DE1084017B

DE1084017B - Verfahren zur Herstellung von Form-koerpern, wie Behaelter, Moebelteile u. dgl. aus einer Mischung einer im Trocken-verfahren gewonnenen Holzfasermasse mit einem beschraenkten Bindemittelanteil

Info

Publication number: DE1084017B
Application number: DEW19337A
Authority: DE
Inventors: James R Roberts
Original assignee: Weyerhaeuser Timber Co
Current assignee: Weyerhaeuser Timber Co
Priority date: 1956-06-29
Filing date: 1956-06-29
Publication date: 1960-06-23

Description

DEUTSCHES

Es ist bereits bekannt, daß bei der Verformung von Mischungen aus zerfaserten Lignozellulosestoffen mit Bindemitteln Preßmischungen verwendet werden, die sich aus einem Anteil teurer Bindemittel und Lignozellulose-Füllmaterial zusammensetzen. Derartige Zusammensetzungen kennzeichnen sich dadurch, daß sie frei fließen und nach Anwendung von Hitze und Druck zu bestimmten Körpern erstarren, die den jeweils verwendeten Formen entsprechen. Gleichzeitig mit der erfolgreichen Verwendung dieser herkömmlichen Preßmischungen ergibt sich jedoch der Nachteil, daß das billige Lignozellulose-Füllmaterial nicht in anteilmäßig größerem Umfang eingesetzt werden darf. Wenn zuviel davon verwendet wird, hat der Formartikel eine zu geringe Festigkeit, ferner schlechte Oberflächeneigenschaften, da die Oberfläche keine einheitliche Farbtönung hat und nicht spiegelglatt ist, und hat schließlich auf der Oberfläche lose verbundene Fasern, die sich beim Handhaben des Formartikels abreiben.

Es ist ferner bekannt, daß bei der Verformung von zerfaserten Zellulosemischungen Mischungen verwendet werden, die einen überwiegenden Teil von Zellulosefasern mit einem sehr geringen Anteil von Bindemitteln enthalten und die Hitze und Druck ausgesetzt werden. Dies ist bei der Herstellung von Hartfaserplatten und ähnlichen Erzeugnissen der Fall. Diese Anwendungsmöglichkeit unterscheidet sich von dem erstgenannten Formungsverfahren dadurch, daß die wesentliche Wirkung der Warmpressung in der Verdichtung der Fasern und in ihrem Aneinanderkleben liegt, wodurch ein hartes Endprodukt mit großer Dichte erzielt wird. Derartige Erzeugnisse haben zwar den Vorteil, billig zu sein, jedoch lassen sich die zugrunde liegenden Mischungen nicht zur Herstellung von Formartikeln verwenden.

Dieses Problem hat in der Erfindung eine .Lösung gefunden; sie besteht darin, daß eine Mischung aus nicht aufgeschlossener Holzfasermasse mit einem beschränkten Bindemittelanteil in eine Form geblasen wird und vor dem Preßgang einer Heißdampfbehandlung unterworfen wird, bis sie einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 10 bis 40, vorzugsweise 20 bis 30 Gewichtsprozent und eine Temperatur von etwa 65 bis 150° C, vorzugsweise 95 bis 120° C, aufweist. Dieses Verfahren ermöglicht es, Formkörper, wie Stuhllehnen, Stuhlrücken und andere Möbelteile, Tabletts, Bürstengriffe, Behälter, Munitionskästen od. dgl., aus nicht plastischen Mischungen herzustellen, die bisher nur aus plastischen Mischungen mit hohem Bindemittelgehalt hergestellt werden konnten, was auf der überraschenden Tatsache beruht, daß die Holzfasermasse, der nur ein beschränkter Bindemittelanteil zugesetzt ist, durch die Heißdampfbehandlung plastisch Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, wie Behälter, Möbelteile u. dgl.

aus einer Mischung einer im Trockenverfahren gewonnenen Holzfasermasse mit einem beschränkten Bindemittelanteil

Anmelder:

Weyerhaeuser Timber Company,
Tacoma, Wash. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. O. Loesenbeck, Patentanwalt,
Bielefeld, Herforder Str. 17

James R. Roberts, Longview, Wash. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

und zum Fließen gebracht werden kann. Somit lassen sich nach dem neuen Verfahren profilierte Formkörper aller Art herstellen, wie es bisher nur mit der kostspieligen Mischung mit hohem Bindemittelgehalt möglich war, wodurch eine erhebliche Verbilligung in der Herstellung dieser Massenartikel erzielt ist. Dabei zeichnen sich die neuen Formkörper durch große Festigkeit und eine glänzende, abriebfreie Oberfläche aus. Besonders vorteilhaft ist es, aus dieser Mischung Gegenstände mit großen Abmessungen herzustellen.

