DE545870C

DE545870C - Method and device for impregnating wood, fibrous materials, paper, cardboard with synthetic resins

Info

Publication number: DE545870C
Application number: DEM112787D
Authority: DE
Original assignee: MANUF DE MACHINES AUXILIAIRES
Current assignee: MANUF DE MACHINES AUXILIAIRES
Priority date: 1929-03-06
Filing date: 1929-11-20
Publication date: 1932-03-07

Description

Die Imprägnierung von porösen Gegenstäivden, welche z. B. aus Holz, Faserstoffen, Papier, Karton oder Metall bestehen, mit Kunstharzen, zerfällt in folgende Maßnahmen:
i. Trocknen der Gegenstände, zweckmäßig unter Druck;The impregnation of porous Gegenstäivden, which z. B. made of wood, fiber, paper, cardboard or metal, with synthetic resins, breaks down into the following measures:
i. Drying the objects, expediently under pressure;

2. Imprägnierung der Gegenstände bei Druck oder Unterdruck;2. Impregnation of the objects under pressure or negative pressure;

3. die Verdunstung des Harzlösungsmittels; 3. the evaporation of the resin solvent;

4. die Polymerisation der in die zu behandelnden Gegenstände eingeführten Harze.4. the polymerization of the resins introduced into the objects to be treated.

Die größten Schwierigkeiten bei der Durchführung eines Verfahrens unter Aneinanderreihung der oben beschriebenen Maßnahmen ergibt sich, bei der Durchführung der beiden letztgenannten Maßnahmen. Wenn nämlich das Verdunsten und Polymerisieren nicht in geeigneter Weise durchgeführt werden, erhältThe main difficulties in performing a procedure sequentially the measures described above arises when performing the two the latter measures. Namely, if the evaporation and polymerisation do not occur in are carried out in a suitable manner

ao man nicht die gewünschten Resultate.« Beispielsweise muß das Harzlösungsmittel vollkommen entfernt werden, da noch enthaltene Lösungsmittel die Qualität der Fertigfabrikate erheblich vermindern. Im übrigen ist das vollkommene Entfernen der Lösungsmittel schon aus rein wirtschaftlichen Gründen unerläßlich. Es ist auch notwendig, die zu behandelnden Gegenstände von gewissen flüchtigen Bestandteilen, wie Formaldehyd oder Phenol, zu befreien, welche sich in dem Kunstharz befinden oder welche erst bei der Umbildung des Harzes frei geworden sind.ao you don't get the results you want. ”For example, the resin solvent must be perfect must be removed, as the solvents still contained impair the quality of the finished products reduce considerably. In addition, the complete removal of the solvents Indispensable for purely economic reasons. It is also necessary that too treated articles of certain volatile components, such as formaldehyde or phenol, which are in the synthetic resin or which are only released during the Resin transformation has become free.

Werden die in Frage stehenden beiden Maßnahmen, nämlich das Verdunsten des Lösungsmittels und das Polymerisieren des Harzes iri einem Luftmedium vorgenommen, so ist die Wiedergewinnung des Lösungsmittels und anderer in der Luft enthaltener, kondensierbarer Stoffe unvollkommen und kostspielig. Die Kondensationstemperatur der Lösungsmittel entspricht in jedem Falle dem sogenannten Taupunkt, welcher von der Menge der in der Luft enthaltenen, zu kondensierenden Stoffe abhängig ist, d. h. um so tiefer liegt, je kleiner der Prozentsatz der vorhandenen kondensierbaren Stoffe ist.Will the two measures in question, namely evaporation of the solvent and polymerizing the resin is done in an air medium, recovery of the solvent is carried out and other airborne condensables imperfect and costly. The condensation temperature of the solvent corresponds in each case to the so-called dew point, which of the The amount of substances to be condensed in the air is dependent, d. H. so the lower the percentage of condensable substances present.

