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Klar auftrocknender Lack zur Herstellung von luftfeuchtigkeitundurchlässigen
Überzügen Es ist bekannt, Überzüge aus Cellulose,-derivaten herzustellen, und zwar
verfährt man gewöhnlich in der Weise, daß die Cullulosederivate in einem flüchtigen
Lösungsmittel gelöst, auf eine Unterlage aufgetragen werden und dann die Lösungsmittel
durch Verdunsten entfernt werden. Man hat auch schon vorgeschlagen, die Cellulosederivate
zu diesem Zweck mit verschiedenartigen Zusatzstoffen, beispielsweise Weichhaltungsmitteln,
Harzen, Fetten, Ölen, Kautschuk, Wachsen, zu versehen, um die Eigenschaften der
Überzüge, insbesondere ihre Wasserbeständigkeit, zu verbessern. Die so erhaltenen
Überzüge sind zwar mehr oder weniger wasserbeständig, genügen aber, wie sich .herausstellte,
noch nicht den Anforderungen der Praxis. Es hat sich gezeigt, daß es nach den :bekannten
Verfahren nicht möglich ist, durchsichtige, biegsame und geschmeidige Überzüge zu
erhalten, die glasklar und gleichzeitig dicht gegen den Durchtritt von Wasser im
gas- . förmigen Aggregatzustand, also gegen den Durchtritt von Luftfeuchtigkeit
'sind. Gerade die Undurchlässigkeit für Luftfeuchtigkeit, die, wie festgestellt
wurde, mit der-Wasserbeständigkeit nicht parallel geht, ist bei der praktischen
Verwendung von glasklar durchsichtigen Überzügen in vielen Fällen von. außerordentlicher
Bedeutung. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Lack, der in ähnlicher
Weise wie die Ceilulosederivate, also vorzugsweise in Form einer Lösung in flüchtigen
Lösungsmitteln zu Überzügen aller Art, verarbeitet werden kann und die Herstellung
solcher Überzüge ermöglicht, die sowohl glasklar, biegsam und geschmeidig als auch
zugleich für Luftfeuchtigkeit 1n weitgehendem Maße undurchlässig sind. Der Lack
.gemäß der Erfindung enthält ein Cellulosederivat, z. B. einen Celluloseester oder
Celluloseäther, als Lackgrundstoff, ein Paraffin von hohem Schmelzpunkt, ein Harz
sowie ein Weidhmachungsmittel. Diese verschiedenen Stoffe sind in einem geeigneten
Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch gelöst. Diese Lösung kann in üblicher Weise
für Lackierungen verwendet werden. Die Lacklösung kann auch zur Herstellung von
Folien verwendet werden. Bei .der Verarbeitung kann es von Vorteil sein, die aufgetragene
Lackmasse einer erhöhten Temperatur, die vorzugsweise annähernd gleich oder höher
ist als der Erweichungspunkt des verwendeten Paraffins, auszusetzen und sie, gegebenenfalls
nach Entfernung des Lösungsmittels, noch mit warmer, feuchter Luft oder mit Wasserdampf
zu behandeln.
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Als Lackgrundstoff verwendet man, wie gesagt, Celluloseester oder
-äther, wie beispielsweise
Nitrocellulose, doch können auch Celluloseacetat
oder Äthylcellulose verwendet werden. Das verwendete Cellulosederivat kann so gewählt
werden, daß es eine Lösung i von gringer Viscosität ergibt, weil man so mit einer
höher konzentrierten Lösung arbeiten kann.
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Als Harze kommen z. B. Dammarharze, Mastix oder Kopale in Frage, und
zwar entweder allein oder in Verbindung miteinander. Außer natürlichen Harzen können
auch künstliche Harze verwendet werden. Die Anwesenheit dieser Harze hat in erster
Linie den Zweck,.eine klare Kombination und Bindung des Paraffins mit dem Lackgrundstoff
nach Verdunsten des Lösungsmittels zu bewirken. In dieser Richtung wirkt auch das
in den Lacken erhaltene Weichmachungsmittel.
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Als Weichmachungsmittel werden hochsiedende, vorzugsweise geruchlose
Stoffe einzeln oder gemischt miteinander verwendet. Gute Resultate werden mit Trikresylphosphat,
Triphenylphosphat, Diamylphthalat, Di@butylphthalat oder Rizinusöl erzielt.
