NL9401818A

NL9401818A - Method, device and embossing roller to pattern a fiberboard surface.

Info

Publication number: NL9401818A
Application number: NL9401818A
Authority: NL
Inventors: Lambert Van Den Bosch
Original assignee: Houthandel Lambert Van Den Bos
Priority date: 1994-11-02
Filing date: 1994-11-02
Publication date: 1996-06-03
Also published as: EP0710533A1

Description

Werkwijze, inrichting en reliëfrol om een oppervlak van een vezelplaat van een patroon te voorzien.Method, device and embossing roller to pattern a fiberboard surface.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het van een patroon voorzien van een oppervlak van vezelplaat, waarbij een verhit stempelorgaan in aanraking met het oppervlak van de plaat wordt gebracht onder uitoefening van druk, evenals op een inrichting voor toepassing van de werkwijze en een daarbij te gebruiken reliëfrol.The invention relates to a method for patterning a surface of fiberboard, wherein a heated stamping member is brought into contact with the surface of the plate under application of pressure, as well as to a device for applying the method and a thereby embossing roller to be used.

Onder een vezelplaat wordt in de onderhavige aanvrage in de eerste plaats een houtvezelplaat verstaan en daarbij zowel een MDF (Medium Density Fibreboard) als een HDF (High Density Fibreboard), maar ook vezelplaten met ander vezel-materiaal, zoals hennep of vlas en zelfs kunstvezels zijn geschikt om de onderhavige uitvinding op toe te passen.In the present application, a fiberboard is primarily understood to mean a wood fiberboard and in this context both an MDF (Medium Density Fibreboard) and an HDF (High Density Fibreboard), but also fiberboards with other fiber material, such as hemp or flax and even synthetic fibers. are suitable for applying the present invention.

De werkwijze en inrichting als boven geschetst is beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4,197,078. In deze publikatie wordt een vormplaat op een gemodelleerde zijrand van de plaat gelegd, welke vormplaat in verhitte toestand tegen de rand wordt gedrukt. Het resultaat is een glad oppervlak, dat gunstig is voor verdere verfbewerkingen. Verder wordt in deze publikatie vermeld, dat bij het bewerken van de randen van vezelplaten de patronen of vormen van de vormplaat geen patronen van het zich herhalende type behoeven te zijn en configuraties kunnen hebben zoals houtnerf enzovoorts. Op geen enkele wijze wordt evenwel aangegeven hoe hier toe te komen.The method and apparatus outlined above is described in U.S. Patent 4,197,078. In this publication, a molding plate is placed on a molded side edge of the plate, which molding plate is pressed against the edge when heated. The result is a smooth surface, which is favorable for further painting operations. It is further stated in this publication that when machining the edges of fiber boards, the patterns or shapes of the mold plate need not be repetitive type patterns and may have configurations such as wood grain and so on. However, there is no indication whatsoever of how to get here.

Een nadeel van deze bekende werkwijze is dat telkens een verhitte vormplaat op een rand moet worden gedrukt, enige tijd in de aangedrukte toestand gehouden en dan weer teruggetrokken moet worden, waarna een nieuwe vezelplaat de oude kan vervangen om een zelfde bewerking te ondergaan. Dit eist een betrekkelijk ingewikkelde en omvangrijke apparatuur en leidt tot lage produktiesnelheden.A drawback of this known method is that each time a heated molding plate has to be pressed onto an edge, kept in the pressed state for some time and then withdrawn again, after which a new fiber plate can replace the old one to undergo the same processing. This requires relatively complex and bulky equipment and leads to low production speeds.

