DE1221790B - Verfahren zur Herstellung von mit einer Kunststoffdecklage versehenen Formteilen aus einer Fuellmasse, die aus Fuellstoff und aus einem in der Waerme haertbaren Bindemittel besteht - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

B29g

Deutsche Kl.: 39 a5 -1/00

Nummer: 1 221790

Aktenzeichen: P 26862 X/39 a5

Anmeldetag: 30. März 1961

Auslegetag: 28. Juli 1966

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus einer Füllmasse, die aus Füllstoff und aus einem in der Wärme härtbaren Bindemittel besteht. Als Füllstoff werden bei bekannten Füllmassen beispielsweise Holzspäne, Holzmehl, Textilschnitzel, Papierschnitzel, Strohschnitzel oder andere spanförmige, faserige, pulverige oder kleinkörnige Materialien verwendet. Die in der Wärme härtbaren Bindemittel haben die Eigenschaft, daß sie bei normaler Raumtemperatur nicht erhärten oder aber daß sie so langsam erhärten, daß sie z. B. stundenlang oder tagelang aufbewahrt werden können, so daß mit solchen Bindemitteln versehene Füllmassen in eine Preßform gefüllt werden können, ohne hierbei zu erhärten. Bei einer Erhitzung der Füllmasse in einer Preßform erfolgt jedoch innerhalb sehr kurzer Zeit, z. B. innerhalb weniger Minuten, eine Erhärtung des Bindemittels. Bei bekannten Füllmassen werden beispielsweise Melaminharz, Phenolharz und andere Bindemittel verwendet. In ganz besonderem Maße ist das Verfahren nach der Erfindung bei der Verwendung von Füllmassen mit einem geringen Bindemittelgehalt anwendbar. Durch die Verwendung derartiger Füllmassen, die auch als nicht steigfähige Preßmassen bezeichnet werden, werden die Materialkosten bei der Herstellung von Formteilen herabgesetzt.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung solcher Formteile, die mit einer Kunststoffdecklage versehen sind. Während die Füllmasse dem Formteil in der Regel eine unansehnliche Oberfläche gibt und bei der Verwendung von Füllmassen mit einem geringen Bindemittelgehalt darüber hinaus die Oberfläche auch rauh oder porenhaltig werden kann, soll durch die Kunststoffdecklage einerseits eine glatte und geschlossene Oberfläche und andererseits eine Oberfläche in irgendeiner beliebigen Farbtönung, Maserung oder Musterung erzielt werden. Für derartige Kunststoffdecklagen, die auch als Overlay oder Dekorschicht bezeichnet werden, werden z. B. mit Melaminharz oder Phenolharz oder einem anderen Kunstharz getränkte Holzfurniere, mit einem Kunststoff getränkte Textilgewebe, mit Kunststoff beschichtete Folien aus den verschiedenartigsten Materialien oder mit einem Kunststoff beschichtete Papierbahnen verwendet, die uni, mit einer Maserung oder mit einem Dekor bedruckt sind.

Bei der Herstellung von mit einer Kunststoffdecklage versehenen Formteilen aus einer Füllmasse läßt sich bekanntlich eine hochwertige, spiegelglatte und porenfreie Oberfläche erzielen, wenn man Preß-Verf ahren zur Herstellung von mit einer
Kunststoffdecklage versehenen Formteilen aus
einer Füllmasse, die aus Füllstoff und aus einem
in der Wärme härtbaren Bindemittel besteht

Anmelder:

PAG Presswerk A. G.,

Essen, Lüschershofstr. 80 A;

Furnier- und Sperrholzwerk J. F. Werz jr. K. G.,

Werzalit-Pressholzwerk, Oberstenfeld (Württ.)