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Die neuen Lacke besitzen nicht nur eine bestimmte qualitative Zusammensetzung;
es ist auch wesentlich, daß das Mengenverhältnis der einzelnen Bestandteile richtig
gewählt wird. Das Hartparaffin soll in Mengen von 2 bis 6% der im trockenen Lackfilm
verbleibenden Stoffe verwendet werden. Die übrigen Bestandteile werden in solcher
Menge angewendet, daß beim Auftrocknen des Lackes ein glasklares Produkt entsteht.
Die Mischungsverhä,ltn:isse der nicht flüchtigen Bestandteile des Lackes bewegen
sich in fölgenden Grenzen: Cellulosederivat 30 bis fio Teile; Harz
30 his 6o Teile, Hartparaffin 2 Iris 6 -Teile, Weidhmachungsmittel 5 bis
3o Teile.
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Die genauen Verhältniszahlen der verschiedenen Bestandteile ändern
sich je nach den gewünschten Eigenschaften des Endproduktes und dem besonderen Verwendungszweck.
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Die Menge des Gellulosederivates richtet sich gewöhnlich nach dem
im jeweiligen Falle verwendeten Harz. Das Gewichtsverhältnis* von Harz zu- Cellulosederivat
kann in den Grenzen von 2 : I bis i : 2 schwanken. Wenn das Verhältnis größer ist
als 2 : I, dann.wird :das entstdhende Produkt brüchig, sofern härteres Harz benutzt
wird. Die günstigsten Verhältnisse liegen bei Verwendung -solcher harten Harze in
den Grenzen zwischen I:1 Und 1:13/4-Die Menge des-verwendeten Harzes hängt
einmal von seiner Natur und- insbesondere seiner vollkommenen Löslichkeit und Fähigkeit,
sich mit dein Hartparaffin zu verbinden, und zum anderen von der Menge des verwendeten
-Ceblulosederivates ab. Das günstigste Mengenverhältnis zwischen Harz und Cellulosederivat
ist bereits oben angegeben worden. Eine zu ,große Menge von hartem Harz im
Verhältnis .zum Cellulosederivat macht das Erzeugnis spröde, wenn es als Überzug
dienen soll. Ein zu .geringer Prozentsatz an Harz kann eine mangelhafte Verbindung
mit dem Paraffin und damit eine Verschleobterung der Glasklanheft und eine erhöhte
Fettigkeit oder Klebrigkeit ergeben.
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Die Menge des Weichmachungamittels hängt hauptsächlich von der Art
.der Cellulosederivate und dem Grad der erwünschten Biegsamkeit oder Geschmeidigkeit
des Erzeugnisses ab. Sie kann zum Teil abhängen von der Menge des Paraffins und
außerdem auch noch .von dem Mengenverhältnis von Harz zum Cellulosederivat. Ist
dieses Mengenverhältnis verhältnismäßig groß, so empfiehlt es sich, eine größere
Menge Weichmachungsmittel zu verwenden, um die durch den verhältnismäßig hohen Gehalt
an Harz verursachte Sprödigkeit zu beseitigen. Weiter hängt der Grad der Feuchtigkeitsundurchlässigkeit
zum Teil auch von dem Mengenverhältnis zwischen Paraffin und Weichmaohungsmittel
ab. Infolgedessen bestimmt dieses Mengenverhältnis zum Teil auch den Prozentsatz
des verwendeten Weichmachungsmittels. Das Mengenverhältnis zwischen diesem und Paraffin
kann in den Grenzen zwischen I : I und q. : I schwanken, ohne daß hierdurch die
Erzielung eines feuchtigkeitsfesten Erzeugnisses in Frage gestellt wird.
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Die Gewichte von Cellulosederivat und Harz .zusammen sind in der Regel
um ein Mehrfaches größer als die Summe der Gewichte von Paraffin und Weichmachungsmittel.
