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Verfahren zum Imprägnieren von vorgeformtem Beschalungsmaterial mit
einem Bindemittel Poröse brettartige Gegenstände wie feste faserige Tafeln, die
aus einer kompakten Matte von Holzwolle oder Holzspänen bestehen, welche mit einem
erhärtenden Bindemittel versehen sind, werden für die verschiedensten Zwecke wie
Deckentäfelung in Räumen, Dachbedeckung, Obergesimsverschlägen usw. verwendet. Sie
besitzen gute strukturelle, isolierende und akustische Eigenschaften und haben auch
ein gutes Aussehen.
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Produkte dieser Art haben eine Vielzahl von Ritzen und Durchgangen
in ihrem Aufbau. Sie absorbieren daher leicht Feuchtigkeit und sind nicht zur Verwendung
in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit geegnet, da eine zu starke Wasserabsorption
zu einer Zerstöerung ihrer physikalischen Eigenschaften und ihres Aussehens führen
kann. Es sind daher Versuche zur Auffindung von Matenahen unternommen, die als Imprägnierungsmittel
zur Verbesserung der physikalischen genschaften dieser
Produkte
und damit grösserer Verwendbarkeit dienen können.
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Man hat hierzu plastische Schäume wie Polystyrole, Polyurethane und
dgl. verwendet. Diese Stoffe haben sich als sehr geeignet für diesen Zweck erwiesen.
Jedoch zeigen die Verfahren zur Einverleibung der plastischen Schäume noch wesentliche
Nängel.
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Die Erfindung betrifft die Herstellung von Bau- undioder Verkleidungsmaterial
wie Faserplatten und insbesondere ein Verfahren zum imprägnieren von vorgeformten
Produkten mit einem plastischen Schaum.
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Ziel der Erfindung ist insbesondere ein Verfahren zum Impragnieren
von vorgeformten porösen Platten, die eine Vielzahl von Zwischenräumen und Durchgängen
haben, mit einem plastischen Schaum, wobei der Schaum an Ort und Stelle (in situ)
gebildet wird. Das Auftragen und Erhärten des Schaumes erfolgt ohne Beschädigung,
wodurch eine Zerstörung seiner Zellularstruktur vermieden wird, desgleichen eine
Schädigung der Struktur der porösen Platte.
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Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, das) ein
schaumfähiges Harz auf der Oberfläche einer vorgeformten porösen Fläche (Platte)
gebildet und dann die Fläche über eine Vorrichtung, z. 3. eine Vakuumpumpe, geleitet
wird, die eine Zone mit Unterdruck erzeugen kann. Dabei ist die Platte so gelagert,
dass die Oberfläche, die der mit dem plastischen Schaum bedeckten Oberfläche entgegengesetzt
ist, auf der Vorrichtung aufliegt. Durch den Druckunterschied wird das Harz in das
innere der porösen Platte gedr[ickt bzw. gesaugt7 wobei es sich ausdehnt und
so die Zwischenräume ausfüllt. Die Augdehnung der geschäumten plastisohen Nasse
erfolgt direkt in den; Räumen, die imprägniert werden sollen, und stört nicht das
Auf tragen und Erhärten des Schaumes. In flüssigem Zustand
dringt
die Schaummasse leicht in das Innere der porösen Platte ein. Auf diese Weise werden
die physikalischen Eigenschaften des vorgeformten Gegenstandes nicht beeinträchtigt.
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In Verbindung mit der Zeichnung wird das Verfahren näher erläutert.
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Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur kontinuierlichen
Imprägnierung einer Platte, Fig. 2 zeigt eine Platte im fertigen Zustand.
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Der vorgeformte Gegenstand hat eine relativ poröse Struktur, die ausreichend
stabil ist, um dem sich beim Ausdehnen des Schaumes bildenden Druck zu widerstehen.
Vorzugsweise erfolgt das erfindungsgemässe Verfahren an einem Basisprodukt, das
aus einer kompakten Matte aus faserigem Material besteht wie z. B. mit einem Bindemittel
verbundene Holzspäne. Produkte dieser Art sind im Handel in Dicken von 2,5, 5,0
und 7,5 cm mit Dichten von 0,272 bis O,L00 g/ccm erhältlich. Die physikalischen
Eigenschaften der Produkte sind unterschiedlich und hängen vom Verwendungszweck
ab.
