verfahren zur Herstellung einer gewebte Stoffe enthaltenden formbaren Masse. Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung neuer formbarer Massen, die ein Bindemittel von harzartigem Charakter und gewebte Füllstoffe enthalten und ins besondere die Herstellung solcher Produkte, in denen das Bindematerial härtbares, syn thetisches, harzartiges Produkt ist, das heisst eine Substanz von harzartiger Natur, die sich in einem gewöhnlich als "härtbar" be zeichneten Zustand befindet, das heisst lös lich und schmelzbar ist, jedoch durch An wendung von Hitze in einen Zustand über geführt bezw. polymerisiert werden kann, in dem sie für alle praktisch in Frage kommen den Zwecke unlöslich und urischmelzbar ist.
Faserige Füllstoffe, wie zum Beispiel Holzmehl und Baumwollflocken, sind in grö- ssem Umfange in hä,rtbaren Harzmassen be- itutzt worden, um den aus ihnen geformten Gegenständen Widerstandsfähigkeit gegen Erschütterungen und sonstige wertvolle Ei genschaften zu verleihen.
Die aus solchen Massen hergestellten, geformten Gegenstände besitzen jedoch nicht die nötige Festigkeit und Zähigkeit von Werkzeuggriffen, Hemm leisten von Weberschiffchen, sowie von Ma schinenelementen und dergleichen, bei denen Widerstandsfähigkeit gegen Stösse verlangt wird und für die man im allgemeinen Roh haut benutzt.
Anderseits sind bereits geschichtete Produkte mit hoher Widerstandsfähigkeit gegen Stoss und grosser Festigkeit durch Zu sammenkleben von Leinengeweben oder Se geltuch mittelst eines härtbaren syntheti schen Harzes hergestellt worden. Bei der Herstellung von geschichteten Platten wird eine Anzahl der mit dem Bindemittel über zogenen oder imprägnierten Gewebebahnen. aufeinander gelegt und zwischen den Platten einer Presse durch gleichzeitige Anwendung von Hitze und hohem Druck miteinander Verbunden. Es ist auch möglich, aus sol chem geschichteten Material Rohre in der Weise herzustellen, dass man die imprä gnierten Bahnen in stark gespanntem Zu stand auf einen Dorn wickelt und erhitzt.
Doch ist die Beschaffenheit von Kanevas oder Leinengeweben derart, dass sie keine merkliche Fliessfähigkeit besitzen und in folgedessen nur zur Herstellung von Plat ten, Rohren oder ähnlichen Formen von im wesentlichen gleichmässiger Dicke geeignet sind, bei deren Herstellung eine Verzerrung des Gewebes nicht erfolgt.
Es bestand seit langem ein Bedürfnis für Pressmischungen, deren Eigenschaften bezüglich Stärke, Festigkeit und insbeson dere Widerstandsfähigkeit gegen Stoss oder Erschütterung wesentlich besser sind als die jenigen der mit Holzmehl oder ähnlichen fa serigen Füllstoffen hergestellten Pressmi- schungen, das heisst, für Mischungen, aus denen man gegen Stoss widerstandsfähige Fertigprodukte herstellen kann und die sich von den bekannten, aus Gewebebahnen her gestellten geschichteten Produkten dadurch unterscheiden, dass sie formbar, das heisst in eine geschlossene Form fliessbar sind und zufriedenstellende Pressartikel liefern.
Um diesem Bedürfnis zu entsprechen, ist bereits vorgeschlagen worden, einen Füll stoff zu benutzen, den man dadurch erhält, däss man einen gewebten Stoff mit einem harzartigen Bindemittel überzieht und dann den gewebten Stoff zerreisst, so dass eine lose, flockige Masse von kurzen Fasern ent steht. Diese Massnahme zerstört diejenigen, dem gewebten Stoff anhaftenden Eigen schaften der Festigkeit usw., denen die aus Gewebebahnen hergestellten geschichteten Produkte ihre Überlegenheit verdanken, und sie ist auch sonst unvorteilhaft wegen der Absonderung des Bindematerials und der Zerstörung der Fasern.
