DE910334C - Verfahren zur Herstellung von feinstporigen Viscose-Schwammschichten mit homogener Oberflaeche - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von feinstporigen Viscose-Schwammschichten mit homogener Oberfläche In der Industrie der Viscoseschwämme bilden die fein- und feinstporigen dünnen Schichten aus Viscoseschwammasse einen Sonderfall. Derartige Schwammschichten finden Verwendung für die Herstellung von Schuheinlegesohlen, Zwischensohlen, Filterschichten, saugfähige Unterlagen usw. Man kann zwar die in der üblichen Schwammfabrikation anfallenden großen Ballen durch Zersägen in entsprechend dünne Schichten aufteilen, aber die so hergestellten Schichten befriedigen bei der Verarbeitung nicht, da sie,, abgesehen von der Schwierigkeit, große dünne Platten auf Bruchteile von Millimetern genau zu sägen, auch nicht die erforderliche Gleichmäßigkeit der Oberfläche aufweisen. Dies rührt daher, daß selbst bei mit gleichmäßig feingemahlenen Porenbildern hergestellten Schwämmen sich zahlreiche durch in die Ausgangsmasse eingeschlossene Luftblasen erzeugte große Poren im Schwamm vorfinden, deren Durchmesser oft größer sind als die wenige Millimeter betragende Dicke der aus dem Schwammballen herausgesägten Platte. Diese Poren treten dann als von der Ober- bis zur Unterseite der Platte durchgehende Löcher auf, die die Platte z. B. für Filtrationszwecke unbrauchbar machen. Auch ungleichmäßig verteilt gewesenes Salz, Fasernester, ungleiche Porosität des Inneren der Schwammballen gegenüber den Randzonen kommen beim Sägen der Schwammballen an der Oberfläche zum Vorschein und stören deren Gleichmäßigkeit.
• Für die Herstellung von Bade- und Industrieschwämmen pflegt man Viscosen von hoher Viscosität zu verwenden, sei es, daß man Zellstoffe hohen Polymerisationsgrades oder hohe Cellulosekonzentrationen in der Viscose oder beides zur Anwendung bringt. Soweit sich- in der Patentliteratur Angaben über Viscositäten und Polymerisationsgrade vorfinden, werden Viscosen mit Kugelfallviscositäten von etwa 3oo Sekunden (österreichische Patentschrift 164512) bzw. Polymerisationsgrade der Cellulose in der Viscose von 540 genannt (österreichische Patentschrift 16q.511). Ferner findet man Cellulosekonzentrationen in der Viscose bis 16 °/a angeführt (USA.-Patentschrift 2 495 237). Mit derartigen dickflüssigen Viscosen lassen sich indessen glatte Schwammplatten mit homogener Oberfläche nicht herstellen, da die Massen, die nach Zufügen des nötigen Porensalzes und des Faserstoffes entstehen, so steif sind, daß sie sich an der Oberfläche der Form nicht genügend glatt ausstreichen lassen. Vor allem aber ist es unmöglich, vor der Koagulation die zahlreichen, in der Masse enthaltenen Lufteinschlüsse zu entfernen, die sich beim Kneten der Masse und beim Füllen der Formen bilden. Diese Lufteinschlüsse bleiben als Lunker in der Schicht oder verursachen größere und kleinere kraterförmige Vertiefungen -auf der Ober- und Unterseite der Schichten. Alle Versuche, diese Lufteinschlüsse durch Evakuieren, durch Anwärmen der Oberfläche, durch Anstechen oder durch Vibration aus der in die Formen gefüllten Masse zu entfernen, sind erfolglos. _ Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, welches die Herstellung von feinstporigen Viscose-Schwammschichten oder -platten mit homogener Oberfläche unter Vermeidung dieser Fehler und Schwierigkeiten ermöglicht. Das erste Merkmal des Verfahrens besteht darin, daß jede Schwammschicht oder -platte in einer Einzelform hergestellt wird, die in ihren Abmessungen so. gehalten ist, daß der fertige Schwammformling gerade die gewünschte Größe und Dicke hat und daher, weil eine Nachbearbeitung durch Schneiden od. dgl. nicht notwendig ist, seine natürliche Oberfläche oder Außenhaut behält.
