DE2152268A1

DE2152268A1 - Verfahren zum Herstellen von feuchtigkeitsbestaendigen,zusammengesetzten verdichteten Gegenstaenden

Info

Publication number: DE2152268A1
Application number: DE19712152268
Authority: DE
Inventors: Sheridan John L
Original assignee: Weyerhaeuser Co
Current assignee: Weyerhaeuser Co
Priority date: 1970-10-21
Filing date: 1971-10-20
Publication date: 1972-04-27
Also published as: CA949829A; US3677808A

Description

Patentanwälte

Dipl.-1ng. Ά. Orünecker

P'.-.Tj. H. Kin'.oldoy

D. -'. -. IV. i.z-ckmair

Dr. ro: πα. IV. Fischer

München 22, Maximilianstr.

V 428,5 -37/17-0 20. Oktober 197¹

Weyerhaeuser Company

Tacoma, Washington 98401, USA

Verfahren zum He rs teil en von feuchtigke it- s^ beständigen, zusammengesetzten,verdichteten

& e ^;ens t a

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von feuchtigkeitsbeständigen, zusammengesetzten, verdichteten Gegenständen aus einer Mischung bestehend aus einem überwlegenden Anteil von Materialteilchen und einer d is pergier t-en wachs ähnlichen {j übst an z.

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Eine v/achsähnliche Substanz wird gewöhnlich, in das Gemisch, aus dem die Gegenstände hergestellt werden, eingebracht, um die Feuchtigkeitsaufnahme des fortigen Gegenstandes horabzusetzen. Um einen hohen. Grad der Wirksamkeit der Feuchtigkeitsbeständigkeit zu erreichen, ist es notwendig, die waclisähnlicJ-iG

Substanz in fein verteiltem Zustand beizumischen. * . z.B.

W Die Materialteilchen sind/Holzteilchen oder Gips.

Während der ersten Stadien der Spanplattenherstellung hat man versucht, Luft zum Zerstäuben von flüssigem Wachs zu verwenden. Diese Verfahrensweise hat sich jedoch als unbefriedigend erwiesen, v/eil die zum Zerstäuben verwendete Luft häufig die Ursache dafür ist, daß sich das flüssige Wachs an oder in den Sprühdüsen verfestigt, was zum Verstopfen fc der Düsen oder zum regelmäßig wiederkehrenden Abtropfen von Wachsmengen führt. Hierdurch entstehen an der Oberfläche der fertigen Gegenstände verfärbte Bereiche, die unverträglich mit gewissen Farben, Leimen oder Oberflächenmaterialien sind.

Die Verwendung von Wasser-Wachs-Emulsionen vermeidet das Problem der Verfestigung und hat den wesentlichen Vorteil einer merklich besseren Wirksamkeit

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der Feuchtigkeitsbeständigkeit als bei Verwendung von durch Luft zerstäubtem flüssigen Wachs, Hieraus ergibt sich auf lange Sicht gesehen eine gewötinlich höhere Wirtschaftlichkeit aufgrund der erhöhten Wirksamkeit der Feuchtigkeits-beständigkeit, obgleich die Kosten für die Wachs-Festsub-Stan3 in emulgierter Form oftmals um das Dreifache größer sind als für Wachs allein.

Die Verwendung derartiger PJmulsionen erfreut sich weitverbreiteten Zuspruchs sowohl in der Spanolattenals auch in der GiDSolattenindustrie, Solche Emulsionen enthalten jedoch üblicherweise Emulgatoren, die in einigen Fällen in die größtmögliche Wirksamkeit des Wachses eingreifen.

Aufgabe der Erfindung ist es j ein Verfahren der eingangs erläuterten Art anzugeben, bei dem die Verfestigung von V/achs an oder in den Sprühdüsen vermieden ist und bei dem Emulgatoren entbehrlich sind.

Diese Aufgabe v/ird erfindungsgemäß dadurch gelost» daß die wachsähnliche Substanz in flüssigem Zustand mittels Dampfzerstäubung dispergiert wird und daß die auf diese Weise dispergiex'te wachsähn-

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liehe Substanz in die Mischung eingebracht wird.