Nach dem Verfahren können derartige Mischungen zur Herstellung von Gegenständen verwendet werden, deren endgültige Gestalt anders oder schärfer profiliert ist als diejenige der verfilzten Vorform, aus der die Gegenstände gepreßt sind. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Holzbestandteile der Mischung so vorbehandelt sind, daß sie sich gegeneinander verschieben können, um so die gewünschte Endprofilierung zu bilden. Flache Matten aus derartigen Mischungen lassen sich z. B. zu rechtwinkligen Tabletts verarbeiten, deren Seiten an den Ecken fest miteinander verbunden sind. Daneben lassen sich jedoch auch Gegenstände mit profilierteren Formen herstellen, wie z. B. Vasen oder Aschenbecher, von denen einzelne Teile Krümmungsgradien bis zu 8 mm haben können.

In der Praxis wird das neue Verfahren zweckmäßig in der Weise durchgeführt, daß zuerst eine bestimmte Menge zerkleinerten Zellulosematerials — möglichst zerfaserte Lignozellulose — vorbereitet wird. Diese

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wird dann mit mindestens etwa 10 — möglichst jedoch zwischen etwa 10 und etwa 40 Gewichtsprozent plastischen Bindemittels vermischt. Die somit gebildete Preßmischung wird dann zu einer vorbestimmten Form verfilzt, worauf dieser Filzkörper, dessen Dichte unter etwa 0,32kg/cdm liegt, der Einwirkung von Wasserdampf oder anderer heißer Feuchtdämpfe ausgesetzt wird.

Diese Dampfbehandlung wird mit Feuchtdämpfen durchgeführt, deren Wassergehalt, d. h. also deren Gehalt an kondensiertem Wasserdampf unter etwa 10 Gewichtsprozent liegt. Diese Behandlung wird so lange fortgesetzt, bis erstens die Temperatur des Filzkörpers einen Wert zwischen etwa 65 und etwa 150° C — vorzugsweise jedoch zwischen etwa 95 und etwa 120° C — erreicht hat und bis zweitens der Feuchtigkeitsgehalt des Filzkörpers durch Kondensation und Absorption einen Wert zwischen etwa 10 und etwa 20 — vorzugsweise jedoch zwischen etwa 20 und 30 Gewichtsprozent erreicht hat. Der auf diese Weise vorbehandelte Filzkörper wird dann — mit oder ohne Vorpressung — in den gewünschten Formartikel gepreßt.

Bei der praktischen Anwendung der Erfindung können die verschiedensten zerkleinerten Lignozellulosestoffe als Ausgangsmaterial eingesetzt werden. Obwohl unter anderem auch Sägemehl, Sägespäne, Holzmehl und die verschiedenen chemisch hergestellten Zellulosepulpen für das Verfahren geeignet sind, ist jedoch die Verwendung von zerfaserterLignozellulose vorzuziehen. Diese kann aus den verschiedensten Ausgangsstoffen, wie z. B. Rohr, Stroh oder Baumrinden, hergestellt sein, wird jedoch vorzugsweise aus zerfasertem Holz der verschiedenen Baumsorten bestehen.

Das Holz kann mit einer Anzahl von Einrichtungen in kleine Teilchen zerkleinert werden, wie z. B. mit Schleifmaschinen, Hobelmaschinen oder aber mit Zerfaserungsmaschinen der Bauart MacMillan, Bauer oder Allis-Chalmers, bei denen das Holz zu Fasern zerkleinert wird. Für die Zwecke der Erfindung erfolgt die Zerkleinerung des Holzes jedoch am günstigsten in einer Asplund-Zerfaserungsmaschine, in der das Holz zwischen etwa 6 Minuten und etwa ¹Ii Stunde lang einer Dampfbehandlung unter einem Druck von etwa 5,5 kg/qcm bis etwa 11 kg/qcm ausgesetzt wird, wodurch das Lignin erweicht. In dieser Dampfumgebung wird das Holz zwischen Metallscheiben zerrieben und zerfasert, wobei sich die Größenordnung der aus dem erweichten Holz hergestellten Fasern nach der Einstellung der Scheiben bestimmt. Die fertigen Fasern treten dann aus der Maschine ins Freie.

