Verfahren zur Herstellung von aus Faserstoff-Pressteilen zusammengesetzten Formstücken. Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren zur Herstellung von aus Faserstoff- Pressteilen zusammengesetzten Formstücken, wie sie z. B. für den Aufbau von Kraftwagen und Flugzeugen oder für die Herstellung von Türen, Fenstern etc. Verwendung finden.
Derartige, meist flächige Formstücke wurden bisher in kleinem Umfang aus mit Kunstharz gebundenen Faserstoffmassen durch Formung in Gesenken unter Pressdruck bei entsprechender Wärmebehandlung hergestellt. Dabei boten von vornherein nur solche Press- massen Aussicht auf Erfolg, bei denen ein verfilztes Faserstoffgebilde Verwendung fand. Wenn nicht besonders hohe Festigkeitsan sprüche an die Fertigstücke gestellt wurden, so wurden befriedigende Resultate bei der Formung von mit Kunstharz versehenen Papieren, Pappen, Faservliesen oder dergl, erzielt.
Eine ausreichende Formbarkeit solcher Pressstoffe ist bei den bisher bekannten Press- verfahren innerhalb der verfügbaren und wirt schaftlichen Druckgrenzen nur gegeben, wenn die Stoffe einen erheblichen Harzgehalt auf weisen, da Harz oder sonstiges plastisches Bindemittel der allein formungserleichternde Bestandteil ist, während der Faserstoffver band infolge seiner Verfilzungsfestigkeit einer Formung geradezu entgegenwirkt, für eine Verfestigung der an sich wenig festen Kunst harze oder dergl. jedoch unerlässlich ist.
Der Harzgehalt der bisher gebräuchlichen blassen liegt deshalb notgedrungen je nach dem Mass an Formbarkeit, welches das herzustellende Formstück mit Rücksicht auf seine Gestal tung benötigt, über 30 0/o bis zu 50 0/o. Einer ausreichenden Formbarkeit zuliebe wurde also der Anteil an sprödem Bindemittel höher gewählt, als es im Interesse der Festigkeit erwünscht war.
Für die blosse Bindung der Fasern zu ausreichender Homogenität genügen aber wesentlich geringere Mengen an Bindemittel. Nur war es bisher nicht möglich, solche harz- bezw. bindemittelarme Faserstoffpressmassen in Formstücke umzusetzen.
Das vorliegende Verfahren gibt nun einen Weg zur erfolgreichen Lösung dieser Aufgabe an. Dabei zeigt sich, dass die vorauszusehende Festigkeitssteigerung der Endprodukte in hohem .Masse eintritt und dass das Verfahren dazu noch wirtschaftlicher ist als die bekannten Herstellungsmethoden mit bindemittelreicheren Ausgangsstoffen.
Gemäss der Erfindung werden aus mit 6-33 0/o Kunststoff als Bindemittel versehenen Faserstoffgebilden durch Pressen in Formen unter Wärmeeinwirkung zu teilweiser Härtung gebrachte Pressteile zwecks Vereinigung in einer weiteren Form unter Druck und Wärme zu flächigen Formstücken verpresst, gegebe nenfalls unter gleichzeitiger Einverleibung ungeformter Pressmasse gleicher, ähnlicher oder anderer Art.
Bei diesem Verfahren ermöglicht die in einer ersten Stufe erfolgende Herstellung der einzelnen Teile des zusammengesetzten Form stückes die genaueste mengenmässige und formgerechte Dosierung, wodurch eine ein wandfreie Vereinigung der Einzelteile zum ganzen Fertigstück in einer zweiten Stufe unter Vermeidung einer bei bindemittelarmen blassen nur sehr schwer erzielbaren Form änderung durchführbar wird.
Die Vereinigung der Einzelpressteile zu dem endgültigen Formstück erfolgt also in einer weiteren Form, die man als Fertigform bezeichnen kann und welche die Gestalt der Einzelformen in sich enthält.
Die Druck- und Temperaturbedingungen beim Pressen der Einzelteile und des Fertig stückes richten sich nach der Art des als Bindemittel verwendeten Kunststoffes. So wird man bei Anwendung härtbarer Kunst harze vorzugsweise die Einzelteile bei einer Temperatur pressen, welche eine Anhärtung des Harzes verursacht, während die Ver schweissung zum endgültigen Formstück bei einer Temperatur erfolgt, welche das Kunst harz zum Aushärten bringt. Eine Abkühlung des Fertigstückes in der Form wird man da vornehmen, wo sie zum Ausheben aus der Form notwendig ist oder dieses erleichtert, z. B. bei thermoplastischen, nicht härtenden Bindemitteln.
