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Verfahren zur Herstellung von thermoplastischem, hauptsächlich Zelluloseazetat ent- haltendem Pulver
Es ist bekannt, Gegenstände verschiedener Form und Art mit geschmolzenen oder gesinterten Überzügen zu versehen, indem der vorher erhitzte Gegenstand mit einem im wesentlichen aus thermoplastischem Material bestehenden Pulver passender Zusammensetzung in Berührung gebracht wird.
Die Eigenschaften der erhaltenen Überzüge und ihre Haftfähigkeit an dem überzogenen Gegenstand sind abhängig von den angewandten Verfahrensbedingungen, von der Art des Gegenstandes und eventuell von der Vorbehandlung der Oberfläche des Gegenstandes.
Es gibt verschiedene Verfahren, um die thermoplastischen Pulver mit der Oberfläche des erhitzten Gegenstandes in Berührung zu bringen : Durch Tauchen des erhitzten Gegenstandes in das Pulver, das als eine Art Suspension in aufgelockerter Form vorliegen kann ; durch Versprühen des Pulvers über den Gegenstand durch Pulverisierungsmittel u. a. Mittel. Bis jetzt sind Überzüge nach den oben genannten Verfahren aus thermoplastischen Pulvern aus Polyäthylen, Polyvinylchlorid, Polyamid, Zelluloseazetatbutyrat usw. hergestellt worden. Die Anwendung dieser bekannten Verfahren zur Herstellung von Überzügen aus thermoplastischem Pulver, das hauptsächlich Zelluloseazetat enthält, hat sich bis jetzt praktisch nicht bewährt.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen hauptsächlich Zelluloseazetat enthaltendem Pulver zum Überziehen von Gegenständen nach den oben genannten Verfahren, wobei die Gegenstände zu diesem Zweck vorher erhitzt werden.
Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von gefärbten Kunststoffpulvern aus Zellulosederivaten, besonders Zelluloseazetat bekannt. Gemäss dem bekannten Verfahren wird die Mischung des trockenen Zelluloseazetatpulvers und trockenen Azo-Farbstoffpulvers einer Hitzebehandlung unterworfen, die etwa bei 150 C liegt, wobei die Wärmebehandlung bei dünner Materialschicht unter Auflockerung erfolgen soll. Es sind auch schon verschiedene Verfahren zum Plastifizieren von Zelluloseazetat beschrieben worden. Bei einem bekannten Verfahren wird der Weichmacher direkt dem erhitzten Zelluloseazetatpulver zugegeben. Bei einem andern bekannten Verfahren wird das Zelluloseazetat mit einer Flüssigkeit, die das Zelluloseazetat nicht löst, z. B. Wasser, befeuchtet und die Plastifizierung durch Verdampfen des Wassers bewirkt.
Es wurde auch schon vorgeschlagen, das Zelluloseazetat mit dem Weichmacher bei einer Temperatur, bei welcher der Weichmacher noch keine Wirkung hat, zu vermischen und die Plastifizierung durch Steigerung der Temperatur zu erreichen, wobei die Temperatur des Plastifizierens zwischen 150 C und dem Schmelzpunkt des Kunststoffes liegt. Bei einem weiteren bekannten Verfahren wird das Zelluloseazetat mit dem Weichmacher und einem Lösungsmittel in einem geschlossenen Kessel unter Druck und bei einer Temperatur oberhalb des Siedepunktes des Lösungsmittels vermischt.
Das erfindungsgemässe Verfahren besteht darin, dass das Zelluloseazetat, dessen Azidität ausgedrückt als Essigsäure 52-58% beträgt, zu Körnern mit einer Korngrösse kleiner als 0, 4 mm vermahlen wird, dass das Pulver mit einem Weichmacher vermischt und das erhaltene plastifizierte Pulver 6-24 h einer Wärmealterung bei 50-90 C unterworfen wird. Der Durchschnittspolymerisationsgrad des Zelluloseazetats soll zwischen 150 und 250 Glucoseeinheiten (nach der Methode von Staudinger-Zimmermann), die Feuchtigkeit des Zelluloseazetats muss 0, 3 bis 0, 8% betragen. Das Zelluloseazetat soll in Form eines Pulvers vorliegen, das durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0, 4 mm geht und ein Schüttgewicht von 400 bis 600 g/l aufweist.
