DE2529745C2 - Zubereitung zur Herstellung von gasdurchlässigen Gegenständen - Google Patents

Description

2. Zubereitung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die anorganischen Fasern aus Glasfasern, Metallfasern, Asbestfasern, Gesteinwollefasern, Schlackenwollefasern, Kieselerdefasern oder keramischen Fasern und die organischen Fasern aus Cellulosefasern bestehen.

3. Zubereitung nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastischen Fasern aus einem Polyolefin mit einem Schmelzflußindex zwischen 1 und 50 bestehen.

4. Zubereitung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern mit einem Wasserdispergi^rmittel zur Hydrophilisierung behandelt worden sind.

Die Erfindung betrifft eine Zubereitung zur Herstellung von leichten gasdurchlässigen Gegenständen sowie Methoden zur Herstellung derartiger Gegenstände aus dieser Zubereitung. Beispiele für gasdurchlässige Gegenstände, die aus der erfindungsgemäßen Zubereitung hergestellt werden können, sind Nahrungsmittelbehälter sowie Behälter für Pflanzen (beispielsweise Blumentöpfe). Ferner können Baumaterialien sowie Möbel hergestellt werden, beispielsweise Möbel, die im Freien verwendet werden sollen, wie zum Beispiel Gartenmöbel sowie Gartenverzierungen, d. h. Gegenstände, bei denen es auf eine niedrige Dichte sowie auf eine rauhe Oberfläche ähnlich nichtglasierter Töpferwaren ankommt, oder bei denen eine derartige Oberfläche annehmbar ist.

Pflanzenbehälter sowie einige Nahrungsmittelbehälter sollen eine gute Gasdurchlässigkeit aufweisen und gleichzeitig Flüssigkeit zurückhalten können. Ein typischer Pflanzenbehälter, der diese gewünschten Eigenschaften besitzt, ist ein herkömmlicher Blumentopf, der aus gebranntem Ton besteht. Derartige Blumentöpfe sind jedoch mit dem Nachteil behaftet, daß sie schwer und zerbrechlich sind und daher sorgfältig gehandhabt werden müssen, um ein Brechen zu vermeiden.

Es ist ferner bekannt, derartige Behälter vollständig aus thermoplastischen Materialien, wie Polyäthylen, herzustellen, jedoch besitzen vollständig aus thermoplastischen Materialien bestehende Behälter eine derartige schlechte Gasdurchlässigkeit, daß das Erhitzen und Trocknen der darin enthaltenen Erde beschleunigt werden, da die Umgebungsluft nicht durch die Wände des Behälters gelangen und eine langsame und gesteuerte Verdampfung der Feuchtigkeit, verbunden mit einer inneren Kühlung, bewirken kann.

Aus Papiermaterial bestehende Behälter besitzen eine gute Gasdurchlässigkeit, die Gasdurchlässigkeit ist jedoch gewöhnlich zu hoch, wobei das Material ferner

ίο eine schlechte Wasserbeständigkeit, Dimensionsstabilität und Naßfestigkeit aufweist

Es ist ferner bekannt, gasdurchlässige und wasserabstoßende Folien oder Blätter in der Weise herzustellen, daß thermoplastische Fasern, wie beispielsweise PoIy äthylenfasern, mit Naturfasern vermischt werden, worauf die Mischung unter Druck gesichtet und erhitzt wird. Das dabei erhaltene Produkt besitzt jedoch eine schlechte Oberflächenhärte, Festigkeit und Dirriensionsstabilität, so daß dieses Verfahren ebenfalls unbefriedi- gendist

Auf dem Gebiet der Baumaterialien ist (vgL die US-PS 26 26 864, 26 34 207 und 37 79 860) eine Mischung aus Fasern mit leichten Teilchen aus einem mineralischen Zuschlagsstoff, wie expandiertem Perlit

oder abgeblättertem Vermiculit, bekannt Diese Mischung eignet sich jedoch nicht zur Herstellung von gasdurchlässigen und Flüssigkeit-zurückhaltenden Behältern.