• Um Platten oder Schichten von wirklich glatter homogener Oberfläche oder Außenhaut zu erhalten, sind eine Reihe weiterer Erfordernisse, zu beachten.
• Mit dem besten Erfolg werden für die Herstellung der Schichten Viscosen des gleichen Typs verwendet, wie er zum Spinnen normaler Kunstseide dient. Das sind Viscosen, die bei einem Cellulosegehalt von 7 bis 8%, eine Kugelfallviscosität von 2o bis 5o Sekunden aufweisen, wobei nur der Sulfidierungsgrad, ausgedrückt als ;,-Wert, höher als bei einer Kunstseidenviscose, gehalten werden muß, um vorzeitige Koagulation durch Einwirkung des eingekneteten Salzes zu verhüten. Zweckmäßig hält man den Sulfidierungsgrad bei 5o bis 6o. Liegt er darunter, so tritt vorzeitige Koagulation, unter Umständen schon beim Füllen der Formen, ein; liegt er wesentlich höher, so kann bei der Koagulation hzw. Zersetzung der Schichten bei höherer Temperatur Schwefelkohlenstoff frei werden. der als Dampf stellenweise die Schicht von der Unterlage abhebt und beulenförmige Auftreibungen verursachen kann. Der zur Erreichung des erforderliehen y-Wertes nötige Schwefelkohlenstoff, etwa 55 bis 6o"/o, vom Cellulosegewicht, kann von vornherein bei der Sulfidierung der Alkalicellulose angewendet werden. Wenn der Schwammbetrieb einem Kunstseidenbetrieb angegliedert ist, kann ebensogut die noch ungereifte und unfiltrierte Kunstseidenviscose in demselben Kneter in bekannter Weise nachsulfidiert werden, indem anschließend das porenbildende Salz, der Faserstoff und der etwaige Farbstoff der Viscose zugeführt werden. Beim Nachsulfidieren kann die Temperatur bis zu q.0° gesteigert werden, wodurch sich allerdings die Ausnutzung des Schwefelkohlenstoffes infolge erhöhter Bildung von Nebenprodukten. etwas verschlechtert, die Dauer der Nachsulfidierung aber etwa bis auf 1 Stunde abgekürzt werden kann.
• Als porenbildende Salze können die gebräuchlichen anorganischen Salze, wie Natriumsulfat, Natriumcarbonat, Natriumsulfit usw., als Hydrate oder wasserfrei angewandt werden. Im Interesse größter Homogenität der Schichten wendet man Korngrößen von o,i bis o,6 mm an. Verwendet man wasserfreie Salze, wie Natriumsulfat, die der Viscose zur Bildung ihres Hydrats Wasser entziehen, so' gibt man zweckmäßig der Viscose etwa 8o bis go % der Wassermenge zu, die von der verwendeten Salzmenge als Hydratwasser gebunden werden könnte. ,Hierdurch entsteht eine weitere starke Viscositätssenkung. - Wasserfreie Salze, die zur Hydratbildung befähigt sind, neigen beim Einrühren in die Viscose zur Knollenbildung. Diese läßt sich erfindungsgemäß dadurch vermeiden, daß das Salz über ein Rüttelsieb in dünnem Schleier in das laufende Knetwerk gegeben wird, wobei aus dem Boden unter dem Sieb eine Öffnung derart ausgeblendet ist, daß das Salz nur auf den über dem Knetwerkssattel befindlichen Streifen der Oberfläche der Viscose auffällt, wo die stärkste Bewegung herrscht. Es ist dabei von Wichtigkeit, daß die Knetwerksflügel gegen den Sattel zu arbeiten. Auf diese Weise wird das aufgestäubte Salz sofort unter die Oberfläche gezogen und werden die einzelnen Salzpartikel durch die starke Strömung voneinander getrennt, so daß man eine praktisch knöllchenfreie Salzviscosemasse erhält.
