DE559202C - Verfahren zur Herstellung von mit Schwefel impraegnierten Zellstoffmassen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von mit Schwefel imprägnierten Zellstoffmassen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mit Schwefel imprägnierten Zellstoffmassen. Der Wert derartiger Kunstmassen hängt wesentlich von ihrer Härte, Festigkeit, Undurchdringlichkeit, Widerstandsfähigkeit und elektrischen Isolierfähigkeit sowie davon ab, daß sie gut bearbeitungsfähig sind. Um ihnen diese Eigenschaften zu geben, muß ihr Schwefelgehalt hoch sein und etwa dem Gewicht nach das Doppelte des Gehalts an Zellstoff betragen.
• Bei Verwendung von reinem Schwefel für solche Zwecke ergibt sich der -Nachteil, daß die entstehenden Massen offenbar zufolge der Umwandlungen des Schwefels im festen Zustande eine außerordentliche Brüchigkeit und geringe Widerstandsfähigkeit aufweisen, so daß eine mechanische Bearbeitung nicht in Frage kommt. Es wurde nun gefunden, daß eine erhebliche Steigerung der Festigkeit und Härte sowie die Möglichkeit einer mechanischen Bearbeitung dann erzielt wird, wenn zur Imprägnierung Schwefel verwendet wird, der bis zu 1o °(o eines mehrkernigen aromatischen Körpers enthält. Bei der Imprägnierung von vorgeformten Zellstoffmassen ist es vorteilhaft, den Gegenstand nach erfolgter Imprägnierung bei Atmosphärendruck bei einer Temperatur aus dem Schwefelbad zu entfernen, die höher als'r2o bis i25° liegt. Man erreicht hierdurch, daß der an der Oberfläche anhaftende überschüssige Schwefel nach Entfernung aus dem Bade beim Durchschreiten des genannten Temperaturintervalls, in welchem das Fluiditätsmaximum des Schwefels liegt, in die Fasern eingezogen wird. Als besonders geeignete mehrkernige aromatische Körper erwiesen sich die folgenden: Naphthalin, Diphenyl, Diphenylmethan, Benzyläther, Dibenzylketon, Flugren, Carbazol, Naphthole, Naphthylamine, Tetrahydronaphthaline, Monochlornaphthaline, Dichlornaphthaline, Trichlornaphthaline, Tetrachlornaphthaline, Pentachlornaphthaline und Chinoline. Es ist dabei nicht unerläßlich, daß die betreffenden Stoffe in geschmolzenem Schwefel leicht lösbar sind; vielmefir haben sich auch schwerer lösbare Stoffe mit mehr als zwei cyclischen Kernen als gut brauchbar erwiesen, z. B. Anthracen, Triphenylmethan und besonders Triphenylphosphat, das noch den Vorteil des geringen Preises bietet. Naphthalin bietet den Vorteil, daß es praktisch in jedem Verhältnis mit geschmolzenem Schwefel mischbar ist. Eine weitgehende Ausnutzung dieses Vorteils würde aber in Widerspruch mit dem Erfindungszweck stehen, der die Einverleibung einer großen Schwefelmenge verlangt, wovon die wertvollen Eigenschaften der Kunstmasse abhängen. Das Naphthalin darf im wesentlichen nur als Zusatz zum Schwefel, nicht aber als Imprägnierungsmittel selbst dienen, weil durch einen größeren Zusatz die Eigenschaften des Materials verschlechtert und besonders seine Unveränderlichkeit im Gebrauch verringert wird. Dies hängt damit zusammen, daß 'das Naphthalin im Laufe der Zeit verdunstet, so daß das Material Einbuße an Undurchdringlichkeit erleidet. Durch die Beschränkung des Zusatzes auf unter io °/o unterscheidet sich die Erfindung von einem vorbekannten Verfahren zur Herstellung von Kunstmassen aus imprägnierter Papiermasse unter Verwendung eines Gemisches von 6o Teilen Schwefel und 4.o Teilen Naphthalin. Es war nicht vorauszusehen, daß schon ein Zusatz bis zu io % eines aromatischen mehrkernigen Körpers auch eine leichte Durchdringung der Zellstoffmasse und eine vollkommene Strukturveränderung des Schwefels herbeiführen würde. Bei Verwendung verschiedener anderer obengenannter Verbindungen kann man die Zusatzmenge sehr gering halten, z. B. bei Anthracen und Carbazol auf etwa 1 °/o bemessen. Die Geschwindigkeit der Durchdringung der Zellstoffmasse mit dem geschmolzenen Schwefel ist bei Anwendung größerer Mengen leicht löslicher Zusätze, z. B. Naphthalin und Diphenyl, größer als mit geringeren Mengen der stärker wirksamen; letztere haben aber den Vorteil, daß sie praktisch geruchlos und nicht flüchtig sind.