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Dieter Eißfeldt, Essen-West;
Edmund E. Munk, Oberstenfeld (Württ.);
Herbert G. Haas, Urach (Württ.)

formen mit einer auf Hochglanz polierten Oberfläche verwendet, wenn die äußerste Schicht mit der Kunststoffdecklage einen ausreichenden Gehalt an Kunststoff besitzt und wenn der Formling in der Preßform unter hohem Druck verpreßt wird. Um derartige Preßdrücke zu erzielen, ist bekanntlich eine entsprechend hohe Verdichtung der Füllmasse erforderlich. Man muß daher hierbei mit einer verhältnismäßig großen spezifischen Einwaage arbeiten, d. h., es muß ein verhältnismäßig großes Volumen an Füllmasse abgewogen oder abgemessen und in die Form eingefüllt werden, das sodann auf das Volumen des fertigen Formteils zusammengepreßt wird. Die Anwendung einer hohen spezifischen Einwaage bedeutet, daß für die Herstellung eines Formteils mit einem bestimmten Volumen eine verhältnismäßig große Menge an Füllmasse benötigt wird, so daß verhältnismäßig hohe Materialkosten entstehen. Durch die große Menge an Füllmasse, die zu dem Formteil verdichtet wird, erhält das Formteil auch ein hohes spezifisches Gewicht. Um möglichst leichte Formteile aus einer möglichst kleinen Menge Füllmasse bei Anwendung einer möglichst kleinen Verdichtung herzustellen und billige Erzeugnisse auf möglichst wirtschaftliche Weise zu fabrizieren, ist man bekanntlich bemüht, die spezifische Einwaage so klein wie möglich zu halten, so daß das Formteil noch eine den Anforderungen entsprechende Fe-

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stigkeit besitzt. Bei diesen bekannten Herstellungsverfahren hat sich gezeigt, daß sich entweder überhaupt keine hochwertige, geschlossene Oberfläche erzielen läßt oder aber daß die Oberfläche sehr häufig sogenannte offene Stellen oder Poren aufweist. Diese Fehler in der Oberfläche sind vielfach bereits schon mit bloßem Auge zu erkennen. Diese fehlerhaften Stellen nehmen beim Gebrauch der Formteile, beispielsweise als Tischplatten oder als Sitze, schnell Schmutz an, wodurch das minderwertige Formteil ίο rasch unansehnlich wird. Dies erschwert z. B. die Verwendung von unifarbigen Dekorschichten, so daß man zu Dekorschichten mit solchen Mustern greifen muß, bei denen durch Schmutz verfärbte fehlerhafte Stellen weniger auffallend sind. Besonders nachteilig ist der hohe Anteil an Ausschuß und die damit verbundene Unsicherheit bei der Fertigung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von mit einer Kunststoffdecklage versehenen Formteilen aus einer Füllmasse zu schaffen, bei dem die vorstehend beschriebenen Nachteile der bekannten Verfahren beseitigt werden, ein Ausschuß vermieden· wird und mit absoluter Sicherheit bei der Fertigung eine geschlossene, porenfreie Oberfläche erzielt wird, und zwar insbesondere auch dann, wenn eine Füllmasse mit geringem Bindemittelgehalt verwendet wird und wenn kleine Einwaagen und niedrige Verdichtungen angewendet werden, um mit einem wirtschaftlichen Materialaufwand Formteile mit einem niedrigen spezifischen Gewicht herzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in erster Linie dadurch gelöst, daß eine Kunststoffdecklage verwendet wird, deren Gasdurchlässigkeit kleiner ist als die Gasdurchlässigkeit der Füllmasse, und daß wenigstens während der Erhärtungszeit im Bereich der Kunststoffdecklage im Inneren des Formteils ein Gasdruck erzeugt wird, der an der Oberfläche des Formteils, die von der an der Formwandung anliegenden Kunststoffdecklage gebildet wird, einen spezifischen Flächendruck erzeugt, der oberhalb des Dampfdruckes der flüchtigen Bestandteile bei der herrschenden Temperatur liegt.

