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Verfahren zur Herstellung von Verbundkörpern
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Verbundkörpern, wobei unter Verbundkörpern Körper verstanden werden, bei welchen Einzelteile, sei es in Form von kleinsten Partikeln Staubteilchen), sei es in Form von Spänen, Fasern oder Fäden, durch ein Bindemittel zu einem körperlichen Gebilde beliebiger Form vereinigt sind.
Es sind bereits Verbundkörper auf verschiedensten Gebieten bekannt. Beispielsweise ist es bekannt, aus Asbestfasern, d. h. aus einem mineralischen Grundstoff, durch Zusatz von Zement Platten, Rohre, Behälter od. dgl. herzustellen. Nimmt man als Grundstoff Holzfasern, so können durch Wahl entsprechender Bindemittel, wie Natur- oder Kunstleim, die altbekannten Holzfaserplatten hergestellt werden, die je nach ihrem Verwendungszweck durch entsprechende Wahl des Druckes bei der Herstellung als Weich- oder Hartfaserplatten hergestellt werden können. Nimmt man das Holz nicht in Form von Fasern, sondern in Form von Spänen, so können nach einer im grossen und ganzen ähnlichen Herstellungsweise Holzspanplatten hergestellt werden, die als Verbundplatten in der Tischlerei infolge ihrer weitgehenden Masshaltigkeit an Stelle von Paneelplatten Verwendung finden.
Weiterhin ist es bereits bekannt, Faservliese durch Zusatz von Bindemitteln, wie Natur- oder Kunstharzen, zu mehr oder weniger verfestigten Verbundkörpern zu verarbeiten, die je nach dem Grad ihrer Verfestigung vom stoffartigen Charakter bis zum Aussehen und den Eigenschaften eines hartpappeähnli- chen Produktes gefertigt werden können.
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beiorganische Füllstoffe verwendet, so werden zur Herstellung von Verbundkörpern beispielsweise aus Holzfasern oder-Spänen vorwiegend Kunstharzleime zur Anwendung gebracht ;
die Verbundkörper aus tierischen oder pflanzlichen Fasern mit vliesartigem Charakter werden vorzugsweise ebenfalls unter Verwendung von Kunstharzen als Bindemittel hergestellt, wobei diese Bindemittel entweder in Pulverform in die Fasern eingebracht oder als Emulsion oder Lösung in die Fasern eingesprüht werden können. Wei-
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Es ist weiterhin bereits bekannt, Verbundkörper unter Verwendung von thermoplastischen Folien bzw. unter Verwendung von Spänen aus thermoplastischem Material herzustellen. Derartige Verbundkörperbestehen in erster Linie aus Furnier- oder Holzplatten, die unter Zwischenlage von thermoplastischen Folien miteinander verleimt werden, wobei an Stelle der thermoplastischen Folien auch Späne aus thermoplastischem Material verwendet werden können und wobei schliesslich eine Innenschicht eines derartigen Plattenverbundkörpers auch aus Füllmaterial in Form von Holz-od. dgl.-Spänen bestellen kann.
Bei diesen bekannten Platten, insbesondere der letzterwähnten Art, wird jedoch eine derartig grosse Kunststoffmenge verwendet, dass das fertige Produkt praktisch kein durch thermoplastisches Material verleimtes Spanmaterial, sondern ein durch einen relativ geringen Zusatz von Spanmaterial gefülltes Kunststoffprodukt darstellt. Dies ist insbesondere auch dadurch bedingt, dass durch die Kunststoffspäne selbst infolge deren relativ grossen Volumens eine nur ungleichmässige Kunststoffverteilung erzielt werden würde, wenn diese Kunststoffspäne in relativ geringem Anteil zu den Spänen od. dgl. zugesetzt werden.
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Es wurde nun überraschenderweise festgestellt, dass es möglich ist, Verbundkörper aus Fasern, Spänen, Partikeln od. dgl. innerhalb eines weiten Spielraumes der gewünschten Eigenschaften unter Verwendung des gleichen Bindemittels herzustellen, wobei auf eine weitgehend ähnliche Art sowohl Verbundstoffe aus anorganischen Grundkörpern, wie Fasern, Pulvern od. dgl., als auch aus organischen Grundkörpern pflanzlichen, tierischen oder synthetischen Ursprungs hergestellt werden können.
