DD201421A1

DD201421A1 - METHOD FOR PRODUCING SHAPED PARTS THROUGH DRY FORMING OF SHEET-MOLDED WOOD PARTICLE MATERIALS

Info

Publication number: DD201421A1
Application number: DD23496781A
Authority: DD
Inventors: Achim Moeller; Karla Lang; Ingeborg Janke; Reinhard Goellner
Original assignee: Achim Moeller; Karla Lang; Ingeborg Janke; Reinhard Goellner
Priority date: 1981-11-19
Filing date: 1981-11-19
Publication date: 1983-07-20

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.Process for the production of molded parts by dry deformation of plate-shaped wood particle materials with a thickness of less than 10 mm, which were obtained by applying wood particles with aqueous thermoplastic dispersions and subsequent pressing under pressure and heat and which consists of 60 ... 90% wood particles and 10. ..40% thermoplastic exist. The goal is to develop a cost-effective technology that allows the manufacture of molded parts by the end user in the furniture industry in any number of pieces. The task was to variably deform plate-shaped wood particle materials in a dry way with up to extremely small radii of curvature. For this purpose, the Plattenfoermigen materials are bent after heating to temperatures of above 150 degrees C in known bending tools without the application of compression and essentially while maintaining their original thickness and density. The moldings obtained are suitable for use in the furniture, construction and light industry.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Verfahren zur Herstellung von Formteilen durch trockenes 7erformen von plattenförmigen HolzpartikelwerkstoffenProcess for the production of molded parts by dry forming of plate-shaped wood particle materials

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

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*The invention relates to a through Yerfahren for the production of moldings, dry forming of thin plate-shaped wooden _y ^ articles and thermoplastic existing ~ 7erkstoffen having a thickness of less than ¹ 10 mm. The molded parts are intended for use in furniture, construction and light industry *

Charakteristik der bekannten technischen .LösungenCharacteristic of the known technical solutions

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 bereitsFrom DD-PS 145 079 it is known. Moldings of wood particles, preferably of wood fibers, and thermoplastic dispersions thereby produce that the wood particles sprayed with aqueous dispersions of terpolymers based on acrylic acid esters of acrylic acid ester-styrene copolymers or polyvinyl acetate, then precompacted into coarse nonwovens and in a press under pressure and heat are formed to the molding. The production of the molded parts can be direct, i. in connection with the production of the material, carried out, but is preferably carried out by subsequent deformation of the pre-compressed plate-shaped material at the end user. The processing technology of dry press forming is therefore the same here as for wood particle materials

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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.known «More detailed studies on the deformability of porous plates were reported by E. Back, Ξ. Didrilcsson, F. Johanson and IC · Norberg (Forest Prod. J., Madison 21 (1971), pp. 96-100). Generally applies to the "dry. Deformation that the plate materials are first preheated to temperatures of about 200 ... 400 G and then exposed in a press pressures of above 1.5! / EPa, usually between 2.5 and 5 SIPa. The production of the expensive Preßgesenke required for this purpose is very complicated and economically justifiable, if a mass production of the correspondingly shaped molding is provided. The production of smaller quantities is not feasible for economic reasons, the possible design designs are therefore extremely limited.

Ziel der ErfindungObject of the invention

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.The object of the invention is the development of a cost-effective, versatile technology that allows deformation of plate-shaped wood particle materials in any quantity. In particular soll_ the application in the furniture industry a possibility for arbitrary shaping of the materials processed by him in the hand.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

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 VerfahrensweiseThe invention has for its object to deform plate-shaped wood particle materials in a dry way with up to extremely small radii of curvature variable. According to the invention there is provided a heated _oo »90% wood particles and about 1Q.O.40% thermoplastic existing plate-shaped material having a thickness of less than 10 mm at temperatures of above 150 ** C of about 60 and solely using bending forces without the application of pressing pressures deformed. The materials are those which are obtained by applying wood particles with aqueous dispersions of thermoplastic polymers. A procedure

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.for the production of such materials using "lerpolymeren based on acrylic acid esters, of acrylic ester-styrene copolymers or of Hoinopolymeren of polyvinyl acetate is given in DD-PS 145 079.

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.After, the procedure according to the invention is based on such material plates that have already been finally compacted in the course of their production in the press * Their density is 700 ... 10QO kg / m. Material boards consisting of wood shavings preferably have a bulk density of 750 to 900 kg / m, plates consisting of wood fibers preferably have a bulk density of 850 to 1000 kg / m The material boards are heated to a temperature prior to deformation heated above 150 C. This heating takes place using known gowns, for example by means of IR radiation, excluding the use of moist media The deformation of the heated material is carried out by means of known bending tools, eg bending matrices, without application of additional pressing pressures * The bending tools used are eg Thus, no further densification of the material takes place and thus essentially no change in the plate thickness occurs.The material plates, during their deformation, maintain the plate thickness over the entire cross-section of the standard part also w be inclusive, with very small radii of curvature or angle can be achieved.