Bovendien wordt bij deze bekende gang van zaken geen patroon aangebracht op een hoofdvlak van een vezelplaat. Dergelijke hoofdvlakken plegen betrekkelijk glad te zijn en geheel egaal van kleur. In de praktijk zijn op dergelijke platen wel houtnerf-achtige patronen aangebracht, maar dit gebeurde hetzij door fineer van echt hout op de plaat te lijmen, hetzij een van een houtnerfpatroon voorziene papier laag. Beide oplossingen vergen werk en materiaal, waarbij nog een aanvullend nadeel is, dat een vezelplaat, waaraan aan één zijde een laag wordt aangebracht, de neiging heeft krom te trekken, zodat in de praktijk dan ook aan de andere zijde een laag wordt aangebracht.Moreover, in this known state of affairs, no pattern is applied to a major surface of a fiberboard. Such main surfaces tend to be relatively smooth and completely uniform in color. In practice, wood grain-like patterns have been applied to such plates, but this was done either by gluing real wood veneer to the plate or by a layer of paper with a wood grain pattern. Both solutions require work and material, an additional drawback of which is that a fiberboard, on which one layer is applied on one side, tends to warp, so that in practice a layer is also applied on the other side.

De uitvinding beoogt de in het bovenstaande aangegeven nadelen op te heffen dan wel in te perken en in het bijzonder te voorzien in een werkwijze en inrichting, die een snelle en goedkope aanbrenging van een patroon op zowel het hoofdvlak als een randvlak van een vezelplaat mogelijk maken.The object of the invention is to eliminate or limit the above-mentioned drawbacks and, in particular, to provide a method and device which enable a quick and cheap application of a pattern on both the main surface and an edge surface of a fiberboard .

De bovengenoemde doeleinden worden volgens de uitvinding bereikt door er in te voorzien, dat het stempelorgaan een rol is met het aan te brengen patroon in reliëf op zijn mantelvlak.The above objects are achieved according to the invention by providing that the stamping member is a roller with the pattern to be applied in relief on its lateral surface.

Bij voorkeur wordt er daarbij in voorzien, dat het reliëf van het patroon 0,2 - 0,6 mm hoog is ten opzichte van een overigens effen manteloppervlak. Deze uitvoeringsvorm van de uitvinding geeft, naar gebleken is, een voldoend zichtbaar patroon, waarbij de plaatselijke insnijdingen van het reliëf in de vezelplaat niet tot vorming van uitstekende haartjes of andere oneffenheden leiden. Wanneer de elementen van het reliëfpatroon een grotere breedte hebben is het gewenst dat zij minder uitsteken boven het effen manteloppervlak.It is preferably provided here that the relief of the pattern is 0.2 - 0.6 mm high relative to an otherwise smooth jacket surface. This embodiment of the invention has been found to provide a sufficiently visible pattern, in which the local incisions of the relief in the fiberboard do not lead to the formation of protruding hairs or other irregularities. When the elements of the relief pattern have a larger width, it is desirable that they protrude less above the smooth jacket surface.

In het algemeen kunnen goede resultaten verkregen worden, wanneer het effen manteloppervlak verhit is tot een temperatuur van 320-420° C. Het reliëf, dat vanuit het mantelop- pervlak naar buiten steekt en veelal uit smalle lijnen of lijntjes bestaat zal door de directe aanraking met de vezelplaat betrekkelijk sterk worden gekoeld en een lagere temperatuur hebben. Bij proeven, waarbij de temperatuur opliep, werd geconstateerd dat het reliëfpatroon aanvankelijk niet in de vezelplaat doordrong en ook niet goed zichtbaar bleef, tot bij een bepaalde temperatuur het reliëfpatroon in de vezelplaat drong en een goed zichtbaar patroon achterbleef. Dit patroon voelt niet ruw aan en heeft ook geen uitstekende deeltjes of haren of andere oneffenheden.In general, good results can be obtained when the smooth jacket surface is heated to a temperature of 320-420 ° C. The relief, which protrudes from the jacket surface and usually consists of narrow lines or lines, will be caused by the direct contact. be cooled relatively strongly with the fiberboard and have a lower temperature. In tests where the temperature rose, it was found that the relief pattern did not initially penetrate into the fiberboard and did not remain visible until the relief pattern penetrated into the fiberboard at a certain temperature and left an easily visible pattern. This pattern does not feel rough and has no protruding particles or hair or other irregularities.

