Verarbeitungstechnik der HPL-Schichtstoffplatten Einleitung und

Internationaler Industrieausschuss für Dekorative Kunststoffplatten
Verarbeitungstechnik der HPL-Schichtstoffplatten
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Einleitung und
Transport und Lagerung
Bearbeitung der
Schnittkanten-bearbeitung
Bohren der
Allgemeine Regeln
HPL-Schichtstoffplatte der HPL-Schichtstoffplatte HPL-Schichtstoffplatte
der
HPL-Schichtstoffplatten
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Innenaussparungen
und Ausschnitte
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Trägermaterialien
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Vorkonditionnierung
und Massausgleich
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Massausgleich
bei Verbunplatten
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Verklebung
Einleitung und Allgemeine Regel
A-
B-
Die HPL-Schichtstoffplatte ist ein Beschichtungsprodukt, das dazu
bestimmt ist, auf feste (starre) Trägermaterialien aufgeklebt zu werden.
Das Aussehen und die Qualität des Fertigerzeugnisses ist generell abhängig von der Qualität des Trägermaterials,
der Wahl des Klebers, dem Druck und der Temperatur während des Klebevorganges.
Die Verwendung einer zu dünnen HPL-Schichtstoffplatte bringt die Gefahr mit sich, dass Fugen bzw. Nahtstellen,
Einfassungen sowie eventuelle Mängel des Trägermaterials deutlich sichtbar werden (wird im technischen
Sprachgebrauch als "Telegraphing" bezeichnet).
Glänzende und glatte Oberflächen neigen generell eher zu einer Hervorhebung dieser Mängel als matte und
strukturierte HPL-Materialien. Gute Ergebnisse hängen nicht nur von den zum Einsatz gelangenden Materialien
ab, sondern auch von einer korrekten Verarbeitung, und zwar so, wie wir auf den nachfolgenden Seiten sehen
werden.
Die folgenden Ergebnisse beziehen sich auf Standard-, Postforming- und F1Qualität.
Transport und Lagerung der HPL-Schichtstoffeplatte
2.1 Tranpsort
Beim Auf- und Abladen sind unverpackte Platten anzuheben, sie können aber auch Rückseite über Rückseite
gezogen werden. Es ist in jedem Fall zu vermeiden, Dekorseiten gegeneinander zu verschieben oder
übereinander zu ziehen. Bei grösseren Formaten empfiehlt es sich, die Platten - auch paarweise - um die
Längsachse gewölbt zu tragen, um das sonst unvermeidliche Durchhängen zu verhindern. Bewährt hat sich auch
das Aufrollen der Platten (Dekorseite nach innen. dabei jedoch scheuernde Bewegungen vermeiden). Beim
Transport von Plattenstapeln mit Transportfahrzeugen verschiedener Art sind ausreichend grosse und stabile
Paletten zu verwenden.
2.2 Lagerung
Wenn die Platten auf Trägermaterialen geklebt werden sollen, sind sie in geschlossenen Räumen zu lagern, in
denen die Temperatur mehr als 15° beträgt und die relative Luftfeuchtigkeit zwischen 55 und 65%% liegt (s.
Datenblatt Nr. 8 - Vorkonditionierung). Die Lagerung von Plattenstapeln erfolgt vollflächig und horizontal. Dabei
beträgt die Gewichtsbelastung bei 7 cm Stapelhöhe etwa 100 kg je Quadratmeter. Wo eine horizontale Lagerung
nicht möglich ist, empfiehlt sich eine Schrägstellung im Winkel von ca. 60-70 bei ganzflächiger Abstützung und
einem Gegenlager auf dem Boden, um ein Abrutschen zu verhindern. Grundsätzlich sollen jeweils die Dekorseiten
von zwei Platten gegeneinander lagern: die letzte oben auf dem Stapel liegende Platte sollte bei horizontaler
Lagerung mit der Dekorseite nach unten auf den Stapel gelegt werden. Um übermässigen Verzug der Platten zu
vermeiden und die weitere Bearbeitung zu vereinfachen, wird empfohlen, die Platten in einem geschlossenen,
trockenen Raum bei Temperaturen zwischen 10" und 30° und einer Luftfeuchtigkeit von 40-65°%o zu lagern.
