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Verfahren zur Herstellung eines schichtenfreien elektrischen Isolierstoffes
Hochwertige elektrische Isolierstoffe aus Faserstoff und einem geeigneten Harz (Phenol,aldehyd,
Harnstoffaldehyd u. a.) werden nach mannigfaltigen bekannten Verfahren hergestellt.
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Das gebräuchlichste Verfahren ist die Herstellung von geschichtetem
Material, welches auf folgende Weise vor sich geht: Faserstoffbahnen (Papier oder
Leinen) werden mit Harzlösung ein-oder beidseitig lackiert, bis zur vollständigen
Verdunstung des Lösungsmittels getrocknet, zu Bogen geschnitten, zu entsprechenden
Stapeln zusammengelegt und unter Anwendung von Druck und Hitze zu Platten gepreBt,
oder von der Rolle auf entsprechend konstruierten Maschinen zu Rohren gewickelt
oder in ähnlichen Verfahren zu Formteilen verarbeitet. Diese geschichteten Materialien
haben eine sehr hohe elektrische Durchschlagsfestigkeit in Richtung quer zur Schichtung.
Ebenfalls ist die mechanische Festigkeit in dieser Richtung sehr gut. Die elektrischen
Werte in Richtung der Schichten sind dagegen schlecht. Ebenfalls ist die Wasseraufnahmefähigkeit
infolge der Schichtung sehr hoch.
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Es wurde bereits vorgeschlagen, anstatt das Harz in einer Lösung auf
die Papierbahn aufzutragen, dieses in irgendeiner Form mit Papierbrei bereits im
Holländer zuzusetzen. Es ist hierbei aber nicht gelungen, die notwendige innige
Mischung zwischen Papierfaser und Harz herzustellen, denn die Harze werden, wenn
sie schon bis zum festen Zustand kondensiert sind, vom Wasser ausgefällt, und es
ist nur eine ungenügend innige, grobe Mischung
von Faserflocken
und Harzbeilen zu erreichen. Setzt man das Harz in einem Zustand zu, in dem es noch
nicht bis zur Wasserunlöslichkeit kondensiert ist, so treten außerdem noch Bearbeitungsschwierigkeiten
hinzu, da es, wenn der Mischung das Wasser entzogen wird, noch klebt. Eine bessere
Verteilung ist auf diese Weise auch nicht zu erreichen, denn so wasserlöslich, daß
es in der Holländermasse in Lösung geht, ist das Kondensat ja in keinem Stadium.
Auf diese Weise hergestellte Preßmassen haben sich nicht bewährt und auch wohl kaum
irgendwo Verwendung gefunden.
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Es ist auch ein. Verfahren bekannt, welches die vörbeschriebenen Nachteile
auf die Weise beseitigen will daß geschichtetes Material auf die bekannte Art und
Weise hergestellt und dieses dann wieder zerkleinert werden soll. Durch eventuelle
Zugabe von Harz in Lösung oder als Pulver soll dann ein preßfähiges Material erhalten
werden. Das so hergestellte Material hat dem geschichteten Material gegenüber den
Vorteil, daß es wasserfest ist und daß seine elektrischen Eigenschaften nach jeder
Richtung hin gleich sind. Allerdings hat es den Nachteil, daß die elektrischen Werte
an sieh im ganzen nicht hoch sind. Ferner ist die Biege- und Schlagbiegefestigkeit
nicht sehr groß. Dies hat seinen begreiflichen Grund darin, daß beim Pressen des
später zu zerkleinernden geschichteten Körpers die Faser durch das Harz festgebacken
und verhärtet wird. Das spätere Zerkleinern lockert die Faser nicht wieder so weit
auf; daß wieder ein Verfilzen stattfinden kann, sondern in der resultierenden Preßmasse
erscheint der wieder zerkleinerte, ehemals geschichtete Körper als körniges Material.
Bei dem nachträglichen endgültigen Preßvorgang werden durch das noch hinzugegebene
Harz die einzelnen Körner gewissermaßen aneinandergeklebt. Es ist verständlich,
daß die Bruchfestigkeit dabei geringer ist als bei dem geschichteten Material, bei
weichem in der. einzelnen Papierschichten die Fasern fest miteinander verfilzt sind.
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Es wurde nun gefunden, daß auf folgende Weise ein Material hergestellt
werden kann, -welches in der mechanischen Festigkeit die Werbe der geschichteten
Materialien erreicht und in den elektrischen Eigenschaften nicht wesentlich dahinter
zurücksteht und den Vorteil ihnen gegenüber hat, daß die elektrischen Werte in jeder
Richtung gleich sind und die Wasserfestigkeit wesentlich höher ist und die Materialien
nach den anderen oben beschriebenen bekannten Verfahren hergestellt sowohl mechanisch
als auch in elektrischer Hinsicht wesentlich übertrifft.
