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Verfahren zur Herstellung füllstoffhaltiger Kunstharzpreßmassen Bekanntlich
werden Kunstharzpreßmassen durch innigeVermischung des Kunstharzes mit Füllstoffen
unter Zusatz von Farbstoffen, Härtungsmitteln, Gleitmitteln und anderen üblichen
Zusätzen hergestellt. Als bekannte Füllstoffe gelangen hierbei beispielsweise
pule erförmige oder faserförmige organische oder ano aanische Stoffe, wie Holzmehl,
Gewebeschnitzel, Asbestfasern u. dgl., zur Anwendung. Hierbei konnte bisher im allgemeinen
die Menge von ungefähr r Teil Harz auf z Teil Füllstoff nicht unterschritten werden,
da sich sonst nachteilige Folgen für die Beschaffenheit des fertigen Preßlings herausstellen.
Die Saugfähigkeit des Füllstoffs verhinderte es also, die Füllstoffmenge noch weiter
erhöhen zu können und dadurch an Kunstharz zu sparen.
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Es wurde nun gefunden, daß es durch das im folgenden beschriebene
einfache Verfahren dennoch gelingt, die verwendete Füllstoffmenge ganz außerordentlich
stark heraufzusetzen, also sehr viel an Harz zu sparen, und dabei gleichzeitig Preßstücke
von verbesserten mechanischen und elektrischen Eigenschaften
zu
erhalten. Auch Verfärbungen an den fertigen Preßteilen treten nicht mehr auf.
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Dieses Verfahren besteht darin, den zur Verwendung gelangenden Füllstoff
bzw. das Füllstoffgemisch vor seiner Verarbeitung mit Harz stark zu verdichten,
so daß der Füllstoff sein großes Volumen verliert und eine gegenüber dem Harz stark
verminderte Saugfähigkeit aufweist. Die Verdichtung des Füllstoffs wird dadurch
erreicht, daß man ihn stark zusammenpreßt und eine @'erl;leinerung des Volumens
seiner einzelnen Teilchen unter gleichzeitiger Glättung ihrer Oberfläche erreicht.
Man erhält auf diese Weise Füllstoffe, die ein gegen den Ausgangsstoff erheblich
verkleinertes Volumen und umgekehrt ein erhehlich vergrößertes Schüttgewicht aufweisen.
Während also beispielsweise das Schüttgewicht von gewöhnlichem Holzmehl 16 g/ioo
cm3 ausmacht, besitzt das Schüttgewicht eines nach dem gegenwärtigen Verfahren behandelten
Holzmehls den Wert von `;.o g/ioo cm3. Es ist also fast die dreifache Verdichtung
eingetreten. An einem praktischen Beispiel wird das Verfahren verdeutlicht: 1650
g Holzmehl, 300 cm3 Wasser, 4 5 g N ov olak oder Resol, gemahlen, werden
gemischt. Das Mischen erfolgt entweder durch einfaches Umschaufeln oder durch Mahlen
des Gemenges. Der - ovolak oder das Resol können entweder als Pulver zugegeben werden
oder in irgendeiner anderen Form, z. B. als Emulsion, als alkalische oder alkoholische
Lösung. Die Zugabe hat den Zweck, bei der nun folgenden Kalandrierung ein Haften
des Holzmehls an den Walzen zu bewirken. Das Holzmehl wird bei möglichst eng gestellten
Walzen und zweckmäßig unter Beheizung des Kalanders so lange stark gepreßt, bis
eine genügende Verdichtung bei gleichzeitiger Trocknung eingetreten ist. Die Trocknung
kann so intensiv gestaltet werden, daß nicht nur das der Mischung zugesetzte Wasser,
sondern auch der ursprüngliche Wassergehalt des Holzmehls ganz oder zum großen Teil'
entfernt wird. Es wird dann gemahlen und allein oder im Gemisch mit anderen, zweckmäßig
ebenfalls verdichteten Füllstoffen als. Zusatz zur Erzeugung von Preßmassen verwandt.
