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Vulkanfiber, auch Lederstein oder Cottonid genannt, ist ein seit 1855 bekanntes Verbundmaterial auf der Basis von Papier. Es wurde 1859 erstmals von Phillip Taylor durch Tränken von Fasern mit Zinknitrit industriell hergestellt.
Der Name entstand in Anlehnung an die Vulkanisation von Naturkautschuk zu Hartgummi, die der Produktion von Vulkanfiber oberflächlich betrachtet ähnelt. Im Unterschied dazu werden jedoch als Rohstoff Papierfasern, früher auch Jutefasern, verwendet. Vulkanfiber gehört zusammen mit Ebonit, Celluloid und dem Casein-Kunststoff Galalith zu den ältesten Kunststoffen.
Herstellung
Bei der Herstellung von Vulkanfiber werden als Rohstoff Baumwoll- und/oder Zellulosefasern zu Papierbahnen verarbeitet.
Die Papierbahnen durchlaufen ein Pergamentierbad, wobei die Oberfläche der einzelnen Fasern angelöst wird; an deren Oberfläche bildet sich so genannte Hydratzellulose. Heutzutage werden in der Praxis zwei Verfahren angewendet. Ersteres ist das Zinkchloridverfahren. Die Herstellung geschieht durch Tränken mit nahezu konzentrierter Zinkchloridlösung, welche jedoch zu Anreicherungen des giftigen Schwermetalls Zink im Material führen kann. Industriell genau so bedeutend ist das Schwefelsäureverfahren. Das Rohpapaier wird hierbei mit Schwefelsäure, welche im fertigen Produkt keinerlei nachweisbare Spuren hinterlässst, in Kontakt gebracht. Als besonders vorteilhaft sind hier die Umweltfreundlichkeit und die mechanischen Eigenschaften der Vulkanfiber hervorzuheben.
In diesem Zustand wird die Papiermasse abgegautscht und dabei die einzelnen Fasern untereinander sowie einzelne Papierbahnen miteinander verbunden. Ohne Zugabe weiterer Bindemittel entsteht eine nahezu homogene Masse aus Hydratzellulose.
Die Faserqualität und die Einstellung der Pergamentierung bestimmen die Qualität der Vulkanfiber.
Mit entsprechender Erfahrung kann man die Variationsmöglichkeiten dazu nutzen, Vulkanfiber unterschiedlichster Qualität herzustellen und damit deren Eigenschaften optimal auf bestimmte Anwendungsgebiete einzustellen.
Eigenschaften
Vulkanfiber ist ein harter, zäher, nicht splitternder, hornartiger Werkstoff, welcher durch Biegen, Prägen, Stanzen, Schneiden, Bohren, Fräsen, Schleifen, Hobeln und Kleben bearbeitet werden kann.
Anwendung
Moderne Anwendungsbeispiele sind unter anderem:
Trägermaterial für Schleifmittel auf Unterlagen (z.B. Schleifscheiben)
Stanzteile für mechanische Anwendungen
Elektroisolationsmaterial
Stanzteile für Dichtungen
Trennfolie für die Herstellung von Polyesterlaminaten
Träger für Endloslaminate
Träger für Kunststoffdekore auf Melaminharzbasis
Stützschicht für Echtholzfurniere und tiefgezogene Oberflächen
Einlage für Röntgenraster
osmotische Membranen
Walzenbelag in Spinnereien
Früher wurde Vulkanfiber außerdem anstelle von Leder und Gummi zur Herstellung von Koffern, Riemen, Zahnrädern, Bremsbelägen, Knöpfen, Mützenschirmen, Geschirrgriffen und Bandagen für Wagenrollen verwendet.