DE849483C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von poroesen Folien aus Viskose - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von porösen Folien aus Viskose zwecks Verwendung als Lederersatzmittel.

Die Herstellung eines Kunstleders, welches neben entsprechender Weichheit bei gleichzeitiger hoher Gebrauchstüchtigkeit auch über eine so große Saugfähigkeit verfügt, daß es z. B. als Fensterleder gebraucht werden kann, ist bisher niemals recht gelungen, weil man bei der Herstellung solcher Kunstledersorten bisher entweder von unzureichenden Ausgangsstoffen ausging oder die Voraussetzungen nicht gekannt hatte, die dem Produkt die gewünschten Eigenschaften verleihen. Auch als man sich die Erfahrungen auf dem Gebiete der Kunstschwammherstellung zunutze machte und nach diesem Verfahren hergestellte Gebilde in Folienform brachte, gelang es immer noch nicht, entsprechende hochsaugfähige und haltbare Produkte zu bekommen. Obwohl von der Kunstschwammherstellung her bekannt war, wie man ausreichend feste Schwämme erzeugt und man es auch schon in der Hand hatte, Poren von gewünschter Größe selbst bis unter 0,5 mm im Durchmesser zu erzielen und dieses sowohl durch die Verwendung von festen als auch gasförmigen Porenbildnern möglich war, gelang es damit noch nicht, zu Produkten von ausreichender Festigkeit und einer solchen Saugfähigkeit zu gelangen, wie sie z. B. für die Verwendung als Fensterleder unerläßlich ist.

Beim näheren Studium der Voraussetzungen, die die hohe Saugfähigkeit einer porösen Folie bedingen, hat sich nämlich ergeben, daß diese nicht nur durch eine sehr feinporige Struktur entstehen, sondern daß dazu auch eine sehr glatte Oberfläche gehört. Um den porösen Folien diese Eigenschaften zu verleihen und

ihnen gleichzeitig die nötige Festigkeit, namentlich Wringfestigkeit und Abreibefestigkeit, zu geben, ist die Einhaltung ganz bestimmter Arbeitsbedingungen notwendig, wie sie durch die vorliegende Erfindung offenbart werden.

Versuche haben ergeben, daß man zur Erzielung der hohen Scheuerfestigkeit von ungereifter oder wenig gereifter Alkalicellulose ausgehen muß. Diese muß mit erhöhter CS_a-Menge, zweckmäßig zwischen 45 und 6o°/₀, berechnet auf den Cellulosegehalt der Alkalicellulose, xanthogeniert werden. Nur eine solche Schwefelkohlenstoffmenge verhindert vorzeitige Koagulation und damit verbundene schlechte Festigkeiten. Auch kann es geschehen, daß eine daraus hergestellte Paste sonst oberflächlich koaguliert, ehe die endgültige lederartige Oberfläche erreicht ist. Solche vorzeitig koagulierten Partien lösen sich leicht von den darunterliegenden Schichten ab und sind außerdem von geringerer Saugfähigkeit. Auch der Celluloseao gehalt der Viskose soll verhältnismäßig hoch liegen. Von großer Wichtigkeit ist die Verwendung wenig nachgereifter Viskose. Mit zunehmender Reife tritt ebenfalls die Gefahr vorzeitiger Koagulation auf der Oberschicht der Folie auf.

Eine solche Cellulosexanthogenatmischung dient nun als Grundlage zum Anteigen einer Paste. Zuerst wird etwa 2 %, berechnet auf Cellulose, an Farbstoff der Mischung zugesetzt. Dann wird ein Porenbildner von der Korngröße unter 0,5 mm in 8- bis 3ofacher Menge, ebenfalls bezogen auf die Cellulose in der Viskose, in möglichst gleichmäßiger Verteilung zugegeben. Der gleichmäßige Verteilungszustand ist naturgemäß von entscheidender Bedeutung. Es eignen sich dafür alle festen organischen und anorganischen Verbindungen, welche die Viskose nicht vorzeitig zur Koagulation bringen und aus der Folie wieder herausgelöst werden können. Darauf werden mehr als 40 °/₀, berechnet auf die Cellulose der Viskose, an Verstärkungsfasern mit ausreichender Naßfestigkeit und einer Stapellänge von etwa 30 mm zugesetzt. Die Fasern müssen fein aufgelockert und langsam der Mischung zugefügt werden, um sie darin möglichst vereinzelt verteilen zu können. Zum Zweck des Geschmeidighaltens kann man schließlich der Paste Natur- oder Kunstharze in Lösung oder Emulsion zufügen, in Mengen, die den Celluloseanteil der Viskose nicht übersteigen.

