NO305231B1 - Preget fiberplate med forbedret formbarhet, og fremgangsmÕte og apparatur for fremstilling - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører forming av en sammensatt plate av cellulosefibre mellom passende stansesett for å fremstille en høytetthets, tredimensjonal plate som er fri for strekkmerker og brudd. Ifølge oppfinnelsen kan harde trefiber platedøroverflater bli formet med en stor grad av følsomhet til konturer og vinkler fra stansesettet som bærer mønsteret til den ønskede profilen. Det blir også beskrevet et apparat for å gjennomføre fremgangsmåten.

Fibrene i en stiv fiberplate, laget ved styrking av en vannfiltet matte, under varme og trykk, er bundet sammen primært med hydrogenbinding og mekanisk tett sammenknytting, men også med naturlig lignin i fibrene. En slik fiberplate er vanskelig å samle til et tynt, ikke-plant panel uten å forårske strekkmerker og til og med brudd i dyptformende områder eller områder i nærheten til de. I en formings-presse, vil spenningen og kompresjonskreftene trekke og dytte fibrene i en fast fiberplate fra hverandre, enkelte ganger til bruddpunktet. Dette er et særlig betydelig problem med fiberplater som har lite eller ingen harpiks-holdige bindemidler, som kan strømme som svar på nevnte krefter for å ta plassen til de relativt uelastiske fibrene som ikke kan strømme rundt konturene og vinklene til stansesettet.

Fibrene i en tørrfilt trefibermatte, er på den annen side løst bundet sammen med en syntetisk varmeherdende harpiks og kan strømme sammen med harpiksen under varmtrykkforming. CC. Heritage beskriver en fremgangsmåte for å forbedre overflatene og styrken i deler med konturer av en formet hardplatepanel i kanadisk patent nr. 572.073. Enten tørr-eller vann-filtet trefibre kan bli samlet og formet for å fremstille harde plater med konturer, ifølge Heritage, ved å dekke de filtede mattene med et overlag med en termoplastisk eller termosettende harpiks i form av en film, en impregnert oppbygning eller en tildekking.

Ifølge beskrivelsen til Nishibori i US-PS 4.610.900, oppstår det et problem når en syntetisk harpiks blir blandet med et celluloseaggregat før forming. Aggregatet, slik som pulveri-serte trebrikker, blir tilsatt til harpiksen for å forhindre det resterende indre trykket i det formede produktet som kan føre til varping og tvinning derav. Store mengder med celluloseaggregat kan derimot vanskeliggjøre strømbarheten av harpiksen, og frembringe internt press i harpiksproduktet som skal bli formet. Nishibori løser problemet ved 1, oppvarming og avkjøling av harpiksproduktet;

2, fjerning av et hullag harpiks fra overflaten av produktet ved å slipe eller sandblåse; og 3, kutting av fordypninger ut av den resulterende eksponerte overflaten. Denne siste operasjonen har ulempene med tap av materiale som blir fjernet for å lage fordypningene, og utgiftene med avfalls-oppsamling og fjerning. Det er et mål med oppfinnelsen å overvinne et eller flere av problemene som er beskrevet over.

Oppfinnelsen er rettet mot en presset plate med konsoliderte fibre, omfattende en hovedplate med et utvalgt område som skal formes og en motsatt flate, kjennetegnet ved at det er et flertall med diskontinuerlige innsnitt på minst en av nevnte flater.

Oppfinnelsen angår også en fremgangsmåte for å forme en ikke-plan plate, kjennetegnet ved at den omfatter trinnene med: tilveiebringelse av en tørrplate av konsoliderte fibre

omfattende en hovedflate og en motsatt flate;

laging av et stort antall diskontinuerlige innsnitt i en overflateregion til minst en front av nevnte tørre plate;

og

pressing av nevnte tørre plate med et stansesett som bærer et mønster med en ønsket profil.

