DE2008605A1 - Verfahren zum Herstellen von Papier - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von PapierInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Papier aus Kunststoffasern, und zwar insbesondere hauptsächlich oder
ausschließlich aus hydrophoben Kunststoffasern, wie beispielsweise
Polyolefin-, Polyester-Fasern usw. unter Verwendung eines in
heißem Wasser löslichen Bindemittels für die Fasern, wie einem Polyvinylalkohol, um auf diese Weise hydrophobes Papier zu erhalten, welches sich insbesondere durch überragende mechanische
Eigenschaften bei trockenen Bedingungen auszeichnet.
Für die Herstellung von Papier aus Kunststoffasern, wie Rayon, Vinyl on, Nylon, Polyesterfasern usw. , sind zahlreiche Vorschläge
bekannt geworden. Für diese Fasern ist jedoch festzuhalten, daß sie für die Herstellung von Papier zahlreiche Nachteile aufweisen, unter
welchen insbesondere schwerwiegend ist, daß sie sich nur mit sehr großen Schwierigkeiten Fibrillieren lassen, was in genauem Gegensatz su den Eigenschaften eines Papier breis aus Holz steht; und daß
sie gegenüber Wasserstoff nur eine sehr geringe oder gar keine Bindekraft infolge ihrer wechselseitigen Verschlingung besitzen.
Oi* mei stan Vorschläge laufen deshalb darauf hinaus, die wechselseitig· Bindung der Fasern zu verbessern, um damit ein Papier
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M-I
zu schaffen, welches sich durch eine verbesserte Zähigkeit bzw.
Festigkeit und verbesserten weiteren mechanischen Eigenschaften auszeichnet, in welchem Zusammenhang beispielsweise vorgeschlagen
wurde, die Oberflächeneigenschaften der Fasern durch Zusetzen eines geeigneten Bindemittels zu verbessern oder den Fasern, welche
das Papier hauptsächlich ausmachen, eine kleine Menge von weiteren Fasern mit einem geringeren Schmelzpunkt zuzusetzen, welche dann
durch Erwärmung der Pulpe zum Schmelzen gebracht werden und dadurch die Fasern wechselseitig verkleben. Derartige Verfahren
haben sowohl Vor- wie auch Nachteile, hinsichtlich letzterer ist insbesondere festzuhalten, daß sich derartige Verfahren nur äußerst
schwierig mit Einrichtungen zur herkömmlichen Papierherstellung durchführen lassen.
Die Verwendung eines Polyvinylalkohole zur Bindung der Fasern ,
also eines in heißem Wasser löslichen Bindemittels, das temperatur- und feuchtigkeitsempfindlich ist. ermöglicht andererseits die industrielle Fertigung eines Vinylon- oder Rayon-Papiere. Wird ein
solches Bindemittel in einer Menge von 5 bis 25 Gew. -% den Fasern
zugesetzt und wird dann die Pulpe auf etwa 100 C erwärmt, dann kommt es unter den Fasern zu einer Bindung. Im Falle von Polyolefin- oder Polyester-Fasern, die selbst ein hydrophobes Verhalten
besitzen, bringt jedoch das Zusetzen eines solchen, in heißem Wasser löslichen Bindemittels entgegen den Erwartungen praktisch überhaupt
kein· Bindekraft, und zwar unabhängig von der Menge an zugefügten Fasern, so daß davon ausgegangen werden kann, daß es für diese
Fasern praktisch nicht möglich ist, aus ihnen ein Papier herzustellen, welches die geforderten mechanischen Eigenschaften besitzt.
auftretenden Schwierigkeiten werden darauf zurückgeführt, daß bei
der Herstellung die nasse Bahn zu wenig Wasser zurückbehält, *o
daß beim Verfahrens schritt des Trocknens zu wenig Feuchtigkeit
in den Fasern enthalten ist, wobei das hydrophobe Verhalten der Fasern dazu beiträgt, eine zu geringe Anziehungskraft auf das
Faser bindemittel auszuüben. Dieses Verhalten hydrophober Fasern
ist selbst dann feststellbar, wenn der Saugzug und die Entwässerung auf ein Minimum reduziert werden, was dann zur Folge hat, daß
das in heißem Wasser lösliche Faser bindemittel seine Bindefunktion
nicht erfüllen kann und deshalb ein Papier erhalten wird, welches eine der sog. "Endlosbahn" bei der Trockenherstellung eines Faservlieses
gleichende Erscheinungsform besitzt, welche ungleich derjenigen eines waseerglasverleimten Papiers ist. Alle diese Feststellungen
besitzen Gültigkeit, obwohl man davon ausgehen kann, daß die nasse Bahn zwischen 10 und 20 Gew. -fo des Polyvinylalkohole
als dem geeignetsten Faserbindemittel enthält, wobei die die Bahn ausmachenden Fasern in diesem Bindemittel jedoch in einer sehr
geringen Dichte vorliegen und unter sich und mit dem Bindemittel kaum in Berührung stehen, so daß bei einer Erwärmung der Bahn
zum Schmelzen des Bindemittels nur dieses einer Schrumpfung unterworfen wird, wobei es allenfalls zu einer äußerst geringfügigen Bindung
der Fasern des Bindemittels unter sich und an die anderen Fasern kommt, was praktisch damit gleichzusetzen ist, daß eine Verschlingung
der Fasern nicht stattfindet. Verwendet man also bei einem derartigen Herstellungsverfahren ein faseriges Bindemittel, dann ist dessen
Wirksamkeit praktisch gleich Null und es kann festgehalten werden, daß durch die Verwendung eines solchen Bindemittels die Festigkeit
de« herzustellenden Papiers nicht gesteigert werden kann.
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•"J ■- .: ι
Unter Berücksichtigung der vorstehenden Ausführungen liegt der
Erfindung die Aufgabe zugrunde» ein Verfahren zum Herstellen von Papier aus hydrophoben Fasern zu schaffen, bei welchem gewährleistet ist, daß die nasse Bahn ausreichend Feuchtigkeit zurückbehllt, bevor sie dem Trocknungsvorgang unterworfen wird, es soll
also , mit anderen Worten ausgedrückt, ein Herstellungsverfahren für Papier geschaffen werden, welches hinsichtlich des Einsatzes
eines in heißem Wasser löslichen, faserigen Bindemittels demgegenüber einen wesentlich verbesserten Wirkungsgrad bringt. Das Hauptziel ist damit die Schaffung eines Papiers, das sich bei der Verwendung von hydrophoben Fasern als Ausgangsmaterial auszeichnet durch
überragende mechanische Eigenschaften. Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach dem Hauptmerkmal der Erfindung vorgeschlagen, zusammen
mit dem oben erwähnten, in heißem Wasser löslichen, faserigen Bindemittel ein wasserlösliches, viskoses Material zu verwenden,
das die Eigenschaft besitzt, Feuchtigkeit in Fasern zurückzuhalten, die einen Feuchtigkeitsgehalt von nicht mehr als 5 Gew. -% besitzen ,
was dann ein Papier zum Ergebnis hat, das sich auszeichnet durch überragende mechanische Eigenschaften.
Zur Lösung der vermerkten Aufgabe schlägt die Erfindung weiterhin
verschiedene Nachbehandlungen, insbesondere Wärmebehandlungen, vor, die ein Papier zum Ergebnis haben, welches sich von dem
herkömmlich hergestellten Papier kaum noch zu unterscheiden vermag, Die Versuche mit solchen Nachbehandlungen haben zu einem
neuen Verfahren in der Herstellung von Papier geführt, das sich darin auszeichnet, daß zunächst eine wässrige Dispersion aus den
hydrophoben Fasern mit einem Faser- oder faserähnlichen Material
aus einem Thermoplasten gebildet wird, der gegenüber den hydrophoben Fasern einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist, daß man
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O. -- Λ
dann dieser Dispersion ein in heißem Wasser lösliches Faserbinde- ■
mittel zusetzt und daß man dann die Papierbahn einer Wärmebehandlung unterzieht. Der wässrigen Dispersion aus Fasern mit einem Feuchtigkeitsgehalt
von nicht mehr als 5 Gew. -% und dem in heißem Wasser löslichen Faserbindemittel wird vorzugsweise Karboxymethyl-Zellulose
zugesetzt, bevor aus dieser wässrigen Dispersion eine Papierbahn gebildet wird.
