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Verfahren zur Herstellung von trockenen, reaktionsfähige plastische Harze enthaltenden. faserigen Bahnen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von fortlaufenden Bahnen aus trockenen thermoplastischen Mischungen, die aus organischen oder anorganischen Faser- stoffen und reaktionsfähigen, künstlichen Harzen bestehen. Unter reaktionsfähigen Harzen sind hier diejenigen zu verstehen, die bei genügender Einwirkung von Hitze in einem festen, harten, unschmelzbaren Zustand übergehen, der gewöhnlich als"C"-Zustand bezeichnet wird.
Bei der Herstellung von thermoplastischen Bahnen gemäss der vorliegenden Erfindung wird zunächst das reaktionsfähige Harz mit den Fasern in Gegenwart von Wasser verrührt und der erhaltene Brei wied in bekannter Weise zu einer laufenden Bahn verarbeitet, in ähnlicher Weise, wie dies in der Papierfabrikation üblich ist. Das überschüssige Wasser wird auf Sieben, durch Absaugen oder sonstwie in geeigneter Weise wie in der Papierfabrikation entfernt.
Bei der Herstellung von gewöhnlichem Papier wird das noch zurückgebliebene Wasser leicht entfernt, indem man die noch feuchte Bahn über dampfgeheizte Walzen führt. Durch diesen Vorgang wird auch das Leimen und die Entwicklung der gewünschten Eigenschaften des Papiers bedingt. Bei der Herstellung von thermoplastischen Bahnen gemäss dem vorliegen- den Verfahren liegen die Verhältnisse insofern gänzlich anders, als das Wasser oder ein grosser
Teil desselben entfernt werden muss, ohne die thermoplastischen oder sonstigen Eigenschaften des als Bindemittel verwendeten Harzes schädlich zu beeinflussen. Dies kann bei Benutzung. der üblichen Einrichtungen einer Papierfabrik nicht erreicht werden.
Es ist aber wesentlich, dass die Entfernung des Wassers schnell vor sich geht und unter Bedingungen, die eine fort- laufende Fabrikation in grossem Massstabe bei niedrigsten Kosten ermöglichen, wobei die ge- trockneten Bahnen in einem für ihren Endzweck günstigen Zustand erhalten werden. Diese endgültigen Verwendungszwecke erfordern ein festes Verbinden der Bahnen mit oder ohne vorheriges Zerschneiden in verschiedene Formen, wie z. B. zu Platten, Tafeln, Blöcken, Röhren,
Zahnräderwerken und sonstigen Gegenständen aller Art.
Um dies zu erreichen, wird gemäss der vorliegenden Erfindung in der Weise vorgegangen, dass während des Trocknens die Temperatur der härtbare Harze enthaltenden faserigen Bahnen derart kontrolliert wird, dass sie unter derjenigen des Schmelzpunktes der reaktionsfähigen
Harze gehalten wird, durch Anwendung von entwässerter Luft oder andern Gasen, in denen die Entwässerung durch geeignete physikalische oder chemische Mittel herbeigeführt wird. Dies geschieht am besten dadurch, dass man zunächst die Luft oder die andern Gase künstlich entwässert, entweder mit chemisch wirkenden Wasserentziehungsmitteln, wie z.
B. konzentrierte
Schwefelsäure, Calciumchlorid od. dgl., oder durch Anwendung physikalischer Methoden, indem man die Luft durch Kühlvorrichtungen leitet, in denen sie mit der Oberfläche von Röhren oder Rohrschlangen in Berührung kommt, in denen eine Salzlösung, Ammoniak, Schwefeldioxyd oder ähnliche Kühlmittel zirkulieren, bis sich die Feuchtigkeit in Form von kaltem Wasser,
Eis oder Schnee niederschlägt. Das entwässerte Gas wird dann erhitzt, z. B. dadurch, dass man es durch eine Reihe von Dampfschlangen führt und es auf oder über die sich bewegenden
Bahnen in geeignete Kammern : Tunnels oder Leitungen bläst. Es ist zweckmässig, den Gasstrom sowohl gegen die untere als auch gegen die obere Fläche der sich bewegenden Bahnen zu blasen, besonders wenn letztere eine grössere Schichtstärke aufweisen.
Ebenso zweckmässig ist es, den Gasstrom auf den mittleren Teil der Bahnen zu richten, so dass die Trocknung von der Mitte nach den Seiten zu vor sich geht, um so jegliche Neigung zum Aufwerfen an den
Kanten auf ein Mindestmass zu beschränken.
Es ist festgestellt worden, dass die Neigung des Harzes, sich zu verändern, um so grösser ist, je mehr Feuchtigkeit die Bahnen noch enthalten, so dass in der Anwendung von Hitze verhältnismässig etwas mehr'Freiheit statthaft ist, als die Trocknung vorausschreitet. Die
Temperatur der zum Trocknen benutzten Luft bzw. des Gases kann erheblich variiert werden, je nach den Bedingungen in dem betreffenden Falle, wie z. B. Schichtdicke und Bewegung der Bahnen, Feuchtigkeitsgehalt derselben, Geschwindigkeit des Gasstromes, Eigenschaften des als Bindemittel verwendeten Harzes hinsichtlich der Plastizität und Reaktionsfähigkeit, die zu erreichenden besonderen Eigenschaften der getrockneten Bahnen usw.
Die Höchsttemperatur, die für die Herstellung jeglichen Produktes in allen Fällen mit Sicherheit angewandt werden darf, ist durch einen Versuch leicht zu bestimmen.
