Verfahren zur Herstellung von mit Kunststoff umhüllten Holzgegenständen, wie Tischplatten, Fensterrahmen oder dergleichen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mit Kunststoff umhüllten Holzgegenständen, wie Tischplatten, Fensterrahmen oder dergleichen, bei welchem ein Holzkern in eine dem herzustellenden Gegenstand entsprechende Hohlform eingelegt und durch Distanzstücke aus demselben Kunststoff abgestützt wird, und besteht darin, dass der Holz- oder Holzfaserkern in einer mit Zu- und Ableitungen für die Kunststoffmasse versehenen Hohlform mittels angehärteter Kunststoffmassetröpfchen distanziert und sodann von der durchfliessenden Kunststoffmasse durch die Hohlform vollständig umhüllt wird.
Die Herstellung des Holzkernes kann aus Teilstücken und die besondere Wärmezufuhr und Druckgebung in der Hohlform zweckmässigerweise zwischen heizbaren Stempeln einer Presse erfolgen.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren können zur Herstellung des Kernes als Rohprodukt unbearbeitete Holz- oder Holzfaserstücke minderwertiger Sorte verwendet werden, die durch das beschriebene Verfahren zu hochwertigen Endprodukten für die Bau- und Möbelindustrie verwandelt werden.
Es sind bereits Verfahren zur Umhüllung kleiner Nutz- oder Ziergegenstände, wie Brillenbügel oder Dekorationsmaterial, bekannt, welche in einer Hohlform durch Distanzstücke aus dem Gusskunststoff distanziert werden und durch den eingegossenen flüssigen Kunststoff sodann ummantelt werden. Hiebei werden jedoch die Distanzstücke vorgeformt und zur Abstützung mit dem Kernstück sodann etwa dadurch verbunden, dass sie als Fixierscheiben auf das Kernstück aufgefädelt werden.
Um jedoch sperrige Stücke, wie Tischplatten oder dergleichen, die im Durchfluss vom flüssigen Kunststoff ummantelt werden sollen, abstützen zu können, müssen hiezu besonders vorgeformte Stützen mit dem Werkstück fest verbunden werden, ohne dass nach vollzogener Ummantelung unbedeckte Stellen am Holzkern verbleiben, da diese einen Atmosphärenzutritt zum Kern zur Folge hätten, der die Konservierung des Kernstückes namentlich dann, wenn dieses den Witterungseinflüssen ausgesetzt ist, zerstören würde. Erfindungsgemäss wird jedoch die Distanzierung zwischen Holzkern und Hohlformwandung in einfachster Weise dadurch erzwungen, dass Kunststoffmassetröpfchen auf die Hohlforminnenwand oder den Kern aufgetragen und zweckmässig durch Härtemittel angehärtet werden, so dass die totale Ummantelung des Holzkernes mit dem durchfliessenden Kunststoff ermöglicht wird.
Die nach dem Verfahren hergestellten Bau- oder Möbelelemente sind daher aus billigen Rohstoffen ohne technologische Vorarbeiten und Manipulationen während des Prozesses in wenigen Minuten marktreif herstellbar und nicht nur witterungsfest, sondern auch ohne Erhaltungsarbeiten, wie Anstrich oder dergleichen, schlagfest, säure- und laugenfest und lassen sich durch Verwendung verschiedener Farben im selben Arbeitsgang auch leicht dekorieren.
Einer der Hauptvorzüge des Verfahrens liegt darin, dass es damit möglich wird, die in der Holzindustrie anfallenden minderen Qualitäten von Brettern ohne kostspielige Bearbeitung einem wirtschaftlichen Verwendungszweck zuzuführen. Ausserdem werden in diesem billigen Verfahrensvorgang absolut witterungsfeste und marktfertige Tischplatten oder Fensterrahmen herstellbar und damit rohe minderwertige Hölzer in einem einzigen Arbeitsgang zu fertigen Artikeln verwandelt.
In der Zeichnung ist der Herstellungsvorgang beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt Fig. la einen Kern aus einem Stück eines rohen, gattergesägten Holzformlings, Fig. lb denselben Kern mit aufgetragenen Kunststoffmassetröpfchen und die Fig. 1c denselben Holzkern nach der Umhüllung.