Der Harzgehalt der Faserstoffverbände wird dabei mindestens so gewählt, dass er gerade zur Bindung des komprimierten Faser gefüges im Endprodukt ausreicht. Praktische Versuche haben erwiesen, dass dieser Harz gehalt zweckmässig den Wert von<B>15</B> /o nicht überschreitet. Der Wert steht in Abhängig keit von der Art der Faser und des Faser verbandes, ferner von dem Grad der Korn-. primierung bezw. Dichte des Enderzeugnisses, die nach Bedarf und gewolltem Effekt variiert werden können. Dabei kann der Harzgehalt innerhalb desselben Formstückes schwanker, indem z.
B. einzelne der zur Herstellung des selben verwandten Pressteile, vorzugsweise solche mit komplizierter Gestaltung oder solche, die im Fertigstück Zonen grosser Härte erzeugen sollen, zur Erleichterung der Form barkeit und Verdichtung einen höheren Harz gehalt besitzen als benachbarte, einfachere und daher leichter formbare Teile, ohne dass jedoch der Gesamtlrar-zgehalt des ganzen Formstückes die angegebene Höchstgrenze nennenswert überschreitet.
Zur Erzielung einer harten und wasser festen, gegen alle äussern Einflüsse bestän digen Oberfläche kann auf den Fertigstücken eine gegenüber diesen dünnere Deckschicht während oder nach der Fertigstellung erzeugt werden.
Das Versehen der faserigen Rohstoffe, als welche Papiere aus Sulfit-, Natron- oder sonstiger Zelluloseart, Pappen oder Faser- formlinge in Frage kommen, mit den für den vorliegenden Zweck erforderlichen Binde mitteln kann unter Berücksichtigung der Natur des Rohstoffes in verschiedener Weise erfolgen.
So kann z. B. bei Papieren, soweit es die Dicke gestattet, das Bindemittel auf der Lackiermaschine eingebracht weiden, wobei sich das Bindemittel in flüssigem Zustand in Form von Lösungen, Emulsionen oder Subpen- sionen befinden kann. Nicht auf der Lackier- maschine verarbeitbare Pappen erhalten das Bindemittel zweckmässig schon im Holländer, wobei das Bindemittel auch als fein gemah lenes Pulver zugesetzt werden kann.
Faserformlinge, wie sie auf bekannte Ar ten aus Faserbrei gewonnen werden, können in jedem beliebigen Stadium mit Bindemitteln in flüssigem oder gelöstem Zustand versehen werden. Aber auch hier kann das Binde mittel schon im Faserbrei enthalten sein, und zwar wiederum als Pulver oder in flüs siger oder gelöster Form.
Wünscht man besonders hohe Festigkei- ten, so ist der Natronzellulose als Faser material der Vorzug zu geben. Aber auch die andern Zellulosearten können für gewisse Zwecke technische und wirtschaftliche Vor teile bieten. Zum Beispiel kann es vorteilhaft sein, statt eines nur verfilzten Faserstoffver bandes ein Baumwoll- oder Kunstseidenge webe zu verwenden, weil derartige Gewebe wie ein Vergleich zwischen den bekannten Hartpapieren und den Hartgeweben zeigt spezielle und für manche Zwecke erwünschte Eigenschaften im Endprodukt erzeugen. So wird es anderseits auch Anwendungen geben, wo eine gewöhnliche billige Platte 'aus Holz schliff oder sonstiger minderwertiger Zellulose einen ausreichenden Gebrauchswert bei na turgemäss grosser Billigkeit gewährleistet.
Faserformlinge aus Faserbrei können da Anwendung finden, wo bei aus einer Mehr zahl ebener Faserstoffgebilde erhaltenen Form stücken ein Schichteffekt unerwünscht ist und bei denen eine homogene Verfilzung über den gesamten Querschnitt, wie sie bei Faser- formlingen z. B. nach Art des Pappengusses erhalten wird, einen Vorteil bietet. Als Bin demittel für die faserigen Rohstoffe werden in erster Linie Kunstharze vorgeschlagen, wie z. B. Phenol-Formaldehyd-Harze oder Kresol-Formaldehyd-Harze, und zwar sowohl solche vom Typus eines Novolackes, der zur Härtung mit einem Zusatz von Formaldehyd abspaltenden Substanzen versehen wird, als auch Resolharztypen in den bekannten Va riationen, z.