Für die Erfiiriung kann demzufolge davon ausgegangen werden, daß
die na see Bahn sehr viel Feuchtigkeit enthält, welche die Bindung
oder Verschlingung der Fasern fördert, so daß die Bahn eine relativ große Dichte aufweist, was sich auf das anschließende Trocknen
auswirkt, dessen Wirksamkeit durch die Verwendung des in heißem Wasser löslichen und der nassen Bahn hinzugefügten Faserbindemittels
gesteigert ist, so daß ein sich aus hydrophoben Fasern zusammensetzendes Papier erhalten wird, das sich unter trockenen Bedingungen
durch ausgezeichnete mechanische Eigenschaften vorrangig auszeichnet. Als wasserlösliches, viskoses Material können im Rahmen der Erfindung
folgende Materialien Verwendung finden: Wasserlösliches Natur-Hochpolymer, wie Gelatine, Kasein, Natriumalginat, usw. ;
wasserlösliche, halbsynthetische Hochpolymere, wie Stärkephosphat, Zyanäthylstärke, Karboxymethylzellulose, Hydroxypropylmethylzellulose;
wasserlösliche, synthetische Hochpolymere, wie Polyvinylalkohol, Polynatriumakrylat, Polyakrylamid; und Polyäthylenoxyd,
Polyphosphat, usw. , welche erst seit kurzem als viskose Materialien zur Herstellung von Rayon-Papier, Vinylon-Papier,
u sw. als ein Ersatz für natürlichen Hibiscus vorgeschlagen wurden. Versuche mit diesen Materialien haben ergeben, daß unter
Ihnen mit Karboxymethylzellulose die besten Ergebnisse erzielt
009837/1952
i ;■'■ ■·. ι..-.t
wurden, die nur dann mit den anderen Materialien angenähert werden !
konnten, wenn für diese eine vergleichsweise höhere Konzentration \
vorlag, wobei einschränkend zu bemerken ist, daß insbesondere j
Polyäthylenoxyd und Polyphosphat diese mit Karboxymethylzellulose ·
erzielten Ergebnisse nicht erzielen ließen, was darauf zurückzuführen ist, daß dieae Materialien einen Film bilden, welcher auf die Bahnbildung einen gegensätzlichen Effekt ausübt. Es kann jedoch zugestanden werden, daß in Anwesenheit von Karboxymethylzellulose I
auch Polyäthylenoxyd oder Polyphosphat anwesend sein kann.
Wenn zusammen mit einem oder mehreren der vorerwähnten Materia- '■
lien auch ein nicht-ionisches , oberflächenaktives Mittel mit einer ;
niedrigen Schäumwirkung verwendet wird, um die Affinität zwischen
den hydrophilen viskosen Materialien und den hydrophoben synthetischen Fasern zu erhöhen, dann wird die vorerwähnte Wirkung sogar
noch erhöht.
Die Hinzufügung der Karboxymethylzellulose im Rahmen der vorliegenden Erfindung bestimmt sich nach der zur Verwendung kommenden Einrichtung, nach der Dicke des Papiere, nach der Geschwindigkeit der Papierformung und nach weiteren Faktoren. Wird dieses
Material in einer zu großen Menge zugegeben, dann resultieren daraus verschiedene Nachteile, wie beispielsweise ein zu großer
Feuchtigkeitsgehalt der nassen Bahn, eine inaktive Dehydrierung, eine Filzansammlung uaw. Es ist damit festzuhalten, daß für die
Hinzufügung dieses Materials mengenmäßig Grenzen zu beachten sind. Karboxymethylzellulose mit einer Viskosität zwischen 20 und
5000 Centipoise, vorzugaweise zwischen 200 und 2000 Centipoise,
gemessen in 2^liger wässriger Lösung bei 25 C mit einem B-Typ
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■■■ν' -τ,. >■·.■■.■ ;·.-.- u·
Viskosität erne seer, wird in Mengen zwischen 0,003 und 0, 1 Gew. -%
der.wässrigen Faserdiepereion verwendet.
Karboxymethylzellulose, nachfolgend kurz mit "CMC" bezeichnet,
ist eines der Derivate von Zelluloseäther folgender Strukturformel:
CH OCH COONa
OH
CMC ist dafür bekannt, daß sie Feuchtigkeit zurückzuhalten vermag und daß sie eine kolloidale Schutzeigenschaft besitzt. Die vorstehende
Strukturformel weist aus, daß CMC in der Verätherung nur den Grad 1 besitzt, d.h. es liegt nur eine Karboxymethyl-Gruppe je
wasserfreier Glukose-Einheit vor. Theoretisch kann die Verätherung
einen numerischen Wert von nicht mehr als 3 annehmen. In der vorstehenden Formel bezeichnet η den Polymerisations grad, der
zusammen mit dem Verätherungsgrad die Charakteristik der CMC bestimmt. Insbesondere Fließcharakteristik einer wässrigen Lösung
von CMC .hängt sowohl von dem Polymerisationsgrad wie auch von
dem Verätherungsgrad ab, in welchem Zusammenhang auf Fig. 1 der beigefügten Zeichnung verwiesen wird, die tochaubildlich die
Wechselbeziehung zwischen dem Polymerisationsgrad und dem Verätherungsgrad für CMC festhält.
Fig. 2 veranschaulicht in diesem Zusammenhang weiterhin die
Wechselbeziehung zwischen denn Veräthe runge grad und der Bruch-
OtD "9837/1952
ί festigkeit eines Papierbogens, wobei die Viskositäten von CMC ;
in 1 %iger wässriger Lösung bei 25 C mittels eines B-Typ Vis- j
kositätsmessers in Centipoiee gemessen sind. Fig. 2 weist aus, j
daß die Bruchfestigkeit des Papiers nahezu unigekehrt proportional
zu dem Veratherungsgrad verläuft, wenn die Viskosität konstant ί
gehalten wird, weiterhin zeigt die Fig. 2, daß die Bruchfestigkeit
merklich ansteigt, wenn der Veratherungsgrad unter 0,6 abfällt. Andererseits weist Fig. 1 aus, daß eine Redizierung des Verätherunge-:
grades eine nachteilige Wirkung auf die Wasserlöslichkeit und die Stabilität der Lösung ausübt. In diesem Zusammenhang ist nun für
die Erfindung festzuhalten, daß im Rahmen von dieser im Hinblick auf das Zurückhaltungevermögen gegenüber Wasser vorzugsweise
eine solche wässrige Lösung von CMC Verwendung findet, die eine Flieöcharakteristik besitzt, welche dem mit "thixotropiechee Gel"
bezeichneten Bereich entspricht.
Aus den vorstehenden Überlegungen sollte der Veratherungsgrad
mehr als 0,3, vorzugsweise 0,4 bis 0,6, betragen. Der Polymerieationegrad sollte demgegenüber unter Berücksichtigung seiner
Wechselbeziehung mit dem Veratherungsgrad gemäß Fig. 1 einen Wert von vorzugsweise weniger als 1000, insbesondere von 200 bis
700 , haben. Es sei hier noch festgehalten, daß CMC Salze oder Feuchtigkeit bis zu einer gewissen Menge enthalten kann.
I von Nylon-Papier verwendet worden ist. Dabei dient CMC jedoch i
! lediglich ale primäres Bindemittel, wobei Gebrauch gemacht wird von
ihrer Verklebungeeigenschaft. Demgegenüber unterscheidet sich ,
die Verwendung von CMC im Rahmen der Erfindung wesentlich darin, ί
j ■ '
009837/1952
daß hier CMC zusammen mit einem in heißem Wasser löslichen
Faserbindemittel verwendet wird, wobei die Erkenntnis zugrunde liegt, daß bei Hinzufügung nur von CMC zu einer hydrophoben
Faser,'wie einer Polyolefin- und einer Polyester-Faser, dadurch hinsichtlich der Bindefähigkeit überhaupt keine Wirkung erzielt
wird, wenn jedoch das in heißem Wasser lösliche Faserbindemittel zusätzlich hinzugefügt wird, dann kommt es za einer synergistischen
Wirkung.
Als in heißem Wasser lösliches Faserbindemittel können im Rahmen ;
der vorliegenden Erfindung Polyvinylalkohol-Fasern, Polyäthylenoxyd- ■-Fasern, usw. Verwendung finden, die vorzugsweise derart modi- ;
fiziert werden, daß sie in feuchtwarmem Zustand zwischen 30 und
100 C schmelzen, was beispielsweise dadurch erreicht werden kann, daß im Falle einer Polyvinylalkohol-Fas er das Ausmaß der Formgebung geregelt wird, während im Falle einer Polyäthylenoxyd-Faser
eine wasserunlösliche Substanz beigemischt wird. Wenn das Faserbindemittel in feuchtwarmem Zustand unterhalb 100 C nicht
schmilzt, dann schmilzt es auch nicht bei dem eigentlichen Herstellungsverfahren. Schmilzt die Faser hingegen in feuchtwarmem
Zustand unterhalb 300C, dann besteht die Möglichkeit, daß sie auch
bei der Vorbereitung der Dispersion schmilzt. In beiden Fällen wird die erwünschte Wirkung des Faserbindemittels nicht erhalten.
Diese Faser bindemittel haben nun vorzugsweise eine Feinheit zwischen ;
1 und 15 Denier, insbesondere eine Feinheit von nicht mehr als
I 5 Denier, und eine Schnittlänge von weniger als 20 mm, vorzugsweise
von 3 bis 10 mm. Gegebenenfalls können neben dem Faserbindemittel
und der CMC zusätzlich weitere Haftmittel, Schlichtmittel, Schaum verhindernde Mittel, Bindemittel, Trennmittel usw. in die Faser-
009837/1952 "■
dispersion eingebracht werden.