Oppfinnelsen tilveiebringer en enkel, ikke-destruktiv, og relativt rimelig fremgangsmåte for å forbedre formbarheten av konsoliderte fiberplater, særlig vannfiltede trefiberplater.

Oppfinnelsen tilveiebringer også en stiv plate av konsoliderte fibre som kan bli formet under trykk til en tredimensjonal plate med høy følsomhet til konturene og vinklene i formen.

Oppfinnelsen tilveiebringer videre en forbedret fremgangsmåte for å fremstille dypformede fiberplater fra konsoliderte, vannfiltede trefiberplater, hvorved den formede harde platen er fri fra strekkmerker og rifter eller brudd.

Ifølge oppfinnelsen blir et eller flere av de foregående målene gjennomført ved å tilveiebringe en plate med konsoliderte fibre som har minst en overflate som består av et flertall av diskontinuerlige innsnitt i overflateregionen derav. Platene med konsoliderte fibre blir fortrinnsvis formet til en ikke-plan plate, og fortrinnsvis blir minst noen av fibrene skilt med ende av de skilte fibrene som i det vesentlige er kontinuerlige.

Oppfinnelsen innbefatter også en fremgangsmåte for forming av en Ikke-plan plate, og et apparat for å kutte diskontinuerlige innsnitt inn i overflaten av platen.

Ytterligere mål og fordeler med oppfinnelsen vil bli tydelig for en fagmann innenfor området, ved en gjennomgang av den følgende detaljerte beskrivelsen, sammen med tegninger og vedlagte krav.

For en fyldigere forståelse av oppfinnelsen henvises det til tegningene der: Fig. 1 er en perspektivskisse av en fiberplate som har diskontinuerlig innsnitt ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 er en delvis avkuttet perspektivskisse av en fiberplate som har diskontinuerlig innsnitt som blir laget i dens øvre overflate parallell til dens langsgående kanter ved at den beveger seg under en samling av koaksialt monterte, tannkuttende skiver. Fig. 3 er en skisse sett ovenfra av apparatet fra fig. 2 sammen med et tilsvarende apparat sett i rett vinkel til dette. Fig. 4 er en sideskisse av en fiberplate og apparatet fra fig. 2. Fig. 5 er et forstørret snitt gjennom en plate av foreliggende oppfinnelse som viser kuttene i dens overflateregion. Fig. 6 er et fotografi av en dypformet hard trefiberplate laget fra den innsnittede fiberplaten fra denne oppfinnelsen. Fig. 7 er et fotografi av en dyptformet hard trefiberplate laget fra en fiberplate med tidligere teknikk, som ikke har noen innsnitt.

Ifølge oppfinnelsen blir et flertall av diskontinuerlige innsnitt laget inn i overflateregionen til en hovedfront av fiberplaten for å skille fibrene i overflateregionen uten å fjerne fibrene eller andre materialer derfra, etterfulgt av forming av fiberplaten. På grunn av formålene med oppfinnelsen, strekker overflateregionen av en hovedfront til fiberplaten seg innover i ca. 1/3 av platens tykkelse. De diskontinuerlige innsnittene definerer en linje og kan bli laget med et barberblad eller tilsvarende skarpt kutteinstru-ment som har et tynt blad, men det er foretrukket å anvende en kutteskive som har spor i bladet som er fordelt på omkretsen.

Fiberplaten kan være en tørr, konsolidert masse med cellulosefibre slik som papirmasse, trefibre eller andre lignocellulosiske fibre. Dens tetthet er typisk i området fra 160, 185 kg/m<3>til 448,518 kg/m<3>, fortrinnsvis opp til 352,407 kg/m<3>. Oppfinnelsen er særlig fordelaktig i forming av fiberplater laget fra lange fibre slik som rødtrefibre. Skjønt en viktig hensikt med oppfinnelsen er å forbedre formbarheten av våt-filtede stive fiberplater som ikke har tilsatt bindemiddel, fungerer oppfinnelsen med fiberplater som inneholder konvensjonelle bindemidler, slik som har-pikser, stivelse, tungolje o.l.

