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Verfahren zur Herstellung von mit Faserstoffen armierten
Presskörpern aus thermoplastischen Kunststoffen
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hydrophilen Fasermaterials. Dieses Verfahren macht die Herstellung des Vlieses mit den in der Papier-, Karton- und Faserplattenindustrie üblichen technischen Einrichtungen möglich.
Es ist bekannt, Presskörper und Platten aus Zellulosefasern, Holzfasern, Asbestfasem od. ähnl. saugfähigen, vorzugsweise faserförmigen Materialien unter Verwendung von thermoplastischen Kunstharzen als Bindemittel herzustellen. Dazu wurde ausser den Verfahren, die sich auf das Einmischen, Einkneten und Einpressen des Kunstharzes auf trockenem Wege richten, vorgeschlagen, einem wässerigen Zellulosefaserbrei den thermoplastischen Kunststoff in Pulverform zuzumischen, ähnlich wie dies beispielsweise für Kaolin, Schwerspat usw. in der Papierindustrie üblich ist, und aus diesem Gemisch ein vliesförmiges Material herzustellen. Das Kunstharz wird dabei lediglich durch die Filtrationswirkung der auf dem Sieb gebildeten Fasermasse zurückgehalten.
Dadurch ergibt sich eine niedere Retention vor allem bei höheren Kunststoffanteilen und groben Fasern sowie eine ungleichmässige Kunststoffverteilung über die Dicke des Faservlieses. Während sich auf der Oberfläche des Vlieses eine relativ starke Kunststoffschicht bildet, nimmt der Kunststoffanteil nach dem Sieb zu immer mehr ab. Da die Vliesbildung der Abscheidung des Kunststoffes durch den Filtriervorgang vorausgehen muss, kommen die Fasem in direkten gegenseitigen Kontakt und gehen eine Zellulose-Zellulose-Bindung ein so dass sich der Kunststoff auch beim Pressen nicht mehr zwischen die fest miteinander verklebten Fasern schieben kann.
Dies hat ungleichmässige Vliese zur Folge, die stark stauben, weil der Kunststoff nicht auf der Faser verankert ist, sowie eine Einseitigkeit der Presskörper, die zu Verwerfungen führt, und schliesslich eine ungenügende Wasserfestigkeit des verpressten Materials.
Weiterhin ist vorgeschlagen worden, in den Faserbrei eine Kunststoff-Wasser-Dispersion einzubringen und diese Dispersion durch Zusätze zu brechen, d. h. die Kunststoffteilchen der Dispersion durch gegen-
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Verfahrens wurde auch bekannt, eine Aufschwemmung von faserigem Material mit einer vorher durch Zusatz einer Kochsalzlösung gebrochenen, verdünnten Polyvinylchlorid-Dispersion zu vermischen. Die freien Kunststoffteilchen sollen dann beim Absaugen des Faserbreies auf Siebvorrichtungen auf den Faserstoff aufgebracht werden. Da in beiden Fällen die Vliesbildung der Kunststoffabscheidung durch den Filtriervorgang vorangeht, sind diese Verfahren identisch mit dem vorher beschriebenen und zeigen auch die gleichen Mängel.
Auch die Anwendung filmbildender, klebriger Kunstharzdispersionen, wie Polyvinylazetat oder seiner Copolymere, der Polymere des Butadien usw. und deren Ausfällung auf die Fasern mit anschliessender Vliesbildung auf den üblichen Papier-, Karton- oder Faserplattenmaschinen hat nicht zu technisch brauchbaren Verfahren geführt. Zwar kann die Kunstharzretention auf diese Weise verbessert werden, doch hat sich gezeigt, dass sich durch den filmartigen, wasserundurchlässigen Kunstharzüberzug auf der Faser, insbesondere bei höheren Kunststoffgehalten, keine genügende, d. h. der Arbeitsgeschwindigkeit
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der Maschinen entsprechend schnelle Entwässerung bei der Vliesbildung und bei der Trocknung der Vliese erreichen lässt.
Diese Entwässerungsschwierigkeiten führen ausserdem zu einer Wasserdampfbildung beim Verpressen solcher Vliese, die die Herstellung einwandfreier Presskörper verhindert. ^Die Klebrigkeit der von solchen Kunststoff-Filmen umschlossenen Fasern macht die produktionsmässige Vliesherstellung aus derartig behandelten Materialien, insbesondere bei höheren Kunststoffanteilen, auf Papier-, Karton- und Faserplattenmaschinen infolge Verklebung der Siebe, Filze und Walzen unmöglich. Bisher haben Verfahren, die auf einem direkten Zusatz grösserer Mengen eines thermoplastischen Kunstharzes zum Faserbrei beruhen, kaum technischen Einsatz gefunden.