Nach den vorstehenden Ausführungen braucht nicht besonders betont
zu werden, daß sich das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur auf Polyolefin- oder Polyester-Fasern anwenden läßt, sondern vielmehr
auf weitere chemische und synthetische Fasern. Letzere werden in gleicher Art und Weise bearbeitet wie erstere, indem man ein
in heißem Wasser lösliches Faserbindemittel , wie Polyvinylalkohol , verwendet. Dieses in heißem Wasser lösliche Faser bindemittel
kann einer Vorbehandlung unterworfen worden sein, so daß es bei der nachfolgenden Wärmebehandlung unlöslich ist.
Wie oben bereite festgehalten, schafft die Erfindung auch ein Verfahren , gemäß welchem eine Nachbehandlung des Papiers vorgesehen ist, das aus einer wässrigen Dispersion gemäß dem einen'
Hauptmerkmal der Erfindung hergestellt wird, welche synthetische Fasern mit einem Feuchtigkeitsgehalt von nicht mehr als 5 dew. -^O,
ein faseriges Material mit einem diesen gegenüber niedrigeren Schmelzpunkt, ein in heißem Wasser lösliches Faser bindemittel
und CMC enthält, wobei diese Wärmebehandlung bei einer Temperatur
vorgenommen wird, welcher niedriger liegt als der Schmelzpunkt der das Papier ausmachenden Fasern.
Demgemäß wird zunächst eine Papierbahn aus einer wässrigen Dispersion gebildet, welche synthetische Fasern mit einem Feuchtigkeitsgehalt von nicht mehr als 5 Gew. -% und ein faseriges Material
mit einem diesen gegenüber geringeren Schmelzpunkt enthält, wobei dieses faserige Material zum Schmelzen gebracht wird, wenn
die Papierbahn nach ihrer Bildung einer Wärmebehandlung ausgesetzt
009837/1951
wird, wobei es dann zu einer Klebewirkung dieses Materials kommt. AIb faseriges Material können in diesem Zusammenhang verschiedene
synthetische Kunstharze in Betracht gezogen werden, welche einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweisen als die Polypropylenoder
Polyester-Faser, so beispielsweise Polyäthylen, chloriniertes Polypropylen, chloriniertes Polyäthylen, chlprsulfoniertes
Polyäthylen, Äthylen-Vinylazetat-Mischpolymer ubw.· für eine :
Pölypropylenfaser und Polypropylen, chloriniertes Polypropylen,
Polyäthylen, chloriniertes Polyäthylen, chlorsulfoniertes Polyäthylen, ;
Äthylen-Vinylazetat-Mischpolymer usw. für eine Polyesterfaser.
Nach dem vorerwähnten Verfahren wird die geformte Papierbahn weiterhin einer Wärmebehandlung in einem Temperaturbereich !
unterworfen, der oberhalb des Schmelzpunktes des faserigen Materials ,
und unterhalb der Schrumpftemperatur der Auegangsfasern mit
einem Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 5 Gew. -% liegt. Mittels
dieser Wärmebehandlung wird das faserige Material zum Schmelzen gebracht, so daß es mit den Hauptfasern verschmelzt und sich
mit diesen verschlingt, was für die Hauptfasern eine wirksame Klebewirkung zur Folge hat.
Das faserige Material, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung Verwendung findet, kann nach folgenden vier Gruppen katalogisiert
werden:
(1) Fasern, die mittels des üblichen Spinnverfahrens hergestellt
■ ind, also beispielsweise mittels des Schmelz-, Trocken- oder
Naß- Spinnverfahren s;
(2) faserähnliches Material, wie beispielsweise faserige Fibrillen
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. t Lr··- :i V
- 12 -
oder Spaltprodukte, die im Holländer aus Kunststoff-Spaltfolien
gewonnen wurden;
(3) faseriges Gefüge mit einer mittleren Feinheit von nicht mehr
als 2 Denier und einer Schnittlänge von nicht mehr als 10 mm, das eine rauhe Oberfläche mit zahlreichem Flaum besitzt und
hergestellt ist aus einem synthetischen Schaummaterial, indem dieses Scherkräften unterworfen wurde ; und
(4) Mischfasern, die aus zwei und mehr Arten von synthetischen
Fasern bestehen, unter welchen wenigstens eine einen Schmelzpunkt besitzt, welcher niedriger ist als derjenige einer Polypropylenoder Polyester-Faser, wobei in diese Kategorie auch noch faserähnliches Strukturmaterial fällt.
L
Die Bindung von Fasern innerhalb eines nichtgewobenen Gefüges hat man bislang hauptsächlich durch Aufbringung einer Klebemittellösung oder -dispersion oder durch ein mechanisches Stanzen oder
Heften erreicht. Dabei konnte eine dünne Folie mit einer festen Griffigkeit und einer guten Homogenität nicht erhalten werden. Diese
Möglichkeiten schafft nun andererseits die Erfindung durch die Verwendung eines faserigen Materials als einem temperaturempfindlichen
Bindemittel, die Erfindung ermöglicht also die Herstellung von dünnen Folien, welche eine gute Handgriffigkeit und Homogenität besitzen.
In diesem Zusammenhang sei noch vermerkt, dafl die Erfindung die
Verwendung der verschiedenartigsten, faserigen Bindemittel erlaubt, wie beispielsweise von Bruchstücken von Schaummaterial, Folien
uBw., die ,neben den herkömmlichen Fasern in Frage komm·0·.
009Β37Π952
Hr-Z ::--■·■
- 13 -
das aus synthetischen Fasern mit einem Feuchtigkeitsgehalt von nicht mehr als 5 Gew. -% bestehende Papier, welchem gemäß
dem einen Teilmerkmal der Erfindung zusätzlich ein faseriges Material mit einem Schmelzpunkt zugesetzt sein kann, welcher
niedriger ist als derjenige dieser synthetischen Fasern, einer Wärmebehandlung in einem ^Temperaturbereich unterworfen wird,
welcher von der Schrumpftemperatur bis zu einer Temperatur von wenigstens 5 C unterhalb des Schmelzpunktes der synthetischen
Fasern reicht, ohne daß dabei eine nennenwerte Zugkraft zur Ausübung kommt. Es kann so ein Kreppapier hergestellt werden,
welches sehr weich ist und eine hohe Festigkeit und gute Homogenität besitzt. Dieses Verfahren eignet sich für das nichtgewobene
Gefüge bei trockenen Bedingungen. Insbesondere eignet es sich aber zur Anwendung an dem Papier gemäß Erfindung, wobei dann
ein Papier erhalten wird, das eine Weichheit besitzt, welche kaum von der sog. "papierähnlichen Griffigkeit" erwartet werden kann,
welche dem Papier eigentümlich ist, das mittels des herkömmlichen
Naßverfahrens hergestellt wird. Natürlich hängt die Schrumpffähigkeit der Fasern ab von dem Material, das zur Verwendung kommt, jedoch selbst bei gleichen Materialien ist weiterhin eine Abhängigkeit
gegeben von der molekularen Orientierung, die ihrerseits abhängig ist von dem Ausmaß der Zugspannung, die auf die Fasern bei dem
Herstellungsverfahren ausgeübt wird,und von den Bedingungen, die bei dem Spannungsfreimachen vorliegen. So schrumpft beispielsweise
eine noch nicht wärmebehandelte Vinylon-Faser unter trockenen Bedingungen bei 120 C bis zu 25 %. Wenn dieselbe Faser jedoch
bereits einem Spannungsfreimachen unterworfen worden ist, und zwar bei HOC über sechs Stunden, dann schrumpft sie unter denselben Bedingungen nur um 2, 2 %. Je nach der Beta ndlungsart
009837/1952
beim Herstellungsverfahren kann deshalb die im Rahmen der
vorliegenden Erfindung verwendete Faser jeden beliebigen Schrumpfung»·
grad annehmen, so daß jede erwünschte Wirkung durch die Wärmebehandlung erhalten werden kann. Der Schrumpfungsgrad einer Faser
ist jedoch im Regelfall proportional zur der Temperatur der Wärmebehandlung. Je höher die Temperatur ist, desto größer ist der
Schrumpfungegrad. Wird eine thermoplastische Faser in einem höheren Temperaturbereich behandelt, in welchem die Faser zum
Schmelzen gebracht wird oder intensiv weich wird bzw. schrumpft, dann ist jedoch feststellbar, daß die Griffigkeit der Faser nach der
Wärmebehandlung in gewissem Ausmaße hart ist. Aus diesen Gründen sollte die Wärmebehandlung vorzugsweise in einem Temperaturbereich durchgeführt werden, der von einer Schrumpfuiigstemperatur
bis zu einer Temperatur reicht, die wenigstens 5 C niedriger ist als der Schmelzpunkt oder als eine Temperatur, bei welcher eine
intensive Schmelzechrumpfung auftritt. Diese Wärmebehandlung ist
nun dafür vorgesehen, das nasse, ungewobene Gefüge infolge seiner Schrumpfung weich zu machen, wobei auch darauf hingewiesen sei,
daß das Ausmaß dieser Schrumpfung abhängig ist von dem Aufbau dee Gefüges. Hierzu sei insbesondere bemerkt, daß in einem aus
Kunatstoffasern bestehenden Papier bzw. in einem nassen, 'unger
wobenen Gefüge, das ein Bindemittel ohne thermoplastische Eigenschaften bzw. eine. Weichma<
hungstemperatur enthilt, die höher
liegt als der Schmelzpunkt der Hau pt faser, der Schrumpfungsgrad
beträchtlich begrenzt ist. Im Falle des Bedrückens eines solchen Papiers mit einer Druckfarbe, die wenig oder fast keine thermoplastischen Eigenschaften besitzt, kann bei Durchführung einer '·
nachfolgenden Wärembehandlung ein dreidimensionales Papier er- ; halten werden, das ein wesentlich verbessertes Druckbild aufweist. ',
009837/ 19S2 bad original
20086O5
Vor der vorerwähnten Schrumpfbehandlung kann ein Papier gemäß Erfindung aus Kunststoffesern einer Wärmebehandlung bei einer
Temperatur unterworfen werden, die unterhalb der Schrumpftemperatur liegt, und zwar mittels eines Heißluft- oder Infrarot-ErhitJsers,
alternativ kann diese Wärmebehandlung unter Zug auch bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes durchgeführt
werden oder es kann ein Kalendrierverfahren zur Anwendung kommen.