I fig. 1 definerer en merket fiberplate 10 øvre og nedre hovedfront henholdsvis 11 og 12, og langsgående kanter 13.

Regelmessige mellomrom mellom innsnittene 14 i fronten 11 ligger langs imaginære linjer parallelt til de langsgående kantene 13, og innsnittene med regelmessig mellomrom 15, ligger langs imaginære linjer vinkelrett til de kantene. Fibrene i overflateregionen av platen blir skilt men blir ikke fjernet fra platen. De skilte endene av fibrene blir erstattet til å begynne med av det tynne bladet til kutte-instrumentet, men som følge av sammentrykking av den tilgrensende massen med fiber og bindemidlet, er det åpenbart når bladet blir fjernet og når de adskilte endene med fibre kommer tilbake til vesentlig tilgrensende posisjoner som svar på den sammentrykkingen.

En plate som har innsnitt med regelmessige mellomrom bare i en retning, dvs. langs med en eller flere linjer parallelle med eller vinkelrett til en langsgående kant er nyttig når en formgiving av den formede harde trefiberplaten som blir dannet derfra, skal være ensrettet. Vanligvis er det derimot foretrukket å lage innsnittene langs skjærende linjer slik at platen blir tilpasset til forbedret formbarhet uavhengig av retningen til formgivingen på stansesettet. De skjærende settene med parallelle linjer definert av innsnittene og diskontinuitetene mellom de, er vist i fig. 1 i rette vinkler til hver-andre, men de kan møtes i spisse vinkler. En fordel med nettet som er vist, er den relative enkelheten i formgivingen og operering av et apparat for merking av en kontinuerlig bevegende plate i rette vinkler i forhold til bevegelseretningen i motsetning til spisse vinkler. Illustrasjonen i fig. 1 av nettet med innsnitt på for-skjellige deler av fronten 11, er representativt for nettet som strekker seg over hele overflaten til platen. Det er også å forstå at fronten 12 kan innsnittes på samme måte.

Diskontinuitetene 16 eller intervallene med ukuttet overflate mellom innsnittene langs de tenkte linjene, har en maksimum-lengde på 1,27 cm, men de må være minst 2,54 mm lange. Det er disse intervallene med ukuttede fibre som bevarer helheten i fronten av platen under formingsoperasjonen. Det er blitt funnet at når kontinuerlige parallelle innsnitt blir laget i en tørr, vann-filtet plate, vil de skilte fibrene som er dyttet til side under formingsoperasjonen danne gap i overflaten av den formede platen som ga den et usynlig, gi et uakseptabelt utseende.

I fig. 2 blir en fiberplate 20 forflyttet med et transportbelte 21 tilknyttet en roterende sylinderlignende samling 22 av tannaktige kutteskiver 23, som er montert koaksialt i et romadskilt forhold på et skaft 24 som blir drevet med en motor 25, i retningen angitt med en pil A. De langsgående innsnittene 14 blir laget ved at de deltaformede tennene eller bladene 26 kutter inn i overflateregionen av fronten 11, som vist tydeligere i fig. 4.

Som nevnt over, dersom innsnittene blir laget med et barberblad, vil løsrivelse heller enn separasjon av fibrene være et kritisk trekk ved denne metode, sammen med regelmes-sigheten i innsnittene. På grunn av begrensningene i styrke hos ekstremt tynne blader, er bladene 26 fortrinnsvis kileformede, og har en tykkelse på så mye som 2,54 mm ved deres begynnelse på skiven 23, og en barberblad kuttekant.

