CH538356A

CH538356A - Verfahren zur Erhöhung der Festigkeitseigenschaften von zementgebundenen Span- oder Faser-Platten

Info

Publication number: CH538356A
Application number: CH1723171A
Authority: CH
Inventors: Simunic Branko
Original assignee: Simunic Branko
Priority date: 1971-11-26
Filing date: 1971-11-26
Publication date: 1973-06-30

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Festigkeitseigenschaften, insbesondere der Biege- und Querzugfestigkeit, von zementgebundenen Span- oder Faser Platten, insbesondere Wandplatten aus Holzspänen, Bagasse-, Flachs- oder anderen holzähnlichen Fasern, bei dem zunächst den Spänen bzw. Fasern Wasser und Zement beigemischt werden und dann ein Formling gebildet wird, der zur fertigen Platte gepresst und getrocknet wird.

Die nach diesem bekannten Verfahren hergestellten zementgebundenen Spanplatten weisen eine im Vergleich verhältnismässig geringe Querzugfestigkeit auf. Zur Verbesserung der Festigkeit, insbesondere der Biegezug- und Querzugfestigkeit, sind schon Verfahren bekanntgeworden, bei denen die Späne bzw. Fasern der Platte im wesentlichen parallel zueinander orientiert werden, weil durch eine solche Parallellage der Fasern eine mehrfach höhere Plattenfestigkeit erzielbar ist.

Der verfahrens- und vorrichtungstechnische Aufwand zur Erzielung einer möglichst genauen Parallelorientierung der Späne bzw. Fasern bei zementgebundenen Platten ist jedoch erheblich. Beispielsweise ist es bekannt, die mit Zement versehenen Fasern bzw. Späne ungeordnet auf ein System von parallelen, gegeneinander beweglichen stabartigen Elementen zu streuen, deren Abstände kleiner sind als die Länge der Fasern, worauf die Fasern durch die gegenseitige Bewegung der Elemente in die Längsrichtung dieser Elemente gedreht werden und in dieser Stellung auf ein darunter befindliches, plattenförmiges Siebband für die weitere Behandlung der Fasern fallen (CH-PS 469 558).

Diese bekannte Massnahme zur Erhöhung der Festigkeit von zementgebundenen Holzfaser- bzw. Holzspanplatten ist in der Praxis nicht nur technisch sehr aufwendig, sondern auch störanfällig und verteuert durch den verfahrens- und vorrichtungsmässigen Aufwand erheblich die Herstellung von zementgebundenen Holzspan-Platten. Zudem ist eine wirklich massgebliche Erhöhung der Festigkeit, insbesondere der Querzugfestigkeit, auch mit diesen bekannten umständlichen und aufwendigen technischen Massnahmen nicht zu erzielen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei zementgebundenen Platten eine wesentliche Erhöhung der Festigkeiten, insbesondere der Biege- und Querzugfestigkeit, zu erreichen. Das Verfahren soll es ermöglichen, auch die Kratzfestigkeit und die Wetterbeständigkeit zu erhöhen sowie das Schwinden und Quellen der Späne in der abgebundenen Platte zu vermeiden, wobei besondere technische Vorrichtungen oder betriebliche Massnahmen während des Fertigungsvorganges nicht mehr erforderlich sind.