Durch die obenerwähnte Schrumpf behandlung verliert das Papier seine Oberflächenglätte und erhält eine bauschige und weiche Griffigkeit.
Dabei ist weiterhin festzustellen, daß die Bahn infolge einer solchen Schrumpfung an Dichte zunimmt, was zur Folge hat, daß
die Bindung der untereinander verschlungenen Fasern zunimmt und weiterhin der Wirkungsgrad des Bindemittels , falls ein solches
Verwendung findet, gesteigert wird, so daß das resultierende Papier bzw. das ungewobene Gefüge überragende mechanische
Eigenschaften besitzt und zwar insbesondere hinsichtlich seiner Zugfestigkeit und Bruchdehnung, seiner Bruchfestigkeit, seiner
Zerreißfestigkeit und schließlich seiner wesentlich verbesserten Festigkeit in nassem Zustand.
Die Erfindung schafft gemäß «in«.m weiteren Teilmerkmal auch
ein Verfahren auan Hereteilen eine« gemusterten Papiers, bei
we leitern ein Netzwerkgefüge zusammen mit einer Dispersion
yob Fasern zu einem Schichtkörper vereinigt wird. Ein Solches
Ket*werkgefüge , wie eine nicht gefaltete synthetische Spaltfolie,
wird dabei mit der noch nassen Bahn im Zeitpunkt unmittelbar nach
deren Bildung aus der Faser dispersion vereinigt, zu dieser Ver-
< *.:·■-* · 009837/1952
einigung kann es auch zum Zeitpunkt der Bildung der nassen Bahn ;
kommen, so daß in beiden Fällen ein Papier erhalten wird, das '
in diesem Netzwerkgefüge eine Verstärkung besitzt.
Ee kann in diesem Zusammenhang als bekannt vorausgesetzt werden,
ein Papier dadurch zu verstärken, daß ein Netzwerkgefüge aus Garn mit einer Dispersion von faserigen Materialien zu einem
Schichtkörper vereinigt werden kann. Dabei ist jedoch hinsichtlich der Bereitstellung des Netzwerkgefüges als nachteilig zu vermerken,
daß dieses durch ein Weben oder durch ein Zetteln herzustellen ist, wobei im Falle des Wunsches nach einer Farbgebung auch noch
ein relativ schwierig durchzuführendes Einfärben und eine abschließende Ausrüstung vorgesehen werden muß, so daß das Herstellungsverfahren sehr teuer kommt. Wird demgegenüber erfindungsgemäß
vorgeschlagen, für eine solche Verstärkung des erfindungsgemäßen Papiere eine eynthetische Spaltfolie zu verwenden, dann
können dadurch die Kosten wesentlich verringert werden,und weiterhin
bringt eine derartige Verwendung den Vorteil, daß das Muster mannigfaltig variiert werden kann. Dabei ist als weiterer Vorteil
anzuführen, daß die Spaltfolie eine Oberfläche besitzt, die sehr flauschig ist, so daß es zu einer Verschlingung mit den Fasern der
nassen Bahn kommt, welche durch das nachfolgende Trocknen
fixiert wird, so daß ee zu keinem Aufblättern der Schichtlagen kommt.
Wird mit der Bahn eine Spaltfolie zu einem Schichtkörper vereinigt, die gegenüber deren Fasern einen niedrigeren Schmelzpunkt
besitzt, und wird die Bahn anschließend dann einem Druck oder einem Kalendrierverfahren bei einer Temperatur ausgesetzt, welche ·
oberhalb des Schmelzpunktes dieser Folie liegt, dann wird ein ge- j
musterte β Papier erhalten, das eine ansprechende Erscheinungsform ■·
besitzt und das gegenüber den bekannten Papieren in seiner Zähigkeit ;
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wesentlich verbessert ist. Diese Wirkungen lassen sich insbesondere
bei Papieren sehr vorteilhaft verwirklichen, die eine sehr große Durchsichtigkeit und eine geringe Dichte besitzen. Je größer die
Feinheit der synthetischen Fasern und je geringer deren Dichte ist,
desto mehr treten diese Wirkungen in den Vordergrund. Im Falle eines Papiers aus einer Zellulosepulpe, die bekanntlich sehr dicht
ist, können derartige Wirkungen nicht erzielt werden.
Es wurde aben bereits mehrfach darauf hingewiesen, daß die Fasern,
welche erfindungsgemäß als AusgangBmaterialien verwendet werden, einen Feuchtigkeitsgehalt von nicht mehr als 5 Gew. -% besitzen
sollen, was vorrangig für Polyester- und Polyolefin-Fasern zutrifft.
Dieser Hinweis soll so verstanden werden, daß darunter Fasern de· Polymere fallen, in welchem der Hauptanteil aus Polyester bzw.
Polyolefin besteht. Im Falle von Polyester kann ein Mischpolymer
au· zwei oder mehr Komponenten vorliegen, während im Falle von Polyolefin ein Homopolymer aus Äthylen, Propylen, Styrol usw.
oder ein Mischpolymer aus zwei oder mehr Komponenten vorliegen kann. Diese Polymere können Zusätze enthalten, wie Stabilisatoren,
antistatische Mittel, Färbemittel, Riechstoffe usw. Die für die Erfindung bevorzugteste Faser ist die Polypropylenfaser, die im
Überschuß hydrophob ist und das geringste Zurückhaltungsvermögen
für Wasser besitzt.
Was die Formgebung der synthetischen Fasern anbetrifft, so kann
hier jede beliebige Querschnittsfcrm , Oberflächenform und Kräuselung unberücksichtigt bleiben. Im Hinblick auf ein Herstellungsverfahren de· erfindungegemäßen Papiere mittels üblicher Einrichtungen sollte jedoch die Faser eine Feinheit zwischen 1 und 30
Denier, vorzugsweite von nicht mehr als 15 Denier, besitzen, und
009837/1952
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zwar bei einer Schnittlänge von nicht mehr als 3 5 mm, vorzugsweise von 4 bis 15 mm. Bei der Faser kann es sich nicht nur ausschließlich um eine Polyester- oder eine Polyolefin-Faser handeln,
stattdessen können diese Fasern auch mit weiteren synthetischen oder natürlichen Fasern vermengt sein. Im Falle eines solchen
Vermengens sollten die synthetischen Fasern einen Anteil von mehr
als 60 Gew. -% ausmachen, Rest Naturfasern. Es sei in diesem unmittelbaren Zusammenhang vermerkt, daß unter einem solchen
Vermengen auch ein Gemisch aus synthetischen Fasern als dem Hauptbestandteil und synthetischem, faserigen Material verstanden
wird.
Wenn hier von Einrichtungen zur Papierherstellung üblicher Ausführungsform gesprochen wird, so werden darunter Fourdrinier-Maschinen, Zylinder-Papiermaschinen, Rotoformer, Vertiformer
usw. verstanden. Zum Durchführen der verschiedenen Wärmebehandlungen, wie beispielsweise des Schrumpfen·, können gleichfalls bekannte Maschinen zur Verwendung kommen, wie ein
Spannrahmen mit Nadeln oder Kluppen, eine Rollenstreckmaschine, eine Infrarot- oder Heißluft-Heizeinrichtung usw. , vorzugsweise
sollten solche Maschinentypen Verwendung finden, welche eine Regulierung der Breite und der Vorschübgeschwindi gkeit tnit
Leichtigkeit einstellen lassen. Es sollte deshalb davon Abstand genommen werden, Trockner mit einer Saugtromrhel zur Verwendung zu bringen, weil bei diesen Maschinen die Einstellung
der Breite und der Vorechubgeschwindigkeit nur sehr schwierig vorzunehmen ist.