Um diese Schwierigkeiten, die beim direkten Eintragen der thermoplastischen Kunstharze in den Faserbrei auftraten, zu vermeiden, wurde weiter der an sich umständliche Weg vorgeschlagen, in getrenn- ten Arbeitsgängen Faservliese zu bilden, dieselben zu trocknen und anschliessend entweder mit Lösungen von thermoplastischen Kunstharzen in organischen Lösungsmitteln, mit Emulsionen von solchen Lösungen oder mit wässerigen Dispersionen dieser Kunststoffe zu imprägnieren, und die so gewonnenen Faservlies nach dem Trocknen heiss zu verpressen.
Diese Imprägnationsmethoden ergeben gegenüber den bekannten Filtrationsverfahren zwar eine verbesserte Kunststoffausbeute und werden technisch angewendet, obwohl sie zusätzliche, kostspielige Arbeitsvorgänge erfordern, sie haben jedoch nur geringe Tiefenwirkung und können deshalb nur zur Herstellung dünner Vliese bis zu einem maximalen Zellulosegewicht von etwa 50 - 60 g/mz he. rangezogen werden.
Für sämtliche bekanntgewordenen Tränkungsverfahren hat sich als nachteilig erwiesen, dass die Kunstharzteilchen nicht zwischen die einzelnen Zellulosefasern dringen, sondern stets nur die im Faservlies bestehenden Hohlräume ausfüllen. Nach dem Verpressen derartig getränkter Vliese ergeben sich dann Körper, die nicht homogen sind, und deren Wasserbeständigkeit unbefriedigend ist, weil die hydrophilen Fasern auch nach dem Pressvorgang in gegenseitigem direkten Kontakt bleiben, und der Kunststoffanteil an der Oberfläche hoch, im Stoffinnern jedoch verringert ist. Auch nach dem Verpressen kommt deshalb keine genügende Abbindung zustande.
Aus all diesen Schwierigkeiten, die sich bei der Ausführung der vorgenannten bekannten Verfahren einstellten, ergab sich die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe, nach der ein Verfahren zur Her-
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Faservliesen armierter,. wasserfester PresskörperDiese Aufgabe wurde dadurch gelöst, dass das Fasermaterial in bekannter Weise in Wasser aufgeschwemmt und in die Faserflotte eine wässerige Kunstharzdispersion eingebracht, diese Dispersion anschliessend ausgefällt, aus dem so erhaltenen Vormaterial ein Vlies gebildet und dieses entwässert wird, wobei erfindungsgemäss aus einem echten thermoplastischen, hydrophoben und in feinstpulveriger Form vorliegenden Polymerisationskunstharz.
mit einer höhermolekularen organischen Säure und, falls bei bestimmten Kunstharzen notwendig, mit für das Kunstharz geeigneten wasserunlöslichen Stabilisatoren zunächst ein feinstpulveriges Compound gebildet wird, dieses Compound in den auf PH > 7 eingestellten wasserigen Faserbrei unter Rühren dispergiert wird, diesem Gemisch eine wässerige Emulsion eines Weich- macher- und/oder Quellungsmittels in einer solchen Menge zugesetzt wird, dass die Kunstharzteilchen oberflächlich angequollen, d. h. klebrig gemacht, jedoch noch nicht gelöst werden, und dass schliesslich
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ten Kunststoffkörnchen zurückgedrängt, so dass schliesslich nichtklebrige Fasern erhalten werden, auf die die Kunststoffkörnchen aufgeklebt sind.
Anschliessend wird der Faserbrei in üblicher Weise über Siebe abgesaugt, das gebildete Vlies zwischen Walzen so weit als möglich vom Wasser befreit und getrocknet.