Das erfindungsgemässe Verfahren beruht auf der überraschenden Tatsache, dass Schnitzeln aus thermoplasti- schen Folien, wenn sie in einer Menge von 5-50% mit dem Grundmaterial in Form von Fasern, Spänen, Partikeln od. dgl. vermischt werden, nach der Verpressung der so erhaltenen Mischung unter Einwirkung von Hitze und Druck einen ausserordentlich haltbaren und mechanisch stabilen Verbundkörper ergeben, was im Hinblick darauf, als man von vornherein erwarten sollte, dass derartige Schnitzel den Verbundkörper nach der Verpressung nicht gleichmässig mit Bindemittel durchsetzen können, als durchaus überraschend anzusehen ist.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren ist es weiterhin möglich, die Oberfläche des hergestellten Verbundmaterials, beispielsweise die Oberfläche von plattenartigen Gebilden, weiterhin dahingehend zu vergüten, dass auf die Oberfläche des ausgebreiteten Gemisches von Grundmaterial und Folienschnitzeln eine zusätzliche Lage Folienschnitzel aufgebracht wird, wobei beim Verpressen in der Hitze auf der Oberfläche des Verbundkörpers eine dünne Schicht thermoplastischen Materials erhalten wird. Diese Oberflächenvergütung kann selbstverständlich auch am zunächst hergestellten Verbundkörper nachträg- lich durchgeführt werden ; ebenso wie auf die Mischung wird dann eine Lage aus Folienschnitzeln auf den bereits verfestigten Verbundkörper aufgebracht und unter Einwirkung von Druck und Hitze auf diesem aufgepresst.
Als Grundmaterial zur Herstellung der Verbundkörper können, wie bereits erwähnt, die verschiedenartigsten Materialien verwendet werden, beispielsweise Holz in Form von Fasern, Spänen od. dgl., Leder in Form von Fasern oder Krümeln, weiterhin tierische, pflanzliche oder synthetische Fasern ; als Grundmaterial kommen weiterhin auch anorganische Stoffe in Frage, die ebenfalls je nach dem Verwendungszweck in Form von Pulvern, Körnern, Fasern od. dgl. eingesetzt werden können.
Bei der Herstellung von Faservliesen nach dem erfindungsgemässen Verfahren kann als Grundstoff auch eine Mischung von wärmefesten und thermoplastischen Fasern verwendet werden, wenn der erfindungsgemässe Zusatz von thermoplastischen Folienschnitzeln aus irgendwelchen Gründen niedriger gehaltenwerden soll ; es ist jedoch ebenso möglich, lediglich wärmefeste Fasern einzusetzen und die Bindung der Fasern lediglich durch den Zusatz von Bindematerial in Form von thermoplastischen Folienschnitzeln zu bewerkstelligen.
Bei der Herstellung der erfindungsgemässen Verbundkörper kann kontinuierlich gearbeitet werden, wobei das Grundmaterial mit den Folienschnitzeln vorzugsweise auf pneumatischem Wege zunächst gemischt und auf eine sich fortbewegende Unterlage aufgebracht wird, worauf im kontinuierlichen Arbeitsgang die Verfestigung des Materials durch Einwirkung von Druck und Hitze erfolgen kann. Es ist jedoch auch möglich, diskontinuierlich zu arbeiten, d. h. zunächst einzelne Körper, beispielsweise Platten, durch Aufstreuen oder beliebiges anderes Aufbringen einer Mischung von Grundmaterial und Folienschnitzeln herzustellen und diese Vorformlinge dann in einer Presse unter Einwirkung von Druck und Hitze zu verfestigen.
Insbesondere bei dieser letzteren Arbeitsweise ist es zweckmässig, die Verformkörper, die aus dem noch unverfestigten Gemisch von Grundmaterial, beispielsweise Textilfasern in Vliesform zusammen mit Folienschnitzeln bestehen, vor der weiteren Verfestigung zunächst oberflächlich vorzuverfestigen, um deren weitere Handhabung im Erzeugungsarbeitsgang zu erleichtern. Zu diesem Zweck hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Vorformlinge wenigstens auf einer Oberfläche mit einem Verfestigungsmittel zu behandeln, beispielsweise durch Aufsprühen einer vorzugsweise thermoplastischen Härtungslösung oder-emulsion, die nach kurzzeitiger Trocknung der Oberfläche diese derart weitgehend zusammenhält, dass der Vorformling leicht und sicher im Laufe des weiteren Erzeugungsvorganges gehandhabt werden kann.
