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Die Erfindung betrifft ein Folienmaterial, bestehend aus einem Gemisch von einzelnen faserigen linsenförmigen Körnern, z. B. Laubholz- oder Glas-Faserkörnern, die untereinander durch dehnbare Harze, beispielsweise thermoplastische oder wärmehärtbare Harze, verbunden und parallel zu beiden Oberflächen des Folienmaterials flachgedrückt sind, und Verfahren zu seiner Herstellung.
Folienmaterialien sind Gegenstand zahlreicher Anwendungen, von denen einige im folgenden erörtert werden sollen.
Die Papiertechnik, welche die Produktion von Erzeugnissen geringer Dicke von 0, 1 bis 2 mm, wie z. B. Papier. Pappe usw. betrifft, sieht im wesentlichen vor, pflanzliche Fasern in wässeriger Phase zu behandeln. Diese Technik benötigt sehr erhebl iche Wasser- und Energiemengen ; ausserdem beinhalten die entstehenden Abwässer, die in die Flüsse abgeleitet werden, besonders aggressive Verunreinigungen, u. zw. hinsichtlich ihrer Zusammensetzung, ihrer Menge und ihrer Temperatur, so dass sie für die Umwelt schädlich sind.
Die Erfindung bezweckt die Überwindung der genannten Nachteile auf diesem industriellen Gebiet, das eine sehr grosse wirtschaftliche Bedeutung hat.
Eine andere bekannte Anwendung ist die von Erzeugnissen grosser Dicke von 2 bis 10 mm.
Es handelt sich um steife oder halbsteife Bahnen bzw. Tafeln, deren Abmessungen begrenzt sind, was zu Schwierigkeiten der Montage und des Zusammenbaues führen kann ; weiter kann ihre relativ hohe Dichte nicht unter bestimmten Werten liegen, und ihre sowohl Wärme- als auch Schallisolationseigenschaft ist mittelmässig.
Die Erfindung bezweckt auch die Überwindung dieser Nachteile, indem sie eine Folie mit vollkommen steuerbarer Steifigkeit oder Geschmeidigkeit in beliebiger Länge, mit grosser Breite, geringer Dichte und ausgezeichnetem Isolationsvermögen bereitstellt.
Eine dritte Anwendungsart ist jene für Unterlagen, die als Träger zum Aufbringen von Bodenbelägen verwendet werden. Gegenwärtig wird dieser Typ von Bodenbelagsträger ausgehend von einer Asbestpapierfolie hergestellt, auf der eine oder mehrere Schichten aus Kunststoffen, insbesondere Polyvinylchloridschaum, abgeschieden werden. Das Asbestpapier trägt normalerweise praktisch nichts zur Akustik-Dämpfung bei Stössen zwischen Boden und Decke herrührendem Lärm bei, anderseits ist bekannt, dass Asbest eine Gefahr für die öffentliche Gesundheit darstellt, da das Einatmen von Fasern zum Auftreten schwerer Krankheiten führen kann : Fibrose, Lungentumore, Krebs usw., so dass die Verwendung des Asbests aufgegeben werden wird und bereits in einigen Ländern verboten ist.
Die Erfindung bezweckt auch die Überwindung dieser Nachteile durch Zurverfügungstellung einer Folie, die Asbestpapier ersetzen kann, so dünn wie dieses, leichter und billiger ist und ein ausgezeichnete Wärme- und Schallisolationsvermögen aufweist, so dass die Dicke der Schicht aus darauf abgeschiedenen bzw. aufgebrachten Kunststoffen verringert werden kann.
Zahlreiche weitere Anwendungen sind möglich und interessant ; es ist jedoch unnötig, sie im einzelnen zu untersuchen, da die im vorstehenden angedeuteten Anwendungsfälle ausreichen, um den Nutzen der Erfindung darzulegen.
Zahlreiche vor allem in den FR-PS Nr. 1. 422. 835, Nr. 1. 540. 382, Nr. 2. 583. 783 und Nr. 2. 193. 350 der Patentinhaberin beschriebene Verfahren ermöglichen die Erzeugung von faserigen Körnern, unabhängig von der Art und den physikalisch-mechanischen Eigenschaften der Basisfasern. Diese Körner besitzen besonders interessante bzw. vorteilhafte Eigenschaften. Jedes Korn ist aus untereinander verfilzten Fasern zusammengesetzt, die ein Netz bilden, in dem sie praktisch so frei sind, dass ihre Relativbewegung gesichert ist. Anderseits sind die Fasern eines Korns in jeder beliebigen Richtung orientiert, und daher sind die Eigenschaften jedes Korns im wesentlichen isotrop.
Schliesslich weisen die Fasern ein und desselben Korns Abstände voneinander auf, und daraus ergibt sich, dass die Körner eine offene Porosität, geringes Raumgewicht, elastisches und Dehnverhalten sowie hohes thermisches und akustisches Isolationsvermögen aufweisen.
Diese faserigen Körner bilden auf Grund ihrer vorstehend angegebenen Eigenschaften und ihres niedrigen Gesamtherstellungspreises den Basisstoff des Materials gemäss der Erfindung.
Hiezu ist es nützlich, darauf hinzuweisen, dass biegsame Platten, wie sie vor allem in der FR-PS Nr. 1. 568. 187 der Patentinhaberin beschrieben sind, erhalten werden, indem man Körner mit
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Erhitzung unterwirft ; die Körner werden zu einer linsenförmigen Teilchenform parallel zu den Oberflächen der Platte flachgedrückt.
Wenn es sich darum handelt, eine zusammenhängende Folie grosser Länge und geringer Dicke herzustellen, wird das Gemisch zwischen erhitzten Kalanderwalzen verteilt, die den Erhalt genau des gleichen inneren Gefüges, eines sogenannten "blättrigen" Aufbaues wie vorher ermöglichen.
Die Verwendung von faserigen Körnern an Stelle freier Fasern im losen Haufen bringt zahlreiche Vorteile, unter denen die folgenden genannt seien :
Das Verleimen und die Verteilung von trockenen Fasern sind schwierig, wenn nicht unmöglich, während diese Vorgänge bei Anwendung auf zu Körnern verbundenen Fasern kein Problem bringen, und die Fasern richten sich bei der Herstellung von Papier in Vorzugsrichtung aus, während die Körner auf Grund ihres besonderen Aufbaues in allen Richtungen ausgerichtete Fasern enthalten.
Jedoch sind die Möglichkeiten dieser Technik begrenzt, da die Dicke der Folie nicht unter 2,2 mm liegen kann. Bestimmte Anwendungen sind daher notwendigerweise ausgeschlossen. Anderseits ist der Oberflächenzustand nicht befriedigend, da diese Oberfläche infolge der Rauhigkeiten und Knolligkeiten, die unvermeidlich auftreten, weder glatt noch eben ist.
Gegenstand der Erfindung ist ein Folienmaterial, bestehend aus einem Gemisch von einzelnen faserigen linsenförmigen Körnern, z. B. Laubholz-oder Glas-Faserkörnern, die untereinander durch dehnbare Harze, beispielsweise thermoplastische oder wärmehärtbare Harze, verbunden und parallel zu beiden Oberflächen des Folienmaterials flachgedrückt sind, das dadurch gekennzeichnet ist, dass sich die beiden Oberflächen des Materials quer durch die linsenförmigen Körner erstrecken, wobei jede Oberfläche durch geschlossene Kurven begrenzte Faserstrukturen aufweist, und dass gegebenenfalls zusätzlich auf wenigstens eine der Oberflächen des Folienmaterials ein Zugspannungsverstärkungsnetz, vorzugsweise aus Glasfasern, mit einer Maschenweite von 0, 5 x 0, 5 cm aufgebracht ist.
Es besteht also das neue Folienmaterial aus wie oben beschrieben faserigen Körnern, die nebeneinander angeordnet, untereinander durch dehnbare Harze verbunden und in Form von linsenförmigen Teilchen parallel zu einer sogenannten Kompressionsoberfläche flachgedrückt sind. Die beiden Oberflächen des erfindungsgemässen Folienmaterials erstrecken sich quer durch diese linsenförmigen Teilchen, wobei sie von diesen nur den in der Masse integrierten Teil bestehen lassen und jede der Oberflächen hat dann das Aussehen von nebeneinanderliegenden, durch geschlossene Kurven begrenzten Faserstrukturen.
Bevorzugt ist es, wenn die oberflächlichen Faserstrukturen im wesentlichen elliptisch ausgebildet sind, wobei das Material eine längs seiner Oberfläche ausgerichtete Elastizität aufweist. Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Folienmaterials ist dadurch gekennzeichnet, dass die oberflächlichen Faserstrukturen im wesentlichen kreisförmig ausgebildet sind, wobei das Material eine quer zur Oberfläche gerichtete Elastizität aufweist.
Was weiters das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemässen Folienmaterials betrifft, sei hier vorerst kurz erwähnt, dass es nach dem Prinzip des Abhebens dünner Schichten aus einem Block der durch Harz gebundenen faserigen Körner arbeitet. Diese Technik ist an sich bekannt, so ist z. B. aus der US-PS Nr. 3, 016, 575 bekannt, bei der Herstellung von Polyurethanschaum zur Verhinderung der Bildung einer Haut oder Rinde eine Folie aufzubringen, welche dann durch mechanische Mittel, wie z. B. Schleifeinrichtungen, Drehschaber, Hochgeschwindigkeitssägen oder Heizdrähte entfernt werden kann. Ebenso beschreibt die FR-PS Nr. 954. 058 die Kruste, welche sich auf einem Polyurethanschaum bei dessen Herstellung bildet, durch Wegschneiden mit einem Schneidwerkzeug, das mechanisch oder händisch verschoben wird, zu entfernen.
In beiden Fällen handelt es sich aber nicht um ein Verfahren zur Herstellung von Folien. Es bleibt also der Vollständigkeit halber noch zu erwähnen, dass das Schälen von (Edel-) Hölzern zur Herstellung von dünnen Furnieren schon seit langem bekannt ist.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung eines wie oben beschriebenen Folienmaterials, bei dem faserige Körner mit einem dehnbaren Bindemittel vermischt werden und das Gemisch komprimiert wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch aus faserigen Körnern und Bindemittel in aufeinanderfolgenden Schichten in eine zylindrische Form eingeschüttet wird und diese Schichten
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eine nach der andern einer Axialkompression unterworfen werden, oder dass das Gemisch nach und nach um eine zentrale Spindel abgelegt und gleichzeitig einer Radialkompression unterworfen wird, und dass der erhaltene Block, wie an sich bekannt, durch Schneiden oder Abschälen der Folien verarbeitet wird und das so erhaltene Folienmaterial einer das Wandern des Bindemittels begünstigenden Wärmebehandlung unterworfen wird.
Die oben angeführte Kompression kann axial oder radial erfolgen ; im ersten Fall sind die oberflächlichen Faserstrukturen der erhaltenen Folie im wesentlichen elliptisch und im zweiten Fall im wesentlichen kreisförmig.
Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung gleichzeitig mit einer Wanddickenkompression, vorzugsweise durch Warmkalandrieren, verbunden wird.
Der überraschende Effekt der neuen Technik ist, dass die erhaltene Folie ein ausgezeichnetes Verhalten aufweist : Sie zerreisst nicht leicht in dem Sinn, dass sie solchen Beanspruchungen, denen die herkömmlichen Materialien,'wie z. B. Papier, die sie vorteilhaft ersetzt, bei den Versuchen unterworfen werden, ebensogut, wenn nicht besser widersteht ;
indessen wäre zu erwarten gewesen, dass beim Querdurchschneiden der plattgedrückten faserigen Körner an verschiedensten Stellen deren oben genannten guten Eigenschaften, dank deren die angestrebten Eigenschaften in der Folie erhalten werden können, verlorengehen, nun zeigte aber die einschlägige Erfahrung, dass dies insbesondere nach dem Durchgang durch einen Ofen oder nach dem Warmkalandrieren nicht der Fall ist, da die Wärmebehandlung das Wandern oder die Verteilung des auf die Aussenseite der Körner aufgebrachten Bindemittels in die Masse des Materials sichert und das Kalandrieren den Oberflächenzustand verbessert.
Man stellt dann fest, dass die Folie gegenüber Zug und Reissen beständig ist : Ihr Zusammenhalt ist ausgezeichnet ; ihr Wärme- und Sehallisolationsvermögen ist wesentlich besser als das der Erzeugnisse, die sie ersetzen soll ; ihre Dicke kann beliebig und vor allem auch sehr gering sein ; ihre Dichte kann verhältnismässig niedrig und auf jeden Fall niedriger sein als die der andern Produkte ; je nach Herstellungsart kann die Elastizität entweder in der Dickenrichtung oder längs der Breitenrichtung ausgerichtet sein ; die Folie kann in grosser Breite hergestellt und im Fall der Verwendung dehnbarer Bindemittel in abwickelbarer Form aus einem einzigen Stück in gewünschter Länge geliefert werden.
Schliesslich sind ihre Oberflächeneigenschaften ausgezeichnet und genügen, was für die Produkte gemäss der bisher bekannten Technik nicht der Fall war, allen angestrebten Anwendungsfällen völlig. Der Oberflächenzustand wird durch das Warmkalandrieren noch verbessert, da dies ausserdem das Erzielen eines besseren Zusammenhalts der faserigen Strukturen der Folie und eine gleichmässigere Qualität derselben ermöglicht.
Für die Herstellung eines Folienmaterials, welches als Beschichtungsunterlage für Bodenverkleidungen brauchbar ist, ist eine Methode bevorzugt, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Gemisch von Laubholz-Faserkörnern eines mittleren Durchmessers von 0, 8 bis 2, 5 mm mit 7 bis 30 Gew.-% (bezogen auf die trockenen Körner) eines thermoplastischen Latexbindemittels in eine zylindrische Form in aufeinanderfolgenden Schichten einzuschütten, die jeweils unter einem Druck von 0, 15 bis 1, 47 MPa zu einem Schaft mit einer Enddichte von 0, 15 bis 1 g/cm3 komprimiert werden, der erhaltene Schaft 3 bis 10 h lang auf 120 bis 160 C erhitzt wird, und von dem so wärmebehandelten Schaft eine Folie, deren Dicke 0, 1 bis 2 mm betragen kann, abgeschält wird.
Besonders vorteilhaft wird dabei so vorgegangen, dass ein Gemisch aus Körnern mit einem Durchmesser von 1, 8 mm mit 15 Gew.-% eines thermoplastischen Latexbindemittels unter einem Druck von etwa 0, 69 MPa bis zu einer End-Dichte von etwa 0, 45 g/cm3 komprimiert wird und der erhaltene Schaft 6 h lang auf 140 C erhitzt wird, wonach das Abschälen erfolgt.
Für die Trockenherstellung eines Folienmaterials, welches einem Papier, insbesondere einem Wellpapier, ähnlich ist, ist ein Herstellungsprozess vorteilhaft, der darin besteht, dass ein Gemisch von Laubholzfaserkörnern eines mittleren Durchmessers von 0,8 bis 2, 5 mm mit 7 bis 20 Gew.-% (bezogen auf die trockenen Körner) eines warmformbaren Bindemittels vom Latextyp mit einem Styrolgehalt von 75 bis 90% in eine zylindrische Form in aufeinanderfolgenden Schichten eingeschüttet wird, die jeweils unter einem Druck von 0, 15 bis 0, 59 MPa zu einem Schaft mit einer Enddichte von 0, 15 bis 0, 50 g/cm3 komprimiert werden, der erhaltene Schaft 2 bis 8 h lang auf 110 bis 1300C erhitzt wird und von diesem eine Folie, deren Dicke 0, 1 bis 2 mm betragen kann, abgeschält wird.
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Bei dieser Trockenherstellung wird bevorzugt so vorgegangen, dass ein Gemisch von faserigen
Körnern mit einem Durchmesser von 1, 8 mm mit 15% eines 80% Styrol enthaltenden warmformbaren
Bindemittels mit einem Druck von etwa 0, 39 MPa komprimiert wird, wonach der erhaltene Schaft
5 h lang auf 1200C erhitzt wird.
Schliesslich kann diese Trockenherstellung noch verbessert werden, indem die abgeschälte Folie auf eine Temperatur von 150 bis 170 C, vorzugsweise 160 C, wieder erhitzt und gegen eine die zu reproduzierenden Konturen als Relief oder Ausnehmung aufweisende Form gepresst wird.
Dabei kann überdies weiters vorgesehen sein, dass die wiedererhitzte Folie kontinuierlich ge- gen erhitzte gerillte Zylinder zur Erzielung einer Oberfläche mit einfachen oder gekreuzten Wellen- gen gedrückt wird.
Für die Herstellung eines dünnen Folienmaterials, welches Vliesen (Nichtgeweben) aus Glasfa- sern ähnlich ist, ist eine Methode bevorzugt, die vorsieht, dass ein Gemisch von Körnern mit einem mittleren Durchmesser von 3 bis 6 mm aus Glasfasern von Isolationsqualität mit 15 bis 40 Gew.-% (bezogen auf die trockenen Körner) eines thermoplastischen Latexbindemittels in eine zylindrische Form in aufeinanderfolgenden Schichten eingeschüttet wird, die jeweils unter einem Druck von 0, 15 bis 0, 98 MPa zu einem Schaft mit einer Enddichte von 0, 15 bis 0, 70 g/cm3 komprimiert werden, den erhaltenen Schaft 3 bis 10 h lang auf 120 bis 160 C erhitzt wird und von diesem Schaft eine Folie, deren Dicke 0, 1 bis 1 mm betragen kann, abgeschält wird.
Bei der Herstellung dieses Folienmaterials wird bevorzugt so vorgegangen, dass ein Gemisch von Körnern mit einem Durchmesser von 5 mm mit 20% (bezogen auf trockene Körner) eines thermoplastischen Latexbindemittels unter einem Druck von etwa 0,22 MPa auf eine Enddichte von etwa 0, 30 g/cm3 komprimiert wird und der erhaltene Schaft 6 h lang auf 160 C erhitzt wird, wonach das Abschälen der Folie erfolgt.
Schliesslich ist für die Herstellung eines dicken Folienmaterials, welches zu steifen Platten verarbeitbar ist, eine Verfahrensvariante bevorzugt, die vorsieht, dass ein Gemisch von Laubholzfaserkörnern mit einem mittleren Durchmesser von 0, 8 bis 8 mm mit 7 bis 20 Gew.-% (bezogen auf die trockenen Körner eines wärmehärtbaren Bindemittels vom Harnstoff-Formol-Typ) in eine zylindrische Form in aufeinanderfolgenden Schichten eingeschüttet wird, die jeweils unter einem Druck von 0, 15 bis 1, 47 MPa zu einem Schaft mit einer Enddichte von 0, 15 bis 1 g/cm3 komprimiert werden, der erhaltene Schaft 3 bis 10 h lang auf 110 bis 170 C erhitzt wird und von diesem eine Folie mit einer Dicke von 5 bis 30 mm abgeschält wird, die sogleich zu Platten gewünschter Länge geschnitten wird.
Bei dieser Herstellungsart wird vorteilhaft so vorgegangen, dass ein Gemisch von Körnern mit einem Durchmesser von 5 mm und mit 10 Gew.-% des wärmehärtbaren Harnstoff-Formol-Bindemittels unter einem Druck von etwa 0, 98 MPa auf eine Enddichte von etwa 0, 70 g/cm3 komprimiert wird, der Schaft 8 h lang auf 150 C erhitzt wird, wonach die Folie abgeschält wird.
Die Erfindung wird an Hand der in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Aufsicht zur Darstellung eines nach einer Ausführungsart des erfindungsgemässen Verfahrens mit Axialkompression hergestellten Folienmaterials ; Fig. 2 einen Teilquerschnitt in grösserem Massstab nach der Linie II-II in Fig. 1 ; Fig. 3 analog Fig. 1 das durch Anwendung einer zweiten Ausführungsart des erfindungsgemässen Verfahrens mit Radialkompression erhaltene Folienmaterial ; und Fig. 4 einen Teilquerschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3.
In den Zeichnungen bedeuten der Pfeil F die Abschälrichtung der Folie, der Pfeil CA die Axialkompressionsrichtung und der Pfeil CR die Radialkompressionsrichtung.
Ausgehend von natürlichen (pflanzlichen, tierischen, mineralischen) oder synthetischen Fasern ist es sehr leicht, faserige Körner herzustellen, deren Eigenschaften (Grösse, Dehnbarkeit, Elastizität, Porosität, Isoliervermögen, Leichte usw.) völlig den für das erfindungsgemäss herzustellende Folienmaterial angestrebten Eigenschaften angepasst sind.
Wie weiter oben bereits angegeben, beschreiben die anfänglich genannten FR-PS der Patentinhaberin Verfahren, die eine geeignete Erzeugung solcher Körner ermöglichen. Diese Körner stellen den Ausgangsstoff des erfindungsgemässen Materials dar. Sie werden dann mit einem dehnbaren Bindemittel vermischt, und die Mischung wird einer einseitig gerichteten Kompression unterworfen, die das Flachdrücken der Körner bewirkt, und ihnen jeweils die Form von linsenförmigen Teilchen
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verleiht.
Die Kompression erfolgt in einer Form in möglichst gleichmässiger Weise, wobei ein Block gro- sser Abmessungen erhalten wird, der eine bestimmte Gesamthomogenität in seiner Masse aufweist, obwohl sein Gefüge parallel zur sogenannten Kompressionsoberfläche mikroblättrig ist.
Das erfindungsgemässe Folienmaterial wird anschliessend aus dem Block durch Schneiden oder Abschälen gewonnen ; dieser Vorgang liefert eine Trennfläche zwischen zwei aneinandergrenzenden Folien oder Folienteilen, welche Trennfläche beliebig die oberflächlichen linsenförmigen Teilchen dieser Folien durchschneidet und in der einen Folie irgendeinen Volumsteil jedes dieser Teilchen und in der andern Folie den Restteil davon belässt.
Daher weist jede Fläche des Materials das Aussehen einer ebenen Nebeneinanderanordnung von Faserstrukturen auf, die durch geschlossene Kurven begrenzt sind, wobei diese Strukturen rund, elliptisch oder eiförmig und koplanar, jedoch von verschiedenen Abmessungen sind.
Wenn man die Verarbeitung durch Schneiden vornimmt, hat der Block vorzugsweise eine Quaderform, und seine Basis entspricht dann dem Umriss der herzustellenden Folie.
Wenn man die Herstellung mittels Abschälens vornimmt, ist der Block notwendig zylindrisch.
Der Zylinder kann voll sein, doch erscheint es vorteilhafter, dass er hohl ist ; dies vermeidet nämlich den üblichen Verlust eines zentralen Kerns, und ausserdem ermöglicht der beim Formen vorgesehene koaxiale Kanal die Vornahme der Zentrierung, des Haltens und des Rotationsantriebes des rohrförmigen Schafts unter leichteren und sichereren Bedingungen mittels einer Spindel, die sich auch in wirksamer Weise einem Knicken des Schafts unter der Schneidbeanspruchung widersetzt.
Der koaxiale Kanal kann komplementär zur Spindel gerippt oder auch mit einer glatten Hülse aus starker Pappe versehen sein, um mit einer dehnbaren Spindel zusammenzuwirken.
Die folgende Erläuterung bezieht sich auf das Abschälen eines-zylindrischen Schafts, doch ist es klar, dass sie analog auch auf das Schneiden eines quaderförmigen Blocks übertragbar ist.
Nach einer ersten Ausführungsart des erfindungsgemässen Verfahrens wird das Gemisch (Körner und Bindemittel) in eine zylindrische Form in aufeinanderfolgenden Schichten eingeschüttet, die eine nach der andern axial komprimiert werden ; die Höhe jeder Schicht wird so gewählt, dass das Kompressionsausmass im wesentlichen gleichmässig ist. Die faserigen Körner werden also unter der Einwirkung des Druckes flachgedrückt, um linsenförmige Teilchen zu bilden, die untereinander durch das Bindemittel verbunden sind und sich flach in den Radialebenen des Schafts erstrecken ; dann werden diese Teilchen beim tangentialen Abschälen dieses Schafts senkrecht zu ihrer grössten Oberfläche durchschnitten, so dass ihr Querschnitt in der Dicke sichtbar ist.
Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, kann die abgeschälte Folie --1--, wenn ihre Dicke ausreichend ist, ganze linsenförmige Teilchen enthalten ; jedenfalls bestehen ihre oberflächlichen Zonen aus partiellen linsenförmigen Teilchen --2--, deren in der betrachteten Folie befindlicher Teil von dem in der Nachbarfolie befindlichen Restteil durch die Schnittoberfläche --3-- getrennt ist, die das Aussehen einer Nebeneinanderanordnung von im wesentlichen elliptischen Faserstrukturen --4-- aufweist, die tatsächlich der sichtbare geschnittene Teil der oberflächlichen linsenförmigen Teilchen sind. Diese Strukturen sind mit ihrer grossen Achse in der Längsrichtung der Folie --1-- ausgerichtet und im wesentlichen parallel zueinander ; unter diesen Bedingungen besitzt diese Folie eine bestimmte Querelastizität.
Die elliptischen Strukturen haben unterschiedliche Abmessungen, da sie unterschiedlichen Schnittflächen der Teilchen entsprechen, obwohl diese im wesentlichen das gleiche Format aufweisen.
Nach einer zweiten Ausführungsart des erfindungsgemässen Verfahrens wird das Gemisch (Körner und Bindemittel) nach und nach um eine zentrale Spindel aufgebracht und gleichzeitig radial gegen diese komprimiert.
Auf jeden Fall bewirkt die radiale Kompression das Flachdrücken der faserigen Körner zwecks Bildung der linsenförmigen Teilchen, die untereinander durch das Bindemittel verbunden sind und sich konzentrisch zur zentralen Spindel, d. h. flach und parallel zum Umfang des erhaltenen Schafts erstrecken ; danach werden beim tangentialen Abschälen dieses Schafts die Teilchen senkrecht zu ihrer Wanddicke geschnitten, so dass ihr Querschnitt grösster Oberfläche sichtbar ist. Wie die Fig. 3 zeigt, besteht die abgeschälte Folie --5-- insbesondere aus partiellen linsenförmigen Teilchen, deren jeweils darin befindlicher Teil auf der Schnittoberfläche --6-- dieser Folie eine Faserstruktur-7-von im wesentlichen Kreisform erscheinen lässt, wobei alle Strukturen nebeneinander auf
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derselben Oberfläche liegen.
Die betrachtete Folie --5-- besitzt. wie im ersten Fall, eine gewisse Elastizität, jedoch besteht diese in diesem Fall durch die Wanddicke, statt dass sie in einer Oberflächenrichtung liegt.
Welche auch die gewählte Ausführungsart sei, ist es nötig, vor dem Abschälen des Schafts oder dem Durchschneiden des komprimierten Blocks eine Polymerisation und/oder eine Gelierung und/oder eine Vernetzung des oder der Bindemittel vorzunehmen. Dieser Vorgang erfolgt mittels einer geeigneten Wärmebehandlung während einer passenden Zeitdauer. Es handelt sich tatsächlich um ein Trocknen in feuchter Atmosphäre, um zu ermöglichen, dass der komprimierte Schaft oder Block eine ausreichende Feuchtigkeit zur Sicherung einer geeigneten Abschälung bewahrt.