Dabei wird die erhaltene Masse erwärmt und alle flüchtigen Anteile der Lösungsmittel sowie die im Material noch vorhandene Feuchtigkeit entfernt. Die körnchenweise Verteilung des Kunstharzes auf der Faser ist zu diesem Zeitpunkt noch erhalten. Bei den auf den Maschinen üblichen Temperaturen kann somit eine vollkommene Austrocknung des hydrophilen Stoffes ohne Schwierigkeiten erreicht werden. Bei anschliessendem Verpressen des Vlieses unter Wärme fliesst das thermoplastische Kunstharz in die Poren der saugfahigen, trockenen Fasem und bildet an deren Oberfläche einen geschlossenen Überzug. Man erhält so eine vollkommene Verbindung zwischen hydrophilem Füllstoff und hydrophobem Kunstharz. Bei einem ausreichenden Kunststoffgehalt sind die Fasern vollkommen in den Kunststoff eingebettet.
Es gibt kaum noch direkte Kontakte zwischen Faser und Faser in einem derartig verpressten Material.
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Die Füllstoffteilchen, mit denen die auf einen PH-Wert > 7 eingestellte Faserflotte angesetzt wird, sollen faserförmig sein und können aus Holz, Zellstoff, Textilien pflanzlichen und tierischen Ursprungs oder Asbest bestehen.
Als Kunstharzkomponente kommen echte thermoplastische Polymerisationskunstharze wie PVC-Ver-
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wie z. B. Stearinsäure. Als thermische Stabilisatoren werden bei PVC-Polymerisationskunstharzen z. B.
Schwermetallsalze der Stearinsäure, wie Bleistearat, Zinnstearat, Cadmiumstearat u. dgl., zugesetzt.
Durch die Behandlung mit der organischen Säure sind die ursprünglich elektrisch neutralen Kunstharz- körrchen mit einer negativen elektrischen Ladung versehen worden, die mit der negativen Ladung des
Fasermaterials identisch ist. Durch die Gleichartigkeit ihrer elektrostatischen Ladung verkleben sich die einzelnen Kunststoffteilchen in dieser Phase weder gegenseitig noch mit den Fasern, vorausgesetzt, dass' beim Mischvorgang keine Druckanwendung erfolgt, die ein mechanisches Zusammenballen der festen
Gemischanteile bewirkt. Ausserdem ermöglicht die Vorbehandlung des hydrophoben Kunststoffes, densel- ben in kürzester Zeit und mit einfachsten mechanischen Mitteln in der Faserflotte in Suspension zu brin- gen, was sonst ohne Klumpenbildung und Verteilungsschwierigkeiten nicht erreichbar ist.
Zur Herstellung der wässerigen Emulsion des Weichmachergemisches und/oder der Quellungsmittel werden Emulgiermittel verwendet. Bewährt hat sich z. B. Stearinsäure in einer Ätznatronlösung teilweise zu verseifen und in dieser Seifenlösung ein Gemisch von Trikresylphosphat sowie Perchloräthylen zu emulgieren. Nach Einbringen dieser Emulsion in die Faserstoff-Kunststoff-Dispersion beginnen während des Rührvorganges die Kunststoffteilchen oberflächlich anzuquellen. An ihrer Oberfläche bildet sich eine Klebeschicht. Dabei verkleben sich die gequollenen Kunststoffteilchen wegen der abstossende Wirkung ihrer gleichen Ladung gegenseitig nicht.
Bei der anschliessenden Zugabe eines mehrwertigen, sauer reagierenden Metallsalzes, beispielsweise einer Aluminiumsulfatlösung, wird das PH des Gemisches auf einen Wert PH < 6, vorzugsweise 4, 5 - 5, herabgesetzt. Die negativ geladenen Fasern werden durch den Zusatz des sauer reagierenden Metallsalzes umgeladen und erhalten jetzt eine positive Ladung. Die Kunststoffteilchen werden nunmehr von den entgegengesetzt geladenen Zellulosefasern angezogen, schlagen sich auf diesen körnchenweise, d. h. unter Vermeidung einer Filmbildung, nieder und kleben sich infolge ihrer klebrigen Oberfläche auf den Fasern fest, bevor das Vlies gebildet wird.
Weiteres Rühren hat zur Folge, dass schliesslich der Quellungszustand der auf den Fasern sitzenden Kunstharzkörner zurückgedrängt wird durch eine Wanderung der Weichmachungs- bzw. Quellungsmittel in das Innere der Kunstharzkomchen.
Es findet gewissermassen ein Alterungsprozess statt, bei dem der Weichmacher in das Innere der Körner diffundiert, die an ihrer Oberfläche schliesslich ihre Klebrigkeit verlieren und, wie nach Beendigung eines Trocknungsvorganges eines Klebers, auf den Fasern haften. Die Fasern, auf denen die Kunststoffkömchen haften, sind jetzt nicht mehr klebrig.
