DE948639C

DE948639C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Formstuecken extrem geringer Wandstaerke aus Kunstharz, insbesondere aus mit Kunstharz impraegnierten Faserstoffblaettern

Info

Publication number: DE948639C
Application number: DES24228A
Authority: DE
Inventors: Dr Erich Hahn; Gustav Hessel
Original assignee: Sud-West-Chemie GmbH
Current assignee: Sud-West-Chemie GmbH
Priority date: 1951-08-01
Filing date: 1951-08-01
Publication date: 1956-09-06

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Formstücken extrem geringer Wandstärke aus Kunstharz, insbesondere aus mit Kunstharz imprägnierten Faserstoffblättern Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Formstücken extrem geringer Materialstärke, Schichtkörpern, Mehrschichtkörpern, ornamentartig verzierten Vorformkörpern od. dgl., unter Verwendung von Kunstharzfolien und insbesondere von mit Kunstharz, insbesondere mit härtbarem Kunstharz, imprägnierten Faserstoffhlättern, z.B. Gewirken, Geweben, Papierbahnen, Holzfurnieren usw., durch Verpressen in der Wärme.
Bei der Herstellung solcher Formstücke extrem geringer Materialstärke liegt eine Schwierigkeit darin, faltenlos geformte Preßlinge aus den Ausgangsfolien zu erhalten.
Die Schichtdicke bzw. die Wandstärke solcher Folien oder mit Kunstharzen imprägnierten Faserstoffblätter bzw. der aus ihnen hergestellten Formstücke kann außerordentlich gering sein und beträgt z. B. nicht wesentlich mehr als die Dicke eines leichtenVoilestoffes. Die Herstellung von insbesondere tiefgezogenen Formkörpern aus solchen dünnen Blättern und ihre unbeschädigte Entfernung aus der Form zwecks Stapelns und Fertigpressen in einem besonderen Arbeitsgang bereitet Schwierigkeiten. Einerseits muß die Herstellung eines solchen Vorformkörpers in der Wärme stattfinden, da ein imprägniertes Faserstoffblatt, z. B. eine Gewebeschicht, sich in der Kälte wegen der Steifheit und Brüchigkeit der Kunstharzimprägnierung nicht formen läßt; andererseits muß der geformte Gegenstand mit extrem geringer Wandstärke in kaltem bzw. nahezu kaltem Zustand aus der Form entfernt werden, da bei der Herstellung solcherVorformstücke eine Härtung bei Benutzung von härtbaren Kunstharzen nicht vor sich gehen darf, der Gegenstand aber bei nicht gehärtetem Harz in der Wärme nicht formhaltig ist. Zudem muß der Vorgang des Formens hinreichend rasch vor sich gehen, so daß die Verwendung einer abwechselnd geheizten und abgekühlten Form aus wirtschaftlichen Gründen nicht in Frage kommt.
Die Erfindung schlägt nun einen Weg vor, der die bisherigen Nachteile vermeidet und ein Reihe von Vorteilen mit sich bringt und es gestattet, in verhältnismäßig kurzer Zeit einwandfreie extrem dünnwandige Formstücke aus Folien und insbesondere aus mit härtbaren Kunstharzen imprägnierten Faserstoffschichten. z. B. Geweben, Gewirken, Papierschichten, Holzfurnieren od. dgl., rasch herzustellen und ohne Schädigung aus der Form zu entfernen.
Das Verfahren der Erfindung besteht darin, daß die zu verformende, zwischen zwei dehnbare, elastische Häute eingelegte und eingespannte Folie durch Anliegen einer Außenschicht bzw. elastischen Außenhaut des dreischichtigen Gebildes an einer geheizten Fläche auf Verformungstemperatur erwärmt und dann das dreischichtige Gebilde von der geheizten Fläche abgehoben wird, wobei seine Oberfläche sich vergrößert, und die andere Außenschicht bzw. Außenhaut dieses dreischichtigen Gebildes an einer der geheizten Fläche gegenüberliegenden Formfläche durch Anlegen eines Unterdrucks an den Raum zwischen der Außenhaut und der Formfläche zur Anlage kommt und der geformten Folie zu ihrer Verfestigung Wärme entzogen wird, worauf durch Einlassen von Luft zwischen die geformte Folie und die zunächst unmittelbar beheizte Außenhaut letztere von der Folie abgehoben wird, wonach durch Aufheben des Unterdrucks und also Entspannen der an der gekühlten Formfläche anliegenden Außenhaut der aus der Folie geformte Gegenstand abgedrückt wird, wenn diese Außenhaut in ihre ursprüngliche Lage zurückgeht.