Die so hergestellte Paste muß nunmehr in die gewünschte folienartige Form gebracht werden, bei welcher Gelegenheit das in der Paste befindliche Cellulosexanthogenat unter Beibehaltung der Verbundenheit mit mindestens einer der Platten zu Cellulose regeneriert werden muß. Dies läßt sich in einfachster Form zwischen zwei heizbaren Preßplatten durchführen. Es kann aber auch kontinuierlich durchgeführt werden, in welchem Fall ganz bestimmte für die Qualität der Folie entscheidende Maßnahmen eingehalten werden müssen. Die Platten, mit denen der Pastenfolie Form erteilt wird, müssen sich durch ganz glatte Oberflächen auszeichnen. Sie können allenfalls Prägeformen aufweisen, welche aber keine unregelmäßigen, scharfen bzw. umgebogenen Kanten haben dürfen. Ebenso entscheidend ist eine Auswalzung der Paste, durch welche eine völlige Desorientierung der Fasern in der Folie erreicht wird. Zwischen Platten gelingt das dadurch, daß man mehrere Pastenkuchen auf der Platte verteilt und von da aus auf die ganze Plattenfläche verpreßt. Bei der kontinuierlichen Herstellung wird erfindungsgemäß das Ziel erreicht, indem man auf ein glattes Fließband die Paste durch einen Schlitz austreten läßt. Dadurch erhalten die Fasern in der Paste eine Orientierung in der Fließbandrichtung. Nun läßt man über der Paste in gleicher Richtung ein zweites Fließband laufen, welches man durch quer zur Fließbandrichtung laufende Walzen oder andere Preßvorrichtungen auf die Paste aufdrückt. Die Bewegung dieser Walzen ist zweckmäßig so einzurichten, daß diese von der Mitte des Fließbandes nach außen zu streichen, während sie den Rückweg durch die Luft zurücklegen. Es kann auch so gearbeitet werden, daß sich die Walzen quer über das ganze Fließband hinwegbewegen. Außerdem können die Walzen winklig gegeneinander verstellt sein. Zur Erzielung erhöhter Einreißfestigkeit kann die Paste am Rand stärker ausgewalzt und dann an Führungsleisten gestaucht werden, wobei sich die einliegenden Fasern quer zur Schubrichtung, also längs der Kante legen. Das untere oder das untere und das obere Fließband laufen mit der so verformten Paste eng verbunden in eine Zersetzungskammer von etwa 90⁰ oder in ein Zersetzungsbad von heißem Wasser oder heißer Salzlösung. Nunmehr gelangt die Folie in ein saures Bad, vornehmlich aus verdünnter Schwefelsäure bestehend, in welchem eine Nachzersetzung erfolgt und anschließend in Waschbäder, in welchen die Zersetzungsprodukte des Xanthogenats und die Porenbildner herausgewaschen werden. Hierbei ist es zweckmäßig, daß innerhalb der Bäder Quetschwalzen angebracht sind. Schließlich gelangt die Folie in ein Bad mit Weichmachungsmitteln und in die Trocknung. Die Folie kann nunmehr entweder auf Rollen gebracht oder in gewünschte Formen geschnitten werden.

Die nach diesem Verfahren hergestellten porösen Folien haben etwa im Vergleich zu Naturwildleder eine vielfache Scheuerfestigkeit und gleiche Saugfähigkeit. Die Oberfläche ist nicht fasernd, glatt und wie Leder genarbt. Die Wringfestigkeit ist ausgezeichnet.

