DE4232610C2

DE4232610C2 - Verfahren zur Herstellung von Laminattafeln und Einetagenplattenpresse für die Durchführung des Verfahrens

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Publication number: DE4232610C2
Application number: DE19924232610
Authority: DE
Original assignee: Siempelkamp Giesserei KG; G Siempelkamp GmbH and Co KG
Current assignee: Siempelkamp Maschinen und Anlagenbau GmbH and Co KG
Priority date: 1992-09-29
Filing date: 1992-09-29
Publication date: 1999-06-10
Anticipated expiration: 2012-09-30
Also published as: DE4232610A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Laminattafeln, insbes. von Laminattafeln für technische Zwecke, die zumindest einseitig mit einer Metallfolie bedeckt sind, durch Pressen von Prepregs mit Hilfe einer taktweise arbeitenden Einetagenplattenpresse mit einer unteren Pressenplatte und einer oberen Pressenplatte. Eine schnellschließende und schnellöffnende Einetagenplatten presse arbeitet mit Öffnungszeiten bzw. Schließzeiten im Bereich von 1 bis 3 Sekunden. Die Erfindung betrifft fernerhin eine Einetagenplattenpresse für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. - Prepregs bezeichnet im Rahmen der Erfindung Matten, die aus Glasfasern oder Glasfilamenten bestehen, die mit wärmehärtbaren Harzen imprägniert sind. Zumeist wird mit Epoxidharzsystemen gearbeitet, die sich in einem bestimmten Zustand der Vorpolymerisation befinden. Die Härtung erfolgt durch Auspolymerisation. Wenngleich das erfindungsgemäße Ver fahren insbes. für die Herstellung von Laminattafeln für technische Zwecke bestimmt ist, die in der modernen Elektronik z. B. für "gedruckte Schaltungen" Verwendung finden, umfaßt die Erfindung auch die Herstellung von dekorativen Laminaten. Dazu gehören auch Laminatplatten, die eine Metallfolie nicht aufweisen, deren Oberfläche jedoch durch Einsatz entsprechender Preßbleche eine definierte Oberflächentextur aufweist.

Im Rahmen der aus der Praxis bekannten, zur Zeit nicht druckschriftlich belegbaren Maßnahmen, von denen die Erfindung ausgeht, werden Prepregs verwendet, deren Kunst harzsysteme eine Preßzeit von über 3 Minuten verlangen, und zwar bei Preßtemperaturen von unter 175°C. Die vorstehend angegebenen zahlenmäßigen Parameter sind die der herrschenden Lehre bei der Herstellung von Laminat platten mit Hilfe von taktweise arbeitenden Einetagen plattenpressen. Die insoweit bekannten Maßnahmen haben sich bewährt, jedoch stören die langen Preßzeiten. Die im Rahmen der bekannten Maßnahmen erzielbare Leistung ist verbesserungsfähig. Die Leistung kann zwar durch Einsatz von Mehretagenplattenpressen vergrößert werden, das ist jedoch aufwendig und reduziert nicht die Preßzeit.

Zu wesentlich höheren Leistungen kommt man, wenn nicht mit taktweise arbeitenden Einetagenplattenpressen, sondern mit kontinuierlichen Pressen, sogenannten Doppelbandpressen, gearbeitet wird. Die für kontinuierliche Verfahren von der chemischen Industrie entwickelten Kunstharzrezepturen erreichen eine vollständige Aushärtung bereits bei einer Preßzeit von 1,5 bis 2 Minuten und bei Temperaturen im Bereich von 200°C bis 250°C. Geeignete kontinuierliche Pressen sind beispielsweise beschrieben in den Literatur stellen DE 31 19 529 C2 und DE 34 32 549 C2. Die konti nuierlichen Pressen selbst sind hochentwickelte, intelligente Maschinen der modernen Technik, die sehr leistungsfähig sind. Ihre Leistung ist beachtlich. Wenn solche kontinuierlichen Pressen nicht ausgelastet sind, ist das Arbeiten mit solchen kontinuierlichen Pressen aufwendig und entstehen in bezug auf die hergestellten Laminatplatten verhältnismäßig hohe, maschinenbedingte Herstellungskosten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Verfahren so zu führen, daß eine beachtlich größere Leistung, d. h. eine beachtlich erhöhte Pro duktivität, erreichbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Laminattafeln, insbes. von Laminattafeln für technische Zwecke, die zumindest ein seitig mit einer Metallfolie bedeckt sind, durch Pressen von Prepregs, mit Hilfe einer taktweise arbeitenden Ein etagenplattenpresse mit einer unteren Pressenplatte und einer oberen Pressenplatte, wobei die Kombination der folgenden Merkmale verwirklicht ist:

a) es werden Prepregs verwendet, deren Kunstharzsystem in einem Preßzeitbereich von 1 bis 3 Minuten bei einer Preßtemperatur im Preßtemperaturbereich von 175°C bis 250°C aushärtet,
b) es wird eine Einetagenplattenpresse verwendet, deren Preßraum zwischen den Pressenplatten als randseitig geschlossene Vakuumpreßkammer ausgebildet ist,
c) aus den Prepregs, die gegebenenfalls zumindest ein seitig mit der Metallfolie bedeckt sind, einem unteren Preßblech und einem oberen Preßblech werden Preßstapel gebildet,
d) zumindest ein Preßstapel wird in die geöffnete Ein etagenplattenpresse eingeführt, deren Pressenplatten nach Maßgabe einer duch die Prepregs vorgegebenen Preßtemperatur im angegebenen Preßtemperaturbereich permanent beheizt sind,
e) der Preßvorgang wird in der geschlossenen Plattenpresse bei einer Preßzeit im angegebenen Preßzeitbereich mit einem Unterdruck in der Vakuumpreßkammer im Bereich von 0,1 bis 0,03 bar durchgeführt, und zwar mit einem spezifischen Preßdruck im Bereich von 350 bis 1000 N/cm²
f) der fertiggepreßte Preßstapel wird aus der nach dem Preßvorgang wieder geöffneten Plattenpresse heiß herausgeführt sowie heiß entstapelt und das fertig gepreßte Laminat wird gekühlt.

Kunstharzsysteme, mit denen die bekannten, im Rahmen der Erfindung zu verwendenden Prepregs ausgerüstet sind, las sen durch chemische Maßnahmen, wie Einbau besonderer Katalysatoren, Reaktionsbeschleuniger und Reaktionsver zögerer, eine Einstellung des Polymerisationsverhaltens in bezug auf Zeit und Temperatur bei vorgegebenem Druck zu. Nach Merkmal a) der Lehre der Erfindung wird de facto mit Prepregs gearbeitet, die bezüglich ihres Kunstharzsystems für die Härtung der Prepregs in kontinuierlichen Pressen entwickelt, bekannt und bewährt sind. Sie können über raschenderweise auch beim Einsatz von taktweise arbeiten den Einetagenplattenpressen verwendet werden, wenn gemäß Merkmal b) eine Einetagenplattenpresse eingesetzt wird, deren Preßraum zwischen den Pressenplatten als randseitig geschlossene Vakuumpreßkammer ausgebildet ist. Solche Ein etagenplattenpressen erlauben sehr kurze Taktzeiten und insoweit hohe Leistungen. Ihre Auslegung nach einem vor gegebenen Volumen an fertiggepreßten Laminatplatten innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne ist in weiten Grenzen flexibel. Der Preßdruck ist in Kombination zu den weiteren Maßnahmen so einzustellen und einzuhalten, wie es dem Merkmal e) entspricht.

Die fertiggepreßten Laminatplatten genügen in qualitäts mäßiger Hinsicht allen Anforderungen, insbes. in bezug auf die Homogenität der physikalischen Parameter über die gesamte Erstreckung der Laminatplatten. Aber auch die Oberflächenqualität genügt allen Anforderungen, sie ist selbstverständlich durch die Preßbleche beeinflußt, die man aus thermodynamischen Gründen möglichst dünn wählen wird und für die sich ein gut wärmeleitender Werkstoff, z. B. eine Aluminiumlegierung oder eine Kupferlegierung empfiehlt. Bei der Herstellung von technischen Laminaten werden die Prepregs zumindest einseitig mit einer Metall folie, zumeist einer Kupferfolie, beschichtet. Bei der Herstellung von Dekorlaminaten wird zumeist mit besonderen Preßblechen, z. B. Preßblechen mit besonderer Oberflächen struktur, gearbeitet. Auch die Dekorlaminate können jedoch beschichtet sein.

Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. So werden zweckmäßigerweise Prepregs verwendet, deren Kunst harzsystem im Rahmen des schon angegebenen Preßzeit bereiches weiter eingeschränkt ist, und zwar dahingehend, daß das Kunstharzsystem in einem Preßzeitbereich von 1,5 bis 2 Minuten aushärtet. Eine Einschränkung kann auch in bezug auf den Preßtemperaturbereich durchgeführt werden.