Damit dieser Trocknungsvorgang stattfinden kann, darf keine zu grosse Menge an Weichmacher-bzw.
Quellungsmitteln zugesetzt werden. Das Kunststoff-Weichmacherverhältnis muss unterhalb der sogenannten Pastengrenze bleiben, weil sonst der Vorgang des Auftrocknens durch Diffusion des Weichmachers in das Innere nicht ausreichend erfolgen kann.
Nach Beendigung des Auftrockenvorganges ist das Gemisch absaugfähig und kann unter den gleichen Bedingungen wie das kunststofffreie Fasermaterial zu Vliesen weiterverarbeitet werden. Die körnchenweise Aufklebung des Kunststoffes auf die Fasern ermöglicht dabei die Entwässerung des hydrophilen Fasermaterials zwischen den Kunststoffkörnchen hindurch in einem bisher noch nicht erreichten Masse, bevor
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den Film und die gegenseitige Verschweissung der kunststoffüberzogenen Fasern erfolgt.
Die Vorbehandlung des thermoplastischen Kunststoffes mit Fällungshilfen und die erfindungsgemässe Führung des Weichmachungs- und Quellungsprozesses sowie des Fällungsvorganges, die die körnchenwei- se Ausfällung des Kunststoffes und die Verklebung der Kunststoffkörnchen mit den Fasern bewirken, gestatten erstmalig die Anwendung des rationellen Nassverfahren zur wirtschaftlichen Erzeugung mit Faserstoffen verstärkter Presskörper aus thermoplastischen Kunststoffen mit hohem Kunststoffgehalt bei hoher Re- tention und gleichmässiger Verteilung des Kunststoffes im Faservlies mit dem besonderen Vorteil, dass die Vliesbildung über die üblichen Papier-, Karton- oder Faserplattenmaschinen erfolgt.
Die Weiterverarbeitung der Vliese muss nicht unmittelbar nach ihrer Herstellung erfolgen. Es können z. B. auch mehrere Vliese übereinandergelagert und zusammengepresst werden. Infolge der gleichmässigen
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Druckfarben eine ausreichende Oberfläche der Zellulosefasern noch freiliegt. Die Kunststoffkörnchen sind auf dem Fasermaterial so weit festgeklebt, dass eine Verschmutzung der Drucklettern usw. durch den
Kunststoff nicht eintritt. Nach dem Verpressen derartiger bedruckter und beschriebener Papiere ist der
Druck oder die Schrift unverändert in die beim Verpressen entstandene Kunststoff-Folie eingebettet. Derartige kunststoffhaltige Papiere eignen sich deshalb besonders zur Herstellung von fälschungssicheren und wetterfesten Druck- und Schreiberzeugnissen.
Das gewonnene Material übertrifft hinsichtlich seiner Verarbeitungsfähigkeit dichtes Edelholz ebenso wie jeden unverstärkten thermoplastischen Kunststoff infolge seiner Homogenität, der Elastizität, Ver- formbarkeit und Formtreue. Es fehlt ihm der von unverstärkten thermoplastischen Kunststoffen her be- kannte und nachteilige kalte Fluss. Zu Platten verarbeitet hat sich gezeigt, dass dieselben eine überra- schend grosse Oberflächenhärte und hohe Elastizität haben. Sie können gesägt, gehobelt und poliert wer- den. Beim Sägen erhält man saubere Schnittflächen. Die Platten können ausserdem genagelt, geleimt, heiss verschweisst und nach Anwärmen auch verformt, z. B. gewellt werden.
Ebenfalls ist es möglich, auf jeden derartigen Presskörper beispielsweise PVC-Folien aufzuschweissen, oder auch mit heiss härtbaren
Harzen wie Melamin- oder Harnstoffharzen imprägnierte Papier- oder Gewebebahnen beim Pressvorgang direkt aufzukondensieren. Schliesslich ist es möglich, das Pressmaterial in seiner Masse homogen zu fär- ben, entweder indem man den Füllstoff oder den Kunststoff direkt anfärbt, oder indem man dem Faser- brei geeignete Farbpigmente zumischt. Durch entsprechende Zusätze kann das Material auch schwer ent- flammbar oder unbrennbar gemacht und im Bedarfsfall gegen Insektenfrass und Pilzbefall geschützt wer- den.
