DE745026C - Verfahren zur Herstellung von Hohlkoerpern aus faserigem Material fuer Verpackungszwecke - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus faserigem Material für Verpackungszwecke Bei dem Versuche, Eisen und andere Metalle für die Herstellung von Büchsen, Kannen u. dgl. durch nichtmetallische Werkstoffe zu ersetzen, hat man .bisher verschiedene Wege beschritten.
• Man hat beispielsweise für solche Behältnisse, welche wasserfest und luftdicht sein müssen, die bekannten Mischungen von härtbaren Harzen mit Holzmehl u. dgl. verwendet. Der hierbei erforderliche Harzgehalt von wenigstens 45 °% und die aus technischen Gründen notwendige relativ große Wandstärke solcher Gefäße begrenzt jedoch ihre Anwendung aus Gründen wirtschaftlicher Natur. Außerdem ist auch die -Herstellung größerer Gefäße unwirtschaftlich.
• Man hat ferner Aufschwemmungen von Holzschliff, Cellulosefasern usw. in Wasser unter solchen Bedingungen entwässert, daß hierbei Hohlkörper .gebildet werden, welche nach hem Trocknen als Verpackungsgefäße verwendet werden können (Pappgußver fahren und ähnliche). Derartige Gefälle sind zur Verpackung fester, - nichthygroskopischer und nichtflüchtiger Stoffe geeignet, sofern nicht besondere Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beansprüchungen sowie Wasserfestigkeit erforderlich ist. Die Zerreißfestigkeit eines solchen handelsüblichen Materials beträgt nur etwa 4o kg/qcm.
• Durch Lackierung kann man die Wasserfestigkeit solcher Gefäße erhöhen, ebenso durch Tränken mit hartbaren Harzen und Härten in der Wärme. Die mechanischen Eigenschaften werden hierdurch jedoch nicht wesentlich verbessert. Ebenso erhält man :durch Tränken der Pappbehälter mit Lösungen filmbildender Substanzen, z. B. von Celluloseestern, Polyvinylderivaten, Polyacrylsäureestern- usw., und Verdunsten der Lösungsmittel keine brauchbaren Effekte. Zudem ist die Verwendung von organischen Lösungsmitteln für den vorliegenden Z@@-@@c? sehr unwirtschaftlich.
• Man hat bereits dein für die Herstellung von Gebratichsgegenständenbestimmten Faserstoffbrei harzartige Kondensationspro-lukte zugesetzt; die Festigkeitswerte der so-erhiltlichen Formkörper sind jedoch niedrig und für viele Zwecke ungenügend. Auch die Verwendung von Vinyl- und Acrylpolymerisaten bei der Papierherstellung ist bekannt gewesen, aber ohne irgendwelche einzelnen Angaben über den damit verbundenen Zweck oder über die Anwendungsweise. Endlich hat man auch bereits wäßrige Dispersionen von Polystyrol dem Faserstoffbrei im Holländer zugesetzt und das Polymerisat auf den Fasern niedergeschlagen; die so erhältlichen Pappen weisen aber ebenfalls Festigkeitswerte auf, die gerade für Verpackungszwecke in vielen Fällen nicht ausreichen. Es wurde nun gefunden, daß man Hohlkörper von überraschend hoher Festigkeit erhält, wenn man faseriges Material, wie Holzschliff, Cellulose, Baninwollinters, Spinnereiabfälle u. dgl., oder Gemische dieser in Wasser aufschwemmt, mit wäßrigen Dispersionen hochpolymerer Vinylester, Acrylester oder der hochmolekularen Mischpolymerisate dieser Monomeren untereinander oder mit Vinylchlori-d vermischt lind die Koagulation dieser Dispersionen so durchführt, daß die einzelnen Fasern mit einer möglichst gleichmäßigen Schicht des Hochpolymeren überzogen sind. Bei richtiger Durchführung es Koagulationsvorgangs erzielt man eine Pülpe, die sich äußerlich nicht von einer solchen ohne Zusatz von Dispersionen oder Emulsionen synthetischer Hochpolymerer unterscheidet. Auch bei der Verarbeitung dieser Pülpe zu Hohlkörpern sind Besonderheiten nicht zu erkennen; die Entwässerung ist im allgemeinen kaum verzögert. Die Verarbeitung kann also in derselben Weise erfolgen, wie sie bisher schon zur Herstellung von Verpackungsgefäßen üblich ist. Der technische Effekt ist jedoch insofern überraschend, als man selbst bei einem geringen Zusatz wäßriger Dispersionen oder Emulsionen synthetischer Hochpolymerer eine Festigkeit erhält, die unter vergleichbaren Bedingungen das Zehnfache derjenigen betragen kann, welche ohne diese Maßnahme erreicht wird. So braucht die Menge des angewandten synthetischen Hochpolymeren 30"/o v4111 Gewicht des Fasermaterials nicht zu überschreiten, was ein besonders wirtschaftliches Arbeiten gestattet.