So werden vorteilhafterweise Prepregs verwendet, deren Kunstharzsystem im Preßtemperaturbereich von 200°C bis 225°C aushärtet. Aus Gründen der Produktivität empfiehlt es sich, zwei Preßstapel gleichzeitig in die geöffnete Einetagenplattenpresse einzuführen, zu pressen und nach dem Preßvorgang gleichzeitig aus der wieder geöffneten Einetagenplattenpresse herauszuführen.

Wesentlich für die Erfindung ist, daß der Preßvorgang in einer Vakuumpreßkammer mit einem Unterdruck in dem ange gebenen Bereich stattfindet. Das läßt sich für die meisten gebräuchlichen Prepregs optimieren, indem beim Preßvorgang mit einem Unterdruck in der Vakuumpreßkammer von etwa 0,05 bar gearbeitet wird.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Einetagenplatten presse, die für die Durchführung des beschriebenen Ver fahrens besonders geeignet ist, mit Pressengestell, be heizter oberer Pressenplatte, beheizter unterer Pressen platte und Preßzylinderkolbenanordnung, wobei die Vakuum preßkammer durch einen randseitig umlaufenden Abdichtungs rahmen gebildet ist, der an der oberen Pressenplatte angeordnet ist, und wobei der Abdichtungsrahmen bei ge öffneter Einetagenplattenpresse einen Beschick- und Ent leerspalt freigibt. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist bei dieser Einetagenplattenpresse die untere Pressenplatte eine pressengestellfeste Platte, während die obere Pressenplatte mit Hilfe der Preßzylinderkolbenan ordnung aufundnieder bewegbar ist. Dabei ist erfindungs gemäß die obere Pressenplatte mit den Einrichtungen für die Evakuierung der Vakuumpreßkammer versehen, die über Leitungen an eine Unterdruckquelle angeschlossen ist.

Es versteht sich, daß bei Verwirklichung des erfindungs gemäßen Verfahrens nicht nur die Einetagenplattenpresse erforderlich ist und daß vor der Einetagenplattenpresse und hinter der Einetagenplattenpresse Handlingseinrich tungen und Vorrichtungen zu installieren sind, die zur Manipulation der Prepregs, der Metallfolie, der Preß bleche, der Bildung der Preßstapel, die Entstapelung usw. dienen. Im übrigen sind Beschick- und Entleereinrichtungen für die Einetagenplattenpresse unverzichtbar. Insoweit kann im Rahmen der Erfindung mit bekannten Handlingsein richtungen, Vorrichtungen und Aggregaten gearbeitet wer den.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Einetagen plattenpresse, die für das erfindungsgemäße Verfahren besonders eingerichtet ist, durch eine Zeichnung erläu tert. Es zeigen

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Einetagenplattenpresse,

Fig. 2 den vergrößerten Ausschnitt A aus dem Gegenstand der Fig. 1.

Die in den Figuren dargestellte Einetagenplattenpresse ist für die Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfah rens bestimmt. Zum grundsätzlichen Aufbau gehören ein Pressengestell 1, eine beheizte untere Pressenplatte 2, eine beheizte obere Pressenplatte 3 und Preßzylinder kolbenanordnungen 4. Im Ausführungsbeispiel ist die untere Pressenplatte 2 eine preßgestellfeste Pressenplatte, während die obere Pressenplatte 3 mit Hilfe der Preß zylinderkolbenanordnungen 4 aufundnieder bewegbar ist. Im übrigen ist die Einetagenplattenpresse wie üblich aufge baut und mit Holmen bzw. mit einem Tisch und einem Holm versehen.

Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 und 2 entnimmt man, daß eine Vakuumpreßkammer 5 durch einen randseitig umlaufenden Abdichtungsrahmen 6 gebildet ist, der an der oberen Pressenplatte 3 angeordnet ist, wobei der Abdichtungsrahmen 6 bei geöffneter Einetagenplatten presse einen Beschick- und Entleerspalt 7 freigibt, wie es in Fig. 1 dargestellt worden ist. Es versteht sich, daß der Abdichtungsrahmen 6 ausreichend elastisch verformbar ist, um ein Schließen der Einetagenplattenpresse ungehin dert zuzulassen, und zwar so, daß die Preßstapel aus den Prepregs 8, gegebenenfalls der Metallfolie, und den Preß blechen 9 den erforderlichen Preßdruck erfahren. In der Fig. 2 erkennt man, daß die obere Pressenplatte 2 die Einrichtungen 10 für die Evakuierung der Vakuumpreßkammer aufweist, die über Leitungen 11 an eine nicht gezeichnete Unterdruckquelle angeschlossen sind. Im einfachsten Falle handelt es sich bei diesen Einrichtungen 10 um Bohrungen, die an mehreren Stellen längs des Bereiches der unteren Preßplatte 2 angeordnet sind, der von den Preßstapeln 8, 9 abgedeckt ist.