Die Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist wie folgt zu erklären. Zu Beginn des Preßvorgangs, d.h. mit fortschreitender Erwärmung der Füllmasse, schließt sich die Preßform mehr und mehr, wobei die Füllmasse mehr und mehr verdichtet wird, bis die Formteile bei vollständig geschlossener Preßform mit z.B. ihren Distanzleisten, Kneifkanten oder Druckleisten aufeinanderliegen und die Füllmasse auf das Volumen des fertigen Formteils verdichtet ist. Während der nun folgenden Preßzeit kann auf der einen Seite eine weitere Verdichtung der Füllmasse durch die geschlossene Preßform nicht mehr erfolgen. Auf der anderen Seite nimmt aber die von der verdichteten Füllmasse auf die Form ausgeübte Gegenkraft weiter ab, bedingt durch die fortschreitende Erwärmung des Materials, durch den Fluß des Bindemittels in dem Material und nicht zuletzt auch durch den abnehmenden Gas- und Dampfdruck der aus der Preßform entweichenden Gase und Dämpfe. Mit diesem fortschreitenden Druckabfall in dem Preßling sinkt auch der spezifische Flächendruck an der Oberfläche des Preßlings. Man hat aber gefunden, daß Kunststoffdecklagen je nach ihrer Zusammensetzung und je nach dem verwendeten Kunststoff mit einem bestimmten spezifischen Flächendruck verpreßt werden müssen, um eine geschlossene und porenfreie Oberfläche zu ergeben. Es besteht daher die Gefahr, insbesondere wenn mit geringen Einwaagen gearbeitet wird, daß infolge des Druckabfalls im Preßung der spezifische Flächendruck an der Oberfläche des Preßlings unter den für die Kunststoffdecklage erforderlichen Mindestdruck absinkt und daß hierdurch fehlerhafte Oberflächen entstehen. Weiterhin enthalten Füllmassen und Kunststoffdecklagen je nach ihrer Zusammensetzung verschiedenartige flüchtige Bestandteile, z. B. eine durch die Herstellung oder die Lagerung bedingte Eigenfeuchtigkeit, während der Erhärtung entstehendes und sich abspaltendes Reaktionswasser, freies Formaldehyd und andere flüchtige Bestandteile. Sinkt daher der Druck in der Preßform unter den der herrschenden Temperatur entsprechenden Dampfdruck der flüchtigen Bestandteile, so müssen diese aus der flüssigen Phase in die Dampfphase treten. Es wurde nun gefunden, daß die Ursache für nicht geschlossene und porenhaltige Oberflächen in Dampfbläschen zu suchen ist, die oft nur mikroskopisch klein sind, und daß diese Dampfbläschen von flüchtigen Bestandteilen herrühren.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß durch das Verfahren nach der Erfindung die Entstehung solcher Dampfbläschen und die hierdurch verursachten Poren in der Oberfläche von Formteilen vermieden werden können, indem im Innern des Formteils ein Gasdruck erzeugt wird, der oberhalb des Dampfdruckes der flüchtigen Bestandteile liegt, welcher der herrschenden Temperatur entspricht, so daß die flüchtigen Bestandteile nicht in die Dampfphase übergehen können. Die erfindungsgemäß verwendete Kunststoffdecklage, deren Gasdurchlässigkeit kleiner ist als die Gasdurchlässigkeit der Füllmasse, wirkt hierbei ähnlich einer relativ gasdichten Membran als Barriere oder Sperrschicht für das Gas und wird daher von dem Gasdruck an die Wandung der Preßform angepreßt, und zwar mit einem spezifischen Flächendruck, der oberhalb des Dampfdruckes liegt, so daß an der Oberfläche der Kunststoffdecklage keine Dampfbläschen entstehen können. Die Gasdurchlässigkeit der Füllmasse ist beispielsweise von der Art und Korngröße des für die Füllmasse verwendeten Füllstoffs, von dem Gehalt der Füllmasse an Bindemittel und von der Größe der Verdichtung der Füllmasse in der Preßform abhängig. Die jeweils erforderliche geringere Gasdurchlässigkeit der Kunststoffdecklage läßt sich von Fall zu Fall denkbar einfach durch Versuche ermitteln. Werden Kunststoffdecklagen aus einer mit Kunstharz getränkten Papierbahn oder ähnliche Kunststoffdecklagen verwendet, so ist deren Gasdurchlässigkeit in der Regel kleiner als die Gasdurchlässigkeit der Füllmasse in der Preßform. Wenn die Kunststoffdecklage erhärtet ist, können entstehende Dampfblasen natürlich keine Poren mehr hervorrufen. Es genügt daher, wenn der Gasdruck bei dem Verfahren nach der Erfindung wenigstens während der Zeit erzeugt wird, in der die Erhärtung im Bereich der Kunststoffdecklage erfolgt, und es ist nicht erforderlich, den Gasdruck auch während der Erhärtung im Inneren des Formteils aufrechtzuerhalten. Maßgeblich für die Höhe des Gasdruckes, der erfindungsgemäß im Inneren des Formteils erzeugt wird, sind auch nicht die Druckverhältnisse im Kern des Formteils, sondern die Druckverhältnisse an der

