AT306345B - Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere Leichtbauplatten - Google Patents

Description

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   Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von solchen Formkörpern, welche Holz in zerteilter Form, wie insbesondere als Holzwolle oder Späne, sowie ein diese Holzteilchen zu einem festen, zusammenhaltenden Körper vereinigendes mineralisches Bindemittel enthalten. 



   Holz ist ein Werkstoff mit ausserordentlich wertvollen Eigenschaften, jedoch von schwankendem Feuchtigkeitsgehalt, welcher von der Umgebung abhängig ist. Bei Schwankungen des Feuchtigkeitsgehaltes der Luft oder sonstiger umgebender Medien kommt es, insbesondere dann, wenn das Holz nicht sehr lange gelagert wurde, zu   Ausdehnungs- bzw. Schrumpfungsvorgängen,   mit andern Worten   :"das   Holz arbeitet". Dies spielt nicht nur bei kompakten Stücken eine Rolle, sondern auch bei Formkörpern wie Platten, insbesondere Leichtbauplatten, welche Holz in Form von Holzwolle oder Spänen enthalten. 



   Bei solchen Platten, die während der Erzeugung einer Erhitzung unterworfen werden, sind diese Vorgänge 
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 der Haftung sowie bei Portlandzement zusätzlich die Gefahr einer Versprödung der Faser auf. 



   Die Erfindung sieht nun ein Verfahren vor, mit welchem die angeführten Nachteile und Schwierigkeiten weitgehend beseitigt werden können. Das   erfindungsgemässe   Verfahren besteht in seinem Wesen darin, dass das für die Verarbeitung fertig vorbereitete und in zerteiltem Zustand,   z. B.   als Holzwolle oder Holzspäne, vorliegende Holz zunächst mit einer wässerigen Dispersion eines bei der nachfolgenden Behandlung mit dem Mineralisierungsmittel koagulierenden und eine wasserunlösliche Schutzschicht bildenden organischen Stoffes behandelt wird. 



   Zweckmässig erfolgt diese Behandlung jedoch nicht durch Eintauchen der Holzteilchen in die wässerige Dispersion, weil dadurch eine vollflächige Beaufschlagung in Form einer zusammenhängenden Schicht zustandekommt. Gemäss der Erfindung ist es vielmehr vorteilhaft, die Beaufschlagung durch Besprühen oder Bedüsen mit der wässerigen Dispersion vorzunehmen und dadurch eine nicht vollflächige Beaufschlagung des Holzes, u. zw. in Form winziger, nebeneinanderliegender Einzelbereiche zu erzielen. Hiedurch wird nicht nur Dispersion erspart, sondern auch ein besonderer technischer Vorteil erreicht. 



   Die Dispersion muss die Eigenschaft haben, dass sie im weiteren Verfahrensgänge, wie bei dem nun folgenden Inberührungsbringen mit dem mineralischen Bindemittel, z. B. Magnesiumsulfatlauge oder Portlandzement, sofort koaguliert, wasserunlöslich wird und dadurch eine Schutzschicht auf den Holzteilchen bildet. Würde die ursprüngliche Beaufschlagung mit der wässerigen Dispersion auf der Holzoberfläche in Form einer zusammenhängenden Schicht vorliegen, so würde das Koagulierungsmittel, wie z. B. Magnesiumsulfat, nur an der Oberfläche wirken können, während der Grenzbereich zwischen Dispersion und Holzoberfläche unbeeinflusst bliebe.

   Erfolgt aber die Beaufschlagung nur in Form winziger, nebeneinanderliegender Einzelbereiche, die einander nicht durchgehend berühren, so kann das Koagulierungsmittel auch von den Rändern her wirken, was eine durchgehende Koagulierung zur Folge hat. Infolge der hohen Oberflächenspannung der einzelnen Bereiche ist die Holzoberfläche trotzdem gegen Feuchtigkeit vollkommen geschützt, während anderseits das Holz noch in der Lage ist zu atmen. Ausserdem ist auf diese Weise noch ein Kontakt zwischen Holz und Salzlauge möglich, so dass die Konservierung des Holzes trotz der Beaufschlagung mit der Bitumenemulsion stattfinden kann. 



   Es wurde weiters beobachtet, dass die organische Substanz auch das Bindemittel durchdringt, was vor allem bei mineralischen Bindemitteln eine viel bessere Haftung mit dem Holzanteil ergibt und darüberhinaus dem Bindemittel bessere Eigenschaften hinsichtlich Elastizität, Feuchtigkeitsempfindlichkeit usw. verleiht. 