In der prieritätsälteren DE-OS 24 35 409 wird eine

Zubereitung beschrieben, die sich zur Herstellung von gasdurchlässigen leichten Gegenständen eignet Diese Mischung besteht aus einem leichten anorganischen Material, beispielsweise einem aufgeblähtem Mineral, beispielsweise aufgeblähter Vulkanasche, in einer Menge von 5 bis 50Gew.-%, bezogen auf die Zubereitung, einem organischen faserartigen Material, wie Zellulosefasern, in einer Menge von 10 bis 75 Gew.-%, bezogen auf die Zubereitung, und Polyolefinfasern in einer Menge von 20 bis 80 Gew.-%, bezogen auf die Zubereitung. Die Zubereitung wird zu der gewünschten Form verformt und dann durch Erhöhen der Temperatur auf einen Wert oberhalb des Schmelzpunktes der Polyolefinfasern durch Wärme verbunden. Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die in der vorstehend genannten DE-OS beschriebene Zubereitung weiter zu verbessern, durch Veränderung des zu verwendenden Fasermaterials.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gemäß Anspruch 1 gelöst

In der GB-PS 9 32 482 und in der CH-PS 3 73 728 werden jeweils Vliesstrukturen aus endlosen synthetischen organischen Fäden beschrieben. Demgegenüber ist es für die erfin'lungsgemäße Zubereitung wesentlich, daß sie kontinuierliche, d. h. kurze Fasern, aus synthetischen organischen Fäden enthält. Darüber hinaus ist diesen Veröffentlichungen nirgends der geringste Hinweis darauf zu entnehmen, daß die dort beschriebenen Zubereitungen zur Herstellung von gasdurchlässigen Gegenständen, insbesondere gas durchlässigen und flüssigkeitszurückhaltenden Gegen standen verwendet werden können-

Die erfindungsgemäß vorzugsweise eingesetzten Polyäthylenfasern werden vorzugsweise durch »Flashen«, wie es in der DE-OS 24 35 409 beschrieben wird, hergestellt.

Erfindungsgemäß enthält die Zubereitung anorganische Fasern entweder anstelle der organischen Fasern (vgl. die weiter unter folgenden Beispielen 3 und 4) oder

P. if.

zusätzlich zu den organischen Fasern (vgl. das weiter unten folgende Beispiel 7), wobei die Menge an organischen Fasern oder der Mischung aus anorganischen und organischen Fasern vorzugsweise zwischen 10 und 75 Gew.-%, bezogen auf die Zubereitung, liegt Erfindungsgemäß enthält die Zubereitung ferner entweder keine anderen Fasern als die thermoplastischen Fasern (vgl. die Beispiele 1 und 2) oder organische Fasern in einer Menge von weniger als 10Gew.-%, bezogen auf die Zubereitung. Vorzugsweise liegen _]0 einige Fasern zusätzlich zu den thermoplastischen Fasern vor, da diese die Festigkeitseigenschalten des Gegenstandes erhöhen.

Die Verwendung von anorganischen Fasern anstelte der organischen Fasern oder zusätzlich zu diesen bietet bestimmte Vorteile, obwohl in der DE-OS 24 35 409 angegeben wird, daß organische Fasern und nur organische Fasern unerläßlich sind. Anorganische Fasern sind verrottungsbeständig und widerstandsfähig gegenüber biologischen Angriffen sowie einer UV-Strahlung, während demgegenüber organische Fasern, wie Zellulosefasem, dazu neigen, biologisch zersetzt zu werden (ein Hauptverwendungszweck dieser Zubereitungen besteht darin, daß sie in Kontakt mit Erde gebracht werden), während organische Fasern, wie synthetische Kunststoff-Faser, zu einer Zersetzung durch Sonnenlicht neigen (die Zubereitungen sollen auch im Freien eingesetzt werden).

Vorzugsweise liegen 15 bis 50 Gew.-% anorganische Fasern vor, die jedoch teilweise durch organische Fasern ersetzt sein können.

Geeignete anorganische Fasern sind Glasfasern, Asbestfasern, Metallfasern, Gesteinswollefasern, Kieselerdefasern, Fasern aus keramischen Materialien sowie aus geblasener Hochofenschlacke. In zweckmäßiger Weise besitzen die anorganischen Fasern Längen zwischen 0,5 und 50 mm und Durchmesser zwischen 0,5 und 200°, vorzugsweise zwischen 20 und 200 μ.

Bevorzugte organische Fasern (falls organische Fasern überhaupt vorliegen) sind Zellulosefasern, wie zur Papierherstellung verwendete Pulpe, insbesondere Holzpulpe. Andere einsetzbare organische Fasern sind Wollfasern, Polyvinylacetalfasern, Acrylfasern, Nylonfasern sowie Polyesterfasern.

