DE3127846C2

DE3127846C2 - Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus zellulosehaltigen Fasern

Info

Publication number: DE3127846C2
Application number: DE19813127846
Authority: DE
Inventors: Herbert 7554 Kuppenheim Nopper
Original assignee: Casimir Kast & Co Kg 7562 Gernsbach De GmbH
Current assignee: Casimir Kast & Co Kg 7562 Gernsbach De GmbH
Priority date: 1981-07-15
Filing date: 1981-07-15
Publication date: 1986-01-09
Also published as: DE3127846A1

Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus zellulosehaltigen Fasern, die mit thermoplastischen und wenigstens einem duroplastischen Bindemittel in Pulverform trocken gemischt, zu einem Vlies gestreut und bei erhöhter Temperatur zu einer transportfähigen Matte vorverdichtet, die wiederum bei höherer Temperatur zu dem Formteil verpreßt wird, wird zur Verbesserung der Druckfestigkeit und der Formstabilität vorgeschlagen, den Bindemitteln ein pulverförmiges Treibmittel zuzugeben, hieraus eine Vormischung herzustellen und diese dann mit den Fasern zu mischen, wobei das Treibmittel eine Zersetzungstemperatur aufweist, die zwischen der Temperatur bei der Mattenherstellung und der Preßtemperatur liegt.

Description

D'i Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus zellulosehaltigen Fasern, insbesondere Holzabfallfasern, die mit thermoplastischen und wenigstens einem duropiastischen Bindemittel, z. B. Phenoiharz, in Pulverform trocken gemischt und zu einem Vlies gestreut werden, das unter Einwirkung von Wärme und Druck zu einer transportfähigen Matte vorverdichtet und dann wiederum unter Einwirkung von Druck und höherer Temperatur zu dem Formteil verpreßt wird.

Verfahren dieser Art sind bekannt (DE-OS 28 45 112). Sie zeichnen sich gegenüber anderen bekannten Verfahren insbesondere dadurch aus, daß eine vollkommen trockene Arbeitsweise möglich ist, so daß die Mischung aus Fasern und Bindemittel in einfacher Weise gestreut und nur unter Anwendung von Wärme und Druck zu einer Matte verfestigt werden kann. Diese Matte ist transportfähig, wird auf Wunschmaß zugeschnitten und in Formpressen bei Temperaturen bis zu 200° Celsius zu dem Formteil verpreßt. Formteile dieser Art eignen sich insbesondere für die Innenauskleidung von Fahrzeugen, für die Herstellung von Gehäusen unterschiedlicher Art etc. Beim Vorverdichten des Vlieses zu der Matte werden die Pulverharze lediglich angeschmolzen und an den Fasern angelagert. Die Temperaturen betragen hier um 100° Celsius. Das eigentliche Abbinden und damit das Verfestigen des Verbundes geschieht erst beim Pressen des Formteiles, das bei Temperaturen ab ca. 180° Celsius geschieht.

Da einerseits die langgestreckten, mehr oder weniger wirren Fasern und die pulverförmigen Bindemittel stark unterschiedliche Struktur aufweisen, andererseits die Bindemittel in der Gesamtmischung nur mit einem Anteil zwischen 10 und 15 Prozent vorliegen, bereitet es gewisse Schwierigkeiten, eine absolut homogene Mischung bzw. eine entsprechend homogene Anlagerung der Bindemittel an den Fasern zu erzielen. Dies kann zu Inhomogenitäten im Gefüge des Formteiles und zu Verlusten an Druckfestigkeit führen. Diese Erscheinungen sind um so häufiger zu beobachten, je geringer die Dichte des Formteiles ist, d. h. je geringer der beim Pressen aufgebrachte Druck isL

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren dahingehend weiterzuentwickeln, daß Formteile homogenen Aufbaues und hoher Festigkeit auch bei geringer Dichte erzeugt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß den Bindemitteln ein pulverförmiges Treibmittel

is zugegeben, hieraus eine Vormischung hergestellt und diese Vormischung mit den Fasern gemischt wird, wobei das Treibmittel eine Zersetzungstemperatur aufweist, die zwischen der Temperatur bei der Mattenir.rstellung und der Preßtemperatur liegt. Als besonders vorteilhaft hat sich hierbei Azodicarbonamid (1,1 -Azobisformamid) in Pulverform erwiesen.

Treibmittel dieser Art werden bisher zum Verschäumen von Thermoplasten, wie Polyaethylen, Polypropylen, thermoplastische Kautschuke, Polyvinylclorid, PoIystryrol etc. im Spritzgieß- und Extrusionsverfahren eingesetzt Hierbei werden die Treibmittel im allgemeinen in den Thermoplast eingearbeitet und nicht — wie bei der Erfindung — in Form eines »dry-blend«.