I fig. 3 er de tverrgående orienterte innsnittene 15 (som kan sees tydeligere i fig. 1) kuttet inn i fronten 11 etter de langsgående orienterte innsnittene 14 har blitt laget. Platen 20 blir flyttet med transportbelte 21 oppå et transportbelte 27, som blir aktivert når den førende kanten av platen 20 har gått over bredden til beltet 27, og truffet en utløserbryter 28. Platen 20 blir deretter forflyttet langs en vei i rett vinkel i forhold til beltet 21, slik at en samling 22a av kutteskiver kan lage innsnittene 15. Fiberplaten 10 er produktet.

Flere alternativer til en samling med kutteskiver blir vurdert for anvendelse som kutteapparat i foreliggende oppfinnelse, blant disse er en metallsylinder som har flere blader formet rundt dens omkrets med en maskinoperasjon. Slike blader kan bli aksialt rettet inn for å kutte innsnitt med regelmessige mellomrom 15 vinkelrett til de langsgående kantene av fiberplaten eller rettet rundt omkretsen for å kutteinnsnitt med regelmessige mellomrom 14. Blader som er plassert rundt omkretsen kan ha buekrommede kuttekanter istedet for sagtannform av bladene 26, men kan ha forskjel-lige hode- og halekanter, tilsvarende bladene 26.

Dybden og mellomrommene mellom innsnittene er vist i fig. 5. Dybden av innsnittene i hver front av fiberplaten kan være fra 10% til 30$ eller til og med opp til 1/3 av tykkelsen til platen. F.eks. kan en 1,905 cm tykk plate ha innsnitt av 0,63 cm dybde i fronten som må presses innvendig av stansen som har den negative formen til den ønskede profilen. Hvis utseendet av den utvendende fronten av den formede harde trefiberplaten er viktig, vil begge frontene bli tilført innsnitt i en dybde som er passende til konturene og vinklene i stansesettet. Avstanden mellom de parallelle veiene til innsnittene 14 (og til innsnittene 15) kan bli så stor som 1,27 cm, men for å bedre følsomheten i formingen og unngåel-sen av strekk-merker er det gunstigere med mindre mellomrom. Ned til så lite som 2,54 mm eller til og med mindre. Det er foretrukket at en linje med innsnittene i platenes front vanligvis er orientert i den samme retningen som margen til formen på en stanse, og er lokalisert på overflaten slik at det ikke vil bli noe mer enn 0,63 cm mellom den linjen og lokaliteten til kontaktpunktene som blir gjort av stansen når stansesettet er lukket på fiberplaten.

Konvensjonelle betingelser for temperartur og trykk kan bli anvendt for dypforming av den pregede fiberplaten mellom passende stansesett. En luftig trykksyklus er foretrukket over konstant trykk. Overflaten av den pregede fiberplaten kan bli sprayet veldig lett med vann, eller en vandig oppløs-ning som inneholder 20 vekt-5é urea og 10 vekt-# av Glidden's Fibertight forsegler, eller tilsvarende materialer, rett før forming. Den spesifike tyngden til den formede hardplaten er 1,0-1,2, og indre båndstyrke er 689,5-1379 kpa.

Formede harde trefiberplater 60 og 70 fra henholdsvis fig. 6 og 7, ble laget under vesentlige de samme betingelsene som rødtre fiberplater.

En sammenligning av hard trefiberplate 60 laget ifølge oppfinnelsen og hard trefiberplate 70 laget ifølge nåværende teknikk, demonstrerer overlegenheten til produktet laget fra innsnittfiberplaten fra denne oppfinnelsen. Strekkmerker 72, som er klart synlig i platen 70, er fraværende i plate 60. Disse strekkmerkene er synlige som uklare linjer til og med på malte, harde plater på grunn av ulikt opptak av maling.

Claims (17)

1. Presset plate (10) med konsoliderte fibre, omfattende en hovedflate (11) med et utvalgt område som skal formes og en motsatt flate (12),karakterisert vedat det er et flertall med diskontinuerlige innsnitt (14) på minst en av nevnte flater.

