DE202019000828U1

DE202019000828U1 - Presspolster mit hoher Federwirkung auf metallischer Basis für die Beschichtung von Holzwerkstoffplatten und Herstellung von Kunststoffplatten in hydraulischen Ein- und Mehretagenheizpressen.

Info

Publication number: DE202019000828U1
Application number: DE202019000828.4U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Hueck Rheinische GmbH
Priority date: 2019-02-20
Filing date: 2019-02-20
Publication date: 2020-02-24
Anticipated expiration: 2029-02-21
Also published as: EP4032694A1; US12076955B2; ES2953330T3; CN113439022B; CN113439022A; JP2022521202A; EP3927540B1; EP3927540A2; WO2020169556A3; BR112021015190A2; EP4032694B1; JP7337942B2; US20220001636A1; WO2020169556A2

Abstract

Presspolster ( 1 ) welches als Gewebe ausgebildet ist, zur Ausrüstung von hydraulischen Ein- und Mehretagenheizpressen, dessen Schuss- und Kettfäden aus metallischen oder nichtmetallischen Fäden ( 2 ) bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass in den Kreuzungspunkten der Gewebefäden metallische Tellerfedern ( 3 ) eingearbeitet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Presspolster mit hoher Federwirkung auf metallischer Basis für die Beschichtung von Holzwerkstoffplatten oder Herstellung von Kunststoffplatten in hydraulischen Ein- und Mehretagenpressen.
Die Beschichtung von Holzwerkstoffplatten, darunter versteht man zum Beispiel Sperrholz-, Span-, MDF-, HDF- oder Multiplexplatten, geschieht in der Regel mit Aminoplastharz imprägnierten Edelzellstoffpapieren. Diese Papiere können mit verschiedenen Dekoren bedruckt oder unifarbig sein. Die Aminoplastharze bestehen aus vorkondensierten Melamin-/Formaldehydharzen oder auch aus Mischharzen Melamin und Harnstoff oder Phenol und Kresol. Die vorkondensierten Harze befinden sich noch in einer Flüssigphase, daher können die Papierbahnen auf speziellen Imprägnierkanälen mit Trocken- und Kühlzonen gut durchtränkt werden. In der aufgeheizten Trockenzone bei 150 bis 170°C wird die Polykondensation der Harze wieder angeregt und in einer sich anschließenden Kühlzone, je nach dem gewünschten Kondensationsgrad, unterbrochen. Die so erhaltenen Papierbahnen weisen einen geringen Wassergehalt auf sind fest und somit transportfähig für die Weiterverarbeitung in der Pressenanlage.
Die imprägnierten Dekorpapiere werden nun mit den entsprechend gewählten Holzwerkstoffplatten in einer hydraulischen Heizpresse, die sowohl eine Etage oder mehrere Etagen aufweisen kann, eingesetzt. Unter Druck und Temperatur werden zunächst die vorkondensierten Aminoplastharze flüssig, wobei die Viskosität der flüssigen Harze durch die weitere Molekülvernetzung wieder ansteigt und schließlich eine feste Oberfläche ausbildet. Für die Ausbildung der Oberflächen werden metallische Pressbleche, die strukturierte, matte bis glänzende Oberflächen aufweisen, eingesetzt. Die Pressbleche sind in der Regel verchromt um die Oberflächen gegen Abrieb und Beschädigungen zu schützen. Die Chromschicht hat außerdem die Funktion, dass nach der Kaschierung eine einwandfreie Trennung der Harzschicht erfolgen kann. Die Pressbleche auf metallischer Basis können aus Messing der Legierung MS64 oder den Werkstoffen AISI 410 oder AISI 630 bestehen, wobei heute Stahlbleche bedingt durch ihre hohe Härte und lange Lebensdauer bevorzugt werden.
