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Die neue Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung und Erhöhung der Wasserfestigkeit von geschichteten und ungeschichteten Kunststoffen aus Cellulose und konzentrierten Chlorzinklaugen, wie z. B. Vulkanfiber, Pergamentpapier und Pressmassen, auf direktem Wege unter Verwendung von Imprägnierstoffen, welche in stabilem Emulsionszustand den konzentrierten Chlorzinklaugen beim Herstellungsprozess zugefügt werden. Diese Emulsionen durchsetzen in feinster Verteilung die Kunstmassen während des normalen Arbeitsprozesses und entfalten ihre schützende Wirkung durch Phasenumkehr bei der am Ende der Erzeugung erfolgenden Trocknung.
Seit langem sind Versuche unternommen worden, um die Wasserempfindliehkeit, z. B. von Vulkanfiber, die sieh besonders nachteilig bei der Herstellung von Passformen oder elektrischen Isolierstoffen auswirkt, zu verbessern und damit die Verwendbarkeit dieser Werkstoffe mit ihren sonst ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften zu erweitern. Die meisten dieser Verfahren beruhen auf einer nachträglichen Behandlung entweder der fertigen Erzeugnisse oder der Zwisehenfabrikate in grünem, d. h. ausgewaschenem, aber noch nicht getrocknetem Zustand mit geschmolzenen oder gelösten Stoffen, wie Paraffin, Wachs, Öl, Kunstharz usw.
So ist sehon vorgeschlagen worden, an sich fertiges Vulkanfiber mit 01 zu imprägnieren. Auch hat man zu diesem Zwecke bereits asbesthaltiges Papier verarbeitet, da ein solches Erzeugnis besser 01 und andere wasserfestmaehenden Stoffe aufnimmt. Zu dem gleichen Zwecke hat man auch schon mit Kunstharz vorimprägniertes Papier zu Vulkanfiber verarbeitet. Nach andern Vorschlägen hat man fertiges Vulkanfiber mit Amyloidlisungen, Salpetersäure, Kollodiumlösungen, mit Lösungen von Zellhorn und Acethyleellulose u. dgl. zwecks Wasserfestmachung nachbehandelt.
Weiter ist vorgeschlagen worden, die Nachbehandlung von mit Chlorzink hergestellte Vulkanfiber mit starkem Ammoniak zwecks Wasserfestmaehung durchzuführen. Zu dem gleichen Zweck ist auch schon der Vorsehlag gemacht worden, Formaldehyd und Sauerstoff zu verwenden. Dann seien Vorsehläge erwähnt, Vulkanfiber vor der abschliessenden Trocknung mit organischen Lösungmitteln, wieAlkohol, Aceton u. dgl.. und mit wasserdichtmachenden Ölen, Kunstharzen usw. zu behandeln.
Auch hat man schon die Verdrängung des Pergamentierungsmittels aus Vulkanfiber mit organischen Lösungsmitteln bereits in Vorschlag gebracht, worauf dann ein Tränken in wasserfestmachenden Mitteln, die in den organischen Lösungsmitteln löslich sind, erfolgte. Erwähnt sei ferner das Imprägnieren von Vulkanfiber mit sulfuriertem Öl entweder direkt oder nach Verdrängen des Wassers mit Alkohol in alkoholischer Lösung. Auch hat man das Wasser im feuchten Vulkanfiber ähnlich andern früheren Vorschlägen durch organische Lösungsmittel ersetzt und die eigentliche Imprägnierung dieses Erzeugnisses dann mit oxydiertem Öl bewerkstelligt. Ferner hat man dem Vulkanfiber durch Wasserentziehung unlösliche Stoffe einverleibt. So hat man Vulkanfiber mit wässerigen KunstharzLösungen, die dann in den unlöslichen Zustand übergeführt wurden, getrocknet.
Wässerige Lösungen von Kondensationsprodukten, wie Phenol, Formaldehyd, Harnstoff usw., wurden in Vorschlag gebracht.
Nachgetragen sei noch, dass man auch noch nasses Vulkanfiber mit Öl unter Zuhilfenahme von Vakuum und Druck behandelt hat. Auch in Ölemulsionen wurden die nassen Platten von Vulkanfiber schon eingetaucht. Zum Schluss sei noch erwähnt, dass auch schon ein Verfahren zur Herstellung von Vulkanfiber bekanntgeworden ist, bei dem der Chlorzinklösung Leinöl zugesetzt wurde. Keines dieser bekanntgewordenen Verfahren konnte aber befriedigen.
