ВЫРАВНИВАЮЩАЯ ДАВЛЕНИЕ ПОДУШКА ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ УСТАНОВОК ГОРЯЧЕГО ПРЕССОВАНИЯ
PRESSURE-EQUALISING CUSHION FOR HYDRAULIC ELEVATED-TEMPERATURE PRESSING PLANTS

Изобретение относится к выравнивающей давление подушке для гидравлических установок горячего прессования, выполненной из выравнивающей давление ткани.
Выравнивающие давление подушки находят применение в различных видах прессовых установок, как, например, так называемых одноэтажных прессах с коротким циклом для ламинирования древесно-стружечных плит, плит MDF или HDF с термореактивными полимерами на основе таких смол, как меламиновая, смешенная мочевинмеламиновая или фенольная, а также в многоэтажных прессах высокого и низкого давления для изготовления многослойных плит высокого давления, компактных плит и фанеры. В принципе, выравнивающие давление подушки могут применяться во всех прессовых установках. Такие выравнивающие давление подушки изготавливаются, как правило, в виде ткани, с использованием стойких к высоким температурам материалов, так как рабочие температуры в прессовых установках составляют иногда более 200°С. Кроме того, по возможности они должны отличаться высоким показателем восстановления исходного состояния при меняющихся нагрузках сжатия и высокой теплопроводностью.
Термореактивные полимеры при формировании поверхностей на упомянутых выше плиточных материалах очень чувствительны в отношении допусков на давление. Так в результате неравномерного распределения давления могут возникнуть дефекты поверхностей. Как известно, на установках для нанесения покрытий преобладают значительные допуски по толщине, которые слагаются из прессовой установки, прессующих лент и конкретного прессуемого материала. Поэтому перед выравнивающими давление подушками ставится задача выравнивания этих допусков по толщине и передачи давления прессования равномерно и на всю поверхность прессуемого материала, при этом одновременно преследуется цель быстрой и равномерной теплопередачи температуры нагревательной плиты пресса на прессуемый материал.
Из документа DE 9017587 U1 известна, например, выравнивающая давление подушка рассмотренного вначале типа. Гибкая ткань подушки состоит из пряжи из ароматического полиамида, смешанного возможно с другими прядильными материалами. Текстильная ткань содержит металлическую нить, при этом ее доля составляет от 0 до 75 мас.%, что призвано соответствовать требованиям теплопроводности.
В документе ЕР 0713762 А2 представлена выравнивающая давление подушка из различных материалов для прессов высокого и низкого давления.
Другая выравнивающая давление подушка, также соответствующая уровню техники, известна из документа ЕР 0735949 В1, причем нити основы и/или уточные нити представлены кремнийорганическим эластомером, и в ткани содержится металлическая проволока в виде цельной нити или с силиконовым покрытием.
Далее, из документов DE 20008249 и ЕР 1136248 В1 известна выравнивающая давление подушка, состоящая из ткани, содержащей значительную долю эластомера, изготовленного в результате сшивки смеси из силиконового каучука и фторкаучука или из силиконового каучука и фторсиликонового каучука. При этом содержание фторкаучука или фторсиликонового каучука составляет по меньшей мере 4 мас.%, предпочтительно 10 мас.%. Нити основы и/или уточные нити содержат металлическую нить.
Далее, из документа ЕР 0978528 A1 известна выравнивающая давление подушка, используемая для изготовления печатных плат. Упомянутая подушка может быть тканью, бумагой, пленкой или иметь листовую структуру, которая как отдельный слой комбинируется соответственно по меньшей мере с другим слоем из фторэластомера. Предпочтительно фторэластомер может включать компонент фторкаучука системы полиол-вулканизации, вулканизирующий агент, ускоритель вулканизации, а также кислотный акцептор.
Другая выравнивающая давление подушка известна из документа ЕР 1300235 В1. Здесь речь идет о металлической ткани, состоящей из армированных нитей с оболочкой из высококачественной стали и свитой медной проволоки с арамидным стержнем, при этом металлическая ткань покрыта силиконовым каучуком. Чтобы обеспечить теплопроводность, медные нити выступают из силиконкаучукового покрытия.