Die Holzwerkstoffplatten weisen je nach Einsatzgebiet unterschiedliche Rohdichten auf und benötigen daher auch unterschiedliche Pressdrücke . Bei der Herstellung von Flooringplatten aus HDF-Material (High Density Fiberboard) sind die spezifischen Pressdrücke besonders hoch 400 bis 600 N/cm² , da die Rohdichten der Platten 800 bis 1000 N/cm³ betragen. Die Rohplatten besitzen kaum eine eigene Polsterwirkung und weisen dazu noch Dickentoleranzen auf die entsprechend kompensiert werden müssen. Grundsätzlich weisen alle Plattenmaterialien diese Toleranzen auf. Weitere Dickentoleranzen ergeben sich aus der jeweiligen Pressenanlage und den Pressblechen. Werden diese Toleranzen nicht ausgeglichen kommt es bei der Ausbildung der Oberflächen zu erheblichen Oberflächenstörungen. Daher werden die Pressenanlagen grundsätzlich mit entsprechenden Presspolstern bzw. Druckausgleichsgeweben ausgerüstet. Die Polstermaterialien werden zwischen den Heizplatten und den Pressblechen fixiert. Sie müssen wärmestabil sein, eine gute Federwirkung bzw. Rückstellkraft und eine schnelle Wärmeleitfähigkeit besitzen. Die gleichmäßige Druckverteilung und der schnelle Wärmefluss ist während des Beschichtungsprozesses ein ganz besonderer Faktor. Wie zuvor erwähnt wird das Aminoplastharz unter Druck und Hitze wieder flüssig, dabei wird Formaldehyd und Wasser in Dampfform abgegeben. Da sich das Harz zwischen dem metallischen Pressblech und der Holzwerkstoffplatte befindet, ist das System luftdicht abgeschlossen und die entstehenden Dämpfe müssen in der kurzen Zeit, den die Presszeit vorgibt, in die Papierbahn und Plattenoberfläche diffundieren. Geschieht dieses nicht, weil der Pressdruck ungleichmäßig ist, bleiben die Gasblasen in der Harzschicht eingeschlossen und sind als milchig trübe Flecken in der Oberfläche später sichtbar. Derartig fehlerhafte Platten sind dann für die weitere Verwendung nicht mehr einsetzbar. Die Auswahl der geeigneten Polstermaterialien für die Presspolster ist nicht sehr groß, da die Heizplattentemperaturen der Pressenanlagen bei ca. 200 bis 230°C liegen. In den letzten Jahren hat sich der Elastomerwerkstoff auf Silikonkautschukbasis als geeignet erwiesen, wobei auch Blends und Copolymere aus Silikonkautschuk und Fluorsilikonkautschuk oder Fluorkautschuk eingesetzt werden. Die Presspolster sind nach dem Stand der Technik textile Gewebe in unterschiedlichen Ausführungsformen.
Aus der EP 1 136 248 A1 ist ein Gewebepolster bekannt, welches ein Copolymer aufweist, bestehend aus Silikon- und Fluorsilikonkautschuk, die als Kett- oder Schussfäden ausgebildet sind. Um die Wärmeleitfähigkeit zu steigern werden metallische Zuschlagstoffe dem Elastomerwerkstoff zugeführt.
Die EP 0735 949 A1 beschreibt ein Polster, welches ein Silikonelastomer und Metallfäden in den Kett oder Schussfäden aufweist. Zuzüglich sind die Silikonfäden mit Metallfäden als Kernmaterial ausgerüstet.
Aus der Gebrauchsmusterschrift DE 20 2012 005 265 U1 wird über ein Presspolster für Ein- und Mehretagen berichtet, welches mit wärmeleitenden Kontaktschlussfäden in Kett- und/oder Schussrichtung ausgerüstet ist.
Die Patenschrift EP 1 300 235 B1 und DE 23 19 593 beschreibt ein Polster aus Metallgewebe, welches anschließend mit einem Silikonkautschuk ganzflächig oder zum Teil beschichtet wird , nach der EP 1 300 235 B1 werden die oben liegenden Metallfäden durch Abrakeln nach der Beschichtung freigelegt. Weiterhin wird beschrieben, dass zur Steigerung der Wärmeleitfähigkeit dem Silikonelastomer Kupfer-, Alu-, Alu-Bronze-, Graphit- oder Ferrosilizium-Pulver zugemischt wird. Zuschlagsstoffe, die der Elastomermatrix direkt beigemischt werden, beeinträchtigen die Elastizität des Werkstoffes und damit auch die Rückstelleigenschaften der Presspolster.
Alle bekannten Presspolster bestehen nach dem Stand der Technik aus einem Gewebe mit Metalldrähten in Kombination mit ummantelten, hochtemperaturbeständigen Elastomeren oder mit textilen Fasern wie in der Patentschrift EP 0 493 630 A1 beschrieben. Hier besteht das Presspolster aus einem Textilgewebe aus aromatischem Polyamid und Metallfäden.
