AT167127B

AT167127B - Verfahren zur Herstellung von Cellulosefasern enthaltenden Faserzementprodukten

Info

Publication number: AT167127B
Authority: AT
Original assignee: Ifoeverken Ab
Priority date: 1948-05-18
Filing date: 1949-05-18
Publication date: 1950-11-10

Description

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Cellulosefasern durch synthetische Fasern zu ersetzen, die aus Polyvinychlorid, Polyvinylestem oder deren Polymerisaten bzw. aus vegetabilischen oder animalischen Fasern bestehen, welche mit diesen Substanzen überzogen oder imprägniert sind. Die bisher angeregten Methoden haben jedoch entweder unzufriedenstellende Ergebnisse geliefert oder waren in der Praxis viel zu teuer.

Erfindungsgemäss werden diese Mängel und Nachteile beseitigt, denn mit Hilfe der Erfindung wird es möglich, mittels eines billigen und einfachen Verfahrens Cellulosefasern zuzurichten und herzustellen, die ganz besonders für die Herstellung von Faserzementartikeln geeignet sind.

Erfindungsgemäss wird dies durch Behandlung der Cellulosefasern mit einer Lösung eines solchen synthetischen Harzes erreicht, das mit den Cellulosemolekülen chemisch zu reagieren und dadurch die darin enthaltenen Hydroxyl- gruppen festzulegen vermag, wobei soviel Lösung zugesetzt wird, dass die Cellulosefasern im Wesen mit dem Harz überzogen sind. Die so behandelte
Cellulosefaser wird dann mit Zement gemischt und das Gemisch alsdann in Gegenwart von
Wasser in die gewünschte Gestalt gebracht.

Als Beispiel von für die Zwecke der Erfindung besonders geeigneten synthetischen Harzen können Aminoplaste, wie Melamin-und Car- bamidharze genannt werden, ferner Polyäthyl- eniminharze.

Das Harz wird unter Bedachtnahme auf Art und Natur der Cellulose gewählt. So werden beispielsweise für Sulfitcellulose und mechanisch aufbereitete Cellulose (Stoff) vorzugsweise
Melaminharze verwendet, während für Sulfat- cellulose die besten Ergebnisse mit Carbamid- harzen erreicht werden. Die Menge an ver- wendeter Harzlösung kann innerhalb verhältnismässig weiter Grenzen schwanken, doch wird vorgezogen, dass die Lösung 0-5-3% Harz, gerechnet auf das Trockengewicht der Cellulose, enthält.

Die erfindungsgemässe Behandlung der Fasern mit dem synthetischen Harz kann auch mit einer solchen mit wasserabstossenden Substanzen kombiniert werden ; letztere gelangt nach der ersterwähnten Behandlung zur Durchführung. Als ein Beispiel wasserabstossender Substanzen kann Kolophonium genannt werden, das in Mengen

von etwa 1%, gerechnet auf das Trockengewicht der Cellulose, verwendet wird.

Die wie vorhin erwähnt behandelten Cellulosefasern können gewünschtenfalls vor dem Mischen mit Zement einer Harzhärtung durch Trocknen bei höheren Temperaturen, z. B. bei 70-80 C unterworfen werden. Dies geschieht zweckmässig durch Trocknen mitteis Zerstäubung, beispielsweise in Luft. Wird eine solche Härtung nicht im voraus, d. i. vor dem Mischen mit Zement durchgeführt, so tritt eine solche Härtung beim Abbinden des Zements infolge der dabei entstehenden Wärmeentwicklung selbsttätig ein. Diese Wärme wird für die Harzhärtung ausgenützt, doch kann man gewünschtenfalls zur Beschleunigung der letzteren auch Wärme von aussen zuführen.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann zweckmässig so ausgeführt werden, dass die Cellulose in einer Aufschlagvorrichtung bei Anwesenheit einer geringstmöglichen Menge an angesäuertem Wasser vom PH=4'5 bis 5-5 zerfasert wird. Ein niedriger pH-Wert fördert nämlich die Zurückbehaltung des Harzes. Hierauf wird eine Lösung eines für die betreffende Celluloseart geeigneten Harzes zugesetzt, z. B. bei Sulfit-oder mechanischem Stoff eine salzsaure Lösung eines
Melaminharzes und bei Sulfatcellulose eine wässerige Lösung eines Carbamidharzes. Das
Harz, welches eine kolloidale Lösung bildet, wird dann augenblicklich auf der Cellulosefaser niedergeschlagen. Die weitere Herstellung der
Faserzementprodukte kann dann nach irgend- einem der bekannten Nassverfahren, z.

B. nach dem Hatschek-Verfahren, erfolgen, bei welchem das Mischen der Fasern und des Zements sowie das Formen der Mischung in Vorrichtungen und Maschinen jener Art vor sich geht, die bei der Herstellung von Papier und Pappe Verwendung finden. Das so gebildete Produkt kann in manchen Fällen einem hohen Druck unterworfen werden, um Aussehen, Aussenform und/oder höhere Dichte zu erlangen.