Die nach diesem Verfahren hergestellten, sogenannten Asplund-Fasern sind aus vielerlei Gründen für die vorliegenden Zwecke besonders geeignet. Erstens sind die Asplund-Fasern relativ klein, haben eine gleichmäßige Größe und enthalten einen hohen Prozentsatz verfilzbarer Einzelfasern oder geschmeidiger, verfilzbarer Faserbündel. Zweitens ist bei ihnen der Anteil an festen Teilchen sehr gering, die bei der Herstellung eines Filzes stören. Drittens enthalten die _Asplund-Fasern alle die im massiven Holz vorhandenen natürlichen Bindemittel, so daß zur Herstellung von widerstandsfähigen Formartikeln nur sehr wenig zusätzliche Bindemittel zugegeben zu werden brauchen.

Viertens ist die Asplund-Faser locker und ballt nicht, was Verpackung und Transport erleichtert. Fünftens wird das als Ausgangsmaterial verwendete Rohholz restlos ausgenutzt. Sechstens ist die Asplund-" Zerfaserungsmaschine so eingerichtet, daß die thermoplastischen Bindemittel direkt in die Maschine eingeführt werden können, ohne vorher emulgiert oder in einem Lösungsmittel aufgelöst werden zu müssen.

Dies vereinfacht den Vorgang der Bindemittelzugabe und macht alle Sondereinrichtungen für die Zubereitung der Bindemittel und die Rückgewinnung von Lösungsmitteln überflüssig. Ferner ist die Zugabe dadurch wirkungsvoller, daß die Bindemittel auf durch die Vorbehandlung weich und durchlässig gemachte Holzfasern treffen, so daß daher selbst wasserunfreundliche Bindemittel in oder auf die Fasern gebracht werden können. Darüber hinaus kann durch Veränderung der Zugabebedingungen der Grad der Durchdringung der Fasern mit den Bindemitteln geregelt werden. Alle diese Eigenschaften des Asplund-Verfahrens und der entsprechend hergestellten Fasern führen zur Bildung einer nichtballenden, leicht verfilzbaren Mischung aus Fasern und Bindemitteln, die für die Zwecke der Erfindung gut geeignet ist.

Alle thermoplastischen Bindemittel eignen sich einzein oder in Verbindung miteinander für die Zwecke der Erfindung, wobei die gewünschten Festigkeiten, Härten, Oberflächeneigenschaften usw. des herzustellenden Formartikels die Wahl der jeweiligen Bindemittel bestimmen. Zu diesen rechnen beispielsweise die verschiedenen Arten von Asphalt und Gilsonit; die thermoplastischen Zelluloseäther, einschließlich Äthylzellulose, Benzylzellulose usw.; die thermoplastischen Zelluloseester, wie z. B. Zelluloseazetat; die thermoplastischen Kumaronharze; die thermoplastischen Kutnaron-Inden-Harze; die thermoplastischen PoIyvinylharze, einschließlich Polyvinylchlorid, Polyvinylazetat und deren Mischpolymerisat; die thermoplastischen Alkydharze; die thermoplastischen Polystyrole; und Kolophonium. Ebenfalls geeignet sind solche Harzkondensate aus Harnstoff und einem Aldehyd und aus Phenol und einem Aldehyd — wie z. B. Phenol-Formaldehyd-Harze ■—■, die zumindest im Anfang des Preßvorganges thermoplastische Eigenschaften haben.

Besonders gut geeignet ist ein Holzpechprodukt, das aus Fichten extrahiert und unter der Handelsbezeichnung »Vinsolharz« vertrieben wird. Es handelt sich hierbei um ein Nebenprodukt, das bei der Herstellung von Kolophonium aus Fichtenholz abfällt und übrigbleibt, nachdem das Terpentin abdestilliert ist und das Kolophonium durch ein Kohlenwasserstofflösungsmittel — wie z. B. Benzin ■— extrahiert worden ist.

Die relativen Anteile von thermoplastischen Bindemitteln und Zellulosematerial können entsprechend den besonderen Eigenschaften der Mischung und den beabsichtigten Zwecken innerhalb bestimmter Grenzen verändert werden. Ganz allgemein muß jedoch ein genügend großer Anteil Bindemittel verwendet werden, um der Mischung thermoplastische Eigenschaften zu verleihen, so daß bei deren Warmverformung die Zelluloseteilchen vom erweichten Bindemittel dergestalt geschmiert werden, daß ein plastischer Fluß oder zumindest aber eine Verschiebung der Fasern untereinander eintritt und somit die Form gut ausgefüllt wird. Der Mindestgehalt an Bindemitteln liegt bei 10 Gewichtsprozent der trockenen Preßmischung. Hierdurch unterscheiden sich die der Erfindung zugrunde liegenden Preßmassen klar von denen, die zur Herstellung von Hartfaserplatten verwendet werden, wobei den letzteren der plastische Fluß fehlt und diese nur einen kleinen Anteil — gewöhnlich unter 5 Gewichtsprozent ■—· Bindemittel enthalten, die in diesem Falle nur als Klebemittel dienen.