Das Verhältnis der Summe der Gewichte von Cellulosederivaten und Harz zu der Summe
der Gewichte von Paraffin und Weichmachungsmittel .kann in den Grenzen zwischen
etwa 2,3 : I und io : I schwanken, doch wurde als bestes, das Verhältnis von q.:
I bis 8 : I befunden. Ist das Verhältnis niedriger -als z,3.: I, so wird die Überzugsschieht
entweder klebrig infolge des hohen Prozentgehaltes an Weichmachungsmitteln oder
opak und fettig wegen des hohen Prozentgehaltes an Paraffin. Ist das Verhältnis
des Gewichtes von Harz und Cellulosederivat zu dem von Weichrnachungsmitteln und
Paraffin größer als io : I, so neigt die Überrzugsschicht gewöhnlich zum Brechen
wegen des geringen Gehaltes an Weichmachungsmitteln oder der verhältnismäßig großen
Menge an Harz, oder der Überzug weist nur einen sehr geringen Grad von Feuchtigkeitsundurchlässigkeit
wegen des geringen Gehaltes an Paraffin auf.
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In den nachstehenden Ausführungsbeispielen
sind einige
beson#ders'gute Mischungsverhältnisse angegeben. Dabei sind -als .feste Bestandteile
diejenigen Stoffe anzusehen, die in einem Lösungsmittel zum .Zweck der Herstellung
des Enderzeugnisses gelöst werden. Wenn das Weichmachungsmittel auch flüssig sein
kann, so, soll es doch nicht flüchtig sein, und-es verbleibt daher auch nach dein
Trocknen in dem:- Überzug, weshalb die.- Weichmachungsmittel hier auch als feste
filmgebende Bestandteile aufgeführt sind:
| - Beispiel i |
| Gewichtsprozente |
| (bezogen auf das |
| Feste Bestandteile Gesamtgewicht der |
| festen Bestandteile) |
| Nitrocellulose . . . . . . . . . . . 52 |
| Esterharz............... 35 |
| Dibutylphthalat......... 8,7 |
| Hartparaffin . . . . . . : . . . . . - 4,3 |
| ' Beispiel-2 |
| Nitrocellulose ........... 50 |
| Dammarharz............. 34- |
| Trikresylphosphat..:.... 12 |
| Hartparaffin ... . . . . . . . .. - 4 |
| 4 |
Die Masse wird dadurch,hergestellt, daß die Bestandteile in der dem jeweiligen Gebrauchszweck
entsprechenden. Menge zusammengemischt werden. Die Mischung wird dann gelöst, wobei
vorzugsweise eines der bekannten organischen, leicht flüchtigen und deshalb rasch
verdampfenden Lösungsmittel verwendet wird. Die Wahl des öder der jeweils zu verwendenden
Lösungsmittel wird bestimmt durch die Natur -und .die prozentualen Mengen der festen
Bestandteile. Das Lösungsmittelgemisch muß so beschaffen sein, daß es sämtliiche
festen Bestandteile in homogener Lösung zu halten vermag, so daß es die Bilddung
eines homogenen, klaren Films oder Überzugs -ermöglicht.
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Inder Regel ist es notwendig, bis zu 5o Gewichtsprozent und darüber
an Lösungsmitteln für Paraffin anzuwenden, um -es während des Trocknungsprozesses
des Überzuges in Lösung zu halten. Es wird daher sowie auch aus-wirtschaftlichen
Gründen im allgemeinen ein verhältnismäßig -geringer Prozentsatz von Lösungsmitteln
mittleren Siedepunktes - für Nitröcellulose verwendet. - Venvendet man solche Lösungsmittel
in einem. Verhältnis von etwa i011% vom Gewicht der gesamten L6= sungsmittel, so
wird ein allzu rasches Trocknen des Überzuges und damit eine Abkühlung der umgebenden
Atmosphäre und ein Niederschlagen von Wasserdampf auf das Material vermieden. Der
Überzug wird dann vorteilhaft mit warmer Luft von nicht mehr als 9o bis iooo -getrocknet.
Zweckmäßig- wird die Temperatur der Luft über dem Schmelzpunkt des Paraffins gehalten
und dadurch eine Abscheidung oder ein Auskristallisieren während des. Trocknungaprozesses
verhindert. Es empfiehlt sich weiter, Luft von niedrigem Feuchtigkeitsgehalt beim
Verdampfen der-Lösungsmittel zü verwenden. Hierdurch kann die. zum Trocknen erforderliche
Zeit erheblich verkürzt werden. Nach dem Trocknen wird das Produkt zweckmäßig kurze
Zeit der Einwirkung vori' Hitze, und zwar zweckmäßig feuchter Hitze, z. B. Dampf,
unterworfen, um auch die letzten Spuren von Lösungsmitteln gründlich zu entfernen
und damit das Endprodukt vollkommen geruchlos zu' m_ achen.