• Als Stützfasern können Baumwolle, Linters, Zellstoff, Hanf u. dgl. verwendet werden. Zellstoff und Linters bedürfen keiner Zerkleinerung, längere Fasern werden zweckmäßig auf eine Faserlänge von höchstens 1o mm geschnitten, um ein Verfilzen der Fasern zu Nestern zu vermeiden. Die Fasern werden am besten in wäßriger Suspension nach erfolgtem Salzeinkneten der Masse zugefügt, wobei zum Suspendieren der Fasern ein Teil des der Masse zuzusetzenden Wassers dient. Der Zusatz der Suspension zur Masse kann sehr rasch erfolgen. Gegebenenfalls kann der Fasersuspension auch noch ein Farbstoffzusatz beigefügt werden.
• Mit derartigen Viscosen angesetzte Massen zeigen noch ein deutliches Fließvermögen, so daß das Füllen der Formen sehr rasch und mit befriedigender Oberflächenausbildung vor sich gebt. Es ist gar nicht erforderlich, der Oberfläche der .Masse durch Ausstreichen die letzte Glätte zu erteilen, da sich diese beim Stehen der Form bis zur Einführung in den Koagulationsofen und infolge der beim Erwärmen zunächst eintretenden Viscositätserniederung ganz von selbst einstellt. Ebenso steigen die Lufteinschlüsse rasch an die Oberfläche und platzen dort so frühzeitig, daß sich die hinterlassenen Krater und Narben noch vor der Koagulation der Masse vollständig verlaufen und glätten.
• Im Gegensatz zur Fabrikation der gewöhnlichen Viscoseschwämme müssen für die Schwammschichten mit glatter Oberfläche die Stadien der Koagulation und der Zersetzung möglichst scharf auseinandergehalten werden. Daher verbietet sich die sofortige Anwendung von Dampf, vielmehr verfährt man zweckmäßig so, daß man die mit Masse gefüllten Formen mit Albständen von einem bis mehreren Zentimetern in einem Ofen übereinander aufstapelt und zunächst :der Einwirkung darübergeblasener Warmluft aussetzt, wobei von Zeit zu Zeit die Richtung des Luftstromes umgekehrt wird. Man beginnt mit einer Lufttemperatur von etwa 30° und steigert spie langsam bis auf etwa ioo0, bei Platten von einer Dicke von q. bis 5 mm Fertigmasse z. B. im Verlauf von 1l/2 bis 2 Stunden. Erst dann stellt man die Luft ab und läßt ungespannten Sattdampf in den Ofen strömen, wobei die Zersetzung des noch vorhandenen Xanthogenats in 25 bis 30 Minuten vör sich geht. Vor dem Ausnehmen des Ofens bläst man zur Vermeidung von Geruchsbelästigungen noch 1o :Minuten lang kalte Luft durch. Die Platten lassen sich leicht von den Formen lösen und werden am besten hängend unter einer Traufenvorrichtung mit 6o bis 70° warmem Wasser ausgewaschen, geschleudert und getrocknet.