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aus synthetischen Fasern hergestelltes Papier, das gegebenenfalls einer Wärmenachbehandlung unterworfen und dem weiterhin
eine Musterung aufgegeben werden kann, sich auszeichnet durch überragende mechanische Eigenschaften infolge der erfindungsgemäß
vorgeschlagenen Ausnutzung der Eigenschaften des Faserbindemittels, Weiterhin weist ein derartiges Papier überragende
chemische Eigenschaften, wie ein hydrophobes Verhalten, Isolierfähigkeit und chemische Widerstandsfähigkeit, infolge der entsprechenden
Eigenschaften der Ausgangsmaterialien auf. Mit
Ausnahme des gemusterten Papiers weist das Papier gemäß Erfindung eine sehr geringe Dichtigkeit, eine weiche Griffigkeit und
eine gute Durchlässigkeit für Gase auf. Papiere der erfindungsgemäßen Ausführungsform lassen sich daher für verschiedene
Zwecke verwenden, so beispielsweise auf dem Gebiet der Verpackung von Arzneimitteln, für Filter, für Polsterungszwecke,
als Isolierband, für Oberflächenbeschichtungen von verstärkten Kunststoffen, als Schutzpapier beim Färben, als Packpapier,
als Heißversiegelungspapier, als Basispapier für eine Beschichtung
als Zwischenlage bei Kunstleder usw.
Bei den nachfolgenden Beispielen wurden die Kennlinien des Papiere unter Zugrundelegung der japanischen Industrienorm
bestimmt. Die Viskositäten einer wässrigen Lösung von CMC und weiterer viskoser Materialien wurden mittels eines B-Typ
Viskositätsmessers gemessen. Alle Teil- und Prozent-Angaben
sind Gewichtsangaben.
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100 Teile Polypropylen-Faser einer Feinheit von 1, 5 Denier und
einer Schnittlänge von 5 mm und 20 Teile Polyvinylalkohol, nachfolgend kurz "PVA" genannt, mit einer Feinheit von 1, 5 Denier
und einer Schnittlänge von 5 mm als Faserbindemittel wurden in einer wässrigen Lösung dispergiert, die 0, 01 9Jd nicht-ionisches
oberflächenaktives Mittel enthielt. Dieser wässrigen Dispersion
wurde eine wässrige Lösung von CMC mit einer Viskosität von 150 bis 250 cps in 1 %iger wässriger Lösung bei 25 C hinzugefügt,
die einen Verätherungsgrad von 0, 54 % besaß, um so eine wässrige Dispersion zu erhalten, die 0, 006 % CMC enthielt.
Aus dieser Dispersion wurde mittels des Tappi-Normverfahrens ein Bogen gefertigt, der anschließend auf eine photographische
Ferrotypie-Platte aufgelegt und infrarot bei einer Oberflächentemperatur
von 110 C getrocknet wurden.
Die nachfolgende Tabelle 1 zeigt in Spalte A die Festigkeit dieses
Papiers im Vergleich mit anderen Papieren, die gleichartig hergestellt wurden, wobei das Papier der Spalte B CMC,jedoch
kein PVA besitzt, das Papier der Spalte C 20 % PVA, jedoch kein CMC besitzt, das Papier der Spalte D weder PVA noch CMC besitzt,
das Papier der Spalte E 20 % PVA und Natriumalginat als ein Ersatz für CMC und schließlich das Papier der Spalte F
20 % PVA und Polyäthylenoxyd als ein Ersatz für CMC besitzt. Das Polyäthylenoxyd hatte eine Viskosität von 500 cps in 1 %iger
wässriger Lösung bei einer Konzentration von 0,02 %, basierend
auf dem Gewicht der wässrigen Faserdispersion.
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- 21 -
Erfindung | 20 | Vergl eichsversuche | B | C | D | E | - | F | |
A | 0,006 | 0 | 20 | 0 | 20 | 20 | |||
PVA Faser binde
mittel (Teile) |
- | 0, 006 | 0 | 0 | - | 34.1 | - | ||
CMC (%) + | - | - | - | - | OJ006 | 0, 15 | - | ||
Natriumalginat
(%) ++ |
- | - | - | 0,02 | |||||
Polyäthylenoxyd
(%) |
32,8 | ||||||||
1,57 | 30,0 | 35,6 | 32,0 | 29,4 | |||||
Basisgewicht
(g/m2) |
0,30 | 0, 18 | 0,15 | 0, 15 | |||||
Bruchfe stigkeit (km) |
Viskosität:200 cps (Viskositätemeßgerät Typ B) in 1 %
wässriger Lösung
Viskosität: 370 cps
Aus der vorstehenden Tabelle ist erkennbar, daß in den beiden
Fällen C und F, in denen zum einen CMC nicht zugesetzt wurde, jedoch 20 % PVA, und zum anderen 20 % PVA und Polyäthylen-
oxyd als einem Ersatz für CMC, die Bruchfestigkeit nur eine
geringe Steigerung erfahren hat, daß im Falle E (Verwendung von
Natriumalginat als viskoses Material, das eine geringere Klebe-
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i:j. Η*,· ι Lew*·, i'.ji-i !;>.
D - H M
'.'. C^VT.irch* Bi
(0811) ·Ί8 i8 '.Ό
- 22 -
kraft besitzt ) gleichfalls die Bruchfestigkeit nur geringfügig gesteigert werden kann, was auch für den Fall D zutrifft. Demgegenüber
wird die Bruchfestigkeit des Papiere wesentlich gesteigert, wenn
sowohl das PVA- Faserbindemittel wie auch CMC zusammen verwendet werden.
100 Teile Polypropylen-Faser mit einer Feinheit von 1, 5 Denier ,
und einer Schnittlänge von 5 mm und 20 Teile PVA-Faser binde mittel '
wurden in einer wässrigen Lösung dispergiert, die 0, 01 % nichtionisches 'oberflächenaktives Mittel enthielt. Dieser Dispersion
wurde eine erste wässrige Lösung G von CMC mit einer Viskosität ,
von 300 bis 350 cps in 1 %iger wässriger Lösung bei 25 C bei
einem Verätherungsgrad von 0, 6 bis 0, 67 hinzugefügt und eine !
zweite wässrige Lösung H von CMC mit einer Viskosität von 500
bis 100 cps und einem Verätherungsgrad von 0, 55 bis 0, 57, und
zwar getrennt voneinander, um zwei Arten von wässrigen Dispersionen
zu erhalten, die je 0,006 % CMC enthielten. Aue diesen Dispersionen :
wurde gleichartig dem Beispiel 1 ein Bogen gefertigt, dessen (
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ί;·ρ! !r.r;. H- · ■
— « N-V ' ■ r»:. C
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G | 20 | H | |
PVA Faserbindemittel (Teile) | O, 006 | 20 | |
Haft- bzw. Klebemittel, CMC (%) | 31,0 | 0,006 | |
2 Basisgewicht (g/m ) |
O, 55 | 32,9 | |
Bruchfestigkeit (km) | 1,88 |
Aus der vorstehenden Tabelle 2 und dem Beispiel 1 ist erkennbar, :
daß mit geringer werdendem Verätherungsgrad von CMC und höher
werdender Viskosität, d. h. höher werdendem Polymerisationsgrad, die CMC sich vorteilhafter auf die Erhöhung der Festigkeit des Papiers!
auswirkt. !
100 Teile Polyester-Faser mit einer Feinheit von 2,0 Denier und
einer Schnittl'änge von 5 mm und 20 Teile PVA-Faserbindemittel
wurden in einer wässrigen Lösung dispergiert, die 0, 01 % nichtionisches Aktivmittel enthielten. Dieser wässrigen Dispersion
wurde eine wässrige Lösung CMC mit einer Viskosität von 150
bie 250 cpe in 1 %iger wässriger Lösung bei 25 C und einem
Verätherungsgrad von 0, 54 % hinzugefügt, um eine wässrige Dispersion zu erhalten, die 0,006 % CMC enthielt. Aus dieser
Dispersion wurde gleichartig dem Beispiel 1 ein Bogen gefertigt, der dann auf eine photographische Ferrotypie-Platte aufgelegt
und infrarot bei einer Oberflächentemperatur von HO C getrocknet wurde. Die nachfolgende Tabelle 3 zeigt in Spalte A die Festigkeit
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Dipl -Irs«}. Ηβ'.·>ΐ its*·.*'. Pou-M
D-8 Miinrl!·.· Mt O..,ir:i-,Uah* 81 · ΐ<·Ιβ|οη: (0811) 48 :S 20
- 24 -
dieses Papiere im Vergleich zu einem Papier B, das gleichartig
wie vorstehend hergestellt wurde, jedoch mit der Ausnahme, daß nur PVA-Faserbindemittel, also kein CMC, hinzugefügt wurde.