In der folgenden Tabelle ist die besondere Korngrössenverteilung des Zelluloseazetats der angegebenen Type in Gewichtsprozent angeführt :
Tabelle 1 :
EMI1.1
<tb>
<tb> Grösse <SEP> der <SEP> Maschen <SEP> des <SEP> Siebes <SEP> in <SEP> mm................ <SEP> 0, <SEP> 400 <SEP> 0, <SEP> 300 <SEP> 0, <SEP> 200 <SEP> 0, <SEP> 100 <SEP>
<tb> Gewichtsprozent <SEP> des <SEP> durch <SEP> das <SEP> Sieb <SEP> gegangenen <SEP> Pulvers <SEP> 100 <SEP> 65-95 <SEP> 40-80 <SEP> 15-55
<tb>
Um Überzüge mittels Verflüssigung zu erhalten, muss dem Zelluloseazetat eine Menge an Weichmacher zugesetzt werden, so dass die Zusammensetzung der entstehenden Masse das günstigste Verhältnis
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hat, z. B. 61 Teile Zellulose und 39 Teile Weichmacher. Der Weichmacher kann in jeder passenden Weise zugesetzt werden, wie z.
B. durch Eingiessen oder Sprühen des Weichmachers auf einmal oder durch fraktionierte Zugabe desselben in kleinen Mengen. Der verwendete Weichmacher muss ein Produkt oder eine Mischung von Produkten sein, die bei normaler Temperatur das Zelluloseazetat nicht löst und bei den Zugabebedingungen nicht bröckelt und geliert.
Äthylphthalat, Methylglycolphthalat, Mischungen der beiden in jedem Verhältnis, Mischungen von
Methylphthalat und Triphenylphosphat, in welchen der Gehalt an Triphenylphosphat wenigstens 40% beträgt, Mischungen von Äthylphthalat und/oder Methylglycolphthalat mit Triphenylphosphat, in welchen der Gehalt an Triphenylphosphat 20% nicht übersteigt, sind für diesen Zweck besonders geeignet. Die geeignetste Temperatur für die Zugabe des Weichmachers ist zwischen 5 und 15 C.
Ungeachtet dessen, dass der Weichmacher vorher in diesem Temperaturbereich ins Gleichgewicht gebracht wurde, darf die Mischung Zelluloseazetat-Weichmacher unter keinen Umständen 300 C übersteigen.
Während des Plastifikationsvorganges können die andern Hilfsstoffe zugesetzt werden, wie Stabilisatorzusätze (z. B. Zitronen- oder Weinsäure), Füllstoffe (z. B. Titandioxyd, Zinkoxyd usw.), Farbzusätze oder Farbfüllstoffe (z. B. Farbstoffe, Farbpigmente, Perlenessenz, Metallstaub usw.).
Die genannten Hilfsstoffe können im Weichmacher dispergiert und/oder während des Plastifikationsvorganges direkt und/oder dem plastifizierten Pulver zugesetzt werden.
Nach der homogenen Dispersion des Weichmachers nimmt das Pulver die Form kleiner Körner an ohne gesinterte und/oder freie Teile und ohne Krümel, Filme usw. Das erfindungsgemäss erhaltene Pulver weist nach dem Plastifikationsvorgang eine Korngrössenverteilung auf, die der in Tabelle 1 angegebenen genau entspricht und hat ein Schüttgewicht von 550 bis 750 g/l.
Das nach dem Plastifikationsvorgang erhaltene Pulver wird dann in dünner Lage einer Hitzealterung unterworfen, wobei das Pulver 6-24 h auf 50-900 C erhitzt wird. Für diesen Zweck kann jede Art von Ofen verwendet werden (Kammerofen, Durchlaufofen oder andere) ; das Pulver soll jedoch in Lagen, die nicht höher als 3 cm sind, verteilt werden. Durch die Hitzealterung des plastifizierten Pulvers erhält man ein Pulver, das trocken und homogen ist und noch immer die Korngrössenverteilung gemäss Tabelle 1 aufweist sowie ein Schüttgewicht von 550 bis 750 g/l hat.