a) siehe beigefügte Skizze - Stapel
b) siehe beigefügte Skizze - Schnitt
Bearbeitung der HPL-Schichtstoffplatte
3.1 Auftrennen mit Elektrischer Handsäge
Es können ohne weiteres elektrische Kreis- oder Stichsägen zur Erzielung einwandfreier Ergebnisse eingesetzt
werden. Bei geraden Schnitten benötigt man eine Führungsschiene. Die Schichtstoffplatte muss mit der
Dekorseite nach unten auf eine vollkommen saubere und eventuell mit Filz abgedeckte Fläche gelegt werden.
3.2 Auftrennen mit Feststehenden Kreissäge
Für gute Ergebnisse sind unerlässlich:
a) eine genaue Führung;
b) guter Andruck der HPL auf den Tisch im Bereich des Sägeblattes durch aufgelegte Latte (oder besser noch
höhenverstellbare Druckrollen);
c) einen korrekten Überstand des Sägeblattes. Bei Grobzuschnitten können die Platten jeweils zu zweit mit
zueinander liegenden Dekorseiten geschnitten werden.
Der Überstand der Zahnspitzen in Bezug auf die Oberfläche der Platte muss in Abhängigkeit von der Zahnform
und dem Durchmesser des Sägeblattes eingestellt werden. Es ist zu beachten, dass in diesem Fall die Gefahr
besteht, Ausrisse an der Plattenrückseite zu haben (Dekorseite nach unten). Hochleistungs-Stahlkreissägeblätter
(HSS) dürfen keinen Vibrationen ausgesetzt sein:
- Zahnteilung unter 10 mm;
- Schnittgeschwindigkeit von 20 bis 50 m/sec je nach Zahnung; - Vorschubgeschwindigkeit max. 30 m/min
Kreissägeblätter mit hartmetallbestückten Zähnen haben hohe Standzeiten, müssen aber sehr vorsichtig
behandelt werden, da sie sehr empfindlich gegen Schlag und Stoss sowie gegen Berührung mit Metallflächen
sind. -Zahnteilung von 10 bis 15 mm.
- Schnittgeschwindigkeit von 70 bis 100 m/sec
- Vorschubgeschwindigkeit von 15 bis 30 m/min.
Blattkörper unter 2 mm sind in den meisten Fällen nicht steif genug, flattern und führen zu unsauberen Kanten.
3.3 Auftrennen mit Bandsägen
Bandsägen können nur unter bestimmten Voraussetzungen zum Auftrennen von Schichtstoffplatten eingesetzt
werden. Sie werden nichtsdestoweniger oft erforderlich sein für Formstücke (Profilteile). Ausreichende Ergebnisse
lassen sich mit feingezähnten Blättern erzielen, wie sie für Leichtmetalle verwendet werden.
3.4 Auftrennen mit Kreissägen, ein-oder beidseitig auf Trägermaterialien
Die Güte der Schnittkanten ist u.a. von der Höheneinstellung des Sägeblattes abhängig. Wenn bei beidseitig
belegten Trägerplatten die obere Schnittkante unsauber ausfällt, ist es ratsam, das Sägeblatt höher einzustellen:
bei unsauberem Schnitt auf der Unterseite ist das Sägeblatt jedoch tiefer einzustellen. So muss die günstigste
Höheneinstellung von Fal! zu Fall ermittelt werden. Von der Bandsäge wird hinsichtlich des Schneidens von
doppelseitig beschichteten Platten abgeraten, da die zur Auflagefläche hin gedrehte Seite einreisst (splittert).