A | B | |
PVA Faserbindemittel (Teile) | 20 | 20 |
CMC (%) | 0,006 | 0 |
Ba s is gewicht (g/m ) | 33,0 | ~ 32,0 |
Bruchfestigkeit (km) | 1.95 | 0,30 |
75 Teile Polypropylen-Faser mit einer Feinheit von I1 5 Denier
und einer Schnittlänge von 5 mm, 1 5 Teile Polyäthylen-Faser mit einer Feinheit von 6 Denier und einer Schnittlänge von 5 mm
und 15 Teile PVA-Faserbindemittel mit einer Feinheit von 1 Denier
und einer Schnittlänge von 4 mm wurden zusammen mit einem nichtionischen oberflächenaktiven Mittel zu einer wässrigen Dispersion
dispergiert, die 2 % Fasern enthielt. Dieser Dispersion wurde eine wässrige Lösung von CMC mit einer Viskosität von 1 50 bis
250 cps in 1 %iger wässriger Lösung bei 25°C und einem Verttherungsgrad von 0,65 % hinzugefügt, um eine wässrige Dispersion
•u erhalten, die 0,01 % CMC enthielt. Weiterhin wurden dieser
Dispersion kleine Mengen eines Schlichtungsmittels und eines
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• Dip! Ing. He.f.i Uwer ;\"--^:,wvt 0 — 8 Mw -n 51. Gv:-f. Γ,Μνί 8! · Te^cn. .'0811) ^iS 38 20
j - 25 -
\
Schaum verhindernden Mittels hinzugefügt. Die Dispersion wurde
dann in ein Papierbad eingebracht, um die Konzentration von CMC
auf den Wert von 0, 006 % einzuregeln. Aus diesem Bad heraus wurde dann das Papier mit einer Vorschubgeschwindigkeit von
':
160 m/min mittels einer Zylinder-Papiermaschine geformt. Die
Oberflächentemperatur des Yankee-Trockners dieser Maschine
betrug etwa 100 C. Das erhaltene Papier besaß eine weiche Griffigkeit, vergleichbar mit derjenigen eines ungewobenen Gefüges,
außerdem besaß es überragende mechanische Eigenschaften. Das Papier wurde dann einer Wärmebehandlung über 4 min. bei 125 C
ausgesetzt, so daß die Polyäthylen-Fasern zum Schmelzen ge- j
bracht wurden. Das resultierende Papier besaß eine weiterhin ι
verbesserte Festigkeit, welche sich bei trockenen und nassen i
festgehalten. j
Das Papier hatte ein starkes hydrophobes und oleophilisches
Verhalten, infolge der spezifischen Eigenschaften des als Ausgangsmaterial gewählten Polypropylen-Fasermaterials besaß
es weiterhin gute Isoliereigenschaften , und es zeichnete sich
•chlieilich noch aus durch eine überragende Formbeständigkeit.
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Dip! Ing. Hel.'.z lew«, ^,;-t-M.o!t D -b M.^.'l·--. .·.!.. G"· .T-^Iv!£.* *l · L-'e'or. -,'JsMIl 18 38 7:0
- 26 -
vor der thermischen
Behandlung |
quer zur Vor-
echubrichtung |
1,27 |
nach der thermischen >
I Behandlung | |
quer zur ·
Vorschub- j richtung ' |
1,62 | |
in Vorschub-
richtung |
33,9 |
in Vor
schub richtung |
!
34,9 j |
|||
33,9 | 250 | 34,9 | 406 1 |
|||
Basisgewicht
(g/m*) |
1080 | 3,5 | 1390 | 4,2 j t |
||
Zähigkeit (im trok-
kenem Zustand) (g/l 5 mm) |
3,0 | 100 | 3.9 | 320 I |
||
Bruchdehnung (in
trockenem Zustand) (%) |
200 | 1.5 | 7 50 | 3,8 | ||
Zähigkeit (in nassem
Zustand (g/l 5 mm) |
1,9 | 2110 | 3.1 | 2520 I |
||
Bruchdehnung (in
nassem Zustand) |
3 500 | 4300 | ||||
Reißfaktor | ||||||
Bruchfaktor |
Im Rahmen des hier beschriebenen Verfahrens wurde die nasse Papierbahn auch noch mit einer ausgebreiteten Spaltfolie, hergestellt aus
einer eingefärbten Polypropylenfolie, zu einem Schichtkörper vereinigt. Das resultierende Papier besaß ein ansprechendes Aussehen,
Indem durch die Papierlage hindurch das eingefärbte Netswerk sichtbar war, weiterhin besau dieses Papier eine noch höhere Zähigkeit.
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Ing. Heinr ».-,-.«■ ι-·:-:-";!·3·!·'·α!1 D -8 Μ^·ϊ=ϋ·- P-I Cosi-r.astrar«» *1 · Telefon: (081 i) 48 3? 20
- 27 -
persion des faserigen Materials als ein Ersatz für CMC eine wässrige
Lösung von Polyäthylenoxyd mit einer Viskosität von 500 cps in 1 %iger wässriger Lösung bei 20 C hinzugefügt, um eine wässrige
Dispersion zu erhalten, die 0, 03 % Polyäthylenoxyd enthielt, weiterhin wurden dieser Dispersion kleine Mengen eines Schlichtungsmittels
und eines Schaum verhindernden Mittels hinzugefügt. Aus dem mit dieser Dispersion aufgefüllten Bad heraus wurde dann Papier mit einer
Vorschubgeschwindigkeit von 160 m/min mittels einer Zylinder-Papiermaschine geformt. Der Yankee-Trockner dieser Maschine besaß
eine Oberflächentemperatur von etwa 100 C. Ee wurde festgestellt, daß es nicht gelang, hinter dem Trockner ein Papier zu erhalten,
das eine ausreichende Festigkeit besaß und als formbeständiges Papier anzusprechen war.
Ein aus Po'/jtihylen niedriger Dichtigkeit hergestellter Schaumkörper
mit einer Raumdichte von 0, 03 g/cm und einer Dicke von 10 mm,
bei welchem die'einzelnen Schaumstoffe im wesentlichen voneinander
getrennt vorlagen, jedoch an einzelnen Stellen miteinander in Verbindung standen, wurde zu Schnitzeln mit einem Rauminhalt von etwa
40 mm mittels einer Schneideinrichtung geschnitten. 20 g dieser Schnitzel wurden in einen mit 1800 U/min, drehenden Mischer zusammen mit 2 Liter Wasser und 0, 2 g eines nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels gebracht und dann über 30 min. heftig gerührt.
Durch dieses Rühren wurden die Schnitzel in Teilstücke aufgeteilt und erhielten eine Formgebung, welche vergleichbar war mit derjenigen
einer üblichen Pulpe aus Holzfaser stoffen. Dieses Rühren wurde insgesamt viermal wiederholt. Die so in Bruchstücke zerlegten Schnitzel
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D -- U M ■-<:·,-;· -ί'ι Cf-iir.,-.-rMLifte 8· ίν'.,'ΟΊ: [081I) 48 38 50
- 28 -
wurden dann in einen Holländer mit einem Fassungsvermögen von 10 Litern und ekier Drehzahl von 450 U/min, zusammen mit 1 g nichtionischem oberflächenaktiven Mittel eingebracht, und zwar in einer
Konsentration von 80 g/l. eie blieben in diesem Holländer über 30 min.
Man erhielt so Polyäthylen-Fibrillen aus dem Schaumkörper. Diese Polyäthylen -Fibrillen besaßen bei einer Betrachtung unter dem Mikroskop eine schlanke Formgebung, die zahlreiche fibrillierte Flaume
aufwiesen. Alle diese Teiletücke besaßen eine Länge von weniger als 10 mm und eine Feinheit von weniger als 2 Denier.
Andererseits wurden 2 g Polypropylen- Fasern einer Feinheit von
1, 5 Denier und einer Schnittlänge von 5 mm und 0, 2 g PVA-Faserbindemittel in ein Wasserbad (2 Liter) zusammen mit 0, 2 g nichtionischem, oberflächenaktiven Mittel eingebracht und dann umgerührt,
um eine gleichförmige Faserd ispersion zu erhalten. Dieser Dispersion
wurden 0, 5 g der vorstehenden Polyäthylen-Fibrillen hinzugefügt. Nach einem gleichmäßigen Durchminchen wurde der durch weiteres
Umrühren erhaltenen Dispersion eine wässrige Lösung von 0, 2 g CMC mit einer Viskosität von 150 bis 200 cps in 1 %iger wässriger Lösung
und einem Verätherungsgrad von 0, 54 % als einem viskosen Material
hinzugefügt. Aus dieser Dispersion wurde wiederum mittels des Tappi-Normverfahrene ein Bogen hergestellt. Das erhaltene Papier
wurde dann getrocknet und schließlich einer Wärmebehandlung in einem Heißluft-Trockner bei einer Temperatur von 1 00 C ausgesetzt
Die mechanischen Eigenschaften des resultierenden Papiers sind in der nachfolgenden Tabelle 5 festgehalten, und zwar im Vergleich zu
einem gleichartig hergestellten Papier, dem jedoch keine Polyäthylen-Fibrlllen zugesetzt waren.