Die Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemässen Verfahrens wird nicht nur durch die Verwendung bil- liger Füllstoffe bedingt, sondern insbesondere durch die Möglichkeit der Anwendung der gebräuchlichen
Papier-, Karton-und Faserplattenmaschinen und durch die Anwendung einfacher Presstechniken, eine
Kombination, die bisher zur Erzeugung ähnlicher, vielseitig verwendbarer Presskörper grosstechnisch nicht möglich war.
Durch die nachfolgenden Ausführungsbeispiele wird das Verfahren nochmals erläutert.
Beispiel 1 : 286 kg Polyvinylchlorid-Pulver (Emulsionspolymerisat mit einem K-Wert von etwa
65 und einer Teilchengrösse kleiner als 30 li) werden in einem Fluidmischer mit 7 kg feinpulverigem, zweibasischem Bleistearat und mit 1 kg feinpulverigem Natriumstearat innig vermischt. Auf dieses Ge- misch wird sodann im laufenden Mischer eine warme Lösung von 6 kg Stearinsäure in 20 kg Trichlor- äthylen aufgesprüht. Beim Mischen erwärmt sich das Gemisch so stark, dass das Lösungsmittel verdampft.
Das trockene Gemisch wird hierauf auf eine Teilchengrösse von etwa 10 je vermahlen.
Das so erhaltene Pulver wird schliesslich in etwa 1 000 1 Wasser von PH etwa 7,5 zu einer Kunstharz- dispersion angerührt. Bei längerem Stehen setzt sich das PVC etwas am Boden der Dispersion ab, durch blosses Rühren lässt es sich jedoch leicht wieder in Dispersion bringen.
150 kg gebleichter Sulfitzellstoff werden in einem Holländer in etwa 4 m3 Wasser aufgeschlagen und auf einen Mahlgrad von etwa 300 SR ausgemahlen. Das PH des Faserbreies wird auf etwa 7,5 eingestellt, die PVC-Dispersion eingetragen und die Masse unter Vermeidung eines weiteren Mahlvorganges während etwa 20 min gemischt. In diese Mischung wird sodann eine vorher bereitete Emulsion von
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<tb>
<tb> 45 <SEP> kg <SEP> Dioctylphtalat
<tb> 14 <SEP> kg <SEP> Perchloräthylen
<tb> 3 <SEP> kg <SEP> Stearinsäure
<tb> = <SEP> 62 <SEP> kg"Weichmachergemisch"in
<tb> 500 <SEP> 1 <SEP> Wasser <SEP> von <SEP> etwa <SEP> 600C <SEP> und
<tb> 0,4 <SEP> kg <SEP> Ätznatron <SEP> (NaOH)
<tb>
eingerührt. Nach einer Mischzeit von etwa 30 min wird das PH des Faserbreies durch Zugabe einer Aluminiumsulfatlösung auf etwa 4,5 eingestellt und noch etwa während 2h weitergerührt.
Dabei steigt das PH des Faserbreies auf etwa 5,0 an.
Aus diesem Faserbrei wird nach entsprechender Verdünnung auf einer Papiermaschine ein Papier mit einem Flächengewicht von etwa 260 g/m2 gefahren. Die Kunststoffverluste im Abwasser des Langsiebes betragen etwa 100/0 der eingesetzten Kunststoffmenge.
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DasPapier unterscheidet sich kaum von einem gewöhnlichen Papier. Es staubt nicht, d. h. der Kunststoff haftet fest auf den Fasern, es kann wie ein gewöhnliches Papier beschrieben und bedruckt werden.
8 Lagen dieses Papiers werden gut getrocknet, aufeinandergeschichtet und zwischen Pressblechen bei 1700C während etwa 10 min mit einem Druck von 85 kg/cm2 gepresst und schliesslich unterDruck auf etwa 600C abgekühlt. Man erhält eine völlig homogene, durchscheinende Platte, in der die Zellulosefasern nicht mehr zu erkennen sind. Die Wasseraufnahme dieser Platte beträgt nach dem Lagern während 24h in Wasser von etwa 200C etwa silo.
War das Papier vor dem Verpressen bedruckt oder beschrieben, so ist nach dem Verpressen der Druck bzw. die Schrift völlig in die beim Pressvorgang entstandene Kunststoff-Folie eingebettet.