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Selbst die füllstoffreichsten, unter Benutzung solcher Füllstoffe
hergestellten Preßmassen weisen noch eine überraschend große praktische Fließfähigkeit
auf. Wie aus der folgenden Tabelle hervorgeht, wird die Fließfähigkeit beispielsweise
bei Verwendung von erfindungsgemäß verdichtetem Holzmehl erst bei einer nur noch
2o '/o Kunstharz enthaltenden Preßmasse`geringer, jedoch nur im Ver-_gleich zu den
Fließfähigkeiten der harzreicheren Preßmassen:
| Verhältnis zwischen Harz Becherzeit |
| und verdichtetem Holzmehl |
| i : i io Sek. |
| i.2 9 - |
| - |
| r : 3 12 |
| i . t1 17 |
Die Becherzeiten «-urdon hierbei an nicht vorgewärmten Preßmassen in der Weise ermittelt,
daß
50 g Preßmasse in eine auf 16o° angewärmte becherförmige Stahlform eingefüllt
wurden und sofort darauf die Presse mit einem konstanten Druck (2o t) zugefahren
wurde. Die Zeit, die vom Aufsetzen des Formenob°rt; ils auf die in der I# orm befindliche
Preßmasse bis zum vollkommenen Schließen der Form zergeht, ist als Becherzeit bezeichnet.
Das Verfahren ist empirisch ermittelt und gibt einen überraschend genauen Anhalt
über die Fließfähigkeit einer Preßmasse. Auffällig und überraschend ist im Hinblick
auf die Weichheit der Preßmassen, wie sie aus den Becherzeiten hervorgeht, und im
Hinblick auf den geringen Harzgehalt der Glanz und die gute Oberfläche der hieraus
erhaltenen fertigen Preßlinge.
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.Nach diesem \-.erfahren ist es möglich, mit einer gegebenen 1darzmenge
ungleich mehr Preßmasse zu erzeugen als bisher. Greift man z. B. die 25o/oige Preßmasse
heraus, so erhält man mit der gleichen Harzmenge die doppelte Gewichtsmenge Preßmasse
wie bisher bei einer 5oo/oijen.
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Beim Vorbehandeln des Füllstoffs kann man praktischerweise gleich
Hexanietliylentetramin mit einarbeiten. ebenfalls Farbstoffe, Gleitmittel oder andere
Füllstoffe. Die Zumengungen von Hetamethylentetramin zum Füllstoff kommen nur dann
in Frage, nenn man. :Novolake oder langsam härtende Resole verarbeiten will.
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Im nachstehenden werden weitere Beispiele für die Herstellung des
erfindungsgemäß verdichteten Füllstoffs gegeben: Beispiel i 165o g Holzmehl, 180
1- Hexamethylentetramin, 300 cm3 Wasser, ».5 g \ovolak werden gemengt und
auf einem geheizten Kalander, wie oben beschrieben, behandelt. Das Produkt wird
möglichst fein gemahlen. Das Schüttgewicht ist von 16g auf .4o g/ioo cm3 gestiegen.
Infolge der durch diese Behandlung erzielten äußerst feinen Verteilung des Hexa
werden Preßstücke von ganz erheblich besserer Oberfläche erzielt als sie nach den
bisher üblichen Mischmethoden erhalten werden konnten.
Beispiel
e 1240 g Holzmehl, 410 gLithopone, 45 g Novolak, 300 cm3 Wasser werden auf
einem geheizten Kalander gewalzt. Sobald genügende Verdichtung eingetreten ist,
wird die Masse abgenommen.
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Beispiel 3 1240 g Holzmehl, 410 g Lithopone, 45 g Novollak,
300 cm3 Wasser, 1,6 g Fettgelb ,verden gemengt und, wie oben beschrieben,
verdichtet. Beispiel 4 124o g Holzmehl, 410 g LithoPone, 45 g Novolak,
300 cm-3 Wasser, i,8 g Sudanrot werden wie oben behandelt, und der fertige
Füllstoff wird dann gemahlen.
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Außer Novolak oder Resol sind auch andere Stoffe, z. B. Stärke oder
Leim geeignet, als verklebend wirkender Zusatz für den. zu verdichtenden Füllstoff
verwendet zu werden. Man kann auch ganz ohne diese Zusätze auskommen, muß aber dann
für eine automatische Vorrichtung sorgen, die das herabfallende Füllstoffpulver
wieder auf die Walzen zurückbefördert. Der Kalander ist zur Ausführung dieses Verfahrens
die geeignete Maschine. Man kann aber auch mit anderen Vorrichtungen zum Ziel kommen,
die eine Verdichtung des Füllstoffs zustande bringen, wie z. B. Pressen u. dgl.
Nach der beschriebenen Methode lassen sich nicht nur Holzmehle behandeln, bei welchen
allerdings der Effekt des erfindungsgemäßen. Verfahrens ganz besonders deutlich
ersichtlich ist, sondern allgemein auch andere zusammendrückbare organische oder
anorganische Füllstoffe; vorzugsweise solche von faseriger Struktur, wie Papier-
und Gewebeschnitzel, Asbestfasern u. dgl.