Da der Alkohol, welcher häufig als Lösungsmittel verwendet wird, beispielsweise in der die zu behandelnden Gegenstände bestreichenden Luft nur in geringen Mengen (bis zu 100 g in ι cbm Luft) enthalten ist, so liegt der Taupunkt stets unter den üblichen, für Kondensationen verwendeten Temperaturen. Zur Kondensation dieses Alkohols muß also Kälte zugeführt werden, so daß aus Wirtschaftsgründen ein solches Verfahren oderSince the alcohol, which is often used as a solvent, for example in the air that is spraying the objects to be treated only in small quantities (up to to 100 g in ι cbm air) is contained, so lies the dew point is always below the usual temperatures used for condensation. In order to condense this alcohol, cold must be supplied, so that for economic reasons such a procedure or

eine solche Vorrichtung zum Imprägnieren von geringem Interesse ist.such a device for impregnation is of little interest.

Endlich sei noch erwähnt, daß die Polymerisation des Kunstharzes nicht nur auf der 5 Oberfläche bzw. deren benachbarten Teilen stattfinden darf, sondern auch im Innern der zu behandelnden Gegenstände erfolgen muß. Die Schwierigkeiten zur Erreichung des gewünschten Zieles sind um so größer, als die zu behandelnden Gegenstände meist schlechte Wärmeleiter sind und große Dimensionen besitzen. Den aus diesem Grund angewandten höheren Temperaturen vermögen die zu behandelnden Gegenstände meist nicht standzuhalten, was häufig Beschädigungen und damit schlechte Qualitäten ergibt.Finally it should be mentioned that the polymerisation of the synthetic resin not only takes place on the 5 surface or its neighboring parts may take place, but also inside the objects to be treated must be done. The difficulties in achieving the the desired goal are all the greater than the objects to be treated mostly are poor conductors of heat and have large dimensions. The one applied for this reason The objects to be treated are usually unable to withstand higher temperatures, which often results in damage and thus results in poor quality.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist es nun, diese Nachteile bei dem Verdunsten des Lösungsmittels und der Polymerisation des Harzes zu beseitigen.The present invention is now to these disadvantages in the evaporation of the Eliminate solvent and the polymerization of the resin.

Die Behandlung der Gegenstände bei den Maßnahmen der Verdunstung und der Polymerisation erfolgt nicht wie bisher in einem Luftmedium, sondern in Gegenwart λόπ a₅ Wasserdampf.The treatment of the objects in the measures of evaporation and polymerization does not take place in an air medium as before, but in the presence of λόπ a ₅ water vapor.

Dieser besitzt eine gute Affinität zu dem Lösungsmittel des Harzes, d. h. er ist geeignet, das Lösungsmittel zu absorbieren, eine gute Kondensierbarkeit, eine hohe spezifische Wärme und beschädigt nicht das in den zu behandelnden Gegenständen enthaltene Kunstharz. This has a good affinity for the solvent of the resin, i. H. he is suitable to absorb the solvent, good condensability, high specific Heat and does not damage the synthetic resin contained in the objects to be treated.

Besonders zu diesem Zwecke eignet sich getrockneter Wasserdampf, d. h. solcher Wasserdampf, welcher keine Wasserbläschen in Suspension mehr enthält. Dieser getrocknete Wasserdampf besitzt eine außerordentlich große Affinität zu dem allgemein angewandten Lösungsmittel, dem Alkohol. Er ist bei gewöhnlicher Zimmertemperatur kondensierbar und besitzt eine weit größere spezifische Wärme als die Luft. Schließlich übt er bei den angewendeten Temperaturen (etwa roo bis 500 ° C) auf das Kunstharz keinen schädliehen Einfluß aus.Dried steam is particularly suitable for this purpose; H. such water vapor, which no longer contains water bubbles in suspension. This dried water vapor has an extraordinary great affinity for the commonly used solvent, alcohol. He is at ordinary room temperature condensable and has a far greater specific Warmth than the air. Finally, he practices at the temperatures used (such as roo up to 500 ° C) no harmful influence on the synthetic resin.

Die Hauptvorteile der Verwendung des - Wasserdampfes gegenüber der sonst üblich verwendeten Luft sind folgende:The main advantages of using the - steam over the otherwise common the air used are as follows:

1. Die besondere Affinität des Wasser-.50 dampfes zum Lösungsmittel erleichtert dessen Extraktion, ein Umstand, welcher zur Folge hat, daß die Temperaturen niedriger gehalten werden können als üblich.1. The special affinity of the water vapor to the solvent makes this easier Extraction, a circumstance which means that temperatures are kept lower can be as usual.