Beispiel 2: 100 kg Polyvinylchlorid (s. Beispiel 1) werden mit 53 kg feinpulverigem, zweibasischem Bleistearat, 41 kg feinpulveriger Stearinsäure und 10 kg feinpulverigem, trockenem Natriumstearat in einem Pulvermischer (z. B. einem"Drais-Mischer") innig vermischt. Dabei erwärmt sich das Material infolge der inneren Reibung. Nach dem Erkalten wird die Mischung auf eine Teilchengrösse kleiner als 30 li gemahlen.
20 kg dieses Gemisches werden sodann mit 190 kg Polyvinylchlorid (s. Beispiel 1) neuerlich im Pulvermischer gemischt und diese Mischung wird nach dem Erkalten auf eine Teilchengrösse von etwa 5-15 li gemahlen.
112 kg dieses so bereiteten Kunststoffpulvers werden in etwa 6 m3 Wasser (PH = 7, 5 - 8, 0) im Hol-
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Altpapier und 201o Sulfatzellstoff in den Holländer eingetragen und das Kunstharz-Fasergemisch unter Vermeidung eines Mahlvorganges homogenisiert. Nach etwa 20 min werden 18 kg des in Beispiel 1 be- schriebenen"Weichmachergemisches", die in etwa 100 1 Wasser von 600C mit Hilfe von etwa 0,3 kg Ätznatron vorher emulgiert worden waren, in den Holländer eingetragen und 15 min wird weitergemischt.
Hierauf wird durch Zugabe einer Alaunlösung das PH der Mischung auf 4, 5 - 5, 0 eingestellt und das Gemisch in die Maschinenbütte gepumpt.
Nach einer Zwischenlagerung des gefällten Faserbreies von etwa lh wird daraus nach entsprechender Verdünnung auf einer kombinierten Rundsieb-Langsiebmaschine ein Karton von einem Flächengewicht von etwa 500 g/m bei einer Maschinengeschwindigkeit von etwa 30 m in der Minute gefahren. Die Kunststoffverluste sind unbedeutend, das Siebabwasser ist praktisch klar.
Ein Paket von 5 Kartonen wurde aussen mit Dekorpapieren belegt, die mit Melaminharz imprägniert waren und zwischen Glanzblechen, wie in Beispiel 1 beschrieben, verpresst. Die Melaminharzpapiere verschweissen sich dabei mit dem PVC-haltigen Trägermaterial zu einer völlig homogenen Masse. Man erhält im Gegensatz zu den bekannten, aus melaminharz- und phenolharzgetränkten Papieren aufgebauten Dekorplatten, elastische, an den Kanten polierbare Platten, die die gleiche Oberflächenhärte und Wi-
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und an den Kanten schwierig zu bearbeiten.
Werden die Aussenflächen des Kartonpaketes vor dem Einbringen in die Presse mit PVC-Folien belegt und wird dann das Paket, wie in Beispiel 1 beschrieben, verpresst, so verschweisst sich gleichfalls die Deckfolie mit dem Trägermaterial zu einem völlig homogenen Material, wobei die Oberfläche den Glanz, die Prägungen usw. des Pressbleches getreu wiedergibt. Diese Dekorplatten können nach dem Anwärmen geformt, z. B. gewellt oder geprägt werden.
Wie in Beispiel. 1 wurden schliesslich 5 Kartonbahnen zu einer Platte verpresst. Diese ist vollkommen homogen und lässt die einzelnen Kartonschichtungen nicht mehr erkennen. Nach einer Lagerung in Wasser von 200C während 24h hat diese Platte eine Wasseraufnahme von 40lu.
Beispiel 3 : 10 Teile lufttrockener Holzschliff werden in etwa 220 Teilen Wasser aufgeschwemmt.
0,3 Teile Stearinsäure werden in einer Lösung von 0,05 Teilen Ätznatron (als NaOH gerechnet) in etwa 30 Teilen Wasser bei 40 - 500C gelöst und in dieser Lösung wird ein Gemisch von 1 Teil Trikresylphosphat und 0,3 Teilen Perchloräthylen emulgiert. Die erhaltene Emulsion wird der aufgeschwemmten Faserflotte zugesetzt und mit dieser gut homogenisiert. Das Gemisch hat einen pH-Wert von etwa 8. In dieses Gemisch wird eine vorher hergestellte Mischung von 9 Teilen feinpulverigem PVC mit 0,25 Teilen Bleistearat eingerührt und nach erfolgter Homogenisierung wird durch Zugabe von 20 Teilen einer Aluminiumsulfatlösung, die 10 g Al (SO). 18 H 0/1 enthalt, der pH-Wert auf zirka 5 herabgesetzt.