• Es wurden bei solchen Pappen aus gewöhnlichem Fichtenholzschliff Zerreißfestigkeiten bis zu 770 1:g/qcm erzielt, also Werte, die über denen von Celluloid liegen. Bei Anwendung - mechanisch hochwertiger Celiulosen, ::. @@ . @: atrünzellstolt, für Kraftpapier oder haurlwolla,bfällen sind noch wesentlich höhere Festigkeiten erreichbar.
• Wichtig für die Erzielung hoher Festigkeit ist folgendes: z. Die Wahl eines geeigneten Fasergutes bestimmten Mahlungsgrades; und zwar ist jener 1lahlungsgrad am günstigsten, der auch für die Bildung von Papier und Pappe ohne Zusatz am günstigsten ist.
• 2. Die Anwendung solcher Eilittlsionen oller Dispersionen synthetischer Hochpolymerer, die beim Verdunsten ges Fassera, gegebenenfalls nach Erwärmung, elastische Schichten bilden, z. B. wäßrige Emulsionen des Pol *--vinvlacetats, Polyvinvlchiorids, Polyacrv-lsäureinethylesters, Polyacrylsäureäthylesters, der Mischpolvinerisate aus Vinvlchlorid und Vinvlacetat, Vinylchlorid und y Acrvlsäureinethylester, V inylacetat uild Acrylsäurebutylester, Vinylchlorid und Butoxvessigsäurev inylester, sowie von Gemischen dieser. Zur Erzieluilg größerer Biegsamkeit können den Emulsionen auch GV eichmachungsinittel zugesetzt werden; die wasserabstoßeildeWirkung der fertigen Formlin- kann durch Einemulgieren von organischen Lösungsmitteln in die wäßrigen Dispersionen der Hochpolymeren erhöht werden. In .der gleichen Richtung wir- c ken Zusätze von zväl.@ri,en Dispersionen von Paraffin und Wachsen. 3. Die Verteillzilg der Dispersionen oder Emulsionen in der wäßrigen Faseraufschwenimung muß gleichmäßig sein, und, die Fällung der feinverteilten Hochpolymeren auf die Fasern soll in einer Pülpe erfolgen, deren Konzentration zweckmäßig 6°% nicht übersteigt. Zur Fällung können synthetische oder natürliche-Gerbstoffe bzw. deren Extrakte verwendet werden sowie anorganische Salze. wie Alauil, Aluminiumsulfat usw., oder Gemische von Gerbstoffen mit anorganischen Salzen.
• d.. Der Vorgang der Hohlkörperbildung ist so zu leiten, daß eine gute Verfilzung der Fasern erfolgt. Dies erreicht man durch weitere Verdünnung der Pülpe mit Wasser bis zu einer Stoü'konz,entration von o,q.oö. Meist ist es für die mechanischen Eigenschaften vorteilhaft, die zugesetzten Mengen von Polymeren so klein zu halten, daß ein zwar vollständiger, aber möglichst dünner Film auf den Fasern sich bildet.
