Blattförmiges, wasserfestes, thermoplastisches, faseriges Material und Verfahren zu dessen Herstellung. Die Erfindung betrifft ein blattförmiges. wasserfestes, thermoplastisches, faseriges Material, bestehend aus Fasern, nichtverfilz- baren Füllstoffen und auf - die Fasern zer flossenen, wasserfestmachenden, thermo plastischen Substanzen, wobei der Faserge halt des Materials nicht mehr als 35 seines Trockengewichtes beträgt und gerin ger ist als der Fasergehalt, der normaler weise bei Abwesenheit der thermoplastischen Substanz zur Erzeugung eines formbestän- rligen verfilzten Blattes nötig wäre.
Ein derartiges Material kann vorzugs weise die Struktureigenschaften eines ver filzten Blattes besitzen, das bei gewöhnlicher Temperatur hart und steif ist, und in der Wärme und unter Druck zu formbeständigen, mit Heraustreibungen und Einprägungen versehenen Gegenständen geformt werden kann.
Gemäss der Erfindung wird das Verfah ren zur Erzeugung des oben beschriebenen Produktes in der Weise durchgeführt, dass man eine Fasermasse mit nichtverfilzbaren Füllstoffen und mit schmelzbaren thermo plastischen, wasserfestmachenden Substan zen vermischt, wobei das Verhältnis der ver schiedenen Bestandteile derart gewählt wird, dass der Fasergehalt im fertigen Endprodukt nicht mehr als 35 % seines Trockengewichtes beträgt, worauf die Mischung zu einem Blatt mit verfilztem Gefüge verarbeitet, das Blatt getrocknet und die thermoplastische Substanz zum Schmelzen gebracht wird, so dass sie auf der Faser zerfliesst.
Vorzugsweise verwendet man die thermo plastische wasserfestmachende Substanz in Form einer wässerigen Dispersion. Es ist auch vorteilhaft, das verfilzte und getrock nete Blatt bei hoher Temperatur zu pressen, wobei die thermoplastische Substanz zum Schmelzen gebracht wird und eine harte und steife Struktur der gewünschten Gestaltung entsteht, welche je nach der Form der Press- vorrichtung mit Heraustreibungen und Ein- prägungen versehen sein kann und imstande ist, ihre Form dauernd beizubehalten.
Das erfindungsgemässe Produkt kann eine Reihe von Eigenschaften aufweisen, die das selbe besonders wertvoll machen. So kann es trotz seines niedrigen Faserstoffgehaltes eine genügend starke Struktur aufweisen, um ohne Schwierigkeiten) in Formeines nassen Gefüges von der Formmaschine abgenommen zu wer den und im trockenen Zustand dem gewöhn lichen Verschleiss beim Gebrauch Widerstand zu bieten. Durch seinen niederen Faserstoff gehalt ist es auch geeignet, ohne Abreissen, Brechen oder sonstige Faserschädigung zwecks Erzeugung von scharfen Kamee- oder Intaglio-Effekten in der Wärme bearbeitet zu werden.
Bei passender Bemessung der Fasermenge zu den andern Bestandteilen des Materials kann das Produkt sehr wider standsfähig gegen Wasser- oder Feuchtig keitsabgabe oder Adsorption werden, wo durch das Schwellen und Schrumpfen auf ein Minimum reduziert wird.
Bei der Ausführung der Erfindung kann man Fasern verschiedener Art anwenden, wie Holzschliff, entweder chemisch oder mechanisch zerkleinert, tierische Fasern, wie zum Beispiel Haare oder mit pflanzlichen Gerbstoffen oder mit Chrom gegerbtes Leder, oder mineralische Fasern, wie Asbest oder dergleichen. In gewissen Fällen kann die Fasermasse aus einer geeigneten Mischung von Fasern verschiedener Art bestehen, wo bei in jedem Falle die im Erzeugnisse zu erzielende Zugfestigkeit zu berücksichtigen ist.
Zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung wird der Holzschliff oder die an dere Fasermasse in einem Rührgefäss mit einer solchen Menge Wasser zusammenge bracht,- die genügt, um eine gute Zirkulation während des Rührvorganges zu ermöglichen. Dieser wässerigen Fasermasse wird sodann das wasserfestmachende Material zugesetzt.
