DE2304309C3 - Verfahren zur Herstellung von aus einem Gemisch von zerkleinerten Faserstoffen und einem Bindemittel bestehenden Formkörpern mit profilierter Oberfläche - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von aus einem Gemisch von zerkleinerten Faserstoffen und einem Bindemittel bestehenden Formkörpern mit profilierter Oberfläche, bei dem eine kühlbare Form verwendet wird, deren Innenfläche die Struktur der profilierten Oberfläche aufweist, und zunächst ein der gewünschten Form des Formkörpers angenähert entsprechender Vorpreßling hergestellt wird und in die gekühlte Form ein bei Erwärmung reagierendes und aushärtendes Gemisch eines Kunststoffs und eines Treibmittels sowie der Vorpreßling eingebracht werden, worauf das Kunststoff-Treibmittel-Gemisch durch Wärme zum Aufschäumen und Aushärten gebracht wird, so daß eine sich mit dem Vorpreßling verbindende Oberflächenschicht entsteht, die die Struktur der profilierten Forminnenoberflächen besitzt.

Beim Pressen von Formkörpern oder Platten mit profilierter Oberfläche, besonders, wenn es sich um eine feine Profilierung handelt, ergeben sich bei Verwendung einer Preßmasse aus einem nicht steigfähigen Gemisch von zerkleinerten Faserstoffen, wie Holzspänen und einem Bindemittel, häufig Schwierigkeiten, weil die Preßmasse sich den Feinheiten bzw. den Einzelheiten des in der Matrize gegebenen Profil-Musters nicht hinreichend anpaßt Um diesem Umstand zu begegnen, ist man bereits dazu übergegangen, den Preßkörper zunächst als Vorpreßling so vorzuformen, daß seine Außenfläche nur angenähert dem gewünschten Profil entspricht und diesen Vorpreßling alsdann einem zweiten Arbeitsgang zu unierziehen, bei dem er zunächst in eine vorgekühlte Form eingebracht wird, deren Innenflächen die gewünschte Feinstruktur zeigt und mit einem bei Erwärmung reagierenden Gemisch eines Kunstharzes mit einem Treibmittel überzogen ist Nach dem Einbringen des Vorpreßlings bzw. der Platte wird dann die vorgekühlte Form soweit erwärmt, daß das Kunstharz-Treibmittel-Gemisch aufschäumt und sich mit der Oberfläche des Vorpreßlings verbindet Wird der so behandelte Preßkörper der Form entnommen, so zeigt seine durch die Kunstharzschicht gebildete Außenfläche zwar eine in ihren Feinheiten der Matrize entsprechende Profilierung, doch ergibt sich zugleich der Nachteil, daß diese Außenfläche eine verhältnismäßig geringe Härte aufweist und sehr anfällig gegen Verletzungen oder Beschädigungen durch mechanische Beanspruchung ist

Aufgabe der Erfindung ist es, bei der Herstellung von Preßkörpern der genannten Art diese Schwierigkeiten zu vermeiden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung das eingangs beschriebene Verfahren zur Herstellung von aus einem Gemisch von zerkleinerten Faserstoffen und einem Bindemittel bestehenden Formkörpern mit profilierter Oberfläche in der Weise durchgeführt, daß ein bereits gehärteter Vorpreßling verwendet wird und daß dieser vor dem Einbringen in die Form soweit erwärmt wird, daß dessen Temperatur und Wärmeinhalt ausreicht, um den Vorgang des Aufschäumens und anschließenden Aushärtens der Kunststoff-Oberflächenschicht zu bewirken, und daß die Form bis zur Beendigung oder bis kurz vor Beendigung des Aushärtevorganges der aufgeschäumten Kunststoffschicht nach Bedarf gekühlt wird.
Die für den Aufschäum- und Aushärtevorgang erforderliche Wärmeenergie kann bei Verwendung eines zwei oder mehrere Komponenten umfassenden Kunststoffgemisches teilweise aus der Reaktionswärme der Komponenten, z. B. Polyol und Isocyanat, gewonnen werden, nachdem durch den Wärmeinhalt des eingelegten Vorpreßlings der Vorgang eingeleitet wurde. Als geeignete Komponenten für die aufzuschäumende Beschichtung können z. B. die Ausgangsstoffe für die Herstellung von Polyurethan wie Polyol und Isocyanat (oder Diisocyanat) verwendet werden.

