EP0113813B1 - Metallisches Endlospressband mit strukturierter Oberfläche - Google Patents

Metallisches Endlospressband mit strukturierter Oberfläche Download PDF

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EP0113813B1
EP0113813B1 EP83109983A EP83109983A EP0113813B1 EP 0113813 B1 EP0113813 B1 EP 0113813B1 EP 83109983 A EP83109983 A EP 83109983A EP 83109983 A EP83109983 A EP 83109983A EP 0113813 B1 EP0113813 B1 EP 0113813B1
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welding
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    • Y10T428/24479—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including variation in thickness

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of a metallic endless press belt with an embossed engraving, which is used for the production of laminates, particle boards, thermosetting and thermoplastic films and films with structured surfaces in double belt presses, in which rolled or galvanically deposited strip-shaped metal sheets by longitudinal and / or transverse welding be connected to form an endless belt and the material of the endless belt consists of a precipitation-hardenable metal alloy or one that can be changed in its crystal structure by heat treatment.
  • thermoset pressed laminates as well as plastic-coated hardboard, wood fiber board, chipboard, glass fiber board and the like.
  • the pattern is embossed with the help of embossing tools.
  • press plates are used in one-day presses, which are provided with an embossed engraving, which are mainly produced by an etching treatment of the press plates.
  • the laminates are pressed between two continuously running endless belts.
  • the press belt surface must be structured negatively in order to structure the plate surface.
  • the etching method as with the discontinuously operating machines. Since the endless belts are welded transversely or diagonally to the direction of travel, a structure that is different from the rest of the belt generally occurs at the weld seam, which allows the weld seam to emerge clearly after the etching and is thus embossed as a visible seam in the press laminate.
  • a method for installing a non-structured endless belt in presses which consists of a steel, the crystal structure of which can be changed by heat treatment.
  • This endless belt is used on presses in which the endless belt is placed around the circumference of a drum, so that the material to be pressed is pressed against the surface of the drum by the endless belt under tension.
  • the tape material is threaded into the machine and the two ends are welded with a welding wire with the same properties as the tape material. This is followed by heat treatment of the welded joint, so that tempering is achieved down to approximately the tensile strength of the remaining strip.
  • the strip material that can be heat-treated is stainless chromium steel with a high cobalt content or martensite-hardening nickel steel.
  • stainless chromium steel with a high cobalt content or martensite-hardening nickel steel are very brittle and susceptible to cracks given the high surface hardness required in continuous presses.
  • These steels are not suitable for the production of endless belts that are used in double belt presses.
  • the invention is based on the object of specifying a method in which the production of the surface structure of embossing tapes which are suitable for use in double-belt presses is simplified in such a way that an electroplated metal layer can be dispensed with.
  • a precipitation hardenable material is used as material in the manufacturing process for the embossing tape
  • Metal alloy namely a beryllium-copper alloy, a copper-cobalt-beryllium alloy or a copper-nickel-beryllium alloy is used, which after welding to an endless belt using a conventional method such as TIG, plasma, electron beam or laser welding process, is hardened to its final hardness by heat treatment, the structure above the weld seam matching that of the rest of the metal, after which the etching engraving is then introduced.
  • the procedure according to the invention has the advantage that the welding compound and the zone influenced by the welding have no structure deviating from the rest of the metal and thus have no different etching behavior compared to the embossing tape material during the etching. This means that the weld seam can no longer be imaged on the press laminate.
  • a further advantage of the invention is that a surface of the embossing tape which has been worn during operation can be reworked by etching without the fear of the weld seam then having to be feared on the laminate.
  • An alloy that is precipitation hardenable with the aid of heat treatment is selected as the strip material, namely beryllium-copper-wrought alloys and copper-nickel-beryllium alloys, which are sold, for example, by the company VAC in Hanau under the trade names BERYVAC and DURATHERM high tensile strength after curing.
  • the strip material namely beryllium-copper-wrought alloys and copper-nickel-beryllium alloys, which are sold, for example, by the company VAC in Hanau under the trade names BERYVAC and DURATHERM high tensile strength after curing.
  • VAC in Hanau under the trade names BERYVAC and DURATHERM
  • the precipitation hardening of the entire band takes place if the band was not yet fully hardened by the welding, or the area of the weld seam if the band material had already hardened before welding, with the help of a heat treatment, the temperature and duration of which is determined by the metal alloy used.