• 5. Die Festigkeit der Hohlkörper wird gesteigert, wenn man sie in noch feuchtem Zustand hohem Druck aussetzt; eine weitere Steigerung der Festigkeit tritt ein, wenn man die Pressung im trockenen Zustand bei erhöhter Temperatur vornimmt, vor allem aber. wenn plan die feucht vorgepreßten Formlinge trocknet und einer heißen \ achpressung unterwirft. Beisspiel z 2 kg handelsüblicher Fichtenholzschliff finit 50'/o Wassergehalt (= i kg trocken) werden in io 1 Wasser eingeweicht und in einem Überwurfholländer von 301 Fassungsvermögen eingetragen. Der Holländer ist mit 141 Wasser beschickt. Man mischt mit einer Tourenzahl von 16o Trommelumdrehungen je Minute, und zwar, unter Abrücken der Wasserwalze vom Grundwerk, da eine weitere Zerkleinerung des an sich schon @ kurzfas-erigen Holzschliffs nicht erwünscht ist. Die Stoffkonzentration beträgt etwa 40%.
• Nach zweistündigerMischung iinHalländer ist eine gleichmäßige Pülpe entstanden. Man überzeugt sich von dem vollständigen Zerschlagen zusammengeballter Teilchen, indem man eine Probe der Pfilpe in einen großen Überschuß von Wasser unter Rühren einträgt. Nun trägt man 400 g einer So 0%igen Polyvinylacetatemulsion, die vorher mit der dreifachen Menge Wasser verdünnt wurde, langsam ein ünd läßt die Mischung eine halbe Stunde rühren. Die Pülpe wird nun mit 8o g eines künstlichen Gerbstoffs, beispielsweise eines Kondensationsproduktes aus einer .aromatischen Sulfosäure mit :einem aromatischen Oxyal#l:ohol, versetzt .und eine halbe Stunde weiter in Bewegung gehalten. Dann verdünnt man mit Wasser bis zu einer Stoffkonzentration von 0,5% und verarbeitet in bekannter Weise auf Pappen mit einem Quadratmetergewicht von 1,2 kg in trockenem Zustand.
• Die Pappe wird verformt, getrocknet bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von 15 °% und dann einem Druck von iooo kg/qem ausgesetzt.
• Beispiel e io lc#g gekollertes Altpapier werden mit , Zoo 1 Wasser in einer Drehkreuzmühle so lange gemahlen, bis ein Mahlgrad von 3o nach Schoppen erreicht ist. 6 kg einer 25 %igen wäßrigen Emulsion eines Mischpölymerisates aus 6o Teilen Vinylacetat und 40 Teilen Vinylchlorid werden unterdauerndem Rühren mit einer Lösung von 300 g Phthal,säiiredibutylester in 300 g Toluol gemischt und die Mischung mit 2 1 Wasser verdünnt. Diese Mischung läßt man langsam in die in Betrieb befindliche Drehkreuzmühle einlaufen. Nach völliger Durchmischung gibt maiz anderthalb Liter einer 3 °/oigen Aluininiumsulfatlösung zu, wodurch die Fällung der 1;ischpolymerisate auf die Papierfasern bewirkt wird.
• Man verdünnt die Pülpe in einem Rühr-@verk mit Wasser auf i cbm und preßt sie durch Metallsiebe, -,welche so geformt sind, daß der Papierbrei die Form eines vierkantigen, oben. offenen Gefäßes. annimmt.
• Man trocknet in der Siebform und verdichtet das Gefäß unter Druck bei 85o.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus faserigem Material für Verpackungszwecke, dadurch gekennzeichnet, ,daß man Aufschwemmungen von Faserstoffen mit wäßrigen Emulsionen oder Dispersionen hochpolymerer Vinylester, Acrylester oder den hochmolekularen Mischpolymerisaten .dieser Monomeren untereinander oder mit Vinylchlorid vermischt, deren Koagulation auf die Fasern bewirkt .und die Bildung ,der Hohlkörper in bekannter Weise ,durchführt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man den Emulsionen der synthetischen Hochpolymeren vor der Mischung mit dem Faserbrei Lösungsmittel, Weichmachungsmittel und/oder hydrophobierende Stoffe zusetzt. -3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge .der angewandten synthetischen Hochpolymeren 300A vom Gewicht des Fasermaterials nicht überschreitet. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschriften .... Nr. 392 337, 407 518, 562 943 und 605 903; USA:-Patentschrift ...... Nr. 2 022 004.