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Wenn auch die einzelnen Lösungsmittel j e nach -der besonderen Mischung
ausgewählt werden müssen, so haben sich für die oben angegebenen Beispielefolgendehösungsmittelmischungen
als zweckmäßig erwiesen:
| Beigp-iel i |
| Gewichtsprozente |
| (bezogen auf das |
| . Lösungsmittel Gesamtvolumen |
| - der Lösungsmittel) |
| Alkohol ........:.... .. 25 |
| Äther.................. 43 |
| fioluol ................. 18 |
| Äthylacetat............. 14 |
| -Beispiel 2 |
| Äthylacetat.'. . . . . . . . . . . . 62 |
| Toluol . . . : . . . . . . . . . . . . 27 |
| Alkohol.....:......... g |
| Butylacetat............ 2 |
Die in der vorbeschriebenen Weise hergestellten Lacke -sind zum Überziehen von Materialien
aller Artgeeignet.
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Die Feuchtigkeitsundurchlässigkeit der mit diesen Lacken erhaltenen
Überzüge_ist allen bekannten Produkten dieser Art überlegen und ist etwa dreimal
so groß wie die eines Wachspapiers und mindestens siebenmal so groß, in den meisten
Fällen um ein Vielfaches höher und in manchen Fällen sogar bis hundertmal - so groß
wie,. Überzüge gleicher Dicke, die mit Hilfe bekannter Celluloseesterlacke, die
die beanspruchte Beimischung von Paraffin nicht -aufweisen, hergestellt sind.
Dabei
können die mit Hilfe dieser Massen hergestellten Überzüge außerordentlich dünn sein.
Bereits eine Schichtdicke von o,ooi mm his 0,0025 inni ist zur Erzielung
der gewünschten Feuchtigkeitsundurchlässigkeit ausreichend. Natürlich kann auch
eine größere Schichtdicke gewählt werden, und die Schicht kann beim Überziehen nach
Wahl ein- oder doppelseitig aufgebracht werden. Natürlich wächst die Feuchtigkeitsundurchlässigkeit
mit der Dicke des Überzuges.
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Die neuartigen Lacke können für die verschiedensten Zwecke Verwendung
finden. Beispielsweise kann.,die Lösung dazu benutzt «erden. um Stoffe, wie Papier,
Leder und Tcxtilieii. feuchtigkeitsfest zu machen. Des weiteren kann sie auf Metalle
aufgetragen werden, um sie gegen Rost zu schützen. Sie kann ferner als wasserfester
Anstrich für Kanus und andere Boote Verwendung finden, und das mit weit besseren
Ergebnissen als bei .Anwendung anderer bekannter Lacke. Auch wurde gefunden, dati
es möglich ist, mit der Lösung Einzelfasern von Baumwolle, Kunstseide usw. zu imprägnieren,
um diese feuchtigkeitsfest zu machen. Andere Verwendungszwecke ergeben sich für
den Fachmann von Fall zu Fall aus :der Praxis.
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Mit dem Lack gemäß der Erfindung lassen sich Überzüge erzeugen, die
allen Anforderungen der Praxis hinsichtlich Feuchtigkeitsfestigkeit, Biegsamkeit,
"Zerreißfestigkeit, Durchsichtigkeit, Farh- und Geruchlosigkeit entsprechen. Außerdem
haften die Lacke auf beliebigen. Oberflächen sehr fest. Sie können in sehr dünnen
Schichten aufgetragen werden und schützen dann den Gegenstand, der mit ihnen überzogen
worden ist, ohne dabei dessen Farbe und Aussehen zu beeinträchtigen. Andererseits
kann man.die Lacke auch mit einem geeigneten Farbstoff versetzen, wenn man dem Überzug
eine bestimmte Farbe- verleihen will. Da die einzelnen Bestandteile billig und leicht
zugänglich sind, so begegnet die Herstellung des neuen Erzeugnisses keinerlei Schwierigkeiten.
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Es sind zwar bereits Lacke bekannt, welche ein Cellulosederivat, ein
Harz; einen wachsartigen Stoff sowie Lösungs- und Weichmachungsmittel enthalten.
Diese Lacke trockneten aber infolge ihrer ungeeigneten Zusammensetzung nicht klar
auf. Außerdem ergaben sie keine Überzüge von derartig hoher Feuchtigkeitsundurchlässigkeit.