Die in den erfindungsgemäßen Zubereitungen eingesetzten thermoplastischen Fasern können beispielsweise aus kurzen Fasern aus einem Polyäthylen mit niedriger Dichte, Polyäthylen mit mittlerer Dichte, Polyäthylen mit hoher Dichte, Polypropylen, Poly-1-buten, Äthylen-Propylen-Copolymeren, Äthylen-1-buten- _M Copolymeren, Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyestern, Polyamiden oder mit Maleinsäureanhydrid gepfropftem Polypropylen bestehen. Kurze Fasern innerhalb eines Längenbereiches von 0,5 bis 50 mm und eines Dickenbereiches von 5 bis 200 μ eignen sich am besten, es können jedoch auch andere Fasern eingesetzt werden, sofern sie nicht diesen Bereich überschreiten. Werden kurze Fasern verwendet, dann werden die Verzahnung mit den organischen Fasern und die Mischung mit den Hohlkörpern _M verbessert, so daß es möglich wird, geformte Gegenstände mit ausgeprägten Merkmalen zu erhalten. Polyolefinfasern, insbesondere Polyäthylenfasern, werden besonders bevorzugt. Bestehen die Fasern aus Polyolefin, dann handelt es sich in zweckmäßiger Weise um Fasern, die durch »Flashen« eines Polyolefins in einem flüssigen Medium hergestellt werden (vgl. die DE-OS 19 58 609. 21 21 512, 21 44 409 oder 21 47 461, insbesondere die DE-OS 22 49 604, 22 27 021 und 2411589).

Vorzugsweise besitzt die Hauptmenge der Polyolefinfasern einen Schmelzflußindex zwischen 0,5 und 1000. Insbesondere liegt der Schmelzflußindex zwischen 1 und 50, es kann jedoch zweckmäßig sein, einen kleineren Anteil an Polyolefinfasern mit einem höheren Schmeb> index zuzumischen, beispielsweise mit einem Schmelzindex von 50 bis 1000, um die Porosität des Produkts zu steuern.

Besonders bevorzugt werden Polyolefinfasern mit einer Größe und Morphologie ähnlich der Größe und Morphologie von natürlichen Zellulosefasern. Derartige Polyolefinfasem lassen sich nach der »Flashmethode« herstellen.

Polyolefinfasern sind hydrophob. Daher neigen sie zu einem Schwimmen und bilden keine stabile Emulsion in Wasser. Daher ist es im Falle dieser Fasern schwierig, eine homogene Mischung mit den anderen Komponenten zu bilden, wenn ein Wasseraufschlännmungsformverfahren angewendet wird. In zweckmäßiger Weise werden daher bei der Durchführung der Erfindung derartige Fasern während ihrer Herstellung oder anschließend durch Behandlung mit einem Wasserdispergiermittel hydrophil gemacht, welches in vorteilhafter Weise Polyvinylalkohol ist, der auch in einem gewissen Ausmaße zu der Bindefestigkeit des geformten Produktes vor dam Wärmeverbinden beiträgt Verschiedene grenzflächenaktive Mittel können ebenfalls verwendet werden, um die Wasserdispergierbarkeit zu verbessern, beispielsweise Ester von Schwefelsäure mit hohen Alkoholen.

Das Dispergiermittel kann mit dem Polymeren vor der Herstellung der Fasern vermischt werden. Die gebildeten Fasern können auch mit dem Mittel in einer wäßrigen Lösung behandelt werden. Im Falle der vorzugsweise eingesetzten geflashten Fasern kann das Dispergiermittel vorzugsweise in Form einer wäßrigen Lösung der Mischung, die geflasht werden soll, zugesetzt werden. StabilisierungsmitH sowie andere Additive können ebenfalls den Fasern gegebenenfalls zugesetzt werden.

Diese bevorzugten Fasern besitzen eine Oberfläche (bestimmt durch Gasabsorption) von mehr als 1 g/m² sowie eine Grobfaserigkeit von weniger als 20 Dicigrex.

Die thermoplastischen Fasern machen vorzugsweise 20 bis 95 und insbesondere 60 bis 90Gew.-% der Zubereitung aus. Werden sie zusammen mit anderen anorganischen Fasern verwendet, dann machen die thermoplastischen Fasern 20 bis 80Gew.-% und vorzugsweise 30 bis 70 Gew.-% der Zubereitung aus.