Es ist hex'cusgefunden worden, daß das Problem der/ Verfestigung "des Wachses in Verbindung mit der Verwendung von durch in Luft zerstäubtem flüssigen. Wachs vermieden werden kann und daß eine verbesaer--te Wirksamkeit der Feuchtigkeitsbeständigkeit durch die Verwendung von Wasserdampf als Zerstäubungsmittel erreicht werden kann« Die erhöhte Wirksamkeit wird auf das Erzeugen von kleiner als bisher bemessenen Wachstropfchen zurückgeführt; hierbei' wird angenommen, daß eine kurzlebige Wasser-lVaehs-Emulsion gebildet wird. Es ist auch festgestellt worden, daß durch die Verwendung von in Dampf zerstäubtem flüssigen Wachs gegenüber einer gewöhnlichen Wasser-Wachs-Emulsion der gleiche Betrag an Wachs-Festsubstanz bei fertigen Spanplatten zu einer

" ■ um ein Drittel geringeren Feuchtigkeitsaufnahme und zu einer um ein Viertel geringeren Dickenquellung führt. Daher ist nicht nur der Aufwand an Wachs bei dem erfindungsgemäßen Verfahren beträchtlich geringer als bei einer Wasser-Wachs-Smulsion, sondern es ist auch der Aufwand an insgesamt notwendiger Wachs-Festsubstanz geringer, um dieselbe Wirkung an Feuchtigkeitsbeständigkeit zu erzielen.

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Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit Vorteil bei jeglicher Herstellung von feucbtigkeitsbestlndigen, zusammengesetzten, verdichteten Gegenstünden aus einer einen überwiegenden Anteil von Materialteilchen und einer dispergierten wachsähnlichen Substanz, enthaltenden Mischung verwendet werden, Typisch hierfür sind die Verfahren aur Herstellung von. Gegenständen, die allgemein als Spanplatten, Hartfaserplatten, Faserplatten und fasei'ähnliche Spanplatten bekannt sind; derartige Platten werden aus Holzteilchen in der Form von Spänen, Hobelspänen, Spreißeln, Säg;emehl, Pasern und aus Mischungen derselben hergestellt. Zusätzlich zu den Holzteilchen und wachsähnlichen Substanzen enthalten solche Gegenstände gewöhnlich einen oder mehrere der folgenden Bestandteile: Bindemittel aus Kunstharz wie Phenol- und Harnstoffharze, Polymerisationsbeschleuniger, Färbe-' mittel, Pigmente, Schutzmittel gegen Fäulnis und Insekten sowie feuernemmende Chemikalien.

Andere typische Verfahren₅ bei denen das erfindungsgemäßo Verfahren nützlich ist, sind solche zur Herstellung; von feuchtigkeitsbeständigen, Gips enthaltenden Gegenständen.

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Wachsähnliche Substanzen, die dem er Verfahren zufolge teilchenförmigen Materialien zugegeben werden, umfassen Mineralölwachse, synthetische und natürliche Wachse wie gereinigte V/ochse, Schuppenparaffin, paraffinische Wachse, Itohparaffin, mikrokristalline Wachse, Petrolatum, Polyolefinwachse und Montanwachse. Wachr/ihnliche Substanzen mit einem Schmelzpunkt von etwa 49 bis etwa 71 °G sind im allgemeinen am leichtesten zu verarbeiten und zu zerstäuben und v/erden daher bevorzugt. Paraffin im angegebenen Schmelzpunktbereich werden besonders bevoz'zugt, weil mit ihnen ein hoher Grad an Feuchtigkeitsbeständigkeit erreichbar ist« Diese Wachse brauchen aber nicht so hoch gereinigt zu sein wie gewöhnlich bei der Herstellung von Wasser-Wachs-Emulsionen verwendete Wachse. Wenn Paraffin mit einem Ölanfceil bis zu etwa 20 % auf Holzpar-tikel mittels Dampfzerstäubung aufgebracht wird, hat es sich ergeben, daß sich dessen Wirksamkeit bezüglich der Feuchtigkeitsbeständigkeit nur geringfügig unterscheidet. Für Paraffin mit einem bedeutsam über 20 % liegenden ülanteil erreicht die Feucrhtigkeitsbeständigkeit eher eine Funktion des der Spanplatte eingegebenen Anteils an ölfreiem Wachs. Die Möglichkeit, Wachse mit bedeutsamem Anteil an Öl, d.h. von etwa 5 bis etwa 20 Gewichtsprozenten zu verwenden,

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beinhaltet oinen deutlichen Vorteil der Erfindung, da die Kosten Tür Wachse gewöhnlich mit dein Grad der Veredelung ansteigen.

