DE1943866B2

DE1943866B2 - Verfahren zur herstellung wasserbestaendiger reibflaechen fuer zuendhoelzer

Info

Publication number: DE1943866B2
Application number: DE19691943866
Authority: DE
Inventors: Franz-Josef Dipl.-Chem. Dr. 5043 Lechenich; Komorniczyk Klaus Dipl.-Chem. Dr. 5159 Türnich; Münch Peter 5030 Hürth; Lang Heinz DipL-Chem. Dr.; Zengerle Wilhelm; 6238 Hofheim Dany
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1969-08-29
Filing date: 1969-08-29
Publication date: 1977-06-23
Also published as: ES381787A1; DE1943866A1; NL7012709A; FR2062157A5; BE755203A; GB1253019A

Description

40

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(HI)-sulfid, oder Eisen(I!I)-oxid und dergleichen, ergänzt werden.

Die herkömmlichen, aus vorgenannten Komponenten hergestellten Anstrichmussen 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 mit 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 des Leimes zu rechnen ist.

Anstelle von natürlichen Leimen als Bindemittel für die in Rede stehenden Anstrichmassen wurden bereits auch in Wasser lösliche oder teilweise lösliche Harnstoff-Formaldehyd- bzw. 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 Härtungspmzeß stellt aber im herkömmlichen Arbeitsvorgang der Reibfiächenherstellung 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 11 20 316 kann ein Feuchtigkeitsschutz für Reibflächen dadurch erzielt werden, daß man als Bindemittel Tür die Reibflächengrundmasse wäßrige Dispersionen von Polymeren wie Polyvinylacetat, Polystyrol, Polyacrylsäureester, Polyvinylchlorid oder entsprechenden Copolymeren verwendet. Vorerwähnte Bindemittel vermitteln bei Anwendung in Reibfiächengrundmassen einen durchaus befriedigenden Feuchtigkeitsschutz, verleihen aber der Grundmasse 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 Zündholzschachteln herstellen kann, wenn man anstelle der herkömmlichen Anstrichmassen in Form wäßriger Dispersionen eine wasserfreie streichfähige Anstrichmasse verwendet.

Das Verfahren der Erfindung zur Herstellung wasserbeständiger Reibflächen für Zündhölzer, wobei die Reibflächenanstrichmasse im wesentlichen aus rotem Phosphor, Glaspulver, Polyvinylchlorid als 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 geeigneten Verdünnungsmittel verdünnt sein kann.

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

Gemäß Definition des Plastisols, wonach darunter allgemein eine Dispersion eines Kunststoffes in weichmachungsmitteln zu verstehen ist, wird beim erfindungsgernäßen Verfahren ebenfalls weichma :herhaltiges Polyvinylchlorid eingesetzt, welches als Weichmacher beispielsweise Dioctylphthalat und/oder Benzylbutylphthalat enthält.

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

In der fertigen Reibflächenanstrichmasse beträgt der Anteil des Polyvinylchlorid-Plastisols vorzugsweise etwa 50 bis 85 Gewichts-%. Die Anstrichmasse weist dann eine gut streichfähige bis pastöse 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, AntimonUlD-suIfid, Braunstein, Eisen(III)-oxid 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 140-160 C zu einem festhaftenden Überzug geliert. Gegebenenfalls kann auch auf den Zusatz obengenannter Füllstoffe verzichtet werden. Bei den konventionellen Anstrichmassen ist dies nicht möglich, da insbesondere Antimon(lll)-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(HI)-sulfid, das Nachglimmen durch das im Plastisol enthaltene Polyvinylchlorid und Chlorparaffin, die in Verbindung mit rotem Phosphor flammhemmend wirken, vermieden. 2<

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung wasserbeständiger Reibflächen ist den einschlägigen bekannten Verfahren insofern überlegen, als nach diesem Verfahren absolut wasserbeständige Reibflächen erhalten werden, die selbst nach 20stündigem Eintauchen in Wasser von 20 C noch eine hervorragende Zündfähigkeit besitzen, was bei den nach bekannten Verfahren hergestellten Reibflächen nicht der Fall ist.

