DE749583C

DE749583C - Verfahren zur Herstellung von Formkoerpern, z.B. Platten

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Publication number: DE749583C
Application number: DED78692D
Authority: DE
Priority date: 1938-08-17
Filing date: 1938-08-17
Publication date: 1944-11-28

Description

Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, z. B. Platten Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, z. B. Platten, aus kleinstückigen Hölzabfällen unter Verwendung eines härtbaren Kunstharzes als Bindemittel. Unter Holzabfällen sind dabei alle Arten von Abfällen zu verstehen, wie sie z. B. in Sägewerken und Holzbearbeitungswerkstätten als Säge-, Hobel-, Drechsel- und Drehspäne oder auch als Kleinholz anfallen, sowie auch Holzprodukte, die durch weitere Zerkleinerung und Aufbereitung der Holzabfälle in Holzschlifmaschinen, im Defibrätor oder durch Behandlung im Kocher erzeugt werden.
Die Verarbeitung von Holzabfällen zusammen mit Kunstharzen zu Platten und Formteilen ist an sich bekannt. Es wurden dabei im wesentlichen zwei Wege beschritten. Der erste ging vom Holzmehl .aus, welches durch Feinaufbereitung durch wiederholtes Mahlen aus Sägespänen hergestellt wird, und führt zu harzreichen Preßmassen, wie sie z. B. in der Elektrotechnik zur Herstellung von Isolierteilen angewandt werden. Diese Preßmassen mit mehr als 30°% Kunstharz haben keinerlei holzähnlichen Charakter mehr, bei ihnen ist das Kunstharz die Hauptansatzkomponente und bestimmt fast ausschließlich die Eigenschaften des Fertigprodukts, wie elektrische Isolierfähigkeit usw. Auf diese Weise lassen sich also billige Massen mit holzähnlichem Charakter nicht gewinnen.
Bedingung für solche billigen holzartigen Massen ist, daß der Holzfaseranteil im Gemisch ,außerordentlich überwiegt, also mit nur ganz geringen Kunstharzanteilen der not--wendige Zusammenhalt der einzelnen Holzteilchen erreicht wird unter Erzielung einer ausreichenden mechanischen Festigkeit und Wasserbeständigkeit. Der andere Weg führt über eine weitgehende Zerfaserung und Zerkleinerung von Abfallholz zu einem fließenden wässerigen Faserbrei, dein auf siebartigen, der "gewünschten Form entsprechenden Unterlagen die Feuchtigkeit entzogen wird.
Die Methodik dieser Verfahrensart lehnt sich eng an die Methoden der Faserverfilzung aus wässerigen Faseraufschlämmungen an, wie sie besonders bei der Herstellung des Papiers auf altbekannte `leise durchgeführt wird. Dieses \aßv:rfalireri in seiner Abstimmung auf Holzfasern ist ein ausgesprochenes Verfilzungsverfahren, bei dem also der Charakter des Endproduktes und seine Eigenschaften durch die Faserverfilzung in erster Linie bedingt wird, während gewisse Bindemittelanteile, die auch hier teilweise eitl@i-. bracht werden, mehr zum Zwecke der 1r-. höhung der Härte und Wasserfestigkeit des an sich durch Verfilzung genügend gebundenen Produktes zusätzlich angewandt werden. Die '-\aßaufbereititn- bedingt aber eine weitgehende Zerfaserung des Ausgangsproduktes, weil sie nur Sinn hat, wenn ein verfilzungsfähiger Faserstofff zugrunde liegt. Aus Gründen der technischen Einfachheit und Wirtschaftlichkeit ist es aber erwiinscht, für die riesigen Mengen der anfallenden kleinstiickigen Holzabfälle ein Verfahren zu finden, welches auf praktisch trockenem und sehr kurzem Wege zu den gewünschten Endprodukten führt, uni die Zerfaserung einsparen zu können und die Belastung durch die bei der \.aßaufbereitung anfallenden Trockenkosten auszuschalten. Das Verfahren gemäß der Erfindung zeigt einen vorteilhaften, gangbaren Weg zur Herstellung von mit geringen Harzgehalten aufbereiteten P1-arlulcten mit fiolzähnliclien Eig@nscliaften, bei welchem keine Zerfaserung mit anschließender Nal1)-verfilzung zu erf@)lgeii braucht, sondern ciie 1dischung der Bestandteile auf praktisch trockenem Wege erfolgen kann unter Nnweiidung geringer Bindemittelanteile.
Es ist Ilei-eit; bekannt, Holzabfälle beliebiger Art ohne Cberfiihrung in einen wässerigen Faserbrei mit 11.arnstoff-FOrmalCleli\-rl-Isonclensationsprodukten zu vermischen, wobei die Aufgabe des Harzes in äußerst fein verteilt-r Form, und zwar als sehr verdünnte Lösung, erfolgt und die Menge unter io°fa liegt. Die Verformung einer derartigen Masse erfolgt dann nach Einstellung au; einen bestimmten Feuchtigkeitsgehalt in einer Heißpresse. Die liier vorgeschlagenen Harn--,toff - Formaldehyd - hondensationsprorlulae ergeben aber keine genügend wasserfesten Erzeugnisse. Andererseits kommt es aber, wenn man finit geringen Mengen von Bindemitteln arbeiten will, gerade darauf an, ein solches Bindemittel zu wählen, welches eine ausreichende Wasserfestigkeit .bedingt.

