DE2050530A1

DE2050530A1 - Impregnating porous board with binding agent

Info

Publication number: DE2050530A1
Application number: DE19702050530
Authority: DE
Original assignee: National Gypsum Co
Current assignee: National Gypsum Co
Priority date: 1970-01-29
Filing date: 1970-10-14
Publication date: 1971-08-05

Description

Verfahren zum Imprägnieren von vorgeformtem Beschalungsmaterial mit einem Bindemittel Poröse brettartige Gegenstände wie feste faserige Tafeln, die aus einer kompakten Matte von Holzwolle oder Holzspänen bestehen, welche mit einem erhärtenden Bindemittel versehen sind, werden für die verschiedensten Zwecke wie Deckentäfelung in Räumen, Dachbedeckung, Obergesimsverschlägen usw. verwendet. Sie besitzen gute strukturelle, isolierende und akustische Eigenschaften und haben auch ein gutes Aussehen.
Produkte dieser Art haben eine Vielzahl von Ritzen und Durchgangen in ihrem Aufbau. Sie absorbieren daher leicht Feuchtigkeit und sind nicht zur Verwendung in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit geegnet, da eine zu starke Wasserabsorption zu einer Zerstöerung ihrer physikalischen Eigenschaften und ihres Aussehens führen kann. Es sind daher Versuche zur Auffindung von Matenahen unternommen, die als Imprägnierungsmittel zur Verbesserung der physikalischen genschaften dieser Produkte und damit grösserer Verwendbarkeit dienen können.
Man hat hierzu plastische Schäume wie Polystyrole, Polyurethane und dgl. verwendet. Diese Stoffe haben sich als sehr geeignet für diesen Zweck erwiesen. Jedoch zeigen die Verfahren zur Einverleibung der plastischen Schäume noch wesentliche Nängel.
Die Erfindung betrifft die Herstellung von Bau- undioder Verkleidungsmaterial wie Faserplatten und insbesondere ein Verfahren zum imprägnieren von vorgeformten Produkten mit einem plastischen Schaum.
Ziel der Erfindung ist insbesondere ein Verfahren zum Impragnieren von vorgeformten porösen Platten, die eine Vielzahl von Zwischenräumen und Durchgängen haben, mit einem plastischen Schaum, wobei der Schaum an Ort und Stelle (in situ) gebildet wird. Das Auftragen und Erhärten des Schaumes erfolgt ohne Beschädigung, wodurch eine Zerstörung seiner Zellularstruktur vermieden wird, desgleichen eine Schädigung der Struktur der porösen Platte.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, das) ein schaumfähiges Harz auf der Oberfläche einer vorgeformten porösen Fläche (Platte) gebildet und dann die Fläche über eine Vorrichtung, z. 3. eine Vakuumpumpe, geleitet wird, die eine Zone mit Unterdruck erzeugen kann. Dabei ist die Platte so gelagert, dass die Oberfläche, die der mit dem plastischen Schaum bedeckten Oberfläche entgegengesetzt ist, auf der Vorrichtung aufliegt. Durch den Druckunterschied wird das Harz in das innere der porösen Platte gedr[ickt bzw. gesaugt7 wobei es sich ausdehnt und so die Zwischenräume ausfüllt. Die Augdehnung der geschäumten plastisohen Nasse erfolgt direkt in den; Räumen, die imprägniert werden sollen, und stört nicht das Auf tragen und Erhärten des Schaumes. In flüssigem Zustand dringt die Schaummasse leicht in das Innere der porösen Platte ein. Auf diese Weise werden die physikalischen Eigenschaften des vorgeformten Gegenstandes nicht beeinträchtigt.
In Verbindung mit der Zeichnung wird das Verfahren näher erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur kontinuierlichen Imprägnierung einer Platte, Fig. 2 zeigt eine Platte im fertigen Zustand.
Der vorgeformte Gegenstand hat eine relativ poröse Struktur, die ausreichend stabil ist, um dem sich beim Ausdehnen des Schaumes bildenden Druck zu widerstehen. Vorzugsweise erfolgt das erfindungsgemässe Verfahren an einem Basisprodukt, das aus einer kompakten Matte aus faserigem Material besteht wie z. B. mit einem Bindemittel verbundene Holzspäne. Produkte dieser Art sind im Handel in Dicken von 2,5, 5,0 und 7,5 cm mit Dichten von 0,272 bis O,L00 g/ccm erhältlich. Die physikalischen Eigenschaften der Produkte sind unterschiedlich und hängen vom Verwendungszweck ab.
Verschiedene plastische Schaumstoffe sind zum Imprägnieren geeignet. Irgendwelche plastische Rarze, die in flüssigem schaumfähigen Zustand erhältlich sind, wie PolyurethaneS Epoxide, und dgl., sind für das Verfahren geeignet. Von diesen haben sich die Polyurethane als am geeignetsten erwiesen. Polyurethanschäume lassen sich in verschiedenen Festigkeitsgraden von dehnbar bis sehr hart erzeugen. Vorzugsweise werden llartoe Polyurethanschäume verwendet, da sie einen hohen Prozentsat-z an geschlossenen Zellen besitzen, wodurch die Schäume stern hydrophob werden und ausgezeichnete wärmeisolierende Eiren--schaften haben.
Polyurethanschäume werden im allgemeinen aus einem Polyisocyanat, einer aktiven Wasserstoff enthaltenden Verbindung und einem Gasbildner zusammen mit anderen Zusätzen wie Emulgatoren bekannter Art hergestellt. Durch den Gasbildner wird eine Zellularstrukt@r gebildet. Der Gasbildner kann eine inerte relativ niedrig siedende organische Flüssigkeit wie Trichlormonofluormethan sein, die bei der Wärme verdampft, welche bei der Polym@rbildungsreaktion entsteht. Der Gasbildner kann auch Wasser sein, das mit den -NCO-Gruppen des Polyisocyanats unter Bildung von CO2 reagiert. Begrifflich können beide Methoden zur Herstellung von Gas zusammen angewandt werden.
