Verfahren und Vorrichtung zum Einführen von Flüssigkeit in ein poröses Produkt Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einführen von Flüssigkeit in ein poröses Produkt; beispielsweise @um dessen Fe@uch- tigkeitsgehalt zu erhöhen oder es zu verschiedenen Zwecken mit Chemikalien zu imprägnieren.
Es ist bekannt, dass Holzwerkstoffe, wie Spanplat ten, oder Produkte aus Zellulosefaserstoffen, welche mit Hilfe eines Bindemittels unter Druck und Hitze herge stellt werden, wegen der Luftfeuchtigkeit und der Ein wirkung von Wasser ihre Dimensionen verändern. Dies ist bei der Montage und Verwendung des genannten Produktes nachteilig. Es -ist deshalb wichtig, ihre man gelhafte Dimensionstabilität zu verbessern.
Untersuchungen haben zu einem bekannten Ver fahren für die Verbesserung der Dimensionsstabilität, vorzugsweise bei Holzspanplatten, geführt, wobei nach dem Pressen den .Spanplatten ein bestimmter Feuchtig keitsgehalt :gegeben wird, der mindestens 20 % beträgt, um die Späne in der Platte zu :dekomprimieren. Nach dem Trocknen verbleibt ein Feuchtigkeitsgehalt von 6 bis 20 %.
Durch diese Nachbehandlung wird! die maximale Dimensionsveränderung bei verschiedenen klimatischen Bedingungen auf 60 bis 70 % herabgesetzt, verglichen mit unbehandelten Platten. Das spezifische Gewicht wird ebenfalls :geringer, wogegen die Festig keit der Platten gleich bleibt.
Wenn man iSpanplatten oder Hartfaserplatten guter Qualität während 24 Stunden wässert, beträgt die Wasseraufnahme in der Regel 10 bis 40 %. Bei Spezial qualitäten von Platten, welche keine hydrophobierende Mittel enthalten, wird die Wässe,rungszeit auf 2 Stunden herabgesetzt.
Bei Imprägnierung mit Lösungen, die widerständig gegen Feuer, Fäulnis, Pilz-, Insekten- und Termitenbefall sind, muss man so viel Lösung impräg nieren, @dass die Wässerungszeit auch für die genannten Spezialplatten 2 :Stunden übersteigt.
Bekannte akzelerierte Imprägnierungs- und Klim.a- tisierungsverfahren beruhen :allgemein auf irgendeiner Art von Druckimprägnierung. Die einseitige Druck- imprägnierurig bietet grosse Vorteile, insbesondere des halb, weil in den inneren Schichten :der Platte keine Luft eingeschlossen wird, da die Luft auf der ent gegengesetzten Seite frei austreten kann.
Es ist jedoch schwierig für das Ausführen der einseitigen Druck imprägnierung, eine einfache und zuverlässige Vorrich tung zu finden. In der Regel wird' Flüssigkeit mittels Pressluft oder irgendeiner Flüssigkeitspumpe in @die Plat ten eingedrückt, welche Vorrichtungen jedoch ziemlich kompliziert sind. Ferner wunde vorgeschlagen, Flüssig keit dadurch einzubringen, :dass die Platten zwischen ein oder mehrere Walzenpaare gepresst werden, wobei ,die Oberfläche der einen Walze mit elastischem Mate rial, wie z. B.
Gummi, bekleidet und mit Ausnehmungen versehen ist für .die Aufnahme der Flüssigkeit aus unter :den Walzen angebrachten Tauchtrögen. Dieses Ver fahren ist mit :dem Nachteil behaftet, dass bei jeder Pressopenation nur eine begrenzte Flüssigkeitsmenge aufgebracht werden kann, weshalb in den meisten Fäl len mehrere Walzenpaare vorgesehen sein müssen, was aber die Investierungskosten bedeutend erhöht.
Es ist auch vorgeschlagen worden, ,die Oberfläche der Platten mit Wasser zu bespritzen und @d@ie Platten über Saug kästen mit Unterdruck zu führen, um :das Eindingen der Flüssigkeit zu beschleunigen. Für gleichmässigere Flüssigkeitsverteilung auf der Plattenoberfläche hat man auch vorgeschlagen, feuchte Filze zu verwenden.