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 BiegevorgangAs zv / eckmäßig it has been found during the bending process on the convex curved, claimed to train side of the material plate in a shear-resistant connection to apply a tensile strength in at least one direction of its planar expansion material. For this purpose, for example, elastically flexible sheets with a textured surface, textile supplements or the like, which cover the machined material over the entire surface or in the bending zone and either remain on the same or be removed after completion of the bending process. Sine such shear-applied allowance or cover layer supports the bending process

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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.in such a way that it absorbs a part of the tensile stresses which occur during shaping and thus the side of the part to be deformed that is to be deformed. Relieves material.

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.On the side of the material plate which is subjected to pressure during bending, incisions or constrictions can be made in the area of the shaped part curvature to be produced, which are produced, for example, by milling or embossing and which run approximately parallel to the bending axis. As a result, the compression load of the concavely curved side of the material is reduced and facilitates the bending process.

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,In a further advantageous embodiment of the invention, plate-shaped wood particle materials are used whose thermoplastic component is distributed unevenly across the plate cross-section. During the bending process, that side of the plate is provided for the outer convex curvature, which is subject to tension and which has an elevated thermoplastic content relative to the other side having. The difference of the Therrnopiastanteils in both layers should be at least 5% ,

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.The advantage of the invention is that the plate materials can be shaped by the end user even for his specific application without much technical effort very vari- abel in the desired lot size.

Ausführungsbeispiele Beispiel T:Exemplary embodiments 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*For the dry deformation process, a wood-based panel is used, which was prepared as follows: By spraying 3 parts of defibrator fibers with 2 parts of an aqueous 42 follow polyacrylate dispersion and scattering of the mixture to a coarse non-woven plate was first obtained a semi-finished, between flat press plates were pressed at a temperature of 190 ⁰ C and a specific pressure of 4.5 MPa to a plate of a density of 900 kg / m and a plate thickness of 4 nim *

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.This type of wood-based panel is heated by means of ± R dark radiators to a temperature of 170 ° C. After removal from the heating zone, the sheet is fed to the bending die made from glued chipboard parts. Bending takes place without External pressure application * by pivoting the tool dies, pressing the material plate into the die. The doorway runs at a constant speed for a period of about 10 s. After cooling with the aid of a compressed air flow, the molded part is removed from the bending device.

Die Rohdichte des Formteils beträgt unverändert 900 kg/m , die Plattendicke 4 mm.The bulk density of the molding is unchanged at 900 kg / m, the plate thickness 4 mm.

Example 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.In a wood-based panel according to Example 1 is first in the area of. generating molding curvature on the pressure-loaded side during bending parallel to the intended bending axis an incision of 1 or * 2 mm width and 1 mm deep milled. The plate is heated as in Example 1. After removal from the heating zone, a 2 mm thick foam adhesive of the same format is applied to the uncut side of the plate. The shaping takes place by simultaneous bending of wood particle material and allowance over the tool mold · After removal of the finished molded part from the bending device, the allowance is removed.

Example 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.On the convex portion of the later curvature of a planar wood-based panel according to Example 1, a piece of fabric is firmly fixed by gluing. The thus prepared plate is heated and bent according to Example 1. After shaping has taken place, the fabric additive not acting in the sense of a decorative coating remains on the molded part which is used to produce a upholstered furniture frame.

«5» *J H J U / Im °«5» * JHJ U / Im °

Example 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.For the dry deformation process tdrd used a wood-based panel with multi-layered plate structure. This was achieved by differently spraying the wood fiber layers with acrylate dispersion during the board-making process. The board has an acrylate content of 25 % at its bottom side of 20 % on its upper side. The deformation of such a plate is carried out according to Example .1, wherein the thermoplastic-rich top is selected for the convex portion of the applied curvature.

Claims

ι i λ a b / ι claim for invention

1. retracts, zvcr production of standard parts by dry "deformation of plate-shaped wood particles materials obtained by subjecting wood particles with aqueous thermoplastic dispersions and then Terpressen under pressure and heat and consisting of about 60 to 90% wood particles and about 10 to 40% thermoplastic, with a thickness of less than 10 mm and a density of 700 to 1000 kg / m, characterized in that the plate-shaped materials after heating to temperatures above 150 ⁰ O in known bending tools without application of pressing pressures and substantially while maintaining their original thickness and bulk density are bent.

2. Terfahren according to item 1, characterized in that during the bending operation on the convex curved, claimed to train side of the material plate from one in at least one direction of its planar expansion augfestem material existing allowance is applied shear-resistant.

3 · Terfahren according to item 1, characterized in that on the side of the material plate which is subjected to pressure during bending, incisions or constrictions parallel to the bending axis are made in the region of the curved portion to be produced.

4 · Terfahren according to item 1, characterized in that. Plate-shaped materials are bent over the plate cross-section with uneven distribution of the thermoplastic portion, wherein the konves curved, claimed on train side of the material plate over the other side has a higher by at least 5% thermoplastic content.