Beispiel 1
(erfindungsgemäße Anstrichmasse)

35

lis wurde zunächst eine als Bindemittel geeignete Polyvinylchloridpaste (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 Gewichls-Teile Benzylbutylphthalat, 8 Gewichts-Teile flüssiges Chlorparaffin mit einem Chlorgehalt von 50 Gewichts-%, 16 Gewichts-Teile Hexanol-iso-butyrat und 1,5 Gewichts-Teile einer organischen Zinnverbindung als Stabilisator.

50 Gewichts-Teile der Polyvinylchloridpaste (A) wurden mittels eines Flügelrühren mit 50 Gewichts-Teilen pulverförmigem rotem Phosphor mit einer Teil- ^⁰ chengrö'ße von weniger als 30 μ innig vermischt und anschließend durch Einmischen von 30 Gewichts-Teilen Hexanol-iso-bulyrat verdünnt, wobei eine gut streichfähige Anslrichmasse erhalten wurde.

55

Beispiel 2
(erfindungsgernäße Anstrichmasse)

Es wurde analog Beispiel 1 verfahren, wobei folgende Komponenten innig vermischt wurden: 50 Gewichts-Teile der Polyvinylchloridpaste (A!, 3(1 Gewichls-Tcile roter Phosphor, 17 Gewichts-Teile Antimon(III)-sullld, 1,5 Gewichts-Teile Eiscn(III)-oxid und 1,5 Gcwichts-Teile Glaspulver. ds,

Durch Zugabc von etwas Hexanol-iso-butyral wurde vorbeschriebener Masse eine gute Strcichfiihigkeit verliehen.

Beispiel 3
(Vergleichsbeispiel)

Es wurde eine Anstrichmasse bekannter Zusammensetzung hergestellt, wobei als Bindemittel eine wäßrige, weichmacherfreie Dispersion von Polyvinylidenchlorid mit einem Feststoffgehalt von 55 Gewichts-% verwendet wurde. Die durch Mischung der einzelnen Komponenten hergestellte Anstrichmasse wies folgende Zusammensetzung auf: 40 Gewichts-Teile der Polyvinylidenchlorid-Dispersion, 35,0 Gewichts-Teile roter Phosphor mit einer Teilchengröße von wenigerals 30 μ,37,5 Gewichts-Teile Antimon(lII)-sulfid, 20,5 Gewichts-Teile Wasser, 3,5 Gewichts-Teile Eisen(IIl)-oxid, 3,5 Gewichts-Teile Glaspulver.

Beispiel 4
(Vergleichsbeispiel)

Es wurde analog Beispiel 3 verfahren, wobei anstelle der Polyvinylidenchlorid-Dispersion eine wäßrige, weichmacherfreie Polyvinylpropionat-Dispersion mit einem Feststoffgehalt von 50 Gewichts-% verwendet wurde.

Beispiel 5
(Vergleichsbeispiel)

Es wurde analog Beispiel 3 verfahren, wobei anstelle der Polyvinylidenchlorid-Dispersion eine wäßrige, weichmacherfreie Polystyrol-Dispersion mit einem Feststoffgehalt von 50 Gewichts-% eingesetzt wurde.

Beispiel 6
(Vergleichsbeispiel)

Es wurde analog Beispiel 3 verfahren, wobei anstelle der Polyvinylidenchlorid-Dispersion eine wäßrige, weichmacherfreie Polyvinylacetat-Dispersion mit einem Feststoffgehalt von 50 Gewichts-% verwendet wurde.

Beispiel 7
(Vergleichsbeispiel)

Nachfolgende Komponenten wurde in einer Kugelmühle zu einer feinen Paste vermählen: 44 Gewichts-Teile roter Phosphor mit einer Teilchengröße von weniger als 30 μ, 26 Gewichts-Teile Mangandioxid, 10 Gewichts-Teile Schwefel, 35 Gewichts-Teile Wasser. 0,5 Gewichts-Teile Ammoniaklösung (d = 0,91), 0,2 Gewichts-Teile Acrylsäure, leicht polymerisiert.