Die obere Grenze des Bindemittelanteils bestimmt sich im Rahmen dieser Erfindung weitgehend nach der

Art des verwendeten Bindemittels sowie auf Grund von praktischen Überlegungen in Anbetracht seines relativ hohen Preises. Die obere Anteilsgrenze für das Bindemittel liegt also dort, wo eine bestmögliche Schmierung der Fasern erreicht wird und alle Lücken ausgefüllt werden, ohne daß die Fasermischung durch den Zusatz von Bindemitteln so weit verdünnt wird, daß die durch die Faserverschlingungen erzielte Festigkeit beeinträchtigt wird. In der Praxis liegt diese Grenze bei etwa 40 Gewichtsprozent, obwohl es in besonderen Fällen zweckmäßig oder notwendig sein kann, einen größeren Anteil an Bindemitteln einzusetzen.

Das Bindemittel kann in verschiedener Weise dem Der Körper wird nunmehr durch Behandlung mit heißen Feuchtdämpfen für die Endpressung vorbereitet. Bei dieser Dampfbehandlung werden vorzugsweise Wasserdampf und angefeuchtete Heißluft verwendet. Der Wasserdampf kann hierbei entweder gesättigt, ungesättigt oder überhitzt sein. Es versteht sich jedoch, daß, wenn gesättigter Wasserdampf nicht unter Gleichgewichtsbedingungen verwendet wird, dieser einen zusätzlichen Gehalt an freiem Wasser haben kann, der jedoch nicht über einer kritischen Grenze von etwa 10 Gewichtsprozent liegen darf, wie weiter unten näher zu erläutern sein wird. Obwohl unter heißen Feuchtdämpfen in erster Linie Wasserdampf und angefeuchtete Heißluft zu verstehen sind,

Zellulosebestandteil der Preßmischung zugesetzt wer- 15 können auch andere Dämpfe, wie z. B. angefeuchteter

den. Wenn das Zellulosematerial aus Holzschnitzeln gewonnen wird, kann das Bindemittel diesen vor ihrer Zerkleinerung zu Fasern oder Holzteilchen oder aber auch während des Zerkleinerungsvorganges zugesetzt Stickstoff, angefeuchtetes Kohlendioxyd oder angefeuchtete Verbrennungsgase, verwendet werden.

Die Bedingungen, unter denen der vorgeformte Körper der Einwirkung von Wasserdampf oder ande-

werden. Auf diese Weise wird das Bindemittel von 20 ren heißen Feuchtdämpfen ausgesetzt wird, sind für

den gleichen Einrichtungen auf die ganze Masse der Preßmischung verteilt, die auch das Holz zerkleinern. Wenn — wie am zweckmäßigsten — eine Asplund-Zerfaserungsmaschine zum Zerkleinern des Holzes verwendet wird, läßt sich das Bindemittel der Mischung dadurch vorteilhaft zusetzen, daß man es unmittelbar vor oder hinter den Scheiben in die Asplund-Zerfaserungsmaschine einführt. Da das Bindemittel unter der in der Asplund-Maschine ausgeübten Dampfeinwirkung weich wird, ist eine besonders gute Vermischung mit der Zellulosemasse gewährleistet. Wenn gewünscht oder erforderlich, kann jedoch ein bestimmter Teil des Bindemittels dem Zellulosematerial erst nach dessen Zerkleinerung zu Fasern oder Holzteilchen zugesetzt werden. In diesem Falle kann das Bindemittel heiß auf die Fasern versprüht und mit ihnen vermischt werden, oder aber es kann in fester Form den Fasern unter kräftigem Rühren zugesetzt werden, um eine einheitliche Verteilung auf die ganze Masse zu erzielen.

Bei Anwendung des vorstehenden Verfahrens erhält man eine Preßmischung, die sich gut in den gewünschten Körper verfilzen oder verformen läßt. Dies kann beispielsweise durch Naßverfilzung geschehen, wobei die Fasermischung in einer relativ großen Menge Wasser suspendiert und die entstandene Aufschwemmung dann auf ein Sieb geleitet wird. Nach dem Ablaufen des Wassers bildet sich eine nasse Filzmatte, die nach dem Trocknen entsprechend dem hierin beschriebenen Verfahren weiterverarbeitet werden kann.