Auf diese Weise wird erreicht, daß die aus einem Faserstoff-Bindemittel-Gemisch bestehenden Preßkörper allseitig umgebende Schicht aufgeschäumten Kunststoffes, deren Außenfläche der Struktur der Form in allen Einzelheiten genau entspricht und die sich dank der Tatsache, daß sie beim Erwärmen zunächst in einen fließfähigen, das heißt steigfähigen Zustand übergeht, gleichartig verteilt, eine nach außen hin zunehmende Dichte aufweist und eine ausgesprochene harte, gegen mechanische Angriffe bestens widerstandsfähige Außenhaut besitzt. Darüber hinaus ergibt sich noch ein weiterer für die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens ausschlaggebender Vorteil. Während bei den bekannten Verfahren durch die Erwärmung der Form eine Verzögerung in der Aufeinanderfolge der Preßvorgänge eintritt, da' jeweils nach der Entnahme der fertigen Preßkörper mit dem Einbringen des aufzuschäumenden Gemisches die Abkühlung der Form abgewartet werden

muß, kann bei dem Verfahren gemäß der Erfindung, bei dem die Form bis zur oder bis kurz vor der Entnahme des fertigen Formkörpers gekühlt und auf keinen Fall selbst geheizt wird, unmittelbar nach Beendigung des Beschichtungsvorganges mit dem Einbringen des aufzuschäumenden Gemisches für die Beschichtung des nächsten Preßkörpers begonnen werden.

Zur Durchführung des Beschichtunssvorganges verwendet man vorzugsweise eine zweiteilige Form, die aus einem Unter- und einem Oberteil besteht, die beispielsweise durch ein Scharnier miteinander verbanden sind. Et, ist jedoch auch möglich, das Oberteil nach Art eines Preßstempels aus- und einfahrbar zu machen, insbesondere wenn es sich um schalen- oder muldenförmige Körper handeli. Die Preßfläche der Form zeigt ' selbstverständlich die ins einzelne gehende gewünschte Feinprofilierung. Die Formteile enthalten jeweils eine Anzahl von Röhren für den Durchtritt von Kühlflüssigkeit, wobei der Anschluß dieses Röhrensystems derart ausgeführt sein muß, daß sowohl vor als auch nach dem Schließen der Form die Kühlflüssigkeit zugeleitet und abgeführt werden kann.

Es folgt die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens gemäß der Erfindung und einer zu seiner Durchführung dienende Vorrichtung anhand der beigefügten Zeichnung.

Zunächst wird ein aus einem Gemisch von zerkleinerten organischen Faserstoffen, z. B. Holzspänen, oder von Mineralfasern und einem wärmehärtenden Bindemittel bestehender Vorpreßling 3 hergestellt, dessen Form etwa der gewünschten Form des Formkörpers entspricht, ohne jedoch die Feinheiten der Profiliering seiner Außenflächen aufzuweisen. Dieser Vorpreßling 3 wird bereits durch ein Heißpreßverfahren ausgehärtet, wobei es unerheblich ist, ob er in einem einzigen Arbeitsgang unmittelbar heiß verpreßt wird oder zunächst durch einen Kaltpreßgang vorgeformt wurde.

Die für die Beschichtung verwendete Form 1 (vergleiche Zeichnung) besteht in dem hier gewählten Beispiel aus einem Unterteil 11 und einem Oberteil 12, die durch ein Scharnier 13 miteinander verbunden sind und durch Zusammenklappen geschlossen werden können. In den beiden Formteilen 11 und 12 sind die Röhren 14 vorgesehen, die beispielsweise über (in der Zeichnung nicht dargestellte) flexible Anschluß- und Abflußleitungen mit Kühlflüssigkeit gespeist werden können. In der Preßfläche 15 ist dann die Feinprofilierung, z. B. ein Ziermuster in Form einer Schieferung, eingebracht

Zur Durchführung des Verfahrens werden die Formteile auf eine möglichst tiefe Temperatur gekühlt und alsdann ein durch Wärmeeinwirkung aufschäumbares Kunststoffgemisch an sich bekannter Art, beispielsweise eine handelsübliche Zwei-, Drei- oder Mehrkomponentenmischung, etwa aus Polyol, Isocyanat (bzw. Diisocyanat) und einem Treibmittel, eingebracht Vor dem Einbringen kann die Mischung vorteilhafterweise vorgekühlt werden. Die z. B. durch Einsprühen einge-

brachte, gegebenenfalls vorgekühlte Schicht 2 kann beispielsweise eine Stärke von 3 bis 6 mm erhalten.