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Die Nachteile dieser Verfahren bestehen nämlich darin, dass sie entweder nur eine Oberflächen- imprägnierung bewirken, sehr zeitraubend sind, grosse Unkosten verursachen und oft die guten mechanischen Eigenschaften verschlechtern. Es wurde auch versucht, z. B. Papiere vor der Pergamentierung mit Emulsionen von Paraffin und Asphalt zu behandeln und nach anschliessender Trocknung zu verarbeiten, wobei aber der Erfolg durch die Verminderung der Benetzbarkeit mit Chlorzinklauge in Frage gestellt wurde. Die ebenfalls vorgeschlagenen Zusätze von Ölen, wie Leinöl, zu den Chlorzinklaugen ergaben ebenfalls kein befriedigendes Ergebnis, da diese sich nur wenig in der Pergamentierflüssigkeit lösen lassen und auch den Fabrikationsprozess ungünstig beeinflussen.
Man hat auch bereits Vulkanfiber unter Verwendung eines Kunstharzes hergestellt, derart, dass man als Kunstharz ein dauernd heiss formbares, d. h. thermoplastisches Amin-Formaldehydharz verwendet hat, das man in gefälltem Zustand entweder in Form einer Suspension oder in Lösung verwendet.
Es wurde nun gefunden, dass man eine Durchimprägnierung derartiger Massen bereits bei ihrer Herstellung dadurch erreichen kann, dass man den konzentrierten Chlorzinklaugen die Imprägnierstoffe, wie z. B. Paraffin, Wachs, Öl, Bitumen, Kunstharz usw., an sieh oder im Gemisch miteinander in stabiler Emulsion zufügt, also Emulsionen, die, praktisch gesproehen, durchEinflüsse vonElektrolyten und sonstigen chemischen Stoffen nicht beeinflusst werden, bei denen also lediglich der Emulsionswasserentzug die Koagulation der Emulsion bewirkt.
Besonders gute technische Erfahrungen wurden mit solchen in der Technik auch als armierte Emulsionen, leblose Emulsionen oderPickering-Emulsionen bekannten stabilen Emulsionen erzielt, bei denen als Emulgatoren feste quellbare, aber unlösliche Stoffe benutzt werden, welche den dispergierten Stoff durch Adsorption festhalten und anderseits durch ihre Wasserverträglichkeit die Emulgierung ermöglichen. Ton, humine Substanzen, Kolloide, Erdalkalien, Oxyde, Russ, Faserteilehen, Methylcellulose haben sich besonders bewährt. Unerwarteterweise hat sich ergeben, dass diese an sieh bekannten stabilen Emulsionen, wie sie unter Verwendung von stark in Wasser quellbaren aber unlöslichen Emulgatoren, wie z.
B. kolloiden Metalloxyde, Hydrosilikaten, Ton, Huminsubstanzen, Braunkohlenextrakten usw., erhalten werden können, sich in feinstverteilter Form in den konzentrierten Chlorzinklaugen zerteilen lassen. Es wurde festgestellt, dass der Zerteilungsgrad auch bei höheren Temperaturen keine Einbusse erleidet und dass infolge der Hydrophilie der Emulsionen beim Arbeitsgang die erforderlichen Quellungs-und Losungsprozesse
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liche homogene Durchimprägnierung bei dem Trockenprozess. Man kann, wie die Versuche gezeigt haben, mit Hilfe des Verfahrens Produkte erzielen, welche bis 50% und darüber auf Cellulose berechnet an wasserunempfindliehen Imprägnierstoffen enthalten, ohne dass eine Verschlechterung der Eigensehaften hinsichtlich der Bindung festgestellt werden konnte.
Man hat auch weitgehend die Möglichkeit, eine Bemessung der Imprägniersubstanz vorzunehmen, welche in allen den Fällen erwünscht ist, in welchen eine beschränkte Wasserfestigkeit im Interesse der übrigen Eigenschaften erforderlich ist.