Das in Form von Einzelteilchen vorliegende Zuschlagsmaterial mit geringer Dichte macht 5 bis 50 und vorzugsweise 10 bis 30Gew.-% der Zubereitung aus. Dieses in Form von Einzelteilchen vorliegende Material macht das Produkt leichter, fester und härter, ergibt eine rauhe Oberfläche und ist im Hinblick auf die Entwicklung einer Porosität, einer Schallabsorption sowie einer Wärmeisolierung wichtig. Das Material enthält Leerstellen (d. h. es ist hohl oder porös) und besitzt ein scheinbares spezifisches Gewicht von weniger als 1,0 und vorzugsweise von ungefähr 0,0t bis 0,7. Das Material kann entweder organisch oder anorganisch sein. Geeignete Materialien sind geschäumte oder expandierte Harze, Mineralien und Gläser. Anorganische Materialien, wie geblähter Schiefer, sowie vulkanische Materialien, wie geblähter Perlit oder entblätterter Vermikulit, werden bevorzugt. Das Mate-

rial ist entweder unschmelzbar oder schmilzt bei einer Temperatur, die höher liegt als der Schmelzpunkt der thermoplastischen Fasern, vorzugsweise wenigstens 20⁰C höher als dieser Schmelzpunkt Die Teilchengröße des Materials schwankt zwischen ungefähr 30 und 2000 μ und vorzugsweise zwischen ungefähr 300 und 1500 μ.

Das in Form von Einzelteilchen vorliegende Material verbessert die Entwässerungsgeschwindigkeit der Zubereitung und macht das Gewicht leichter. Große Mengen Jes Materials bewirken jedoch, daß das Material gegenüber einem Brechen anfälliger wird. Die Menge des in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materials liegt vorzugsweise zwischen ungefähr 10 und 40 Gew.-%. Die mittleren Teilchendurchmesser liegen zwischen 30 und 2000 μ oder vorzugsweise zwischen 300 und 1500 μ. Das scheinbare spezifische Gewicht liegt unterhalb 1,0, wobei ein Bereich zwischen 0,01 und 0,7 besonders bevorzugt ist

Ein weniger bevorzugtes Material für die Teilchen mit geringer Dichte besteht aus Hohlkörpern, die aus hitzehärtenden Harzen hergestellt worden sind, beispielsweise aus Phenol-, Harnstoff- oder Epoxyharzen, oder aus Vinylidenchlorid-Acrylnitril-Copolymer-Hohlkörpern oder Kohlenstoff-Hohlkörpern.

Die erfindungsgemäßen Zubereitungen können kleine Mengen, beispielsweise bis zu 5%, an anderen Materialien, wie Pigmenten, beispielsweise Bleioxyd, enthalten.

Die erfindungsgemäße Zubereitung kann in eine geformte Form nach einer Methode überführt werden, welche aus folgenden Stufen besteht:

a) Bildung einer Aufschlämmung aus der Zubereitung zusammen mit einer ausreichenden Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, unter Bildung einer fließfähigen Aufschlämmung,

b) Aufgeben der Aufschlämmung auf ein Sieb, so daß die überschüssige Flüssigkeit entfernt wird, wobei ein geformter Gegenstand gebildet wird,

c) Entfernung des Gegenstandes von dem Sieb,

d) Trocknen des Gegenstandes und

e) Erhitzen des Gegenstandes auf eine Temperatur, bei welcher die thermoplastischen Fasern, nicht jedoch das in Form von Einzelteilchen vorliegende Material oder die anderen Fasern, schmelzen und dabei die Komponenten des Gegenstandes miteinander verbinden.

Dieses Verfahren wird in der DE-OS 24 35 409 beschrieben. Erfindungsgemäß wird dieses Verfahren verbessert Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich sowohl zur Herstellung von Gegenständen aus der erfindungsgemäßen Zubereitung als auch zur Herstellung von Gegenständen aus einer Zubereitung anwenden, die 10 bis 75 Gew.-% organische Fasern enthält.

Gemäß einer Ausführungsform, wie sie in Beispiel 5 beschrieben wird, wird die Aufschlämmung in der Weise gebildet, daß zuerst die thermoplastischen Fasern in Wasser dispergiert werden, worauf das in Form von Einzelteilchen vorliegende Material kontinuierlich einem kontinuierlichen Strom der Faseraufschlämmung zugesetzt wird.

Nachfolgend wird diese Ausführungsform näher beschrieben.