Ein anderes Presspolster ist in EP 0 488 071 A2 beschrieben. Dieses besteht aus einer Kombination von warmfesten organischen Fasern wie etwa Aramid-, Phenol-, Polyetherketon- und Polyphenylsulfonfasern sowie warmfesten anorganischen Fasern wie Kohlenstoff-, Glas- und Metallfasern.
Alle beschriebenen und bekannten Polstermaterialien haben das Problem der Materialermüdung in Bezug auf ihre Rückstellkraft oder Federwirkung. Die Silikonelastomere und die beschriebenen aromatischen Fasermaterialien zeigen deutlich bei der Dauertemperatur von 200°C bis 230°C die in den Pressenanlagen vorherrschen diesen Alterungsprozess. Die Presspolster müssen daher relativ frühzeitig aus den Pressenanlagen ausgetauscht werden. Dieses verursacht Produktionsstillstandzeiten und befördert daher auch die Umweltbelastung da die Materialien nicht wiederverwertbar sind. Speziell bei der Beschichtung von Fußbodenplatten wird ein Presspolster verlangt, welches einen hohen Rückstellwert auch über eine längere Einsatzdauer und einen schnellen Wärmedurchgang aufweist. Bisher ist bei der HDF-Plattenbeschichtung für den Fußbodenbereich ein Plattenformatwechsel mit den bekannten Presspolstern nicht möglich, da die Polstermaterialien in dem gewählten Format stark verdichtet werden und ein späterer Wechsei auf ein größeres Format Markierungen auf dem Pressgut hinterlassen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Presspolster vorzuschlagen, dass eine hohe Wärmeleitfähigkeit mit einer hohen Federkraft oder Rückstelleigenschaft aufweist unter Beibehaltung der Elastizität auch bei hohen Einsatztemperaturen über einen längeren Zeitraum und für Formatwechsel bei der HDF-Plattenbeschichtung mit hohen Pressdrücken geeignet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Presspolster gelöst, dass aus metallischen Tellerfedern besteht, die mittels Metallfäden untereinander verbunden oder auf einem dünnen Stahlblech wärmestabil verklebt oder auf dem Stahlblech mittels Metallfäden verankert sind.
Tellerfeder zeigen eine große Federkraft, die auch bei hohen Gebrauchstemperaturen ihre Federwirkung beibehalten. Da sie aus einem Metallwerkstoff bestehen ist die Wärmeleitfähigkeit besonders groß, auch wird wie bei den üblichen Presspolstermaterialien der Wärmefluss nicht durch die Elastomer- oder Faserwerkstoffe abgebremst, die isolierend wirken. Tellerfedern sind in unterschiedlichen Qualitäten im Handel und können entsprechend dem einsetzbaren Temperaturbereich gewählt werden. Diese Federn gibt es in unterschiedlichen Größen und Federkräften, daher können die daraus hergestellten Presspolster der jeweiligen Presstechnologie angepasst werden. Die so hergestellten Presspolster besitzen eine dauerhafte Federkraft und verfügen über eine hohe Polsterwirkung. Sie können in den Pressenanlagen langfristig verbleiben, müssen bei Produktwechsel nicht ausgetauscht werden. Da derartige Presspolster nicht plastisch verformbar sind können Plattenmaterialien in unterschiedlichen Formaten beschichtet werden. Ein Austausch der Polstermaterialien wird daher nicht zwingend notwendig.
Denkbar ist auch der Einsatz von Druckfedern, anstatt Tellerfedern, in Form einer konischen oder zylindrischen Ausführung. Wobei die Tellerfedern jedoch eine stabilere Form in der Planheit und Anordnung darstellen. Die Federkräfte F sind abhängig von dem Außendurchmesser De , dem Innendurchmesser Di , der Materialstärke t, die ungespannte Länge Lo . So zeigt zum Beispiel eine Feder mit einem De von 20,00 mm, einem Di von 10,20 mm, einer t von 1,50 mm und einer Lo von 1,80 mm eine Federkraft Fc bei Planlage von 3340 N. Entsprechend den Abmessungen betragen die Federkräfte F3 ( 75% Einfederung bei einem Federweg s3 von 0,22 mm ) 2521 N, die Federkraft F2 ( 50% Einfederung bei einem Federweg s2 von 0,15 mm ) 1695 N und die Federkraft F1 ( 25% Einfederung bei einem Federweg von 0,07 mm ) 857 N. Eine Tellerfeder mit den Maßen De 40,00 mm, Di 20,40 mm, t 2,50 mm und Lo 3,45 mm, ergeben Federkräfte von F1 3350 N, F2 6453 N, F3 9389 N und Fc 12243 N. Daraus ergibt sich, dass die Federkräfte entsprechend der gewünschten Federkraft für den jeweiligen Beschichtungsprozess gewählt werden können. Sind die Abmessungen der eingesetzten Tellerfedern bekannt, so lassen sich auch die Pressdrücke N/cm² errechnen, die für den jeweiligen Beschichtungsprozess und den Plattenmaterialien benötigt werden.