Nachdem die Beschichtungsmasse 2 in die beidun Formteile 11 und 12 eingebracht ist und die Preßflächen 15 überall bedeckt, wird der Vorpreflling 3 in heißem Zustand in den Unterteil 11 der Form eingelegt und diese durch Herumklappen des Oberteils 12 entsprechend dem Pfeil a geschlossen. Die Temperatur des Vorpreßlings muß so gewählt werden, daß die vorhandene Wärmeenergie ausreicht, um dem in der Form befindlichen aufschäumbaren Gemisch den Anstoß zur Reaktion bzw. zum Aufschäumen zu geben und es zum Aushärten zu bringen. Während dieses Vorganges wird die Kühlung der Form zunächst fortgesetzt und erst zum Schluß unterbrochen, um auch die Außenhaut auszuhärten. Dadurch wird erreicht, daß die Erwärmung des Schaumstoffes von innen nach außen fortschreite L Die Beschichtungsmasse schäumt also zuerst in der Nähe der Oberfläche des Vorpreßlings auf und erhärtet dort; infolge des so entstandenen Drucks und der zeitlichen Folge der Erwärmung, des Aufschäumens und Aushärtens nimmt die Dichte und damit die Festigkeit der Beschichtungsmasse nach außen hin immer mehr zu und die Außenhaut härtet aus, ohne noch wesentlich aufzuschäumen, wodurch eine große Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beanspruchung erreicht wird. Andererseits entspricht natürlich die Oberflächenform dieser Außenhaut vollständig der gewünschten Profilierung, wie sie in der Preßfläche der Form festgelegt ist, ohne störende Poren oder Vertiefungen aufzuweisen.

Nach dem völligen Aushärten der Hartschaumstoffschicht wird der Körper aus der Form entfernt, die durch den Vorgang nur unwesentlich erwärmt wird, da sie selbst nicht als Wärmequelle dient und von der Schaumstoffschicht auf die Preßfläche nur ein sehr geringer Energieanteil übertragen wird, der zudem dank der Kühlfähigkeit der Form rasch abgeführt werden kann.

Die erforderliche Temperatur des Vorpreßlings, die etwa zwischen 30° und 160⁰C betragen kann, muß für die jeweilige Form vor Beginn der serienmäßigen Fertigung durch einen Versuch bestimmt werden. Es besteht dabei die Möglichkeit, den Vorpreßling direkt aus der Heißpresse in die Beschichtungsform zu Oberführen und die zum Aushärten des Vorpreßüngs auf diesen übertragene Wärme unmittelbar für den Beschichtungsvorgang auszuwerten. Andererseits kann selbstverständlich auch der Vorpreßling gelagert und

so vor dem Einlegen in die Form auf die erforderliche Temperatur erwärmt werden.

Nach dem vorbeschriebenen Verfahren können Formkörper, insbesondere plattenförmige Formkörper oder auch einfache Plattenzuschnitte aus den unterschiedlichsten Materialien, wie etwa Spanplatten, Mineralfaserplatten o. ä., weiterverarbeitet werden, falls die endgültige Form einen flächenartigen Charakter aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   ΐ. Verfahren zur Herstellung von aus einem Gemisch von zerkleinerten Faserstoffen und einem Bindemittel bestehenden Formkörpern mit profilierter Oberfläche, bei dem eine kühlbare Form verwendet wird, deren Innenfläche die Struktur der profilierten Oberfläche aufweist, und zunächst ein der gewünschten Form des Formkörpers angenähert entsprechender Vorpreßling hergestellt wird und in die gekühlte Form ein bei Erwärmung reagierendes und aushärtendes Gemisch eines Kunststoffs und eines Treibmittels sowie der Vorpreßling eingebracht werden, worauf das Kunststoff-Treibmittel-Gemisch durch Wärme zum Aufschäumen und Aushärten gebracht wird, so daß eine sich mit dem Vorpreßling verbindende Oberflächenschicht entsteht, die die Struktur der profilierten Forminnenoberflächen besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß ein bereits gehärteter Vorpreßling verwendet wird und daß dieser vor dem Einbringen in die Form soweit erwärmt wird, daß dessen Temperatur und Wärmeinhalt ausreicht, um den Vorgang des Aufschäumens und anschließenden Aushärtens der Kunststoff-Oberflächenschicht zu bewirken, und daß die Form bis zur Beendigung oder bis kurz vor Beendigung des Aushärtevorgangs der aufgeschäumten Kunststoffschicht nach Bedarf gekühlt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aufschäumbare Kunststoffgemisch (2) vor dem Einbringen in die Form vorgekühlt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines zwei oder mehrere Komponenten umfassenden Kunststoffgemisches (z. B. Polyol und Isocyanat) die für den Vorgang des Aufschäumens und Aushärtens erforderliche Wärmeenergie nach Einleitung des Vorganges teilweise aus der Reaktionswärme der Komponenten gewonnen wird.