Laie vorliegende .Erfindung betrifft nun :ein Verfah ren zum Einführen von Flüssigkeit in ein poröses Pro- dukt, wobei das Verfahren :dadurch gekennzeichnet ist, @dass das poröse Produkt mit solchem Druck deckel artig auf einen mit Flüssigkeit beschickten, nach oben. offenen Behälter,
dessen Seitenwandung .aus @gummi- elastisch nachgiebigem .Material besteht, gepresst wird, ,dass unter entsprechendem elastischere, vertikalem Zu- sammendrücken der Seitenwandung genügend .Flüssig- keit in dias poröse Material hinein verdrängt wird,
um dieses in vorbestimmtem Ausmass mit der Flüssigkeit zu tränken. Hierdurch wind die Flüssigkeit !gezwungen, das poröse Produkt zu durchdringen, und zwar auf Grund der Volumenkontraktion des Behälters. Beim Pressen, Glas z.
B. mit ,einer hydraulischen Presse vor- genommen werden kann, muss der taufgewendete Druck so gross sein, .dass die elastische Seitenwandung stark genug zusammengepresst wird, um die erwünschte Flüs sigkeitsmenge in das poröse Produkt zu pressen. Nach den Pressoperationen kann,der Behälter mit :Flüssigkeit neu beschickt wenden. Um dien Feuchtigkeitsgehalt z. B.
in Spanplatten mit einem Volumengewicht von 650 kg/m3 z. B., von 6 % auf 30 bis 100 % zu erhöhen, wird vorteilhaft eine Flüssigkeit von 150-575 1 pro m3 porösem Produkt :angewandt, was :bei einer 20 mm Platte des letzteren einer Flüssigkeit von 3-11,5 1/m2 entspricht. Diese Menge kann bei :entsprechender Di- mensionierun:g des Behälters: und dessen Seitenwandung verhältnismässig leicht und schnell :
in einer einzigen Pressoperation aufgebracht werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Vor richtung zur Ausübung dies Verfahrens. Die Vorrichtung istdadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwandung des Behälters durch einen auf dem Behälterboden flüssig- keitsdicht befestigen: Rahmen aus gummielastischem Material besteht.
Der elastische Rahmen und/oder die Bodenplatte können mit einer oder mehreren Durchbrechungen zum Anschluss einer oder mehrerer Leitungen für die Flüssig keitszufuhr versehen sein. In der Leitung kann ein Gerät für die Regelung des Flüssigkeitsdruckes angebracht sein.
Der obere Teil des elastischen Rahmens kann mit einer schmalen, leicht zusammendrückbaren, erhöhten Kante versehen sein, wodurch die Beschickung mit Flüssigkeit vereinfacht und überlaufen vermieden wer- den. kann.
.Zur Erleichterung der Evakuierung von Luft und überschüssiger Flüssigkeit kann zwischen das po röse Produkt und dem Press-Stempel eine Schlitzplatte oder ein Drahtsieb oder dergleichen eingelegt werden.
Das Vakuum, welches bei D:ekompression des Rah mens entsteht, ,kann verursachen, @dass sich die Platte an den Rahmen ansaugt und schwer zu entfernern ist. Um das Abnehmen der Platte zu erleichtern, kann mittels der Zufuhrleitung Flüssigkeit in den Behälter eingelassen werden.
Wenn die einseitige Druckimprägnierung beendet ist, kann auf die Oberfläche des Produktes Flüssigkeit gespritzt werden, um ihr höheren Feuchtigkeitsgehalt zu geben, besonders wenn kleine Mengen von Imprä- gnierungsflüssigkeit vorhanden waren, damit in den Plat ten Spannungen durch ungleichmässige FeuchtIgkeits- verteilunggleich nach der Pressoperation vermieden werden.
Mit dem erfindungsgemässen Verfahren ist es mö@ä lieh, z. B. Holzspanplatten durch einseitige Druckim- prägnierung innerhalb 10 bis 60 Sekunden au. behandeln, während man ,mit bekannten Verfahren die gleichen Platten mindestens 2 Stunden. behandeln musste.