  • the etching engraving is made. Practically all known processes are suitable for this, such as, for example, photographic reproduction processes, a photosensitive layer being applied to the surface of the tape, which is then exposed and developed via a negative which represents the pattern. The remaining surfaces protect the tape from the etching attack; while the free areas are removed from the etching medium to the desired depth.
  • etch resist surfaces with pressure rollers
  • incomplete spraying or slurrying of such lacquers or similar methods which allow pattern-like coverage against the attack by etching agents or an embossed etching engraving, the strip surface being coated with a wax layer or a layer with similar properties , into which a profiled roller presses a pattern.
  • the areas in the tape surface that are exposed by the wax are attacked by an etching medium and removed to the desired depth.
  • the circumference of the embossing tape should be the same or an integral multiple of the circumference of the roller.
  • Fig. 1 shows a continuous working double belt press consisting of two endless belts
  • Fig. 2 shows one of the endless belts shown in Fig. 1 in the oblique view.
  • the double belt press 1 shown in longitudinal section in FIG. 1 has two endless belts 2, 3 driven synchronously by motors, which are tensioned by two rollers 4, 5 and run over heating plates 6. Between the heating plates 6 and the endless belts 2, 3 there are pressure cushions laterally delimited by seals 7, by means of which the reaction pressure is set. Instead of the pressure pads, support rollers can also be provided.
  • the preliminary product 8 fed to the inlet of the machine for example a wood chip cake soaked with synthetic resin, is pressed into a laminate 9 between the endless belts rotating in opposite directions.
  • the upper endless belt 2 or the lower endless belt 3 or both belts are provided with a negative etching engraving, which is embossed into the surface of the laminate during the production process and thus produces the desired positive surface structure.
  • the endless belts 2, 3 have widths between 700 and 2800 mm and thicknesses of 0.5 to 2 mm. As shown in FIG. 2, the two ends of the band are welded to one another transversely or diagonally. The weld seam 10 is ground and polished.
  • the embossing tape 2 consists of a tensile beryllium-copper alloy, which is a precipitation-hardening metal alloy.
  • the weld seam 10 has the same structure as the rest of the band due to the properties of the precipitation hardening metal alloy.
  • the negative embossing pattern 11 is worked into the surface of the embossing tape 2. All known methods described above are suitable for this. After the etching engraving and chrome plating has been completed, the endless belt 2 is ready for use in the double belt press 1.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Endlospreßbandes mit einer Prägegravur, das zur Herstellung von Schichtstoffen, Spanplatten, duroplastischen und thermoplastischen Folien und Filmen mit strukturierten Oberflächen in Doppelbandpressen dient, bei dem gewalzte oder galvanisch abgeschiedene streifenförmige Metallbleche durch Längs- und/oder Querschweissen zu einem Endlosband verbunden werden und das Material des Endlosbandes aus einer ausscheidungshärtbaren oder durch Wärmebehandlung in ihrem Kristallstrukturgefüge veränderlichen Metall-Legierung besteht.
  • Bei der Herstellung von Duroplastpreßlaminaten sowie kunststoffbeschichteten Hartfaserplatten, Holzfaserplatten, Holzspanplatten, Glasfaserplatten und dergleichen werden in zunehmendem Maße Oberflächen mit einer eingeprägten Struktur gewünscht. Das Einprägen des Musters geschieht dabei mit Hilfe von Prägewerkzeugen.
  • In Einetagenpressen finden dazu Preßbleche Verwendung, die mit einer Prägegravur versehen sind, die hauptsächlich durch eine Ätzbehandlung der Preßbleche erzeugt werden. Bei kontinuierlich arbeitenden Laminiermaschinen werden die Laminate zwischen zwei kontinuierlich laufenden Endlosbändern gepreßt. Zur Strukturierung der Plattenoberfläche muß die Preßbandoberfläche dementsprechend negativ strukturiert sein. Für die Herstellung eines solchen strukturierten Preßbandes ist es naheliegend, ebenfalls die Ätzmethode wie bei den diskontinuierlich arbeitenden Maschinen zu verwenden. Da die Endlosbänder quer oder diagonal zur Laufrichtung verschweißt sind, tritt an der Schweißnaht im allgemeinen ein gegenüber dem restlichen Band verändertes Gefüge auf, das die Schweißnaht nach der Ätzung deutlich hervortreten läßt und damit als sichtbare Naht in das Preßlaminat eingeprägt wird.