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Verschiedene plastische Schaumstoffe sind zum Imprägnieren geeignet.
Irgendwelche plastische Rarze, die in flüssigem schaumfähigen Zustand erhältlich
sind, wie PolyurethaneS Epoxide, und dgl., sind für das Verfahren geeignet. Von
diesen haben sich die Polyurethane als am geeignetsten erwiesen. Polyurethanschäume
lassen sich in verschiedenen Festigkeitsgraden von dehnbar bis sehr hart erzeugen.
Vorzugsweise werden llartoe Polyurethanschäume verwendet, da sie einen hohen Prozentsat-z
an geschlossenen Zellen besitzen, wodurch die Schäume stern hydrophob werden und
ausgezeichnete wärmeisolierende Eiren--schaften haben.
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Polyurethanschäume werden im allgemeinen aus einem Polyisocyanat,
einer aktiven Wasserstoff enthaltenden Verbindung und
einem Gasbildner
zusammen mit anderen Zusätzen wie Emulgatoren bekannter Art hergestellt. Durch den
Gasbildner wird eine Zellularstrukt@r gebildet. Der Gasbildner kann eine inerte
relativ niedrig siedende organische Flüssigkeit wie Trichlormonofluormethan sein,
die bei der Wärme verdampft, welche bei der Polym@rbildungsreaktion entsteht. Der
Gasbildner kann auch Wasser sein, das mit den -NCO-Gruppen des Polyisocyanats unter
Bildung von CO2 reagiert. Begrifflich können beide Methoden zur Herstellung von
Gas zusammen angewandt werden.
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Jede der Methoden@ die als Einstufen-Verfahren ("one shot") oder Prepolymerverfahren
bekannt sind, werden zur Bildung der Polyurethanschäume angewandt. Beim Einstufenverfahren
werden alle Komponenten des Ansatzes gleichzeitig zusaminenßre bracht, worauf die
Polymerbildung und anschliessende Ausdehnung erfolgt. Beim Prepolymerverfahren wird
ein Teil des Polyisocyanatanteils anfänglich mit der aktiven Wasserstoff enthaltenden
Verbindung unter Bildung eines Semipolymers zur Jteaktion gebracht, weiches nach
und nach mit dem Rest des Polyisocyanats und anderen Zusätzen unter Bildung des
Polyurethans vereinigt wird. Vorzugsweise wird für das erfindungsgemässe Verfahren
die letztere Methode angewandt, da bei der Endreaktion, ; die im Innern der porösen
Platte stattfindet, weniger Wärme entsteht. Die Möglichkeit eines Versengens des
Materials wird dadurch verringert. Die Dichte des Schaumimprägnierungsmittels kann
beträchlich entsprechend den gewünschten Eigenschaften des Endprodukts variieren.
Harte Polyurethanschäume haben normalerweise eine Dichte von etwa 0,032 bis 0,08
g/ccm oder mehr.
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Die Viskosität der Polyurethanreaktionsmischung ist so hoch, dncs
diese leicht in die freien Räume des porösen Platte materials eindringen kann. Jedoch
ist zu beachten, dass mit dem Fortschreiten der Polymerisationsreaktion die Viskosität
des Reaktionsgemisches mit konstanter Beschleunigung zunimmt.
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Weiterhin erfolgt die Polymerisation und Ausdehnung des Polymers in
einer relativ kurzen Zeit nach dem Zusarnirentringen der Komponenten, d. h. in etwa
30 Sekunden und weniger. Um sicher zu stellen, dass die Schaummasse in das Innere
der porösen Platte bis zur geamnschten Tiefe eindringt und die Ausdehnung des Polymers
eintritt, wird die Platte über eine Zone mit Unterdruck nnniittelbar nach dem Aufbringen
des Harzes auf die obere Oberfläche geleitet.
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.Die Eindringtiefe der Schaummasse hängt von verschiedenen Faktoren
ab wie Porosität der Plattenstruktur, Viskosität der Harzmasse und Höhe der Druckdifferenz.