Eine andere bekannte Lösung des Problems besteht darin, Teile von Holz, Kork usw. mit einem Feuchtigkeitsgehalt von mehr als 100,r" mit einem trockenen Bindemittel, wie z. B. Plienol-Formaldelivd-Harzpulver, in Mengen von z bis 1o0,(0. bezogen auf das Gewicht des Gemisches, zu vermischen und bei einer Tem-

Peratur von =0o1 unll eitlem DrüCh voll 2(1'o

gc;v.mne-

bis 300 atü zu verpressen. hie so

nen F_rzeu,iliss; sollen sich durch grolß;#

Härte auszeichnen. Es kann aber l:ei

Zweifel unterliel-en. da]] die «"asser:cstirlceit

nur sehr gering sein kann, #1a glas I-1:irz in

!'tilverforni :ich naturgeniiil.l nicht gleich-

in;ißig i11 einem Holzfaser',c171isc11 verteilen

l:ii.it wie fltlssi-e bzw. in 1,'1:11i1` 1)e1111 11.Clle

l l arze.

Es ist ferner in der Pat°.itliteratt;i- c-1'11

Verfahren zur Herstellung eines @o@zers:itz-

toffes beschrieben worden, bei dein T-h;lz-

abfiille un-l Holzspüile mit Piienolllai-zen ver-

inischt ;werden. ;wobei etwa nui- Harz zur

Anwendung g,#langen. C@'ber die Art rles ii:@rt-

baren Harzes ;st nichts gesagt. Anderer-

seits läht der Umstand, daP) in vier ganzen

Patentbeschreibung sowie in den Patent-

anspriiclien nur von pulvertörinigen Harzen

die Rede ist, den Schluß zu. -laß die Clege-

benenfalls angewandte alkalische K,)n 1ens:i-

tion im vorliegenden Falle iliclit so geleitet

wird, daß flüssigbleibende TIarzprodukte eilt-

stehen. Es ist zwar in dieser Literaturstelle

,_iie Anwendung von Harzen ini flüssigen Zu-

stande erwähnt. jedoch mir des@weg: n, um an-

sclllie@enr@ auszuführen, daß auf @iieserli Wege

keine festoll un-l wasserbestän,1igen Procltil;te

erzielt werden könnten. Es wird als() 111

dieser I,iterattirsteIle die- Ail`venrlung pulver-

TT

förmiger iiar-_e empIlohleil und in

,--stellt zu @ler als nachteilig angus,-henen All-

wendung wr@von flüssigen Harzen, ;weil @lie:e

Methode zu wertlosen Produkten führen >oll.

1_'1'n diese Auffassung zu @ie;veiseil, hat drr

Verfasser sogar Beispiele auf gefiihi-t, mehrere

mit Verwendung von pulverförmigen Harzen

im-1 eines tnit @er;veii#iunvon flüssigem

Harz, um zu zeigen, da?) !-las erste Verfahren

das brauchbarste sei.