Ausführungsbeispiele

i. Eine wenig vorgereifte Alkalicellulose wird mit 45 °/o C ^2» berechnet auf Cellulose, sulfidiert und zu einer Viskose von 8°/₀ Cellulose und 5 °/₀ NaOH gelöst. 7 kg dieser Viskose werden nach Zusatz von 3 g Indanthrengelb in einem Zerfaserer mit 6 kg Glaubersalz einer Körnung von 0,5 mm und darunter in der Weise vermengt, daß das Glaubersalz durch ein Rüttelsieb während der Knetung in die Viskose eingestreut wird. Des weiteren werden 260 g Baumwolle einer durchschnittlichen Stapellänge von etwa 30 mm gleichmäßig in der Paste verteilt. Schließlich werden noch 25 %, berechnet auf die Cellulose in der Viskose, Polystyrol zugesetzt. Nach inniger Mischung während

Stunde wird die entstandene Paste in mehreren Teilen auf eine heizbare Preßplatte gelegt. In einer Presse wird die entsprechende Gegenplatte bis zu einem Abstand von 1,5 mm fest auf die Unterplatte aufgedrückt. Die Platten bleiben fest miteinander verbunden und werden nun auf etwa 90° erhitzt. Nach

2 Minuten wird die Verbindung der Platten gelöst und die Folie der Form entnommen. Nach dem Einlegen in 5°/oiger Schwefelsäure wird sie so lange mit Wasser berieselt, bis alles Salz und alle Zersetzungsprodukte ausgewaschen sind. Anschließend wird getrocknet.

2. Alkalicellulose wird mit 5o°/₀ CS₂, berechnet auf Cellulose, sulfidiert und zu einer Viskose von 9 °/₀ Cellulose und 6 % Alkali gelöst. 7 kg dieser Viskose werden mit 10 g Ocker und im Zerfaserer mit 7 kg Natriumacetat einer Körnung von 0,5 mm und weniger vermischt. Nach 10 Minuten werden 315 g Jute feinzerzupft zugegeben und danach weitere 6 kg des feinen Glaubersalzmehles. Nach ¹Z₂ Stunde Mischzeit wird die Paste in eine Schneckenpresse gefüllt und durch deren Mundstück von etwa 15 χ 6o mm auf ein Metallfließband 1 gepreßt. Ein weiteres Fließband 2 aus Gummi bedeckt das Pastenband. Beide Fließbänder wandern nun über einen Tisch 3, wo das aufliegende Band 2 durch die Walzen 4 bis 7 fest auf die

ao Paste gedrückt wird. Diese Walzen 4 bis 7 bewegen sich von der Mitte des Bandes mit einer solchen Schrägung nach den Rändern des Bandes, daß keinerlei Stauung der Paste unter der Stirnseite der Walzen stattfindet. Die beiden Randwalzen 8 pressen die Paste am Rand noch weiter auseinander. Bei den Führungsleisten 9 wird diese Randauswalzung durch Zusammenstauchung wieder rückgängig gemacht. Die folgenden Walzen 10 und 11 pressen die Paste vollends auf eine Dicke von 1,5 mm aus. Die Paste tritt nun in die auf 8o° erhitzte Zersetzungskammer 12 ein. Nach Verlassen der Kammer über eine Walze 13 gelangt die Folie nun in den Bottich 14, der mit Wasser gefüllt ist. In diesem Bottich wird sie mit den Walzenpaaren 15 und 16 knetend ausgewaschen. Über die Abquetschwalzen 17 und 18 geht die Folie in den Kaltwasserbottich 19, wo sie ebenso zwischen den Walzen 20 und 21 ausgepreßt und ausgeknetet wird. Über das Walzenpaar 22 und 23 geht die Folie dann in den mit Weichmachungsbad gefüllten Bottich 24, wo sie zwischen den Walzen 25 und 26 durchläuft und über die Endwalzen 27 und 28 in die Trockenkammer kommt und danach aufgerollt wird.