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■■Λ D - 8 N' ..^ 31. G-s;:--.-iiraf3* 31 · Wefw [081I) «8 38 20
- 29 -
trocken (km) | Reißfaktor | Erfindung | Vergleichs versuch | |
Bruchfestigkeit | naß (km) | Basisgewicht (g/m ) | 2,40 | 1,01 |
Dehnung | trocken (%) | 1, 50 |
kann nicht gemessen
werden |
|
naß (%) | 4,00 | 1.3 | ||
3,80 |
kann nicht gemessen
werden |
|||
4200 | 2500 | |||
50 | 44 |
Ein Schaumkörper mit einer Raumdichte von 0, 51 g/cm und einer Dicke von 3,0 mm wurde mittels eine β Blähmittels aus A'thylen-Vinylazetat-Miechpolymer hergestellt, das 28 % Vinylazetat enthielt.
Aue diesem Schaumkörper wurden analog dem Beispiel 5 Fibrillen hergestellt. Die Bildung der Fibrillen wurde mikroskopisch nachgeprüft.
Andererseits wurden 2 Liter derselben Dispersion wie im Beispiel
5 »us Polypropylen-Fasern und PVA-Faserbindemittel vorbereitet.
Dieser Dispersion.wurden dann 0, 5 g der vorerwähnten Äthylen-Vinylazetat-Mischpolymer-Fibrillen hinzugefügt, die man dann durch
Umrühren gleichmäßig miteinander vermischte. Der erhaltenen Dispersion wurde eine wässrige Lösung von CMC wie im Falle des
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20086Q5
D - 8 ί.ν..■„.·■,■! -A. <Ζγλ·«η'..UrAf Si !-!*ί·.>ο· (0811) 43 33 20
- 30 -
Beispieles 5 hinzugefügt. Aus der resultierenden Dispersion wurde
mittels des Tappi-Normverfahrens ein Bogen gefertigt, der anschließend getrocknet und dann einer Wärmebehandlung in einem
ο
Heißluft-Trockner bei 100 C über 10 min. ausgesetzt wurde. Das
resultierende Papier besaß ein Basiegewicht von 50 g/m , eine
Bruchfestigkeit in trockenem Zustand in der Größe von 3, 2 km, eine Bruchfestigkeit in nassem Zustand in der Größe von 2, 1 km,
eine Dehnung in trockenem Zustand in der Größe von 5, 6 % und einen Reißfaktor von 5100.
Das Verhältnis von Äthylen zu Vinylazetat in dem Mischpolymer kann wechselnd in Abhängigkeit von der Haft- bzw. Klebefähigkeit
der Fasern sein, welche das Papier in seinem Hauptbestandteil ausmachen, es können darauf auch noch weitere Größen Einfluß
nehmen. Das Mischpolymer sollte jedoch vorzugsweise 1 5 bis Gew. -% Vinylazetat enthalten, da bei einem überschreiten dieser
oberen Grenze von 45 Gew. -% der Schmelzpunkt des resultierenden Mischpolymers auf einen Wert von weniger als 60 C abfällt, so daß
das Mischpolymer seine Funktion als Bindemittel verliert.
Ein aus Polyäthylen bestehender Schaumkörper mit einer Raumdichte
von 0,03 g/cm und einer Dicke von 7 mm wurde zu Schnitzeln mit •inem Volumen von etwa 50 mm geschnitten. 200 g dieser Schnitzel
wurden dann in einen mit 2000U/min. drehenden Mischer eingebracht,
der Mischblätter mit einer Dicke von 5 mm besaß und ein Fassungsvermögen von 30 Litern aufwies. Mit den Schnitzeln wurden in den
Mischer 2 Liter Wasser und 2 g nicht-ionisches, oberflächenaktives
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D=P- 'ν:. H..ir.
D —8 V=IOd-..,-- SI CoiM-aürdip ill - Wion. (08Π} <Ί8 38 2Ü'
- 31 -
Mittel eingebracht und es wurde dann über 30 min. heftig gerührt. Durch dieses Rühren wurden die Schnitzel in Teilstücke aufgeteilt,
die eine Formgebung besaßen, welche derjenigen einer Pulpe aus Holzfasern ähnelte. Die in Teilstücke aufgeteilten Schnitzel wurden
dann in einen Holländer mit einem Fassungsvermögen von 3000 Liter,
einem Rolldurchmesser von 1250 mm, einer jeweiligen Dicke von 7 mm der 84 Rollblätter und einer Dicke von 4 mm des Hochschraubblattes
eingebracht, und zwar in einer Konzentration von 1 % in ungebundenem Zustand, und es wurde mit diesem Holländer dann eine
Behandlung über 60 min. vorgenommen. Die erhaltenen Polyäthylen-Fibrillen
wiesen unter dem Mikroskop eine schlanke Formgebung auf, die zahlreiche fibrillierte Flaume besaß. Jedes Teilstück besaß
eine Länge von weniger als 10 mm und eine Feinheit von weniger als 2 Denier.
Andererseits wurden Polypropylen-Fasern einer Feinheit von 1,5
Denier und einer Schnittlänge von 5 mm zusammen mit 20 % der vorstehenden Polyäthylen-Fibrillen und 15 % eines PVA-Faserbinde-
mittels , jeweils gemessen an dem Gewicht der Polypropylen-Fasern,
in einen Kasten mit einem Fassungsvermögen von 5000 Liter bei einer Konzentration von 2 % eingebracht, dem Gemisch wurde eine
bestimmte Menge eines nicht-ionischen, oberflächenaktiven Mittels
zugefügt und weiterhin CMC mit einem Verätherungsgrad von 0, Aus dieser Dispersion wurde dann Papier mittels einer Zylinder-
maschine hergestellt. Das resultierende Papier hatte ein Basis-
2
gewicht von 32 g/m , eine gleichmäßige Dispersion der Fasern, eine gute Qualität und eine weiche Griffigkeit.
gewicht von 32 g/m , eine gleichmäßige Dispersion der Fasern, eine gute Qualität und eine weiche Griffigkeit.
Dieses Papier wurde weiterhin einer Wärmebehandlung in einem
Kalander unterworfen, bei dem die Rolloberfläche eine Temperatur
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r>'pi.
D —8 Μ»ί··Κ·ι -:ΐ, Gvn· ,Λο£.« 8ΐ ■ Te'efop- (Ü81l· 48 38 20
- 32 -
ο /2
von 120 C besau, und zwar bei einem Rolldruck von 5 kg/cm ,
alternativ wurde für diese Wärmebehandlung ein Streckrahmen benutzt, wobei Temperaturen von 130 C vorlagen und die Behandlung
4 min. dauerte. Das resultierende Papier besaß eine überragende Festigkeit, in seinem Zähigkeitsverhalten wurde ein geringfügiger
Unterschied im trockenen Zustand einerseits und im nassen Zustand
andererseits festgestellt. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 6 festgehalten. Tabelle 6 |
in Vorschub-
richtung |
Zähigkeit
(g/l 5 mm) |
naß | der nachfolgenden | naß |
Ba sis gewicht ·
(g/m2) j |
in Quer
richtung |
trocken | 820 |
Dehnung
(%) |
4.5 | 35 j | |
Kalander |
in Vorschub
richtung |
1520 | 360 | trocken | 2.4 | i |
Streck
rahmen |
in Quer
richtung |
480 | 745 | 5,1 | 3.1 |
!
i |
1400 | 318 | 2.3 | 1.7 | |||
406 | 3,0 | |||||
1.5 |
Alle Fibrillen, die in den vorstehenden Beispielen 5, 6 und 7 Verwendung fanden, besaßen faserige Gefüge mit einer rauhen und Flaume
aufweisenden Oberfläche, wobei ihre Formgebungen zum Teil verschieden waren, was hauptsächlich von dem Schaumgefüge des Auegangsmaterials abhing. Im Hinblick auf die Wirksamkeit als ein Bindemittel sollten diese Fibrillen vorzugsweise eine mittlere Feinheit
von weniger als 2 Denier und eine Schnittlänge von weniger als
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■:t D ~ 8 Miind.en 8!, Coi:m«5t!oSe fc1 Talefon: (0811) 18 26
- 33 -
10 mm besitzen. Da die Fibrillen im Regelfall , wenn überhaupt,
in ihrem Innengefüge nur wenige Bläschen besitzen, kann davon augegangen werden, daß diese Fibrillen fast überhaupt keine Elastizität
besitzen und daß ihre raumbezogene, spezifische Schwere nahezu derjenigen des polymeren Materials gleicht, welches den Schaumstoff
ausmacht.
Polypropylen-Fasern einer Feinheit von 1, 5 Denier und einer Schnittlänge von 5 mm, 20 % Polyäthylen-Faserfibrillen und 10 % üblichen
PVA-Faserbindemittels, jeweils gemessen an dem Gewicht der
Polypropylenfasern, wurden in einen Kasten eingebracht und diesem Gemisch wurden dann vorbestimmte Mengen eines nicht-ionischen,
oberflächenaktiven Mittels beigegeben und weiterhin CMC mit einem Verätherungegrad von 0,65. Aus dieser Dispersion wurde mittels
einer üblichen Zylindermaschine Papier hergestellt, das ein Basisgewicht von 30 g/m besaß und eine gleichmäßige Verteilung der Fasern
in der Diapereion kannte. Das Papier wies eine gute Qualität und eine
weiche Griffigkeit auf. Weiterhin wurde dieses Papier einer Wärmebehandlung bei 140 C mittels eines infraroten Strahlers unterworfen.