Schnittkantenbearbeitung der HPL-Schichtstoffplatten
4.1 Kantenbearbeitung von Hand
4.11 Feile, Schleifpapier, Zierklinge
Es sollten eher eckige als runde Feilen verwendet werden, um Kanten zu begradigen oder zu brechen. Die
Zugrichtung der Feile geht von der Dekorseite zum Trägermaterial. Zum Brechen von Kanten können mit gutem
Erfolg feine Feilen, Schleifpapier (Körnung 100-150) oder Ziehklingen verwendet werden. Gefräste Kanten sollen
folgendermassen fertigbearbeitet werden: Leichtes Brechen der scharfen und z.T. nicht glatten Kanten mit
Schleifpapier; Abziehen der Kante mit einer Ziehklinge; nochmaliges Kantenbrechen mit feinem Schleifpapier;
sorgfältiges Entfernen ausgebrochener Schleifkörnchen.
4.12 Hobel
Zum Kantenbearbeiten können auch Handhobel verwendet werden. Es empfiehlt sich, Metallhobel mit HSSMessern zu benutzen, deren Auflagefläche sich beim Entlangstreifen am Plattenrand nicht abnutzt. Der
Schnittwinkel des Messers soll ungefähr 15 betragen.
4.2 Fräsen mit Handoberfräse
4.2.1 Es sind vorzugsweise Handoberfräsen und eventuell Band- oder Scheibenpoliermaschinen zum Fräsen
überstehender Kanten geklebter Platten zu verwenden. Man kann eine Filzlage auf die Auflagefläche kleben. Die
beim Fräsen anfallenden Späne werden von Zeit zu Zeit ohne Abreiben der Oberfläche und vorzugsweise durch
Luftabsaugung entfernt. Es werden Fräsen mit zwei aufgesetzten Messern eingesetzt, die sowohl für den
Geradschnitt als auch den Schrägschnitt Anwendung finden.
4.2.2 Der Plattenüberstand sollte nicht grösser als unbedingt notwendig gewählt werden (2/3 mm), um das Werkzeug
nicht unnötig zu belasten.
4.3 Tischfräse
4.3.1 Auf der Tischfräse haben sich Fräs- und Messerköpfe mit auswechselbaren Hartmetall-Messern und Wendeplatten
bewährt. Man benutzt zylindrische Werkzeuge:
a) mit achsparallelen Schneiden für ein- oder beidseitig belegte Platten;
b) mit einseitig schrägstehenden Schneiden für einseitig belegte Platten;
c) mit pfeilverzahnten Schneiden für beidseitig belegte Platten.
4.3.2 Beim Fräsen nicht aufgeleimter HPL bis etwa 5 mm Dicke ist bei einem Werkzeugdurchmesser von z.B. 100 mm
die Drehzahl von 12.000 Upm vorzuziehen. (Das entspricht einer Schnittgeschwindigkeit von 60 m/sec). Bei
aufgeleimten Platten sind niedrige Drehzahlen des Werkzeuges ratsam (etwa 3000-6.000 Upm, das entspricht
einer Schnittgeschwindigkeit von 15-30 m/sec).
4.3.3 Die Fräse muss alle 100-150 m verstellt werden, um immer eine schneidende Klinge zu haben. Bei einseitig
beschichteten Trägermaterialien kann man davon ausgehen, dass ein Messer- und Fräskopf einer Höhe von 40
mm bis zu 15 mal in der Höhe verstellt werden kann, bevor ein Nachschleifen erforderlich wird.
Bohren der HPL-Schichtstoffplatten
5.1 Bohrtechnik
5.1.1 Zum Bohren von HPL sind Bohrer für Kunststoffe am besten geeignet; es sind Spiralbohrer mit einem
Spitzenwinkel von etwa 60° bis 80° statt 120° bei normalen Metallbohrern; sie besitzen ausserdem eine grosse
Steigung (steiler Drall) mit grossem Spanraum (weite Nuten). Für den Hinterschneidwinkel wird ein Wert von 7'
empfohlen, und für den Eindringwinkel 8°. Mit den Spiralbohrern können Löcher bis zum 15 mm Durchmesser
gebohrt werden. Für Löcher eines Durchmessers von 15 bis 40 mm finden Kreisschneider mit Führungszapfen
und bei noch grösserem Durchmesser sog. verstellbare Kreisschneider mit Führungszapfen Anwendung. Bei
letzteren ist das Loch möglichst von beiden Seiten her zu schneiden.