Erfindungsgemäß werden folgende Wirkungen und Vorteile erreicht: Bei der Mattenherstel'ung, bei denen die Bindemittel lediglich erweichen- werden die pulverförmigen Treibmittel an den Bindemitteln nur angelagert, ohne sich dabei zu zersetzen. Innerhalb der Matte entsteht also ein loser Verbund von Fasern, Bindemittel und Treibmittel. Dieser Verbund kann sich weder beim Transport der Matte, noch durch sonstige Erschütterungen lösen. Erst bei der Weiterverarbeitung der fviaiie zum Formteil, nämlich dem eigentlichen Preßvorgang, der bei Temperaturen über 180° Celsius erfolgt, findet die Gasabspaltung statt Hierdurch wird das erweichte Bindemittel nicht nur aufgrund des von außen einwirkenden, sondern auch aufgrund des inneren Druckaufbaues gleichmäßig innerhalb des Faserverbundes verteilt. Damit entsteht ein stabiles Bindemittelgerüst innerhalb des Formteiles. Beim Pressen muß lediglich dafür gesorgt werden, daß das entsprechende Gas nicht ungenützt abströmen kann. Dies ist im allgemeinen schon dadurch gewährleistet, daß die Preßwerkzeuge praktisch vollständig geschlossen und randseitig weitgehend abgedichtet sind, da sie dort in der Regel Schneid- und Quetschkanten besitzen, um das Formteil aus der Maus auszustanzen bzw. Randverdichtungen am Formteil zu erreichen, es hat sich gezeigt, daß bei gegebener Dichte die Festigkeit, insbesondere die Druckfestigkeit, erheblich gesteigert werden kann. Selbst bei Formteilen geringer Dichte, z. B. zwischen 03—0,8 g/cm³, ergeben sich noch befriedigende Festigkeitswerte, die beispielsweise bei einer Dichte von 0,8 g/cm³ in der gleichen Größe liegen, wie bei einem in herkömmlicher Weise hergestellten Formteil mit einer Dichte von 1,0 g/cm³. Vergleicht man Formteile gleicher Dichte und gleicher Festigkeit, die einerseits nach den herkömmlichen, andererseits nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind, so ergibt sich bei Letzterem eine Einsparung an Bindemitteln zwischen 20 und 30 Prozent, damit also auch eine erhebliche Kostenersparnis. Durch die Bildung eines inneren Gerüstes wird die Dimensionsstabilität verbessert, was sich insbesondere bei hohen Tem-

peratur- und Feuchtigkeitsbelastungen positiv auswirkt. Schließlich stellt sich ein weiterer Vorteil dadurch ein, daß die Matte praktisch unbrennbar ist, indem sich nämlich beim Entflammen das Treibmittel zersetzt und in großen Mengen Stickstoff und in kleinerer Menge Kohlendioxyd abspaltet.

Die vorgenannten positiven Wirkungen und Eigenschaften ergeben sich insbesondere bei Verwendung von Phenolharz als Bindemittel, das in Form des Phenol-Novolack sowohl thermoplastische als auch duroplastisehe Eigenschaften besitzt. Es kann aber auch jedes andere duroplastische Harz, z. B. auf Harnstofformaldehyd- oder Melamin-Basis eingesetzt werden.

Vorzugsweise wird das Azodicarbonamid in modifizierter Form mit einer ab 165° Celsius beginnenden Zersetzung verwendet. Die Modifizierung erfolgt hier durch sogenannte »Kicker«, welche die Zersetzungstemperatur absenken. Dadurch ist gewährleistet, daß die Zersetzung beim Pressen sicher und vollständig abläuft und insbesondere den Ablauf des Preßvorgangs nicht verzögert, so daß die bisherigen Maschinentaktzeiten beibehalten werden können.

Es hat sich als ausreichend erwiesen, wenn das Treibmittel mit einem Gewichtsanteil von 4—10 Prozent, bezogen auf die Gesamtmenge des Bindemittels, zugegeben wird. Es ist also der Einsatz an Treibmittel unter Berücksichtigung der erzielten Vorteil relativ gering.

Ausführungsbeispiele

Es werden in Pulverform

9,7 Gewichtsprozent Novolact-Harz

0.6 Gewichtsprozent Härter,

0,5 Gewichtsprozent Metallseife und 1,2 Gewichtsprozent modifiziertes Azodicarbonamid

in einem leistungsfähigen Pulverharzmischer gemischt. Diese Mischung von insgesamt 12 Gewichtsprozent Bindemittel wird dann in einer Mühle mit 30 Gewichtsprozent Holzfasern und 58 Gewichtsprozent zerfaserter Pappe und Karton zu einer Wirrfaser-Mischung verarbeitet. Diese Mischung wird dann zu einem Vlies ausgestreut, das dann bei Temperaturen um 100° Celsius zu einer Matte vorverdichtet wird. Aus der Matte werden dann entsprechend der Oberfläche des gewünschten Formteiles Zuschnitte erzeugt, die, gegebenenfalls nach Vorwärmung, in die geheizten Preßwerkzeuge mit einer Temperatur von ä 180° Celsius eingelegt und zu dem gewünschten Formteil verpreßt werden.

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus zellulosehaltigen Fasern, die mit thermoplastischen und wenigstens einem duroplastischen Bindemittel in Pulverform trocken gemischt und zu einem Vlies gestreut werden, das unter Einwirkung von Wärme und Druck zu einer transportfähigen Matte verdichtet und dann wiederum unter Einwirkung von Druck und höherer Temperatur zu dem Formteil verpreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß den Bindemitteln ein pulverförmiges Treibmittel zugegeben, hieraus eine Vormischung hergestellt und diese Vormischung mit den Fasern gemischt wird, wobei das Treibmittel eine Zersetzungstemperatur aufweist, die zwischen der Temperatur bei der Mattenherstellung und der Preßtemperatur liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Treibmittel Azodicarbonamid verwendet wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Azodicarbonamid in modifizierter Form mit einer ab 165° Celsius beginnenden Zersetzung verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibmittel mit einem Gewichtsanteil von 4—10% bezogen auf die Gesamtmenge des Bindemittels zugegeben wird.