Vorzugsweise kann die Fasermischung aber auch durch Trocken- oder Feuchtverfilzung zu einer Filzmatte oder einer bestimmten Filzform verarbeitet werden. Hierbei erhält das Material in einer Filzmaschine seine gewünschte Gestalt, wobei entsprechend angebrachte Siebe dafür sorgen, daß sich das Material richtig verteilt und die Luft entweichen kann. Bei diesem Vorgang wird eine abgewogene Menge Material in ein schneilaufendes Flügelgebläse eingeführt, in dem ein der Art und Größe der Vorform entsprechender Luftdruck erzeugt wird. Dann wird das Material zur Bildung des Filzkörpers oder der Vorform in die Formschablone geblasen oder gesogen. Der entstehende Körper hat sowohl bei der Naßverfilzung mit anschließender Trocknung als auch bei der Trockenoder Feuchtverfilzung eine Dichte von höchstens etwa 0,32 kg/cdm, so daß sich eine offene, dampfdurchlässige Struktur ergibt, die für die nachfolgende Dampfbehandlung geeignet ist.

den Erfolg des hierin beschriebenen Verfahrens entscheidend. Folgende Faktoren sind sorgfältig zu beachten: der Gehalt des Dampfes an freiem Wasser, der Temperaturanstieg im vorgeformten Körper infolge der Dampfeinwirkung sowie der vom Dampf dem Filzkörper mitgeteilte Feuchtigkeitsgehalt.

Der Gehalt des Dampfes an freiem Wasser muß unter etwa 10 Gewichtsprozent gehalten werden. Wenn mehr kondensierter Wasserdampf vorhanden ist, ist die Erhitzung des Filzkörpers unzureichend, da die vom heißen Wasser auf den Filz übertragene Hitzemenge im Verhältnis zu derjenigen klein ist, die durch die Kondensation von Wasserdampf übertragen wird. Ferner wird bei Anwesenheit von zuviel Wasser der Preßvorgang länger und komplizierter, da die Verdampfung von überschüssigem Wasser Zeit erfordert, was gleichzeitig leicht zur Bildung von Rissen oder Blasen im Endprodukt führen kann. Weiterhin ist es bei Anwesenheit einer zu großen Menge freien Wassers nicht möglich, die erforderliche gleichmäßige Erhitzung und gleichmäßige Durchfeuchtung des Filzkörpers zu erzielen.

Die Temperatur, auf die der Filzkörper zu bringen ist, muß einerseits so hoch sein, daß das Bindemittel weich und die Mischung plastisch wird, muß aber andererseits so niedrig gehalten werden, daß die vorhandenen thermoplastischen Bindemittel nicht vorhärten, daß das Bindemittel nicht verflüchtigt und daß weder das Lignozellulosematerial noch das Bindemittel versengt oder beeinträchtigt werden. Die Temperatur, auf die der Filz unter Vermeidung der vorgenannten Schwierigkeiten zu bringen ist, liegt demnach im weiten Bereich zwischen etwa 65 und.etwa 150° C, wobei jedoch eine Temperatur zwischen etwa 95 und etwa 120° C vorzuziehen ist.

Die Behandlung mit heißen Feuchtdämpfen über etwa 65° C wird so lange fortgesetzt, bis der Filzkörper infolge von Kondensation, Absorption und Dampfdurchfluß einen Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 10% hat. Dies ist die untere Grenze, bei der die hierin beschriebenen Vorteile einer derartigen Behandlung zur Geltung kommen. Wenn jedoch der Feuchtigkeitsgehalt des Filzkörpers über etwa 40% liegt, machen sich die Nachteile bemerkbar, die weiter oben in Zusammenhang mit der Einwirkung von freiem Wasser auf den Filz beschrieben wurden. Diese Nachteile sind beispielsweise: längere Preßdauer; Schwierigkeiten infolge von Riß- und Blasenbildungen; Festkleben an der_; Form usw. Der dem Filzkörper mitzuteilende Feuchtigkeitsgehalt liegt

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vorzugsweise zwischen etwa 20 und etwa 30 Gewichtsprozent.

