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Verfahren zur Herstellung von Gegenständen aus Fasermaterial Die Erfindung
bezieht sich auf die Herstellung von Gegenständen aus Fasermaterial, wie z. B. Papier
und Asbest.
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Zu diesem Zweck ist es bekannt, daß Fasermaterial gemäß den in der
Papier- und der Papiermachetechnik üblichen Verfahren zu verarbeiten.
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Bei der Herstellung von Papier wird von einer sehr verdünnten Fasersuspension
ausgegangen, von der durch Absaugung auf einem Untergrund aus porösem Material,
wie Metallgaze, ein größerer Teil des als Suspensionsmittel verwendeten Wassers
entfernt wird, worauf eine Trocknung folgt. Die gute mechanische Festigkeit von
auf diese Weise erhaltenen Erzeugnissen ist auf den Umstand zurückzuführen, daß
sich die Fasern im wesentlichen parallel zum Untergrund richten.
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Insoweit das Vorhandensein eines dem porösen Untergrund entsprechenden
Musters an der Oberfläche dieser Erzeugnisse als störend empfunden wird, kann dieser
Nachteil in Fällen, in denen es sich um Erzeugnisse in Form von Platten oder Folien
handelt, durch eine Walzbearbeitung beseitigt werden. Dies ist naturgemäß bei der
Herstellung verwickelter Gegenstände nicht möglich. In solchen Fällen bietet auch
die Herstellung der Form gewisse Schwierigkeiten, da Materialien wie Metallgaze
sich weniger gut dazu eignen. Da ferner die zu verarbeitenden Fasersuspensionen
sich wie eine Flüssigkeit verhalten, ist die Bildung einer Schicht gleichmäßiger
Stärke auf der Formwand in diesen Fällen nicht zu erwarten, was bei der Anwendung
dieser Erzeugnisse, z. B. für durchscheinende Leuchtarmaturen, erschwerlich sein
kann. Auch löst sich der fertige Gegenstand nur schwer von der Form, da das Fasermaterial
etwas in die Sieböffnungen eindringt. Schließlich kann noch als Nachteil angeführt
werden, daß beim Einbringen von Hilfsstoffen. in die Fasersuspension, wieBindemittel,
Stoffre
zur Förderung der Durchsichtigkeit, Farbstoffe u. dgl., diese beim Absaugen zu einem
wesentlichen Teil verlorengehen werden.
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Bei der Herstellung von Papiermache erfolgt die Formgebung durch Pressen
oder Modellieren, wozu das Fasermaterial in Form eines dickflüssigen Faserbreis,
also einer plastischen Masse, verwendet werden muß.
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Die dem Absaugverfahren anhaftenden Nachteile können hier nicht auftreten.
Die Formen brauchen nicht aus porösem Werkstoff angefertigt zu werden, so daß die
damit beim Absaugverfahren verbundenen Nachteile nicht auftreten. Da ferner die
im Faserbrei vorhandene Flüssigkeit im wesentlichen durch Verdampfen entfernt wird,
tritt kein wesentlicher Verlust an etwa in den Brei gebrachten Hilfsstoffen auf.
Die mechanische Festigkeit dieser Presseerzeugnisse ist aber wesentlich geringer
als die von durch Absaugung erhaltenen Gegenständen, da sich die Fasern in diesem
Falle nicht im wesentlichen parallel zur Formoberfläche richten, sondern ganz beliebig
durcheinander zu liegen kommen.
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Nach der Erfindung werden die erwähnten Nachwile der bekannten Verarbeitungsverfahren
von Fasermaterial dadurch beseitigt, daß ein Faserbrei mit einer solchen Kraft gegen
die Oberfläche einer Form geworfen wird, daß sich die Fasern im wesentlichen parallel
zu dieser Oberfläche richten und auf der Form ein aus einer zusammenhängenden Schicht
bestehender Gegenstand entsteht, der auf der Form getrocknet und dann von ihr entfernt
wird.