Jede der Methoden@ die als Einstufen-Verfahren ("one shot") oder Prepolymerverfahren bekannt sind, werden zur Bildung der Polyurethanschäume angewandt. Beim Einstufenverfahren werden alle Komponenten des Ansatzes gleichzeitig zusaminenßre bracht, worauf die Polymerbildung und anschliessende Ausdehnung erfolgt. Beim Prepolymerverfahren wird ein Teil des Polyisocyanatanteils anfänglich mit der aktiven Wasserstoff enthaltenden Verbindung unter Bildung eines Semipolymers zur Jteaktion gebracht, weiches nach und nach mit dem Rest des Polyisocyanats und anderen Zusätzen unter Bildung des Polyurethans vereinigt wird. Vorzugsweise wird für das erfindungsgemässe Verfahren die letztere Methode angewandt, da bei der Endreaktion, ; die im Innern der porösen Platte stattfindet, weniger Wärme entsteht. Die Möglichkeit eines Versengens des Materials wird dadurch verringert. Die Dichte des Schaumimprägnierungsmittels kann beträchlich entsprechend den gewünschten Eigenschaften des Endprodukts variieren. Harte Polyurethanschäume haben normalerweise eine Dichte von etwa 0,032 bis 0,08 g/ccm oder mehr.
Die Viskosität der Polyurethanreaktionsmischung ist so hoch, dncs diese leicht in die freien Räume des porösen Platte materials eindringen kann. Jedoch ist zu beachten, dass mit dem Fortschreiten der Polymerisationsreaktion die Viskosität des Reaktionsgemisches mit konstanter Beschleunigung zunimmt.
Weiterhin erfolgt die Polymerisation und Ausdehnung des Polymers in einer relativ kurzen Zeit nach dem Zusarnirentringen der Komponenten, d. h. in etwa 30 Sekunden und weniger. Um sicher zu stellen, dass die Schaummasse in das Innere der porösen Platte bis zur geamnschten Tiefe eindringt und die Ausdehnung des Polymers eintritt, wird die Platte über eine Zone mit Unterdruck nnniittelbar nach dem Aufbringen des Harzes auf die obere Oberfläche geleitet.
.Die Eindringtiefe der Schaummasse hängt von verschiedenen Faktoren ab wie Porosität der Plattenstruktur, Viskosität der Harzmasse und Höhe der Druckdifferenz. Die Platten können vollständig oder nur zum Teil imprägniert werden. Vorzugsweise werden die Platten bis zu einer Tiefe von 1,25 bis 5 cm imprägniert. In jedem Fall verbessern sich die physikalischen Eigenschaften mit steigender Imprägnierungstiefe. Faserige Panele können bis zu 30 oder 40 Vol.% an freien Räumen im Innern haben. - Wenn ein Gegenstand dieser Art vollständig imprägniert ist, kann ein entsprechender Prozentsatz von Schaummasse im Endprodukt einverleibt werden.
Die erfindungsgemäss imprägnierten Gegenstände zeigen einen bemerkenswert hohen Widerstand gegen. Feuchtigkeit. Sie besitzen hohe Festigkeit, und hohe thermale und akustische Eigenschaften. Weiterhin kann die Feuersicherheit durch Zusatz von entsprechenden feuerhemmenden Stoffen zur Schaummasse gesteigert werden.- Verbindungen dieser Art sind-Antimonoxid, Trikresylphosphat, aktiven Wasserstoff enthaltende Verbindungen mit PhDsphor-,.Chlor- oder Brombindungen. Durch Zusatz von Farbstoffen zum Harz können dekorative Wirkungen erreicht werden.
Zur Durchführung des Verfahrens wird vorzugsweise eine Vorrichtung verwendet, die im folgenden an Hand der Zeichnung näher beschrieben wird: Nach Fig. 1 wird die vorgeformte Platte 10 auf einem Transportband 12 kontinuierlich vorwärts bewegt. Beim Transport unterhalb mehrerer Sprühdüsen 14 wird eine schaumfihige Polyurethanmasse 16 auf die Oberseite 1.8 der Platte aufgetragen. Die Sprühdüsen 14 sind quer zum Transportweg der Platten so angeordnet, dass die gesamte Oberfläche der Platte auf der Oberseite mit der Polyurethanmasse bedeckt wird. Eine Vakuumvorrichtung 20 ist zwischen den Transportbändern 12 uRd 22 angeordnet. Wenn die Platte die Vakuumeinrichtung überschreitet, ist der Druck an der Unterseite 24 der Platte reduziert. Der auf der Oberseite 18 ruhende höhere Druck presst dabei die schaumfähige Masse 16 in das Innere der Platte. An den Seiten können Seitenwände angeordnet werden, um die Wirksaukeit des Vakuums zu erhöhen. Beim Vorwärtegleiten wird die Platte 10 zum Transportband 22 gebracht, dabei wird die Polymerbildung mit nachfolgender Expansion vollendet. Vter der Platte sind Begrenzungsmittel 26 angeordnet, die verhindern> dass der Schaum sich über die Oberfläche 18 abhebt. Transportband 22 besitzt ebenfalls Seitenwände (nicht gezeigt).
Als oberes Abschlussmittel dient ein Transportband 28, das die gleiche Geschwindigkeit hat wie Transportband 22. ?ransport-.
band 28 kann mit einem Polyurethan abweisenden Material wie einem Silicon, Polyäthylen, Aluminium oder dgl. überzogen sein.
Die fortlaufende imprägnierte Platte wird solange unter der Begrenzung gehalten, bis die Entwicklung des plastischen Schutzes beendigt ist. Sie wird dann in gewünschte lantgen geschnitten und von der Vorrichtung abgenommen.
Fig. 2 zeigt ein typisches Endprodukt nach dem erfindungsgemässen Verfahren. Die Oberfläche 30 der Platte hat eine dünne undurchlässige haut, die einen asgezeichneten Widerstand gegen Feuchtigkeit, eine erhöhte Festigkeit sowie gute thermale und akustische Eigenschaften besitzt.
Die Stufen zum Imprägnieren der Platten können zwe£kmEseig mit der Herstellungsverfahren der Platten selbst cverbunden werden. Auf diese weise können die Platten in einem einfachen Vefahren hergestellt und imprägniert werden, was die Gesamtkosten wesentlich erniedrigt.
Selbstverständlich sind in Rahmen der Erfindung weitere Anänderungsmöglichkeiten bei der Ausführung des Verfahrens möglich.
Patentansprüche:

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Verfahren zum Imprägnieren von porösem Beschalungsmaterial wie Platten mit einem Bindemittel, wobei die Struktur des Behandlungsgutes eine Vielzahl von Zwischenräumen und Durchgängen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche (18) des porösen vorgeformten Materials (10) mit einer Schicht eines schaumfähigen Harzes bedeckt wird, dass ein unterschiedlicher 1iuftdruck auf die.mit Rarz bedeckte Oberfläche (18) und die direkt entgegengesetzt liegende Oberfläche (24) ausgeübt wird derart, dass die Oberfläche (24) einem niedrigeren Druck als die andere Oberfläche (18) unterworfen wird, wobei die schaumfähige Harzmasse in das Innere des porösen Behandlungsgutes gedrückt und gesaugt wird --iii?d sich dabei unter Bildung eines plastischen Schaumes expandiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dasss das vorgeformte Beschalungsmaterial aus einer kompakten Nasse von Holzfasern besteht, die mit einem härtenden Bindemittel gebunden sind.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgeformte Beschalungsprodukt eine Dichte von 0,27 bis 0,49 g/ccm hat.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die plastische Schaummasse etwa 30 bis 40 Vol.% des Behandlungsgegenstandes darstellt.
5. Verfahren nach Anspruch Ii däd--tirch gekennzeichnet, dass der plastische Schaum ein fester Polyurethanschaum ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der feste Polyurethanschaum eine Dichte von etwa 0,03 bis 0,08 g/ccm hat.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dass ein Feuer hemmendes Mittel dem festen Polyurethanschaum zugesetzt wird.
8. 8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch horizontal gelagerte getrennte Förderer (12, 22, 28) zum Transport einer Platte (io) vorbei an einem Sprühkopf (14), aus dem ein schaumfähiges Harz auf eine Oberfläche (18) der Platte aufgespruht und zu einem Entladungspunkt geführt wird, nachdem es der Wirkung einer Vakaumvorrichtung (20) ausgesetzt ist, die im Raum zwischen den Förderern (12, 22, 28) angeordnet ist und eine saugende Wirkung auf die Oberfläche (24) ausübt, die der Oberfläche (18) mit aufgetragener Harzmasse entgegengesetzt ist.

L e e r s e i t e