Eine bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus zwei voneinander trennbaren Formhälften, von denen die eine einen Formraum besitzt mit starrer, formgebender Wandung, an den ein Unterdruck angelegt werden kann, vorzugsweise dadurch, daß die formgebende Wandung bzw. Fläche durchlocht und umgeben ist von einem unter Vakuum zu setzenden Raum, während der Formraum durch eine dehnbare Schicht, z. B. eine Gummihaut, oben abgeschlossen ist. Der andere, obere Teil der Fläche und einer über diese Fläche gespannten dehnbaren Schicht, z. B. einer Gummihaut, wobei Mittel vorgesehen sind, um ein Abziehen der dehnbaren Schicht von dieser Fläche zu ermöglichen, d. h. ein Vakuum zwischen diesen Flächen zu vermeiden, z. B. eine durch die heizende Fläche durchgehende Mündung zur Außenluft. Ferner besteht die Form noch aus Mitteln zum Verbinden und Lösen der beiden Formhälften.
Das Verfahren der Erfindung wird mit dieser bevorzugten Vorrichtung gemäß der Erfindung auf folgende Weise durchgeführt: die beiden Formhälften werden voneinander entfernt, und es wird zwischen die - ebenen - Gummibäute die zu verformende Folie, z. B. ein Gewebe, Gewirke oder ein Papier, imprägniert mit härtbarem Phenolformaldehydkunstharz, eingelegt. Die Formhälften werden dann geschlossen, d. h. die beiden Gummihäute fest auf die zwischenliegende Folie gelegt und angepreßt, derart, daß sich weder Luft zwischen diesen Flächen befindet noch eindringen kann. Die obere Fläche ist erwärmt, z. B. durch eine Heizflüssigkeit, wenn nach einer bevorzugten Ausführungsform diese Fläche als Wandung eines Behälters für eine Heizflüssigkeit ausgebildet ist. Die Wärme wird durch die obere Gummihaut auf die zwischenliegende zu verformende Folie übertragen, wobei die Temperatur der wärmenden Fläche und die Zeitdauer des Einwirkenlassens so abgestimmt werden, daß das Harz der zwischenliegenden Folie wohl erweicht, jedoch nicht gehärtet wird. Ist durch Erwärmung der verformbare Zustand erreicht, so wird an den Raum unterhalb der eigentlichen formgebenden Wandung und dadurch mittels der Durchlochungen dieser Wandung an den Raum zwischen formgebender Wandung und der ihr benachbarten Gummi schicht ein Vakuum angelegt.
Dadurch wird diese Gummischicht, die zu verformende Folie und die obere Gummischicht an die formgebende Fläche herangesogen. wobei die Bildung eines Vakuums zwischen der wärmenden Fläche und der oberen Gummihaut durch Zuführen von Luft unmöglich gemacht ist. Da beide Gummihäute am Außenrand luftdicht aufeinandergepreßt sind, geht auf diese Weise ihre Verformung mitsamt der zwischenliegenden Folie leicht vonstatten; man hat es durch die Regelung der Geschwindigkeit des Ansaugens in der Hand, die Art der Verformung zu regeln und sie z. B. zuerst langsam und dann rascher zu gestalten oder umgekehrt.
Durch das Ablösen der oberen Gummihaut von der wärmenden Fläche höft die Zufuhr von Wärme zu der zu verformenden Folie auf; durch das Anlegen der unteren Gummihaut an die nicht gewärmte und gegebenenfalls gekühlte, stets aber verhältnismäßig kalte formgebende Fläche wird die Wärme aus der nun geformten Folie durch die untere Gummihaut abgeführt, so daß der Formkörper seine Biegbarkeit verliert und formhaltig wird.
Es wird nun das Eintreten von Luft zwischen die obere Gummihaut und den Formkörper, d. h. die geformte Folie, gestattet bzw. Luft eingepreßt.
Dadurch löst sich die obere Gummihaut von dem Formkörper ab und geht in die ebene Lage zurück; der obere Formteil wird von dem unteren Formteil so weit entfernt, daß er späteres Entfernen (Herausnehmen) des Formstückes nicht hindert.