Erfindungsgemäss wird dies bei dem eingangs erwähnten Verfahren dadurch erzielt, dass der Mischung aus Spänen bzw. Fasern mit Zement und Wasser eine wässerige Mischpolymerisatdispersion von 2,5-15 %, bezogen auf das Gewicht der Späne bzw. Fasern, zugesetzt wird. Vorzugsweise kommt als Polymerisat-Dispersion eine solche in Betracht, die ein Polyvinylchlorid-Mischpolymeres enthält, bei dem 5-50 Gewichtsprozent der Monomer-B estandteile Vinylchlorideinheiten sind. Bei einer weiteren Ausbildung des Verfahrens kann das Vinylchlorid-Mischpolymerisat als weitere Monomer Bestandteile einen Vinylester einer gesättigten Carbonsäure, Ester einer äthylenisch ungesättigten Carbonsäure und/oder ein Alken enthalten.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht das Vinylchlorid-Mischpolymerisat aus 25 bis 40 Gewichtsprozent eines Vinylesters einer Carbonsäure mit
1-3 Kohlenstoffatomen, 25-50 Gewichtsprozent einer Verbindung der Formel R1CH=CR3COOR2, worin R1 ein Wasserstoffatom, ein Alkylrest oder ein Rest der Formel -COOR2 ist, wobei R2 ein Alkylrest mit 4-8 Kohlenstoff atomen und R3 ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe bedeutet, sowie Vinylchlorid aufgebaut ist.

Das Vinylchlorid-Mischpolymerisat kann also beispielsweise aus 5M0 Gewichtsprozent Vinylchlorid
40-80 Gewichtsprozent eines Vinylesters mit 1-18 Kohlen stoffatomen im Säurerest und
5-25 Gewichtsprozent Äthylen aufgebaut sein.

Es kann empfehlenswert sein, die wässerige Polymer Dispersion ausserdem mit einem nichtionischen Emulgator und einem Schutzkolloid zu versehen.

Nachstehend wird ein Beispiel für das erfindungsgemässe Verfahren genannt.

Für eine Mischung aus Holzspänen, Zement und Wasser für etwa 1 Kubikmeter Fertigplatte werden verwendet:
750 kg Portlandzement
250 kg Holzspäne, z. B. Kieferspäne
5001 Wasser und etwa
9 kg Mischpolymerisat als Zusatzmittel, das der Mi schung vor der Bildung des Formlings beigegeben wird.

Durch die erfindunsgemässe Verfahrensweise wird überraschenderweise eine wesentlich bessere Haftung zwischen den einzelnen Spänen, also eine bessere Verbindung zwischen den Holzteilchen und damit auch eine wasserabweisende Wirkung erzielt. Die wesentlich verbesserte Haftung des Zementleimes an den Spanteilchen bzw. Fasern führt zu einer erheblichen Erhöhung der Querzugfestigkeiten, die bis zu 100% gegenüber den bisher bekannten Werten liegen kann.

Dies rührt daher, dass eine wesentlich gleichmässigere Verteilung der Zementpartikeln stattfindet, wodurch wiederum die bessere Haftung zwischen den einzelnen Spanteilchen erreicht wird. Ferner bildet die erfindungsgemässe Beimischung einer Polymerisat-Dispersion eine Art Verankerung der einzelnen Zementteilchen innerhalb der Holzfasern bzw. Holzteilchen. Ohne die erfindungsgemässe Beimischung findet nämlich keine Einfügung der an sich gröberen Zementpartikeln in den mikroskopisch feinen zellstruktur- bzw. röhrchenartigen Strukturaufbau des Holzes statt und erst durch den erfindungsgemässen Zusatz wird ein für die bessere Haftung benachbarter Spanteilchen bzw. Fasern notwendiges Binde- bzw. Verankerungsmittel geschaffen, welches eine innige Einlagerung bzw. Anlagerung der grösseren Zementteilchen in die vorhandenen feinsten Ausnehmungen im Zellaufbau des Holzes ermöglicht.

Eine weitere vorteilhafte Wirkung liegt darin, dass bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens eine Reduktion der Zementmenge und des Gewichts der Platte bei gleichen Festigkeitseigenschaften möglich ist. Weiterhin fällt, wie bereits erwähnt, das umständliche und teuere Richten der Späne weg, da die Festigkeiten in beiden Querrichtungen erheblich verbessert worden sind. Hierdurch wird vor allem auch eine wesentliche Verbilligung der Anlage erreicht und es fallen die bisher seit Jahrzenten in Kauf genommenen Betriebsstörungen weg. Schliesslich tritt auch eine Reduzierung des Raumgewichtes bei gleicher Querzugfestigkeit oder bei Aufrechterhaltung der gleichen Zementmenge wie bei den bisher bekannten Platten eine entscheidende Erhöhung der Querzugfestigkeit ein.