Die Faseraufschlämmung sowie die Hohlkörper werden in der folgenden Weise vermischt: Die Faseraufschlämmung wird in einer Menge, die dei zur Folien- oder Blattbildung erforderlichen Aufschlämmung entspricht, aus dem Faseraufschlämmungsgefäß dem Herstellungsgefäß zugeführt Die geeignete Faserkonzentration in der Aufschlämmung beträgt ungefähr

0,5 bis 5 Gew.-%. Diese Zufuhr kann auf jede beliebige Weise erfolgen, wobei es jedoch zweckmäßig ist zwischen dem Faseraufschlämmungsgefäß und dem Herstellungsgefäß einen Druckkessel vorzusehen und die Faseraufschlämmung durch einen geneigten Trog

ίο zuzuleiten, so wie dies in der Papierindustrie geschieht Die Hohlkörper werden in der Menge, welche der Menge entspricht die zur Folien- oder Blattbildung eingesetzt wird, der Faseraufschlämmung zugeführt, wenn diese durch den Trog fließt Ein Brechen der Hohlkörper kann dadurch verhindert werden, daß sie durch Herabfallenlassen von einer Stelle oberhalb des Troges in den kontinuierlichen Aufschlämmungsstrom zugegeben werden. Es ist nicht zweckmäßig, die Aufschlämmung in dem Trog zu tief zu halten und die Hohlkörper auf die ganze Aufschlämmung auffallen zu lassen. Die Aufschlämmung, welche die Hohlkörper enthält, wird in das Herstellur >:;gefäß überführt wo sie langsam gerührt wird, damit e;r; gleichmäßiger Verteilungszustand erzielt wird. Da die Hohlkörper in die Faserverzahnungen eingebettet werden, während die Aufschlämmung durch den Trog fließt schwimmen sie beim Einführen in das Herstellungsgefäß sowie während des Rührens nicht an die Oberfläche, obwohl sie ein geringes spezifisches Gewicht besitzen, so daß eine gleichmäßige Aufschlämmung erhalten werden kann, nachdem einmal der Gleichgewichtszustand erreicht worden ist. Rührblätter können verwendet werden, um den Inhalt des Herstellungsgefäßes zu rühren, da jedoch die Hohlkörper leicht brechen, ist es besser, ein Zwangsumlaufsystem anzuwenden, in welchem die Aufschlämmung von dem Bodenteil des Herstellungsgefäßes abgezogen und erneut in das Gefäß an dessen Oberteil eingegossen wird. Unabhängig davon, welche Methode angewendet wird, ist ein langsames Rühren zweckmäßig, um ein Brechen der Hohlkörper zu vermeiden und sie daran zu hindern, an die Oberfläche zu schwimmen.

Soll ein Behälter ausgeformt werden, dann wird folgende Methode angewendet. Matrizen- oder Patrizenteil mit der Form des Behälters wurden in das zuvor erwähnte Herstellungsgefäß eingetaucht. Die Mischung aus den Fasern und den Hohlkörpern wird von diesen Formteilen angezogen und bildet eine Schicht. Nachdem die Formteile aus dem Gefäß entfernt worden sind, wird der ausgeformte Behälter von den Formen abgenommen. Sollen Bögen oder Folien hergestellt werden, dann kann die Mischung aus dem Herstellungsgefäß auf ein langes Sieb geleitet werden, so wie dies in der Papierindustrie geschieht. Danach können Produkte mit bestimmten Formen erhalten werden, wenn die Folien so leicht verpreßt werden, daß die Hohlkörper nicht zerbrachen werden. Nach der Foüenbildung werden die Produkte entwässert und getrocknet und dann auf einer Temperatur gehalten, die ein Schmelzen

_M der thermoplastischen Harzfasern gestattet, worauf eine Verfestigung erfolgt. Auf diese Weise ist es möglich, leichte geformte Gegenstände mit einer Gasdurchlässigkeit sowie einer großen mechanischen Festigkeit zu erhalten. Während des Schmelzens und Verfestigens kann auch eine Vakuumverformung oder ein Verpressen durchgeführt werden.

Gemäß eintr zwtiten Ausführungsform, wie sie in Beispiel 6 beschrieben wird, wird Wasserdampf durch

den Gegenstand geschickt, der sich in Kontakt mit dem Sieb befindet. Dieses Verfahren ist auch auf Zubereitungen anwendbar, die sich von den beschriebenen unterscheiden.

