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Verfahren zur Herstellung von Formkörpern Das vorliegende Verfahren
betrifft die Herstellung von Preßstücken aus anorganischen Füllstoffen und festen,
zerkleinerten künstlichen Harzen, gegebenenfalls im Gemisch mit natürlichen Harzen,
nach dem Kaltpreßverfahren.
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Es wurde bereits vorgeschlagen, Harze im Holländer mit Wasser und
Fasermaterial zu einem Brei anzurühren und diesen zu papier-oder pappartigen Gebilden
heiß zu verpressen (britische Patentschrift 28 155jr9io). Eine direkte Herstellung
der gewünschten Formkörper ist in dieser Patentschrift nicht beschrieben. Es wird
erst die Pappe hergestellt und diese dann weiterverarbeitet.
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Ein ähnliches Verfahren zur Herstellung von Platten und Tafeln aus
gepulverten, natürlichen Harzen und Faserstoff nach dein Heißpreßverfahren beschreibt
die deutsche Patentschrift 353 385.
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Aus der amerikanischen Patentschrift i o83 755 ist die Verwendung
von organischen Füllstoffen, insbesondere von Holzbrei, bei der Herstellung von
Kunstmassen durch ,erpressen von in Wasser aufgeschwemmten Harzen bekannt geworden.
Derartige Füllstoffe eignen sich aber für das Kaltpreßverfahren nicht, da das Gefüge
des Preßkörpers bei dem anschließenden Härtevorgang durch das Erhitzen zu stark
aufgelockert wird.
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Bekannt ist auch die Herstellung von Isoliermaterial für elektrotechnische
Zwecke aus Harzen und Faserstoffen nach Art der Papier-oder Pappebereitung, bei
dem die Mischung gleichfalls heiß gepreßt wird, z. B. nach der schweizerischen Patentschrift
91 049.
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Es wurde nun gefunden, daß-man nach der direkten kalten Verformung
einer Aufschwemmung von pulverisiertem Kunstharz und Füllstoff bei der darauffolgenden
Härtung zu einwandsfreien Formkörpern kommen kann, wenn plan anorganische Füllstoffe
verwendet.
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Man vermischt die genügend zerkleinerten bzw. pulverisierten Harze
mit anorganischen Füllstoffen unter Zusatz von Wasser oder den wäßrigen Lösungen
von Salzen, z. B. Natriumchlorid, Natriumbisulfat, Ammoniumchlorid, Carbonaten oder
auch organischen Flüssigkeiten, welche die Harze nicht lösen, z. B. für Phenolformaldehydkondensationsprodukte
Benzol, Tetrachlorkohlenstoff. Man mischt dann derartig, daß eine möglichst vollkommen
homogene Aufschwemmung bzw. :Mischung entsteht. Man kann das Harz mit der Flüssigkeit
zuerst aufschwemmen und dann mit dem Füllstoff vermischen oder erst den Füllstoff
mit der Flüssigkeit, dann mit dein Harz verteilen, oder auch Füllstoff und -Harz
gesondert mit der Flüssigkeit aufschwemmen. Die Menge der verwendeten Flüssigkeit
kann, je nach der gewünschten Konsistenz und der Beschaffenheit der Füllstoffe schwanken.
1-laü benutzt so viel @Vasscr
oder Flüssigkeit als zur gleichmäßigen
Verteilung der Harze und Füllstoffe und zur Herstellung formbarer (preßbarer) Mischungen
erforderlich ist.
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Die pulverisierbaren oder im pulverisierten Zustand beständigen (nicht
aneinanderklebenden) Harze besitzen eine hohe Kondensationsstufe und sind frei von
flüchtigen Bestandteilen, so daß sie bei Anwendung von Wärme sehr schnell polymerisieren
bzw. gehärtet werden. Da demnach beim Härten der kaltgepreßten Formstücke eine weitere
Kondensation der Harze fortfällt, und weder flüchtige Bestandteile noch der Polymerisation
der Harze entgegenwirkende Lösungsmittel vorhanden sind, kann man den Härteprozeß
sofort bei etwa i oo° beginnen und nach Verdunstung des zugefügten Wassers oder
der Flüssigkeit die Temperatur innerhalb kurzer Zeit auf diejenigen Grade steigern,
bei denen die Polymerisation (Erhärtung) rasch vor sich geht. Der Härteprozeß nimmt
hierbei nur wenige Stunden (2 bis 5) in Anspruch.
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Wichtig ist die Erfindung z. B. für die Fabrikation von Schleifscheiben.
Man stellt bekanntlich keramisch und vegetabilisch gebundene Schleifscheiben her.
Letztere enthalten als Bindemittel entweder Hartgummi oder künstliche oder natürliche
Harze oder ein Gemisch dieser. Die Menge der verwendeten Harze richtet sich danach,
ob man harte oder weiche Scheiben erhalten will. Bei harten Steinen verwendet man
mehr Harz, weil dadurch die Bindung mit dem Schleifmaterial (Schmirgel, Korund,
Siliciumcarbid usw.) eine innigere und festere wird. Pulverförmige Harze ohne Lösungsmittel
konnte man bisher nicht verwenden, weil man entweder beim Kaltpressen einen hohen
Druck (mindestens 0o kg/qcm) anwenden muß oder beim Heißpressen Scheiben erhält,
die ein zu festes Gefüge haben, so daß die Schleifwirkung verlorengeht.
