DD201421A1 - Verfahren zur herstellung von formteilen durch trockenes verformen von plattenfoermigen holzpartikelwerkstoffen - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Formteilen durch trockenes Verformen von plattenfoermigen Holzpartikelwerkstoffen mit einer Dicke von weniger als 10 mm, die durch Beaufschlagen von Holzpartikeln mit waessrigen Thermoplastdispersionen und anschliessendes Verpressen unter Druck und Waerme erhalten wurden und die aus 60...90% Holzpartikeln und 10...40% Thermoplast bestehen. Das Ziel ist die Entwicklung einer kostenguenstigen Technologien, die die Herstellung von Formteilen durch den Endverbraucher in der Moebelindustrie in beliebiger Stueckzahl zulaesst. Die Aufgabe bestand darin, plattenfoermige Holzpartikelwerkstoffe auf trockenem Wege mit bis zu extrem kleinen Kruemmungsradien variabel zu verformen. Hierzu werden die plattenfoermigen Werkstoffe nach Erwaermung auf Temperaturen von oberhalb 150 Grad C in bekannten Biegewerkzeugen ohne Anwendung von Pressdruecken und im wesentlichen unter Beibehaltung ihrer urspruenglichen dicke und Rohdichte gebogen. Die erhaltenen Formteile sind zum Einsatz in der Moebel-, Bau- und Leichtindustrie geeignet.

Description

Titel der Erfindung

Verfahren zur Herstellung von Formteilen durch trockenes 7erformen von plattenförmigen Holzpartikelwerkstoffen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Yerfahren zur Herstellung von Formteilen durch, trockenes Verformen von dünnen plattenförmigen _y aus Holz^artikeln und Thermoplast bestehenden ~7erkstoffen mit einer Dicke von weniger¹ als 10 mm. Die Formteile sind sum Einsatz in der Möbel-, Bau- und Leichtindustrie vorgesehen*

Charakteristik der bekannten technischen .Lösungen

Aus der DD-PS 145 079 ist es bekannt,. Formteile aus Holzpartikeln, vorzugsweise aus Holzfasern, und Thermoplastdispersionen dadurch herzustellen, daß die Holzpartikeln mit wäßrigen Dispersionen von Terpolymeren auf Basis von Acrylsäureestern, von Acrylsäureester-Styren-Copolymeren oder von Polyvinylacetat besprüht, anschließend zu groben Vliesen vorverdichtet und in einer Presse unter Anwendung von Druck und Wärme zum Formteil ausgebildet werden. Die Herstellung der Formteile kann dabei.direkt, d.h. im Zusammenhang mit der Herstellung des Werkstoffes, erfolgen, wird aber vorzugsweise durch nachträgliche Umformung des vorverdichteten plattenförmigen Werkstoffs beim Endverbraucher durchgeführt. Die Verarbeitungstechnologie der trockenen Preßverformung ist hier also die gleiche wie für Holzpartikelwerkstoffe bereits

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bekannt« Nähere Untersuchungen zur Trοckenverformbarkeit yon Paserplatten wurden beispielsweise von E. Back, Ξ. Didrilcsson, F. Johanson und IC· Norberg angestellt (Forest Prod. J., Madison 21 (1971), S. 96 - 100). Generell gilt für' die .trockene Verformung, daß die Plattenwerkstoffe zunächst auf Temperaturen von etwa 200...400 G vorgewärmt und dann in einer Presse Drücken von oberhalb 1,5 !/EPa, meist zwischen 2,5 und 5 SIPa ausgesetzt werden. Die Fertigung der hierzu benötigten teuren Preßgesenke ist sehr aufwendig und ökonomisch nur vertretbar, falls eine massenhafte Produktion des entsprechend gestalteten Formteils vorgesehen ist. Die Fertigung kleinerer Stückzahlen ist aus wirtschaftlichen Gründen nicht durchführbar, die möglichen Designgestaltungen sind daher außerordentlich stark begrenzt.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Entwicklung einer kostengünstigen, vielseitig anwendbaren Technologie, die eine Verformung plattenförmiger Holzpartikelwerkstoffe in beliebiger Stückzahl zuläßt. Insbesondere soll_ dem Anwendei in der Möbelindustrie eine Möglichkeit zur beliebigen Formgebung der von ihm verarbeiteten Werkstoffe in die Hand gegeben werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, plattenförmige Holzpartikelwerkstoffe auf trockenem Wege mit bis zu extrem kleinen Erümmungsradien variabel zu verformen. Erfindungsgemäß wird ein aus etwa 60_oo»90 % Holzpartikeln und etwa 1Q.O.40 % Thermoplast bestehender plattenförmiger Werkstoff mit einer Dicke von weniger als 10 mm auf Temperaturen von oberhalb 150 **C erwärmt und allein unter Anwendung von Biegekräften ohne Anwendung von Preßdrücken verformt. Bei den Werkstoffen handelt es sich um solche, die durch Beaufschlagen von Holzpartikeln mit wäßrigen Dispersionen von thermoplastischen Polymeren erhalten werden. Eine Verfahrensweise

zur Herstellung derartiger Werkstoffe unter "Verwendung von 'lerpolymeren auf der Basis von Acrylsäureestern, von Acrylsäureester-Styren-Copolymeren oder von Hoinopolymeren des Polyvinylacetats ist in der DD-PS 145 079 gegeben.