Ein Presspolster mit den Federnabmessungen De 40,00 mm, Di 20,40 mm, t 2,50 mm und Lo 3,45 mm, ergeben Pressdrücke bei F2 von 387 N/cm², bei F3 563 N/cm² und bei Fc 735 N/cm². Die Pressdrücke bei Flooring HDF-Platten liegen in der Regel bei 400 bis max. 600 N/cm², demnach würde bei dem so gefertigtem Polster ein Fc noch gar nicht erreicht und hätte noch Reserve für höhere Pressdrücke.
Die Polsterherstellung kann auf unterschiedlicher Weise erfolgen, so können die einzelnen Tellerfedern in einer Gewebeform mit zum Beispiel Stahldrahtlitzen oder anderen Metalllitzen, verbunden sein, wobei eine Leinwandbindung bevorzugt wird. Die Leinwandbindung weist eine enge Verkreuzung von Kett- und Schussfäden auf, wobei jeder Kettfaden abwechselnd über und unter einem Schussfaden zu liegen kommt. Der Bindungsrapport umfasst zwei Kett- sowie zwei Schussfäden. Leinwandbindige Gewebe zeichnen sich durch eine hohe Schiebe- und Scheuerfestigkeit aus. Da die Drahtlitzen, die sowohl die Kett- als auch die Schussfäden darstellen durch eine Bohrung in der Tellerfeder geführt werden, sind keine Kontakte mit der Heizplatte und dem Pressblech gegeben und somit können hier keine Schiebe- oder Scheuerkräfte einwirken die einen vorzeitigen Verschleiß der Drahtlitzen nach sich ziehen würden.
Eine weitere Variante der Herstellung dieser Presspolster ist die Fixierung auf einem dünnen Stahl- oder anderen Metallblechen, wobei die Stahldrahtlitzen entsprechend der Größe nach jeder dritten oder zehnten Tellerfeder durch eine Bohrung im Blech geführt und somit verbunden werden. Die Anordnung der Bohrungen werden entsprechend der gewählten Gewebeart der Tellerfedern vorgenommen. Damit kein Verschleiß der Metalllitzen eintreten kann, bekommt das Metallblech auf der Unterseite zu jeder Bohrung eine Schlitzung wo die Metalllitze einläuft. Verschiedene Metallbleche wie Edelstahl, Stahl, Messing, Kupfer und Aluminium sind vorgefertigt als Lochbleche in gewünschten Lochabständen im Handel. Die Fixierung der gewebten Presspolster mit Metalllitzen auf einem Metallblech, kann aber auch direkt ohne Führung der Metalllitzen durch Bohrungen in dem Metallblech, mittels hochtemperaturbeständigen Klebern, zum Beispiel Silikonklebern, durchgeführt werden.
Eine weitere Ausführungsvariante wäre die Stabilisierung des Tellerfedergewebes mit Stahldrahtlitzen in einer Leinwandbindung, wobei das Gewebe anschließend mit einem wärmestabilen Elastomerwerkstoff so beschichtet wird das die einzelnen Federn auf der Unter- und Oberseite aus dem Elastomerwerkstoff hervorstehen. Die Drahtlitzen werden dabei völlig ummantelt und es entsteht eine innige Verankerung der Tellerfedern. Es entsteht ein flexibles Polstergewebe welches aufrollbar und gut transportfähig ist. Es empfiehlt sich ein Elastomerwerkstoff mit hoher Hitzebeständigkeit zu wählen, wie zum Beispiel HRT - Silikonkautschuk, Fluorsilikonkautschuk, Fluorkautschuk oder Mischungen aus Silikon- und Fluorsilikonkautschuk. Die anschließend hervorstehenden Tellerfedern stellen den Kontakt zwischen Heizplatte und Pressblech her und der Wärmefluss kann ungehindert auf das Pressgut übergehen.