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Wenn man nach der Erfindung Schleifscheiben unter Verwendung pulverisierter
Harze und unter Zusatz von Wasser (wäßrigen oder anderen die Harze nicht lösenden
rlüssigkeiten) herstellt, so ist es zur Erzielung harter und weicher Scheiben nicht
erforderlich, den Harzgehalt zu variieren, sondern man arbeitet mit verschiedenen
Preßdrucken. Man kann eine mit Hilfe von wenig Wasser aufgeschlämmte Schleifscheibeninasse
bereits bei sehr geringen Drucken pressen oder stampfen, naturgemäß aber auch jeden
beliebigen höheren oder Höchstdruck anwenden. Der Härteprozeß vollzieht sich nach
erfolgtem Trocknen in kürzester Zeit; eine 2o mm starke Schleifscheibe ist, je nach
der Art des Harzes, in 1[" bis '/8 der Zeit ausgehärtet, die erforderlich ist, um
eine gleichstarke Scheibe mit Bindung aus flüssigem oder gelöstem Harz zu härten.
Abgesehen von dem wirtschaftlichen Vorteil der Verwendung von Wasser gegenüber Lösungsmitteln
sind die nach der Erfindung hergestellten Schleifscheiben vollkommen geruchlos,
da sie flüchtige Harzbestandteile oder Lösungsmittelreste nicht enthalten.
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Die Erfindung ist ferner für die Herstellung der verschiedensten Kitte
aus Harzen und Füllstoffen mineralischer Natur von Bedeutung. Es ist bekannt, daß
man zum Ein-_ kitten von Glühbirnen Kitte aus härtbaren Kunstharzen und Marmormehl,
Talkum u. dgl. unter Verwendung von Lösungsmitteln der Harze herstellt. Auch hier
kann man die Lösungsmittel durch Wasser (wäßrige Lösungen oder die Harze nicht lösenden
Flüssigkeiten) ersetzen, da die mineralischen Füllstoffe nicht imprägniert werden
können, sondern nur verkittet werden sollen.
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Auch eine große Anzahl elektrotechnischer und wärmetechnischer Isolationsteile
wird nach dem sogenannten Kaltpreßverfahren hergestellt, für das man die Mischungen
ebenfalls aus flüssigen oder gelösten Harzen und Füllstoffen zubereitet. Durch Anwesenheit
geringer Mengen ungebundener Bestandteile oder Lösungsmittelreste, die im Harz gelöst
bleiben, wird das Isolationsvermögen- naturgemäß beeinträchtigt. Wenn man diese
Mischungen nach der Erfindung unter Benutzung pulverisierter Harze und Wasser (wäßrigen
Flüssigkeiten oder anderen, die Harze nicht lösenden Flüssigkeiten) herstellt, so
erhält man nach Entfernung des Wassers oder der Flüssigkeit, welche sich leicht
vollzieht, da das Wasser nicht im Harz gelöst ist, Preßstücke, welche vollkommen
frei von ungebundenen Harzbestandteilen und Lösungsmittelresten sind, so daß es
gelingt, diese Preßstücke mit den höchsten Isolationseigenschaften herzustellen.
Sie lassen sich ebenfalls in wesentlich kürzerer Zeit härten, als diejenigen, welche
mittels flüssiger oder gelöster Harze hergestellt wurden, und sind absolut geruchlos.
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Als künstliche Harze kann man z. B. Phenolformaldehydharze, Phenolacetaldehydharze,
Phenolketonharze, Glycerin-Phthalsäure-Harze, Saliretinharze, Harnstoff- und Thioharnstoff
-Aldehydkondensationsprodukte als zusätzliche natürliche Harze, Cumaronharze, Kolophonium,
Schellack, Dammar, Terpentin oder deren Mischungen, verwenden. Beispiel i 35 kg
Asbest werden mit i 5 bis 2o 1 Wasser (io °1"iger Lösung der oben angeführten Salze)
oder Benzol und mit einer Aufschwemmung von 25 kg festem, löslichem.
pulverisiertem
Phenolformaldehydharz in 51 Flüssigkeit gemischt (durch Rühren oder Kneten).
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Man kann auch den Asbest mit dem Harz vermischen und dann in 2o bis
301 Wasser durch Rühren oder Kneten aufschwemmen. Die Mischung kann in Formen gebracht
und gepreßt werden. Man erhitzt entweder in den Formen oder nach Herausnehmen der
Stücke aus den Formen auf ioo bis i2o° mit oder ohne Druck und härtet so im gewünschten
Grade.
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Beispiele 8o bis 9o kg Kaolin (Marmormehl, Kieselsäure, Siliciumcarbid,
Schmirgel, Korund) werden mit 5 1 Wasser (5 bis io "1"igeii Lösungen der oben angeführten
Salze) oder Benzol und mit einer Aufschwemmung von io bis 2o kg festem, löslichem,
pulverisiertem Kunstharz, wie bei Beispiel i, dem i bis q. kg Schellack, Kolophonium,
Cumaronharze, Terpentin, zugesetzt sein können. in 7 bis 151 Flüssigkeit gemischt
(durch Rühren oder Kneten). Man verfährt sonst wie in Beispiel r.