Das geformte Stück ist während dieser Zeit weiter im Kontakt mit der kühlenden Fläche. Es wird dann das Vakuum in dem Raum unterhalb der formgebenden Fläche aufgehoben. Die untere Gummihaut nimmt nun infolge ihrer Elastizität die ebene Gestalt ein, woran sie nicht mehr durch eine Saugwirkung gehindert wird. Bei diesem Heraufgehen der unteren Gummihaut wird der Formkörper von dieser Haut gelöst und nach oben gehoben. Er ist durch die Abkühlung erstarrt und daher formhaltig und kann z. B. von Hand fortgenommen werden, so daß sogleich ein neuer Formvorgang stattfinden kann.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird die wärmende Fläche ein wenig konvex ausgebildet, so daß beim Schließen der Form die - beiden Gummihäute und die zwischenliegende Folie nicht eine ebene, sondern leicht konvexe Gestalt haben.
Auf diese Weise ist sichergestellt, daß zwischen den Gummihäuten und der zwischengelegten Folie beim Schließen der Form alle Luft verdrängt wird.
Diese formgebende Fläche wird zweckmäßig aus einem Wärme gut leitenden Stoff, z. B. Metall, hergestellt. Zur Herstellung dieser Fläche kann aber auch insbesondere bei Herstellung von Ornamentierungsvorformkörpern ein Exemplar des zu ornamentierenden Gegenstandes selbst verwendet werden, das mit Durchlochungen versehen wird, um den unten angelegten Unterdruck in den Raum zwischen formgebender Fläche und unterer Gummihaut eintreten zu lassen.
Als Kunstharze kommen insbesondere härtbare Kunstharze, z. B. Harnstofformaldehydkunstharze, Melaminkunstharze, Phenolformaldehydkunstharze usw. in Frage.
Die Faserstoffschichten sind an sich beliebig und können aus verfilzten Schichten, z. B. Papier, bestehen oder aus Geweben, Geflechten und Gewirken.
Es ist darauf Rücksicht zu nehmen, daß die Fasern bzw. Fäden sich verhältnismäßig leicht, mindestens unter Mitwirkung von weichem oder flüssigem Harz, bei der Verformung verschieben können. Es sind infolgedessen lockere Gewirke und Gewebe und ungeleimte Faserstoffbahnen besonders geeignet.
Die Temperatur der wärmenden Fläche muß so hoch sein, daß sie über dem Schmelzpunkt des Harzes liegt; sie wird zweckmäßig so gewählt, daß die eingelegte Folie in einer Zeit von 30 bis 60 Sekunden den zur Verformung notwendigen Temperaturgrad annimmt. Im Falle eines dünnen Gewebes und Verwendung von Melaminharzen beträgt diese Temperatur z. B. IIoO.
Der Unterdruck wird derart angelegt, daß die Verformung während einer Zeit von 10 bis 30 Sekunden beendet ist. Es kann dann sogleich die durch den Druckunterschied herbeigeführte Verbindung zwischen oberer Gummihaut und Formkörper gelöst werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird das Lösen der oberen Gummihaut von dem geformten Gegenstand dadurch erleichtert, daß diese Gummihaut z. B. im Zentrum verbunden ist mit einer verschließbaren, in die Atmosphäre mündenden, mit der Gummihaut sich bewegenden Leitung, z. B. einem Gummischlauch, der dicht mit der im Zentrum entsprechend durchlochten oberen Gummihaut verbunden ist und in einer entsprechenden Ausnehmung der wärmenden Fläche gleiten kann.
Bei einer Ausbildung der Vorrichtung gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform wird diese mit der oberen Gummihaut verbundene Leitung, z. B. der Gummischlauch, vor Anlegen des Unterdrucks verschlossen; die Gummihaut folgt nun der durch Druckunterschied herbeigeführten Formänderung, wie oben beschrieben.
Nach dem Anlegen der unteren Gummihaut an die formgebende und kühlende Fläche wird dann der Verschluß dieses Gummischlauches geöffnet und damit sogleich bei noch miteinander verbundenen Formhälften die obere Gummihaut in die ebene oder ungefähr ebene Lage zurückgeführt, wonach die Formhälften voneinander getrennt und, wie oben dargelegt, fortgefahren wird.
In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung im Schnitt schematisch dargestellt.