Nach, der erfindungsgemäßen Verfahrensweise wird dabei von solchen Werkstoffplatten ausgegangen, die im Zuge ihrer Herstellung in der Presse bereits endgültig verdichtet worden sind* Ihre Rohdichte beträgt 700...10QO kg/m . Werkstoffplatten, die aus Holzspänen bestehen, "/eisen vorzugsweise eine Rohdichte von 750...900 kg/m auf, aus Holzfasern bestehende Platten vorzugsweise eine Rohdichte von 850...1000 kg/m . Die Werkstoffplatten werden vor der Verformung auf eine Ternperatur von oberhalb 150 C erwärmt. Diese Erwärmung geschieht unter Anwendung bekannter Kittel, z.B. mittels IR-Strahlung, unter Ausschluß der Anwendung feuchter Medien. Die Verformung des erwärmten Materials erfolgt mittels bekannter Biegewerkzeuge, z.B. Biegematrizen, ohne Anwendung zusätzlicher Preßdrücke* Die verwendeten Biegewerkzeuge werden z.B. aus miteinander verleimten oder verschraubten Holzzuschnitten angefertigte Ss erfolgt hierbei also keine weitere Verdichtung des Materials und es tritt somit im wesentlichen auch keine Änderung der Plattendicke ein. Die Werkstoffplatten behalten während ihrer Verformung die Plattendicke über den gesamten Querschnitt des Normteils bei. Die Plächenablenkung kann gerundet oder auch winklig sein, wobei sehr kleine Krümmungsradien bzw. Winkel erzielbar sind.

Als zv/eckmäßig hat es sich dabei herausgestellt, während des Biegevorganges auf die konvex gewölbte, auf Zug beanspruchte Seite der Werkstoffplatte in einer schubfesten Verbindung ein in mindestens einer Richtung seiner flächigen Ausdehnung zugfestes Material aufzubringen. Hierzu eignen sich beispielsweise elastisch biegsame Bleche mit strukturierter Oberfläche, textile Zulagen oder ähnliches, die den bearbeiteten Werkstoff ganzflächig oder aber in der Biegesone bedecken und entweder auf demselben verbleiben oder nach abgeschlossenem Biegevorgang wieder entfernt werden. Sine derartige schubfest aufgebrachte Zulage bzw. Deckschicht unterstützt den Biegevorgang

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in der Weise, daß sie einen 'Teil der bei der Formung auftretenden Zugspannungen aufnimmt und damit die auf Zug beanspruchte Seite des zu verformenden. Werkstoffes entlastet.

Auf der beim Bisgen druckbelasteter: Seite der Werkstoffplatte können im Bereich der zu erzeugenden Formteilkrümmung Einschnitte oder Einschnürungen vorgenommen werden, die beispielsweise durch Fräsen oder Prägen erzeugt werden und die etwa parallel zur Biegeachse verlaufen. Hierdurch wird die Stauchbelastung der konkav gekrümmten Seite des Werkstoffes vermindert und der Biegevorgang erleichtert.

In einer weiteren vorteilhaften Gestaltung der Erfindung werden plattenförmige Holzpartikelwerkstoffe verwendet, deren Thermoplastanteil über den Plattenquerschnitt ungleichmäßig verteilt ist.- Beim Biegevorgang wird diejenige Seite der Platte für die äußere, auf Zug beanspruchte, konvexe Krümmung vorgesehen, die gegenüber der anderen Seite einen erhöhten 'Thermoplastanteil aufweist. Die Differenz des Therrnopiastanteils in beiden Schichten soll dabei mindestens 5 % betragen,

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Plattenwerkstoffe vom Endverbraucher selbst für seinen speziellen Anwendungsbereich ohne größeren technischen Aufwand sehr vari- abel in gewünschter Losgröße geformt werden können.