  • Es ist bekannt, diese Schwierigkeiten zu umgehen, indem man auf das Endlosband eine Metallschicht aufgalvanisiert und danach die gewünschte Struktur einätzt, wobei die Tiefe der Ätzgravur kleiner als die Dicke dieser Metallschicht ist (Patentschrift DE-29 50 795 C2). Nachteilig ist dabei der erhöhte verfahrenstechnische und damit kostenverursachende Aufwand durch Aufgalvanisieren der Metallschicht. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß eine verschlissene Oberfläche nicht mehr nachgearbeitet werden kann, da dann die Gefahr besteht, daß die aufgalvanisierte Metallschicht durchdrungen wird, womit die Schweißnaht freigelegt und sich auf dem Laminat abzeichnen würde.
  • Aus der DE-A-2 541 211 ist ein Verfahren zum Einbau eines nicht strukturierten Endlosbandes in Pressen bekannt geworden, das aus einem Stahl besteht, dessen Kristallstrukturgefüge durch eine Wärmebehandlung veränderbar ist. Dieses Endlosband wird an Pressen eingesetzt, bei denen das Endlosband um den Umfang einer Trommel gelegt ist, so daß das Preßgut von dem unter Zugspannung stehenden Endlosband gegen die Oberfläche der Trommel gedrückt wird. Das Bandmaterial wird in die Maschine eingefädelt und die zwei Enden werden mit einem Schweißdraht mit denselben Eigenschaften wie das Bandmaterial verschweißt. Anschließend erfolgt eine Wärmebehandlung der Schweißverbindung, so daß eine Vergütung bis etwa auf die Dehnfestigkeit des übrigen Bandes erreicht wird.
  • Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß es sich bei dem durch eine Wärmebehandlung vergütbarem Bandmaterial um rostfreie Chromstähle mit hohem Kobaltgehalt oder um martensitaushärtende Nickelstähle handelt. Solche Stähle sind jedoch bei den in kontinuierlichen Pressen benötigten hohen Oberflächenhärten sehr spröde und rißempfindlich. Zudem besitzen sie keine genügende Dauerfestigkeit gegenüber den in kontinuierlichen Pressen auftretenden Biegewechselspannungen, so daß sie bereits innerhalb kürzester Betriebszeit zerstört sind. Zur Herstellung von Endlosbändern, die in Doppelbandpressen eingesetzt werden, sind diese Stähle nicht geeignet.
  • Die in dieser Offenlegungsschrift beschriebenen Stähle eignen sich auch nur wenig zur nachträglichen Strukturierung der Oberfläche des Endlosbandes. Aufgrund ihres hohen Chrom- oder Nickelgehaltes sind sie mit den üblichen Ätzmitteln nur schlecht zu ätzen, so daß insbesondere feine Strukturierungen nicht mit der gewünschten Genauigkeit reproduziert werden können.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, bei dem die Herstellung der Oberflächenstruktur von Prägebändern, die sich zum Einsatz in Doppelbandpressen eignen, so vereinfacht wird, daß auf eine aufgalvanisierte Metallschicht verzichtet werden kann.
  • Die Lösung dieser Aufgabe wird dadurch gegeben, daß als Metall-Legierung eine Beryllium-Kupfer-Legierung, Kupfer-Kobalt-Beryllium-Legierung oder Kupfer-Nickel-Beryllium-Legierung verwendet wird und die Strukturierung der Oberfläche nach dem Aushärten oder Nachbehandeln erfolgt, sobald das Kristallstrukturgefüge der Schweißnaht mit dem des ungeschweißten Grundmaterials identisch ist. Beim Strukturieren der Oberfläche des Endlospreßbandes, das durch Molettieren, Ätzen oder mechanisches Gravieren erfolgen kann, treten dann keine die Strukturtiefe beeinträchtigenden Härte- und Kristallgefügeunterschiede auf.