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Faserstoffbahnen, und zwar hauptsächlich Papierbahnen (es können aber
auch Baumwoll- und sonstige Faserstoffe gewählt werden) werden nach bekanntem Verfahren
mit einem Harzlack ein- oder zweiseitig überzogen und bis zur völligen Verdunstung
des Lösungsmittels getrocknet. Hierauf werden sie unter reichlicher Zugabe von Wasser
vollständig zerrissen und zu einem wäßrigen Brei zermahlen. Aus diesem Brei kann
man jetzt erneut Papierbahnen oder Bogen herstellen, und zwar auf die bekannte Art
und Weise entweder auf der Papiermaschine oder auf der sogenannten Pappenmaschine
oder auf irgendeine sonstige Art und Weise. Diese Bahnen oder Bogen kann man gleich
so stark machen, wie zur Erzielung einer gewünschten Plattenstärke erforderlich
ist, und dann unter Hitze und Druck zu einer Platte verbacken oder aber man kann
sie zunächst schichtweise übereinanderlegen und dann auf die gleiche Weise zu einer
Platte verpressen. In jedem Fall erhält man eine Platte ohne Schichtenbildung. Auch
im zweiten Fall, also wo mehrere Bogen vor dem Verpressen zusammengelegt werden,
tritt eine derartig homogene Verbindung der einzelnen Lagen ein, daß an der fertigen
Platte keinerlei Schichten festzustellen sind. Dies hat seine Ursache darin, daß
nicht wie bei- der Herstellung geschichteten Materials, abwechselnd eine Papierschicht
und. eine Harzschicht in die Presse eingebracht werden; sondern daß das Harz, welches
beim ersten Arbeitsgang, also beim Lackieren der ursprünglichen. Papierbahn als
zusammenhängende gleichmäßig verteilte Schicht auf diese aufgetragen wurde, beim
späteren nassen Zerkleinern der gesamten lackierten Bahn an den einzelnen Fasern
haftengeblieben ist und sich nachher beim Wiederverfilzen der Faser im dritten Arbeitsgang,
der Herstellung harzhaltiger Bahnen und Bogen, in jeder Richtung feinstens verteilt
zwischen die einzelnen Fasern gelegt hat. Auf diese Weise erhält man eine derartig
feine und geichmäßige Verteilung des Harzes in der Papierfaser, wie sie auf eine
andere bekannte Weise bisher nicht erreicht werden konnte. Gleichzeitig ist aber
auch die Faser des Papiers vollkommen erhalten und eine Verfilzung der Faser unbedingt
gewährleistet. Die oben schon besprochenen elektrischen und mechanischen Werte sind
demzufolge auch die besten und gleichmäßigsten, welche bisher an einem Material
in dieser Kategorie gemessen werden konnten.
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Genau so wie man die vorbeschriebene Art Plätten nach diesem Verfahren
herstellen kann, lassen sich natürlich auch Rohre und sonstige Formkörper herstellen,
und zwar entweder derart, daß man dieselben aus der nassen Masse vorformt, dann
das Wasser mechanisch oder durch Wärme austreibt und dann unter Anwendung von Druck
und Hitze fertigpreßt oder aber, daß man durch Zusammenwickeln oder Legen von auf
oben beschriebene Art und Weise hergestellte Bogen und nachheriges Pressen (unter
gleichzeitiger Erhitzung) irgendwie geformte Gegenstände herstellt.
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Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens ist der Umstand, d;aß man alle
lackierten Papierabfälle, welche in der Fabrikation von geschichtetem Material abfallen,
wieder zu vollwertigem Material verarbeiten kann.
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Es ist auch möglich, dem harzhaltigen Faserstoffhrei nach dem Zerschlagen
der lackierten Bahnen irgendwelche Füllmittel (Holzmehl, Zellulosefaser, Hartpapiersägespäne
usw.) zuzusetzen oder zusätzliche Mengen (Harz) einzutragen. Hierdurch wird natürlich
die O_ualität in dem Maße schlechter werden, wie man solche Zusätze zugibt.
Ferner
entspricht es dem Wesen dieser Erfindung, wenn man z. B. die rohen Faserstoffplatten,
wie sie zur Herstellung der ursprünglichen Papierbahnen verwendet werden, mit einer
Harzlösung lackiert und dann im Holländer auf die bekannte Weise zerschlägt und
auf die vorbeschriebene Weise weiterverarbeitet.
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Man hat dadurch einen Arbeitsgang, den der Herstellung einer Papierbahn
aus den ursprünglichen rohen Faserstoffplätten, gespart, erhält aber auch nicht
die äußerst feine Verteilung.