Наконец, следует назвать также документ DE 29721495 U1, из которого известна выравнивающая давление подушка, предназначенная для использования в прессах для изготовления слоистых плит, с тканью, содержащей две группы параллельно расположенных нитей, причем нити первой и второй группы перекрещиваются. Нити первой группы выполнены из металла или, по меньшей мере, содержат металл, а нити второй группы состоят из резиноподобного упругого материала или, по меньшей мере, содержат его. Чтобы создать выравнивающую давление подушку с хорошей теплопроводностью, плотность нитей второй группы настолько высока, что нити первой группы проходят через них лишь при сильном сжатии нитей второй группы. Вследствие того, что из-за минимального расстояния между нитями второй группы нити первой группы проходят через них почти вертикально, обе поверхности выравнивающей давление подушки оказываются соединяющимися между собой по очень коротким путям, так что нагрев прессуемого материала происходит быстрее.
При современных технологиях нанесения покрытий, как это имеет место сегодня, например в одноэтажных прессах с коротким циклом, рассматриваемые выравнивающие давление подушки в своем физическом строении имеют ряд недостатков.
2
3
Исключительно высокие требования в отношении выравнивающих давление подушек предъявляются, в частности, при нанесении высокочувствительных покрытий на плиты HDF (High Density Fiberboard) с покрытием меламиновой смолой и наполнителем AlO и декоративной пленки из меламиновой смолы при изготовлении плит для напольных покрытий, так что неадекватная теплопередача от нагревательной плиты к прессующей ленте приводит к дефектам поверхности отвержденных меламиновых смол. Так как сегодня, разумеется, стремятся сократить продолжительность прессования, то течение смолы, несмотря на это, должно быть отрегулировано таким образом, чтобы образующиеся при отверждении смолы пары формальдегида и воды могли достаточно быстро диффундировать в бумажное полотно и поверхность плиты.
При нанесении покрытия в прессе меламиновые смолы вначале отличаются низковязкой плавкостью и текучестью, а затем сшиваются, образуя нерастворимые, неплавкие жесткие, износостойкие и теплостойкие пластмассы. Здесь речь идет о так называемой поликонденсации с образованием воды и формальдегида. Образующиеся при реакции конденсации вода и формальдегид не могут быть парообразно свободными, так как давление прессования, преобладающее в прессе, превышает давление паров воды и вдавливает оба газообразных продукта в равной мере в пленочный слой или в несущую плиту. Продолжительность истечения и вязкость расплава смолы определяются в сущности степенью конденсации, реакционной способностью и температурой и должны быть согласованы так, чтобы пузырьки пара могли уйти, прежде чем расплав смолы затвердеет, и поверхность примет окончательную форму. Если эти пузырьки пара диффундируют в несущую плиту в недостаточной степени, возникают мутные и даже молочные поверхности. Эта мутность вызвана различными показателями преломления преобладающих материалов. В прессовых установках рабочие температуры относительно постоянны, так что на течение смолы может влиять изменение температуры, при этом продолжительность прессования, разумеется, не хотят менять. Так как тепловой поток при всех выравнивающих давление подушках отличается по скорости, но равномерен, то это не может оказать положительного воздействия на вязкость смолы и соответственно на течение смолы.
В основе изобретения лежит задача, состоящая в том, чтобы предложить выравнивающую давление подушку, при помощи которой обеспечивается лучшая диффузия пузырьков пара и таким образом достигается прозрачная и сплошная поверхность меламиновой смолы, в частности может быть продлена жидкая фаза смолы.
Поставленная задача решается тем, что в выравнивающей давление подушке для гидравлических установок горячего прессования, выполненной из выравнивающей давление ткани, согласно изобретению выравнивающая давление ткань содержит металлические нити, расположенные как нити основы ткани и как уточные нити, и стойкие к высоким температурам эластомерные нити, выполненные предпочтительно со стабилизирующими стержневыми нитями и расположенные как нити основы или как уточные нити с чередованием с металлическими нитями, при этом подушка выполнена толщиной в несдавленном состоянии, которая определена эластомерными нитями, и с возможностью образования при умеренном повышении давления мест соприкосновения с частями гидравлической установки для горячего прессования вначале эластомерных нитей и обеспечения сдавливания последних с образованием при дальнейшем повышении давления до достижения полного давления прессования дополнительных мест соприкосновения с частями гидравлической установки для горячего прессования металлических нитей.