Volgens een nadere uitwerking van de uitvinding kan er in worden voorzien, dat nog een verdere rol naast de reliëfrol aanwezig is. Dit geeft de mogelijkheid het reliëfpatroon sterk te variëren, door hetzij het ene, hetzij het andere, hetzij een combinatie van beide patronen te gebruiken, waarbij verplaatsing in de asrichting van de rollen tot een rijke variatiemogelijkheid aanleiding geeft. Ook kan tenminste één van de rollen afwisselend worden gelicht en op de vezelplaat gedrukt. Verder is het mogelijk de rollen in draairichting met elkaar te koppelen.According to a further elaboration of the invention, it can be provided that a further roller is present in addition to the relief roller. This makes it possible to vary the relief pattern widely, by using either one or the other, or a combination of both patterns, whereby displacement in the axial direction of the rollers gives rise to a rich possibility of variation. At least one of the rollers can also be alternately lifted and pressed onto the fiberboard. It is also possible to couple the rollers in the direction of rotation.

Wil men niet alleen een hoofdvlak van een vezelplaat bewerken, maar ook de randen, dan kan er in worden voorzien, dat tenminste één verdere rol een asrichting heeft, die een hoek insluit met die van de reliëfrol en met een rand van de vezelplaat samenwerkt. Op deze betrekkelijk smalle randoppervlakken kan ook een patroonaangebracht worden, maar dit is veelal niet nodig, zodat volstaan kan worden met een glad oppervlak waar, ook bij verfbewerking, geen haartjes uitsteken.If one wishes to machine not only a major surface of a fiberboard, but also the edges, it can be provided that at least one further roller has an axis direction, which encloses an angle with that of the relief roller and cooperates with an edge of the fiberboard. A pattern can also be applied to these relatively narrow edge surfaces, but this is usually not necessary, so that a smooth surface suffices where no hairs protrude, even during paint processing.

De uitvinding omvat eveneens een inrichting voor toepassing van de werkwijze. Deze inrichting wordt daardoor gekenmerkt, dat het stempelorgaan een reliëfrol bevat met een ten opzichte van een mantelvlak van de rol uitstekend reliëfpatroon en dat tenminste één steunrol is opgesteld om een vezelplaat tegenover de reliëfrol te ondersteunen, waarbij tenminste één aandrijforgaan de houtvezelplaat in een richting loodrecht op de as van de reliëfrol voortbeweegt .The invention also includes an apparatus for applying the method. This device is characterized in that the stamping member comprises an embossing roller with an embossing pattern protruding relative to a lateral surface of the roller and that at least one supporting roller is arranged to support a fiber board opposite the embossing roller, at least one driving member of the wood fiber board in a direction perpendicular on the axis of the embossing roller.

Volgens een voorkeursuitvoering is de steunrol daarbij het aandrij forgaan.According to a preferred embodiment, the supporting roller is the driving mechanism.

Bij voorkeur heeft de reliëfrol een reliëfpatroon, dat buiten het mantelvlak van de rol uitstekende reliëfdelen heeft. Deze hebben bij voorkeur een hoogte tussen 0,2 en 0,6 mm boven het manteloppervlak.Preferably, the relief roll has a relief pattern, which has relief parts protruding outside the lateral surface of the roll. These preferably have a height between 0.2 and 0.6 mm above the jacket surface.

Wanneer de reliëfdelen een kleinste afmeting van minder dan 0,2 mm hebben, dus in feite betrekkelijk fijne lijntjes vormen, ontstaat een patroon van fijne inkepingen, die geen ruwheden of uitstekende haartjes heeft. De reliëfrol kan in principe van elk hard materiaal zijn, maar bevredigende resultaten zijn reeds in een proefopstelling bereikt met een stalen rol, waarbij tevens een chroom bevattende opper-vlakteverhardingslaag kan worden aangebracht.When the relief parts have a smallest size of less than 0.2 mm, so in fact form relatively fine lines, a pattern of fine notches is created, which has no roughness or protruding hairs. The embossing roller can in principle be of any hard material, but satisfactory results have already been achieved in a test set-up with a steel roller, wherein a chrome-containing surface hardening layer can also be applied.

De verhitting van de reliëfrol heeft bij voorkeur plaats door middel van elektrische verwarmingselementen, die aan de kopse zijden van de rol zijn aangebracht. De elektrische voeding van deze elementen kan op op zichzelf bekende wijze plaats hebben via sleepcontacten.The heating of the embossing roller preferably takes place by means of electric heating elements which are arranged on the end faces of the roller. The electrical supply of these elements can take place in known manner via sliding contacts.