• Die Erfindung ist nicht auf solche Fälle beschränkt, wo ein vorgeformter Zellstoffkörper, z. B. Pappe, mit Schwefel imprägniert werden soll, sondern macht sich auch bemerkbar, wenn trockene Papierfasern mit einer Schwefelschmelze zusammengebracht und mit ihr, gemischt werden und wenn die Formgebung nachträglich unter Pressung bei erhöhter Temperatur erfolgt.
• Zur Imprägnierung von Gegenständen aus Papiermache kann z. B. folgendes Verfahren dienen: Zunächst wird Schwefel in einem Kessel geschmolzen und auf einer Temperatur von 13o° gehalten. Nunmehr fügt man z. B. 5 % Naphthalin hinzu und hält die Masse so lange flüssig, bis sich eine homogene Schmelze gebildet hat. Diese Operation wird vorteilhaft zwischen i2o und 13o° vorgenommen.
• Vor der Imprägnierung wird die betreffende Zellstoffmasse zweckmäßig z. B. auf 7o bis 8o° eine Stunde lang vorgewärmt. Hierdurch wird die Feuchtigkeit und ein großer Teil der Luft aus den Poren ausgetrieben. Nunmehr kann der Gegenstand in die Schmelze eingetaucht werden. Die Fasern werden benetzt, und nach kurzer Zeit hat eine vollständige Imprägnierung stattgefunden. Bei kleineren Gegenständen erfolgt die Imprägnierung in 15 Minuten oder noch darunter. Die Zeitdauer hängt etwas von der Art des Zellstoffes, der Menge des Zusatzes und der Imprägnierungstemperatur ab. Die größte Durchdringungsgeschwindigkeit erzielt man offenbar bei der Temperatur der größten Fluidität des geschmolzenen Schwefels, nämlich zwischen i2o und r25°; für manche Zwecke ist es jedoch wünschenswert, die Imprägnierung bei etwas höherer Temperatur, z. B. 13o bis i35°, vorzunehmen. Die Anwendung etwas höherer Temperaturen unterstützt die Erwärmung des eingetauchten Gegenstandes; man erzielt einen sauber imprägnierten Gegenstand, frei von Tröpfchen oder überschüssigem Schwefel auf der Oberfläche. Eine Erklärung für diese Tatsache dürfte darin gesucht werden, daß der Gegenstand nach Entfernung aus dem Bade abkühlt und bei dieser Abkühlung die Temperatur der größten Durchdringungsfähigkeit durchläuft, so daß ein an der Oberfläche hängender Überschuß von Schwefel vom Innern des Gegenstandes absorbiert wird.
• Wenn die Imprägnierung bei tieferer Temperatur vorgenommen werden soll, ist es erwünscht, die Temperatur des Gegenstandes kurz vor oder nach Entfernung desselben aus dem Bade auf 130 bis 135° zu steigern. Auf diese Art findet eine Imprägnierung bei der gewünschten tieferen Temparatur statt, während der Gegenstand nach der Entfernung aus dem Bade auf eine Temperatur gebracht wird, die höher ist als jene der höchsten Durchdringungsfähigkeit.
• Soll nur eine teilweise Imprägnierung oder eine oberflächliche Härtung vorgenommen werden; so erzielt man diese durch Aufsprühen mit Imprägniermasse oder Eintauchen des Gegenstandes in das Imprägnierbad und Wiederherausziehen desselben, bevor eine erhebliche Eindringung stattgefunden hat. Der Gegenstand kann dann in einem Ofen auf 125 bis 14.5° erhitzt werden, so daß die anhängende Schwefelschicht eindringen kann.
• Durch vorstehendes Verfahren können die Gegenstände mit einer großen Menge Schwefel imprägniert werden. Gegenstände aus Papiermache können z. B. das Drei- bis Fünffache ihres Gewichts aufnehmen. Unmittelbar nach der Entfernung der Gegenstände aus dem Bade können diese geschnitten oder anderweitig geformt werden, etwa. wie harter Käse. Später jedoch werden sie hart, fest und starr und können leicht mit der Maschine bearbeitet werden. Sie lassen sich polieren und sind Nichtleiter der Elektrizität. Die natürliche Farbe der Gegenstände variiert vom nahezu reinen Weiß über Lederfarbe nach Braun in Abhängigkeit von der Qualität der Zusätze und der Temperatur, auf welche sie erhitzt worden sind. Natürlich können gegebenenfalls geeignete färbende Stoffe verwendet werden.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von mit Schwefel imprägnierten Zellstoffmassen, gekennzeichnet durch die Verwendung von Schwefel, der bis zu io °/o eines mehrkernigen aromatischen Körpers enthält.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß nach erfolgter Imprägnierung bei Atmosphärendruck der Gegenstand bei einer Temperatur aus dem Imprägnierbad entfernt wird, die höher als i2o bis i25° liegt.