Es ist nun gefunden worden, dass eia ge webter Stoff, zum Beispiel aus Zwillich (coutil), Baumwolle, Leinen, rayon (Glanz stoff) usw. oder aus Kombinationen von zwei oder mehr der genannten Stoffe, des sen Dicke vorteilhaft 0,015 Zoll nicht we sentlich überschreitet und der im allgemeinen auf ein Zoll etwa 12 bis 16 Fäden oder mehr enthält, in Stücken von etwa 1/8 bis 1¸ 7ol1 Länge, bei einer Breite von etwa 1/8 bis 1 ¸ Zoll und mit einem harzartigen Binde- mittel versehen, eine formbare Masse liefert, das heisst eine Masse, die für die meisten Formungszwecke genügend fliessbar ist und die dabei die Eigenschaften von gewebten Stoffen insofern behält, als die geformten Gegenstände eine vorherrschend geschichtete Struktur zeigen und die gleiche Stärke,
Fe stigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Erschütterungen zeigen, wie die aus Gewe bebahnen hergestellten geschichteten Pro dukte. Eine solche Masse zeigt nicht nur die erforderliche Fliessbarkeit bei den Formen. sondern liefert auch Artikel mit gut aus sehender Oberfläche und zeigt beim Schnei den eine sehr dünne Pressnaht, so dass das Aussehen der geformten Artikel nicht beein- trächtigt wird.
Die zufriedenstellende Einverleibung des harzartigen Bindemittels in die Stücke des gewebten Stoffes kann dadurch erfolgen, dass man die Stücke des Stoffes mit dem Binde mittel in Form eines Lackes oder einer Lö sung tränkt und dann das Lösungsmittel entfernt. Wird der gewebte Füllstoff dem Bindemittel während der Führung zwi schen heissen Walzen zugegeben, wie es bei der Herstellung von Pressmischungen üblich ist, dann wird der Stoff weitgehend zerstört und die Mischung ist nicht so gleichmässig, wie es erwünscht ist.
Bei der Ausführung der Tränkiing ist es vorteilhaft, in der Weise vorzugehen, dass man die zerschnit tenen Stücke des Gewebes in einen Misch apparat oder eine Knetmaschine bringt, dann das härtbare synthetische Harz in eine Lösung mit einem Gehalt an festem Harz von 50 % oder mehr zusetzt und nach gründlichem Vermischen das Lösungsmittel durch Erhitzen zweckmässig unter Anwen dung ein partiellen Vakuums entfernt.
Bei diesem Verfahren bleibt der Stoff in seinem ursprünglichen, gewebten Zustand, impräg niert mit dem härtbaren synthetischen Harz, das sich im wesentlichen im härtbaren A-Zustand befindet, aber auch im nennens werten Grade in der Lösung oder nach dem Imprägnieren durch Erhitzen dem C-Zu- stand genähert werden kann, ohne die Form- barkeit in nennenswertem Grade schädlich zu beeinflussen. Die Menge des dem Stoff zugesetzten härtbaren synthetischen Harzes kann in weiten Grenzen schwanken. Eine gute Pressmischung kann man herstellen, wenn der Harzgehalt beispielsweise etwa 30 bis 50 Gewichtsprozent beträgt.
Das nachstehende Beispiel zeigt eine Aus führungsform der vorliegenden Erfindung. Es sei jedoch bemerkt, dass die Erfindung weder auf die einzeln erwähnten Stoffe, noch auf die beschriebenen Massnahmen be schränkt ist.
Zwillich (coutil), den man in Form von Schnitzeln erhält, wird durch eine Lum penschneidemaschine geschickt, so dass Stücke von etwa 1 bis 1 ¸ Zoll Länge und etwa 1 bis 1 ¸ Zoll Breite entstehen. Die Stücke können viereckig oder von anderer Form sein, wobei der Flächeninhalt unge fähr dem eines 1 ¸ ¿ 1 ¸ Zoll grossen Vier ecks entspricht. Jetzt werden die Stücke in eine Knetmaschine gebracht. Sind die Ab messungen der Stücke nennenswert kleiner als die angegebenen, dann zeigen sie eine Neigung zum Zusammenkleben in irregulä ren Massen nach der Imprägnierung und müssen durch Zerschneiden voneinander ge trennt werden.
Auf die Charge wird eine Lösung gefüllt, die in Alkohol gelöst etwa 50 % feste Bestandteile enthält und die als festen Bestandteil beispielsweise das harz artige Reaktionsprodukt von etwa 100 Tei len Phenol und etwa 60 Teilen Formaldehyd enthält. Ein solches Produkt ist kein härt- bares synthetisches Harz in dem üblichen Sinne dieses Ausdrucks, da es durch Erhit zen nicht in den unlöslichen Zustand über geführt werden kann, sondern erst nach Hin zufügen von etwa 10 Teilen Hexamethylen- tetramin als Härtemittel zu der Lösung.