Da bei der erfindungsgemässen Verfahrenstechnik auch weniger Wasser aufgenommen wird, ergibt sich ferner eine verbesserte Wetterbeständigkeit, da die einzelnen Fasern bzw. Späne inniger aneinander verklebt sind und daher auch unter Einfluss der Feuchtigkeit auf die Platte eine verbesserte Haftung ergeben. Es wurde festgestellt, dass insbesondere auch das bisher in Kauf genommene Abheben der grösseren Späne bei entsprechender Feuchtigkeitseinwir kung auf die fertige Platte vermieden ist.

Durch die Erfindung werden diese fast alle technologisch wichtigen Eigenschaften der Platten in überraschender Weise verbessert. Es tritt nicht nur eine wesentliche Vergrösserung der Biegefestigkeit sowie der Querzugfestigkeit ein, sondern es tritt auch unerwarteter Weise eine erhebliche Verminderung der Dickenquellung und der Längsquellung auf. Demgemäss sind die erfindungsgemäss hergestellten Platten für fast alle technischen Ansprüche geeignet, die von einer hochwertigen Bauplatte gefordert werden. Dadurch, dass auch eine entscheidende Minderung der Wasseraufnahme der Platte erzielt wird, ergibt sich die hohe Wetterbeständigkeit. Auch ist die Plattenoberfläche bei einer Platte, die gemäss der Erfindung hergestellt ist, wesentlich glatter und in ihrer Feinstruktur geschlossener, was ebenfalls die Einsatzmöglichkeiten der Platte wesentlich vergrössert.

Claims

PATENTANSPRUCH

Verfahren zur Erhöhung der Festigkeitseigenschaften, insbesondere der Biege- und Querzugfestigkeit, von zementgebundenen Span- oder Faser-Platten, insbesondere Wandplatten aus Holzspänen, Bagasse-, Flachs- oder anderen holz ähnlichen Fasern, bei dem zunächst den Spänen bzw. Fasern Wasser und Zement beigemischt werden und dann ein Formling gebildet wird, der zur fertigen Platte gepresst und getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischung aus Spänen bzw. Fasern mit Zement und Wasser eine wässe rige Mischpolymerisat-Dispersion von 2,5-15 %, b bezogen auf das Gewicht der Späne bzw. Fasern. zugesetzt wird.

UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeich net, dass die Polymerisat-Dispersion ein Polyvinylchlorid Mischpolymerisat enthält, bei dem 5-50 Gewichtsprozent der Monomerbestandteile Vinylchlorideinheiten sind.

2. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vinylchlorid-Mischpolymerisat als weitere Monomer-Bestandteile einen Vinylester einer gesättigten Carbonsäure, Ester einer äthylenisch ungesättigten Carbonsäure und/oder ein Alken enthält.

3. Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vinylchlorid Mischpolymerisat aus 25-40 Gewichtsprozent eines Vinylesters einer Carbonsäure mit 1-3 Kohlenstoffatomen, 25-50 Gewichtsprozent einer Verbindung der Formel RlCH=CR3COOR2, worin R1 ein Wasserstoffatom, ein Alkylrest oder ein Rest der Formel -COOR2 ist, wobei R2 ein Alkylrest mit 4-8 Kohlenstoffatomen und R3 ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe bedeutet, sowie Vinylchlorid aufgebaut ist.

4. Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Vinylchlorid Mischpolymerisat aus 540 Gewichtsprozent Vinylchlorid, 4080 Gewichtsprozent eines Vinylesters mit 1-18 Kohlenstoffatomen im Säurerest und 5-25 Gewichtsprozent Äthylen aufgebaut ist.

5. Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1-4 dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Polymer-Dispersion ausserdem einen nichtionischen Emulgator und ein Schutzkolloid enthält.