Durch diese Ausführungsform wird eine Methode zur Herstellung von Faserformlingen zur Verfügung gestellt. Sie besteht darin, daB eine faserbildende Schicht durch Saugen auf der Oberfläche einer porösen Ausformungsform gebildet wird, die in eine Faseraufschlämmung eintaucht, welche kleine Hohlkörper enthält. Dann wird die Form von der Aufschlämmungs flüssigkeit getrennt und in eine poröse Form eingeführt, die als Matrize dient. Wasserdampf wird aus einer Form ausgeblasen und durch die andere Form aufgesaugt, so daß Wasserdampf durch die faserbildende Schicht hindurchgeht.

F.ine Faseraufschlämmung, die kleine Hohlkörper enthält, wird erfindungsgemäß als Rohmaterial verwendet. Fs können entweder organische otkt HfioigaiiisL-iic Fasern verwendet werden, wobei es jedoch am zweckmäßigsten ist. eine Mischung aus thermoplastischen Harzfasern und anderen Fasern oder eine Mischung aus zwei oder mehreren Typen von thermoplastischen Harzfasern mit verschiedenen Schmelzpunkten einzusetzen.

Bei der Folien- oder Blattbildung werden poröse Matrizen oder Patrizen. die mit den Formen der gewünschten Faserformlinge übereinstimmen, verwendet- Die Rückseite der Form wird mit einem Vakuumsystem verbunden, damit eine Saugwirkung aufrechterhalten wird. Wird die Form in die Aufschlämmung eingetaucht und gesaugt, dann wird eine faserbildende Schicht auf der Oberfläche der Form abgeschieden. Die Form wird aus der Aufschlämmung herausgezogen, worauf eine poröse Form, die in einer Matrizen-Patrizen-Beziehung zu der Form steht, aufgesetzt wird. Diese Methode kann in der Aufschlämmung durchgeführt werden, wobei es jedoch am zweckmäßigsten ist. sie dann anzuwenden, nachdem die Form entfernt worden ist. Ein leichtes Pressen kann gleichzeitig durchgeführt werden, so daß die Hohlkörper nicht zerbrochen werden. Wird in diesem Zustand Wasserdampf von einer der Formen eingeblasen und von der anderen aufgesaugt, dann strömt der Wasserdampf durch die faserbildende Schicht, so daß die Hauptmenge der Feuchtigkeit in der faserbildenden Schicht entfernt wird. Dadurch wird der Feuchtigkeitsgehalt merklich herabgesetzt. Es ist möglich, ein sich auf hoher Temperatur befindliches Gas. wie beispielsweise Lufi. zusammen mit dem Wasserdampf zu verwenden, durch das Gas a;iein wird jedoch nicht viel Feuchtigkeit entfernt, so daß die Bearbeitungszeit für ein Hochgeschwindigkeitsausformen zu lang ist. Wird Wasserdampf verwendet, dann ist dieser nach nur wenigen Sekunden wirksam, so daß keine Herabsetzung der Ausformungsgeschwindigkeit erfolgt.

Die auf diese Weise erhaltenen Formlinge werden durch den Druck sowie durch die dehydratisierende Wirkung, die dann auftritt, wenn Wasserdampf durchgeblasen wird, versteift. Sie können selbst stehen und lassen sich leicht zur Durchführung der Nachbehandlungen handhaben.

Diese Verbesserung kommt besonders bei der Ausformung von dickwandigen Formungen zur Geltung, jedoch werden auch deshalb günstige Wirkungen bei der Durchführung dieser Methode erhalten, weil der Wasserdampf leicht als Folge des Einsatzes der kleinen Hohlköroer durchströmen kann. Bestünden die dickwandigen Produkte nur aus den Fasern allein, dann wäre es für den Wasserdampf schwierig, hindurchzuströmen oder eine Saugwirkung einzustellen, w daß das erfindungsgemäße Verfahren nicht funktionieren würde.

Die auf diese Weise gebildeten Formlinge mit niedrigem Feuchtigkeitsgehalt werden mittels eines Heißlufttrockners oder dergleichen getrocknet. Werden thermoplastische Harzfasern verwendet, dann ist es möglich, feste Bindungen durch Erhitzen auf eine Temperatur zu erzielen, die höher ist als der Schmelzpunkt der Fasern, so daß gasdurchlässige Formlinge mit hervorragender mechanischer Festigkeit erhalten werden.