Das nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhaltene Pulver ist besonders zum Überziehen von Gegenständen nach dem Wirbelsinterverfahren geeignet, wobei Überzüge erhalten werden, die vollkommen glatt sind, eine gleichmässige Dicke haben und besonders glänzen.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Beispiel 1 : In einem 50 l-Mischer von der Type "Ribbon-Blender" werden 6 kg Zelluloseazetat mit einem Gehalt an Essigsäure von 55% und einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von 200 zu Pulver vermahlen, das durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0, 4 mm durchgeht und folgende Korngrössenverteilung aufweist :
EMI2.1
<tb>
<tb> Grösse <SEP> der <SEP> Maschen <SEP> des <SEP> Siebes <SEP> in <SEP> mm................ <SEP> 0, <SEP> 400 <SEP> 0, <SEP> 300 <SEP> 0, <SEP> 200 <SEP> 0, <SEP> 100 <SEP>
<tb> Gewichtsprozent <SEP> des <SEP> durch <SEP> das <SEP> Sieb <SEP> gehenden <SEP> Pulvers. <SEP> 100 <SEP> 90 <SEP> 65 <SEP> 35
<tb>
Das Pulver hat ein Schüttgewicht von 430 g/l.
Athylphthalat (mit einem Reinheitsgrad von 99, 5%), dem vorher 0, 300 kg Titandioxyd in disperser Form zugesetzt wurde, wird dann durch Pulverisation beigegeben, wobei die Dispersion eine Temperatur von 10 C hat. Das Pulver wird sorgfältig 1 h gemischt und das plastifizierte Pulver, die Körnung desselben bleibt unverändert, wird dann aufgenommen. Das plastifizierte Pulver wird in Lagen von 2 cm Dicke in einem konkaven Behälter verteilt und bei 70 : C 16 h einer Hitzealterung unterworfen und dann auf 20 C gekühlt. Die Körnung bleibt unverändert und das Schüttgewicht beträgt 580 g/l. Das erhaltene Pulver kann günstig in einem Wirbelsinterverfahren zur Herstellung von Überzügen für Gegenstände, welche vorher erhitzt werden, verwendet werden.
Die erzeugten Überzüge zeigen die vorteilhaften Eigenschaften des plastifizierten Zelluloseazetats, z. B. Härte, Glanz, keine Neigung durch statische Aufladung Staub anzuziehen.
Beispiel 2 : In einem 5 Liter-Mischer der Type"Wemer-Pfleiderer"werden 0, 600 kg Zelluloseazetat mit einem Gehalt von Essigsäure von 52% und einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von 180 gegeben und zu Pulver vermahlen, das durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0, 4 mm durchgeht und folgende Korngrössenverteilung aufweist :
EMI2.2
<tb>
<tb> Grösse <SEP> der <SEP> Maschen <SEP> des <SEP> Siebes <SEP> in <SEP> mm <SEP> 0, <SEP> 400 <SEP> 0, <SEP> 300 <SEP> 0, <SEP> 200 <SEP> 0, <SEP> 100 <SEP>
<tb> Gewichtsprozent <SEP> des <SEP> durch <SEP> das <SEP> Sieb <SEP> gehenden <SEP> Pulvers. <SEP> 100 <SEP> 75 <SEP> 50 <SEP> 20
<tb>
Das Schüttgewicht des Pulvers beträgt 450 g/l.
Ohne den Mischer anzuhalten, werden 0, 400 kg einer Weichmachermischung aus 0, 350 kg Äthylphthalat mit einem Gehalt von 99, 5% und Triphenylphosphat mit einem Gehalt von 99, 8% zugesetzt. In die Weichmachermischung waren vorher 0, 001 kg Blaubenzil BL und 0, 001 reine Zitronensäure gegeben und die Mischung auf 100 C gekühlt worden. Das Pulver wird lu h gründlich gemischt und das plastifizierte Pulver, die Körnung bleibt unverändert, wird dann aufgenommen. Das plastifizierte Pulver wird dann in einem konkaven Behälter in Lagen von 2 cm Dicke verteilt und dann in einem Ofen 8 h bei 800 +50 C einer Hitzealterung unterworfen.
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Das Pulver, die Körnung desselben bleibt unverändert, wird dann auf 20 C gekühlt. Das Schüttgewicht beträgt jetzt 750 g/l.
Das erhaltene Pulver kann günstig zur Herstellung von sehr dünnen Überzügen in Wirbelsinterverfahren durch Schmelzen des Pulvers auf dem Gegenstand, der vorher erhitzt wurde, verwendet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von thermoplastischem, hauptsächlich Zelluloseazetat enthaltendem Pulver, dadurch gekennzeichnet, dass das Zelluloseazetat, dessen Azidität ausgedrückt als Essigsäure 52-58% beträgt, zu Körnern mit einer Korngrösse kleiner als 0, 4 mm vermahlen wird, dass das Pulver mit einem Weichmacher vermischt und das erhaltene plastifizierte Pulver 6-24 h einer Wärmealterung bei 50-90 C unterworfen wird.