• Mit dem beschriebenen Verfahren erhält man Schichten mit einwandfrei glatter Oberfläche ohne alle Narben oder sonstige Störungen und von gleichmäßigem Farbton. Bei zu rascher Hitzeeinwirkung kann die Oberfläche runzelig werden, so daß die Platten ihre Weichheit und Elastizität verlieren und hart und pappeartig ausfallen. Das Verfahren läßt sich für Schichten von 1 mm bis mehreren Zentimetern an Dicke durchführen, wobei natürlich mit zunehmender Dicke zunehmende Koagulations- bzw. Zersetzungszeiten sowie zunehmende Wasch- und Trockendauer angewandt werden müssen. auf 58 absinkt. Die Kugelfallviscosität beträgt 4.2 Sekunden. In die so hergestellte Viscose werden 15,4 kg wasserfreies Natriumsulfat von einer Korngröße von o,1 bis o,6 mm eingesiebt und nach Beendigung des Einknetens des Salzes 0,53 kg eines Kunstseidenzellstoffes aus Fichte, der mittels eines kräftigen Rührers in 15 1 Wasser gut suspendiert wurde, mit dem Wasser der Masse rasch zugefügt. Mit dem Zellstoff werden zugleich 8,6 g eines gelben Farbstoffes im Wasser verteilt. Nach dem Einkneten des Zellstoffes werden der Masse noch 2-1 Wasser zugefügt. Die ganze Dauer der Masseherstellung beträgt etwa 30 Minuten.
• Unmittelbar nach Fertigstellung werden Formen aus nichtrostendem Stahl der Größe68o x45o X7 mtn mit je 3,6 kg Masse beschickt, was bei der Dünnflüssigkeit der Masse mittels eines Meßgefäßes erfolgen kann. Die, Masse wird in den Formen mittels Spachtels ausgestrichen.
• Die gefüllten Formen werden dann in den Zersetzungsofen in Abständen von etwa 2 cm übereinander eingesetzt und Warmluft eingeblasen, die zwischen den Platten durchstreicht. Man beginnt mit einer Temperatur von 30° und steigert diese im Verlauf von 2 Stunden bis auf ioo0. Die Strömungs richtung der Luft wird mehrmals gewechselt. Hierauf wird die, Luftzufuhr abgestellt und entspannter Sattdampf 1/2 Stunde lang durch den Ofen geleitet. Hierauf wird noch 10 Minuten lang kalte Luft eingeblasen. Die aus den Formen genommenen Schwammplatten werden mittels geeigneter Klammern unter einer Traufe aufgehängt und 15 bis 2o Minuten mit 6obis 70'o warmem Permutitwasser ausgewaschen. Man schleudert die Platten ab und läßt sie zweckmäßig über Nacht in der Luft hängen, wobei sie noch etwas nachbleichen. Hierauf werden die Platten getrocknet. Die fertigen Platten weisen eine Dicke von ,4 mm auf.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: Beispiel Man verwendet eine Viscose, die aus einem Zellstoff vom Polymerisationsgrad 722 unter 24.stÜndiger Reifung der Alkalicellulose bei 30,"' und unter Sulfidierung mit 37°/a Schwefelkohlenstoff vom Cellulosegewicht hergestellt wurde. Sie hat einen Gehalt von 7,5010 Cellulose, 6,51 % NaOH, einen y-Wert von 48, und die Cellulose der Viscose hat einen Polymerisationsgrad von 310. 14. kg dieser Viscose werden mit 22 % Schwefelkohlenstoff (vom Gewicht der Cellulose) in einem Knetwerk bei 38 bis 4o' nachsulfidiert, was nach i Stunde beendet ist. Die Viscose. hat dann einen y-Wert von 65, der bis zur Verwendung der Viscose i. Verfahren zur Herstellung von feinstporigen Viscose-Schwammschichten mit homogener Oberfläche unter Verwendung einer Stützfasern enthaltenden Viscosesalzmasse, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verformende Masse aus einer nie.drigviscosen Viscose, ' Salz mit einer Korngröße von o, l bis o,6 mm und Fasern von höchstens lomm Länge hergestellt, in flache Formen in nicht ganz der doppelten Dicke der für die fertige Platte gewünschten Höhe ausgestrichen, sodann mittels Warmluft unter langsamer Temperatursteigerung schonend koaguliert und dann.erst mit entspanntem Sattdampf zu Hydratcellulose zersetzt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelfallviscosität der verwendeten Viscose nicht wesentlich über So Sekunden liegt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Salz auf die am stärksten in Strömung befindliche Oberflächenzone der im Knetwerk befindlichen Viscose ausgesiebt wird.