Wanneer de temperatuur van het oppervlak van de reliëfrol geregeld moet worden vormt het een moeilijkheid dat deze temperatuur moeilijk te meten is. De reliëfrol heeft namelijk allerlei uitsteeksels en een contacttemperatuuropnemer is daardoor niet mogelijk. Gebleken is evenwel, dat wanneer een andere temperatuur, namelijk die op kleine afstand van het oppervlak van de rol in stralingsuitwisseling daarmede door een temperatuuropnemer wordt bepaald, zeer goed gebruikt kan worden als regelgrootheid. Wanneer eenmaal vaststaat, bij welke temperatuuraanduiding van de opnemer het punt van goede werking is verkregen, kan ook met deze temperatuurmeting geregeld worden.When the temperature of the surface of the relief roller is to be controlled, it is a difficulty that this temperature is difficult to measure. The relief roller has all kinds of protrusions and a contact temperature sensor is therefore not possible. However, it has been found that when a different temperature, namely that at a small distance from the surface of the roller in radiation exchange, is thereby determined by a temperature sensor, it can very well be used as a control variable. Once it has been established, at which temperature indication of the sensor the point of good operation has been obtained, this temperature measurement can also be used to control.

Tenslotte omvat de uitvinding eveneens een reliëfrol, toepasbaar bij de werkwijze of aanbrengbaar in de inrichting volgens de uitvinding. Het manteloppervlak van de rol kan samen met de uitstekende reliëfdelen van een chroom bevattende verhardingslaag zijn voorzien. De overige inrichting bestaat in belangrijke mate uit op zichzelf bekende apparatuur, maar de reliëfrol verdient zelfstandige bescherming, omdat vervaardiging van deze rol en daarop volgende export gemakkelijk kan leiden tot toepassing van de uitvinding.Finally, the invention also comprises a relief roller, which can be used in the method or can be applied in the device according to the invention. The jacket surface of the roller, together with the projecting relief parts, can be provided with a chromium-containing hardening layer. The other device largely consists of equipment known per se, but the relief roll deserves independent protection, because manufacture of this roll and subsequent export can easily lead to the application of the invention.

De uitvinding wordt in volgende nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin: fig. 1 een verticale doorsnede I-I van fig. 2 is; fig. 2 een zijaanzicht van de in fig. 1 in doorsnede weergegeven inrichting is; en fig. 3 schematisch een houtnerf imiterend patroon aangeeft.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing, in which: Fig. 1 is a vertical section I-I of Fig. 2; FIG. 2 is a side view of the device shown in section in FIG. 1; and Fig. 3 schematically shows a wood grain imitating pattern.

In fig. 1 is met 1 de as aangeduid van de reliëfrol 2, die aan zijn uiteinde in legers 3 en 4 is gelegerd. De rol 2 bestaat uit massief metaal, bij voorkeur staal, en is bij zijn kopse vlakken in warmteuitwisseling met elektrische elementen 5 en 6. Deze elementen verhitten het tussengele-gen gedeelte van de as 1 op dezelfde wijze als de rol 2, zodat geen buitensporige thermische spanningen optreden. De rol 2 is van profileringen 7 voorzien, die bijvoorbeeld 0,4 mm uit het manteloppervlak 8 van de rol 2 uitsteken. Een sleepringensamenstel 9 zorgt voor verbinding met de beide verwarmingselementen 5 en 6. De legers 3 en 4 zijn bij voorkeur in hoogterichting instelbaar aangebracht, waarbij, een stugge verende opstelling, dat wil zeggen een grote krachtvariatie bij een kleine beweging de voorkeur verdient .In Fig. 1, 1 denotes the axis of the relief roller 2, which is alloyed at its end in bearings 3 and 4. The roller 2 consists of solid metal, preferably steel, and is heat exchanged at its end faces with electrical elements 5 and 6. These elements heat the intermediate portion of the shaft 1 in the same manner as the roller 2, so that no excessive thermal stresses occur. The roller 2 is provided with profilings 7 which protrude, for example, 0.4 mm from the jacket surface 8 of the roller 2. A slip ring assembly 9 provides connection to the two heating elements 5 and 6. The bearings 3 and 4 are preferably arranged in height direction, whereby a rigid resilient arrangement, i.e. a large force variation with a small movement is preferred.