2. Plate ifølge krav 1,karakterisert vedat minst noen av de nevnte fibrene er adskilt og endene av nevnte adskilte fibre er i det vesentlige tilgrensende.

3. Plate ifølge krav 1,karakterisert vedat dybden av nevnte innsnitt er minst 2,54 mm og lik 10% til 3056 av tykkelsen til nevnte plate.

4. Plate ifølge krav 1,karakterisert vedat minst noen av de nevnte innsnittene ligger langs minst en rett linje, fortrinnsvis langs et flertall av parallelle eller skjærende rette linjer.

5. Plate ifølge krav 4,karakterisert vedat avstanden mellom de tilgrensende innsnittene på nevnte rette linje har et maksimum fra 1,27 cm og fortrinnsvis er maksimal avstand mellom tilgrensende parallelle linjer 1,27 cm.

6. Plate ifølge krav 4,karakterisert vedat minst noen av nevnte kryssende linjer skjærer i rette vinkler, og strekker seg fortrinnsvis i det vesentlige over hele den nevnte fronten.

7. Fremgangsmåte for å forme en ikke-plan plate (10),karakterisert vedat den omfatter trinnene med: tilveiebringelse av en tørrplate (20) av konsoliderte fibre omfattende en hovedflate (11) og en motsatt flate (12); laging av et stort antall diskontinuerlige innsnitt (14) i en overflateregion til minst en front av nevnte tørre plate (20); og pressing av nevnte tørre plate med et stansesett som bærer et mønster med en ønsket profil.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7,karakterisertved : nevnte tørre plate blir tilveiebragt ved vann-filtet og konsoliderte fibre for å lage en fiberplate og tørking av fiberplaten; og nevnte tørre plate blir presset med et oppvarmet stanse sett som bærer et mønster av den ønskede profilen.

9. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 7 eller 8,karakterisert vedat minst noen av nevnte innsnitt er laget langs minst en rett linje, fortrinnsvis langs et stort antall med parallelle eller skjærende rette linjer.

10. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 7-9,karakterisert vedat nevnte innsnitt adskiller fibrene i nevnte overflateregion, og lar endene på nevnte adskilte fibre i det vesentlige være på plass.

11. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 7-10,karakterisert vedat nevnte innsnitt blir laget i en dybde på minst 2,54 mm, fortrinnsvis fra 10% til 30% av tykkelsen til nevnte tørre plate.

12. Fremgangmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 7-11,karakterisert vedat minst noen av nevnte innsnitt vanligvis blir orientert med en marg i nevnte mønster og blir lateralt anbragt ikke mer enn 6,3 mm fra steder der nevnte tørre plate blir formet.

13. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 7-12,karakterisert vedat nevnte innsnitt blir i det vesentlige laget over hele nevnte front.

14. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 9-13,karakterisert vedat diskontinuitetene mellom innsnittene på nevnte linje vanligvis har et maksimum på 1,27 cm lengde, eller minst noen av nevnte innsnitt er laget langs en lang rekke parallelle rette linjer, adskilt fra hverandre med et maksimum på 1,27 cm.

15. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 9-14,karakterisert vedat minst noen av nevnte skjærende linjer er med rette vinkler.

16. Apparat for kutting av diskontinuerlige innsnitt inn i en front på en plate (10), hvor nevnte apparat omfatter: anordninger for transportering (21) av nevnte plate lineært; en sylindrisk kutter (22a) montert overfor nevnte transportanordning, nevnte kutter har mange blader (26) i rekke rundt omkretsen av nevnte kutter, karakterisert vedat nevnte blader (26) består hver av først en kuttekant som strekker seg nedenfor planet av nevnte platefront, og andre og tredje kuttekanter som divergerer fra nevnte første kuttekant mot tilgrensende blader; og anordninger for rotering av nevnte kutter i kuttetilkob- ling med nevnte platefront.

17. Apparat ifølge krav 16,karakterisert vedat nevnte blader (26) er plassert med mellomrom på 1,27 cm.