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Da die Fasern im wesentlichen parallel zur Ober, fläche gerichtet
werden, tritt ebenso wie bei der üblichen Papierfabrikation ein auffallend guter
Zusammenhang auf, wobei in diesem Falle möglicherweise noch etwas Verfilzung eineRolle
spielt. Da die Fasern nicht, wie es bei der Papierfabrikation der Fall ist, aus
einer verdünnten Suspension abgetrennt werden, sondern durch Eintrocknen von Breiteilchen,
die infolge ihrer verschiedenen Größe mit verschiedenen Geschwindigkeiten mit der
Formoberfläche in Berührung kommen, entsteht eine nicht völlig massive Struktur
und es wird eine lebhafte Oberfläche erhalten, so daß sich ein besonders dekorativer
Effekt ergibt. Durch nachträgliche Tränkung können der etwas porösen Fasermasse
die für verschiedene Anwendungen noch ferner gewünschten Eigenschaften erteilt werden.
So kann hierdurch das Material derart verbessert werden, daß es durchscheinender
wird und sich leicht reinigen läßt, was z. B. bei der Verwendung fürLampenschirme
von Bedeutung ist.
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Das Auftragen der Schicht auf der Form kann z. B. durch Verwendung
einer zum Verspritzen plastischer Massen geeigneten Spritzvorrichtung erfolgen,
wobei durch Anwendung einer starken Luftströmung die Masse zerteilt und deren Teilchen
die erforderliche Geschwindigkeit gegeben wird. Dabei kann die Masse in einem kontinuierlichen
Strahl oder in kleineren, geeignet dosierten Mengen mit Kraft gegen ein stationäres
oder bewegliches zerteilendes Element, z. B. eine Kugel oder ein Schuppenrad, geworfen
und darauf weggeblasen werden. Auch ist is es möglich, die erforderliche Geschwindigkeit
z. B. Zentrifugalkräften statt dem Druck einer Luftströmung zu entnehmen. Es kommt
nur darauf an, daß die zerteilte Masse mit hinreichender Kraft mit der Formoberfläche
in Berührung kommt. Die Gleichmäßigkeit der Faserschicht auf der Form ist regelbar
durch die relative Bewegung der Formoberfläche gegenüber der Vorrichtung, mit der
die Fasermasse aufgetragen wird. Für die Form wird man häufig eine um eine senkrechte
Achse drehende Bewegung und für die Vorrichtung eine auf und ab gehende Bewegung
wählen.
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Der Faserbrei muß naturgemäß eine solche Konsistenz haben, daß der
Wert der Fließgrenze so hoch ist, daß kein Abfließen von der Formoberfläche stattfinden
kann.
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Dem Brei können Bestandteile, deren Vorhandensein in den gemäß dem
Verfahren nach der Erfindung hergestellten Gegenständen gewünscht wird, wie Bindemittel
zum Beeinflussen der mechanischen Eigenschaften, Farbstoffe und grobe Teilchen zur
Erhaltung eines gewünschten dekorativen Effekts und Stoffe, die z. B. Leuchtarmaturen
eine gewünschte Durchsichtigkeit geben können, zugesetzt werden. Auch können Stoffe,
wie 3Zethylcellulose, welche das Gleiten der Fasern aneinander bei der Berührung
mit der Formoberfläche erleichtern, dem Brei zugesetzt werden.
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Da die beim Verfahren nach der Erfindung zu verwendenden Formen nicht
größeren Drucken ausgesetzt werden, wie es z. B. bei Preßformen der Fall ist, können
sie in leichter Konstruktion ausgeführt werden.
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Damit die Erzeugnisse nach dem Trocknen auf der Form, was unter vorsichtiger
Heizung erfolgen kann, leicht von der Form entfernt werden können, kann die Formoberfläche
mit einer dünnen Schicht eines Mittels zum Losmachen versehen werden, wie sie auch
beim Pressen plastischer Massen verwendet wird, z. B. Aluminiumstearat. Auch können
solche Stoffe direkt dem Faserbrei zugesetzt werden.
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Beim Verfahren nach der Erfindung kann auf einfache Weise eine Armierung
angebracht werden, die z. B. aus Drähten oder Streifen besteht, welche gegebenenfalls
zu einem Skelett miteinander verbunden sein können. Zu diesem Zweck kann die Armierung
auf die Form gelegt werden, worauf der Faserbrei aufgebracht wird. Die Armierung
wird aber vorzugsweise angebracht, nachdem bereits eine dünne Faserbreischicht auf
der Form vorhanden ist. Zur Erleichterung der Anhaftung der Fasermasse kann die
Armierung mit einer Klebeschicht versehen werden, wozu z. B. ein Emulsionsleim,
wie eine Emulsion eines Polyvinylacetatleims in Wasser besonders gegeignet ist.