Demgegenüber wurde nun gefun,len. daß

nian aus besonders durch ineciari:s;lie 7er-

hle:nerung gewori.i2ilen I3i@lzaiif:illen @xl_elli-

Iei Art, Form uill Herkunft liere-orrag.#nde

Platten und Formteile herstellen kann, wenn

nian auf diese Holzabfälle durch alkalische

Kondensation aus Plienolen uii,l w:isserigem

Fornialdeh@-d erhaltene noch iTÜssige, abge-

schieIene oder nicht abgeschiedene honr@en-

sationsprodukte in Mengen von 2 bis 1'o°'" ü1'

äußerst fein verteilter Form @itircli @ui-

sprülien o.ler Aufnebeln auf rlie in einen]

Mischer in Bew-:gung bennliic'len Tlolza?i-

fälle aufbringt. hierauf die -lasse auf einen

Feuchtigkeitsgehalt von ` bis 140" einstellt

und sodann die -Tasse unter Druck und tmter

gleichzeitiger oder anscliließen-aer Ei-liitztiiib

bis zur Aushärtung des Binrleinittels zu Bell

ge;s-ünschten Erzeugnissen formt. Die Erfin-

dung besteht also in der Kombination von

fünf Merkmalen, die alle in gleicher Weise zu dem angestrebten Erfolg beitragen: i. Die Anwendung von sehr geringen Harzmengen in der Größenordnung von 2 bis ioo/o. Die Verwendung von durch alkalische Kondensation erhaltenen Anfangskondensationsprodukten aus Phenolen und Formaldehyd in flüssiger Form.