2. Die Möglichkeit, den Wasserdampf und die in diesem enthaltenen Lösungsmitteldämpfe bei gewöhnlichen Temperaturen schon kondensieren zu können, ergibt ein Optimum an Ausbeute der wiederzugewinnenden Stoffe (Lösungsmittel und durch die Behandlung des Harzes entstandenen Stoffe, wie Formaldehyd und Phenol). 2. The possibility of being able to condense the water vapor and the solvent vapors contained in it at normal temperatures results in an optimum yield of the substances to be recovered (solvents and substances produced by the treatment of the resin, such as formaldehyde and phenol).

3. Da der Wasserdampf eine bedeutend höhere Wärmeleitfähigkeit besitzt als Luft, so ist die Zufuhr von Kalorien in das Innere der zu behandelnden Stoffe bedeutend erleichtert, ein Umstand, welcher es ermöglicht, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Temperaturen herabzusetzen. Bei gleicher Temperatur (wie bei den bekannten Verfahren), wird jedoch in jedem Falle eine Beschleunigung der Verfahren erreicht.3. Since water vapor has a significantly higher thermal conductivity than air, so the supply of calories into the interior of the substances to be treated is significantly facilitated, a circumstance which enables the temperatures in the process according to the invention to belittle. At the same temperature (as in the known method), however, there is an acceleration in each case the procedure achieved.

Die beiliegende Abbildung zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The accompanying figure shows an embodiment of a device for implementation of the method according to the invention.

Ein Behälter 1, welcher aus einem Autoklaven bestehen kann, ist in die sich schließenden Rohrleitungen 4, 5 und 6 eingeschaltet. Zwischen Rohrleitung 5 und Rohrleitung 6 sind eine Fördervorrichtung 3 für den Wasserdampf (Ventilator) und ein Vorwärmer 2 angeordnet. Von der Rohrleitung 4 zweigt eine Rohrleitung 8 ab, welche zu einem Kondensator 7 führt, welcher durch Luft oder auch durch Wasser gekühlt sein kann. Durch eine Leitung 9 ist der Kondensator mit der Rohrleitung 5 verbunden. In den Rohrleitungen S und 9 liegen Absperrhähne 10 und 11. Der Kondensator trägt an seinem unteren Ende einen Rohrstutzen mit einem Hahn 12 zum Austritt der Gase und an seinem untersten Ende einen Rohrstutzen mit einem Hahn 13 zum Ablassen des Kondensats. An den Kondensator ist, um auch bei Unterdruck arbeiten zu können, eine Unterdruckpumpe 17 angeschlossen. Die Verbindungsleitung der Pumpe 17 und des Kondensators 7 kann durch einen Hahn 18 unterbrochen werden. Der Vorwärmer 2 trägt ein ins Freie mündendes Rohr 14, welches durch einen Hahn 15 absperrbar ist und zur Zuführung des trockenen Wasserdampfes dient.A container 1, which can consist of an autoclave, is in the closing Pipelines 4, 5 and 6 switched on. Between pipe 5 and pipe 6 are a conveying device 3 for the steam (fan) and a preheater 2 are arranged. From the pipe 4 branches off a pipe 8 which leads to a condenser 7, which by air or also can be cooled by water. The condenser is connected to the pipeline through a line 9 5 connected. In the pipes S and 9 there are shut-off valves 10 and 11. The Condenser carries a pipe socket with a tap 12 to its lower end The gases exit and a pipe socket with a tap 13 at its lowest end to drain the condensate. Attached to the condenser is to work even under negative pressure to be able to connect a vacuum pump 17. The connecting pipe of the pump 17 and the capacitor 7 can be interrupted by a tap 18. The preheater 2 carries a pipe 14 which opens into the open and which can be shut off by a valve 15 and serves to supply the dry steam.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende:The device works as follows:

i. Bei der Verdunstung des Lösungsmittels. In dem Behälter 1, welcher je nach Wunsch geheizt werden kann, sind die bereits in ihm getrockneten und imprägnierten Gegenstände untergebracht. Bei Beginn des Verdunstungsverfahrens ist der Hahn 10 geöffnet und der Hahn 11 geschlossen. Durch no den Ventilator 3 wird Luft in den Vorwärmer 2 gefördert, welche als warme Luft sodann in den Behälter 1 gelangt. Bei Berührung mit den in dem Behälter 1 befindlichen, imprägnierten Gegenständen sättigt sich die warme Luft mit dem Lösungsmittel, in dessen Lösung die Imprägnierstoffe in das Innere der Gegenstände eingeführt worden sind. Unter der Wirkung des Ventilators 3 kehrt die warme Luft über die Rohrleitungen 4, 5 und 6 wieder in den Behälter 1 zurück, wobei sie jedoch den Volumenüber-i. When the solvent evaporates. In the container 1, which depending on The objects that have already been dried and impregnated in it can be heated housed. When the evaporation process begins, the tap 10 is open and the cock 11 is closed. By no the fan 3 is fed air into the preheater 2, which then as warm air enters container 1. Upon contact with the in the container 1, impregnated objects, the warm air becomes saturated with the solvent, in the solution of which the impregnating substances were introduced into the interior of the objects are. Under the action of the fan 3, the warm air returns through the pipes 4, 5 and 6 back into the container 1, but the volume over-

schuß, welcher durch die Verflüchtigung des Lösungsmittels in dem Behälter ι erfolgt ist, durch die Rohrleitung 8 in den Kondensator 7 abgibt.shot, which occurred through the volatilization of the solvent in the container ι, releases through the pipe 8 into the condenser 7.

Die Menge der in dem System i, 4, 5, 3, 2, 6 enthaltenen Luft bleibt stets konstant, während sich die Menge des in dieser Luft enthaltenen Verdunstungslösungsmittels verändert, ein Umstand, welcher auch eine Änderung des Taupunktes zur Folge hat. Haben die in der Luft enthaltenen Dämpfe an Lösungsmittel ein bestimmtes Mindestmaß erreicht, so wird der Moment eintreten, bei welchem aus obengenannten Gründen eine ts Kondensation des Lösungsmittels nicht mehr stattfinden kann. In diesem Moment wird der Hahn 15 geöffnet, so daß der Wasserdampf in den Vorwärmer 2 einströmen kann. Ist als Lösungsmittel des Harzes Alkohol verao wendet, so genügt es, wenn der Wasserdampf eine Temperatur von ungefähr 100⁰C besitzt. Der Vorwärmer 2 befreit den Wasserdampf von etwa noch vorhandenen suspendierten Wasserbläschen, so daß dieser in den zur Eras reichung des gewünschten Zieles erforderlichen Zustand versetzt wird.The amount of air contained in system i, 4, 5, 3, 2, 6 always remains constant, while the amount of evaporation solvent contained in this air changes, a circumstance which also results in a change in the dew point. If the solvent vapors contained in the air have reached a certain minimum, the moment will occur at which, for the reasons mentioned above, condensation of the solvent can no longer take place. At this moment the tap 15 is opened so that the water vapor can flow into the preheater 2. Is applies as the solvent of the resin verao alcohol, so it is sufficient if the steam has a temperature of about 100 ⁰ C. The preheater 2 frees the water vapor from any suspended water bubbles that may still be present, so that it is put into the state required to achieve the desired goal Eras.