Bei der Anwendung von Metallteilen für die Armierung ist es vorteilhaft, die Oberfläche
durch Ätzen vorher etwas aufzurauhen.
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Ein besonders dekorativer Effekt, z. B. bei der Herstellung von Beleuchtungsarmaturen,
wie
Lampenschirmen, kann dadurch erzielt werden, daß vor der Auftragung
der Fasermasse auf der Form nicht oder weniger durchscheinende oder anders gefärbte
Formstücke, gegebenenfalls in einem bestimmten Muster, angebracht werden. Wenn es
sich um Stücke von nur geringen Abmessungen, wie kleine Papierschnitzel handelt,
so können diese auch mit dem Faserbrei vermischt, aufgebracht werden. Infolge der
Kraft, mit der sie mit der Formwand in Berührung kommen, richten sie sich etwa parallel
zu letzterer.
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Auch ist es möglich, die ganze Formwand vorher mit Folienmaterial
zu bedecken, das an der von der Form abgekehrten Seite eine Oberfläche hat, an der
die Fasermasse haften kann. Dies ist z. B. für die Herstellung von Reflektoren von
Bedeutung. Dabei kann z. B. metallisiertes Papier oder Metallfolie, das einseitig
mit einer Leimschicht versehen ist, verwendet werden.
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Gegenstände nach der Erfindung können auch dadurch zu Reflektoren
verarbeitet werden, daß sie auf andere Weise, z. B. durch Aufdampfen, mit einer
reflektierendenMetallschicht versehen werden. In solchen Fällen ist es vorteilhaft,
die zu metallisierende Oberfläche in bekannter Weise vorher mit einer Lackschicht
und gegebenenfalls mit einer Grundierschicht zu versehen im Zusammenhang mit den
infolge der Faserstruktur auftretenden Unregelmäßigkeiten der Oberfläche.
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Die Erfindung wird an Hand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Beispiel I Ein Papierbrei wird zusammengesetzt, der je kg 8o g Papierfasern, 4 g
Methylcellulose und der Rest Wasser enthält. Eine dünne Schicht dieses Breis wird
mit Kraft auf eine Form der Gestalt eines stumpfen Kegels gespritzt, der vorher
mit einer dünnen Aluminiumstearatschicht versehen wurde. Beim Spritzen wird die
Form um seine Achse gedreht, wobei die Spritze etwas auf und ab bewegt wird. Ferner
werden zwei gegeignet bemessene Verstärkungsringe aus Aluminium derart auf die Form
gelegt, daß sie die beiden Enden des stumpfen Kegels umfassen. Die Ringe sind durch
Ätzen etwas aufgerauht und mit einer dünnen Schicht einer Emulsion von Polyvinylacetatleim
versehen. Darauf erfolgt eine weitere Spritzbehandlung bis zum Entstehen einer Faserschicht
der gewünschten Stärke auf der Form. Nach Trocknung unter Heizung wird der erhaltene
Gegenstand von der Form entfernt und darauf mit Nitrocelluloselack getränkt, wodurch
das Ganze zur Anwendung als Lampenschirm hinreichend durchscheinend wird. Beispiel
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Ein Papierfaserbrei der im Beispiel i angegebenen Zusammensetzung wird
bis zum Entstehen einer Schicht gleichmäßiger Stärke auf eine parabolische Form
geschleudert. Nach Trocknung wird die Innenseite des erhaltenen Gegenstandes durch
Zentrifugierung mit einer Grundierschicht versehen, die aus Kasseler Erde und Bentonit
als Pigment erhaltendem Nitrocelluloselack besteht, worauf noch eine Ureumlackschicht
aufgebracht wird. Darauf wird bei einer Temperatur von etwa 12o° gemuffelt und auf
bekannte Weise durch Bedampfung ein Aluminiumspiegel aufgetragen. Auf diese Weise
entsteht ein billiger Reflektor, der hohen Anforderungen entspricht. Beispiel III
'/E kg Asbestfasern und 5 g Methylcellu'lose werden mit i Liter Wasser zu einem
Brei verarbeitet. Zur Erleichterung des Lösens von der Form wird dem Brei noch emulgiertes
öl, z. B. Boröl, zugesetzt. Dadurch, daß gemäß Beispiel 1I verfahren wird,
ergibt sich ein Reflektor, der gut wärmebeständig und nicht brennbar ist. Die Außenfläche
kann gewünschtenfalls noch mit pigmenthaltigem Lack bearbeitet werden.