Fig. 2 zeigt einen aus mehreren Teilen bestehenden Holzkern nach der Umhüllung, Fig. 3 zeigt im Querschnitt einen Fensterrahmenteil, welcher aus einem aus zwei Teilen bestehenden Holzkern gebildet ist nach der Umhüllung in der entsprechend profilierten Hohlform und die Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Anlage zur Ausübung des Verfahrens.
Als Ausgangsprodukt für das Verfahren dient ein aus rohen Holzteilen (Brett) oder aus Holzfasermaterial hergestellter Kern 1, dessen Oberfläche zweckmässigerweise noch besonders aufgerauht wird, um möglichst viele freistehende Oberflächenfasern 2 zu erhalten, die die Haftfähigkeit der Kunststoffmasse vergrössern.
Der Holzkern kann auch (wie dies Fig. 2 zeigt) aus mehreren Teilen 1 bestehen, die bei ungleicher Stärke etwa vor dem Einlegen in die Hohlform auf annähernd gleiche Stärke gepresst oder gewalzt und miteinander etwa durch Klammerheftung, Nagelung oder dergleichen zu einem einzigen Kernstück verbunden werden können. Der auf diese Weise hergestellte Holzkern wird nun in eine Dauerhohlform eingelegt, welche die Abmessungen des gewünschten Fertigartikels aufweist.
Um nun die allseitige Distanzierung des Kernstückes von der Hohlforminnenwand in einfachster Weise zu erzielen, werden entweder auf das Kernstück (Fig. 1 b) oder auf die Innenwandung der Hohlform (Fig. 3) Kunststoffmassetröpfchen 3 des Umhüllungskunststoffes im weichen Zustand aufgetragen und mit einem Härtemittel bestreut, so dass sie bereits nach wenigen Minuten einerseits als feste Distanzkörper zwischen Hohlform und Kernstück verwendbar sind als auch beim nachfolgenden Durchfluten der Umhüllungsmasse von dieser beim Eintritt nicht weggespült werden können, da sie auf einer Unterlage festhaften, trotzdem aber nach kurzer Zeit der Durchflutung geschmolzen werden, und solcherart das Kernstück nach der Durch- flutung der Hohlform über seinem ganzen Umfang von Kunststoff eingehüllt ist.
Nach der Einlage und Distanzierung des Holzkernes wird die teilbare Giessform 5, 5a oder 13 luftdicht verschlossen und unter Vakuum gesetzt, so dass mit der Verdünnung der Luftdichte auch Teile der Holzfeuchtigkeit entzogen und auch die Luftdichte in den Holzkapillaren verringert wird, so dass beim späteren Aufheizen der Hohlform und der damit verbundenen Luftausdehnung das Bilden von Luftblasen verhindert wird.
Die zweckmässigerweise zwischen die heizbaren Stempel einer Sperrholz- oder Furnierpresse zwischengelegte Hohlform wird nun unter Druck mit der Kunststoffgiessmasse gefüllt, bis diese bei der gegen überliegenden Überlauföffnung wieder austritt. Die eingeführte Giessmasse 4 fliesst in die vorhandenen Hohlräume zwischen dem Holzkern 1 und der Hohlform 5, 5a oder 13 sowie auch in die Zwischenräume des Holzkernes bzw. in dessen Unebenheiten, Risse, Astlöcher oder dergleichen. Ausserdem werden die Distanztröpfchen 3 von der durchflutenden Giessmasse umspült und verschmelzen bei der folgenden Aushärtung dieser unsichtbar und homogen, wie dies an sich bekannt ist.
Nunmehr wird der Hohlform 5, 5a oder 13 so viel Wärme zugeführt, dass die Aushärtung der Kunststoffmasse erfolgt, bevor das im Kern 1 befindliche Wasser verdampft bzw. die darin befindlichen Naturharze flüssig werden.