3. Das Aufbringen des Bindemittels in äußerst fein verteilter Form durch Auf= sprühen oder Aufnebeln.
4. Die Einstellung eines Feuchtigkeitsgehaltes der Mischung auf 8 bis 14%.
5. Die Formung unter Druck bei gleich-e, zeitiger oder anschließender Wärmezufuhr bis zur Aushärtung des Bindemittels.
In weiterer Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Reaktionsfähigkeit des durch alkalische Kondensation erhaltenen Harzes bei der Heißhärtung in an sich bekannter Weise durch Zusatz von Säuren oder säureabspaltenden Substanzen auf ein gewünschtes, auf die anderen Herstellungsbedingungen abgestimmtes Maß eingestellt werden. Das für die Kondensation vorteilhafte Maß der Alkalität kann also vor dem Pressen durch Zusatz von Säure oder säureabspaltenden Substanzen reduziert werden, falls der Härtevorgang dadurch günstig beeinflußt wird. Ferner kann vorteilhaft die Härtung durch entsprechende Bemessung der Wärmezufuhr in zeitlich aufeinanderfolgenden Stufen durchgeführt werden. Eine Anhärtung kann im Sonderfalle, um die gegebenenfalls in der Hitze durchgeführte Pressung abzukürzen, schon vor dem Formen während des Mischens erfolgen, wodurch die Wirtschaftlichkeit infolge Erhöhung der Pressenausbeute verbessert wird. Diese Verbesserung :der Wirtschaftlichkeit tritt .aber auch ein, wenn die Masse in an sich bekannter Weise während der Formpressung nur angehärtet wird und außerhalb der Presse durch bloße Wärmeeinwirkung eine Aushärtung erfolgt. Auch in diesem Falle ergibt die Presse eine höhere Ausbeute, weil sie nur kürzere Zeit mit jedem Stück besetzt ist. Hierbei kann man in an sich bekannter Weise so weit gehen, daß* während der Formpressung ganz auf eine Heißhärtung verzichtet wird und diese im gesamten Umfang nach der Pressung, also außerhalb der Presse, durch Wärmeeinwirkung erfolgt, was den Vorteil bietet, daß die Presse nur den eigentlichen Formungsvorgang durchführt, also nur einen Bruchteil der Zeit besetzt ist, die andernfalls nötig ist, um die Wärmeeinwirkung bis zum Aushärten durchzuführen. Gerade bei den speziellen Formen .der Verfahrensdurchführung, bei welchen die Heißhärtung des Produktes ganz oder teilweise außerhalb der Presse, also ohne Druckanwendung, erfolgt, hat sich das von uns angewandte spezielle Harzprodukt als besonders vorteilhaft erwiesen. Es ist für die Härtung ohne Druck sehr gut geeignet, da es bei Anwendung geeigneter Hitzegrade nicht zur Gasabspaltung oder Dampfentwicklung neigt und deshalb ein auch ohne Druck gehärtetes Endprodukt ungequollen und blasenfrei erhalten wird.
Man kann bei der Verpressung verschiedenartige Produkte noch dadurch erzielen, daß man durch die verschiedene Höhe des Preßdruch-es unterschiedliche Dichten und Härten im Enderzeugnis herstellt. Diesen Enderzeugnissen können ferner durch Beigabe von Antiklebemitteln, Farbstoffen, feuerhemmenden Mitteln, Netzmitteln oder Weichmachern zusätzliche Eigenschaften in an sich bekannter Weise verliehen werden. Auch können den Erz eugnissen, wie ebenfalls bekannt, zum Zwecke der Oberflächenveredelung Furnierhölzer, Kunststoffschichten usw, aufgebracht werden. Beispiel 5 Teile, auf Festharz berechnet, eines durch Kondensation aus Zoo Teilen Phenol, 200 Teilen wässerige 3o°/oige Formaldehydlösung und 2 Teilen Ätznatron hergestellten noch flüssigen Anfangskondensationsproduktes mit etwa 2011, Wassergehalt werden mit 95 Teilen Sägespäne gemischt unter Einbringung des flüssigen Phenolharzes mittels Düsenzerstäubung auf die in einem Eirichmischer in Bewegung befindliche Holzspänemasse. Die Mischung wird auf einen Feuchtigkeitsgehalt von i i bis 12'/, eingestellt und sodann durch Formpressung zu Platten verpreßt unter gleichzeitiger odernachfolgender Härtung des Harzes durch Hitzeeinwirkung. Bei einem Preßdruck von 200 kg/cm=. einer Preßtemperatur von 12o° und einer Heißpreßzeit von 8 Minuten entstehen Platten mit einem Raumgewicht von 1300 kg/m3. Aus einer derartigen Platte geschnittene Stäbe mit den Maßen 120 X 15 X 4 mm haben folgende Festigkeitswerte: Biegefestigkeit -- 400 kg/cm=, Schlagbiegefestigkeit = 4,0 emkg/cm=. Dieselbe Platte zeigt an einem Prüfkörper mit den Maßen i2oX6oX4 mm nach i2ostündiger Lagerung in Wasser eine Gewichtszunahme von 1o0/0.
Die nach diesem Beispiel hergestellte Platte ist vorzüglich als Fußbodenplatte geeignet, da sie neben guten holzähnlichen Eigenschaften eine sehr gute Abnutzungsfestigkeit besitzt. Eine amtliche Prüfung derselben im Vergleich zu einer Reihe von bekannten Hölzern ergab eine außerordentliche Überlegenheit selbst gegenüber härtesten Hölzern.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. @Terfahren zur - Herstellung von Formh6rpern,-z...B. Platten, durch inniges Vermischen von IIölzabfällen beliebiger Art, besonders solchen, die durch mechanische Zerkleinerung .gewonnen sind, mit 2 bis i o o /o harzartigen härtbaren Iiondensationsprodukten aus Phenolen und Formaldehyd, Einstellen der Mischung auf einen bestimmten Feuchtigkeitsgehalt, Pressen und Härten derselben, dadurch gekennzeichnet, daß durch alkalische Kondensation aus Phenolen und wässerigem Formaldehyd erhaltene noch flüssige Kondensationsprodukte in äußerst fein verteilter Form durch Aufsprühen oder Rufnebeln auf die in einem gegebenenfalls geheizten 'Mischer in Bewegung befindlichen Holzabfälle aufgebracht werden, worauf die Masse auf einen Feuchtigkü itsgehalt von S bis i.4% eingestellt und sodann unter Druck geformt wird unter gleichzeitiger oder anschließender Erhitzung bis zur Härtung des Bindemittels.
2. Verfahren nach Anspruch i. dadurch gekennzeichnet, daß die Härtbarkeit der Kondensationsprodukte durch Zusatz von Säuren oder säureabspaltenden Substanzen eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Härtung durch entsprechende Bemessung der Wärmezufuhr in zeitlich aufeinanderfolgenden Stufen durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßmasse in der Form angehärtet und außerhalb der Form in beliebigem Maße ausgehärtet wird.
5. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Härtung ausschließlich durch Wärmebehandlung außerhalb der Preßform erfolgt. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen wordenschweizerische Patentschrift , \r. igi 896; französische - , - 697312, - Zusatzpatentschrift . - 40 173; USA.-Patentschriften . . . . -7r. 2 033 411, 1 959375.