3. Alkalicellulose wird mit 60% Schwefelkohlenstoff, berechnet auf den Cellulosegehalt der Alkalicellulose, sulfidiert und zu einer Viskose von 10 °/₀ Cellulose und 5 % NaOH gelöst. 7 kg dieser Viskose werden im Zerfaserer mit 15 g Eisenoxydgelb und 8 kg Phenanthren vermischt, außerdem werden 400 g Hanf stetig zugefügt. Nach einer Mischdauer von etwa ¹J₂ Stunde wird die Paste zwischen Stahlplatten auf 1,5 mm Dicke auseinandergepreßt. Die Platten werden in fest miteinander verbundenem Zustand 1 Stunde lang auf 90⁰ erwärmt. Nach Öffnen dieser Preßform wird aus dem Leder mittels Aceton und heißem Wasser der Porenbildner und die Zersetzungsprodukte herausgelöst.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   ι. Verfahren zur Herstellung von porösen Folien aus Viskose, dadurch gekennzeichnet, daß der Viskose solche feste anorganische oder organische porenbildende Verbindungen, welche die Viskose nicht vorzeitig zur Koagulation bringen und aus der porösen Folie wieder herausgelöst werden können, in einer Korngröße von unter 0,5 mm sowie Verstärkungsfasern zugesetzt werden, worauf diese Mischung zwischen zwei glatten Platten, Bändern od. dgl., welche gegebenenfalls mit nicht scharfkantigen Prägeformen versehen sein können, verteilt, auf die gewünschte Dicke verpreßt und unter Beibehaltung der Verbundenheit mit mindestens einer der Platten od. dgl. anschließend so lange und so hoch erhitzt wird, bis die Zersetzung des Cellulosexanthogenats erfolgt ist, worauf die Folien gewaschen und getrocknet werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Viskose Natur- oder Kunstharze, beispielsweise Polystyrol, in Lösung oder Emulsion zugesetzt werden, in Mengen, die den Celluloseanteil der Viskose nicht übersteigen.
3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfasern im Rand der Folie durch Walzen längsorientiert werden.
4. 4. Vorrichtung zur kontinuierlichen Ausführung gj des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Verpressen eines vorgebildeten Pastenbandes zu einer Folie durch Auswalzen des Pastenbandes zwischen zwei in der Bewegungsrichtung des Bandes ange- g₀ triebenen, endlosen, übereinander angeordneten Fließbändern, wobei das untere Fließband (1) über einen Abstütztisch (3) streicht, während über dem oberen Fließband (2) Druckwalzen (4, 5, 6, 7, 8, 10, 11 usw.) angeordnet sind, einen Koagulations- gg und Zersetzungsofen, in welchem die Folie, noch zwischen Fließbändern befindlich, durch Hitze koaguliert und zersetzt werden kann, eine aus mehreren Barken bestehende Naßpassage, in welcher die Folie, unter Kneten, zwischen doppelten Transport- und Führungswalzen naß behandelt, d. h. abgesäuert, gewaschen, aviviert u. dgl. werden kann, und schließlich eine Trockenvorrichtung mit nachfolgender Aufwickelvorrichtung.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die über dem oberen Fließband

   (2) angeordneten Walzen (4, 5, 6 und 7) von der Mitte des Bandes aus nach den beiden Rändern drückend so geführt werden können und eine solche Schräge besitzen, daß keinerlei Stauung der Paste zwischen den Stirnseiten der Walzen erfolgt.
6. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem oberen Fließband (2) nach den in schräger Richtung geführten Walzen (4, 5 ...) eine Reihe von quer zur Laufrichtung des Bandes orientierte Druckwalzen (8, 10, 11...) angeordnet sind.
7. 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, gekennzeichnet durch Leisten (9), welche zwischen den quer orientierten Walzen angeordnet und ge- lao eignet sind, die Bänder der Folie in Querrichtung intermediär zu stauchen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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