Die erfindungsgemäss dem Verbundkörper zuzusetzenden Folienschnitzel aus thermoplastischen Folien bestehen vorzugsweise aus Schnitzeln von Folien aus Hoch- oder Niederdruckpolyäthylen, Polyvinylchlorid, Polypropylen od. dgl. ; eine besonders ökonomische Ausnützungsmöglichkeit des vorliegenden Verfahrens besteht darin, zur Herstellung dieser thermoplastischen Folienschnitzeln Abfallfolien zu verwenden, wie sie derzeit äusserst billig im Altmaterialhandel erhältlich sind ; bei Verwendung derartiger Abfallfolien zur Herstellung der Bindemittelschnitzel kann das erfindungsgemässe Verfahren besonders preisgünstig durchgeführt werden und anderseits stellt das erfindungsgemässe Verfahren eine Möglichkeit dar, diese Abfälle, die sonst praktisch nicht verwendbar sind, auf ökonomische Weise
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zu verwerten.
Die Grösse bzw. Dicke der Folienschnitzel ist nicht kritisch ; es ist jedoch zweckmässig, nicht zu dicke und grosse Folienschnitzel zu verwenden, da dabei die Gleichmässigkeit der Beschaffenheit des fertigen Verbundkörpers unter Umständen leiden kann. Die Grösse der verwendeten Folienschnitzel liegt vorzugsweise bei etwa 1/8-1/2 cm2 einseitige Oberfläche und etwa 0, 03-0, 05 mm Dicke. Es sind jedoch vorteilhaft je nach dem angestrebten Verwendungszweck des fertigen Verbundkörpers auch kleinere oder grössere Formate der Schnitzel verwendbar.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne dass diese jedoch hierauf beschränkt sein soll.
Beispiel 1 : Ein Vlies wird hergestellt, wobei auf pneumatischem Wege 50% Reissbaumwolle, 250/0 Zelluloseazetatfasern (Abfallfasern) und 250/0 thermoplastische Folienschnitzel aus Polyäthylen mit einer mittleren Grösse von etwa 8 x 8 x 0,04 mm gemischt werden. Das Gemisch wird im Zuge der Mischung auf eine Siebtrommel aufgeblasen bzw. von dieser angesaugt und dann auf ein endloses Band gebracht, auf welchem es durch Aufsprühen einer 10-25%gen Emulsion fest von Polyvinylazetat oberflächlich verfestigt wird. Der oberflächlich verfestigte Vorformling wird in einzelne Platten zerschnitten und unter einem Druck von 5-300 atü bei einer Temperatur von 130-1800 C zu einem gefestigten Faservlies verpresst.
Bei Drücken im Bereich von etwa 5 atü und Temperaturen von etwa 1500 C erhält man watte-bis filzartige Konsistenz, während bei Drücken von etwa 300 atü bzw. Temperaturen von etwa 150-1800 C ein steifer, pappeähnlicher Körper erhalten wird, der gewöhnliche Pappe in seinen Festigkeitseigenschaften jedoch wesentlich übertrifft.
Beispiel 2 : 70% Lederabfälle in Form von Krümeln bzw. Fasern werden mit 305o Folienschnitzeln mit einer mittleren Schnitzelgrösse von 0,2 cm2 vermischt und anschliessend bei einem Druck von 100 atü und einer Temperatur von 1350 C zu einer Platte verpresst. Die Platte zeigt ein gefälliges Aussehen und besitzt ausgezeichnete mechanische Eigenschaften.
Beispiel 3 : Holzspänewerden zunächstvorgetrocknet und dann mit etwa 20% ihres Gewichtes an Polyvinylchloridfolienschnitzeln mit einer mittleren Schnitzelgrösse von 0,3 cm2 versetzt. Nach gründlicher Mischung wird das Material in einer Presse bei einem Druck von 300 atü und einer Temperatur von 1800 C zu einer Platte verpresst, die in ihren Eigenschaften den handelsüblichen Spanplatten mindestens gleichwertig sind.
Auf die fertige Spanplatte werden dann die gleichen thermoplastischen Folienschnitzeln in einer Menge von 200 g/m2 aufgebracht und heiss auf die Platte aufgepresst. Es entsteht eine Platte mit vergüteter Oberfläche ; durch Auswahl bestimmter Farben der einzusetzenden Schnitzel bzw. bestimmter Farbgemische kann die Farbe der Oberfläche beliebig variiert werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Verbundkörpern, wobei das Grundmaterial in Form von Fasern, Spänen, Partikeln od. dgl. mit thermoplastischen Bindemitteln vermischt und unter Einwirkung von Hitze und Druck zum gewünschten Formkörper verpresst wird, dadurch gekennzeichnet, dass
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