Nach erfolgter Aushärtung (etwa 10 Minuten Zeitdauer) kann das gebrauchsfertige Endprodukt aus der Hohlform herausgenommen und ohne weitere Nachbearbeitung seinem Bestimmungszweck zugeführt werden.
In Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer kompletten Anlage zur Ausübung des Verfahrens dargestellt, die aus einer trichterartigen Einfüllvorrichtung 9, einem Mischbehälter 10 für die Umhüllungsmasse, einem Druckbehälter 12, aus welchem mittels eines durch einen Kompressor 11 erzeugten Druckes die gleichmässig vermischte Giessmasse durch das Einlassventil 1 3a in die Dauerhohlform gepresst wird, während die überschüssige Giessmasse durch das diagonal gegenüberliegende Auslassventil 1 3b in den Absetzbehälter 14 geleitet wird, welcher mit einer Vakuumvorrichtung 15 verbunden ist, um aus der Hohlform 13 auch absaugen zu können.
Die Hohlform 13 wird hiebei zwischen die heizbaren Stempel einer Sperrholz- oder Furnierpresse (in Fig. 4 nicht dargestellt) gelegt, um Deformationen der Hohlformwandung zu verhindern und die Wärme der in der Hohlform eingeschlossenen Giessmasse zuführen zu können. Die flüssige Giessmasse wird mit einer möglichst hohen, die Polymerisationszeit jedoch nicht wesentlich verkürzenden Temperatur (etwa 40 bis 500 C) in die Dauerhohlform eingeführt, während nach dem Füllen die Kunststoffmasse auf eine höhere Temperatur gebracht wird, welche die Polymerisationszeit verkürzt, jedoch unter der jeweiligen Wassersiedetemperatur liegt, die dem in der Hohlform 5, 5a bzw. 13 herrschenden Druck entspricht.
Das beschriebene Verfahren ist ebensowohl wegen seines billigen Rohmaterials, seiner Einfachheit und Kürze und der Erzielung sofort marktfähiger Fertigware besonders wirtschaftlich.
Process for the production of wooden objects covered with plastic, such as table tops, window frames or the like
The invention relates to a method for producing plastic-covered wooden objects, such as table tops, window frames or the like, in which a wooden core is inserted into a hollow shape corresponding to the object to be produced and supported by spacers made of the same plastic, and consists in that the wooden or Wood fiber core is spaced in a hollow form provided with supply and discharge lines for the plastic compound by means of hardened droplets of plastic compound and is then completely encased by the plastic compound flowing through the hollow form.
The wood core can be manufactured from sections and the special supply of heat and pressure in the hollow mold can expediently take place between heatable punches of a press.
In the process according to the invention, unprocessed pieces of wood or wood fiber of inferior kind can be used as raw product for the production of the core, which pieces are converted into high-quality end products for the construction and furniture industry by the process described.
There are already methods for wrapping small useful or decorative objects, such as eyeglass temples or decorative material, known, which are spaced in a hollow mold by spacers from the cast plastic and then encased by the poured liquid plastic. In this case, however, the spacers are preformed and then connected to the core piece for support, for example by being threaded onto the core piece as fixing disks.
However, in order to be able to support bulky items such as table tops or the like that are to be coated with the liquid plastic while flowing through, specially preformed supports must be firmly connected to the workpiece without uncovered areas remaining on the wood core after the coating has been completed, as these one Atmospheric access to the core would result, which would destroy the preservation of the core, especially if it is exposed to the weather. According to the invention, however, the distance between the wooden core and the hollow mold wall is enforced in the simplest way by applying droplets of plastic compound to the inner wall of the hollow mold or the core and suitably hardening them with hardening agents so that the wood core can be completely encased by the plastic flowing through.
The construction or furniture elements produced according to the process can therefore be manufactured from cheap raw materials without technological preparatory work and manipulation during the process in a few minutes and are not only weatherproof, but also impact-resistant, acid- and alkali-resistant and without maintenance work, such as painting or the like can also be easily decorated by using different colors in the same operation.
One of the main advantages of the process is that it makes it possible to use the inferior qualities of boards that arise in the wood industry for an economic purpose without expensive processing. In addition, absolutely weatherproof and market-ready table tops or window frames can be produced in this cheap process and thus raw, inferior wood can be converted into finished articles in a single operation.