Ebenso kann es für bestimmte Anwendungsfälle von Interesse sein, dem Gemisch wasserabweisende Stoffe, antikryptogame Stoffe, Feuerschutzstoffe usw. zuzusetzen.
Anderseits ist es, wenn die Folie abgeschält wird, erforderlich, sie einer ergänzenden Behandlung zwecks insbesondere der Verbesserung des Oberflächenzustandes und der Förderung des Einwanderns des Bindemittels in die ganze Masse zu unterwerfen, um einen besseren Zusammenhalt und eine gleichmässigere Qualität zu erreichen ; diese ergänzende Behandlung besteht darin, die Folie zwischen heizenden Kalandrierzylindern durchzuführen oder einfacher in einen Ofen einzuführen.
Einige Beispiele von abgeschälten Materialien und ihres Herstellungsverfahrens sind im folgenden zum besseren Verständnis der Erfindung und zum Aufzeigen bestimmter Anwendungsfälle näher erläutert.
Beispiel 1 :
Abschälen einer als Überzugsunterlage für Bodenbeschichtungen brauchbaren und zum Ersatz des Asbestpapiers geeigneten Unterlage.
Man baut einen zylindrischen Schaft unter Verwendung beispielsweise der Laubholzfaserkörner eines Durchmessers von etwa 1, 8 mm durch Agglomerieren dieser Körner unter Druck in einer zylindrischen Form mit Hilfe eines thermoplastischen Latextypbindemittels auf, das auf den Körnern in einem Anteil von 15 Gew.-% bezüglich der trockenen Körner aufgebracht ist.
Diesem Bindemittel sind ein wasserabweisender Stoff (wie z. B. eine Paraffinemulsion) in einem Anteil von 6 Gew.-% bezüglich der trockenen Körner und gleichfalls ein antikryptogamer Stoff in einem Anteil von 0,72% zugesetzt.
Die so vom Bindemittel und den genannten Stoffen eingehüllten Körner werden anschliessend in aufeinanderfolgenden Schichten unter einem Druck in der Grössenordnung von 0, 69 MPa mit dem Zweck erhitzt, einen Schaft zu erhalten, dessen Enddichte in der Grössenordnung von 0, 45 g/cm3 liegt.
Die Vernetzung des Bindemittels wird erhalten, indem man den Schaft in einen Ofen mit Zirkulation von feuchter warmer Luft mit einer Temperatur von 140 C während einer mehr oder weniger langen Zeitdauer je nach der zu behandelnden Masse gibt : Beispielsweise ist, wenn der Schaft einen Durchmesser von 2 m und eine Länge von 2,4 m aufweist, die Dauer 6 h.
Nach dem Abkühlen ist der Schaft zum Folienabschälen bereit, und das Abschälen kann ohne die übliche Hilfe der Anlegeschiene erfolgen.
Von diesem Schaft kann man sehr leicht eine Folie abschälen, deren Dicke 0, 8 mm ist, was einem Gewicht von 360 g/m entspricht ; ein Schaft von 2 rn Durchmesser ermöglicht daher das Erhalten einer zusammenhängenden Folie mit einer abgewickelten Länge von 3800 m.
Falls die so abgeschälte Folie zur Bildung einer zu beschichtenden Unterlage bestimmt ist, muss man gegen die eine der Oberflächen ein Verstärkungsnetz kleben, das aus Glasfasern einer Maschenöffnung von 0, 5 x 0, 5 cm bestehen kann, was die Verbesserung der Zugfestigkeit für die Durchführung durch die Gelieröfen und auch der Abmessungsstabilität ermöglicht.
Die Anbringung dieses Netzes kann entweder zur gleichen Zeit wie das Abschälen oder im Lauf eines gesonderten Vorgangs erfolgen, und in diesem letzteren Fall wird das aufgeklebte oder nicht aufgeklebte Netz auf die abgeschälte Folie durch die genannten Kalandrierheizzylinder aufgebracht.
Dieses Beispiel gibt genaue Werte für die verschiedenen Parameter an, doch ist es klar, dass diese Werte in weiteren Grenzen liegen können, was sicher zu etwas unterschiedlichen Erzeugnissen hinsichtlich der besonderen Eigenschaften führt, die indessen vollkommen den für die ge-
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wählte Anwendung gestellten Anforderungen entsprechen.