De rol 2 is bij voorkeur niet aangedreven. Aan de onderzijde wordt de vezelplaat 10, die met zijn bovenzijde in aanraking is met de reliëfrol 2 gesteund door een steunrol 11, die op een as 12 is bevestigd, die op niet nader aange geven wijze bij voorkeur is aangedreven.The roller 2 is preferably not driven. At the bottom, the fiberboard 10, which is in contact with the relief roller 2 with its top side, is supported by a support roller 11, which is mounted on a shaft 12, which is preferably driven in an unspecified manner.

In fig. 2 is schematisch een zijaanzicht van de inrichting weergegeven. Hierbij vormen transportrollen 13 met daartussen draagdelen 14 een ondersteuning voor de vezelplaat 10, die bij voorkeur van boven onder inwerking van aandrukrol-len 15 staat, waardoor op zichzelf bekende wijze bereikt wordt dat de plaat 10 met lichte wrijving over de steunpla-ten 15 glijdt en aangedreven kan worden door één of meer rollen 13. De plaat komt dan tussen de reliëfrol 2 en de steunrol 11, waarbij zijn bovenoppervlak van het reliëfpa-troon wordt voorzien, dat op het mantelvlak van de reliëfrol 2 is aangebracht.Fig. 2 schematically shows a side view of the device. Transport rollers 13 with supporting parts 14 between them form a support for the fiberboard 10, which is preferably positioned from above under the action of pressure rollers 15, whereby it is known per se that the plate 10 slides over the support plates 15 with slight friction and can be driven by one or more rollers 13. The plate then enters between the relief roller 2 and the support roller 11, its upper surface being provided with the relief pattern, which is arranged on the lateral surface of the relief roller 2.

In de praktijk kan met een snelheid van 40-60 m per minuut worden gewerkt en de breedte van de plaat 10 is in principe niet beperkt. Proeven met een rol 2 met een axiale lengte van 20 cm en een omtrek van 72 cm hebben goede resultaten opgeleverd. Gebleken is, dat een dergelijke rol in ongeveer een half uur op de juiste temperatuur kan worden gebracht met twee verwarmingselementen 5 en 6 van elk 2 kW.In practice it is possible to work at a speed of 40-60 m per minute and the width of the plate 10 is in principle not limited. Tests with a roll 2 with an axial length of 20 cm and a circumference of 72 cm have yielded good results. It has been found that such a roller can be brought to the correct temperature in about half an hour with two heating elements 5 and 6 of 2 kW each.

Fig. 3 toont een voorbeeld van een reliëfpatroon, dat een houtnerf nabootst. Het patroon in opgebouwd uit betrekkelijk korte lijnstukjes 15, die elk een naar boven toe tapse vorm hebben met op de halve hoogte een breedte van ongeveer 0,2 S 0,1 mm. Wanneer de juiste temperatuur is bereikt snijden dergelijke reliëfpatroonstreepjes soepel in de vezelplaat zonder dat haartjes daaruit loskomen of op andere wijze verruwing optreedt.Fig. 3 shows an example of a relief pattern that mimics a wood grain. The pattern consists of relatively short line segments 15, each of which has an upwardly tapered shape with a width of approximately 0.2 S 0.1 mm at half height. When the correct temperature has been reached, such relief pattern stripes smoothly cut into the fiberboard without hairs coming off or otherwise coarsening.

Gebleken is dat een vezelplaat met een dergelijk patroon zonder enig bezwaar geverfd kan worden en dan een zeer redelijke imitatie van een uitgezóchte houtsoort vormt.It has been found that a fiberboard with such a pattern can be painted without any objection and then forms a very reasonable imitation of a selected type of wood.