Das Material wird etwa 20 Minuten lang gründ lich gerührt, dann auf Horden ausgebreitet und bei einem Vakuum von etwa 25 bis 27 Zoll Quecksilbersäule etwa 4 Stunden lang getrocknet, wobei die Trocknungsapparate so beheizt werden, dass das Material eine Temperatur von etwa 70 C aufweist. Das in dieser Weise hergestellte, getrock nete Material würde für dünnwandige Arti kel zu grob sein. Wird eine feinere Masse verlangt, so kann das imprägnierte Material bis zur gewünschten Feinheit zerschnitten werden, indem man es zum Beispiel durch eine Abbe'sche Schneidmaschine schickt, die pro Minute 400 Umdrehungen macht.
Im wesentlichen enthält eine solche Schneide maschine rotierende, schraubenförmige Mes ser, ähnlich den in Rasenschneidern ange ordneten, die eine scherende Wirkung ge genüber einem tangential unbeweglich ange ordneten Messer haben; das Material wird durch einen Trichter den zusamenwirkenden Messern zugeführt und wird auf dem Weg zwischen ihnen zerschnitten.
Die Verwendung einer solchen Sehneid maschine ist vorteilhaft, denn es ist gefun den worden, dass ihre scherende Wirkung keine nennenswerte Abscheidung des harz- ,-,rügen Bindemittels, mit dem die gewebten Stoffe imprägniert worden sind, herbeiführt und Stücke von einer Grösse von etwa 1j, Quadratzoll geschnitten werden können. Nach dem Schneiden wird das Material nach der Grösse durch Sieben sortiert. Das Ma terial ähnelt groben Flocken und wird in dieser Form, grob oder fein, zum Formen benutzt.
Bei der Herstellung von Pressartikeln wird eine heisse Form in derselben Weise ge füllt, als wenn man eine Holzmehlmischung benutzt, indem die Form mit einer bestimm ten Menge des Produkts in losem Zustand gefüllt werden kann oder das Produkt kann vorgeformt oder in eine geeignete rohe Form vorgepresst werden, worauf das vorgeformte Stück in die Form gebracht wird. Der Schie ber oder Kolben wird dann in die Form ge drückt und die Masse wird gezwungen, alle Teile der Form auszufüllen.
Da die Form heiss ist und da während dieser Massnahme weiter Hitze angewandt wird, schmilzt das härtbare synthetische Harz und eine Schicht desselben kommt an die Oberfläche und um gibt vollständig den Stoff. Bei weiterem Er hitzen auf etwa 135 C nähert es sich dem C-Zustand. Bei kleinen dünnwandigen Ar tikeln ist das Pressen in 3 bis 5 Minuten be endet. Man kann die Form etwas abkühlen lassen, doch ist dies nicht wesentlich, da die Artikel im allgemeinen heiss herausge nommen werden können.
Zur Kenntnis der Formbarkeit des Pro duktes und als typisch für formbare Pro dukte im allgemeinen sei eine spezifische Schilderung gegeben.
Eine geschlossene Versuchsbecherform, die aus einem Formenrahmen mit leicht ko nisch zulaufendem Hohlraum von etwa 2 bis 3/8 Zoll Tiefe und 2 Zoll Durchmesser be steht, und ein Kolben, der während des Pressvorganges die in der Form befindliche Füllung zwingt, an die Seiten zu fliessen und einen Becher mit einer Wandstärke von etwa s/S Zoll Dicke zu bilden, wird mit dem in dem Beispiel beschriebenen Produkt von solcher Feinheit gefüllt, dass es durch ein 5/s Zoll Sieb hindurchgeht. Die Masse braucht eine Fliesszeit von 8 bis 10 Sekunden bei einem Druck von etwa 3000 Pfund pro Qua dratzoll und bei einer Temperatur, die 150 Pfund Dampfdruck in den geheizten Platten der Presse entspricht, wobei die Masse wäh rend dieser Zeit den gesamten Hohlraum der Form ausfüllt.