  • Als Material beim Herstellungsverfahren für das Prägeband wird eine ausscheidungshärtbare
  • Metall-Legierung, nämlich eine Beryllium-Kupfer-Legierung, eine Kupfer-Kobalt-Beryllium-Legierung oder eine Kupfer-Nickel-Beryllium-Legierung verwendet, die nach dem Verschweissen zu einem Endlosband mit einem üblichen Verfahren wie WIG-, Plasma-, Elektronenstrahl oder Laser-Schweißverfahren, durch Wärmebehandlung zu ihrer Endhärte ausgehärtet wird, wobei sich die Struktur über der Schweißnaht derjenigen des übrigen Metalls angleicht, worauf danach erst die Ätzgravur eingebracht wird.
  • Die erfindungsgemäße Verfahrensweise hat den Vorteil, daß die Schweißmasse und die durch das Schweissen wärmebeeinflußte Zone keine vom restlichen Metall abweichende Struktur besitzt und somit bei der Ätzung kein unterschiedliches Ätzverhalten gegenüber dem Prägebandmaterial aufweist. Damit kann sich die Schweißnaht nicht mehr auf dem Preßlaminat abbilden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine durch den Betrieb verschlissene Oberfläche des Prägebandes durch Ätzen erneut nachgearbeitet werden kann, ohne daß danach ein Abzeichnen der Schweißnaht auf dem Laminat befürchtet werden muß.
  • Als Bandmaterial wird eine mit Hilfe einer Wärmebehandlung ausscheidungshärtbare Legierung gewählt und zwar Beryllium-Kupfer-Knet-Legierungen und Kupfer-Nickel-Beryllium-Legierungen, die zum Beispiel von der Firma VAC in Hanau unter den Handelsbezeichnungen BERYVAC und DURATHERM vertrieben werden und die aufgrund ihrer nach der Aushärtung hohen Zugfestigkeit in Frage kommen. Vorteilhafterweise wird man ein bereits kaltverfestigtes Material wählen, um so ein Maximum an Zugfestigkeit nach dem Aushärten und eine schnellere Aushärtung zu erhalten.
  • Nach dem Verschweissen das Bandes zu einem Endlosband, Schleifen und Polieren der Schweißnaht erfolgt die Ausscheidungshärtung des gesamten Bandes, falls das Band von dem Schweissen noch nicht vollständig ausgehärtet war, bzw. des Bereiches der Schweißnaht, falls das Bandmaterial bereits vor dem Schweissen ausgehärtet war, mit Hilfe einer Wärmebehandlung, deren Temperatur und Dauer von der verwendeten Metall-Legierung bestimmt ist. Danach wird erst die Ätzgravur hergestellt. Dafür sind praktisch alle bekannten Verfahren geeignet, wie beispielsweise fotographische Reproduktionsverfahren, wobei eine fotoempfindliche Schicht auf die Bandoberfläche aufgetragen wird, die anschließend über ein das Muster darstellendes Negativ belichtet und entwickelt wird. Die dabei stehenbleibenden Flächen schützen das Band vor dem Ätzangriff; während die freien Flächen vom Ätzmedium bis zur gewünschten Tiefe abgetragen werden. Weitere mögliche Verfahren sind beispielsweise das Aufdrucken von Ätzresistflächen mit Druckwalzen, das lückenhafte Aufspritzen oder Aufschlämmen solcher Lacke oder ähnliche Verfahren, die eine mustergerechte Abdeckung gegen den Ätzmittelangriff erlauben oder eine Prägeätzgravur, wobei die Bandoberfläche mit einer Wachsschicht oder einer in den Eigenschaften ähnlichen Schicht überzogen wird, in die eine profilierte Walze ein Muster eindrückt. Die dadurch vom Wachs freigelegten Stellen in der Bandoberfläche werden von einem Ätzmedium angegriffen und bis zur gewünschten Tiefe abgetragen. Um einen sichtbaren Ansatz des Musters zu vermeiden, sollte der Umfang des Prägebandes gleich oder ein ganzzahliges Vielfaches des Walzenumfanges betragen. Durch mehrfachen Bandumlauf bei diesem Profilierungsverfahren kann eine Mehrfachätzung zur Erzielung stufenförmiger Ätzvertiefungen, die zur Verwischung des Musteransatzes dienen können, erzielt werden.
  • Die Zeichnung erläutert eine Ausführungsform der Erfindung, in der Fig. 1 eine aus zwei Endlosbändern bestehende kontinuierlich arbeitende Doppelbandpresse und Fig. 2 eines der in Fig. 1 gezeigten Endlosbänder im Schrägbild zeigt.