Oberfläche des Formteils, die von der an der Formwandung anliegenden Kunststoffdecklage gebildet wird. Wenn daher beispielsweise bei dickwandigen Formteilen der Gasdruck vom Kern zur Oberfläche hin abnimmt, so ist im Inneren des Formteils ein Gasdruck von solcher Höhe zu erzeugen, daß an der Oberfläche des Formteils ein spezifischer Flächendruck hervorgerufen wird, der oberhalb des Dampfdruckes der flüchtigen Bestandteile liegt.

Bei den bekannten Herstellungsverfahren ist es vielfach erforderlich, die während des Preßvorgangs entstehenden heißen Dämpfe abzuleiten, weil sonst die aus der Preßform herausgenommenen fertigen Formteile platzen. Man hat daher Preßformen verwendet, die mit Öffnungen versehen sind, durch die die heißen Dämpfe aus der Form entweichen können. Man hat diese Öffnungen auch dazu benutzt, um die Erhärtung der Füllmasse durch Zufuhr von Wärme zu beschleunigen, und zwar durch periodischen Wechsel in der Zuführung von heißen Gasen in das Innere der Preßform und der Abführung der heißen Gase zusammen mit den bei der Erhitzung der Füllmasse entstehenden und frei werdenden Dämpfen. Eine wechselweise Belüftung und Entlüftung in der vorgenannten Weise ist um so leichter durchzuführen, je geringer die Verdichtung der Füllmasse ist und je größer daher die Gasdurchlässigkeit des Formteils ist. Zur Verbesserung der Spülwirkung hat man auch Verteilerstücke verwendet, die an derjenigen Seite des Formteils, die keine Oberfläche aus einer Kunststoffdecklage erhält, in das Innere der Füllmasse hineinragen. Bei der Verwendung von Preßformen der vorgenannten Art läßt sich das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung in der Weise durchführen, daß die Öffnungen der Preßform während der Erhärtungszeit im Bereich der Kunststoffdecklage geschlossen werden. Voraussetzung ist hierbei natürlich, daß die Preßform genügend dicht schließt und daß durch die Erhitzung der Füllmasse ein ausreichend hoher Gasdruck im Inneren der Preßform entsteht, beispielsweise durch eingeschlossene Luft, so daß an der von der Kunststoffdecklage gebildeten Oberfläche des Formteils ein spezifischer Flächendruck erzeugt wird, der oberhalb des Dampfdruckes der flüchtigen Bestandteile liegt. Nach Erhärtung der Kunststoffdecklage können die Öffnungen der Preßform wieder geöffnet werden, um die Dämpfe aus der Form abzuleiten und ein späteres Platzen des Formteils zu verhüten.

Erfindungsgemäß kann der Gasdruck ferner dadurch erzeugt werden, daß der Füllmasse, bevor sie in die Preßform eingefüllt wird, gasbildende und druckbildende Stoffe, z. B. sogenannte Blähmittel, zugesetzt werden. Diese Stoffe, die bei der Erwärmung der Füllmasse Gase abspalten und ihr Volumen vergrößern, können bei entsprechender Dosierung den erforderlichen Gasdruck im Inneren der Preßform erzeugen. Diese Maßnahme läßt sich auch besonders vorteilhaft mit der oben beschriebenen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kombinieren, wenn die Füllmasse allein bei einer Erwärmung nicht den genügenden Gasdruck erzeugen kann, was vielfach der Fall ist, insbesondere weil die Preßformen nicht ausreichend dicht schließen. Man kann dann den Gasdruck, den der der Füllmasse zugesetzte Stoff erzeugt hat, nach Erhärtung der Oberfläche des Formteils aus der Preßform ablassen und gegebenenfalls die oben beschriebene Spülung vornehmen, um die entstehenden Dämpfe aus dem Formteil abzuleiten.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird der Gasdruck in der Weise erzeugt, daß dem Innenraum der Preßform komprimierte Gase zugeführt werden. Dieses Verfahren besitzt den Vorteil, daß sich die Gaszufuhr genau regeln läßt, so daß unabhängig von einer mehr oder minder großen Undichtigkeit der Preßform ein genauer Gasdruck in