Эластомерные нити выполнены диаметром, составляющим по меньшей мере двойной диаметр металлических нитей.
Эластомерные нити предпочтительно выполнены диаметром, составляющим по меньшей мере тройной диаметр металлических нитей.
Эластомерные нити выполнены из силиконового каучука.
Эластомерные нити могут быть выполнены из фторсиликонового каучука.
Эластомерные нити выполнены из фторкаучука.
Эластомерные нити выполнены из сополимера, состоящего из долей фторсиликонового каучука и силиконового каучука.
Стабилизирующие стержневые нити состоят из одиночных нитей.
Стабилизирующие стержневые нити выполнены стойкими к высоким температурам.
Стабилизирующие стержневые нити состоят из металлических нитей.
Металлические нити стабилизирующих стержневых нитей скручены.
Металлические нити состоят из одиночных нитей.
Эластомерные нити выполнены с эластомерной оболочкой, содержащей теплопроводящие материалы.
Металлические нити, расположенные как нити основы ткани или как уточные нити, снабжены стойким к высокой температуре неметаллическим ниточным материалом для теплового регулирования.
Преимущество выравнивающей давление подушки согласно изобретению состоит в регулируемом тепловом потоке по типу теплового потока, зависящего от давления.
Части установки горячего прессования, которые вступают в контакт с прессуемым материалом, в частности прессующие ленты, вследствие господствующей в начале процесса прессования температуры уже приводят к плавлению меламиновой смолы, чему одновременно сопутствует снижение вязкости смолы. Тепловой поток в это время проводится по существу лишь через эластомерные нити, так как металлические нити еще не контактируют с нагревательной плитой и прессующей лентой. Так как вязкость и соответственно степень сшивания смолы зависит от температуры, то жидкая фаза смолы продлевается до тех пор, пока металлические нити выравнивающей давление подушки под растущим давлением прессования не вступят в контакт с поставляющей тепло нагревательной плитой и прессующей лентой. И лишь когда в действие вступает полное давление устройства горячего прессования, создается нарастающий тепловой поток (только теперь металлические нити вступают в контакт и с нагревательной плитой, и с прессующей лентой, вследствие чего значительно повышается теплопроводность подушки). Тем самым повышается вязкость смолы и соответственно степень сшивания смолы. Следствием этого является то, что в отличие от известных выравнивающих давление подушек создается прозрачная и сплошная поверхность. Даже когда речь идет о глубоких структурах тиснения и относительно непродолжительном общем времени прессования, оптимальное распределение давления способствует формированию безупречной поверхности. Выравнивающая давление подушка согласно изобретению обеспечивает, таким образом, замедленное по времени повышение господствующей на поверхности выравнивающей давление подушки температуры, чтобы благодаря продлению «низкотемпературной фазы» предоставить больше времени истечению смолы.
Выравнивающая давление подушка согласно изобретению содержит металлические нити как в качестве нитей основы, так и в качестве уточных нитей, благодаря чему выравнивающая давление подушка очень устойчива к деформации.
Согласно изобретению стойкие к высоким температурам эластомерные нити расположены либо как нити основы, либо как уточные нити, альтернативно металлическим нитям. При этом могут располагаться, соответственно чередуясь одна эластомерная нить и одна металлическая нить, либо соответственно одна эластомерная нить и две или три металлических нити, или наоборот, причем изобретение не может ограничиваться ранее указанными вариантами.
Является преимуществом, если диаметр эластомерных нитей составляет по меньшей мере двойной или предпочтительно тройной диаметр металлических нитей. При увеличении соотношения диаметров эластомерных нитей с диаметром металлических нитей увеличивается длина жидкой фазы смолы и, значит, временной отрезок, в течение которого пары в процессе прессования могут диффундировать в бумажное полотно. Впрочем, слишком большие диаметры эластомерных нитей входят в противоречие с требованиями, касающимися сокращения продолжительности прессования.
