DE1704534A1 - Schaumstoff und seine Herstellung - Google Patents

Description

Schaumstoff und seine Herstellung

Die Erfindung betrifft die Herstellung' neuartiger Schaumstoffe und aus diesen erhältliche, wohlfeile, neue Produkte.

Man hat stets nach neuen Wegen gesucht, um leicht zugängliohe Rohstoffe leicht und mit geringen Kosten in eine sich ständig erweiternde Vielfalt von Produkten zu überführen. Einen der am leichtesten verfügbaren Rohstoffe stellen die Pflanzenfasern, wie Holzfaser und Baumwolle, dar. Die Erfindung bezweckt die Bildung noch weiterer, neuer Produkte aus Pflanzenfasern und anderen faserartigen Materialien.

In den späten zwanziger Jahren wurde gefunden, dass sioh beim Bewegen einer Mischung eines faserartigen Materials und eines Netz-· mittels ein verhältnismässig stabiler Schaum bilden liess. Ferner wurden Zusatzmittel gefunden, um den Soliaum wasserdicht und feuer-

1 0 9 8·2 1 / 1 9 0 β

BAD OfUGiNAt

f 4249

fest zu machen und seine Steifigkeit zu »rhöhen. Ferner zeigte sich, dass sich beim Einwirkenlassen einas Vakuums auf eine Seite einer Schicht dieses geschäumten Materials eine dünne, zähe Oberflächenhaut bilden würde. Diese Schaumstoffe können als Wärmeisolation, Schallschluckstoffe, Packmate.rialien, Dämpfungs- und Polstermaterial und dergleichen Verwendung finden.

Diese Materialien waren jedoch durch ernsthafte Mängel auf einen Eineatz in verhältnismässig milden Umgebungen beschränkt. Sie zeigten die Tendenz, bei fortgesetzter, starker Belastung ihren StrukturZusammenhang zu verlieren. In ähnlicher Weise waren die wasserdicht gemachten Schäume zwar gegenüber der atmosphärischen Feuchtigkeit verhältnismässig beständig, aber bei länger-eu Kontakt mit wässrigen Lösungen verloren sie ihre Dimensionsbestän=* digkeit, d. hv ihren StrukturZusammenhang (strukturelle Integrität). Ferner musste zur Ausbildung der (begrenzten) Wasserfestig« keit eine Verringerung der Neigung der Fasern selbst, Wasser zu absorbieren, in Kauf genommen werden.

Sie vorliegende Erfindung macht einen wohlfeilen, offene Zellen aufweisenden Schaumstoff verfügbar, der in seiner gesamten Struktur im wesentlichen gleichmässig ist und bei anhaltender Einwirkung nachteiliger Bedingungen eine gute Dimensionsbeständigkeit zeigt und der die Eigenschaft der Wasserabsorptionsfähigkeit aufweisen kajin« Sie ermöglicht weiter die Haretellung von wohlfeilen, wertvollen Artikeln aus diesen Materialien. Zu solchen Arti- 10 98*2 1/19 0 6 _₂~

kein gehören Haushaltssohwäwe, Kunstleder, niohtgewebtt Stoffe, textile Isolierstoffe, Windeln, Danenbinden, Bauisolation, tragende Teile oder Unterlage teile von geringes Gewicht, Füllmaterial Spielzeuge, katalytisch* Flächen, technische Filter und Zigarettenfilter.

Diese Ziele werden genäse der Erfindung verwirklicht, indem man eine Mischung von 1. faserartigea Material, 2. einen Net«mittel, 5. Wasser, 4. einen geeigneten Dicfcungsnittel, wie, Vatriunoarboxymethyloellulose, und 5. einer Dispersion eines sur Filnbildung befähigten, wasserunlöslichen Harzes nü; einer Einfriertemperatur (Slasübergangstenperatur) von unter 50° C bewegt und dänaoh den Schaum trocknet, wenn gewünscht, den Schaun härtet (bei Terwendung eines härtbaren Harzes).

Für die neisten Bndprodukte ist die Hatur des faserartigen Aus« gangsmaterials nicht entscheidend· Vorzugsweise arbeitet nan nit Gellulosefasern, für die HolBsellstoffe nit näseigen Gehalt an α-Cellulose eine bequeme Quelle darstellen. Für besondere Anwendung β ζ wecke, s. B. Zigarettenfilter, be:, denen der Gesehuaok einen wichtigen Faktor darstellt, werden raffinierte Holssellstof-» fe von hohen a-Oellulose-Oehalt bevorzugt. Ton den Fällen, in denen solche Sondererwägungen erfolgen, abgesehen ι genügt es jedoch, ait wohlfeilen und leicht verfügbaren Frtserquellen su arbeiten; eine gute Quelle bilden die Bauawolllnters. Die Faserlänge liegt vorteilhafterweise unter 1,3 on (1/2 Zoll) und sweoknässig unter

1098*21/1906

f-4249

0,64 cm (1/4 Zoll). Längere Fasern lassen sich sohwerer dispergieren, können jedoch in kleinen Mengen (ron z. B. etwa 1 bis 10 f>) vorliegen, um die Festigkeit eu erhöhen.

Die relativen Anteile des Fasermaterial» und Wassers sollen so gewählt werden, dass man eine leicht verarbeitbare Aufschlämmung erhält. Im allgemeinen ist in dieser Beziehung ein Gewichtβver- w hältnie von Wasser zu Cellulose von mindestens 10 : 1 angezeigt.

Sie Menge des Fasermateriöls, die in dei getrockneten, geschäumten Produkt vorliegen soll, lässt sich ,ie nach den gewünschten Eigenschaften und Verwendungszwecken sehr verschieden wählen. Im allgemeinen soll das Faeermaterial etwa 30 bis 90_t vorzugsweise 50 bie 85 Gew.# des getrockneten, geschäumten Produktes bilden.

Die Natur des Netzmittels 1st mit der Ausnahme nicht entscheid . dend, dass es mit den anderen, eingesetzten Bestandteilen verträglich sein und die Eigenschaft haben soll, in Urer Gegenwart eine verhältnismässig beständige Bläsoh m- oder Schaumbildung zu ergeben. Beispiele für solche Netzmittel sind Natriumlaurylsiilfat, besonders eine Sorte, die etwas freien Laurylalkohol enthält, das Glucosid Saponin, Salze (besonders Natriumsalze) langkettiger Sulfonsäuren, wie langkettiger Alkylbenzolsulfonsäuren, langkettige Alkanolsmlde, wie Laurineäu.-emono- oder Laurinsäurediäthanolamid, Alkylphenol-Äthylenoxyd-'wondensationeprodukte und langkettige, q\ artäre Ammoniumverbindun, en, wie Hexadecyltri-

109 8*2 1/1906 - 4 -

f-4249

methylammoniuabromid. Der Anteil des Seitaummittels liegt vorteilhafterweise im Bereich von etwa 0,2 bis 1 $> vom Gewicht des Wassers in der Aufschlämmung, es sei denn, man wünscht in der später beschriebenen Weise einen Einbau von freien Netzmittel in das Produkt.

Das wasserunlösliche Harz soll befähigt sein, bei verhältnismässig niedrigen Temperaturen beim Abdampfen des Wassers einen kontinuierlichen Film zu bilden. Man kann mit Harzen von hoher Einfriertemperatur, wie einer solchen von 50° C, arbeiten, aber vorzugsweise arbeitet man, besonders bei Verwendungszwecken in Art von Schwämmen, mit einer Einfriertemper*tür von 20° C oder darunter. Tabellen der Einfriertemperatur-Pattoren stehen zur Verfügung, so dass sich die Einfriertemperaturen von Mischpolymeren auf Grundlage des Prozentsatzes der sie bile enden Monomeren leicht ermitteln lassen, indem man die Tempera-türfaktoren jedes Bestandteils ml;sprechend seinem Prozentgehalt in dem Mischpolymeren addiert. Z. B. l^est sich die Einfriertemieratur eines Mischpolymeren aus 55 i> Methylmethacrylat, 40 i» ithylacrylat und 5 $> Butylaethacrylat aus den Tabellen des "RoIm and Haas Acrylic Glass Temperature Analyser" errechnen, indem can die entsprechenden Temperaturfaktoren, 1,46, 1,59 bzw. 0,17 acdiert, wobei sioh ein Gesamttemperaturfaktor von 3(22 ergibt, der einer Einfriertemperatur von 38° C entspricht. Die Filmbilde-Mindesttemperatur liegt auf Grund des Vorliegens von Verunreinigungen etwas unter der Einfri-irtemperatür. Die Einfriertemperatur bildet auf diese Weise

1 0 98'2 1 / 1 906

f-4249

eine leicht ermittelbare, theoretische Grenze für die Bestimmung ob ein Polymeres oder Mischpolymeres im Rahmen der Erfindung liegt.

In Abhängigkeit hauptsächlich von dem Verwendungszweck kann das Harz, wenn gewünscht, härtbar, d. h. du.'ch thermische oder chemisohe Behandlung vernetzbar, sein oder d:iese Eigenschaft nicht aufweisen. Bei der Herstellung von lede.-artigen Produkten und Schwämmen s. B. ist der Einsatz eines hartbaren Harzes wesentlich, während bei der Herstellung von Zlgaret ;enfiltem die Eigenschaft der Härtbarkeit unnötig ist.

Man kann mit Homo« oder Mischpolymeren ; rbeiten. Beispiele für Harze für die Zwecke der Erfindung sind Polyvinylacetat, Polyvinylidenchlorid, Polybutylaorylat und versetzbare Acrylharze. Homopolymere von Vinylchlorid, Styrol und Acrylnitril sind für die Zwecke der Erfindung als Harze ungeeignet, aber Mischpolymere, welche diese Monomeren enthalten und eine geeignet niedrige Einfriert emperatür haben, sind verwendbar. Im Handel stohen zahlreiche Zubereitungen zur Verfügung. Z. B. :.et die in Beispiel 3 eingesetzte Polyvlnylacetat-Homopolymeremu sion (CL-101) erhalten worden, indem man monomeres Vinylacetat unter Verwendung einer Wasserstoffperoxyd-KatalysatorlÖsung un^r einer Hydrozin-Aktivatorlösung (Zinkformaldehydsulfoxylat) sowie einer Elvanol-Kolloidlösung (Polyvinylalkohol) polymerisiert Die in Beispiel 1 eingesetzte, vernetzbare Aoylemulaion (OL-30'j) stellt das Reaktionen

1 0 9 8'2 1 / %&§&;<r; nt* fi BAD ORIGINAL

f-4249

produkt τοπ Äthylaorylat, I-Methylolaorylamld und Itaconsäure neben verschiedenen, herkömmlichen Emulgator-, Katalysator- und Aktivatorlösungen dar. Das Äthylacrylat stellt das hauptsächliche Monomere dar. Die vernetzbare Aorylemuliiion von Beispiel 2 (OL-304) ähnelt CL-306, wobei aber auch als zusätzliches Comonomeres Methylaorylat in einer etwa der hfilben Gewichtemenge des Xthylaorylatee entsprechenden Menge eingesetzt 1st. Darüberhlnaus enthält sie etwa 3 ί der letzmittel "Igc.pal 00-977" und "Igepal 00-897" (Alkylphencl-Äthylenoxyd-Kondenttationsprodukte). Die Zahl der möglichen, harzartigen Emulsionszubcreitungen für die Zwecke der Erfindung ist praktisch unbegrenzt, und dem Fachmann werden sich viele Kombinationen anbieten. Das i'Umbildende, wasserlösliche Harz soll als Dispersion, vorzugsweise wässrige Dispersion, in einer solchen Menge zugesetzt werden, dass es in dem fertigen, getrockneten Produkt in einer kleineren Konzentration, im allgemeinen von unter 50 jfc, s. B. einer Konzentration von etwa 5 bis 45 £t bezogen auf das Gewicht des getrockneten Schaums, vorliegt. Xn einigen Fällen ist es notwendig, der Aufschlämmung etwas mehr Harz zuzuführen als im Endprodukt erseht int, da ein Teil des Harzes in der von dem Schaum ablaufenden Flüssigkeit auftreten kann.

Zu geeigneten Polyelektrolyt-Dickungsmi'tsln gehören die wasserlöslichen Salze der Carboxyraethylcellul<se, z. B. Natrium-, Ammonium-, Calcium- und Kaliumcarboxymeth}!cellulose, Natriumalgina t und andere, wasserlösliche Alginate, Poly-(ntttriumacrylat), Poly-(ammoniumacrylat) und Mischpolymer! , welche diese Acrylmono-

1098-21/190 6 . η _

' ^r »AD OBtOINAl.

meren enthalten. Di· Polytlektrolyt-Diekungsmittel sollen in einer Menge you etwa 0,2 bis 5» voreugsweiee 1 bis 3 t> vom Oewioht des getrockneten, geschäumten Produktes rorliegen. Nichtelektrolyt-Dickungsmittel, wie Stärke, können Verwendung finden, werden jedoch, besondere für flexible Strukturen, nicht bevorzugt. Sie erfordern sur Wirksamkeit im allgemeinen wesentlich höhere Konzentrationen ale die Polyelektrolyt-Diokungsmittel.

Das Ablaufen soll in den Fällen, in dene.i eine konzentrierte Mischung eingesetzt wird, wie in Beispiel 1 und 2, minimal gehalten werden. Man soll somit den nassen Sc&aum aus einem solchen Konzentrat auf eine nichtdurohläseige Matte aufbringen und bei minimalem Ablaufen trocknen. Beim Einsatz einer verdünnten Mi sohung ist naturgemäße ein stärkeres Ablaufen angezeigt, wozu man das nasse, geschäumte Produkt auf eine perforierte Matte bringen kann. In jedem Pail ist eine wesentliche Abdampfung von Wasser notwendig, um die Bildung des Polymerfilas sicherzustellen.

Zur !Trocknung kann man die nassen, ge 8 cb ium ten Materialien nach entsprechendem Ablaufen eine geeignete Z dt auf Temperaturen etwa 100 bis 200° C erhitzen, wobei eich die Zeit nach der Temperatur, der Form und Zusammensetzung des lassen, geschäumten Produktes und dergleichen richtet. Diese Stife lässt sich bequem durchführen, indem man den abgelaufenen Schaum mehrere Stunden in einen Ofen von etwa 120° C gibt. Bei den härtbaren Materialien kann die Härtung leicht zu Ende geführt werden, indem man den ge-

109 8-2 1/1906 _ β -

. ^ SADOHIQtNAL

f-4249

trockneten und teilgehärteten Schau* dann Temperaturen τοη etwa 150 bis 250° C auseetrfe.

Per Mechanismus, nach de« die Kombination des filmbildenden Harses und wasserdiokenden Mittels geschäumt* Strukturen mit einer derartigen Dlmeneioneintegrität liefert« 1st nioht völlig klar, scheint aber in einer Kombination von hydrodynamischen, elektrostatischen und chemischen Effekten su llejen.

In Abwesenheit dieser kleinen, fast katal;rfcisehen Mengen des Dikkungsmittels wandern die Bmulslonshareblntlemittel während des Trocknens durch Ablaufen sum Soden und du:*oh "Dochtwirkung" sur oberen Fläche. Durch dieses Wandern bleib!; nioht nur das Innere schwach und feuchtigkeitsempfindlich surüjk, sondern wird auch ein Abnehmen von der Unterlagefläohe aussorordentlich schwierig» und die obere Fläche nimmt durch die Bildung einer Haut ein ungleiohmässiges Aussehen an.

Wenn andererseits su viel Polyelektrolyt-Dickungemittel eingesetzt wird, s. B. eine der Menge des Emuleionepolymeren entsprechende Menge» wird die Vlsoosität der Aufschlämmung prohibitiv hoch, 1st das Schäumen schwer, wenn nioht unmöglich, und erfordert die Bewegung der Aufschlämmung Ubermässige Drücke,

Bin interessantes Anwendungsgebiet dieser stabilen, offanteiligen, geschäumten Materialien ist ein detergent}altiger Haushaltssohwamm.

10 9 8'21/19OS

<Tf$ - ftAO ORKJUNAL

Ί70Α534

f-4249

Ma« sttst für diesen Zweck in der Ausgangsmlsohung einen Netzmittelubersohuss, d. h. 1 bis etwa 20 i*_% ein. Dabei eoll ein zur Pilmbildung befähigte«, wasserunlösliches Ears mit einer Binfriertemperatur von nicht über 20° O Verwendung finden. Das geschäumte Gut wird au einem fläohenhaften Material einer für verschiedene Haushaltssweoke, eineohlieselioh des Wasohens von Automobilen, * geeigneten Sröeee geformt und dann getrocknet und gehärtet. In Berührung mit einem wässrigen Medium liefert dieser Schwemm sein eigene» Detergent· Er wird beim Eintauchen in Wasser vollständig flexibel und elastisch (resilient) und gibt beim Anpressen an eine Feststofffl&oh* leicht Schaum frei. Dieser Schwamm ist genügend wohlfeil, um ihn nach Erschöpfung seines letzmlttelgehaltes wegwerfen su können.

Das Hetzmittel braucht, wenn es auf diese Weise wegen seiner Det tergentwirkung im Überschuss eingesetzt vird, nicht Im Hinbliok auf einen maximalen Wirkungsgrad bei der Schaumetoffbildung gewählt lu werden» sondern lässt sich vieliiehr im Hinbliok auf seine Wirksamkeit beim Beinigen und die Wirtschaftlichkeit wählen. So ergeben verhältnlK^äissig billige tra£ wenigsohäumend* Netsmittel mit ausgeselolmei®? Reinigungskraft, wie die Alkylphenoxypolyäthylenoxydt, tu άβκ Mengen, in denen ei« bei diesen Rezepturen elnges«1;%t ^trdssa^ lctioht li-aa g«nüg«iude Sohiflumuiügclrraft· In ähnlicher Wtie* k&nn mn äeut Sohwa«ittt iitfrkörnt ilioh« D«tergent-£usatzmittel einverleiben.

- 10 -

10 9 8-21/1908 ^AL

Bine typisch· Xueammeneetiung einte solchen, trooknen Detergent-BOAviuau) beträgt $0 bie 55 Oew.jC Holssellstoff, JJ Gew.* härtbare Aorylemuleionefeststoffe, 10 bie \5 Oew.J* letsmittel und 2 bie 3 Gew. J* latriumoarboxymethyloelluloee.

Wenn «an eolohe Schwämme ohne latriumcarboxymethyloelluloee oder ein äquivalent·» Polyelektrolyt-Dickungeaittel hereteilt, verlieren die Produkte beim Sintauohen in Wasser ihre festigkeit, da das Harsbindemittel beim Trocknen doohtartig sur Oberfläche hoohgesogen ist und nioht unter Ausbildung einer Bindungsfestigkeit in dem garnen Material gleiohmässlg in dem Sohwammgeftige verteilt bleibt.

Bas Beispiel 1 erläutert die Herstellung eines solchen, detergenthalt igen Schwämme oder Flausche, wobei alle Teile, wenn nioht anders angegeben, öewichteteile sind»

Beispiel 1

In einen 1,1-1-Warlng-Kieoher (1 Quart) werden die folgenden Stoffe eingegeben!

Wasser 331 si

Emulsion CL-306

(46 £ Feststoffe,

54 £ Wasser) wie oben 50 g

Hatriumoarboxymethyl-

oellulose 1,5 g

1 O 9 8'2 1 / 1 9 O 6

SAO ORIGINAL

f-4249

Oberflächenaktives Mittel 8,5 g ("Igepal CO 630«, ein Alkylphenoxypolyäthylenoxyäthanol)

Holzzellstoff der Acetateorte 33 »3 g

Diese Beetandteile werden zur Bildung einer glatten Aufschlämmung langsam gemischt, wobei nan den Holzzellstoff zuletzt zugibt und während seiner Eindiepergierung in das Gemisch langsam einführt. Sann wird die Misohgesohwindigkeit soweit erhöht, dass ein Schaum ▼on 900 bis 950 ml anfällt. Der Schaum wird unter Begrenzung auf eine Fläche von 25 χ 25 om (10 χ 10 Zoll) auf eine "Teflon"-Matte (R) aufgegeben. Der Schaum trocknet in einem auf 120° C gehaltenen Ofen in 3 bis 5 Std. und bei 200° C in weniger als einer Stunde. Das sohwammartige Produkt erholt sich im trocknen Zustand ▼on Biegung und Zusammendrüokung Terhaltnismaeeig langsam, wird aber beim Eintauchen in Wasser ausserordetstlich flexibel und elastisch. Das befeuchtete Gefüge absorbiert nach Ausdrücken leicht wieder Wasser. Wenn nan das Material geger die Haut oder irgendeine harte Fläche presst, tritt oberflächenaktives Mittel in Schäumform aue·

Ein anderes interessantes Anwendungsgebiet der Schaumstoffe gemäes der Erfindung iet die Herstellung lederartiger Stoffe. Man führt hierzu die getrockneten, ein hitzehärtendea Harz enthaltenden "Flausche¹¹ (Pads) zwischen flache Platten, von denen eine beheizt ist, und unterwirft sie gleichzeitig bis zu mehreren Minuten sehr hohen Drücken. Die Temperatur der beheizten Platte soll etwa 100

1098-21/190 6 . ₁₂ .

SADORlOiNAL

170Λ53Α

f-4249

bis 250° C und der Druck etwa U bis 5500 kg/om² (etwa 200 bis 75 000 Pounds/Quadratzoll) betragen.

Man muss bei dieser Anwendung «wischen Sohaumflausohen niedriger und hoher scheinbarer Dichte (Bulk Density) unterscheiden. Insgesamt liegt die Dichte des getrockneten Produktes im Bereich von etwa 0,05 bis 0,25 g/cm⁵. Die Schaumstoffe mit einer Dichte von weniger als 0,10 g/onr oder darunter werlen als solche geringer, diejenigen mit einer Dichte von über 0,1 g/car als solche hoher scheinbarer Dichte eingestuft.

Die scheinbare Dichte lässt sich leicht an Hand der Menge an Wasser und luft lenken, die in die Aufschlämmung eingeführt werden. Diese Besiehung wird von dem folgenien Beispiel erläutert, in dem Teile, wenn nicht anders angegebei, Gewichtsteile sind.

Beispiel 2 Man mischt verschiedene Mengen an Wasser mit der folgenden Masset Holzsellstoff 200 Seile Emulsion CL-304 (46 # Pest- 300 "

stoffe, 54 % Wasser) wie oben

Bfatriumcarboxymethyl- 5 ^w

cellulose

Die sur Bildung des Schaums benötigte Belegung erfolgt in einem 3,8-1-Mieoher der Bauart Hobart (1 Oalloi), wobei das Volumen des

10 98-21/1906 -13-

β*** OWQlNAL

f-4249

Schäumens in Besiehung sun Bewegungsgrad steht. Die Zurückhaltung von Luft in dem Schaum wird duroii den Gehalt der Emulsion von 3 Ί» an Netzmittel in Fora des Nonylphenoxypoly-(äthylenoxy)-Ethanolβ sichergestellt» Der Schaum wird in Form von 1 cm (3/8 Zoll) dik~ ken Fläehenmaterialien in einem Ofen von 120° C getrocknet. Die Beziehung zwischen der Wasser- und Luft-Einverleibung und der scheinbaren Dichte 1st in Tabelle I zusammengestellt.

Tab e 1 1.9. I

Wasser, Toile Schaumvolumen, ml scheinbare Dichte,

g/om*

950 10,000 0,047

1430 ö,700 0,08

750 2_f400 0,14

750 1,400 0,22

Nachfolgend 1st die Druck-Temporarur-ßahandlung gemüse der Erfindung erläutert. Man schneidet vier, wie in Beispiel 2 hergestellte Schaumprodukt-Flaoh^niBaterialien verschiedener, scheinbarer Dichte in quadratische Platten von etwa 13 x 13 cm (etwa 5x5 Zoll), führt jede zwischen flache Platten, von denen eine beheizt wird, und unterwirft sie den Bedingungen gemÄea Tabelle II.

- 14 -

1098-21/1908

ORiQfNAL

f-4249

sa φ

ρ a o φ-η

32S

OOKNCMKN »-UNCM CMKN OOOCMO Ο«-!

0.00Or OOOO OOO OO

UNE-OOVDi-VO UN ·«*■<- r*

ΚΝτ— *— CT>

vo in·* KN

OOOOO OOOO oooo C-οοο

OO

I Φ +» » M SO O _,

ΙΌ

|W h Φ
to ο DH O

+» U

•Η Φ ·

^H Oj 2>

KNQQUNOO U

8O*--**- «*VOKNt-ΟΟΟτ-ΟΟ'"'" UN

VOr-OO

Ο"**·0Ν r» I^ OOO CMCM

OOOOO OOOO OOO OO UNUNUNUNUN COGOOUN E-t-t- VO MD VP VO VD ONONCMOv OOO *"* <"

OOOOO OO»-O r-r-i- r«-

ooooo

PMiNKNKNCM

OOOO KNVDOVCM ooo

KNVOCM

OO OVCM

-P φ +» CQ ff* 3S U 0> .

ι·.

^P jn Ai Ετ"0 +"

OUNOOO

int-coo

CCC

O U"i UN

OOOO

oooo

CMCMCMCVJ

r-UN KN OOO OO OOO OO CM CMCM CMCM

«-UN UVt-

Φ 'Α Θ ,0 t-i ο ο

O Oö -H'\

ου

UV O

CM

1098-21/1906 - 15 -

BAD

f-4249

Die Flächenmaterialien Beigen nach der Behandlung an der behandelten Oberseite eine glatte, zähe, dichte Oberfläche. Abgesehen Ton Plauschen geringer» scheinbarer Dichte, bei denen die durch die Oberseite hindurohtretende Wärme ausreicht, um die gesamte Masse des Ausgangsflausches zu härten, weist die andere Seite keinerlei Hautüberzug auf. Auch die keiner Wärmebehandlung unterworfene Seite ist beträchtlich verpresst, dehnt sich aber beim Eintauchen in Wasser aus, wobei ein elastisches Unterpolster für die lederartige, gehärtete, Oberseite entsteht.

An einem Querschnitt des auf diese Welse erhaltenen Materials lassen sich die gehärteten und ungehärteten Bereiche leicht unterscheiden. Wenn man auoh die andere Platte sich aufheizen lässt, geht, wie dae Ausbleiben einer wesentlichen Wiederausdehnung beim Eintauchen in Wasser zeigt, dieser Effekt selbst bei den Flauschen höherer Dichte zum grossen Teil verloren. Wenn man einen dicken Flausch beidseitig dieser Behandlung unterwirft, lässt sich ein geschichtetes Produkt erhalten, das zähe, lederartige Aussenteile und ein welches, isolierendes Inneres aufweist. Ein solches Produkt eignet sich gut für Bekleidungszwecke.

Auf diese Welse lassen sich nach dieser Aueführungsform des Verfahrens geraäse der Erfindung Oberflächenmodifizierungen erzielen, die von einfacher Glattheit der Oberfläche des Schaumflauscheβ bis zu einem recht dicken, dichten, zähen, lederartigen Äusseren reichen, das noch für Wasserdampf durchlässig ist. Durch Wärme-

1098-21/1906

ftADOfilGJNAL

1!

f-4249

Druck-Behandlung nur bestimmter Bereiche der Schicht lassen sich Ziereffekte erzeugen. Man kann hierzu z. B. eine Platte einsetzen, die in einem Muster erhabene oder vertiefte Bereiche aufweist. Der behandelte Plausch nimmt auf diese Welse die umgekehrte Kontur bzw. das umgekehrte Profil der Platte an. Andererseits kann »an auch zwischen Platte und Flausch eine Abschirmung aus einem wärmeabeorbierenden, in einem Muster zugeschnittenen Material einfügen. In ähnlicher Weise können die Platten mit Bereichen oder Zonen verschiedener Temperatur- und bzw. oder Druck-Wirkwerte ausgestattet werden.

Ein anderes, wichtiges Anwendungsgebiet der geschäumten Materialien gemäeβ der Erfindung bilden die Zigarettenfilter· Zwei wiohtige, vom Filterzigaretten-Verbraucher geforderte Eigenschaften liegen darin, dass ungeachtet der Erweiehungetendenz der Feuchtigkeit in dem Tabakrauch die Filter-Mundstücke vor wie während des Rauchens sowohl einen niedrigen Druckabfall ergeben als auch fest sind. Andererseits spielen naturgemäss die Herstellungskosten immer eine Rolle.

Das folgende Beispiel erläutert die Herstellung solcher FiIter-Mundstüoke nach dem Verfahren gemäss der Erfindung.

1 O 9 8*2 1 / 19,0.6

OR(GiNAL

Beispiel ft

Sie folgenden Bestandteile nebat der "Argo^-Maisstärke gemäss Tabelle III werden auf Θ00 ml geschäumt:

Holzzelletcff 8g

Emulsion CL-101 (55 ?δ Feststoffe, 9 g 45 $ Wasser) wie oben

Natriumdodeaylbenzolsulfona* 0,5 g {•'Ultrawet K soft" der Atlantic Refining Co.)

LauriweäurediEthanolamin 0,1 g

("Gafamide LD-176," der

General Aniline awd FiIo Corp.)

Stärke geisäsa tabelle enthaltendes 210 g Wasser

Der Sehaioietoff wird in Form von Fläohenraaterialien von 1,9 cm (i/4 Zoll) Hölle he± 120° C getrocknet* In herkömmlicher Weise werden aus den fiäohenmaterlaiiea ««eohriittene Streifen «u Filter-Mundstttoken verarbeiöat· Me 20 mm langen Mundstücke.werden ΆΛ iU SBB lange Stücke ang#B©tst_t die aun Eigaretteiamaterial der gloiolben Han&elssorts geschnitten

Die Tabelle III ««igt die Au Wirkung der Stärke-Konzentration auf die gkmmiwinn Ji gi* a ^ cha ft ei: ü@& I'iltdr-Hundatücks, wsnn man die Iu der obigen Weise erhaltenen Zigaretten Standard-HauohtestbedingUTigexi Mnt-9r^.irft, wobei anoh die enteiwaeliendön Werte für einj Zigarette alt Filsor-Murs.dat'iok dsa R%iia*ln ^tsnr.t eiud.· 3?ίβ Festigkeit wird als Prozentsatz des ursprünglichen D*arohmessers

109 8*21/1903 - ^1S -

iAvnr ·)ηθ CAk ÄAO ORIGINAL

f-4249

des Filters bestimmt, dor bei Einwirkung einer Last τοπ 0,45 leg (1 Pcm id) erhalten bleibt.

Tabelle III

Stärke-	Druckabfall	Festigkeit. *	nach den»
zueatz,	Ib Mundstück,	vor des	Rauchen
g	BB H2O	Rauchen	60
keine	58	88	75
2,5	40	89	79
5,0	A9	93	70
Sorte "X"	67	78

Bei Tstrachtung der relativen Kosten ergibt sich ein weiterer

der Filter-Mundstücke gemäss der Erfindung. Ohne Einsatz tfrke läuft ein grosser Teil des Polyvinylacetates von dem in ler Gatw:.csl\rag begriffenen Schaum ab, so dass man mit erheblichen V^erKC'iüegen der Polyvinylacetatemulsionen über die dem Filter einzuverleibende Menge ausgehen muse. Wenn jedoch in der geschät.Mi;c-9 Aufsclilämmuug die Stärke vorliegt, behält der getrocl.·. »ί-»* Eab^uM beträchtlich mehr Polyvinylacetat bei.

Der "üJ.it...att: von Stärke ohne die Polyvinylacetatemulsion führt naturgettäAii nicht zu einem brauchbaren Filter, da unter anderem das Filter beim Befeuchten mit der Zungo rieht intakt bleibt (bei der Zung KiprUffag versagt).

1098-21/1906

- 19

JA}·

6AD ORIGINAL

/9

Anstelle von !Stärke können unter Erzielung ähnlicher Ergebnisse gemüßs der Erfindung auch andere, wasserlöslich© Dickungemittel Verwendung finden.

Dem FaehmivKa 'erden sich Anpassungen <£®r geschäumten Materialien gsmäse der Erfindung &n zahlreiche anßer« Zwecke annieten. !Durch einiache Versuche gemäes der Erfindung kaan man die optimalen Artteil:i jeder Art von !ta&tandteil, di« o^-tlmfxL·®^, Hpeziellen Ma,-terialieT? jedίβ Typs und die optimalen A?beii'£b®dingungen beetiE= men, mit denev.i spezielle Eigens ei: a f ten cder nher^kterletiken «ler ge3chäuiaten teterialion in der für einer ijegebenan Verwendung»·=· z^eck jewtilf benötigten Weiße cißximi«rt

Durch Einverleiben herköiamlicher Zusatzalttel kann man den ftßchäum;e?i Schaurasioffen end er ο erv^ünscM« EigeßBoheften erteilen, aie z. B, fluiimfest jn^chen, färben und dergleichen.

9 8-21/1906 ^2α ■

ÄAD ORiGINAt

Claims (20)

f-4249 M 18· April I967 P a t e η, t a n B111P1 r ü .o,h„e

1. Stabiler, offenzelliger Schaumetoff aus einem faeerartigen Material, einem Netzmittel, einem Wasserdickungemittel und einem PiIm eines wasserunlöslichen Polymeren mit einer Einfriertemperatur von unter 50° C.

2. Stoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Celluloid fasern als faserartigem Material.

3. Stoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserdiolcungemittel ein Polyelektrolyt ist.

4. Stoff nach Anspruch 3, daduroh gekennzeichnet, dass das Waseerdiokungsmittel Natriumoarboxymethylcellulose ist.

5. Stoff nach Anspruch 2, daduroh gekennzeichnet, dass das Wascerdickungsmittel Natriumcarboxymethyloellulose und das Polymere ein vernetztee Acrylharz ist.

6. Verfahren zur Herstellung von stabilen, geschäumten Stoffen, daduroh gekennzeichnet, dass man durch Bewegen einer Mischung t. eines faeerartigen Materials, 2. «ines Vttzmittele, 3· von Wasser, 4. eines Wasserdickungsmittel· und 5· eines zur PiIpbildung befähigten, härtbaren, wasserunlöslichen Harses alt einer Sinfrierteaperatur von unter 50° 0 einen nassen Schau«

f-4249

bildet und den naβsen Schaum dann duroh Einwirkung von Temperaturen von etwa 100 bis 200° C trocknet und teilhärtet und danach durch Einwirkung von Temperaturen von 150 bis 250° C welter härtet.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass man als faeerartigee Material Celluloaefaeern verwendet.

β. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass nan ale Wasserdickungsmittel einen Polyslektrolyt verwendet.

9. Verfahren naoh Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass man als faserartiges Material Cellulose fasern und uls ¥asser<Tikknngsmlti;el Hatrlumcarboxymethylcelluloae verwundet.

10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch '.^ikennfSHiokuet, dass man zur Härtun,5 das getrocknete, .jeacliäwate Wa ; riul in flächen hefter Fora zwischen zwei Platten, /on &&rwn u,inüeuterns »? auf eine Tempera tür von etwu 100 bis 250° >j erhitzt ist, "oei einem Bruok von etwa 14 bis 5500 kg/cm² (etwa 200 bis 75 000 Pounde/Quadrataoll) führt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das getrooknete, geschäumt· Material eine scheinbar« Dichte von etwa 0,1 bis 0,25 g/<m? hat.

1098'21/19OS

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass man die Wärae-Druck-Behandlung als Differentialbehandlung in einen Muster auf ausgewählten Bereichen des flächenhaften, getrookneten Schaunnaateriale durchführt.

13. Detergentflausch mit der Zusammensetzung gemäße Anspruch 1.

14. Flaue oh nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Wattiserdickungsmittel ein Polyelektrolyt ist.

15. Flauech nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserdickungsmittel τοη Natriumcarboxyaethylcellulose und daa faserartige Material von Cellulosefaser gebildet wird.

16. Fluuuch nach Anspruch 13_f dadurch gekennzeichnet, dass das Po?.ymere ein vernetztes Acrylharz iet.

17. KÜus"-.liclee, Isderartigee Materia:,, erhalten nüch dem Verfahren gemäss Anspruch 11«

18. KtlHStliot.as, lederartigea Ziermatorinl, erhalten nach dem

'h"fahrcL gemäse Anspruch 12.

19. pfropfen ^m Filtern von Tabakrauch ?nit der Zusammensetzung na'5h Anayiruch 2.

- 23 9821/1906

20. Pfropfen nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, dass das Vteeserdickungemittel von Stärke und das Polymere von Yinylaoe· tathomopolynerisat gebildet wird.

109821/1906

- 24 -

BAO ORIGINAL