Dieses letztere dient nicht nur zum Erzeugen der VTasserfestigkeit im Produkte, sondern ebenfalls zum Zusammenbinden der Fasern, Verfestigen des Blattes und Hervorru en eines hohen Grades von Thermoplastizität. Die Verfestigung des Erzeugnisses wird so wohl in seinem trockenen und fertigen Zu stande wie in seinem nassen Zustande wäh rend der Herstellung erzielt, so dass das nasse Erzeugnis trotz seines geringen Faser gehaltes nicht so weich und unfest ist, dass es beim Abnehmen von der Maschine zer rissen wird.
Als wasserfestmachendes Material kann man jede geeignete bituminöse Substanz, wie Asphalte, Peche, Teere, Harze oder harz artige Materialien oder dergleichen anwen den, und vorzugsweise werden diese Substan zen in Form einer wässerigen Dispersion in die Fasermasse einverleibt. Die Dispersion kann von jeder geeigneten Art sein, die nicht leicht durch ausflockende oder fällende Reagentien gebrochen wird, und die gegen Druck und andere Einflüsse, denen das Er zeugnis während seiner Herstellung ausge setzt ist, beständig ist, so dass keine Ver- schmierung der Herstellungsmaschinen auf tritt.
Vorzugsweise kann man die Disper sion nach dem in der amerikanischen Patent schrift Nr. 1615303 von L. Kirschbraun be schriebenen Verfahren herstellen. Eine der artige Dispersion lässt sich zum Beispiel aus mexikanischem Asphalt von 35 bis 9.5 C Schmelzpunkt herstellen, unter Anwendung eines der in dieser Patentschrift erwähnten Emulgators oder eines Gemisches daraus oder jedes andern geeigneten Emulgators. Die Dispersion kann zum Beispiel - aus un gefähr 50 Teilen Asphalt, 10 Teilen Emul- gator und 40 Teilen Wasser bestehen.
An Stelle der obenerwähnten bituminösen Stoffen kann man auch in bestimmten Fäl len andere Kohlenwasserstoffe, wie Kaut schuk, verwenden, welch letzterer vorzugs weise nach dem. Verfahren der amerika nischen Patentschrift Nr. 14983-87 von L. Kischbraun in eine wässerige Dispersion übergeführt wird.
Man kann auch als wasserfestmachendes Material eine Kombination von Kautschuk
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Die Dispersion, welche nach jedem ge eigneten Verfahren hergestellt und gege benenfalls mit Wasser verdünnt sein kann, wird dann mit der Papiermasse im Hollän der oder sonstigen Rührgefässen gemischt und innig in der Masse verteilt. Die Menge der mit der Fasermasse gemischten Dispersion wird in hohem Masse von den im zu erzeu genden Fertigprodukte gewünschten Eigen schaften abhängen.
Bei Anwendung von Asphalt und wenn ein steifes, wasserfestes und thermoplastisches Erzeugnis verlangt wird, kann man die Asphaltdispersion in solchen Mengen zufügen, dass im erzeugten Material der Fasergehalt dem Asphaltgehalt nahezu gleich ist. Zum Beispiel wenn das Material ungefähr<B>30%</B> Fasern enthält, so kann es 28 bis<B>33%</B> Asphalt enthalten, wäh rend der Rest aus Füllstoffen besteht.
Als Füllstoff kann jedes Material dienen, wobei dem Erzeugnis das erforderliche Ge wicht und die erforderliche Masse erteilt wird, zum Beispiel Hartpulver, Kork, Säge mehl, Kautschukpulver oder dergleichen, wie auch unlösliche mineralische Farbstoffe, um dem Erzeugnis die gewünschte Farbe zu erteilen. Falls erwünscht, können Vulkani- siermittel, wie pulverisierter Schwefel oder dergleichen zugesetzt werden, um das ange wendete Bitumen oder Kautschuk zu vul kanisieren und unschmelzbar zu machen. Das Füllmaterial soll vorzugsweise so fein sein, dass es durch ein Sieb von 20 Maschen pro laufendem Zoll hindurchgeht.
Die Füllstoffe haben nicht nur den Zweck, das Erzeugnis voluminöser und schwerer zu machen, sondern sie haben nach der Erfindung noch den Vorteil, dass in einem nur 30 bis<B>35%</B> Fasern enthaltenden Erzeugnis die grosse Menge festes, amorphes Füllmaterial ebenfalls dient, um die Fasern voneinander zu trennen und in dieser Weise das Aufquellen und Einschrumpfen, sowie das Krümmen oder Ziehen und andere Ver biegungen des Erzeugnisses zu verhindern.
naC Ti';illrna+.rial inrd--der Fasermasse und der Dispersion im Rührgefäss zugesetzt und mit diesem letzteren innig vermischt, worauf geeignete, lösliche Reagentien, wie Natriumhydroxyd, Natriumsilikat und Alaun zugefügt werden können, zwecks Bildung eines Niederschlages, wodurch die disper- gierten Asphaltteilchen auf die Fasern fixiert werden.