Die Platten können vollständig oder nur zum Teil imprägniert werden. Vorzugsweise
werden die Platten bis zu einer Tiefe von 1,25 bis 5 cm imprägniert. In jedem Fall
verbessern sich die physikalischen Eigenschaften mit steigender Imprägnierungstiefe.
Faserige Panele können bis zu 30 oder 40 Vol.% an freien Räumen im Innern haben.
- Wenn ein Gegenstand dieser Art vollständig imprägniert ist, kann ein entsprechender
Prozentsatz von Schaummasse im Endprodukt einverleibt werden.
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Die erfindungsgemäss imprägnierten Gegenstände zeigen einen bemerkenswert
hohen Widerstand gegen. Feuchtigkeit. Sie besitzen hohe Festigkeit, und hohe thermale
und akustische Eigenschaften. Weiterhin kann die Feuersicherheit durch Zusatz von
entsprechenden feuerhemmenden Stoffen zur Schaummasse gesteigert werden.- Verbindungen
dieser Art sind-Antimonoxid, Trikresylphosphat, aktiven Wasserstoff enthaltende
Verbindungen mit PhDsphor-,.Chlor- oder Brombindungen. Durch Zusatz von Farbstoffen
zum Harz können dekorative Wirkungen erreicht werden.
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Zur Durchführung des Verfahrens wird vorzugsweise eine Vorrichtung
verwendet, die im folgenden an Hand der Zeichnung näher beschrieben wird:
Nach
Fig. 1 wird die vorgeformte Platte 10 auf einem Transportband 12 kontinuierlich
vorwärts bewegt. Beim Transport unterhalb mehrerer Sprühdüsen 14 wird eine schaumfihige
Polyurethanmasse 16 auf die Oberseite 1.8 der Platte aufgetragen. Die Sprühdüsen
14 sind quer zum Transportweg der Platten so angeordnet, dass die gesamte Oberfläche
der Platte auf der Oberseite mit der Polyurethanmasse bedeckt wird. Eine Vakuumvorrichtung
20 ist zwischen den Transportbändern 12 uRd 22 angeordnet. Wenn die Platte die Vakuumeinrichtung
überschreitet, ist der Druck an der Unterseite 24 der Platte reduziert. Der auf
der Oberseite 18 ruhende höhere Druck presst dabei die schaumfähige Masse 16 in
das Innere der Platte. An den Seiten können Seitenwände angeordnet werden, um die
Wirksaukeit des Vakuums zu erhöhen. Beim Vorwärtegleiten wird die Platte 10 zum
Transportband 22 gebracht, dabei wird die Polymerbildung mit nachfolgender Expansion
vollendet. Vter der Platte sind Begrenzungsmittel 26 angeordnet, die verhindern>
dass der Schaum sich über die Oberfläche 18 abhebt. Transportband 22 besitzt ebenfalls
Seitenwände (nicht gezeigt).
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Als oberes Abschlussmittel dient ein Transportband 28, das die gleiche
Geschwindigkeit hat wie Transportband 22. ?ransport-.
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band 28 kann mit einem Polyurethan abweisenden Material wie einem
Silicon, Polyäthylen, Aluminium oder dgl. überzogen sein.
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Die fortlaufende imprägnierte Platte wird solange unter der Begrenzung
gehalten, bis die Entwicklung des plastischen Schutzes beendigt ist. Sie wird dann
in gewünschte lantgen geschnitten und von der Vorrichtung abgenommen.
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Fig. 2 zeigt ein typisches Endprodukt nach dem erfindungsgemässen
Verfahren. Die Oberfläche 30 der Platte hat eine dünne undurchlässige haut, die
einen asgezeichneten Widerstand gegen Feuchtigkeit, eine erhöhte Festigkeit sowie
gute thermale und akustische Eigenschaften besitzt.
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Die Stufen zum Imprägnieren der Platten können zwe£kmEseig
mit
der Herstellungsverfahren der Platten selbst cverbunden werden. Auf diese weise
können die Platten in einem einfachen Vefahren hergestellt und imprägniert werden,
was die Gesamtkosten wesentlich erniedrigt.
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Selbstverständlich sind in Rahmen der Erfindung weitere Anänderungsmöglichkeiten
bei der Ausführung des Verfahrens möglich.
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Patentansprüche: