DE1943866A1 - Verfahren zur Herstellung wasserbestaendiger Reibflaechen fuer Zuendhoelzer - Google Patents

Description

Die wesentlichen Bestandteile der Reibflächen an der Streichholzschachtel sind roter Phosphor, Glaspulver und ein Bindemittel. Diese Grundbestandteile können durch weitere Zusätze, beispielsweise in Form von Antimon-III-eulfid, oder Eisen-III-oxyd und dergleichen, ergänzt werden.

Die herkömmlichen, aus vorgenannten Komponenten hergestellten Anstrichmassen für Zündholzreibflächen stellen streichfähige, wäßrige Dispersionen dar, die als Bindemittel wasserlösliche Substanzen, wie z.B. tierische oder pflanzliche Leime oder Wasserglas enthalten. Die mit solchen Bindemitteln hergestellten Anstrichmassen für Reibflächen sind feuchtigkeitsempfindlich und verlieren in einer Atmosphäre nit hoher Luftfeuchtigkeit, wie sie in den Tropen vorherrscht, leicht ihre Zündfähigkeit. Soweit als Bindemittel natürliche Leime verwendet werden, ist der Zusatz eines Konservierungsmittels für diese Leime zur Anstrichmasse erforderlich, da sonst unter dem Einfluß von Feuchtigkeit mit Schimmelbefall oder anderweitiger biologischer Zersetzung dee Leimes zu rechnen ist.

Anetelle von natürlichen Leimen als Bindemittel für die in Bede etehenden Anetriohmaseen wurden bereite auch in Wasser löiliche öder teilweise lösliche Harnstoff-Formaldehyd- baw.

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Melamin-Formaldehyd-Harze vorgeschlagen, da diese eine höhere Beständigkeit gegen Feuchtigkeit aufweisen. Der Einsatz dieser Harze ist jedoch umständlich, da sie mit Hilfe von Härtungsmitteln ausgehärtet werden müssen. Der Härtungeprozeß stellt aber im herkömmlichen Arbeitsvorgang der Reibflächenherstellung einen, zusätzlichen Arbeitsgang dar, wobei der hierfür erforderliche Aufwand in keinem Verhältnis zu dem erzielten Effekt steht, so daß diese Arbeitsweise in der Praxis keinen Eingang gefunden hat.

Nach dem Verfahren der französischen Patentschrift 1 120 136 kann ein Feuchtigkeitsschutz für Reibflächen dadurch erzielt werden, daß man als Bindemittel für die Reibflächengrundmaeee wäßrige Dispersionen von Polymeren wie Polyvinylacetat, Polystyrol, Polyacrylsäureester, Polyvinylchlorid oder entsprechenden Gopolymeren verwendet. Vorerwähnte Bindemittel vermitteln bei Anwendung in Reibflächengrundmaeeen einen durchaus befriedigenden Feuchtigkeitsschutz, verleihen aber der Grundmaese keine ausreichende Wasserbeständigkeit bei mehrstündigem Eintauchen der Reibfläche in Wasser. Derartige Anforderungen müssen aber an Zündholzpackungen beim Versand in tropische Länder gestellt werden können.

Es wurde nun gefunden, daß man absolut wasserbeständige Reibflächen an Zündholzsohachteln herstellen kann, wenn man anstelle der herkömmlichen Anstrichmassen in Form wäßriger Dispersionen eine wasserfreie streichfähige Anstriohmaese verwendet.

Das Verfahren der Erfindung zur Hersttllung wasserbeständiger Reibflächen für Zündhölzer, wobei di· Reibflächenanetriohamiit in wesentlichen au· roten Phosphor, Glas- j

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pulver, einem Kunstharz-Bindemittel und gegebenenfalls weiteren Zusätzen besteht, ist dadurch gekennzeichnet, daß man als Bindemittel ein wasserfreies Polyvinylchlorid-Plastisol verwendet, das gegebenenfalls mit einem flüssigen Chlorparaffin vermischt und einem Extender verdünnt sein kann.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält das Plastisol ein durch Emulsionspolymerisation hergestelltes Polyvinylchlorid mit einem K-Wert von etwa 65 bis 80.

Gemäß Definition des Plastisols, wonach darunter allgemein eine Dispersion eines Kunststoffes in Weichmachungsmitteln zu verstehen ist, werden beim erflndungsgemäßen Verfahren ebenfalls Weichmacher für Polyvinylchlorid eingesetzt. Als solche sind beispielsweise Dioctylphthalat und/oder Benzylbutylphthalat geeignet.

Der Anteil des Polyvinylchlorids im fertigen Plastisol, d.h. einschließlich eventueller Sekundärweichmacher, wie ChIorparäffine oder bestimmter Lösungs- bzw. Verdünnungsmittel beträgt im allgemeinen etwa 30 bis 80 Gewichts^. Bei Zusatz von Chlorparaffinen werden solche bevorzugt, die bei Raumtemperatur flüssig sind und einen Chlorgehalt von etwa 50 Gewichts^ aufweisen. Um das Polyvinylchlorid -Plastisol auf die gewünschte Konsistenz einstellen zu können, ist es gelegentlich erforderlich, dieses mit einem Extender, der sich beim Trocknen teilweise verflüchtigt, zu verdünnen. Für diesen Zweck hat sich besondere Hexanol-iso-butyrat bewährt.

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In der fertigen Reibflächenanstrichmasse beträgt der Anteil des Polyvinylchlorid-Plastisols vorzugsweise etwa 50 bis 85 Gewichts^. Die Anstrichmasse weist dann eine gut streichfähige bis pastose Konsistenz auf.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Anstrichmasse kann beispielsweise derart erfolgen, daß man roten Phosphor bzw. ein Gemisch aus rotem Phosphor und bestimmten !Füllstoffen, wie Glaspulver, Antimon-III-sulfid, Braunstein, Eisen-III-oxyd und Kieselgur mit dem Plastisol mit Hilfe eines mechanisch betriebenen Rührers innig vermischt. Zur besseren Homogenisierung kann man die Mischung noch in einem Dreiwalzenstuhl bearbeiten. Die erhaltene Masse wird dann in bekannter Weise auf die zu bestreichende Fläche aufgetragen und durch nachfolgende Trocknung bei etwa 140 - 160⁰G zu einem festhaf tend en Überzug geliert. Gegebenenfalls kann auch auf den Zusatz obengenannter Füllstoffe verzichtet werden. Bei den konventionellen Anstrichmassen ist dies nicht möglich, da insbesondere Antimon-ril-sulfid die Aufgabe zukommt, beim Zünden des Streichholzes ein Nachglimmen, das eine schnellere Abnutzung der Reibfläche zur Folge hat, zu verhindern. Bei der erfindungsgemäßen Anstrichmasse wird bei Abwesenheit von Füllstoffen wie Antimon-III-sulfid das Nachglimmen durch das im Plastisol enthaltene Polyvinylchlorid und Chlorparaffin, die in Verbindung mit rotem Phosphor flammhem- _iJt.... mend wirken, vermieden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung wasserbeständiger Reibflächen ist den einschlägigen bekannten Verfahren insofern Überlegen, als naoh diesem Verfahren, absolut wasserbeständige Reibflächen erhalten werden, die selbst nach 20-atündigem Eintauchen in Wasser von 20⁰C

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noch eine hervorragende Zündfähigkeit besitzen, was bei den nach bekannten Verfahren hergestellten Reibflächen nicht der Fall iet.

Beispiel 1 (erfindungsgemäße Anstrichmasse)

Es wurde zunächst eine als Bindemittel geeignete Polyvinylchlorid pas te (A) durch Mischen nachfolgender Komponenten hergestellt:

64 Gewichts-Teile eines durch Emulsionspolymerisation

hergestellten Polyvinylchlorids mit einem K-Wert von 70,

9 Gewichts*-Teile Dioctylphthalat 3 Gewichts-Teile Benzylbutylphthalat

θ Gewichte-Teile flüssiges Chlorparaffin mit einem

Chlorgehalt von 50 Gewichts^,

16 Gewichts-Teile Hexanol-i-butyrat und

1,5 Gewichts-Teile einer organischen Zinnverbindung als

Stabilisator. ·

50 Gewichte-Teile der Polyvinylchloridpaste CA) wurden mittel« eines Flügelrührers mit 50 Gewichte-Teilen pulverför- Bigern roten Phosphor mit einer Teilchengröße von weniger al· 30/U innig vermischt und anschließend durch Einmischen τοπ 30 Gewichts-Teilen Hexanol-isobutyrat verdünnt, wobei •in· gut streichfähige Anstrichmaise erhalten wurde.

Β·1·ρ1·1 2 («rfindungsgemäße Anetrichmaeee)

It wurd· analog B«l«pi«l 1 verfahren, wobei folgend· Komponenten innig vermischt wurden:

50 O«wioh)ti-T*il· dtr Polyvinylchlorid past· (A) 30 Otwlolita-Ttll· rottr Phosphor i

17 9twleit«->I«ll· Anti»on-III-iulfid

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1,5 Gewichts-Teile Eieen-III-oxyd und 1,5 Gewichte-Teile Glaspulver .

Durch Zugabe von etwas Hexanol-isobutyrat wurde vorbeschriebener Hasse eine gute Streichfähigkeit verliehen.

Beispiel 3 (Vergleichsbeispiel)

Es wurde eine Anstrichmasse bekannter Zusammensetzung hergestellt, wobei als Bindemittel eine wäßrige, weich-P macherfreie Dispersion von Polyvinylidenchlorid mit einem Feststoff gehalt von 55 Gewichts^ verwendet wurde. Die durch Mischung der einzelnen Komponenten hergestellte Anstrichmasse wies folgende Zusammensetzung auf:

40 Gewichte-Teile der Polyvinylidenchlorid-Dispersion 35,0 Gewichts-Teile roter Phosphor mit einer Teilchen-

größe von weniger als 30 Ax

37,5 Gewichte-Teile Antimon-HI-sulfid 20,5 Gewichte-Teile Wasser

3,5 Gewiohts-Teile Eieen-III-oxyd 3,5 Gewichts-Teile Glaepulyer; _s ^i.

Y Beispiel 4 (Vergleichebeispiel)

£s wurde analog Beispiel 3 verfahren, wobei anstelle der Polyvinylidenohlorid-Biepereion eine wäörige, weichmacherfreie Polyvinylproplonat-Dlepereion nit einem 7eatetoffgehalt von 50 Gewichte^ verwendet wurde.

Beiepiel 5 (Vergleiohebeiepiel)

Ee wurde analog Beiepiel 5 verfahren, wobei anstelle der Polyvinylldtnchlorid-Ditptreion eine wiSrige, weiohaachtrfrele Polyityrol-Düpereion »it eintm feststoffgehalt von

50 Gewlohteji eingeeetit wurde,

■■■■.-■ ■ ·. ■-;::■-»■ 7 > "

109812/0111 ^BAD

- 7 -Beispiel 6 (Vergleichsheispiel)

Ee wurde analog Beispiel 3 verfahren, wobei anstelle der Polyvinyliäenohlorid-Dispersion eine wäßrige, weichmacherfreie Polyvinylacetat-Dispersion mit einem Peststoffgehalt von 50 Gewicht8$ verwendet wurde.

Beispiel 7 (Vergleichebeispiel)

Nachfolgende Komponenten wurde in einer Kugelmühle zu einer feinen Paste vermählen:

44 Gewichta-Teile roter Phosphor mit einer Teilchengröße

von weniger als 30yu

26 Gewichte-Teile Mangandioxyd 10 Gewichte-Teile Schwefel

35 Gewichts-Teile Wasser 0,5 Gewichts-Teile Ammoniaklösung (d = 0,91) 0,2 Gewichts-Teile Acrylsäure, leicht polymerisiert.

115,7 Gewichte-Teile dieser Paste wurden mit einem Bindemittel folgender Zusammensetzung zu einer Anstrichmasse verarbeitet:

16 Gewichts-Teile einer wäßrigen Polystyroldispersion

mit 50 Gewichts^ Festatoffgehalt

4 Gewichts-Teile Dlbutylphthalat 100 Gewichts-Teile Wasser

Beispiel 8 (Vergleichsbeispiel) -

wurde analog Beispiel 7 verfahren, wobei jedoch 115,7 Gewichte-Teile der hergestellten Paste mit einem Bindemittel folgender Zusammensetzung gemischt wurden}

30 Gewichte-Teile einer Polyvinylpropionat-Dispersion mit

50 Gewichts^ Peststoffgehalt und

50 Gewiohte-Teile Waeeer.

109812/0811 - 8 -

Die gemäß den Beispielen 1-8 hergestellten Anstrichmassen wurden mittels eines Pinsels auf verschiedene Papierstreifen aufgetragen, getrocknet und auf Zündfähigkeit geprüft. Durch Auswiegen der einzelnen beschichteten Papierstreifen vor und nach dem Auftragen der jeweiligen Anstrichmasse wurde die Flächenausbeute in Gramm Feststoff 2

pro m beschichteter Pläche ermittelt.

Zur Bestimmung der Zündfähigkeit der nach den Beispielen 1-8 hergestellten Anstrichmassen wurde auf die beschichteten Papierstreifen eine 0,5 mm dicke Kunststoffschablone aufgelegt, die eine Reibfläche von 3 χ 20 mm freigab, auf der unter möglichst konstanten Bedingungen eine größtmögliche Zahl von Zündhölzern gezündet wurde. Pur jede Reibfläche wurden 10 Einzelbestimmungen durchgeführt und die Einzelergebnisse arithmetisch gemittelt. Die Bestimmung der Anzahl von Zündungen erfolgte auf der trockenen Reibfläche einmal nach vorheriger 20-stündiger Lagerung der Reibfläche bei. 70⁰C und 100 $> relativer Luftfeuchtigkeit und zum anderen nach 20-stündiger Lagerung der Reibfläche unter Wasser bei 20⁰G. In einem weiteren Vergleichsversuch wurde die Zündfähigkeit der Reibflächen handelsüblicher Zündholzschachteln unter den vorerwähnten Bedingungen geprüft. Die jeweils erzielten Prüfungeergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengefaßt. Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß die unter laufender Nummer 2 und 3 aufgeführten erfindungsgemäßen Reibflächenanstrichmassea die beste Zündfälligkeit besitzen.

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O CO OO

K)

00

	T j	s. b e	lie	Reibfläche	0	Flächenausbeute (g Feststoff/nr)
				B	24
Lfd. Hturaer	Reibflächenanstrichmasee		4	15
		Zündfähigkeit der Reibflächen, fAnzahl der Zündungen)		0	—
			22	0	• *2
1	handeleübl.Reibfläche	A	9	0-1	. 41
2	Reibfläche gemäß Bei spiel 1	11	8	0-1	44
3	Reibfläche gemäß Bei spiel 2	33	10	0	43
4	Reibfläche gemäß Bei spiel 3	26	18	0	46
5	Reibfläche gemäß Bei spiel 4	13	10		51
6	Reibfläche gemäß Bei spiel 5	12	2		30
7	Reibfläche gemäß Bei spiel 6	15		35
8	Reibfläche gemäß Bei spiel 7	31
9	Reibfläche gemäß Bei spiel 8	22
13

O I

A: trockene Reibflächen

B: Reibfläche 20 Stunden bei 70 C und 100 # relativer Luftfeuchte aufbewahrt

C: Reibfläche 20 Stunden unter Wasser von 20⁰C aufbewahrt

VO

CD

OO CJ) CD

Claims (8)

1. Patentansprüche

   M./Verfahren zur Herstellung waaserbeständiger Reibflächen für Zündhölzer, wobei die Reibfläohenanstrichmaase im wesentlichen aus rotem Phosphor, Glaspulver, einem Kunsthär zbihdemTftel "und "gegebenenf alia weiteren -Zusätzen- -besteht, dadurch gekennzeichnet, daß man ala Bindemittel ein wasserfreies Polyvinylchlorid-Plastisol verwendet, das gegebenenfalls mit einem flüssigen Chlorparaffin vermischt und einem geeigneten Extender verdünnt sein kann. . ■
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Plastisol ein durch Emulsionspolymerisation hergestelltes Polyvinylchlorid mit einem K-Wert von etwa 65 80 enthält.
3. 3". Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyvinylchlorid-Plastisol als Weichmacher Dioctylphthalat und/oder Benzylbutylphthalat enthält.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Polyvinylchlorids im Plastisol etwa 30 bis 80 Gewichts# beträgt.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß man ein bei Raumtemperatur flüssiges Chlorparaffin mit einem Chlorgehalt von etwa 50 Gewichtes verwendet.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Extender Hexanol-isobutyrat verwendet.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil dee Polyvinyichlorid-Plaetiaoli in der Reibflächenanstrichmaeee etwa 50 bis 85 Gewichto£ beträgt. ^ ^ _

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8. 8. Verfahren nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet;, daß die Reibflächenanstrichmasee eine gut streichfähige bis paatöse Konsistenz aufweist.

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