DE4242053C2 - Preßwerkzeug zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Preßwerkzeug zur Herstellung von Holz­ werkstoffplatten entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Preßwerkzeug ist aus der DE-A-39 06 810 bekannt. Es besteht aus zwei heizbaren Werkzeughälften und ist ins­ besondere zur Herstellung von Blattfedern aus Faserverbundwerk­ stoffen vorgesehen. Dazu enthält die untere Werkzeughälfte eine der Blattfeder entsprechende Kavität, in die ein Formstempel der oberen Werkzeughälfte einführbar ist. Die Fertigung von Holzwerk­ stoffplatten mit Hilfe eines solchen Preßwerkzeuges liefert indes keine befriedenden Ergebnisse. Konstruktionsbedingt ist es nicht möglich, die zum Aushärten der lediglich vorgepreßten Span- oder Faserplatten notwendige Wärme nur über die Ober- und Unterseite der Platten und nicht seitlich zuzuführen.

Weiterhin sind Holzwerkstoffplatten, beispielsweise Spanplatten oder Faserplatten bekannt, welche aus Holzspänen bzw. Holzfasern, die mit einem Bindemittel beleimt sind, bestehen. Bei den Binde­ mitteln handelt es sich üblicherweise um Harnstoff-, Melamin-, Phenol-Formaldehyd-Harze oder Isocyanate. Die Späne bzw. Fasern werden im allgemeinen zu einem Vlies gestreut, das in einer Presse zu einer kompakten Platte verdichtet wird. Zur Beschleuni­ gung des Abbindevorgangs kann während des Verpressens Wärme zuge­ führt werden und/oder der Bindemittellösung vor der Beleimung der Späne/Fasern ein Härter beigefügt werden.

Die Herstellung der Holzwerkstoffplatten erfolgt kontinuierlich in Doppelbandpressen oder diskontinuierlich in Ein- oder Mehr­ etagenpressen. Für Qualitätsprüfungen ist es erforderlich, aus den Holzwerkstoffplatten, genormte Prüfkörper, im allgemeinen mit den Abmessungen 50×50 mm, herauszuschneiden. Dasselbe gilt auch für Versuche zur Optimierung von Produktionsparametern. Hierbei interessieren besonders die anwendungstechnischen Kenndaten der eingesetzten Bindemittel bzw. der Leimflotte, wie z. B. Reak­ tivität, Wirkung auf die Plattenfestigkeit oder Feuchteresistenz. Diese Tests sind meist mit einem gewissen Risiko verbunden, da es zu Produktionsstillständen kommen kann oder der hergestellte Holzwerkstoff mit minderer Qualität unverkäuflich ist. Orientie­ rende Versuche werden daher gewöhnlich zunächst auf Technikumsan­ lagen mit Einetagenpressen (Format z. B. 50×40 cm) durchgeführt. Hiermit können jedoch Praxisverhältnisse nur begrenzt simuliert werden. Bei dem kleinen Plattenformat kann, im Gegensatz zur Großfertigung, der in der Heißpresse gebildete Wasserdampf mehr oder weniger ungehindert über die Schmalflächen entweichen. Die aufgebauten Dampfspannungen sind folglich nur gering und verglei­ chende Untersuchungen von Reaktivitäten bzw. Mindestpreßzeiten sind problematisch. Laborplatten weisen zudem mehr oder minder große Dichteschwankungen auf. Die Plattendichte ist andererseits eine wichtige Größe, mit der die meisten der übrigen Platten­ eigenschaften korreliert sind. Um den Einfluß ausgewählter Ver­ suchsfaktoren mit ausreichend hoher Trennschärfe statistisch gesichert erkennen zu können, ist daher ein relativ großer Ver­ suchsumfang von mehr als drei Platten pro Ansatz notwendig. Im Technikum hergestellte Platten werden gewöhnlich zunächst ge­ schliffen (kalibriert), um anschließend in die genormten Prüfkör­ perdimensionen aufgetrennt zu werden. Zur Ermittlung der Quer­ zugsfestigkeit ist es ferner notwendig, Querzugjoche aufzuleimen. Alle diese Schritte sind zeit- und arbeitsaufwendig.

Mit der Erfindung soll ein Preßwerkzeug zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten, insbesondere kleinformatigen Spanplatten, Faserplatten u. dgl. geschaffen werden, welches die vorstehend geschilderten Mängel vermeidet.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden die Maßnahmen nach dem Kenn­ zeichen des Anspruchs 1 vorgeschlagen.

Erfindungsgemäß besteht das Preßwerkzeug aus zwei Werkzeug­ hälften. Die untere Hälfte besteht aus einem Preßrahmen, der durch seine Abmessungen die Dimensionen der später erzeugten Holzwerkstoffplatte bestimmt. Die obere Werkzeughälfte umfaßt ein Gehäuse und einen darin geführten Formstempel, dessen Querschnitt den Innenabmessungen des Preßrahmens, d. h. der Kavität oder dem Durchbruch in der unteren Werkzeughälfte entspricht. Das Gehäuse ist mit der unteren Werkzeughälfte verbindbar.