Die Form besteht aus zwei Formteilen I und 2, wobei an dem oberen Formteil I ein mit Heizflüssigkeit zu füllender Behälter 3 vorgesehen ist, der durch in die Ausnehmung 4 einschiebbare, nicht gezeichnete Eeizpatronen geheizt werden kann.
Der Behälter besitzt eine zentrale Durchlochung 5, in der ein Gummischlauch 6, der mit einem nicht gezeichneten Hahn verschließbar ist, gleiten kann.
Die Mündung dieses Gummischlauches 6 ist über ein Mündungsstück 7 geschoben, das dicht mit den Rändern einer Offnung 8 einer Gummihaut g verbunden ist, die an dem Außenrand IO des Formoberteils I in einer Nut ii durch ein federndes Element I2, z. B. einen Gummiring, gehalten wird.
Entsprechende Ränder I3 mit Nut 14 und Gummiring 15 sind an dem Unterteil 2 der Form vorgesehen zum Halten einer undurchbrochenten Gummihaut I6.
In dem Unterteil der Form ist eine formgebende Wandung I7 mit Durchlochungen I8 vorgesehen, die eine Verbindung zwischen dem Raum 19 zwischein foruigebender Wandung und Gummihaut I6 und einem Raum 20 schaffen, an den mittels der Mündung 21 ein Vakuum angelegt werden kann.
Zwischen die obere Gummihaut g und die untere Gummihaut I6 wird die zu verformende Folie 22 eingelegt.
Das dichte Verschließen der Form kann durch nicht gezeichnete Verschlußelemente herbeigeführt oder unterstützt werden.
Das Arbeiten der Form ist oben beschrieben.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Formstüclçen extrem geringer Materialstärke, Schichtkörpern, Mehrschichtkörpern, ornamentartig verzierten Vorformkörpern od. dgl., unter Verwendung von Kunstharz folien, insbesonderevon mit Kunstharz, vorzugsweise härtbarem Kunstharz, imprägnierten Faserstoffblättern, z. B. Gewirken, Geweben, Papierbahnen, Holz- furnieren, durch Verpressen in der Wärme, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verformende, zwischen zwei dehnbare, elastische Häute ein gelegte und eingespannte Folie durch Anliegen einer AuBenschicht bzw. elastischen Außenhaut des dreischichtigen Gebildes an einer geheizten Fläche auf Verformungstemperatur erwärmt und dann das dreischichtige Gebilde unter Vergrößerung seiner Oberfläche von der geheizten Fläche abgehoben wird, wobei die andere Außenschicht bzw. Außenhaut des dreischichtigen Gebildes an einer der geheizten Fläche gegenüberliegenden Formfläche durch Anlegen eines Unterdruckes an den Raum zwischen der Außenhaut und der Formfläche zur Anlage kommt und der geformten Folie zu ihrer Verfestigung Wärme entzogen wird, worauf durch Einlassen von Luft zwischen die geformte Folie und die ursprünglich unmittelbar beheizte Außenhaut, letztere von der Folie abgehoben und dann durch Aufheben des Unterdruckes bzw. Entspannen der an der gekühlten Formfläche anliegenden Außenhaut, der geformte Gegenstand abgedrückt wird und diese Außenhaut in ihre ursprüngliche Lage zurückgeht.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, bestehend aus einem oberen Formteil mit wärmender Fläche und anliegender Gummihaut und einer unteren Formhälfte mit durchlochter formgebender Fläche, einem unterhalb der formgebenden Fläche angeordneten zu evaliuierenden Raum und einer oberhalb der formgebenden Flächen, in Ruhestellung ebenen, den Raum fest verschließenden Gummihaut.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Gummihaut (g) eine zentrale Öffnung (8) besitzt, die dicht mit einer verschließbaren Leitung (6) verbunden ist.
4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindung mit der Außenluft ein in einer Durchlochung (5) der heizenden Fläche (3) bzw. des heizenden Behälters gleitend verschiebbarer Gummischlauch (6) vorgesehen ist.
5. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, 3 oder A, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummihäute (9, I6) in Nuten (11, I4) der Ränder (Io, I3) der beiden Formhälften durch federnde Mittel, z. B. Gummischnüre (I2, I5), eingespannt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. I25 4I6, 743 3I6; französische Patentschrift Nr. 9I7 8I3.