Die Durchfeuchtung des Filzes in der vorstehend beschriebenen Weise bietet zahlreiche wesentliche Vorteile;

An erster Stelle verhindert sie die Austrocknung des Lignozellulosematerials und durchfeuchtet dieses bis auf einen optimalen Punkt, wobei die Zellulosemasse wie auch das Bindemittel plastische Eigen-Wenn zur Vorpressung oder zur Endpressung eine ungeheizte Presse benutzt wird, ist es offensichtlich, daß die im durchfeuchteten Filz gespeicherte Hitze zur Formung und zur zumindest teilweisen Trocknung des Produktes ausreicht. Obwohl die Presse nicht von außen her beheizt wird, erwärmt sie sich doch durch den dauernden Kontakt mit den aufeinanderfolgenden Chargen von heißen Filzkörpern, so daß die auf diese Weise gespeicherte Hitze den Preß-

schaften erhalten. Dies führt zu einer größeren Festig- io Vorgang weiterhin erleichtert. Falls die Filzkörper bei keit des endgültigen Formartikels und verhindert die der Verformung in einer ungeheizten Presse nicht im

Bildung von sich lösenden Schichten, da die Zellulosefasern beim Preßvorgang miteinander verschlungen und \'erklebt werden können, da sie sich in einem flexiblen, plastischen Zustand befinden. Die Fasern sind also nach dem Pressen fest miteinander verklammert und können nach dem Herausnehmen des Formartikels aus der Presse nicht mehr auseinanderspringen, wie dies bei einer Trockenpressung der Fall gewünschten Maß austrocknen, kann anschließend an den Preßvorgang eine Lufttrocknung in einem Ofen vorgenommen werden.

Bei Verwendung einer geheizten Presse bestimmen Filzdicke, Profilierung der Form, Eigenschaften der Preßmischung usw. die vorzusehenden Preßzeiten, Preßdrücke und Preßtemperaturen. Im allgemeinen ist jedoch bei Verwendung von geheizten Formen

wäre. Dieser Faktor spricht entschieden für die An- 20 eine Temperatur zwischen etwa 95 und etwa 200° C

wendung des hierin beschriebenen Verfahrens, bei dem billige, ganz aus Holz hergestellte Asplung-Fasern den Hauptbestandteil der Preßmischung ausmachen.

zu wählen. Die anzuwendenden Preßdrücke liegen je nach Filzdicke, Temperatur und gewünschter Dichte im weiten Bereich zwischen etwa 7 und etwa 140 kg/ qcm. Die Preßzeiten reichen von wenigen Sekunden

Die Durchfeuchtungsbehandlung verhindert ferner 25 für die weiter oben beschriebenen Kaltpressungen bis

' sehr

hinauf zu 5 Minuten oder darüber für dicke, dichte Produkte mit glänzender Oberfläche.

Das Verfahren nach der Erfindung wird nunmehr an Hand der folgenden Beispiele erläutert, wobei unter Anteilen jeweils Gewichtsanteile zu verstehen sind.

das Austrocknen der Filzoberfläche während des Preßvorganges; denn die Platten der Presse sind heiß und würden sonst beim Füllen und Schließen der Presse die Filzoberfläche vor dem eigentlichen Pressen austrocknen. Es werden also — was sonst der Fall wäre — keine Fasern von der Oberfläche des Formartikels losgerissen, so daß sich spiegelglatte Flächen ergeben.

Ein weiterer wichtiger Vorteil der Einbeziehung des Durchfeuchtungsvorganges in den hierin behandelten Produktionsprozeß liegt darin, daß viele zellulosehaltige Materialien beträchtliche Mengen wasserlöslicher Bestandteile haben. Diese haben schon von vornherein bindende Eigenschaften. Während des

Durchfeuchtungsvorganges werden diese Bestandteile 40 Holzfasern hat einen gleichmäßigen Gehalt von Harz aufgelöst und auf die Oberflächen der Zelluloseteilchen und befindet sich in Form von trockenem, fleckigem, verteilt, wo sie als Bindemittel wirksam werden und nicht zusammenhängendem, verfilzbarem Zustand in dadurch die Festigkeit des Endproduktes erhöhen. der Masse. Es wird in abgewogenen Mengen in ein

Weiterhin gibt es noch zahlreiche andere Vorteile, Gebläse gebracht und in eine Form entsprechender die sich bei der Durchfeuchtung des Filzes entspre- 45 Gestaltung und Dimension geblasen.

Ausführungsbeispiel 1

Es sollen Bürstengriffe hergestellt werden.

Das in einem Asplund-Defibrator gewonnene Fasermaterial wird mit 30% des unter dem Handelsnamen bekannten Vinsolharzes versetzt in einer Vorheizkammer der Maschine. Die Mischung von ganzen

chend der oben gegebenen Beschreibung ergeben. Die größere Plastizität der Masse gestattet z. B. eine stärkere Verdichtung. In der Presse wird weniger Druck für die Verdichtung benötigt. Die plastische Mischung läßt sich zu Formartikeln mit komplexen Profilen verarbeiten. Ein weiterer sehr wichtiger Vorteil liegt darin, daß der Filz sich nach der Durchfeuchtungsbehandlung in einer ungeheizten Presse verformen läßt, wobei die Aufenthaltszeit in der Presse 5 oder 6 Sekunden beträgt gegenüber mehreren Minuten, die sonst erforderlich wären.