Ввиду высоких температур, воздействующих на выравнивающую подушку, предпочтительно, если эластомерные нити изготовлены из эластомеров стойких к высоким температурам, таких как, например, силиконового каучука, фторсиликонового каучука, фторкаучука или сополимера из ранее названных видов каучука.
Стабилизирующие стержневые нити могут состоять из одиночных нитей, при этом опять же является преимуществом, если это будут стержневые нити, стойкие к высоким температурам как, например, из полиарамидов типа нитей Kevlar или Nomex.
Кроме того, из соображений стабильности особенно выгодно, если эластомерные нити выполнены с металлическими стержневыми нитями, либо из одиночных нитей, либо из свитых металлических нитей, например из медных канатиков, латунных канатиков. стальных канатиков или канатиков из высококачественной стали.
Для дальнейшего улучшения теплопроводности выравнивающих давление подушек эластомерные нити в эластомерной оболочке могут содержать теплопроводящие материалы такие, как металлическую пыль.
Согласно немецкому стандарту DIN 7724 эластомеры представляют собой полимерные материалы, которые в диапазоне эксплуатационных температур ведут себя в пределах энтропии упруго (резиноподобно). Эластомеры, используемые в немецком языке также для обозначения резины (кроме жесткой резины, эбонита) или вулканизата, образуются путем протекающего согласно основным валентностям, широкосетчатого сшивания каучуков или путем сшивающей сополимеризации низкомолекулярных исходных продуктов. Эластомеры не могут претерпеть существенных деформаций ни под тепловым воздействием, ни под умеренным давлением. В целом их необратимая деформация при растяжении лежит в пределах ниже 2%.
Ниже изобретение поясняется более подробно на основе примера выполнения выравнивающей давление подушки, представленного на чертежах. Показаны:
Фиг.1 - канатик из латунных нитей,
Фиг.2 - эластомерная нить со стержневой нитью,
Фиг.3 - ткань выравнивающей давление подушки согласно изобретению, вид сверху и
Фиг.4 - разрез ткани выравнивающей давление подушки по фиг.3.
На фиг.1 показан металлический канатик из отдельных свитых латунных нитей 2, при этом эта металлическая нить 1 вработана и как нить основы, и как уточная нить выравнивающей давление ткани 6.
На фиг.2 представлена эластомерная нить 3, состоящая из стержневой нити 4 и эластомерной оболочки 5, например из сополимера из фторсиликонового/силиконового каучука. Стержневая нить 4 состоит из свитых медных нитей. В предлагаемом примере эластомерная нить 3 вработана как уточная нить выравнивающей давление ткани 6.
В показанном на фиг.3 виде сверху выравнивающей давление ткани 6 согласно изобретению видны изогнутые кверху эластомерные нити 3 в утке и соответственно изогнутые металлические нити 1 в утке и в основе выравнивающей давление ткани. Эластомерные нити 3 имеют явно больший диаметр, чем металлические нити 1, при этом диаметр эластомерных нитей 3 предпочтительно по меньшей мере в два раза превышает диаметр металлических нитей 1.
На фиг.4 показан разрез выравнивающей давление подушки согласно изобретению по фиг.3, расположенной в прессовой установке между нагревательной плитой 7 и прессующей лентой 8. Места соприкосновения выравнивающей давление подушки образуются при умеренном повышении давления вначале лишь эластомерными нитями 3. Металлические нити 1 находятся в целом, даже в местах своих выступов («гребней волны») на расстоянии от плоскости, образованной местами выступов («гребнями волны») эластомерных нитей 3, вследствие чего теплопроводность вначале ниже. Только при дальнейшем повышении давления до достижения полного давления прессования создаются дополнительные места 9 соприкосновения за счет свитых латунных нитей 2, так что происходит более быстрое истечение смолы.
Перечень ссылочных позиций
1 Металлическая нить
2 Латунная нить
3 Эластомерная нить
4 Стержневая нить
5 Эластомерная оболочка
6 Выравнивающая давление ткань
7 Нагревательная плита
8 Прессующая лента
9 Место соприкосновения