Eine zweckdjenliohe Vorrichtung zum Durchführen der Dampfzerstäubung von flüssigem Wachs, die Einrichtungen zum SchKielaen, Pumpen und Abmessen des Wachses umiafct, kann aus gewöhnlichen im Handel erhältlichen Teilen aufgebaut sein. Ein Vorteil des erfindungsgeinii.en Verfahrens bsteht darin, daß flüssiges Wachs unter Verwendung unterschiedlicher Arten von Pump- und I.'ei.ojnrichtungen gepumpt und abgemessen worden kann. Nicht kostspielige Getriebepumpe]! einfacher -Art und ein Ovalgetriebe-Flüssjgkeitsmengenmeqser sind ausreichend. Die ineisten bislang verwendeten V/schs-Lmulsionen können mit dieser Art Pump- und Meßeinrichtungen nicht verarbeitet werden, da die /ibscherwirkuiig dei'selben die Emulsionen sun Ausfällen bringen kann. Diese Erscheinung beruht auf der Bildung von festen vVachsabscheidungen, die auf die Wirkungsweise der Pump- und Meßeinrichtungen einwirken und die Wachsübertragungsleitungen verstopfen.

Sprühdüsen, die allgemein bei der Luftzerstäubung von flüssigen Materialien gebräuchlich sind, können

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bei der praktischen Anwendung: des erfindurjgsgeiriaßen Verfahrens verwendet werden. Mit einem Damofmantel versehene Sprühdüsen werden bevorzugt. Itobranlagen, durch die das flüssige Wachs zu den Düsen gefördert wird, sollten mit Heizeinrichtungen ausgerüstet sein, wie z.B. ein Dampfmantel, elektrische Widerstands- oder Infrarotheizelemente, um dadurch eine Verfestigung des '//achses zu vermeiden., und zwar besonders während der Perioden, wenn das Pumpen des Wachses unterbrochen ist.

Es sollte beachtet werden, daß gewisse bei der Herstellung der Rohre, Ventile, Fittings usw. verwendeten Materialien, wie Kupfer und Messing, eint; katalytisch oxydierende Wirkung auf einige Mineralölerzeugnisse - wie besonders Wachse und Öle - ausüben. Da sogar teilweise oxydierte V/ach se eine nur geringe, die Feuchtigkeitsbeständigkeit verbessernde Wirkung besitzen, sollte Sorgfalt bei der Auswahl der Einrichtungen geübt werden, um die Berührung von flüssigem Wachs mit derartigen Materialion zu verhindern.

Die folgenden Beispiele sind zur Erläuterung vorgesehen und begrenzen die Erfindung in .keiner Weise.

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Beispiel I

a) Vorbereitete Holzspäne mit eineia Feuchtigkeitsgehalt von 5 his 10 °/o werden in Mengen von 6800kg pro Stunde ( ofengetrocknet) durch einen herkömmlichen trommeiförmigen Spänemischer gefördert, der mit einer Längswelle ausgestattet ist, an der sich Schaufeln "befinden und die mit etwa 600 bis 1200 U/min umläuft. Die Späne werden von den Schaufeln in der Luft schwebend gehalten. Flüssiges Harnstoff-Formaldehydharz wird durch Düsen auf die Späne aufgesprüht. Die Düsen sind an dem Mischer nahe dem Einlaufende der Späne angeordnet. An demselben Mischerende ist eine innen befindliche, mischerähnliche, mit einem Dampfmantel versehene, zerstäubende Sprühdüse vorgesehen, die zum Sprühen in Richtung des Späneflusses und parallel zu diesem angeordnet ist. Rohparaffin (Standard Oil of California "Chevron 136 ° Slack

Wax), das einen Schmelzpunkt von 58 C und einen Ölgehalt von etwa 19 % aufweist, wird der Sprühdüse in flüssigem Zustand (93 °C) und mit einem Druck von

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ungefähr 2,8 kp/cm und in einer Menge von 17 kg/h

zugeführt. Außerdem wird der Düse Dampf mit 6,3 kp/cm" zugeführt, wodurch ein zerstäubendes Medium erhalten wird.