   Als organischer Stoff, der eine wasserunlösliche Schutzschicht zu bilden vermag, wird vorzugsweise Bitumen in Form einer nicht stabilisierten wässerigen Bitumenemulsion,   z. B.   mit etwa 60% Gehalt an Hartbitumen, angewendet. Das erfindungsgemässe Verfahren wird nachstehend am Beispiel einer mit Magnesiazement gebundenen Holzwolle-Leichtbauplatte näher erläutert. 



   Die Holzwolle wird, bevor sie in den üblichen Erzeugungsgang eintritt, mit einer nicht stabilisierten, wässerigen Bitumenemulsion allseitig besprüht oder bedüst, so dass alle Fasern gleichmässig beaufschlagt werden. 



  Die angewendete Menge beträgt zweckmässig 3 bis 8%, vorzugsweise 4 bis 6% an handelsüblicher konzentrierter, 
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 eine leichte Beaufschlagung der Faser erreicht, während anderseits die Konzentration der Emulsion nocht ausreicht, um die gewünschten Wirkungen zu erreichen. 



   Die so vorbehandelte Holzwolle wird nun mit Magnesiumsulfatlauge bedüst oder darin getaucht. Dabei koaguliert die Bitumenemulsion sofort und bildet auf dem Holz eine wasserunlösliche Schutzschicht. 



  Anschliessend wird die Holzwolle mit kaustisch gebrannter Magnesia bestäubt und nun in bekannter Weise in der Bandformmaschine unter Druck und Wärme zur fertigen Platte verarbeitet. Für die Erzeugung von 1 m3 magnesiazementgebundener Holzwolle-Leichtbauplatten benötigt man etwa 130 kg Holzwolle, 4 bis 10 kg   60% niger   Bitumenemulsion, 200 bis 240 kg kaustisch gebrannte, eventuell teilweise hydratisierte Magnesia,   0, 5   bis 0, 7 kg Russ und 29 bis 31 kg Kieserit   (MgS04. lH2O)   in Form einer Lauge von   17 Bé.   



   Das Besprühen der Holzwolle mit Kieseritlauge bzw. das Tauchen in diese Lauge und das anschliessende Bestäuben mit kaustischer Magnesia können in bekannter Weise auch zu einem Arbeitsgang zusammengefasst 

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 werden, indem man die mit der Bitumenemulsion vorbehandelte Holzwolle in eine Suspension von kaustischer Magnesia in der Magnesiumsalzlauge taucht bzw. damit besprüht. 



   Während des Verarbeitungsvorganges zum Fertigprodukt, wobei die die Platte bildende Masse auf etwa 900C erhitzt wird, erfolgt eine Durchdringung des Magnesiumzementes mit Bitumen. Dies führt zu einer hervorragenden Haftung des Bindemittels an der Faser und anderseits zu einer ausgezeichneten Widerstandsfähigkeit der gesamten Platte gegen Feuchtigkeit. 



   Mit der Vorbehandlung wird ganz allgemein erreicht, dass das Holz dank der Schutzschicht gegen Schwankungen der Luftfeuchtigkeit weitgehend unempfindlich wird. Das erfindungsgemässe Verfahren ergibt somit nicht nur höhere Festigkeiten, insbesondere Frischfestigkeiten, sondern auch den schon geschilderten verbesserten inneren Zusammenhalt des Materials. Dies ist deshalb so wichtig, weil gerade mineralische Bindemittel zumeist nicht in gleichbleibender Qualität bzw. Aktivität angeliefert werden. Durch das erfindungsgemässe Verfahren können die dadurch bedingten Schwierigkeiten hinsichtlich der Erzeugung eines gleichmässigen Fertigproduktes beseitigt und somit Qualitätsschwankungen vermieden werden. 



   Bei Verwendung von Magnesiazement als Bindemittel ergibt sich noch ein weiterer Vorteil. Infolge der festeren Bindung und des besseren Zusammenhaltes können Formkörper bei gleicher Festigkeit lockerer ausgeführt werden. Dadurch ergibt sich nicht nur der Vorteil eines geringeren Raumgewichtes, sondern auch eine Ersparnis an kaustisch gebrannter Magnesia, Magnesiumsulfat und Holzwolle, wodurch der an sich geringe Aufwand für die Vorbehandlung der Holzwolle bzw. Holzspäne bei weitem ausgeglichen wird. 



   Die in dem vorstehenden Beispiel angegebene Arbeitsweise mit Magnesiazement auf Kieseritgrundlage kann auch mit jeder andern für die Magnesiazement-Herstellung geeigneten Salzlauge,   z. B.   mit Magnesiumchloridlauge, ausgeführt werden. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren ist jedoch nicht auf den Gebrauch von Magnesiazement als Bindemittel beschränkt. Entsprechend einer weiteren Ausführungsform kann man auch die mit der Bitumenemulsion beaufschlagten Holzteilchen mit einem festen mineralischen Bindemittel, wie Portlandzement, Gips od. dgl., erforderlichenfalls unter Zusatz von Wasser, behandeln, wonach dieses Behandlungsgut, gegebenenfalls unter Anwendung von Druck, zum fertigen Formkörper,   z. B.   zu einer Leichtbauplatte, verarbeitet wird. 