115,7 Gewichts-Teile dieser Paste wurden mit einem Bindemittel folgender Zusammensetzung zu einer Anstrichmasse verarbeitet: 16 Gewichts-Teile einer wäßrigen Polystyroldispersion mit 50 Gewichts-"... Feststorfgehalt, 4 Gewichts-Teile Dibutylphthalat. 100 Gcwichtü-Teile Wasser.

Beispiel 8

(Vergleichsbeispiel)

Es wurde analog Beispiel 7 verfahren, wobei jedoch 115,7 Gewichts-Teile der hergestellten Paste mit einem Bindemittel folgender Zusammensetzung gemisch!

wurden: 30 Gewichts-Teile einer Polyvinylpropionat-Dispersion mit 50 Gewichts-% Feststoffgehalt und 50 Gewichts-Teile Wasser.

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 wurden die Flächenausbeute in Gramm Feststoff pro m² beschichteter Fläche 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 30 x 20 mm freigab, auf der unter möglichst konstanten Bedingungen eine größtmögliche Zahl von

Tabelle

Zündhölzern gezündet wurde. Für 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 20stündigerLagerungderReibflächenbei70 Cund 100%relativer Luftfeuchtigkeit und zum anderen nach 20 stündiger Lagerung der Reibfläche unter Wasser bei 20 C. In einem weiteren Vergleichsversuch wurde die Zündfähigkeit der Reibflächen handelsüblicher Zündholzschachteln unter den vorerwähnten Bedingungen geprüft. Die jeweils erzielten Prüfungsergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengefaßt. Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß die unter laufender Nummer 2 und 3 aufgeführten erfindungsgemäßen Reibflächenanstrichmassen die beste Zündfähigkeit besitzen.

Lfd.
Nummer

Reibflächen;! η slrichmasse

Zündfähigkeit der Reibfläche!! (Anzahl der Zündungen)	B	C	Flächen ausbeute
Reibfläche Λ	4	0	(g I-cststoff/nr)
11	31	24	-
33	22	15	42
26	9	0	41
13	8	0	44
12	K)	0-1	43
15	18	0-1	46
31	10	0	51
22	2	0	30
13	35

handelsübliche Reibfläche Reibfläche gemäß Beispiel 1 Reibfläche gemäß Beispiel 2 Reibfläche gemäß Beispiel 3 Reibfläche gemäß Beispiel 4 Reibfläche gemäß Beispiel 5 Reibfläche gemäß Beispiel 6 Reibfläche gemäß Beispiel 7 Reibfläche gemäß Beispiel 8

A: trockene Reibflächen

B: Reibfläche 20 Stunden bei 70 C und 100% relativer Luflfcuchtc aufbewahrt

C: Reibfläche 20 Stunden unter Wasser von 20 (" aufbewahrt

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung wasserbeständiger Reibflächen für Zündhölzer, ^-vobei die Reibfiächenanstrichmasse im wesentlichen aus rotem Phosphor, Glaspulver, Polyvinylchlorid als Bindemittel und gegebenenfalls weiteren Zusätzen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß man als Bindemittel ein wasserfreies Polyvinylchlorid-Plastisol verwendet, das gegebenenfalls mit einem flüssigen Chlorparaffin vermischt und einem geeigneten Verdünnungsmittel verdünnt sein kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Plastisol verwendet, das ein durch Emulsionspolymerisation hergestelltes Polyvinylchlorid mit einem K-Wert von etwa 65-80 enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Polyvinylchlorid-Plastisol verwendet, das als Weichmacher Dioctylphthalat und/oder Benzylbutylphthalat enthält.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Polyvinylchlorid-Plastisol verwendet, welches Polyvinylchlorid in einer Menge von etwa 30 bis 80 Gew.-% enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man ein bei Raumtemperatur flüssiges Chlorparaffin mit einem Chlorgehalt von etwa 50 Gew.-% verwendet.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Verdünnungsmittel Hexanol-iso-butyrat verwendet.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man das Polyvinylchlorid-Plastisol in die Reibflächenanstrichmasse in einer Menge von 50 bis 85 Gew.-% einbringt.