Die Befestigung der Presspolster an den jeweiligen Heizplatten der Pressenanlage kann an den sonst üblichen Polsterbefestigungen der verlängerten Metalllitzen der Polster erfolgen. Es ist aber auch möglich, dass bei den Polstern ohne Metallblechfixierung die Schuss- und Kettfäden durch Verlängerung an einem Metallrohr befestigt werden. Durch Anbringung von Aufhängevorrichtungen an den jeweiligen Stirn- und Längsseiten der Heizplatten, können die Metallstangen relativ schnell eingehangen werden. Eine entsprechend hydraulische Spannvorrichtung an den Aufhängungen kann die Polster danach in eine gespannte Position bringen. Solche Spannvorrichtungen existieren bereits schon an den Pressenanlagen. Dieses bezieht sich hauptsächlich auf die Oberpolster, da durch den Durchhang der Pressbleche die Polster an oberen Heizplatten nicht mitfixiert werden, wie zum Beispiel bei den Unterblechen. Hier liegt das Pressblech plan auf dem Presspolster und das Gewicht der Bleche fixiert automatisch damit die Polster. Es empfiehlt sich bei den Unterpolstern lediglich eine Befestigung an den Längsseiten damit beim Blechwechsel die Polster nicht verrutschen oder angehoben werden.
Einen Ausschnitt des beschriebenen Presspolsters wird in 1 unter 1 wiedergegeben. Die Stahllitzen 2 ergeben eine Leinwandbindungsart, 3 zeigt die entsprechende Tellerfeder, 4 die Bohrung in der Tellerfeder. In der 2 werden die einzelnen Maße der Tellerfeder dargestellt, so zeigt De das Aussenmaß, D1 das Innenmaß, t die Dicke, Io die Gesamthöhe und s1 die Federhöhe der Tellerfeder. In 3 wird in einem Teilausschnitt 1 die Anordnung der Elastomerbeschichtung 5 wiedergegeben, wobei die Tellerfedern 3, die Anordnung der Stahldrahtlitzen 2 und die Bohrungen 4 dargestellt sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1136248 A1 [0005]
EP 0735949 A1 [0006]
DE 202012005265 U1 [0007]
EP 1300235 B1 [0008]
DE 2319593 [0008]
EP 0493630 A1 [0009]
EP 0488071 A2 [0010]

Claims

Presspolster ( 1 ) welches als Gewebe ausgebildet ist, zur Ausrüstung von hydraulischen Ein- und Mehretagenheizpressen, dessen Schuss- und Kettfäden aus metallischen oder nichtmetallischen Fäden ( 2 ) bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass in den Kreuzungspunkten der Gewebefäden metallische Tellerfedern ( 3 ) eingearbeitet sind.
Presspolster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe mit den eingearbeiteten Tellerfedern auf ein metallisches Stützblech mittels eines hitzebeständigen Klebers fixiert wird.
Presspolster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe mit den eingearbeiteten Tellerfedern auf ein metallisches Stützblech direkt mit den Kett- und Schussfäden fixiert wird.
Presspolster nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Schuss- und Kettfäden verlitzt sind.
Presspolster zur Ausrüstung von hydraulischen Ein- und Mehretagenheizpressen, welches nicht nach Anspruch 1 als Gewebe ausgebildet sondern dadurch gekennzeichnet ist, dass die metallischen Tellerfedern mittels eines hitzebeständigen Klebers direkt auf ein metallisches Stützblech fixiert werden.
Presspolster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe mit den eingearbeiteten Tellerfedern anschließend mit einem hitzebeständigen Elastomerwerkstoff so beschichtet wird, dass ein großer Teil der Tellerfedern auf der Unter- und Oberseite hervorstehen und keine Beschichtung aufweist.
Presspolster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe mit einem hitzebeständigen Elastormerklebstoff direkt an den Heizplatten der Pressenanlagen verklebt wird.
Presspolster zur Ausrüstung von hydraulischen Ein- und Mehretagenheizpressen, welches nicht nach Anspruch 1 als Gewebe ausgebildet sondern dadurch gekennzeichnet ist, dass die metallischen Tellerfedern mittels eines hitzebeständigen Klebers direkt auf das Pressblech fixiert werden.
Presspolster nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Tellerfedern mittels eines hitzebeständigen Klebers direkt auf die Heizplatten fixiert werden.
Presspolster nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, dadurch gekennzeichnet, dass nicht Tellerfedern sondern konische und/oder zylindrische Druckfedern eingesetzt werden.