So kann der mittlere Durchmesser der Körner im Bereich von 0, 8 bis 2, 5 mm liegen ; der Bindemittelanteil kann im Bereich von 7 bis 30 Gew.-% bezüglich der trockenen Körner liegen ; der auf das Gemisch einwirkende Druck kann 0, 15 bis 1, 47 MPa zum Erhalten eines Schafts betragen, dessen Enddichte 0, 15 bis 1 g/cm3 ist ; die Erhitzungstemperatur kann 120 bis 160 C während einer Dauer von 3 bis 10 h betragen ; die Dicke der abgeschälten Folie kann im Bereich von 0, 1 bis 2 mm liegen.
In diesem Beispiel erfährt die Folie nach dem Abschälen keine Wärmebehandlung, da die nachfolgenden Überzugsvorgänge mehrere Durchgänge durch Öfen erfordern.
Beispiel 2 :
Trockenherstellung einer Papier, vorzugsweise gewelltem Papier ähnlichen Folie
Hiefür verwendet man ein wärmeformbares Bindemittel des Latextyps mit hohem Styrolgehalt, beispielsweise 80% Styrol. Dieses Bindemittel wird mit den Körnern in einem Anteil von 15 Gew.-% bezüglich dieser trockenen Körner vermischt ; es wird im Prinzip allein verwendet, kann jedoch auch Zusätze beispielsweise zur Wasserabweisung enthalten.
Der Aufbau des Schafts erfolgt wie im ersten Beispiel, doch ist der ausgeübte Druck in der Grössenordnung von 0, 39 MPa, was das Erhalten einer Dichte von etwa 0, 40 g/cm3 ermöglicht.
Die Vernetzung des Bindemittels erhält man durch Erhitzen auf eine Temperatur von 120 C während einer geeigneten Dauer, die 5 h beträgt, wenn der Durchmesser des Schafts 2 m und seine Länge 2 m sind.
Man kann eine Folie abschälen, deren Dicke 0, 25 mm ist und deren Gewicht je m2 dann 150 g ist ; eine solche von einem Schaft von 2 m Durchmesser abgeschälte Folie weist eine Länge von etwa 8000 m auf.
Die vorgenannten Werte der angewendeten Parameter können wieder zwischen weiteren Grenzen liegen. So sind diese Grenzen : für den mittleren Durchmesser der Körner : 0, 8 bis 2, 5 mm, für den Styrolanteil im Bindemittel : 75 bis 90%, für den Anteil des gesamten Bindemittels bezüglich der trockenen Körner : 7 bis 20%, für den auf das Gemisch angewendeten Druck : 0, 15 bis 0, 59 MPa, wobei die Enddichte dann im Bereich von 0, 15 bis 0, 50 g/cm3 liegt, für die Erhitzungstemperatur : 110 bis 130oC, für die Erhitzungsdauer : 2 bis 8 h, für die Dicke der Folie : 0, 1 bis 2 mm.
Beim Wiedererhitzen der nach diesem Beispiel 2 erhaltenen Folie auf eine Temperatur der Grössenordnung von 160 C ist es möglich, ihr abwickelbare oder nicht abwickelbare Formen durch Pressen, Tiefziehen oder einer andern Technik zu verleihen. Beispielsweise kann diese Folie eine Anzahl von beheizten Zylindern durchlaufen, die komplementär zueinander gerillt sind, so dass man ein einfach gewelltes herkömmliches Papier oder ein Papier mit gekreuzten Wellungen in Längsrichtung und in Querrichtung erhält. Dieser letztere Typ von gekreuzten Rillen ist für die Verpakkung interessant, da das entsprechende Papier, das aus herkömmlichem Papier nicht erhalten werden kann, besonders steif ist.
Die nach dem Beispiel 2 erhaltene Folie kann auch zur Herstellung eines leichten kompakten Kartons dienen, indem man sie einfach zwischen zwei gegengeklebten Kraftpapierfolien anordnet.
Beispielsweise erhält man, wenn die abgeschälte Folie eine Dicke von 2 mm hat und eine Kraftpapierfolie eines Gewichts von 200 g/m2 auf jede ihrer Oberflächen durch Gegenkleben aufgebracht ist, einen halbsteifen Karton einer Dicke von etwa 2 mm und eines Gewichts von 550 g/m2, während ein herkömmlicher Karton gleicher Dicke etwa 2 kg/m2 wiegt.
Beispiel 3 :
Herstellung einer Nichtgeweben aus Glasfasern ähnlichen dünnen Folie
Man verwendet in diesem Fall einerseits Körner aus Glasfasern mit Isolationsqualität und anderseits ein thermoplastisches Latexbindemittel in einem Anteil von 20 Gew.-% bezüglich der trockenen Körner.
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