-
Verfahren zum Flammfestmachen von blattförmigem Fasermaterial wie
Papier, Pappe, Faserplatten od. dgl. Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
zum Flammfestmachen von blattförmigem Fasermaterial, wie Papier, Pappe, Faserplatten
od. dgl.
-
Es sind viele Versuche gemacht worden, um blattförmiges Fasermaterial,
wie Papier, Pappe und Faserstoffplatten, für bestimmte Verwendungszwecke, wie Girlanden,
Saaldekorationen, Verpackungsmaterial oder Isolierplatten, flammfest zu machen.
Es wurde zu diesem Zweck die Nachbehandlung fertiger Papiere mit wasserlöslichen,
flammhemmenden Salzen vorgeschlagen. Eine derartige Behandlung erfordert jedoch
einen gesonderten Arbeitsgang, welcher außerdem infolge der geringen Naßfestigkeit
des Materials schwierig auszuführen ist. Ferner ist vorgeschlagen worden, wasserlösliche,
fiammhemmende Salze zum Faserstoff in der Mischvorrichtung, z. B. einem Holländer,
zuzusetzen. Beide Arbeitsweisen haben nicht zu ausreichend brauchbaren Erzeugnissen
geführt, insbesondere weil die erhaltenen Effekte nicht wasserbeständig waren.
-
Es ist ferner bekannt, Papierstoff mit wäßrigen Dispersionen chlorierter
organischer Substanzen nachzubehandeln oder derartige Dispersionen dem Papierstoff
im Holländer zuzusetzen. Auch diese Verfahren haben keinen wesentlichen Eingang
in die Technik gefunden. Bei der Verwendung chlorierter organischer Substanzen im
Holländer traten durch Ablaufen dieser Substanzen im Siebwasser große Verluste ein.
Das erhaltene Papier besaß außerdem keine gute Flammfestigkeit.
-
Es ist weiter ein Verfahren zur gleichzeitigen beständigen dammfesten
und wasserabstoßenden Ausrüstung von faserigem Material, insbesondere Textilien,
bekannt, bei welchem das faserige Material mit einem sauren Behandlungsbad, das
durch Zusammenmischen einer Lösung oder Dispersion wasserabstoßend wirkender Substanzen,
wie Paraffine, Wachse, Fettsäuren, und einer Lösung nachchlorierten Polyvinylchlorids
in organischen Lösungsmitteln mit einer organischen Säure und Stabilisatoren, wie
Gummiarabikum, Albumin, Leim, Methylcellulose, sowie Aluminium- oder Zirkonsalze
enthaltenden wäßrigen Lösung und darauffolgendes Einbringen eines oder mehrerer
als Flammschutzmittel bekannter Metalloxyde, wie Antimontrioxyd, hergestellt worden
ist, imprägniert und anschließend getrocknet wird.
-
Bei diesem bekannten Verfahren handelt es sich um das Flammfestmachen
von fertigfabrizierten Fasergebilden, insbesondere Textilgeweben, sowie von Papier
oder von Leder in einem Bad. Der Anwendung dieses Verfahrens zur Herstellung von
dichtem oder starkem bahnen-, Blatt- oder plattenförmigem Material standen wesentliche
Schwierigkeiten entgegen, weil bei Anwendung auf die fertigfabrizierten Materialien
kein ausreichender Flammfesteffekt erzielt wird und bei etwaigem Einbringen des
Dispersion in den Papierstoff od. dgl. infolge Ablaufens wesentlicher Teile der
Dispersion mit dem Siebwasser kein guter Effekt zu erzielen ist.
-
Es ist ferner bekannt, ungebleichten Zellstoff mit Polyvinylchlorid
oder nachchloriertem Polyvinylchlorid und Antimontrioxyd zu versetzen und die Masse
nach Zugabe der üblichen Zusätze auf Papier zu verarbeiten. Auch dieses Verfahren
hat keinen Erfolg gehabt.
-
Aufgabe der Erfindung ist das Flammfestmachen von Faserstoff enthaltendem
blattförmigem Material, wie Papier, Pappe, Faserplatten od. dgl., unter technisch
einfach auszuführenden üblichen Herstellungsbedingungen in solcher Weise, daß einwandfreie,
fiammfeste Erzeugnisse hoher Wasser- oder Wetterbeständigkeit erzielt werden.
-
Es wurde gefunden, daß man wäßrige Dispersionen von chlorierten organischen
Substanzen, wie Chlorparaffin, Chlorkautschuk, Polyvinylchlorid, nachchloriertem
Polyvinylchlorid, Polyvinyhdenchlorid oder Polyvinylmischpolymerisaten, einzeln
oder in Mischung zusammen mit Flammschutz bewirkenden Metallverbindungen, wie den
Oxyden, Oxyhalogeniden und Hydroxyden von Metallen der II. bis V. Gruppe des Periodensystems,
vorzugsweise von Antimon, mit Erfolg für das Flammfestmachen von Faserstoff erzeugnissen
einsetzen kann, wenn man den zerkleinerten Faserstoff mit den genannten Dispersionen
in einer Mischvorrichtung (Holländer, Bütte od. dgl.) versetzt und dafür Sorge trägt,
daß nicht nur die Dispersionen in der Mischvorrichtung zerstört, sondern
auch
die flammhemmenden Substanzen in grobdisperser Form auf dem Faserstoff fixiert werden.
-
Das Verfahren gemäß der Erfindung zum Flammfestmachen von blattförmigem
Fasermaterial, wie Papier, Pappe, Faserplatten od.-dgl., unter Verwendung einer
Dispersion von chlöri6rten organischen Substanzen zusammen mit Flammschutz bewirkenden.:Metallverbindungen,
- wie Antimontrioxyd und ähnlichen Verbindungen, und in Gegenwart =von- unionenaktiven
Substanzen, welche- mit Kationen -mehrwertiger Metalle wasserunlösliche Verbindungen
ergeben, ist dadurch gekennzeichnet, daß die an sich zur Flammfestmachung bzw. Papierleimungbekannten
Substanzen -bereits- mit- dem- Faserstoffbrei zusammen dispergiert und schließlich
durch Zusatz von Salzen mehrwertiger Metalle auf den Fasern fixiert werden und dieser
- Faserstoffbrei- in-`-bekannter -Weise zu einem=-, blattförmigen .Erzeugnis. geformt;
entwässert und getrocknet wird.-Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden
solche Mengen an anionenaktiver Substanz und Salzen mehrwertiger Metalle eingesetzt,
daß die Fixierung der Flammschutzmittel fast qüäntitativ erfolgt.
-
Als Verbindungen, die .mit Yationen mehrwertiger Metalle wasserunlösliche
Ausfällungen ergeben, können z. B. Fettsäureseifen, Harzseifen,- Alginate, Carboxymethylcellulose
oder Polyäcrylsäuresälze verwendet werden. Die Mengen der genannten' ännionaktiven
Verbindungen müssen-nicht nur in-Abhängigkeit-von den flammfestmachenden -Substanzen,
sondern auch von dem Faserstoff und dem gewünschten Fertigprodukt gewählt werden.
-Die Mengen an anionenaktiven Verbindungen können in" der Größenordnung von
1,5 bis 5 Gewichtsprözent, vorzugsweise von 2,5 bis 3,5: Gewichtsprozent,
bezögen auf- der Faserstoff (Festgehalt); eingesetzt werden: Diese- Mengcri gelten
zusätzlich zu etwa vorgesehenem Harzleim-für die Leimung oder Bindung bei den Fasererzeugnissen.
Die üblicherweise verwendeten Harzleimmengen genügen nicht, um den erfindungsgemäß
erzielbaren Effekt herbeizuführen; bei Anwendung der üblichen Harzleimmengen erhält
man ein Erzeugnis mangelhafter mechanischer Festigkeit mit. mangelhaften Flammfesteigenschaften.
-
Bei der Herstellung von Papier od. dgl. werden vielfach Bindemittel,
wie z. B: Harzleim( (Harzsäureseifen), in Mengen von 0-,5 bis 20/" bezogen, auf
den Trockenstoff, benutzt und mittels Alaun ausgefällt und auf den Stoff gebunden:
Die üblicherweise eingesetzten Mengen an- Harzleim reichen jedoch nicht aus, um
bei Anwendung einer flammfestmachenden Dispersion eine Vergröberung bzw. Fällung-
der dispersen Bestandteile herbeizuführen und eine einwandfreie Fixierung der flammfestmachenden
Substanzen zu gewährleisten.- -Bei iichtiger Wahl der Mengen der anionenaktiven
Verbindungen erhält man einen ausgeprägten Mitreißeffekt auf die- emulgierten- bzw.
dispergierten flammhemmenden Substanzen bei der Metallsalzfällung. Durch geeignete
Bemessung der Mengen der- genannten Verbindungen ist es möglich; die flammhemmenden
Substanzen fast quantitativ aus ihrem Dispersions= verband zu entfernen, durch Absorption
an-das Fasergut zu binden und so die- Verluste im Siebwasser auf ein Minimum herabzusetzen.
-,- Zum Fixieren der dispersen Teilchen der Dispersion auf dem Fasergut können insbesondere
Lösungen von Aluminiumsulfat- oder- Älümiüiuinala-an verwendet werden. - -Ausgezeichnete
Ergebnisse wurden erzielt, wenn bei dem Verfahren gemäß der Erfindung das Fasergut
mit 20 bis 5.0010 der flämmhemmenden Substanzen beladen wurde, wo beider
Herstellung von Holzfaserplatten im allgemeinen 200/, oder sogar weniger ausreichen,
während für das Flammfestmachen von leichtem Papier Mengen bis zu 50 °/o der flammhemmenden
Substanzen (chlorierte organische Substanz und Flammschutz bewirkende Metallverbindungen)
erforderlich sein können, um optimale Effekte zu erzielen.
-
Die erfindungsgemäß flammfest gemachten Faserstofferzeugnisse behalten
ihre Flammfestigkeit auch nach langdauernder Bewitterung und Spülung im fließenden
Wasser- bei:- Die Erfindung gestattet unter anderem. Wellpappe` für Verpackungszwecke;
die bei bekannten Nachbehandlungsverfahren nicht beständig flammfest imprägniert-'werden
-kann, hochwirksam flammfest zu -machen: Ferner können Isolierplatten für Dekorationszwecke
und die Bauindustrie mit ausgezeichneter- -Flammfestigkeit- nach - dem Verfahren
gemäß der Erfindung -hergestellt werden: Die Erfindung.mird nachstehend an Hand
von Beispielen näher erläutert.
-
- Beispiel 1 Es' wurde eine wäßrige Dispersion hergestellt aus
| z ' - Gewichtsprozent |
| Mischpolymerisatemulsion aus Poly- |
| vinylchlorid und Pölyvinyliderichlörid "- |
| (Feststoffgehaltetwä 50 Gewichtsprozent) 25 liis 35 |
| Antimontriöxyd .- . . . 20 bis 30 |
| Acrylsaurem Ammonium -- |
| Wasser .............................. Rest |
In 600 kg holländerfertigem, gebleichtem Sulfitzellstoff mit einem Feststoffgehalt
von 100 kg wurden 75 bis 100 kg dieser Dispersion in den Holländer eingebracht.
Nach gutem Durchmischen -und Zusatz einer Menge von 1 Gewichtsprozent- Harzleim,
bezogen auf den :Zellstofl=Festgehalt, wurden etwa 35 kg einer 10°/oigen wäßrigen
Kaliumaluminiumsulfatlösung (Alaunlösung) zugegeben, worauf alsbald eine Fixierung-der
dispersen Teilchen der Dispersion auf der Zellstoffaser erfolgte: Der erhaltene-
Stoffbrei wurde -auf -einer üblichen Papiermaschine zu Papieren von 100 bis 150
g/qm verarbeitet. Die Papiere zeigten gute Flammfesteigenschaften. .
-
. - Beispiel-2 Es. wurde eine wäßrige,. Dispersion .hergestellt aus
| - --- '' - - -' Gewichtsprozent |
| Polyvinylchlöridemulsion, handelsüblich |
| (Feststoffgehalt 50 bis 600/# ..... . . . 25 bis 35 |
| Antimontrioxyd ........ , . . . . , . . . : .-20 bis
30 |
| Carboxymethylcellulose .............. 2 |
| Fettsaure Seife ..................... 1 |
| Wasser........................ ... Rest |
Zu 100 kg" gemahlenem, ungebleichtem Natronzellstoff in 5000 kg Wasser in einer
Bütte wurden 50 bis 65 kg der so hergestellten Dispersion gegeben.
-
Nach gutem Durchmischen wurden etwa. 50 kg einer 10°/jgen Aluminiumsulfatlösung
zugegeben;
wodurch die dispersen Teilchen der Dispersion auf die
Faser gefällt wurden.
-
Der erhaltene Zellstoffbrei wurde dann auf einer Papiermaschine in
üblicher Weise ausgefahren, wobei Papiere von 150 bis 200 g/qm erhalten wurden,
welche sehr gute Flammfesteigenschaften aufwiesen. Dieses Beispiel zeigt die Herstellung
eines harzleimfreien Papiers. Beispiel 3 Zu 100 kg (Festgehalt) Holländereintrag
für Pappe wurden 20 bis 40 kg einer gemäß Beispiel 2 hergestellten Dispersion zugesetzt.
Nach guter Durchmischung im Holländer und Zusatz eines handelsüblichen Harzleimes
(1 kg) wurden etwa 25 kg einer 10°/oigen Alaunlösung zugegeben, wodurch die Fällung
und Leimung des Stoffbreies herbeigeführt wurde. Der Stoffbrei wurde auf einer Pappmaschine
in üblicher Weise verarbeitet. Es wurde eine Hammfeste Pappe erhalten, die gut zu
Hammfesten Kartons verarbeitet werden konnte. Beispiel 4 Es wurde eine wäßrige Dispersion
hergestellt aus
| Gewichtsprozent |
| Polyvinylchloridemulsion, handelsüblich |
| (Feststoffgehalt etwa 600/,) ........... 25 bis 35 |
| Butadienacrylnitrilemulsion (Feststoff- |
| gehalt etwa 60 °/o) ................... 5 bis 15 |
| Antimontrioxyd ..................... 20 bis 30 |
| Natriumalginat ..................... 3,5 |
| Wasser............................. Rest |
Zu 100 kg Holzschliff, aufgeschlämmt in 2500 kg Wasser, wurden 20 bis 40 kg der
so hergestellten Dispersion zugegeben. Nach guter Durchmischung in einer Bütte wurde
ein übliches Bindemittel, wie Leim, Kasein, Albumin oder Wasserglas, in einer Menge
von etwa 5 kg zugesetzt.
-
Die Mischung wurde mit etwa 20 kg einer 10°/oigen Aluminiumsulfatlösung
auf einen pH-Wert von 4 bis 5 eingestellt. Es wurde dadurch das Bindemittel zusammen
mit den dispersen Teilchen der Dispersion auf die Holzfasern niedergeschlagen.
-
Der Holzfaserbrei wurde darauf in üblicher Weise zu Platten verformt
und getrocknet. Die Platten wiesen eine ausgezeichnete Flammfestigkeit auf.