Betrachtet man die allgemeine Methode zur Herstellung von Gegenständen aus der erfindungsgemäßen Zubereitung (wobei diese allgemeine Methode durch eine oder durch beide der vorstehend beschriebenen

verbesser

daß die Zubereitung besonders geeignet ist zur Herstellung von gasdurchlässigen Gegenständen nach dem Naßverformen. Beim Naßvcrformen wird eine fließfähige Aufschlämmung, die aus der Zubereitung und einer Flüssigkeit, wie Wasser, hergestellt wird, auf eine Oberfläche, beispielsweise ein Sieb, aufgebracht, die es ermöglicht, daß überschüssige Flüssigkeit aus der Zubereitung entfernt werden kann. Die Zubereitung, die kompiliert werden kann, paßt sich der Form des Siebes unter Ausbildung des gewünschten Produktes an. Beispielsweise kann das Sieb ein Teil einer Form zur Herstellung eines geformten Gegenstandes, wie beispielsweise eines Behälters, sein. Die Entfernung von Flüssigkeit aus der Zubereitung kann dadurch erleichtert werden, daß Wasserdampf durch die Zubereitung geschickt wird, während sie sich in der Form befindet. Das Produkt wird dann von dem Sieb (Form) entfernt und getrocknet. Nach dem Trocknen wird das Produkt auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunkte¹- der thermoplastischen Fasern, jedoch auf einen Wert unterhalb der Temperatur erhitzt, bei welcher sich das in Form von Einzelteilchen vorliegende Material oder die anderen Fasern zersetzen oder schmelzen. Auf diese Weise verbinden die thermoplastischen Fasern die Komponenten der Zubereitung.

Ein wichtiges Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das geformte Produkt eine Strukturintegrität von dem Zeitpunkt an besitzt, an welchem es aus der Form entnommen wird, so daß es seine anfängliche Form beibehält, auch wenn es erhitzt wird, sofern keine äußere Kraft einwirkt. Wird der Gegenstand jedoch erhitzt, dann kann er gegebenenfalls einem zweiten Ausformen, beispielsweise einem Vakuumformen, einem mittels eines Stempels unterstützten Formen oder einem Dmekausformen. unterzogen werden. Beispielsweise kann eine Schale in der Weise hergestellt werden, daß eine flache Folie, die auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes der thermoplastischen Fasern erhitzt wird, unter Druck verformt wird.

Zur Herstellung der Aufschlämmung ist es im allgemeinen zweckmäßig, zuerst die Fasern in Wasser zu dispergieren und dann das in Form von Einzelteilchen vorliegende Material zuzusetzen, gewöhnlich mit weiterem Wasser. Ist das in Form von Einzelteilchen vorliegende Material zerbrechlich, dann kann ein Brechen dadurch vermieden werden, daß das Material kontinuierlich einem kontinuierlichen Strom der Faseraufschlämmung zugegeben wird. Beispielsweise kann die Faseraufschlänmung in einem Gefäß unter einer

hohen Scherwirkung hergestellt und dann mittels eines offenen Troges einem Gefäß zugeführt werden, in dem eine geringe Scherwirkung einwirkt, wobei das in Form von Einzelteilchen vorliegende Material in der Weise zugegeben wird, daß es kontinuierlich in den Trog, durch den die Aufschlämmung fließt, fallen gelassen wird.

Das Endprodukt ist leicht und besitzt eine ausgezeichnete Gasdurchlässigkeit, ein hervorragendes Fliissigkeitshaltevermögen, eine gute Dimensionstabilität sowie eine hervorragende Widerstandsfähigkeit gegenüber Wasser und Abrieb. Ferner zeichnet es sich durch eine sehr gute Isolationsfähigkeit, SchallaDsorptionsvermögen und Härte aus. Die Oberfläche ist relativ rauh und ähnelt einem porösen Porzellan oder gebranntem Ton.

Eine besonders wichtige Anwendung der Erfindung ist das Ausformen von geformten Gegenständen mit relativ dicken Wänden (beispielsweise wenigstens I mm bis /υ 10 mm oder darüber), wie beispielsweise von Pflanzen- oder Nahrungsmittelbehältern sowie anderen Behältern. Andere Produkte, wie nahtlose Rohre, können ebenfalls hergestellt werden.

Die Gasdurchlässigkeit ist ein besonders wichtiges Merkmal der erfindungsgemäßen Produkte. In bevorzugten Fällen entspricht die Gasdurchlässigkeit einer Porosität zwischen ungefähr I und 3000 Sekunden, gemessen gemäß dem lapanese Industrial Standard P-8II7 entsprechend dem TAPPI-Standard 460 OS-68 (G arley-Methode).