Für das Verfahren der neuen Erfindung ist es von untergeordneter Bedeutung, auf welche Weise die Emulsionen hergestellt werden. So ist es möglich, nur solche Emulsionen zu verwenden, welche mit dem stabilen Emulgator allein angefertigt worden sind, anderseits ist es aber auch möglich, leicht brechbare Emulsionen nachträglich mit Hilfe von Zusatzemulgatoren zu stabilisieren und verwendungsfähig zu machen.
Ausführungsbeispiel :
1. 60 Teile Wachs, Paraffin, Bitumen im Gemisch oder einzeln werden mit 3 Teilen Kolloidton und 37 Teilen Wasser emulgiert.
2.50 Teile Pech und Bitumen werden mit 7 Teilen huminartiger Stoffe unter Zugabe von 43 Teilen Wasser emulgiert.
3.57 Teile Hartwachs, Paraffin. Fettpech mit Zusatz von 5 Teilen Palmitinalkohol und Stearinalkohol werden mit 2 Teilen Kolloidton und 36 Teilen Wasser emulgiert.
4.55 Teile Wachs, Kunstharz, Mineralöl werden mit 5 Teilen Methylcellulose und 40 Teilen Wasser emulgiert.
Das Verfahren ist anwendbar für alle Erzeugnisse, welche aus Cellulose und konzentrierten Chlorzinklaugen herstellbar sind. So lassen sieh durch Pergamentierung von Papierbahnen mit Hilfe einer erwärmten Dispersion von stabiler Emulsion in konzentrierter Chlorzinklauge nach dem Wickelverfahren entweder Pergamentpapier oder Vulkanfiber in jeder Stärke herstellen. Weiterhin ist es möglich, nichtgesehiehtete plastische Massen aus Cellulose und konzentrierten Chlorzinklaugen durch Behandlung von Cellulose in Pappen-oder Floekenform mit Hilfe von stabilen Emulsionen in Knetmaschinen herzustellen, wobei die Emulsion entweder von vornherein beigegeben wird oder im Laufe der Erzeugung nachträglich eingearbeitet werden kann.
Die Imprägnierung nach dem Vulkanfiberund Pergamentpapierverfahren kann man dadurch vornehmen, dass man z. B. geeignete Papiere
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üblich nach dem Wickelverfahren weiter verarbeitet. Weiterhin kann man aus 100 kg Sulfiteellulose in Pappen-oder Flockenform und 405 kg einer 65% eigen Chlorzinklauge unter Zugabe von 40 kg einer stabilen Emulsion mit 58% Imprägniersubstanz im Knetwerk eine plastische Masse herstellen, welche durch Pressen, Erhitzen und weitere Formgebung zu Platten, Stäben und Röhren verarbeitet werden kann.
Die erhaltenen Produkte werden wie üblieh durch Auswaschen völlig vom Chlorzink befreit und entsprechen nach dem Troeknungs-und Pressprozess durchaus den normalen Erzeugnissen, wobei aber rein äusserlich die Wasserfestigkeit durch eine ausgesprochen Nichtbenetzbarkeit erkennbar ist. Bei einer Masse, welche 20% an Imprägnierstoffen enthielt, wurde bei dreitägigem Lagern in etwa 95% iger relativer Luftfeuchtigkeit eine Gewichtszunahme von 5% beobachtet, bei einem Vergleichs-
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Lagerung in Wasser ergaben 14% mit Imprägnierung und 35% ohne Imprägnierung. Im Zusammenhang mit der wesentlich verbesserten Wasserfestigkeit steht auch eine starke Erhöhung des Isolationswiderstandes gegenüber dem elektrischen Strom und eine erhöhte Raumbeständigkeit, was für Passkörper von grosser Bedeutung ist.
Von besonderem Vorteil hat sich bei der Anwendung des Verfahrens gemäss der neuen Erfindung gezeigt, dass die Imprägnierung im üblichen Gang der Erzeugung erfolgen kann und keine Unkosten und Zeitverluste entstehen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Gewinnung wasserfester Erzeugnisse aus Cellulose und Chlorzinklaugen, dadurch gekennzeichnet, dass die Quellung und Lösung der Cellulose in den Chlorzinklaugen bei Gegenwart von im Lösungsmittel emulgierten, in Wasser nicht löslichen, wasserabstossenden Stoffen, wie Paraffinen, Wachs, Öl, Bitumen, Kunstharz usw., durchgeführt wird.