Vorzugsweise wird das Alaun in solchen Mengen angewendet, dass die Was serstoffionenkonzentration der Masse auf un gefähr den iso-elektrischen Punkt des Alu miniumhydroxydes, das heisst auf pH = 4,5 bis 5,5 gebracht wird.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfin dung bestand die Fasermasse aus 360 Teilen gemischtem Papier und 90 Teilen weichem Leder. Die Dispersion, auf Trockensubstanz berechnet, betrug ungefähr 500 Teile und das Füllmaterial bestand aus ungefähr 100 Teilen Sägemehl, 200 Teilen Asbestin, 200 Teilen gelbem Ton und einer geringen Menge, zum Beispiel 10 bis 15 Teilen, Knochenkohle.
Um in diesem Gemische nahezu die ge samte Menge Asphalt auf die Fasern zu fixieren, braucht man ungefähr 15 Teile Na triumhydroxyd, 20 Teile Natriumsilikat und 60 Teile Alaun.
In dieser Weise wird ein schwarzes, was serfestes Fasermaterial erzielt. Falls irgend eine andere Färbung gewünscht wird, so kann die Zusammensetzung des Füllmaterials entsprechend geändert werden. Will man etwa ein rotes Material mit demselben Fa sern- und Asphaltgehalt wie im ersten Bei spiel erzeugen, so kann das Füllmaterial bei spielsweise aus 80 Teilen Sägemehl, 15 bis 20 Teilen Asbest, 40 Teilen Asbestin und 400 Teilen rotem Oxyd bestehen.
Nach einem andern Beispiel der Herstel lung eines Asbestproduktes, bestand die Mi schung aus 20 bis 25 Teilen geringwertiger Asbestfasern, 70 Teilen Asphaltdispersion, die ungefähr<B>50%</B> Asphalt und 40 bis 45 Teile mineralisches Pulver in Form von fei nem Asbeststaub enthielt. Dieser Mischung wurde dann die erforderliche-Men,-;e Fällunffs- mittel, wie. Natriumsilikat -und Alaun, wie oben beschrieben, zugesetzt.
Nachdem die Fällungsmittel einverleibt worden sind, wird die Masse einer Papier maschine, zum Beispiel einer Rundsiebma- schine zugeführt zur Bildung einer Pappe bahn, die durch Filzlappen vom Bildungs- zvlinder zu einer Wickelrolle befördert wird, wo ein Blatt in der gewünschten Stärke er halten wird, das dann von der Rolle abge schnitten und zwecks Entfernung des Was sers getrocknet wird.
Das Blatt kann darauf zwischen heissen Kalanderrollen hindurchgeführt werden, oder ec kann erhitzt und zwischen kalten Kalan- derrollen hindurchgeführt oder in anderer Weise behandelt werden, so dass es auf eine genügende Temperatur erhitzt. wird, um das Schmelzen und Zusammenfliessen der Teil chen des wasserfestmachenden Materials auf die Fasern zu bewirken und ein hartes, stei fes und thermoplastisches Gebilde in Pappe form hervorzurufen.
Im Falle der Zumi- schung von Vulkanisiermitteln wird die Wärme und Pressung auch zur Vulkanisie- rung der Kohlenwasserstoff in Situ dienen, um diese letzteren unschmelzbar zu machen.
Gegebenenfalls kann man Marmor- oder gefleckte Effekte durch Anwendung von Ge mischen verschiedener Farbe bekommen.
Zwecks Erzielung einer glatten Oberfläche kann man das Erzeugnis nach seiner Bildung und während seiner Beförderung auf den Filzlappen mit einem geeigneten Pulver, wie Kautschukpulver bestreuen. In ähnlicher Weise kann man Pulver auf das Erzeugnis streuen zum Hervorrufen verschiedenartiger Ziereffekte. In gewissen Fällen, nämlich zum Erzeugen einer steifen Pappe, kann man Portlandzement, Gips oder andere hydrau lische zementierende Materialien auf das Er zeugnis streuen, wobei der Zement während der weiteren Verarbeitung auf den Rollen durch das anwesende Wasser hydratiert und abgebunden wird.