Wanneer een vezelplaat bij zijn randen een bepaalde vorm moet krijgen kan op op zichzelf bekende wijze een doorsne-devorm door middel van materiaalverwijdering, zoals schaven en/of frezen tot stand worden gebracht. Dan kunnen deze randen met stilstaande strijkijzer-elementen of verhitte rollen worden glad gemaakt, waarbij deze rollen gewoonlijk ongeveer loodrecht op het afgeschuinde geprofileerde rand-gedeelte van de vezelplaat staan.When a fiberboard has to be given a certain shape at its edges, a sectional shape can be achieved in a manner known per se by means of material removal, such as planing and / or milling. Then these edges can be smoothed with stationary iron elements or heated rollers, these rollers usually being approximately perpendicular to the beveled profiled edge portion of the fiberboard.

De relëfrol heeft een cilindervorm met daar uit stekende patroonelementen. Daarbij is het mogelijk dat in de delen van de cilinderwand delen zijn weggenomen, zodat er opper-vlaktedelen van de verzelplaat ontstaan, waar de rol niet mee in aanraking komt. Dit kan een (zwakke) kleurnuance geven.The relief roll has a cylindrical shape with protruding pattern elements. Thereby it is possible that parts have been removed in the parts of the cylinder wall, so that surface parts of the sealing plate are formed, with which the roller does not come into contact. This can give a (weak) color nuance.

De uitvinding verschaft een grote besparing bij het aanbrenging van patronen in het bijzonder houtnerfpatronen op vezelplaat, waarbij de kwaliteit van het geheel beter is dan met tot dusver gebruikte methoden.The invention provides a great saving in the application of patterns, in particular wood grain patterns, to fiberboard, the quality of the whole being better than with hitherto used methods.

Claims

Method for patterning a surface of fiberboard, wherein a heated stamping member is brought into contact with the surface of the sheet under pressure, characterized in that the stamping member is a roller with the pattern to be applied rolls in relief on its surface and over the fiberboard.

Method according to claim 1, characterized in that the relief of the pattern is 0.2 - 0.6 mm high relative to a locally smooth jacket surface.

Method according to claim 2, characterized in that the smooth jacket surface has a temperature of 320-420 ° C.

Method according to claims 1-3, characterized in that, in addition to the patterned roller, one or more further rolls are brought into contact with the surface of the fiberboard under pressure.

A method according to claim 4, characterized in that at least one further roller is heated and has an axial direction parallel to that of the relief roller and carries an additional or alternative relief pattern.

A method according to claim 4, characterized in that at least one further roller has an axis direction, which encloses an angle with that of the relief roller and cooperates with an edge of the fiberboard.

Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the relief roll is moved in the axial direction during contact with the fiberboard.

8. Device for applying the method as claimed in claims 1-7, provided with means for pressing a fiberboard and a stamping member provided with heating means, characterized in that the stamping member comprises a relief roller with a surface of the roller has an embossed pattern and at least one support roller is arranged to support a fiberboard opposite the relief roller, at least one driver moving the fiberboard in a direction perpendicular to the axis of the relief roller.

Device according to claim 8, characterized in that the drive member is the support roller.

Device as claimed in claim 8 or 9, characterized in that the relief roller has a relief pattern of relief parts protruding outside the lateral surface of the roller.

Device according to claim 10, characterized in that the relief parts protrude between 0.2 and 0.6 mm.

Device according to claim 10 or 11, characterized in that the relief parts at half height have a smallest dimension of less than 0.2 mm.

Device according to one or more of claims 8-12, characterized in that at least the outside of the relief roller is made of steel with a chrome-containing surface hardening layer.

Device according to one or more of claims 8-13, characterized in that the relief roller is provided on each of its end surfaces with an electric heating element.

Device according to one or more of claims 8-14, characterized in that a temperature sensor is arranged at a short distance from the relief pattern of the relief roller, which sensor is connected to a control device for heating the relief roller.

Embossing roller for use in the method according to one or more of claims 1-7 or the device according to one or more of claims 8-15, characterized by a pattern of thin lines.

Relief roller according to claim 16, characterized in that the lines have a width of less than 0.2 mm at half height.

Relief roller according to claim 16 or 17, characterized in that the relief pattern mimics a wood grain pattern.