Je nach den vom herzustellenden Produkt geforderten Eigenschaften kann es in manchen Fällen zweckmässig sein, Gemische verschiedener Arten von Cellulosefasern zu verwenden, die mit der für selbe geeignet befundenen Harzart behandelt wurden. So kann es beispielsweise zweck- mässig sein, Mischungen von Sulfit-und mechanisch bearbeitetem Stoff zu verwendenletzteren in Mengen bis zu etwa 25% des Gemisches-und sie mit einem Melaminharz zu behandeln. Gewünschtenfalls können auch kleine Mengen Asbest-oder sonstige Fasern mit guter Aufnal1 ! ne- oder Absorptionskraft für Zement, z. B. Baumwollsamenabfälle, benützt werden, u. zw. etwa in Zusatzmengen bis zu 20%.

Die Mengenverhältnisse von Faser und Zement im Produkt können innerhalb gewisser Grenzen schwanken. Zweckmässig werden 8-20 kg Fasern, ? ber auch noch mehr, zu 100 Zement zugesetzt ; bevorzugt werden 10-15 Faser auf
100 kg Zement.

Zur Erzielung eines rascheren Abbindens des Zements können dem Faser-Zementgemisch hiefür bekannte Stoffe, wie Chlorkalzium oder Fluorsilikate zugesetzt oder auf die Platten oder Gegenstände während ihrer Herstellung aufgestäubt werden.

Bei Verwendung von erfindungsgemäss behandelten Cellulosefasern ist die Neigung der damit erzeugten Zementgegenstände zum Quellen oder Schrumpfen im Vergleich zu den vorbekanten Verfahren zur Herstellung von Cellulosefasern enthaltenden Zementprodukten bis zu etwa 50% vermindert. Die Nassfestigkeit dr- Faserbindung wird bis zum 20fachen, die Trockenfestigkeit ebenfalls beträchtlich, in manchen Fällen bis zu 50%, erhöht. Als Folge hievon wird auch die Festigkeit der hergestellten Zementplatten oder-gegenstände entsprechend erhöht.

So zeigen im Vergleich mit Zementplatten, die unter Verwendung natürlicher, unbehandelter Cellulosefasern hergestellt wurden, erfindungsgemäss gewonnene Platten eine Herabsetzung der Quell-oder Schrumpfeigenschaft um 35-50% und eine Erhöhung der Biegungsfestigkeit um mehr als 50%.

Als Beispiel kann erwähnt werden, dass für in kleinem Massstab hergestellte Platten in einem bestimmten Fall, wo der Feuchtigkeitsquotient der Platte (Prozentgehalt an Wasser gerechnet auf das Trockengewicht des Materials) 10% war, eine
Cellulosefaserzementplatte, die unbehandelte
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welche mit einer 3% igen salzsauren Lösung eines Melaminharzes behandelte Sulfitcellulose enthielt, einen Wert von 7'20/00 ergab. Die entsprechenden Werte für einen Feuchtigkeitsquotienten von 5% waren ll-2 /oo bzw. 5-0 /.

Bei der fabriksmässigen, im grossen Massstab erfolgenden Herstellung von Platten mit Mengenverhältnissen von 90 kg Faser auf 600 kg Zement und bei Unterwerfung der Platten einem Druck von 100 kg/cm2 war die Wasserabsorption der Platten, gerechnet als Feuchtigkeitsquotient, folgende : Für Platten mit unbehandelter Sulfit-
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<tb>
<tb> cellulose <SEP> 32%
<tb> für <SEP> Platten <SEP> mit <SEP> Melamin <SEP> (3%) <SEP> behandelter <SEP> Sulfitcellulose <SEP> 21%.
<tb>
Die Biegungsfestigkeit dieser Platten war nach
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<tb>
<tb> Stcellulose...........,.. <SEP> 136 <SEP> kg/cm2
<tb> für <SEP> Platten <SEP> mit <SEP> Melamin <SEP> (3%) <SEP> behandelter <SEP> Sulfitcellulose..... <SEP> 209 <SEP> kg/cm2.
<tb>

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Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung von Cellulosefasern enthaltenden Faserzementprodukten, z. B. in Gestalt von Platten, Rohren od. dgl., dadurch gekennzeichnet, dass Cellulosefasern mit einer Lösung eines solchen synthetischen Harzes, z. B. von Aminoplasten, wie Melamin-oder Carbamidharzen, behandelt werden, das mit dem Cellulosemolekül chemisch zu reagieren und so die darin enthaltenen. Hydroxylgruppen festzulegen vermag, wobei so viel Lösung zugesetzt wird, dass die Cellulosefasern im wesentlichen mit einer Harzschickt überzogen sind, worauf die so behandelten Fasern mit Zement gemischt und das Gemisch sodann in Anwesenheit von Wasser in die gewünschte Gestalt des Zementartikels geformt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mit synthetischem Harz behandelten Cellulosefasern vor dem Mischen mit Zement zu Härtungszwecken bei erhöhter Temperatur getrocknet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern ausser mit synthetischem Harz nachher auch mit wasserabstossenden Stoffen, wie Kolophonium, behandelt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beschleunigung der Harzhärtung äussere Wärme zugeführt wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gemisch von Cellulosefasern und Zement kleine Mengen von Fasern mit guter Zementaufhahmefähigkeit, z. B. Asbestfasern, beigegeben werden.