Die untere Werkzeughälfte besteht aus faserverstärkten Kunststof­ fen, vorzugsweise durch Strahlung oder Wärme härtbaren Kunststof­ fen. Als durch Strahlung oder Wärme härtbare Kunststoffe kommen alle Kunstharze in Betracht, die durch freie Radikale vernetzt werden können, z. B. ungesättigte Polyesterharze, Vinylesterharze, modifizierte Epoxyharze, modifizierte Polyurethanharze oder Mischungen dieser Harze. Außerdem können mit Erfolg auch Gemische dieser Harze mit damit mischpolymerisierbaren ungesättigten Mono­ meren verwendet werden. Geeignete Fasermaterialien sind zweck­ mäßig flächige Gebilde wie Matten, Gewebe oder Gelege aus anorga­ nischen Fasern, beispielsweise Glasfasern, Kohlenstoffasern usw. Unter diesen sind Glasfasern besonders bevorzugt. Die Glasfasern sind mit üblichen Schlichten behandelt, die z. B. einen Haftver­ mittler auf Silan- oder Chrombasis enthalten.

Als Werkstoff für die obere Werkzeughälfte haben sich Aluminium­ legierungen oder Edelstähle als besonders günstig erwiesen.

Mit dem erfindungsgemäßen Preßwerkzeug können insbesondere klein­ formatige Span- oder Faserplatten hergestellt und unmittelbar nach dem Preßvorgang zu Prüfzwecken verwendet werden. Das Her­ richten von Prüfkörpern aus größeren Platten entfällt. Durch die untere Werkzeughälfte wird beim Verpressen das Entweichen von Wasserdampf über die Schmalfläche verhindert. Die Bedingungen, unter denen der Prüfkörper hergestellt wird, kommen somit den­ jenigen der industriellen Produktion sehr nahe. Da sich die ein­ gewogene beleimte Span/Fasermenge verlustfrei in der fertigen Platte wiederfindet, zeichnet sich diese durch eine hohe Dichte­ konstanz aus.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Preß­ werkzeuges sind Gegenstand der Unteransprüche 2 und 3.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert.

Im wesentlichen besteht das Preßwerkzeug nach Fig. 2 aus einer unteren Werkzeughälfte (1) (Preßrahmen) und einer oberen Werk­ zeughälfte (2, 3). In der unteren Werkzeughälfte ist ein Durch­ bruch (4) ausgebildet für die Aufnahme des zu verpressenden Materials. Die obere Werkzeughälfte umfaßt einen Formstempel (2), der so bemessen ist, daß er bei geschlossenem Preßwerkzeug in Höhe der Oberkante des Preßrahmens abschließt oder in diesen eintaucht. Die Tauchtiefe beträgt zweckmäßig 5 mm, vorteilhaft 1-2 mm. Der Formstempel wird in einem Gehäuse (3) geführt. Das Gehäuse ist nach dem Nut-Federprinzip mit der unteren Werkzeug­ hälfte formschlüssig verbindbar.

Zur Herstellung von Span- bzw. Faserplatten mit den Abmessungen 50×50 mm werden etwa 500 g Späne/Fasern beleimt. Die erforder­ liche Bindemittelmenge beträgt ca. 100 g. Auf den Preßrahmen (1) werden das Gehäuse (3) sowie ein Streuaufsatz (7) und Trich­ ter (6) aufgesetzt und die beleimten und abgewogenen Späne/Fasern eingestreut (Fig. 1). Daraufhin werden Streuaufsatz (7) und Trichter (6) entfernt und der Preßstempel (2) in das Gehäuse ein­ geführt. Während einer Preßdauer von 1 min und einem Druck von 9 N/mm² wird das beleimte Material vollständig aus dem Gehäuse (3) in den Preßrahmen (1) befördert und dort kalt vorverdichtet. Anschließend werden Gehäuse (3) und Formstempel (2) entfernt und der Preßling im Preßrahmen (1) in einer Heißpresse bei Tempera­ turen von 60-220°C bei einer Preßzeit von 2-20 min verpreßt.

Es ist auch möglich, in einem Preßvorgang mehrere Span- oder Faserplatten herzustellen. Gemäß Fig. 3 enthält hierzu die untere Werkzeughälfte (1) mehrere Kavitäten (4) oder Durchbrüche und die obere Werkzeughälfte eine entsprechende Anzahl Formstem­ pel (2), die über ein gemeinsames Joch (5) miteinander verbunden sind.

Claims (3)

1. Preßwerkzeug zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten, ins­ besondere kleinformatigen Spanplatten oder Faserplatten mit zwei Werkzeughälften, von denen die eine untere Werkzeug­ hälfte (1) eine den Holzwerkstoffplatten entsprechende Kavi­ tät (4) oder einen Durchbruch und die andere obere Werkzeug­ hälfte (2, 3) einen in die Kavität bzw. den Durchbruch ein­ führbaren Formstempel (2) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Werkzeughälfte (1) aus faserverstärkten Kunst­ stoffen besteht und der Formstempel (2) in einem Gehäuse (3) geführt ist, welches mit der unteren Werkzeughälfte lösbar verbunden ist.

2. Preßwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Werkzeughälfte (1) mehrere Kavitäten (4) oder Durch­ brüche und die obere Werkzeughälfte mehrere, über ein gemein­ sames Joch (5) verbundene Formstempel (2) aufweist.

3. Preßwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Werkzeughälfte (1) aus glasgewebeverstärkten, wärme­ härtbaren Kunststoffen besteht.