Wie bekannt, :ist die Durchdringung der Flüssigkeit und dIas Trocknen schneller erreichbar, wenn die Platten unmit telbar nach der Pressungs- und Härtungsoperation noch heiss sind. Holzspanplatten, die Phenolh:arzleim enthal ten, werden vorzugsweise während 20 Minuten bei 150 C nachgehärtet.
Die Platten können von der Nachhartungs- direkt zur Imprägnierungsstufe :geleitet werden, wodurch die Wasserabsorptionsdauer beim Trocknen verkürzt wird. Es können :auch, andere poröse Produkte als die obengenannt%n :behandelt werden, z. B. Betonmaterial, .Gipsplatten, Tonwaren, Mineralfaser- platten, Platten mit verstärkten Harzbindemitteln, Faser platten überhaupt und Spanplatten aus Flachsschägen, Bagasse u. a.
Das Verfahren nach der Erfindung wird nach stehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert, die ein Ausführung sbeispiel der erfindungs- gemässer Vorrichtungdarstellt: Fig. 1 zeigt .einen vertikalen Querschnitt des Be hälters.
Fig. 2 zeigt in :der gleichen Darstellung die Vor richtung im Einsatz in. einer Presse mit eingefüllter Flüssigkeit :am .Ende des Pressverfahrens.
Fig. 3 .zeigt in .grösserem Massstab den rechtsengen Endteil der Darstellung in Fig. 2.
Wie aus :Fig. 1 hervorgeht, besteht die dargestellte Vorrichtung aus einem Behälter, der einen Boden in Form .einer flüssigkeitsdichten, starren Platte 1 aufweist, und einem die Behälterseitenwandung bildenden flüssig- kestsdichten Rahmen 2 aus gummielastischem Material. Dieser ist flüssigkeitsdicht auf der Platte 1 befestigt, z. B. durch Bindemittel oder Vulkanisierung.
Zum Gebrauch ist dier Behälter gemäss Fig. 2 mit einer vorbestimmten Flüssigkeit 4 beschickt, alsdann durch die zu behandelnde poröse Platte 5 völlig ab gedeckt und auf den Tisch 3 einer Presse aufgesetzt worden, wonach oder Stempel 6 der Presse :
mit solchem Druck .auf die poröse Platte 6 gepresst wurde, @dass unter entsprechendem elastischen vertikalen Zusammend@rük- ken .des Rahmens 2 genügend Flüssigkeit in idie po röse Platte 5 hineinverdrängt wurde, um diese dm vor bestimmten Ausmass mit der Flüssigkeit zu tränken.
Das Befeuchtungsverfahren, wird so lange durchgeführt, bis die aus ;dem Behälter verdrängte .Flüssigkeit die Platte 5 durchdringt, wobei eventuelle überschussflüs- simgkei:t zusammen mit der im Behälter und in der Platte 5 verdrängten Luft zwischen der Oberseite der Platte 5 und dem Pressstempel 6 entweicht.
Das Durch dringen der Flüssigkeit durch die Platte 5 und deren seitliche Ränder ist in Fig. 3 durch Pfeile veranschau- licht. <I>Ausführungsbeispiele</I> <I>Beispiel 1</I> Auf Aden Randteil einer 1 mm dicken Aluminium- platte 1 mit Ausmassen 1000 X 2000 mm wurde :
ein, Gumnürahmen 2 mit dem Leistenquerschnitt 50 X 50 .mm (Gummiqualität 193, Härte 40 C 5 Shore) mit Hilfe eines Kontaktleimes dichtschliessend befestigt. Der so gebildete Behälter wurde jauf den Presstisch 3 einer hydraulischen Presse :aufgesetzt, mit Wasser 4 gefüllt und mit der zu behandelnden Span platte 5 :abgedeckt.
Die Spanplatte 5 war mit einem Phenolharzleim als, Bindemittel hergestellt und wurde während 10 .Minuten bei 180 C gehärtet. Ihr spezi fisches Gewicht betrug 0,675, die Dicke 15 mm und die Feuchtigkeit 6 %. Auf die Spanplatte 5 wurdle die Stempelplatte 6 .aufgedrückt.