ίο der gewünschten Höhe und während der gewünschten Zeit im Inneren des Preßteils erzeugen läßt. Vorteilhafterweise verwendet man für die Zufuhr des komprimierten Gases Verteilerstücke, die in das Innere des Formteils hineinragen, insbesondere wenn das Formteil eine größere Wandstärke besitzt und/oder eine ungünstige Gasdurchlässigkeit aufweist. Zweckmäßigerweise wird ein heißes Gas verwendet, damit der Preßform bzw. dem Formteil keine Wärme entzogen wird, sondern durch die Zufuhr von Wärme

ao die Erhärtung beschleunigt wird.

Die vorgenannte Arbeitsweise ist mit besonderem Vorteil auch dann anwendbar, wenn das Verfahren nach der Erfindung nicht einstufig, sondern mehrstufig durchgeführt wird, d. h. wenn das Formteil

as nicht in einem Arbeitsgang, sondern in mehreren Arbeitsgängen hergestellt wird. Man kann z. B. in bekannter Weise die Füllmasse in einem ersten Arbeitsgang heiß zu einem Formling, z. B. einer Spanplatte, verpressen, so daß das Bindemittel erhärtet, und dann in einem zweiten Arbeitsgang auf den Formling die Kunststoffdecklage aufpressen. Dabei kann es zweckmäßig sein, beim ersten Arbeitsgang in den Formling Kanäle einzupressen, in die beim zweiten Arbeitsgang Düsen oder Verteilerstücke hineinragen, welche das komprimierte Gas dem Inneren des Formteils zuführen. Auf diese Weise braucht das Gas nur eine dünnere Schicht der Füllmasse mit einer besseren Gasdurchlässigkeit zu durchdringen, und es läßt sich leichter an der Oberfläche des Formteils der gewünschte spezifische Flächendruck erzeugen.

Bei der Verwendung von Stoffen, die der Füllmasse zugesetzt werden, können in weiterer Ausgestaltung der Erfindung solche Stoffe verwendet werden, die bzw. deren bei der Erwärmung entstehende Produkte durch chemische Reaktion mit dem Bindemittel und/oder dem Kunststoff der Kunststoffdeckschicht deren Erhärtung einleiten und/oder beschleunigen. In entsprechender Weise können auch bei der Zufuhr von komprimiertem Gas solche Gase verwendet werden oder dem Gas solche Bestandteile zugesetzt werden, die die Erhärtung des Bindemittels und/oder des Kunststoffs der Deckschicht einleiten und/oder beschleunigen.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von mit einer Kunststoffdecklage versehenen Formteilen aus einer Füllmasse, die aus Füllstoff und aus einem in der Wärme härtbaren Bindemittel besteht, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kunststoffdecklage verwendet wird, deren Gasdurchlässigkeit kleiner ist als die Gasdurchlässigkeit der Füllmasse, und daß wenigstens während der Erhärtungszeit im Bereich der Kunststoffdecklage im Inneren des Formteils ein Gasdruck erzeugt wird, der an der Oberfläche des Formteils, die von der an der Formwandung anlie-

genden Kunststoffdecklage gebildet wird, einen spezifischen Flächendruck erzeugt, der oberhalb des Dampfdruckes der flüchtigen Bestandteile bei der herrschenden Temperatur liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdruck durch Erhitzung der Füllmasse erzeugt wird, wobei der Innenraum der Preßform wenigstens während der Erhärtungszeit der Kunststoffdecklage genügend dicht verschlossen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdruck durch der Füllmasse zugesetzte, bei einer Erwärmung Gase abspaltende und Druck erzeugende Stoffe erzeugt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllmasse Stoffe zugesetzt

IO

werden, die durch chemische Reaktion mit dem Bindemittel und/oder dem Kunststoff der Decklage deren Erhärtung einleiten und/oder beschleunigen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdruck durch Zuführen von komprimierten Gasen zum Innenraum der Preßform erzeugt wird. ·

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß den komprimierten Gasen Bestandteile beigemischt werden, die die Erhärtung des Bindemittels und/oder des Kunststoffs der Decklage einleiten und/oder beschleunigen.

In Betracht gezogene Druckschriften:

»Der Plastverarbeiter«, 1955, Heft?, S. 242 bis 250.

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