  • Die in Fig. 1 in Längsschnitt gezeigte Doppelbandpresse 1 besitzt zwei durch Motoren synchron angetriebene Endlosbänder 2, 3, die von jeweils zwei Rollen 4, 5 gespannt werden und über Heizplatten 6 laufen. Zwischen den Heizplatten 6 und den Endlosbändern 2, 3 befinden sich durch Dichtungen 7 seitlich begrenzte Druckkissen, über die der Reaktionsdruck eingestellt wird. Anstelle der Druckkissen können auch Stützrollen vorgesehen sein. Das dem Einlauf der Maschine zugeführte Vorprodukt 8, beispielsweise ein mit Kunstharz getränkter Holzspänekuchen, wird zwischen den gegensinnig umlaufenden Endlosbändern zu einem Laminat 9 gepreßt. Das obere Endlosband 2 oder das untere Endlosband 3 oder beide Bänder sind mit einer negativen Ätzgravur versehen, die beim Ablauf des Fertigungsverfahrens in die Oberfläche des Laminats geprägt wird und so die gewünschte positive Oberflächenstruktur erzeugt.
  • . Die Endlosbänder 2, 3 haben Bandbreiten zwischen 700 und 2800 mm und Dicken von 0,5 bis 2 mm. Die beiden Enden des Bandes sind, wie Fig. 2 zeigt, miteinander quer oder diagonal verschweißt. Die Schweißnaht 10 ist geschliffen und poliert.
  • Das Prägeband 2 besteht aus einer zugfesten Beryllium-Kupfer-Legierung, die eine ausscheidungshärtende Metall-Legierung darstellt. Die Schweißnaht 10 hat aufgrund der Eigenschaften der ausscheidungshärtenden Metall-Legierung dieselbe Struktur wie der übrige Teil des Bandes. In die Oberfläche des Prägebandes 2 wird das negative Prägemuster 11 eingearbeitet. Dazu eignen sich alle bekannten und weiter oben beschriebenen Verfahren. Nach Fertigstellung der Ätzgravur und Verchromen ist das Endlosband 2 fertig zum Gebrauch in der Doppelbandpresse 1.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung eines metallischen Endlospreßbandes mit einer Prägegravur, das zur Herstellung von Schichtstoffen, Spanplatten, duroplastischen und thermoplastischen Folien und Filmen mit strukturierten Oberflächen in Doppelbandpressen dient, bei dem gewalzte oder galvanisch abgeschiedene streifenförmige Metallbleche durch Längs- und/oder Querschweissen zu einem Endlosband verbunden werden und das Material des Endlosbandes aus einer ausscheidungshärtbaren oder durch Wärmebehandlung in ihrem Kristallstrukturgefüge veränderlichen Metall-Legierung besteht, dadurch gekennzeichnet, daß als Metall-Legierung eine Beryllium-Kupfer-Legierung, Kupfer-Kobalt-Beryllium-Legierung oder Kupfer-Nickel-Beryllium-Legierung verwendet wird und die Strukturierung der Oberfläche nach dem Aushärten oder Nachbehandeln erfolgt, sobald das Kristallstrukturgefüge der Schweißnaht mit dem des ungeschweißten Grundmaterials identisch ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aushärten oder Nachbehandeln des gesamten Endlosbandes nach dem Schweissen erfolgt, falls das Bandmaterial vor dem Schweissen noch nicht vollständig ausgehärtet war.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aushärten oder Nachbehandeln nur im Bereich der Schweißnaht erfolgt, falls das Bandmaterial bereits vor dem Schweissen ausgehärtet war.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenstruktur durch Molettieren; Ätzen oder mechanisches Gravieren hergestellt wird.
EP83109983A 1982-12-21 1983-10-06 Metallisches Endlospressband mit strukturierter Oberfläche Expired EP0113813B1 (de)

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DE19823247145 DE3247145A1 (de) 1982-12-21 1982-12-21 Metallisches endlospressband mit strukturierter oberflaeche fuer doppelbandpressen

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EP0113813A2 EP0113813A2 (de) 1984-07-25
EP0113813A3 EP0113813A3 (en) 1985-09-11
EP0113813B1 true EP0113813B1 (de) 1988-04-06

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US (1) US4537810A (de)
EP (1) EP0113813B1 (de)
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DE (1) DE3247145A1 (de)

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