Es ist wichtig, dass die wirkliche Temperatur der Bahnen unter der Schmelz-oder
Erweichungstemperatur des Harzbindemittels bleibt, da ein Schmelzen oder erhebliches Weich-
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Flächen, Flecken oder sonstigen Fehlern. Es muss aber berücksichtigt werden, dass das Ver- dampfen von Feuchtigkeit durch den Verbrauch von Wärme die Bahnen stark kühlt, so dass, solange das Verdampfen genügend schnell vor sich geht, die Temperatur des zur Entwässerung benutzten Mittels erheblich über den Schmelzpunkt des Harzes liegen kann, ohne dem letzteren zu schaden. Aus diesem Grunde ist für die Temperatur des Gases keine bestimmte Grenze gegeben, wogegen die Temperatur der sich fortbewegenden Bahn sorgfältig zu kontrollieren ist.
Zur Entfernung der Feuchtigkeit aus den harz-und wasserhaltigen Bahnen kann man auch in der Weise vorgehen. dass, nachdem das überschüssige Wasser durch Absaugen. Schütteln, mit Hilfe von Filzwalzen oder sonstwie entfernt worden ist, sie durch eine Kammer geleitet werden, in der sie mit Hilfe von geeigneten Vakuumpumpen der Wirkung einer starken Luft- verdünnung und z. B. mit Hilfe von dampf-oder wassergeheizten Walzen der Einwirkung von
Hitze ausgesetzt werden, wobei die Reste der Feuchtigkeit ausgetrieben werden, ohne das Harz schädlich zu verändern oder seine Plastizität zu vermindern. Auch in diesem Falle ist es, ebenso wie bei Verwendung von entwässerten Gasen. wesentlich, dass die Feuchtigkeit entfernt wird, ohne das Harz zu schmelzen oder seine Plastizität schädlich zn beeinflussen.
Man kann die Trocknung mit entwässerten Gasen mit der Behandlung im luftverdünnten
Raum kombinieren, indem man die Bahn zuerst von der Hauptmenge des Wassers mechanisch befreit und dann aufeinanderfolgend der Behandlung im Vakuum und der Einwirkung von entwässerten Gasen aussetzt oder diese Massnahmen in umgekehrter Reihenfolge ausführt.
In gewissen Fällen benutzt man zweckmässig an Stelle von Luft andere, nicht oxydierte
Gase, wie z. B. Stickstoff, Heizgase usw. Die Luft oder die Gase können im Kreislauf verwendet werden, indem man sie abwechselnd und wiederholt mit den bewegten Bahnen bzw. den entwässernden Mitteln in Berührung bringt.
Der Grad, bis zu dem die Bahnen im einzelnen Falle zu trocknen sind, hängt natürlich von den Begleitumständen ab. Im allgemeinen ist ein vollständiges Entwässern der Bahnen nicht notwendig. da die Möglichkeit besteht, dass sie beim längeren Lagern etwas Feuchtigkeit wieder aufnehmen, falls keine besonderen Vorsichtsmassregeln getroffen werden.
Das vorliegende Verfahren kann auf alle Mischungen angewandt werden, die reaktionsfähige, künstliche Harze beliebiger Art. insbesondere reaktionsfähige Phenol-Aldehyd-bzw.
Kresol-Aldehydharze enthalten.
Es ist bereits bekannt, Pressmassen aus Füllstoffen und Kunstharzen dadurch herzustellen, dass man kolloide Lösungen von Kunstharzen mit den Füllstoffen oder porösen Stoffen zusammenbringt und in Gegenwart der letzteren eine Fällung der Kunstharze durch Wasser herbeiführt. Es ist ferner bekannt, aus einem wässrigen Faserstoffbrei zunächst mit Hilfe von Lösungsmitteln das Wasser zu verdrängen, dann dem Faserstoffbrei eine Kunstharzlösung zuzusetzen und das Harz durch Zugabe von Wasser auszufällen. Man hat auch bereits vorgeschlagen, bei der Herstellung von Kondensationsprodukten die Entfernung des Wassers aus dem Anfangskondensationsprodukt von Phenolen und Aldehyden im Vakuum vorzunehmen.
Schliesslich war es auch bekannt, die Zwischenprodukte aus Formaldehyd und Phenolen mit anorganischen oder organischen Faserstoffen in Gegenwart von Wasser als Verteilungsmittel zu mischen, das Gemisch nach Art des Papierstoffes zu formen und das Wasser in der bei der Papierbereitung bekannten Weise zu entfernen. Im Gegensatz zu diesen bekannten Vorschlägen besteht die vorliegende Erfindung darin, dass man zunächst reaktionsfähige plastische Harze enthaltende faserige Bahnen in an sich bekannter Weise herstellt und dann derart trocknet, dass die Temperatur der Bahnen während des Trocknens unter derjenigen des Schmelzpunktes der reaktionsfähigen Harze gehalten wird, durch Anwendung von entwässerter Luft oder andern Gasen, in denen die Entwässerung durch geeignete physikalische oder chemische Mittel herbeigeführt wird.
Hiedurch erreicht man eine schonende Schnelltrocknung, die einerseits die Vermeidung einer schädlichen Veränderung der als Bindemittel verwendeten Harze und anderseits eine rationelle Ausnutzung der Trocknungsapparate und damit eine besonders wirtschaftliche Arbeitsweise mit Sicherheit gewährleistet.