5.1.2 Die Eindringgeschwindigkeit des Bohrers muss so gewählt werden, dass die Melamin-Oberfläche der HPL nicht
beschädigt wird.
5.1.3 Wenn man eine Hartholz- oder Schichtstoffunterlage verwendet, kann das Aufwerfen des Materials am
Bohreraustritt verhindert werden. Noch bessere Ergebnisse werden bei Serienfertigung mit solchen Bohrlehren
erzielt, die auf beiden Seiten Bohrbuchsen tragen und ein festes Einspannen des zu bohrenden Teils ermöglichen.
5.2 VORSICHTSMASSNAHMEN BEIM EINSATZ
Die Durchmesser der Schraubenbohrungen müssen auf jeden Fall grösser sein und Abmessungen aufweisen, die
um 0,5 mm grösser sind als die des Schraubendurchmessers. Die Schrauben sollen nie mit den Kanten des
Bohrlochs in Berührung kommen können, sondern müssen nach allen Seiten Spiel haben, damit das Material bei
Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen geringfügig arbeiten kann. In jedem Fall sind ausserdem
Unterlegscheiben aus Filz oder Gummi unterzulegen, um ein zu festes Anziehen der Halbrundscheiben zu
vermeiden. Es dürfen nie Senkkopfschrauben oder Kalottenkopfschrauben verwendet werden, die das Spiel der
Schichtstoffplatte beeinträchtigen würden.
Innenausparungen und Ausschnitte
6.1 Innenaussparungen unf Ausschnitte
Bei Innenaussparungen und Ausschnitten sind die Ecken stets abzurunden. Der Innenradius soll möglichst gross
gehalten werden (Mindestradius 5 mm). Bei Innenaussparungen und Ausschnitten über 250 mm Seitenlänge
muss der Radius entsprechend der Seitenlänge stufenweise vergrössert werden. Von Innenaussparungen ohne
Abrundungen wird abgeraten, da sie die Bildung von Rissen begünstigen.
Trägermaterialien
7.1
HPL zählen zum Halbzeug und brauchen in Dicken unter ca. 2 mm für die mei sten Verwendungszwecke ein
spannungsfreies Trägermaterial, das möglichs wenig arbeitet, mit planer Fläche. Dies ist eine wesentliche
Voraussetzung fü eine ruhige Oberfläche der auf den Träger aufgebrachten HPL. In der nachstehenden Tabelle
werden die Materialien aufgeführt, die mit de Schichtstoffplatte verbunden werden können, wie auch ihre
Verwendungsart. Das Trägermaterial ist abhängig von dem Verwendungszweck und deshalb is zu
berücksichtigen:
- die Masshaltigkeit
- die Planheit
- die Oberflächenqualität
- die Gleichheit der Stärke
- seine Starrheit oder generell all seine mechanischen Eigenschaften - sein Verhalten gegenüber Wasser
- sein Verhalten gegenüber Feuer,
Klassifikation
Sorten
Verwendungsart
Massivholz
Weichhölzer (z.B. Pappel, Okume,
Wava, Kiefer, Tanne)
Hathölzer (z.B. Eiche, Sipo, Buche)
Auf kleine Flächen begrenzte Verwendung, auf Grund
beträchtlicher Verformungen
Perrholz
vorzugsweisen Weichhölzer (z.B.
Pappel, Okume, Wava..)