Man kann das Blatt auch mit einer hei ssen Druckplatte behandeln, um das erfarder- liehp -Wl.nxpn zu erziplen und eine glattp_ Oberfläche hervorzurufen.
Infolge der in dieser Weise entwickelten thermoplastischen Eigenschaften kann das Blatt in der Wärme und unter Druck ver schiedentlich geformt oder mit herausgetrie benen oder eingeprägten Mustern gleich zeitig mit oder nach der Pressung versehen werden, und die Aufrisse dieser Muster kön nen möglichst scharf und deutlich gemacht werden, ohne dass das Heraustreiben oder Einprägen zu Rissen im Blatte durch Bre chen der Fasern Anlass gibt. Ein wertvolles Merkmal der Pappe oder des Blattes nach der Erfindung ist sein Widerstand gegen Formänderung in der Wärme bei Abwesenheit von Druck, so dass es trotz seiner Thermoplastizität doch seine Form sogar bei hohen Temperaturen behält.
Daher kann das Blatt ;oder die Pappe in verschiedenen unregelmässigen Formen unter Anwendung von Stempeln gepresst, wie auch unter Anwendung einer Bossiervorrichtung oberflächlich herausgetrieben werden, wobei das fertige Erzeugnis die so erhaltene Ge staltung beständig behält. So können zum Beispiel diese thermoplastischen Blätter zu Füllungen zur Innenbekleidung von Auto mobilkarosserien, zu Reklame- oder andern geschäftlichen Schildern, Bildern und ober flächlichen Aufdrücken als Imitation von narbigem Leder oder dergleichen verarbeitet werden.
Zur Herstellung von geformten, oder bossierten -Gegenständen dieser Art wird die getrocknete und kalandrierte Pappe von ge eigneter Dicke vorzugsweise in erforderlicher Form und Abmessungen geschnitten, ent sprechend dem Umriss des Stempels.
Falls die fertigen Gegenstände mit Durchlöcherun- gen zu versehen sind, wie zum Beispiel bei Bekleidungsplatten für Automobile, um die Verschlussorgane und dergleichen zu erhal ten, so werden diese Löcher. in den Blättern gleich beim Abschneiden in der gewünschten Form angebracht.
Die geschnittenen Blätter können dann in kleinen Bündeln zu einem mit Gas oder Dampf geheizten Ofen beför- dert und augenblicklich bis auf eine ober flächliche Temperatur von ungefähr 120 C erhitzt werden, um den Asphalt zu erwei chen oder zu schmelzen und in dieser Weise die Form- oder Bossierbehandlung zu erleich tern.
Die Blätter werden dann unmittelbar und gesondert zu den Form- oder Bossier- pressen befördert, welche entweder geheizt oder nicht sein können, abhängig von der Art des zu erzeugenden Materials und des darin einverleibten Asphaltes. Infolge der thermoplastischen Eigenschaften des Mate rials können die Stempel darauf einwirken zwecks Erzeugung eines Gebildes mit den gewünschten Heraustreibungen und Einprä gungen. Die Tiefe der Bossierung oder der Umfang des Zuges, welche das Blatt ertragen kann, wird in grossem Masse von seinem As phaltgehalt abhängen.
Bei der Herstellung von Platten zur Innenbekleidung von Auto mobilkarosserien, zum Beispiel welche keines Zuges von mehr als 1 Zoll bedürfen, kann man nach der Erfindung thermoplastische Blätter mit einem Asphaltgehalt von 25 bis <B>30%</B> anwenden, während im Falle von Schildern, Bildern usw., die an gewissen Stellen 2 Zoll oder mehr ausgezogen werden, der Asphaltgehalt vorzugsweise zwischen 30 und 40 % sein muss. Ebenso wird die Dauer der Anwesenheit in der Form- oder Bossiervorrichtung, das heisst die Zeit, wäh rend welcher der obere und untere Stempel in voller und endgültiger Berührung mit dem behandelten Blatt sind, je nach dem Umfang des vorzunehmenden Zuges wech seln.
So kann im Falle eines verhältnismässig geringen Zuges eine Pressung von wenigen Sekunden genügen, wobei die Stempel das Blatt nur mit einem kurzen Schlag berühren, während im Falle eines langen oder tiefen Ausziehens eine längere Dauer der Pressung mit allmählicher Näherung der Stempel er forderlieh ist. Dabei wird dann vorzugsweise so verfahren, dass die Stempel zunächst die höchsten Konturen berühren, damit die besten Erfolge erzielt werden, ohne Gefahr, dass die Einzelheiten der Endgestaltung ver loren gehen.