Der letzte Arbeitsgang des hierin beschriebenen Verfahrens besteht in der Pressung des durchfeuchteten Filzkörpers, wobei dieser auf die gewünschte Form und Dichte zusammengedrückt wird. Wie schon oben erwähnt, kann dieser Vorgang mit oder ohne Vorpressung in geheizten oder ungeheizten Pressen erfolgen. Eine Vorpressung erfolgt im allgemeinen dann, wenn eine solche zur Stabilisierung und besseren Handhabung der Filzmatte oder des Filzkörpers erwünscht oder erforderlich ist, und wenn das Einsetzen des vorgepreßten Körpers für die Endpressung in die Form erleichtert werden soll. Die Vorpressung kann in gewöhnlichen, geheizten oder ungeheizten Pressen vorgenommen werden.

In dieser Form wird das Gemisch der Wirkung von Dampf mit Atmosphärendruck unterworfen, der einen flüssigen Wasserbestandteil von weniger als 10'% des Gewichtes hat. Die Dampfbehandlung wird fortgesetzt, bis der Feuchtigkeitsgehalt des Filzes durch Kondensation und Absorption den Wert von etwa 30% des Gewichtes und die Temperatur von etwa 130° C erreicht. Der angefeuchtete Filz wird dann in eine Presse gebracht und auf 180° C erhitzt und dann bei 20kg/qcm für eine Zeit von etwa 30 Sekunden gepreßt. Die Form der Presse muß natürlich dem herzustellenden Gegenstand entsprechen. Die so erhaltenen Bürstenkörper haben eine gute Oberflächenbeschaffenheit, eine Dichte von 1,3 kg/cdm und einen Bruchmodul von 680 kg/qcm.

In einem Kontrollexperiment ist die Behandlung mit Wasserdampf ausgelassen. Das Ergebnis sind Bürstenkörper mit unbefriedigenden Eigenschaften, mit einer rauhen Oberfläche, die lose Fasern hat, die leicht abgerieben werden können, und die im Gefüge Risse aufweist.

60 Ausführungsbeispiel 2

Dieses Beispiel illustriert die Anwendbarkeit der Erfindung für die Herstellung von formbaren Mi-

Claims

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schungen, die durch eine kalte Preßoperation ver- Mulde mit dem Bienenwabenmuster gebracht und auf formt werden können. eine Temperatur von etwa 180° C gehalten. Die Eine gewisse Quantität von aufbereiteter Ligno- Matte wird in dieser Mulde für eine Zeit von etwa zellulose, vorzugsweise in Faserform, wird mit einem 2,5 Minuten gepreßt. Der so hergestellte Druckstock Bindemittel gemischt, das 35 % extrahiertes Fichten- 5 hat eine Dicke von 22,2 mm, eine Dichte von 0,95 kg/ holzpech und 5 % Kautschukmilchgummi enthält. edm und eine glatte, harte, gegen Abrieb widerstands-Diese Mischung wird in eine Form geblasen, die die fähige Oberfläche und große Festigkeit.
Gestalt des herzustellenden Gegenstandes hat. Der so In gleicher, Weise wie bei den beschriebenen Aushergestellte Filz oder Preßling in der Form wird führungsbeispielen können Gegenstände der verschiedann mit gesättigtem Dampf behandelt, der einen io densten kompliziertesten Gestaltungen hergestellt flüssigen Wasserbestandteil von weniger als 10% des werden. Es ist dabei auch möglich, statt des Wasser-Gewichtes hat, und zwar unter folgenden Bedingun- dampfes feuchte heiße Luft zu verwenden, die beigen: spielsweise eine Temperatur zwischen etwa 95 und

Dampfdruck 2,9 kg/qcm 200° C und einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 40

Dampf temperatur 142° C ¹S bis 80% des Volumens hat.

Dampfbehandlung 10 Sekunden ^A^f diese Weise lassen sich feste Gegenstände beTemperatur des Filzes 95° C liebiger Gestalt herstellen. Den Gegenständen können

Feuchtigkeitsgehalt des Filzes 30% beliebige Dichten gegeben werden, sie können dünnen

oder dicken Querschnitt haben. Das Hauptcharakte-

Sofort nach der Dampfbehandlung wird dieser so ristikum des neuen Verfahrens besteht darin, daß als

Filz in eine unbeheizte Presse gebracht und für Ausgangsmaterial in der Hauptsache Cellulose und

15 Sekunden gepreßt. Der so hergestellte Gegenstand nur wenig thermoplastische oder wärmehärtende Bin-

hat eine gleichmäßige glänzende Oberfläche und einen der verwandt werden, so daß die Produkte billig her-

Bruchmodul von 640 kg/qcm. zustellen sind.

