Verfahren zur Herstellung mit Faserstoffen armierter Presskörper aus thermoplastischen Kunststoffen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von in der Hitze verpressbarem Faserstoff Schichtmaterial durch Dispergierung von Vinylpolymerisaten: Polyvinylchlorid, Mischpolymerisate des Vinylchlorids und Polystyrol in einer wässerigen Faseraufschwemmung, Brechen der Kunstharz-Dispersionen mittels sauer reagierendem Metallsalz und Aufarbeiten des mit dem Kunststoff beladenen Fasergutes auf Papier-, Karton- oder Faserplattenmaschinen.
Es ist bekannt, Presskörper und Platten aus Zellulosefasern, Holzfasern, Asbestfasern oder ähnlichen 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 erhöhten 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 Filtrierapparat vorausgehen muss, kommen die Fasern 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 die ungleichmässigen Vliese zur Folge, die stark stauben, weil der Kunststoff nicht auf der Faser verankert ist, eine Einseitigkeit der Presskörper, die zu Verwerfungen führt, und 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 gegenseitige Verklebung zu vergrössern und dadurch ihre Filtrierfähigkeit zu verbessern. In Abwandlung dieses Verfahrens wurde auch bekannt, eine Aufschwemmung von fasrigem 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 Butadiens 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 der Maschine 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 getrennten Arbeitsgängen Faservliese zu bilden, dieselben zu trocknen und anschliessend entweder mit Lösungen von thermoplastischen Kunstharzen in organischen Lösungen, mit Emulsionen von solchen Lösungen oder mit wässerigen Dispersionen dieser Kunststoffe zu imprägnieren und die so gewonnenen Faservliese 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 Zellulosengewicht von etwa 50-60 g/m2 herangezogen 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 direktem 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 allen diesen Schwierigkeiten, die sich bei der Ausführung der vorgenannten bekannten Verfahren einstellten, ergab sich die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, nach der ein Verfahren zur Herstellung mit Faservliesen armierter, wasserfester Presskörper aus thermoplastischen Kunstharzen und hydrophilem Fasermaterial zu schaffen war, welches auch bei hohem Kunststoffanteil eine gleichmässige Kunststoffverteilung bei hoher Retention sichert und welches die Vliesherstellung auf üblichen Papier, Karton- und Faserplattenmaschinen ermöglicht.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass man einerseits das Kunstharz in feinstpulvriger Form in den alkalisch eingestellten Faseraufschwemmungen in Gegenwart einer höhermolekularen Fett- oder Harzsäure dispergiert, anderseits dem so hergestellten Faser Kunstharz-Gemisch einen Weichmacher und/oder ein Quellungsmittel in emulgierter Form in einer solchen Menge zu gibt, dass die Kunstharzkörner an ihrer Oberfläche angequollen werden, ihre Körnchenstruktur jedoch erhalten bleibt und nach dem Brechen der Kunstharz-Faserdispersion die mit Kunstharz beladenen Fasern auf üblichen Papier-, Karton- oder Faserplattenmaschinen, Drehfiltern oder Filterpressen weiterverarbeitet werden.
Die Aufgabe wurde also 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 feinstpulvriger Form vorliegenden Polymersiationskunstharz mit einer höhermolekularen organischen Säure und, falls bei bestimmten Kunstharzen notwendig, mit für das Kunstharz geeigneten wasserunlöslichen Stabilisatoren zunächst ein feinstpulvriges Compound gebildet wird, dieses Compound in den auf pH > 7 eingestellten wässerigen 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 das pH des Gemisches durch Zusatz eines sauer reagierenden Metallsalzes auf einen Wert pH < 6, vorzugsweise 4,5 bis 5, herabgesetzt wird. Die klebrigen Kunstharzteilchen werden dabei in Körnchenform auf die Fasern aufgefällt und aufgeklebt, und unter weiterem Rühren wird der Quellungszustand der aufgefällten Kunststoffkörnchen zurückgedrängt, so dass schlieX3- lich 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 soweit als möglich vom Wasser befreit und getrocknet. Dabei wird die erhaltene Masse erwärmt und alle flüchtigen Anteile der Lösungsmittel sowie die im Material noch vorhandenen Feuchti gkeiten 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 Schwierigkeit erreicht werden. Bei anschliessen- dem Verpressen des Vlieses unter Wärme fliesst das thermoplastische Kunstharz in die Poren der saugfähigen, trockenen Fasern 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.
Die Füllstoffteilchen, mit denen die auf einen pH-Wert > 7 eingestellte Faserflotte angesetzt wird, sollen faserförmig und aus Holz, Zellstoff, Textilien pflanzlichen und tierischen Ursprungs oder Asbest sein.
Als thermoplastische Kunstharzkomponente werden Vinylpolymerisate: Polyvinylchlorid, Mischpolymerisate des Vinylchlorids und Polystyrol verwendet.
Die Vorbehandlung dieser hydrophoben, thermoplastischen, feinpulverig zu dispergierenden Kunststoffe zur Herstellung der erfindungsgemässen Fällungsbereitschaft erfolgt mittels höhermolekularen organischen Säuren wie z. B. Stearinsäure. Als thermische Stabilisatoren werden bei PVC-Polymerisationskunstharzen z. B. Schwermetallsalze der Stearinsäure wie Bleistearat, Zinnstearat, Cadmiumstearat und dergleichen zugesetzt. Durch die Behandlung mit der organischen Säure sind die ursprünglich elektrisch neutralen Kunstharzkörnchen 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, denselben in kürzester Zeit und mit einfachsten mechanischen Mitteln in der Faserflotte in Suspension zu bringen, 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 abstossenden 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 bis 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 Weichmachungsbzw. Quellungsmittel in das Innere der Kunstharzkörnchen.
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 Kunststoffkörnchen haften, sind jetzt nicht mehr klebrig.
Damit dieser Trocknungsvorgang stattfinden kann, darf keine zu grosse Menge an Weichmacher- bzw.
Quellungsmitteln zugesetzt werden. Das Kunststoff Weichmacher-Verhältnis 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 Auftrocknungsverfahrens 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 unter weiterer Wärmezufuhr und unter Druck das Eindiffundieren des Kunststoffes in die Poren des trockenen Armierungsmaterials, die Umbildung der Kunststoffkörnchen in einen die Faser geschlossen umgebenden Film und die gegenseitige Verschweissung der kunststoffüberzogenen Fasern erfolgt.
Die Vorbehandlung der thermoplastischen Kunststoffe mit Fällungshilfen und die erfindungsgemässe Führung des Weichmachungs- und Quellungsprozesses sowie des Fällungsvorganges, die die körnchenweise Ausfällung des Kunststoffes und die Verklebung der Kunststoffkörnchen mit den Fasern bewirken, gestatten erstmalig die Anwendung des rationellen Nassverfahrens zur wirtschaftlichen Erzeugung mit Faserstoffen verstärkter Presskörper aus thermoplastischen Kunststoffen mit hohem Kunststoffgehalt bei hoher Retention und gleichmässiger Verteilung des Kunststoffes im Faservlies mit dem besonderen Vorteil, dass die Vliesbildung über die üblichen Papier-, Karton- und Faserplattenmaschinen erfolgt.
Die Weiterverarbeitung der Vliese muss nicht unmittelbar nach ihrer Herstellung erfolgen. Falls Presskörper von grösserer Dicke, beispielsweise Platten, hergestellt werden sollen, so können mehrere übereinandergelagerte Vliese zusammengepresst werden.
Infolge der gleichmässigen Kunststoffverteilung treten bei solchen geschichteten Presskörpern keine innere Spannungen auf. Ebensogut kann aus dem Faservlies Granulat hergestellt werden, welches sich dann zur Beschickung gebräuchlicher Pressen und Stangenpressen zur Erzeugung von Fertig- oder Halbfertigfabrikaten eignet.
Ein besonderes Merkmal der erfindungsgemässen Faservliese ist die Möglichkeit, diese nach den üblichen Verfahren zu bedrucken und zu beschreiben wie ein gewöhnliches Papier, da für die Aufnahme der 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 der 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, Verformbarkeit und Formtreue. Es fehlt ihm der von unverstärkten thermoplastischen Kunststoffen her bekannte und nachteilige kalte Fluss. Zu Platten verarbeitet, hat sich gezeigt, dass dieselben eine überraschend grosse Oberflächenhärte und hohe Elastizität haben. Sie können gesägt, gehobelt und poliert werden. Beim Sägen erhält man saubere Schnittflächen. Die Platten können ausserdem genagelt, geleimt, heiss verschweisst und nach Anwärmen auch verformt werden, z. B. gewellt.
Ebenfalls ist es möglich, auf jeden derartigen Presskörper beispielsweise PVC-Folien aufzuschweissen oder auch mit heiss härtbaren Harzen wie Malmin- oder Harnstoffharzen imprägnierte Papier- oder Gewebebahnen beim Pressvorgang direkt aufzukondensieren.
Schliesslich ist es möglich, das Pressmaterial in seiner Masse homogen zu färben, entweder indem man den Füllstoff oder den Kunststoff direkt anfärbt oder indem man dem Faserbrei geeignete Farbpigmente zumischt. Durch entsprechende Zusätze kann das Material auch schwer entflammbar oder unbrennbar gemacht und im Bedarfsfall gegen Insektenfrass und Pilzbefall geschützt werden. Die Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemässen Verfahrens wird nicht nur durch die Verwendung billiger 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 ist) werden in einem Fluidmischer mit 7 kg feinpulvrigem, zweibasischem Bleistearat und mit 1 kg feinpulverigem Natriumstearat innig vermischt. Auf dieses Gemisch wird dann im laufenden Mischer eine warme Lösung von 6 kg Stearinsäure in 20 kg Trichloräthylen aufgesprüht.
Beim Mischen erwärmt sich das Gemisch so stark, dass das Lösungsmittel verdampft. Das trockene Gemisch wird hierauf auf eine Teilchengrösse von etwa 10 u vermahlen.
Das so erhaltene Pulver wird schliesslich in etwa 1000 Liter Wasser von pH etwa 7,5 zu einer Kunstharzdispersion 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 30 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 Minuten gemischt. In diese Mischung wird sodann eine vorher bereitete Emulsion von
45 kg Dioctylphthalat
14 kg Perchloräthylen
3 kg Stearinsäure = 62 kg Weichmachergemisch in 500 Liter Wasser von etwa 60"C und 0,4 kg Ätznatron (NaOH) eingerührt. Nach einer Mischzeit von etwa 30 Minuten wird das pH des Faserbreies durch Zugabe einer Aluminiumsulfatlösung auf etwa 4,5 eingestellt und noch etwa während zwei Stunden 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 10% der eingesetzten Kunststoffmenge.
Das Papier 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 Papieres werden gut getrocknet, aufeinandergeschichtet und zwischen Pressblechen bei 1700C während etwa 10 Minuten mit einem Druck von 85 kg/cma gepresst und schliesslich unter Druck auf etwa 60"C 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 24 Stunden in Wasser von etwa 20 C etwa 3 %.
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.
Beispiel2
100 kg Polyvinylchlorid (siehe 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 ver mischt. Dabei erwärmt sich das Material infolge der inneren Reibung. Nach dem Erkalten wird die Mi schung auf eine Teilchengrösse kleiner als 30 u ge- mahlen.
20 kg dieses Gemisches werden sodann mit 190 kg Polyvinylchlorid (siehe Beispiel 1) neuerlich im Pulvergemisch gemischt, und diese Mischung wird nach dem Erkalten auf eine Teilchengrösse von etwa 5-15 u ge- mahlen.
112 kg dieses so bereiteten Kunststoffpulvers werden in etwa 6 m3 Wasser (pH = 7,5-8,0) im Holländer dispergiert. Hierauf werden 120 kg eines im Kollergang vorbereiteten Gemisches, bestehend aus 80% Altpapier und 20% Sulfatzellstoff, in den Holländer eingetragen und das Kunstharz-Fasergemisch unter Vermeidung eines Mahlvorganges homogenisiert. Nach etwa 20 Minuten werden 18 kg des in Beispiel 1 beschriebenen Weichmachergemisches , die in etwa 100 Liter Wasser von 60"C mit Hilfe von etwa 0,3 kg Ätznatron vorher emulgiert worden waren, in den Holländer eingetragen, und 15 Minuten wird weitergemahlen. 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 1 Stunde wird dadurch nach entsprechender Verdünnung auf einer kombinierten Rundsieb-Langsiebmaschine ein Karton von einem Flächengewicht von etwa 500 g/m2 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 Dekorationspapier 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 Widerstandsfähigkeit der Oberfläche haben wie die bekannten Platten; letztere sind jedoch überaus spröde und an den Kanten schwierig zu bearbeiten.
Werden die Aussenflächen des Kartonpakets 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 Prägung 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 Kartonschichten nicht mehr erkennen. Nach einer Lagerung in Wasser von 200 C während 24 Stunden hat diese Platte eine Wasseraufnahme von 4%.
Beispiel 3
10 Teilchen lufttrockener Holzschliff werden in etwa 220 Teilchen Wasser aufgeschwemmt, 0,3 Teile Stearinsäure werden in einer Lösung von 0,05 Teilen Ätznatron (als NaOH gerechnet) in etwa 30 Teilen Wasser bei 40-50 C 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 A12 (S04) 3 zu 18 H20 pro Liter enthält, der pH-Wert auf etwa 5 herabgesetzt.
Anschliessend 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 140"C getrocknet. Man erhält ein Faservlies von einer Dichte von etwa 0,35-0,50.
Die trockenen Faservliese können nun weiter verpresst oder aber mit einem granulatähnlichen Produkt zerkleinert werden, welches dann zur Herstellung von Fertig- oder Halbfertigprodukten auf Pressen oder Stangenpressen dient. Das verpresste Material jedoch 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 wässerigen PVC-Dispersion mit einem Feststoffgehalt von etwa 40%, in der das in Beispiel 1 genannte PVC nach der Polymerisation anfällt, werden 0,250 kg Ätznatron als verdünnte, wässerige Lösung und 20 kg einer 50%igen wässerigen Paste von zweibasigem Bleistearat, so wie diese bei der Herstellung dieses Produktes nach der Filtration anfällt, eingetragen. Das Gemisch wird sodann unter Rühren auf etwa 75"C erwärmt, und bei dieser Tempe- ratur werden 10 kg geschmolzene Stearinsäure unter gutem Rühren langsam eingetragen. Es wird während etwa 10 Minuten weitergerührt, und dann wird das Gemisch einem für die Trocknung von PVC-Dispersion üblichen Düsentrockner zugeführt und in Luft von etwa 75-80 C eingedünst.
Das nach dem Trocknen erhaltene Kunstharzpulver wird nun auf eine Korngrösse kleines als 30 u, vorzugsweise auf eine Teilchengrösse von etwa 5-15 u, 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 wiederum 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 Kunstharz (PVC)--Dispersionen, deren abgesetzte Anteile nicht mehr in Dispersion gebracht werden können.
600 kg eines im Defibrator zu Holzfasern aufgeschlossenen Fichtenholzes werden in etwa 18 ms Wasser in einer Propellerbütte aufgeschlämmt. Das pH des Faserbreies wird durch Zugabe von Natronlauge auf etwa 8,0 eingestellt. Hierauf werden die PVC-Dispersionen in den Faserbrei eingebracht und mit dem Faserbrei in der Propellerbütte während etwa 15 Minuten homogenisiert. Sodann wird, wie in Beispiel 1 beschrieben, mit 50 kg Dioctylphthalat in 800 Liter Wasser von etwa 60"C eine Weichmacher Wasser-Emulsion bereitet, diese dem Faserbrei langsam zugegeben und mit dem Faserbrei während etwa 15 Minuten homogenisiert. Schliesslich wird das pH des Faserbreies durch Zugabe von Aluminiumsulfatlösung auf 4,5-5,0 eingestellt.
Aus diesem Faserbrei werden auf einer Dämmplattenanlage Holzfaserplatten von einer Dicke von etwa 7 mm mit einer Geschwindigkeit von etwa 3 m in der Minute gefahren.
Die Platten haben ein Gewicht von etwa 2,8 bis 2,9 kg/m2.
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 Dicke ist etwa 1,37-1,40, und seine Biegefestigkeit ist 1200 bis 1300 kg/cm2, d. h. sie liegt höher als die Biegefestigkeit für reines PVC. Durch Aufeinanderpressen von mehreren derartigen Dämmplatten können beliebig dicke Platten hergestellt werden. Diese haben eine völlig homogene Struktur, d. h. die Schweisslinien zwischen den einzelnen Platten sind nicht mehr sichtbar.
Beispiel 5
In 4 Liter einer handelsüblichen Polystryoldispersion mit etwa 48% Feststoffgehalt werden 3 g Ätznatron, gelöst in 100 cm3 Wasser, eingetragen. Hierauf wird die Kunstharzdispersion unter Rühren auf etwa 75"C erwärmt. Bei dieser Temperatur