In Berührung mit dem heißen Wasserdampf erwärmen sich die in dem Behälter 1 untergebrachten zu behandelnden Gegenstände. Noch vorhandenes Lösungsmittel verflüchtigt und wird von dem Wasserdampf absorbiert. Nach Maßgabe der Zufuhr von Wasserdampf wird der durch die Volumenzunahme bedingte Überschuß der in dem System zirkulierenden Gase in den Kondensator 7 gebracht, wo sich sowohl der Wasserdampf als auch die in ihm enthaltenen, flüchtigen Bestandteile kondensieren. Noch vorhandene Luft strömt durch die Leitung 12 ins Freie. Nach einiger Zeit verbleibt in dem System einzig und allein Wasserdampf und Dampf des Lösungsmittels, so daß die Kondensation der beiden außerordentlich erleichtert ist. Zur vollständigen Kondensation genügt die Kühlung des Kondensators durch Wasser aus irgendeiner Wasserleitung oder auch durch gewöhnliche Luft. 2. Polymerisation. Die in dem Behälter 1 enthaltenen Gegenstände werden wie vorher behandelt. Durch das Rohr 14 wird Wasserdampf in den Vorwärmer 2 geschickt, wo er getrocknet wird.In contact with the hot water vapor, those accommodated in the container 1 heat up items to be treated. Any remaining solvent evaporates and is absorbed by the water vapor. Depending on the supply of water vapor, that caused by the increase in volume becomes Excess of the gases circulating in the system is brought into the condenser 7, where Both the water vapor and the volatile constituents it contains condense. Air that is still present flows through line 12 to the outside. After some time only water vapor and solvent vapor remain in the system, so that the condensation of the two is greatly facilitated. To complete For condensation, it is sufficient to cool the condenser with water from any water pipe or by ordinary air. 2. Polymerization. The in the container 1 Items contained are treated as before. Through the pipe 14 is water vapor sent to the preheater 2, where it is dried.

Die Temperatur des aus dem Vorwärmer 2 tretenden Wasserdampfes ist je nach der Art der zu behandelnden Gegenstände verschieden. Naturgemäß geht die Polymerisation am schnellsten bei möglichst-hohen Temperaturen vor sich, welche jedoch ein bestimmtes Maß nicht überschreiten dürfen.The temperature of the water vapor emerging from the preheater 2 depends on the type the objects to be treated different. Naturally, the polymerization takes place on fastest at the highest possible temperatures in front of you, which, however, a certain amount may not exceed.

Das Verfahren der Polymerisation ist dasselbe wie das vorher beschriebene bei dem Verdunsten des Lösungsmittels. Der Wasserdampf kann entweder in dem Kondensator 7 oder in irgendeinem gewöhnlichen Bottich kondensiert werden oder auch ins Freie geleitet werden. Selbstverständlich wird man den Kondensator dann verwenden, wenn man die Spuren von noch vorhandenen Lösungsmitteln und die durch die Reaktion der Polymerisation frei gewordenen Bestandteile von Phenol und Formaldehyd wiedergewinnen will.The method of polymerization is the same as that previously described in the Evaporation of the solvent. The water vapor can either be in the condenser 7 or condensed in any ordinary vat or discharged into the open air will. Of course you will use the condenser if you find traces of solvents that are still present and wants to recover the phenol and formaldehyde constituents released by the polymerization reaction.

Um alle noch restlichen Spuren von flüchtigen Bestandteilen aus dem Behälter 1 zu entfernen, kann man auch bei Unterdruck arbeiten. Dies kann z. B. am Ende des Verdunstungs- oder des Polymerisationsverfahrens geschehen. Um Unterdruck herzustellen, wird der Hahn 18 geöffnet, so daß die Pumpe Luft oder Wasserdampf aus dem System saugt. Die von der Pumpe 17 angesaugten Gase durchströmen den Kondensator 7, wo die restlichen, noch kondensierbaren Stoffe kondensiert werden.To remove all remaining traces of volatile components from container 1, you can also work with negative pressure. This can e.g. B. at the end of the evaporation or the polymerization process. To create negative pressure, the tap 18 is opened, so that the pump air or water vapor from the system sucks. The gases sucked in by the pump 17 flow through the condenser 7, where the remaining, still condensable substances are condensed.

Claims

Patent claims:

1.Process for impregnating wood, fiber, paper, cardboard, etc. with synthetic resins, characterized in that the known measures of Removal of the solvent and depolymerization of the to be impregnated Resins penetrated into objects carried out in the presence of water vapor will.

2. The method according to claim 1, characterized in that the previously known Place dried and impregnated objects in a stream of warm air be exposed for a long time until the volatile solvents it has absorbed are no longer deposited in a condenser are, and that then dry steam is supplied.

3. Apparatus for performing the method according to claim r and 2, characterized by combining a closed container serving to hold the objects to be treated, which is provided with a gas conveyor and a preheater with a feed pipe for the water vapor lies in a closed tube system, and a capacitor, which, arranged on the outlet of the tube system, with openings to the escape of the non-condensable gases and to the Drainage of the condensate is provided.

For this purpose ι sheet of drawings