Ausführungsbeispiel 3 *⁵ Patentansprüche:
Dieses Ausführungsbeispiel zeigt die Anwendbarkeit des Verfahrens unter anderen Bedingungen als 1. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, bei dem Ausführungsbeispiel 1. wie Behälter, Möbelteile u. dgl., aus einer im Eine Mischung von 70% defibriertes Holz und 3° Trockenverfahren gewonnenen Holzfasermasse 30% Fichtenholzpechextrakt ist trocken verfilzt in mit beschränktem Bindemittelgehalt, dadurch gedie Form eines Behälters für Heeresleuchtkugeln ge~ kennzeichnet, daß die in die Form geblasene Mibracht. Die Form ist dann mit Dampf behandelt, der schung vor dem Preßgang einer feuchten Heizeinen geringeren Flüssigkeitsbestandteil als 10% hat, dampfbehandlung unterworfen wird, bis sie einen unter folgenden Bedingungen: 35 Feuchtigkeitsgehalt von etwa 20 bis 30 Gewichts-

Dampfdruck 0 kg/qcm P™f_o ^e^ «f^d >^ine Temperatur von etwa 95 bis

(atmosphärisch) ¹²J ζ anweist.

Dampf temperatur 100° C 2 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

Dampfbehandlung 60 Sekunden zeichnet, daß dem in die Asplund-Zerfaserungs-

Temperatur des Filzes .. 95° C ⁴° maschine eingeführten Holz der Bindemittelanteil Feuchtigkeitsgehalt des zugesetzt und die Mischung am Ende des Arbeits-Filzes 15% ganges in die Form zur Heißdampfbehandlung geblasen wird.

Dieser Filz ist dann in einer beheizten Presse mit 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

einer Temperatur von 120 bis 125° C für eine Zeit 45 zeichnet, daß ein Gehalt an thermoplastischem

von 12O¹ Sekunden gepreßt. Der so erhaltene Behälter bzw. wärmehärtendem Bindemittel von etwa

hat eine Oberfläche, die in jeder Beziehung zufrieden- 10 bis 40 Gewichtsprozent des Lignozellulose-

stellend ist, und einen Br,uchmodul von 680 kg/qcm. bestandteiles zugesetzt wird.

. _r.., ..... 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

Ausfuhrungsbeispiel 4 _{50 zeichnetj daß als} Bindemittel vorzugsweise Fich-

Dieses Beispiel illustriert die Anwendung des Ver- tenholzpech oder Asphalt Verwendung findet,

fahrens bei Mischungen der Lignozellulose mit einem 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

Phenolaldehydharz. zeichnet, daß die Heizdampfbehandlung in der

Leichte Druckstöcke mit einem Bienenwabenmuster Preßform selbst erfolgt.

auf der Rückseite werden in folgender Weise herge- 55 6. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekenn-

stellt: zeichnet, daß die Heizdampfbehandlung in einer

Die Fasern werden mit 3% des Gewichtes mit Form zur lediglichen Vorverformung, die Nach-

wärmehärtendem Phenolaldehydharz vermischt und verformung dann bei höherer Temperatur und

in den Asplund-Defibrator eingeführt. Die sich er- höherem Druck erfolgt.

gebende Mischung von Harz und Fasern wird dann 60 7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch

pneumatisch in eine flache Matte mit einer Dichtig- gekennzeichnet, daß die Mischung vor der Heiß-

keit von etwa 0,063 kg/cdm gebracht und verfilzt. Die dampfbehandlung zur Naßverfilzung in Wasser

Matte wird dann 10 Sekunden mit Dampf von 100° C aufgeschlämmt und danach auf ein Sieb geleitet

und Atmosphärendruck behandelt. Diese Behandlung wird,
gibt der Matte eine Temperatur von etwa 80° C und 65

einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 20% des Gewich- In Betracht gezogene Druckschriften:

tes. Deutsche Patentschrift Nr. 900 996;

Die mit Dampf behandelte Matte wird dann sofort deutsche Auslegeschrift H 13468Ib/381 (bekanntin einer flachen Form vorgepreßt, um sie selbsttra- gemacht am 29. März 1956);
gend zu machen. Danach wird sie in eine beheizte 70 USA.-Patentschrift Nr. 2 503 407.

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