B. in Form von alkalihaltigen wässrigen Lösungen, wie sie bei gewissen Kondensationsbedingungen direkt entstehen, oder als alkoholische Lösungen, wie sie bei der Fabrikation von Hartpapier seit langer Zeit Anwendung finden.
Bei gewissen Anforderungen, 'z. B. hin sichtlich Hellfarbigkeit, verdienen die Harze aus Carbamiden und Formaldehyd, z. B. die bekannten Harnstoff- bezw. Harnstoff-Thio- harnstoff-Harze oder auch bei erwünschter sehr schneller Härtung und Wasserfestigkeit die Melamin-Formaldehyd-Harze den Vorzug vor den Phenolharzen, da letztere nur in dunkle ren Farben herstellbar sind und keine Licht beständigkeit besitzen, während die genannten Carbamid - Formaldehyd - Kondensationspro - dukte sich durch Hellfarbigkeit und Licht beständigkeit auszeichnen.
Ferner können, wenn z. B. Kriechstrom festigkeit und Alkalibeständigkeit für die Fertigerzeugnisse Bedingung sind, Anilin Formaldehyd-Kondensationsprodukte Anwen dung finden.
Ausser der Klasse der härtbaren Kunst harze können als Bindemittel auch Kunst stoffe anderer Art benutzt werden wie z. B. thermoplastische Kunststoffe, z. B. solche, die durch Polymerisation ungesättigter orga nischer Verbindungen erhalten werden, wobei es aus wirtschaftlichen Gründen (Einsparung von Lösungsmitteln) vorteilhaft ist, diese in Form der leicht herstellbaren Emulsionen anzuwenden. Naturgemäss können die Binde mittel auch im Gemisch oder so angewandt werden, dass die fertigen Formstücke zonen weise in wechselnden Mengen verschiedene Arten von Bindemittel enthalten. Falls beim Einbringen Lösemittel benutzt werden, werden diese vor der Verformung auf bekannte Weise entfernt.
Die Wahl des Bindemittels richtet sich also zweckmässig ganz nach den jeweiligen Bedingungen, welche an das Enderzeugnis für jeden besonderen Fall gestellt werden. Sie richtet sich ferner nach dem Preis, den vorhandenen Apparaturen und den sonstigen wirtschaftlichen Bedingungen.
Selbstverständlich können die Rohstoff produkte ausser Fasern und Bindemitteln zu- sätzliche Stoffe anderer Art, wie z. B. Gleit- mittel, Schmiermittel, Netzmittel, Weich- machtrngsmittel und Schutzmittel enthalten.
Die Formung kann ausserdem dadurch erleichtert werden, dass bei flächigen Faser stoffgebilden die Oberfläche in einem belie bigen Stadium der Herstellung, also vor oder nach dem Einbringen des Bindemittels, durch Kreppung, Wellung, Faltung oder Riffelung vergrössert wird. Eine solche Massnahme er gibt eine gesteigerte Formbarkeit der Sehich. ten durch Streckung der vergrösserten Ober flächen.
Ausführungsbeispiel: Beschreibung der Herstellung einer Kraft wagentür.
Der Herstellungsgang besteht aus folgen den Stufen: a) Vorpressen der Leisten und Rippen aus genau zugeschnittenen, mit Phenolharz versehenen Papierstücken von 6-32 0/o Harz gehalt. Das verwendete Papier hat ein ml- Gewicht von 70-360 g (die Formung ist dabei von einer teilweisen Aushärtung be gleitet).
b) Vorpressen der Türplatte in die end gültige Form aus genau zugeschnittenen, mit Phenolharz versebenen Pappebahnen. In die sem Sonderfall kann eine besondere Einzel teilpressform erspart und die Türplatte für sich allein in der Fertigform vorgepresst werden.
c) Fertigpressen der Leisten mit Platte (wobei die Platte eventuell auch nicht vor gepresst zu sein braucht) mit nicht vorge pressten Beilagen aus Kunstharzpressstoff- zuschnitten und Decklättern mit einem Harz gehalt von etwa 40 0/0.