cake before such gases promoting the process are fed into the press chamber will. This facilitates and accelerates the binding of these gases into the chip cake. The size of the The negative pressure is important insofar as it reduces the depth of penetration of the supplied gas into the chip cake let regulate.
Den herkömmlichen, für die Fertigung von Spanplatten verwendeten Spänen werden in der Spanplattenindustrie auf an sich bekannte Art und Weise 12 # Ablauge, gerechnet vom Spangewicht, mit einem Trοokenaubstanz-Gehalt von 50 °ß> zugesetzt. The conventional chips used for the production of particle boards in the chipboard industry known per se manner 12 # liquor, calculated by the tensioning weight, with an added Trοokenaubstanz content of 50 ° ß>.
Aus diesem Gemisch wird der Spankuohen geformt. Dieser Spankuohen braucht keine Sohiohtstruktur aufzuweisen. The chip tube is formed from this mixture. This chip pair does not need to have a wooden structure .
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Der Spankuchen wird in der Heizpresse bei einem Druck von 35 kp/cm und einer Temperatur von 200 0O gepreßt.The chip is cm in a heated press at a pressure of 35 kp / and pressed at a temperature of 200 0 O.
Bei einer endgültigen Plattenstärke von 18 mm beträgt die Preßdauer etwa 18 Minuten. Während dieser 18 Minuten entweicht ein G-roßteil des im Spankuchen enthaltenen Wassers in Form von Dampf.With a final panel thickness of 18 mm, the Pressing time about 18 minutes. During these 18 minutes, most of the water contained in the chip cake escapes in the form of steam.
Hierbei wird also ein Preßautoklav verwendet, der dadurch gebildet wird, daß bei geschlossener Presse im Preßraum ein zumindest teilweise abgeschlossener Eaum entsteht, dessen Gasmenge und Grasdruck erfindungsgemäß mit Hilfe eines Yen- j tils reguliert werden können.Here, a Preßautoklav, that is used, which is formed by that arises in a closed press in the pressing chamber, an at least partially completed Eaum, the amount of gas pressure and grass according to the invention by means of a j yen can be regulated TILs.
Nach Ablauf der 18 Minuten dauernden Preßdauer wird das Ventil des Preßautoklaven geschlossen.After the pressing time of 18 minutes has elapsed, the valve of the press autoclave is closed.
Nach dem Schließen des Ventils beginnt der Druck im Preßautoklaven anzusteigen und erreicht innerhalb von 11 Minuten den Wert von 10 kp/cm .After the valve is closed, the pressure in the press autoclave begins to increase and within 11 minutes reaches the value of 10 kp / cm.
Nachdem der Druck den obengenannten Wert erreicht hat, wird die Platte noch 9 Minuten lang unter einem Druck vonAfter the pressure has reached the above value, the plate is under a pressure of for a further 9 minutes
10 kp/cm gehalten, um die gewünschten Platteneigenschaften10 kp / cm kept to the desired sheet properties
zu erzielen. " j|to achieve. "j |
Eine auf diese Weise hergestellte Platte verfügt gegenüber einer herkömmlichen Spanplatte über eine gute QuerZugfestigkeit, geringe Wasserabsorption, geringe Quellung (lediglich ca. 2 - 6 b/o) und eine äußerst hohe Witterungsbeständigkeit.Compared to conventional chipboard, a board produced in this way has good transverse tensile strength, low water absorption, low swelling (only approx. 2 - 6 b / o) and extremely high resistance to weathering.
Die vorstehend beschriebene Platte läßt sich auch gemäß der britischen Patentschrift 993- 693 herstellen! dabei folgt jedoch auf die 18 Minuten dauernde Preßzeit ein Überführen der Rohplatte in eine Wärmebehandlungs-Vorrichtung. NachThe plate described above can also be produced in accordance with British patent specification 993-693! it follows however, after the pressing time of 18 minutes, the raw plate is transferred to a heat treatment device. To
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dem, was ζ. Z. über dieses Verfahren bekannt ist, dauert diese Wärmebehandlung etwa 100 Minuten. Beim hier beschriebenen Preßautoklaven-Verfahren beträgt die Autoklavenzeit demgegenüber lediglich 20 Minuten.what ζ. Is currently known about this procedure, lasts this heat treatment about 100 minutes. In the press autoclave process described here, the autoclave time is in contrast, only 20 minutes.
Als besonders bedeutsam haben sich das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen von Platten aus Schälriickständen und Sulfit-Ablauge erwiesen.The method according to the invention and the device according to the invention for production have proven to be particularly important by plates from peeling residues and sulphite waste liquor.
Im Rahmen eines Laborversuches wurden einem Gemisch aus zerkleinerter Kiefern- und tfichtenborke auf herkömmliche Art und Weise 10 °/o fünfzigprozentige Sulfit-Ablauge zugesetzt. Aus der so entstandenen Masse wurde ein Rindenspankuchen auf normale V/eise geformt. Dieser Spankuchen wurde auf einer porösen Platte geformt und mit Hilfe dieser Platte in die Heizpresse gebracht. Nach dem Schließen der Presse wurde der Rindenspankuchen bei 220 0C 20 Minuten lang so gepreßt, daß das entstehende-.Gas-Dampf-Gemisch , das in erster linie Wasserdampf enthielt, ungehindert entweichen konnte. Mach dieser Preßzeit wurde das Ventil des Prewautoklaven geschlossen und ein Druckanstieg bis auf 10 kp/cm zugelassen. Die Platte wurde nun 9 Minuten lang unter diesem Druck gehalten; die Druckregulierung geschah mit Hilfe des Preßautoklaven-Ventiles. Zum Schiuli wurde die Platte aus der Presse genommen, abgekühlt und geschliffen.In the context of a laboratory experiment, a mixture of shredded pine were tfichtenborke and 10 ° / o fifty percent sulfite waste liquor added in a conventional manner. A bark chip cake was formed on a normal V / ice from the resulting mass. This chip cake was formed on a porous plate and placed in the heating press with the aid of this plate. After closing the press of the cortical clamping cake at 220 0 C was 20 minutes long pressed so that the resulting .gas-vapor mixture, containing primarily water vapor could escape freely. After this pressing time, the valve of the pre-autoclave was closed and a pressure increase up to 10 kp / cm was allowed. The plate was then held under this pressure for 9 minutes; the pressure was regulated with the aid of the press autoclave valve. For school, the plate was taken out of the press, cooled and sanded.
Je nach Art der verwendeten Rinde und Ablauge können die Verfahrensverhältnisse und die Länge der einzelnen Behandlungsstufen geändert werden.Depending on the type of bark and waste liquor used, the process conditions and the length of the individual treatment stages to be changed.
Das so erhaltene Erzeugnis wies eine bessere Feuchtigkeitsresistenz als die mit herkömmlichen Leimstoffen hergestellten Platten auf.The product obtained in this way had a better moisture resistance than that made with conventional glues Plates on.
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Wird die Platte statt in einem separaten Autoklaven im Preßautoklaven gefertigt, so ergibt sich, daraus eine erhöhte Qualität des Produktes und eine geringere Abschleif-Menge bei der Oberflächenbehandlung.If the plate is placed in a Manufactured press autoclaves, the result is an increased quality of the product and a lower amount of abrasion in surface treatment.
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1969
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