Im Falle von Pflanzenbehältern liegt die Porosität vor7ugsweise zwischen ungefähr 4 und 400 Sekunden. Die Porosität kann dadurch gesteuert werden, daß die Mengenverhältnisse der Komponenten, die Wanc.dicke. die Komptaktierung während der Ausformung sowie die Wärmebindebedingungen entsprechend ausgewählt werden.

Beispiel I

Eine Aufschlämmung (Canadian Standard-Entwässerungsneigung 600) wird aus 600 g Polyäthylenfasern mit hydrophilen Eigenschaften (mittlere Länge 2 mm. mittlerer Durchmesser 100 μ). 200 g Asbestfasern

(Fineflex Nr. 5100, Nippon Asbestos K. K.) mit einem scheinbaren spezifischen Gewicht von 0,1, einer mittleren Länge von 6 bis 20 mm und einem mittleren Durchmesser von 8 μ und 40 I Wasser hergestellt. Dann werden 200 g Silaskügelchen (scheinbares spezifisches Gewicht 0,06 und Teilchendurchmesser 600 bis 1200 μ), 400 g rotes Oxyd sowie 60 I Wasser zur Herstellung der Rohmaterialschlämmung zugesetzt. Aus dieser Aufschlämmung werden Näpfe nach der Folienverformungsmethode hergestellt. Sie werden bei 80" C getrocknet und dann während einer Zeitspanne in einem Ofen bei einer Temperatur von 170°C behandelt. Näpfe, welche nichtglasierten Töpfereiwaren ähnlich sind, mit einer harten und rauhen Oberfläche werden erhalten. Die Näpfe wiegen 80 g. Der obere Durchmesser beträgt 110 mm, der untere Durchmesser 80 mm. die Wanddicke 6 mm und das spezifische Gewicht 0,3. Die Garley-Gasdurchlässigkeit wird zu 80 Sekunden ermittelt.

Beispiel 2

Eine Aufschlämmung (Canadian Standard-Entwässerungsneigung 600) wird aus 6 kg Polyäthylenfasern mit hydrophilen Eigenschaften (mittlere Länge 2 mm, mittlerer Durchmesser 100 μ). 2 kg Glasfasern (hergestellt von der Asahi Fiberglass Co. mit einer mittleren Länge von 3 bis 5 mm und einem mittleren Durchmesser von 10 μ) sowie 4001 Wasser unter Verwendung eines Hydropulpers hergestellt. Dann werden 2 kg Mikrokü-

jo gelchen (spezifisches Gewicht 1,8 und mittlerer Teilchendurchmesser 450 μ) sowie 6001 Wasser zur Herstellung der Rohmaterialaufschlämmung zugesetzt. Ein Karton mit einem Basisgewicht von 800 g/m- wird aus dieser Aufschlämmung hegestellt, wobei eine Rundsiebblattformmaschine für Testzwecke eingesetzt wird. Der Karton wird bei 80" C getrocknet. Dann wird er einer Wärmebehandlung während einer Zeitspanne von 5 Minuten bei 170°C in einem Ofen unterzogen und in einer Kühlpresse auf eine Dicke von 3 mm gebracht.

Die dabei erhaltenen Kartons besitzen ein spezifisches Gewicht von 0.30, eine Biegefestigkeit von 100 kg/cm², eine Zugfestigkeit von 40 kg/cm² sowie eine Garley Gasdurchlässigkeit von 120 Sekunden.

Claims (3)

Patentansprüche;

1. Zubereitung zur Herstellung von gasdurchlässigen Gegenständen, bestehend aus

1. thermoplastischen Fasern in einer Menge von 20 bis 80 Gew.-% der Zubereitung mit Längen zwischen 0,5 und 50 mm und Durchmessern zwischen 5 und 200 μ,

2. anorganischen Fasern, die bis zu 10Gew.-% organische Fasern enthalten und nicht schmelzbar sind oder einen Schmelzpunkt oberhalb des Schmelzpunktes der thermoplastischen Fasern (1) aufweisen, wobei die Menge der anorganischen Fasern 10 bis 75 Gew.-% der Zubereitung ausmacht, sowie

3. einem üblichen porösen Zuschlagstoff in Form von Einzelteilchen mit geringer Dichte in einer Menge von 5 bis 50 Gew.-Teilen in bezug auf die Zubereitung.