Die Pressnaht, die durch das Überfliessen der Masse zwischen den angren zenden Berührungsflächen der Form und des Kolbens gebildet wird, ist im wesentlichen so dünn, wie bei Verwendung von Holzmehl mischungen und kann leicht entfernt wer den, ohne die Oberfläche merklich zu beein trächtigen. Es ist kennzeichnend für das Produkt, dass es einen elastischen Charakter aufweist und Pressartikel von tadelloser Oberflächenbeschaffenheit liefert, auch wenn die Form nicht vollständig gefüllt war. Fül lungen im vollen Gewicht sind jedoch wich tig, wenn hohe Widerstandsfähigkeit gegen Erschütterungen wesentlich ist.
Die Oberfläche eines gepressten Artikels zeigt die Stücke des Stoffes, aus dem die Pressmischung hergestellt ist, wenn ein kla res Harz als Bindemittel benutzt worden ist, so dass der Artikel ein anziehendes, buntes Aussehen zeigt. Dies kann noch weiter be tont und es können überraschende Wirkun gen erzielt werden, indem man alle Stoff stücke oder einen Teil derselben mit ver schiedenen Farben färbt oder der Masse Farbstoffe einverleibt.
Der Zusatz von pig mentierten oder gefärbten Pressmischungen (die wie Holzmehlmischungen hergestellt werden, indem man zum Beispiel Holzmehl, harzartige Bindemittel und Farbstoff in üb licher Weise zusammen heiss walzt) zu den vorliegenden Produkten ist besonders wirk sam, wenn man an der Oberfläche Farb- flecke bezw. -flachen erhalten will.
Man kann auch so vorgehen, dass die den geweb ten Stoff enthaltende Ma>,ee roh geformt wird und dann auf der Oberfläche stellen weise eine gefärbte Pressmischung oder ein anderes Material aufgebracht wird. Zur Erzielung solcher Farbwirkungen und Ma serungen können die verschiedenen Farb stoffe und Pigmente benutzt werden, die sich bei der Herstellung von Pressmischun- gen als brauchbar erwiesen haben und die eine grosse Anzahl Farben einschliessen, wie zum Beispiel gelb, rot, blau, grün, violett, braun, weiss, schwarz usw.
Wird eine gleich mässige Färbung bevorzugt, so kann diese er zielt werden, wenn man der Masse eine ge nügende Menge eines Farbstoffes einverleibt, wie zum Beispiel Eisenoxydrot, Titanogyd, gebrannte Umbra., Ockergelb, i@Tigrosin, Russ-Schwarz usw. oder die Form mit einer Pressmischung von der gewünschten Farbe auskleidet.
In dem Querschnitt der geformten Arti kel kann man die Stoffstücke sehen, wie sie übereinander liegend in annähernd paralle ler Lage eine geschichtete Struktur zeigen. Es ist ferner festgestellt worden, da.ss die Blättchen der Fliessrichtung der Masse in der Form folgen, was offenbar vorteilhaft ist, um Festigkeit und Widerstandfähigkeit an den Rändern und an denjenigen Teilen der Oberfläche zu erzielen, die Richtungsände rungen oder Krümmungen zeigen. Ein mehr oder weniger gewelltes Aussehen der Blätt chen ist auch zu beobachten; es ist offenbar eine Folge von Kompressionen, nachdem das Material gezwungen worden ist, in alle Teile der Form zu fliessen.
Artikel, die von dieser Masse hergestellt worden sind, zeigen einen Widerstand ge gen Erschütterungen, der im Durchschnitt mehr als fünfzehnmal so gross ist, wie der jenige der aus Holzmehlmischungen herge stellten und der von der gleichen Grössenord nung ist, wie der Widerstand der geschich teten Produkte, die aus Bahnen desselben Gewebes hergestellt sind. Infolgedessen sind die Artikel für zahlreiche Verwendungs zwecke brauchbar, für die man bis jetzt Rohhaut als Material benutzt, wie zum Bei spiel Werkzeuggriffe, Getriebe usw. Ebenso geeignet sind sie zur Herstellung von Mö beln oder Teilen derselben, wie zum Beispiel Bettenden, Stuhlarmen usw.
Die Bezeichnung "formbar", wie in der Beschreibung und den angeführten Schutzan sprüchen angewendet, ist auf solche Mi schungen zu beziehen, die Fliessvermögen besitzen. Nicht eingeschlossen in die Be zeichnung "formbar" sind solche Mischun gen, die nur in einfachen Formen gepresst werden können, wobei ein erhebliches Fliess vermögen nicht erforderlich ist.