Arbeitet man mit einer Einetagenplattenpresse, wie sie eingangs bzw. vorstehend beschrieben wurde, und verwendet man fernerhin Prepregs 8, deren Kunstharzsystem in einem Preßzeitbereich von 1 bis 3 Minuten bei einer Preßtempe ratur im Preßtemperaturbereich von 175°C bis 250°C aushärtet, und führt man die weiteren, in den Merk malen c), d), e) und f) des Patentanspruches 1 beschriebe nen Maßnahmen durch, so erhält man Laminatplatten, die in qualitätsmäßiger Hinsicht allen Anforderungen genügen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Laminattafeln, insbes. von Laminattafeln für technische Zwecke, die zumindest einseitig mit einer Metallfolie bedeckt sind, durch Pres sen von Prepregs, mit Hilfe einer taktweise arbeitenden Einetagenplattenpresse mit einer unteren Pressenplatte und einer oberen Pressenplatte, wobei die Kombination der folgenden Merkmale verwirklicht ist:

a) es werden Prepregs verwendet, deren Kunstharzsystem in einem Preßzeitbereich von 1 bis 3 Minuten bei einer Preßtemperatur im Preßtemperaturbereich von 175°C bis 250°C aushärtet,
b) es wird eine Einetagenplattenpresse verwendet, deren Preßraum zwischen den Pressenplatten als randseitig geschlossene Vakuumpreßkammer ausgebildet ist,
c) aus den Prepregs, die gegebenenfalls zumindest ein seitig mit der Metallfolie bedeckt sind, einem unteren Preßblech und einem oberen Preßblech werden Preßstapel gebildet,
d) zumindest ein Preßstapel wird in die geöffnete Ein etagenplattenpresse eingeführt, deren Pressenplatten nach Maßgabe einer durch die Prepregs vorgegebenen Preßtemperatur im angegebenen Preßtemperaturbereich permanent beheizt sind,
e) der Preßvorgang wird in der geschlossenen Plattenpresse bei einer Preßzeit im angegebenen Preßzeitbereich mit einem Unterdruck in der Vakuumpreßkammer im Bereich von 0,1 bis 0,03 bar durchgeführt, und zwar mit einem spezifischen Preßdruck im Bereich von 350 bis 1000 N/cm²,
f) der fertiggepreßte Preßstapel wird aus der nach dem Preßvorgang wieder geöffneten Plattenpresse heiß herausgeführt sowie heiß entstapelt und das fertig gepreßte Laminat wird gekühlt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Prepregs verwendet werden, deren Kunstharzsystem in einem Preßzeitbereich von 1,5 bis 2 Minuten aushärtet.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei Prepregs verwendet werden, deren Kunstharzsystem im Preß temperaturbereich von 200° bis 225° aushärtet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zwei Preßstapel gleichzeitig in die geöffnete Einetagenplatten presse eingeführt, gepreßt und nach dem Preßvorgang gleichzeitig aus der wieder geöffneten Einetagenplatten presse herausgeführt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei beim Preßvorgang mit einem Unterdruck in der Vakuumpreßkammer von etwa 0,05 bar gearbeitet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei beim Preßvorgang mit einem spezifischen Preßdruck von etwa 500 N/cm² gearbeitet wird.

7. Einetagenplattenpresse für die Durchführung des Verfah rens nach den Ansprüchen 1 bis 6 mit Pressengestell (1), beheizter unterer Pressenplatte (2), beheizter oberer Pressenplatte (3) und Preßzylinderkolbenanordnung (4), wobei eine Vakuumpreßkammer (5) durch einen randseitig umlaufenden Abdichtungsrahmen (6) gebildet ist, der an der oberen Pressenplatte (3) angeordnet ist, und wobei der Abdichtungsrahmen (6) bei geöffneter Einetagenplatten presse einen Beschick- und Entleerspalt (7) freigibt.

8. Einetagenplattenpresse nach Anspruch 7 mit pressenge stellfester unterer Pressenplatte (2) und mit Hilfe der Preßzylinderkolbenanordnung (4) aufundnieder bewegbarer oberer Pressenplatte (3), wobei die obere Pressenplatte (2) die Einrichtungen (10) für die Evakuierung der Vakuum preßkammer (5) aufweist, die über Leitungen (11) an eine Unterdruckquelle angeschlossen ist.