Die Presse wurde während 30 Sek. mit ein= Druck von 3 .kg/cm2 betätigt, wobei der Gummirahmen 2 zu einer Höhe von etwa 44 mm zusammenbedrückt wurde. Das hierdurch ver- ,
drängte Wasser hat die Platte 5 bis aufRTI ID="0002.0203"WI="7" HE="3" LX="1747" LY="2425"> ihre Oberseite durchdrungen. Die in der Platte eingeschlossene Luft konnte zwischen der Platte 5 und oder Stempelplatte 6 leicht entweichen.
Die Wasseraufnahme entsprach einer Erhöhung der Feuchtigkeit auf 60 %. Die Presse wurde geöffnet, die Platte abgehoben und 24 Stunden lang :an & r Luft und :.dann 5 Stunden lang mit einem Trockenschrank bei 120 C getrocknet. Der Feuchtig keitsgehalt war 10 %.
Die behandelte Platte zeigte eine maximale Dickenquellung von etwa 10 % nach 5tägiger Lagerung in Wasser (die Art :der Bestimmung wunde durch DIN 52360-523-65, Probestück der Grösse 25 X 25 mm festgelegt), verglichen mit 25 % bei unbehandelter Platte.
<I>Beispiel 2</I> Eine 15 mm idicke Holzspanplatte ,mit einem Me- laminharzleim als Bindemittel und gepresst 10 Minuten bei 150 C, spezifisches Gewicht 0,650, Feuchtigkeit 6 %, wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 be schrieben behandelt. Ein Druck von 2 kg/cm2 wurde 15 Sekunden lang ausgeübt und der Gummirahmen wurde auf eine Höhe von etwa 46 mm zusammenge- ,
drückt. Die Wasseraufnahme entsprach einer Feuchtig keitserhöhung auf 32 %. Die Platte wurde 2 Stunden gelagert und dann 3 Stunden bei 100 C in einen Trockenschrank :gelegt, wonach der Feuchtigkeitsge halt 10 % war. Man hat eine maximale Dickenquellung von 10 % .erhalten verglichen mit 25 % bei einer unbe handelten Platte.
Beispiel <I>3</I> Eine 22 mm dicke Holzspanplatte mit Phenolharz ,als Bindemittel und ,gepresst 15 Minuten lang bei 180 C spezifisches Gewicht 0,650, Feuchtigkeit .6 %, wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 beschrie ben, behandelt mit 3 % iger Wasserlösung von Natrium chlorphenolat (Santobritz). Ein Druck von 4 kg/cm2 wurde 45 Sekunden angebracht und der Gummirahmen wurde auf etwa 40 mm zusammengedrückt. Die Flüs sigkeitsaufnahme entsprach einer Erhöhung der Feuch tigkeit auf 70 %.
Die Platte wurde an der Luftgetrocknet auf eine Feuchtigkeit von etwa 40 % und danach im Trockenschrank auf eine Feuchtigkeit von 10 %. Der Chlorphenolatgehalt in der behandelten Platte betrug 1,5 %, was als zufriedenstellend beurteilt wird für Wi derstandgegen Termitenbefall.
<I>Beispiel 4</I> Eine 5 mm .dicke Hartfaserplatte, nach dem Ma- sonitverfahren hergestellt, spezifisches Gewicht 0,700, und Feuchtigkeit 2 %, wurde auf idieselbe Weise wie in Beispiel 1 beschrieben, mit einer 1,5 % igen Wasser lösung von Natriumehlorphenolat behandelt. Ein Druck von 3 kg/cm2 wurde 10 Sekunden ausgeübt.
Der Gummirahmen wurde .auf etwa 46 mm zusammen- gedrückt. Die Flüssigkeitsaufnahme entsprach einer Er höhung des Feuchtigkeitsgehaltes auf 60 %. Die Platte wurde in :einem Trockenschrank bei 100 C auf eine Feuchtigkeit von 10 % getrocknet. Der Gehalt :an Chlor- phenolat,der behandelten Platte war 1,5 %.
Durch dass Verfahren gemäss oder vorstehenden Bei spiele wurde folgende Vorteile erreicht: 1. einseitige Druckimprägnierung mit einfacher Aus rüstung, 2. niedrige Betriebskosten (keine Pressluft und keine schweren Flüssigkeitspumpen sind erforderlich), 3. effektive Dichtung gegen die Platten aufgrund gleich mässiger Druckverteilung durch den elastischen Rahmen, 4. schnelle und rationelle Produktion.