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Die folgenden Beispiele beschreiben die Herstellung von Preßmassen
unter Benutzung der verdichteten Füllstoffe: Beispiel 5 38Teile Novolak, iooTei.le
Füllstoff gemäß Beispiel i, io Teile Lithopone, i Teil Sudanrot, o,2 Teile Stearinsäure
werden auf dem Kalander verarbeitet. Das Kalandrieren erfolgt einwandfrei. Das Fell
löst sich gut ab und zeigt keine Neigung zum Zusammenschieben. Die Becherzeit beträgt
14 Sek. Das Verhältnis von Harz zu Füllstoff ist 1 :2.
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Beispiel 6 46 Teile Phenol-Resol, 93 Teile Füllstoff gemäß Beispiel
2, o,5 Teile Stearinsäure, 0,4 Teile Fettgelb werden wie oben verarbeitet. Die Becherzeit
beträgt z2 Sek. Das Verhältnis von Harz zu Füllstoff ist 1 :2.
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Beispiel ? 7o Teile Füllstoff gemäß Beispiel 3, 6o Teile Novolak,
io Teile - Hexamethylentetramin:, 1,4 Teile Stearinsäure, 0,2 Teile Fettgelb werden
gemischt. Becherzeit: io Sek. Verhältnis des Harzes zum Füllstoff gleich i : i.
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Beispiel 8 21o Teile Füllstoff gemäß Beispiel 3, 6o Teile Novolak,
io Teile Hexamethylentetramin, o,4 Teile Stearinsäure, o,8 Teile Fettgelb werden
gemischt. Becherzei:t: 12 Sek. Verhältnis des Harzes zum Füllstoff wie i :3. Beis,piel9
21o Teile Füllstoff gemäß Beispiel 3, 6o Teile Novolak, io Teile Hexamethylentretramin,
o,4 Teile Stearinsäure, o,6. Teile Sudanrot werden gemischt. Becherzeit: 13 Sek.
Verhältnis von Harz zu Füllstoff wie i :3.
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Beispiel io 28o Teile Füllstoff gemäß Beispiel 3, 6o Teile Novolak,
io Teile Hexamethylentetramin, 0,4 Teile Stearinsäure, o,8 Teile Sudanrot werden
gemischt. Becherzeit: 17 Sek. Verhältnis von Harz zu Füllstoff wie i :4. Beispiel
il 28o Teile Füllstoff gemäß Beispiel 4, 6o Teile Novolak, io Teile Hexamethylentetramin,
0,4 Teile Stearinsäure, o,8 Teile Sudanrot werden gemischt. Beeherzeit: 20 Sek.
Die Becherzeit von 20 Sek. geht beim Anwärmen der Preßmasse auf io Sek. zurück.
Verhältnis von Harz zu Füllstoff wie 1 :4.
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Die füllstoffreichen Massen gemäß Beispiel 9 bis i i kann man auch
ohne Stearinsäure herstellen.
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Die nach dem beschriebenen Verfahren erhaltenen verdichteten Füllstoffe
sind selbstverständlich nicht nur gemäß den vorstehenden Beispielen zur Verarbeitung
mit Phenolformaldehydharzen geeignet. Sie können vielmehr ebensogut auch in andere
Kunstharze, z. B. in die nach den Patentschriften 579 7-18 und 595 462 erhaltenen
Harnstoffharze oder in andere Kunstharze eingearbeitet werden.
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Es wird bemerkt, daß bei dem Verfahren Papier, Pappe o-d. dgl. nicht
als Füllstoffe im Sinn des beanspruchten Verfahrens dienen sollen, sondern vielmehr
erst die durch starke Verdichtung aus diesen Stoffen erhaltenen Materialien. Zum
Beispiel werden Papierschnitzel zwischen Walzen so lange hindurchlaufen gelassen,
bis die erhaltene Masse infolge der starken Verdichtung einen Bruchteil des ursprünglichen
Volumens einnimmt.
Es ist ferner allgemein bekannt, Kunstharze und
Füllstoffe, wie z. B. Holzmehl, auf heißen Walzen innig miteinander zu vermischen,
wodurch die bekannten Kunstharzpreßmassen erhalten werden. Bei einer derartigen
Walzenbehandlung erreicht man wohl eine gründliche Durchtränkung der Füllstoffe
mit den Harzen, aber keine wesentliche Verdichtung der Füllstoffe, da der hohe Gehalt
der Massen an erweichtem Harz den Füllstoffen Gelegenheit gibt, dem Walzendruck
ohne nennenswerte Verdichtung auszuweichen.