Spanplatten
Einschichtig, Mehrschichtig
Stäbchenplatten
mit einer Furnierlage (z.B. Pappel
oder Okume) und Innenstäbchen
aus Weichholz
Faserplatte
Halbhart - Hart - Extrahart oder
imprägniert
Hohlraumplatten
Aus Holz, aus imprägniertem Papier,
Verwendung als Füllung von Verbundträgern oder als
aus nicht imprägniertem Papier, Aus
direktes Trägermaterial mit eine Rahmen
Metall
Schaumstoffe
Poröse Hartschäume: aus
Polystyrol-Kunstharzen wie: PVC,
Phenol, Polyurethan
Bleche
Aluminiumplatten, Stahlplatten
Mineralische
Trägermaterialien
Papiergipsplatten, Gipsplatten,
Asbestzementplatten,
Zementplatten mit Kunststoff-Bindemitteln.
auf Grund seiner Konsistenz und seiner relativen Stärke
wird es als selbsttragendes Trägermaterial verwendet
Verwendung als senkrechtflächige, selbstragende
Trägernaterialien oder als Füllung von Verbundträgern.
Besitzen gute thermoakustische Isolationseigenschaften
Vorkonditionierung und Massausgleich
8.1 Vorkonditionierung
8.1.1 Vor ihrer Verarbeitung müssen Schichtstoffplatten und Trägermaterialien gleichzeitig vorkonditioniert werden,
damit diese Materialien nicht in einem zu trockenen, vor allem aber nicht in einem zu feuchten Zustand
verarbeitet werden. Zu feuchte Materialien werden nämlich dazu neigen, im Laufe ihrer Verarbeitung
Spannungen infolge Schrumpfung zu verursachen, die dann zu Rissbildung führen können. Zu trockene
Materialien andererseits würden dazu neigen, während ihrer Verarbeitung eine gewisse Dehnung herbeizuführen,
die zu Verformungen und Blasenbildung im Falle einer grossflächigen Verklebung führen könnte.
8.2.1 Deshalb müssen sie für die Dauer von mindestens 10 Tagen unter gleichbleibenden klimatischen Bedingungen in
Räumen bei einer Temperatur von etwa 20 C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von zwischen 55 und 65%%o
gelagert werden. Eine optimale Vorkonditionierung kann nur erreicht werden, wenn eine ausreichende
Luftzirkulation um die zu verleimenden Materialien gewährleistet wird.
8.2.2 Wenn die Notwendigkeit der Poduktion es bedingt, kann man auch eine schnellere Trocknung erreichen, in dem
man den Schichtstoffstapel mit Zwischenhölzern in einem vorgewärmten kleineren Raum unter folgenden
Konditionen lagert: ca.3 Std./40 C oder 2 Std./50 C. Es ist auch möglich, mit einer Warmpresse 2 Platten
Dekorschicht gegen Dekorschicht für eine begrenzte Zeit z.B. 10 Min./70 C zu konditionieren. Dieser Vorgang
sollte einige Stunden vor Verarbeitung erfolgen.
Massausgleich bei Verbundplatten
9.1 Massausgleich bei verbundplatten
Zur Erzielung eines wirkungsvollen Massausgleichs bei einer Verbundplatte ist es erforderlich, die Symmetrie der
Spannungen in Bezug auf die Mittelebene herbeizuführen. Zwischen zwei miteinander verbundenen
verschiedenartigen Materialien treten stets Spannungen auf. Daher muss ein Träger beidseitig mit solchen
Materialien belegt werden, die den gleichen Massänderungen bei Wärmeund Feuchtigkeitseinfluss unterliegen.
Dies gilt vor allem, wenn die fertige Verbundplatte freitragend sein soll und nicht unmittelbar durch eine starre
Konstruktion gehalten wird.
9.1.1 Die besten Ergebnisse werden durch die Verwendung der gleichen HPL desselben Herstellers auf Front- und
Rückseite erzielt. Beide müssen immer mit derselben Laufrichtung aus der HPL entnommen werden (niemals
rechtwinklig zueinander). Die HPL werden mit gleicher Schleifrichtung gleichzeitig von beiden Seiten auf den
Träger aufgeklebt.