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32 Proben von 15,9 mm dicken Spanplatten, die aus dem so erhaltenen Gemisch erhalten wurden, sind hinsichtlich der Dickenquellung an den Kanten und in der Mitte sowie hinsichtlich der Feuchtigk.eitsaufnahme nach Lagerung in V/asser während 24- Stunden geprüft worden (ASTM - Prüfverfahren D-1037, Abschnitte 69 - 75)· Die Prüfungsergebnisse sind folgende:

Dickeniiuellung an den Kanten: im Mittel 10,3 '/Ό Dickenquellung in der Mitte: im Mittel 5»65 % Feuchtigkeitsaufnahme: im Mittel 1,1 %

(Standardabweichung 1,25)

b) Ein weiteres Spangemisch ist ähnlich der vorhergehenden Verfahrensweise mit der Abwandlung vorbereitet worden, daß eine V/asser-Wachs-Emulsion (eine handelsübliche Emulsion mit 4-7 Gewichtsprozenten eines Bohwachses und mit einem Schmelzpunkt von 53 bis 55 °C) gegen das flüssige Wachs und Luft gegen den Dampf ausgetauscht worden sind. Die Emulsion ist derart bemessen worden, daß 17 kg an Wachs-Festsutstanz pro Stunde eingebracht wurden. Aus dem auf diese Weise erhaltenen Gemisch sind Spanplatten hergestellt sowie Proben - wie zuvor beschrieben entnommen und geprüft worden. Die Prüfungsergebnisse sind folgende:

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Dicken^uellung an den Kanten: im Mittel 13,^ % Dickenquellung in der Mitte : im Mittel 7*38 Yo Feuchtigkeitsaufnahme : im Mittel 16,4 %

( St andardabwß ichung 2, 6A^!-)

Beis Diel II

Eine Mischung von 2,05 kg Papiermasse, 27,2 kg Perlit, 0,9 kg Sulfit-Holzstoff, 5,4 kg lernstärke und 5,6 kg Wasser und eine Mischung von 817 kg gebranntem Gips (CaSO₄ 1/2 H₀O) und 2,9 kg Glasfasern
sowie 650 kg Wasser werden zusammengebracht und
gründlich zu einen dickflüssigen Brei vermischt.
5,6 kg halbraffiniertes Paraffin mit einem ölgehalt von weniger als 1 °/o und einem Schmelzpunkt von etwa 54 °C ist auf 93 C erhitzt und daraufhin der
Dampfzerstäubung unterworfen worden. Der sich hierbei ergebende Öprühnebel ist auf die Oberfläche des Breies gerichtet worden, als dessen Bestandteile
zusammengebracht und vermischt worden sind» 12,7 mm dicke Gipsplatten, die aus dem sich so ergebenden
Brei hergestellt worden sind, verbalten sich vergleichsweise vorteilhaft hinsichtlich der Feuchtigkeitsbeständigkeit und anderer Eigenschaften gegenüber Platten, die aus einem dem zuvor erwähnten über einstimmenden Brei hergestellt worden sind, dem aoer

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das Wachs in der Form einer Wasser-Wacbs-Ji'mulsioii mit 49 % Festaubstanζ zugefügt worden ist.

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Torteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelhexten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschrit« tej können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlieh sein.

Patentansprüche

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Claims

- 13 Pat entansprüche

1.,/Verfahren zum Herstellen von feuchtigkeit sTd es tändigen, zusammengesetzten, verdichteten Gegenständer, aus einer Mischung "bestehend aus einem überwiegenden Anteil von Katerialteilchen und einer dispergierten wachsähnlichen Substanz, dadurch gekennzeichnet , daß die wachsähnliche Substanz in flüssigem Zustand mittels Dampfzerstäubung dispergiert wird und daß die auf diese Weise dispergierte wachsähnliche Substanz in die Mischung eingebracht wird.

2. Verfahren zum Herstellen von zusammengesetzten, verdichteten Gegenständen aus einer Mischung bestehend aus einem überwiegenden Anteil von Holzteilchen und aus einer dispergierten, wachsähnlichen Substanz, dadurch gekennzeichnet , daß die wachsähnliche Substanz in flüssigem Zustand einer Dampfzerstäubung unterworfen wird und daß der so erhaltene Sprühnebel mit den Holzteilchen in Verbindung tritt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Sprühnebel mit den Holzteilchen in Berührung kommt, während diese in Luft

schwebend gehalten werden.
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4.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3i dadurch gekennzeichnet , daß die v/achsähnliche Substanz ein Paraffin ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die wachsähnliche Substanz ein Paraffin mit einem Schmelzpunkt von etwa 49 bis etwa 71 °C ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet , daß die \/achsähnliche Substanz ein Paraffin mit einem Schmelzpunkt von etwa· 49 bis etwa 71 °C ist und einen Ölanteil bis zu etwa 20 Gew.-% enthält.

7. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Materialteilchen aus Holz bestehen.

8.Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Materialteilchen aus Gips bestehen.

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