Anschlie- ssend wird der Faserbrei in bekannter Weise über Siebe abgesaugt, die Masse durch Abquetschen zwischen Walzen weitgehend entwässert, das dabei erhaltene Faservlies bei Temperaturen bis zu 1400C getrocknet.
Man erhält ein Faservlies von einer Dichte von etwa 0, 35 - 0, 50.
Die trockenen Faservlies können nun weiter verpresst oder aber zu einem granulatähnlichen Produkt
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zerkleinert werden, welches dann zur Herstellung von Fertig- oder Halbfertigprodukten auf Pressen oder
Strangpressen dient. Das verpresste Material hat eine Dichte je nach Pressdruck von 1, 2 - 1, 4 und stellt eine völlig homogene Masse aus hydrophobem, thermoplastischem Kunststoff dar, in die ein Faservlies eingelagert ist. Es hat Aussehen und Eigenschaften eines Edelholzes ohne gerichtete Faserstruktur ; als Thermoplast kann es jedoch auch geformt, z. B. gebogen und geschweisst werden.
Beispiel 4 : In 1 m3 einer wasserigenPVC-Dispersion mit einem Feststoffgehalt von etwa zon in der das in Beispiel 1 genannte PVC nach der Polymerisation anfällt, werden 0,250 kg Ätznatron als ver- dünnte, wässerige Lösung und 20 kg einer 50'%0igen wässerigen Paste von zweibasischem Bleistearat, so wie diese bei der Herstellung dieses Produktes nach der Filtration anfällt, eingetragen. Das Gemisch wird so- dann unter Rühren auf etwa 750C erwärmt, und bei dieser Temperatur werden 10 kg geschmolzene Stea- rinsäure unter gutem Rühren langsam eingetragen. Es wird während etwa 10 min weitergerührt und dann wird das Gemisch einem für die Trocknung von PVC-Dispersionen üblichen Düsentrockner zugeführt und in Luft von etwa 75 - 800C eingedüst.
Das nach dem Trocknen erhaltene Kunstharzpulver wird nun auf eine Korngrösse kleiner als 30 u, vorzugsweise auf eine Teilchengrösse von etwa 5 - 15 P. vermahlen.
Hierauf wird das Kunstharzpulver in Wasser von einem pH-Wert von etwa 7,5 dispergiert. Man erhält eine stabile Dispersion, die bei längerem Lagern etwas dekantiert. Durch blosses Umrühren können die abgesetzten Teile wieder leicht, wie auch bei den in den Beispielen 1 und 2 beschriebenen Dispersionen, in Dispersion gebracht werden. Dadurch unterscheiden sich diese Dispersionen von den bekannten Kunst- harz (PVC)-Dispersionen, deren abgesetzte Anteile nicht mehr in Dispersion gebracht werden können.
600 kg eines imDefibrator zuHolzfasern aufgeschlossenen Fichtenholzes werden in etwa 18 m Was- ser in einer Propellerbütte aufgeschlämmt. Das PH des Faserbreies wird durch Zugabe von Natronlauge auf etwa 8,0 eingestellt. Hierauf wird die PVC-Dispersion in den Faserbrei eingebracht und mit dem Fa- serbrei in der Propellerbutte wahrend etwa 15 min homogenisiert. Sodann wird, wie in Beispiel 1 beschrie- ben, mit 50 kg Dioctylphtalat in 800 1 Wasser von etwa 600C eine Weichmacher-Wasser-Emulsion berei- tet, diese dem Faserbrei langsam zugegeben und mit dem Faserbrei während etwa 15 min homogenisiert.
Schliesslich wird das PH des Faserbreies durch Zugabe von Aluminiumsulfatlösung auf 4, 5 - 5, 0 einge- stellt.
Aus diesem Faserbrei werden auf einer Dämmplattenanlage Holzfaserplatten von einer Dicke von et- wa 7 mm mit einer Geschwindigkeit von etwa 3 m in der Minute gefahren.