9.1.2 Gute Ergebnisse werden auch durch die Verwendung von sogenannten "Gegenzugplatten" gleicher Dicke erzielt,
die vom jeweiligen HPL-Hersteller geliefert werden.
9.1.3 Je grösser die zu belegenden Flächen sind, desto größeres Augenmerk ist zu legen auf
a) die Wahl des Gegenzugtypes
b) Dichte, symmetrischen Aufbau und Steifheit des Trägers. c) Konditionierung der Materialien
Verklebung
Da es auf dem Markt eine große Anzahl von Klebertypen gibt, werden diese je nach den
verwendeten Materialien und den jeweiligen Endverwendungszwecken auszuwählen sein.
10.1 Einteilung der Kleber
10.1.1 Thermoplastische Kleber
a) Neopren-Kleber
c) Spezielle Acryl-Verbindungen
b) Vinylkleber
10.1.2 Kondensationsharzklebstoffe
a) Harnstoff-Kleber
b) Melamin-Kleber
c) Resorcin-Kleber
d) Phenol-Kleber
e) Polyurethan-Kleber
f) Polyester-Kleber
g) Epoxyd-Kleber
10.2 Allgemeine Druk-, Anpressdauer- und Temperaturbedingungen
10.2.1 Kleber, die eines starken Druckes bedürfen, um den Kontakt zwischen der Schichtstoffplatte und dem
Trägermaterial aufrechtzuerhalten:
a) mit langzeitiger Anpressdauer
Vinyl-Kleber Acryl-Kleber Harnstoff-Kleber
Phenol-Kleber
Resorcin-Kleber
Der Druck bei diesen Klebern erfordert den Einsatz einer mechanischen oder hydraulischen Presse
b) mit kurzzeitiger Anpressdauer (sogenannte Kontaktkleber) Neoprenartige Kleber
Dieser Druck kann erzielt werden durch Aufklopfen oder durch den Einsatz einer Gummirolle.
10.2.2 Kleber, die nur einen schwachen Druck erfordern, um den Kontakt zwischen der Schichtstoffplatte und dem
Trägermaterial herzustellen:
a) mit langzeitiger Anpressdauer Polyester-Kleber
Polyurethan-Kleber Epoxyd-Kleber
b) mit kurzzeitiger Anpressdauer
Schmelzkleber, die nur mit Spezialmaschinen verwendet werden können.
10.2.3 Temperaturbedingungen
Spannungsfreie Verbundelemente lassen sich am sichersten bei Presstemperaturen von 20 cC herstellen. Höhere
Temperaturen ermöglichen eine Herabsetzung der Abbindezeit.
10.2.4 Härtemittel
Neopren-Kleber können mit einem Vulkanisationshärtemittel verwendet werden, das die
Temperaturbeständigkeit der Kleberhaftung erhöht. Kondensationsharzklebstoffe werden mit
Beschleunigungsmitteln und Katalysatoren verwendet, die das Abbinden sicherstellen und andererseits eine
Reduzierung der Temperaturen und Anpresszeiten gestatten.
10.3 Verwendungstabelle der Kleber nach Trägermaterialien
Trägermaterialien
Thermoplastische
Klebe
Kondensationsharzklebstoffe
Holzwerkstoffe
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Papierwabe
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Schäume und Waben
aus:
- Polystyrol
- PVC**
- Phenol
- Polyurethan
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x
Alle Metallträger in
Platten- oder
Hohlraumausführung
Alle mineralischen
Träger in Platten- oder
Schaumausführung auf
der Basis von:
- Gips
- Zement
- Leichtzement
- Leichtglas
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x***
x
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* = Ohne Bestandteile, die Polystryrol angreifen.
** = Vorbehaltlich anderslautender Anweisungen seitens des PVC-Herstellers.
*** = Kann für Aluminium und Leichtlegierungen verwendet werden.
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