In the drawing, the manufacturing process is shown as an example, namely Fig. La shows a core made of a piece of a raw, frame-sawn wooden blank, Fig. Lb the same core with applied plastic mass droplets and Fig. 1c the same wood core after wrapping.
Fig. 2 shows a wooden core consisting of several parts after the covering, Fig. 3 shows in cross section a window frame part which is formed from a wooden core consisting of two parts after the covering in the correspondingly profiled hollow shape and Fig. 4 is a schematic representation of a Annex to the exercise of the procedure.
The starting product for the process is a core 1 made from raw wooden parts (board) or from wood fiber material, the surface of which is expediently particularly roughened in order to obtain as many free-standing surface fibers 2 as possible, which increase the adhesion of the plastic compound.
The wood core can also (as shown in FIG. 2) consist of several parts 1 which, if the thickness is unequal, are pressed or rolled to approximately the same thickness before being inserted into the hollow mold and connected to one another by stapling, nailing or the like to form a single core can be. The wood core produced in this way is then placed in a permanent hollow mold which has the dimensions of the desired finished article.
In order to achieve the all-round distancing of the core piece from the inner wall of the hollow mold, plastic mass droplets 3 of the enveloping plastic are applied in the soft state and with a hardening agent either on the core piece (Fig. 1 b) or on the inner wall of the hollow mold (Fig. 3) sprinkled so that after a few minutes they can be used as a solid spacer between the hollow form and the core piece and cannot be rinsed away when the encasing compound is subsequently flooded because they adhere to a base, but nevertheless melted after a short time of flooding and in such a way the core piece is encased by plastic over its entire circumference after the flow through the hollow mold.
After the wood core has been inserted and distanced, the divisible casting mold 5, 5a or 13 is hermetically sealed and placed under vacuum, so that when the air density is thinned, parts of the wood moisture are also removed and the air density in the wooden capillaries is also reduced, so that during subsequent heating the hollow shape and the associated air expansion prevents the formation of air bubbles.
The hollow mold expediently placed between the heatable punches of a plywood or veneer press is now filled with the plastic casting compound under pressure until it emerges again at the opposite overflow opening. The introduced casting compound 4 flows into the existing cavities between the wood core 1 and the hollow form 5, 5a or 13 as well as into the spaces between the wood core or its unevenness, cracks, knotholes or the like. In addition, the spacer droplets 3 are washed around by the pouring compound flowing through and, during the subsequent hardening, melt together invisibly and homogeneously, as is known per se.
The hollow mold 5, 5a or 13 is now supplied with so much heat that the plastic compound is hardened before the water in the core 1 evaporates or the natural resins in it become liquid.
After curing (about 10 minutes), the ready-to-use end product can be removed from the hollow mold and used for its intended purpose without further processing.
In Fig. 4 is a schematic representation of a complete system for performing the method, which consists of a funnel-like filling device 9, a mixing container 10 for the encasing compound, a pressure container 12, from which the evenly mixed casting compound by means of a pressure generated by a compressor 11 the inlet valve 1 3a is pressed into the permanent hollow mold, while the excess casting compound is passed through the diagonally opposite outlet valve 1 3b into the settling tank 14, which is connected to a vacuum device 15 so that it can also be sucked out of the hollow mold 13.
The hollow mold 13 is placed between the heatable punches of a plywood or veneer press (not shown in FIG. 4) in order to prevent deformation of the hollow mold wall and to be able to supply the heat to the casting compound enclosed in the hollow mold. The liquid casting compound is introduced into the permanent hollow mold at a temperature that is as high as possible but does not significantly shorten the polymerization time (about 40 to 500 C), while after filling the plastic compound is brought to a higher temperature, which shortens the polymerization time, but below the respective temperature Water boiling temperature is, which corresponds to the pressure prevailing in the hollow mold 5, 5a or 13.
The process described is particularly economical because of its cheap raw material, its simplicity and brevity, and the fact that it produces finished products that are immediately marketable.