Ausführungsbeispiele Beispiel T:

Für den trockenen Verformungsprozeß wird eine Holzwerkstoffplatte verwendet, die wie folgt hergestellt worden war: Durch Bedüsen von 3 Teilen Defibrator-Fasern mit 2 Teilen einer wäßrigen 42 folgen Polyacrylat-Dispersion und Streuen des Gemisches zu einer groben Vliesplatte wurde zunächst ein Halbzeug gewonnen, das zwischen ebenen Preßplatten bei einer Temperatur von 190 ⁰C und einem spezifischen Preßdruck von 4,5 MPa zu einer Platte von einer Rohdichte von 900 kg/m und einer Plattendicke von 4 nim verpreßt wurde*

Sine derartige Holzwerkstoffplatte wird mittels ±R-Dunkelstrahlern auf eine Temp er at ία: von 170 ^C auf geheizt«, Etwa 3 3 nach Entnahme aus der Aufheizzone wird die Platte der Biegematrize zugeführt, die aus verleimten Spanplattenteilen gefertigt wurde* Das Biegen erfolgt ohne äußere Druckanv»*endung durch Schwenken der Werkzeugmatrizen, wobei die Werkstoff platte in die Matrize eingedrückt wird. Der Torgang verläuft mit konstanter Geschwindigkeit während einer Zeitdauer von etwa 10 s. !lach der Abkühlung unter Zuhilfenahme eines Druckluftstromes wird das Formteil aus der'Biegevorrichtung entnommen.

Die Rohdichte des Formteils beträgt unverändert 900 kg/m , die Plattendicke 4 mm.

Beispiel 2:

In eine Holzwerkstoffplatte gemäß Beispiel 1 wird zunächst im Bereich der zu. erzeugenden Formteilkrümmung auf der bei der Biegung druckbelasteten Seite parallel zur vorgesehenen Biegeachse ein Einschnitt von 1 bzw* 2 mm Breite und 1 mm Tiefe eingefräst. Die Platte wird wie im Beispiel 1 aufgeheizt. liach Entnahme aus der Aufheizzone wird auf die nicht eingeschnittene Seite der Platte eine 2 mm starke, schubfest haftende Moosgummi-Zulage gleichen Formats aufgelegt. Die Formgebung erfolgt durch gleichzeitiges Biegen von Holzpartikelwerkstoff und Zulage über die Werkzeugform· Nach Entnahme des fertigen Formteils aus der Biegevorrichtung wird die Zulage entfernt.

Beispiel 3:

Auf den konvexen Bereich der späteren Krümmung einer ebenflächigen Holzwerkstoffplatte gemäß Beispiel 1 wird ein Gewebestück durch Verkleben fest fixiert. Die so vorbereitete Platte wird entsprechend Beispiel 1 aufgeheizt und gebogen. JTach erfolgter Formgebung verbleibt die nicht im Sinne einer dekorativen Beschichtung wirkende Gewebezulage auf dem Formteil, das zur Herstellung eines Polstermö'belgestells verwendet wird.

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Beispiel 4:

Für den trockenen Verformungsprozeß tdrd eine Holzwerkstoffplatte mit mehrschichtigem Plattenaufbau verwendet. Dieser wurde durch unterschiedliches Bedüsen der Holzfaserschichten mit Äcrylat-Dispersion während des Plattenherstellungsprozesses erreicht.. Die Platte weist an ihrer Oberseite einen Acrylat-Anteil von 25 %i an ihrer Unterseite von 20 % auf. Die Verformung einer derartigen Platte erfolgt gemäß Beispiel .1 , wobei die thermoplastreichere Oberseite für den konvexen Bereich der aufzubringenden Krümmung gewählt wird.

Claims (4)

ι i λ a b / ι Erfindungsanspruch

1. Terfahren zvcr Herstellung von Normteilen durch trockenes "Verformen von plattenförmigen Holzpartikelwerkstoffen, die durch Beaufschlagen von Holzpartikeln mit wäßrigen Thermoplastdispersionen und anschließendes Terpressen unter Druck und Wärme erhalten wurden und die aus etwa 60 bis 90 % Holzpartikeln und etwa 10 bis 40 % Thermoplast bestehen, mit einer Dicke von weniger als 10 mm und einer Rohdichte von 700 bis 1000 kg/m , gekennzeichnet dadurch, daß die plattenförmigen Werkstoffe nach Erwärmung auf Temperaturen von oberhalb 150 ⁰O in bekannten Biegewerkzeugen ohne Anwendung von Preßdrücken und im wesentlichen unter Beibehaltung ihrer ursprünglichen Dicke und Rohdichte gebogen werden.

2. Terfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß während des Biegevorganges auf die konvex gewölbte, auf Zug beanspruchte Seite der Werkstoffplatte eine aus in mindestens einer Richtung seiner flächigen Ausdehnung augfestem Material bestehende Zulage schubfest aufgebracht wird.

3· Terfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß auf der beim Biegen druckbelasteten Seite der Werkstoffplatte im Bereich der zu erzeugenden Formtei!krümmung parallel zur Biegeachse verlaufende Einschnitte oder Einschnürungen vorgenommen werden.

4· Terfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch,.daß plattenförmige Werkstoffe mit ungleichmäßiger Terteilung des Thermoplastanteils über den Plattenquerschnitt gebogen werden, wobei die konves gekrümmte, auf Zug beanspruchte Seite der Werkstoffplatte gegenüber der anderen Seite einen um mindestens 5 % höheren Thermoplastanteil aufweist.