   Bei Verwendung von Portlandzement als Bindemittel wird bekanntlich ohne Erwärmung abgebunden, jedoch wird auch hier eine bessere Haftung der Holzfaser mit dem Bindemittel bewirkt. Ausserdem wird die gefürchtete Versprödung des Holzes durch den Portlandzement hintangehalten. Ähnlich günstig sind die Wirkungen des erfindungsgemässen Verfahrens bei Verwendung anderer mineralischer Bindemittel wie Gips, oder auch organischer Bindemittel wie Kunstharz u. dgl. 



   Bei der erfindungsgemäss benutzten Bitumenemulsion handelt es sich vorzugsweise um eine Emulsion von Hartbitumen, die nicht hochstabilisiert sein darf, damit dann ein Zusammenbruch des Emulsionszustandes, also die Koagulierung durch die Einwirkung von Sulfatlauge, Portlandzement oder andern geeigneten Stoffen zum gewünschten Zeitpunkt tatsächlich erreicht werden kann. 



   Wie bereits gefunden wurde, sind nicht nur Bitumenemulsionen zur Vorimprägnierung des Holzes geeignet. 



  So können mit Vorteil auch wässerige Dispersionen von Kunstharzen oder andern Kunststoffen verwendet werden, soferne sie nur der Bedingung genügen, dass sie nach dem Aufbringen eine wasserunlösliche Schutzschicht auf dem Holzmaterial bilden und in der Lage sind, die Haftfestigkeit zwischen Holz und Bindemittel zu verstärken und möglichst auch das Bindemittel selbst zu durchdringen und dessen Eigenschaften zu verbessern. 



   Als Beispiel für eine derartige nicht stabilisierte wässerige Dispersion eines hydrophoben Kunststoffes sind jene auf Basis von Polyvinylverbindungen anzuführen. In diesem Zusammenhang hat es sich besonders bewährt, als Kunststoffdispersion eine wässerige, gegebenenfalls Weichmacher enthaltende Dispersion von Polyvinylacetat mit etwa 50 bis 60% Polymerisatgehalt anzuwenden. Dabei braucht die Polyvinylacetatdispersion hinsichtlich ihrer Elektrolytbeständigkeit nur so beschaffen zu sein, dass sie unter den gegebenen Bedingungen im gewünschten Zeitpunkt bricht. Wie festgestellt wurde, lassen sich mit den Dispersionen organischer Kunststoffe bei Beachtung der obigen Bedingungen ebenfalls ausgezeichnete Ergebnisse erzielen. 



   Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens ist vor allem auch darin gelegen, dass bestehende Erzeugungsvorgänge in keiner Weise geändert werden müssen. Es ist lediglich nötig, das Holzmaterial vor Eintritt in den Produktionsgang in der geschilderten Weise vorzubehandeln, wonach sich die bisher geübte Verfahrensweise anschliesst. 

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere Leichtbauplatten, durch Behandeln von EMI2.1 <Desc/Clms Page number 3> dem Mineralisierungsmittel koagulierenden und eine wasserunlösliche Schutzschicht bildenden organischen Stoffes behandelt wird. EMI3.1 Besprühen oder Bedüsen mit der wässerigen Dispersion in der Weise behandelt werden, dass eine Beaufschlagung der Holzteilchen in Form winziger, nebeneinanderliegender Einzelbereiche erzielt wird. EMI3.2 Bitumenemulsion beaufschlagten Holzteilchen in an sich bekannter Weise mit Magnesiumsalzlösung, der gegebenenfalls schon kaustische Magnesia zugesetzt wurde, behandelt werden, wonach das Behandlungsgut unter EMI3.3 Bitumenemulsion beaufschlagten Holzteilchen in an sich bekannter Weise mit einem festen mineralischen Bindemittel, wie Portlandzement, Gips od.

   dgl., erforderlichenfalls unter Zusatz von Wasser, behandelt werden, wonach dieses Behandlungsgut, gegebenenfalls unter Anwendung von Druck, zum fertigen Formkörper, z. B. zu einer Leichtbauplatte, verarbeitet wird. EMI3.4 wässerige Dispersion eines nach dem Aufbringen auf die Holzteilchen eine wasserunlösliche Schutzschicht ergebenden, insbesondere hydrophoben Kunststoffes, angewendet wird. EMI3.5 wässerige, gegebenenfalls Weichmacher enthaltende Dispersion von Polyvinylacetat mit etwa 50 bis 60% Polymerisatgehalt angewendet wird.