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Beim Verpressen nach dem in Beispiel 1 angegebenen Verfahren erhält man aus diesen Platten ein völlig homogenes Material, das poliert werden kann. Die Holzfaserstruktur ist noch sichtbar. Seine Dichte ist etwa 1, 37 - 1, 40 und seine Biegefestigkeit ist 1200 - 1300 kg/cmz, d. h. sie liegt höher als die Biegefestigkeit für reines PVC. Durch Aufeinanderpressen von mehreren derartigen Dämmplatten können
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linien zwischen den einzelnen Platten sind nicht mehr sichtbar.
Beispiel 5 : m 41 einer handelsüblichen Polystyroldispersion mit etwa 48% Feststoffgehalt werden 3 g Ätznatron, gelöst in 100 cm3 Wasser, eingetragen. Hierauf wird die Kunstharzdispersion unter Rühren auf etwa 750C erwärmt. Bei dieser Temperatur werden 56 g Stearinsäure in die Kunstharzdispersion einemulgiert und das Gemisch sodann unter Rühren auf Raumtemperatur abgekühlt.
5 kg Faserstoff (gekollerte, alte Zeitungen) werden in etwa 300 1 Wasser im Holländer aufgeschlagen.
Der Mahlgrad beträgt etwa 550 SR. Das PH des Faserbreies wird durch Zugabe von Natronlauge auf etwa 7, 5 - 8, 0 eingestellt, die vorbereitete Polystyroldispersion in den Faserbrei eingetragen und in einer Propellerbütte während etwa 15 min mit den Fasern homogenisiert. Hierauf wird eine gemäss Beispiel 1 aus
330 g Dioctylphtalat,
100 g Perchloräthylen,
19 g Stearinsäure in 2000 cm5 Wasser von etwa 60 C, in dem 8 g Ätznatron gelöst waren, bereitete Weichmacher-Emulsion dem Faserbrei zugesetzt und während etwa 15 min mit dem Faser-Kunstharzgemisch in der Propellerbütte homogenisiert. Anschliessend wird das pH des Faser-Kunststoff-Gemisches durch Zugabe einer Alaunlösung auf etwa 4, 5 - 5, 0 eingestellt und weitergerührt.
Nach einer Reifezeit von etwa lh wird auf einer Kartonmaschine ein Karton von 20 cm Breite mit einem Flächengewicht von etwa 300 g/m2 mit einer Geschwindigkeit von etwa 2 m in der Minute gefahren. Die Kunststoffverluste im Abwasser betragen etwa 10% der eingesetzten Kunststoffmenge.
Der trockene Karton ergibt beim Verpressen nach Beispiel 1 ein kunststoffähnliches Plattenmaterial.
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Es können, wie in den vorhergehenden Beispielen, mehrere Kartonbahnen in der Presse zu einer völlig homogenen Platte verschweisst werden.
PATENT ANSPRÜCHE :
1. Verfahren. zur Herstellung von mit Faserstoffen armierten Presskörpem aus thermoplastischen Kunststoffen durch Vermischen einer Faserstoffaufschwemmung mit einer wässerigen Kunststoffdispersion, Ausfällen der Kunststoffdispersion, Entwässern der Mischung und Bildung eines Vormaterials, dadurch gekennzeichnet, dass aus einem echten thermoplastischen, hydrophoben und in feinstpulveriger Form vorliegenden Polymerisationskunstharz mit einer höhermolekularen organischen Säure und eventuell mit für das Kunstharz geeigneten, wasserunlöslichen Stabilisatoren ein feinstpulveriges Compound gebildet wird, dass dieses Compound in dem auf PH > 7 eingestellten wässerigen Faserbrei unter Rilhren dispergiert wird, dass diesem Gemisch eine wässerige Emulsion eines Weichmacher-und bzw.
oder Quellungsmittels für das Kunstharz in einer solchen Menge zugesetzt wird, dass die Kunstharzteilchen oberflächlich angequollen, jedoch nicht gelöst werden, und dass schliesslich das PH des Gemisches durch Zusatz eines sauer reagierenden Metallsalzes auf einen Wert PH < 6, vorzugsweise 4, 5 - 5, herabgesetzt wird, dass aus den dabei mit Kunststoffteilchen beklebten Fasern auf den üblichen Papier-, Karton- oder Faserplattenmaschi- nen ein Vlies gebildet und dieses Vlies in bekannter Weise nach dem Trocknen in der Wärme und unter Druck verpresst wird.