Die Zähigkeit und Dehnung des resultierenden Papiers sind in der nachfolgenden Tabelle 7 festgehalten.
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- 34 -
in Vorschub-
richtung |
Zähigkeit
(g/l 5 mm) |
naß | Dehnung | naß |
Basis
gewicht (g/m2) |
|
vor der
Wärme behandlung |
in Querrich
tung |
trocken | 1060 | trocken | 1.8 | 30 |
nach der
Wärme behandlung |
in Vorschub-
richtung |
1120 | 480 | 1,5 | 2.5 | 33 |
in Querrich
tung |
620 | 1180 | 2,1 | 1.6 | ||
1320 | 570 | 1.3 | 1,3 | |||
710 | 1,8 |
meesungen I1 5 χ 20 cm vorgenommen. j
Polyäthylen-Fibrillen, die im Rahmen der Erfindung Verwendung finden ;
sollten, können wie folgt hergestellt werden: Es wird eine Polyäthylen- j Folie mittlerer oder hoher Dichtigkeit so dünn wie möglich in Schnitzel ·
aufgespalten, die vorzugsweise eine Dicke von 10 bis 100 um aufweisen.
Folie hoher Dichtigkeit einer Dicke von 20jum verwendet. Diese vorzugsweise streifenförmigen Schnitzel werden dann weiterhin zu
Schnitzeln einer Länge von 1 bis 15 mm, vorzugsweise 3 bis 10 mm
mittels einer Schneideinrichtung geschnitten und dann in einem Holländer unter vorbestimmten Bedingungen bearbeitet, wobei der Holländer
üblicher Ausführungsform sein kann, d.h. es kann sich bei diesem
Holländer um einen solchen handeln, der im Regelfall auch zu der
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-I .„ ;,t
O -S Μ.» ;..=■ /P, Oisniurrfiip. Hi T^i-VfOPr ,'08Kj 48 .8 20
- 35 -
Behandlung einer Pulpe von Holzfasern verwendet wird. Nach ihrer Behandlung mit einem solchen Holländer sind die Schnitzel zu kleinen
Fasern aufgeteilt, die eine mittlere Feinheit von 0, 1 bis 10 Denier, vorzugsweise eine Feinheit von 2 Denier, aufweisen sollten.
Polypropylen-Fasern einer Feinheit von 1, 5 Denier und einer Schnittlänge
von 5 mm wurden mit 40 Gew. -% einer Mischfaser mit der Feinheit von 3 Denier und der Schnittlänge von 6 mm zusammengebracht,
wobei diese Mischfaser sich in gleichem Verhältnis aus Polypropylen und Polyäthylen zusammensetzte. Diesem. Gemisch
wurden außerdem anteilig 10 Gew. -% PVA-Faserbindemittel zugesetzt
, und zwar bei einer Faserkonzentration von 1 % zusammen mit vorbestimmten Mengen eines nicht-ionischen, oberflächenaktiven
Mittels und CMC mit einem Verätherungsgrad von 0,6 bis 0, 7 bei einer Viskosität von 150 bis 250 cps in 1 %iger wässriger Lösung.
Aus diser Dispersion wurde mittels einer Zylindermaschine Papier
gefertigt, das dann ein Basisgewicht von 3 5 g/m besaß bei gleichmäßiger
Verteilung der Fasern in der Dispersion. Das Papier besaß eine gute Qualität und eine weiche Griffigkeit. Es wurde anschließend
einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 140 C über 1 min. unterworfen, und zwar mittels einer R ollen-Streckmas chine, welche
verhinderte, daß der Papierbahn eine Dehnung in Querrichtung aufgegeben wurde. Das resultierende Papier hatte wesentlich verbesserte
Festigkeiteeigenschaften und es besaß eine Griffigkeit und ein Aussehen, die vergleichbar waren mit Geweben.
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8ί !.-lohn: (081' j Ί8 ..ίί 2'J - 36 - ; Tabelle 8 |
trocken |
Bruchfestig
keit (kg/cm ) |
Unmittelbar nach der
Bahnbildung |
in Quer
richtung |
0,65 | 121 | rfach der Wärmebehandlung | in Querrichtung I ; |
1,80 | 271 | |
naß |
Reiflfestig-
keit (g) |
in Vorschub-
richtung |
295 |
in Vorschub-
richtung |
1716 | ||||||
Zugfestigkeit
(g/l 5 mm) |
trocken | 577 | 160 | 3703 |
1200
·■ |
||||||
Dehnung | naß | 320 | 11,4 | 2500 | 29, 7 | ||||||
9,3 | 9.3 | 13,1 | 20,3 ' | ||||||||
10, 1 | 11,7 |
Hinsichtlich der möglichen Mischfasern, die im Rahmen dieses Beispieles der Erfindung verwendet werden können, soll keine Einschränkung auf Fasern vorgenommen sein, bei welchen die beiden Bestandteile in gleichen Mengen vorliegen und Seite an Seite gelagert sind.
Das Verhältnis der Anteile bestimmt sich vielmehr nach der Möglichkeit eines Verbund-Spinnens derartiger Fasern und kann in weiten
Grenzen veränderlich sein, was vorrangig abhängig sein wird von dem Anteil des einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweisenden Polymere.
Es sollte hier jedoch vermerkt werden, daß das Polymer mit einem niedrigeren Schmelzpunkt in einer Menge von nicht weniger als 20
Gew. -% vorliegen sollte, und zwar gemessen an dem Gewicht der
gesamten Bahn. Auch kann der Querschnitt der Verbundfaser verschiedene Formen aufnehmen, so können beispielsweise die Einzel-
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:.-l"-.!. Η%·η; :.i...i*-r. · .·., !.i-.^.'Jt D --F. :■/·.·■··■,,. 8'. C-^Vvjstrjjje 81 Τ.-·.υίο.κ (0811) -18^3 20
- 37 -
fasern, wie im Falle des vorstehenden Beispieles 8, Seite an Seite
angeordnet sein, die Einzelfasern können aber auch konzentrisch liegen oder es kann eine zufällige Anordnung der Einzelfasern vorliegen. In diesem Zusammenhang sei jedoch festgehalten, daß eine
konzentrische, kreisförmige Anordnung der Einzelfasern zu bevorzugen ist, wobei dann darauf geachtet werden sollte, daß das Polymer
mit dem niedrigeren Schmelzpunkt außen liegt.
Polypropylen-Fasern mit einer Feinheit von 1, 5 Denier und einer
Schnittlänge von 5 mm wurden mit 15 Gew-% PVA-Faserbindemittel
zusammengebracht, um eine 2 %ige Faserdispersion zu erhalten, der ein nicht-ionisches ,oberflächenaktives Mittel und CMC mit einem
Verätherungegrad von 0,6 bis 0,7 bei einer Viskosität von 150 bis
250 cps in l%iger wässriger Lösung hinzugefügt wurden, und zwar in einer Gewichtsmenge von 500 g bzw. 1000 g, jeweils gemessen
an einer Wassermenge von 5000 kg. Aus dieser Dispersion wurde
2 dann ein Papier mit einem Basisgewicht von 37 g/m mittels einer
Zylindermaschine hergestellt. Dieses Papier wurde anschließend einer kontinuierlichen Wärmebehandlung unterworfen, wobei auf
es keine Zugspannung auegeübt wurde, und zwar mittels eines Heißluft-Trockners bei 140 C über 1 min. Das resultierende Papier hatte
ein Basisgewicht von 8 5 g/m und eine weiche Griffigkeit, vergleichbar mit derjenigen eines trockenen, ungewobenen Gewebes, was zurückzufahren war auf die mittel· der Wärmebehandlung hervorgerufene
Schrumpfung. Die mechanischen Eigenschaften dieses Papiere sind in der nachfolgenden Tabelle 9 festgehalten.
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On! ir-j. Η»..; |,.· , ,; . -.:, *-:t D — 8 !A-.·. ;.*·:, ül. 0«;<ι·.«>»·οβ« .''-ι Tfci^fon. (0811) 483820 - 38 - j Tabelle 9 |
trocken | in Vorschub richtung |
Basisgewicht (g/m ) | in Vorschub richtung |
■ Reißfaktor | nach der Wärme behandlung |
vor der Wär mebehandlung |
I | naß | in Querrich tung |
■Härte Tg+J | in Querrich tung |
Bruchfaktor | 3100 [2,38] | 727 [1.31J |
Zugfestigkeit j (g/l 5 mm) |
in Vorschub richtung |
: Oberflächenabriebfestigkeit (mal) | 6 50 [0,50] | 228 [0,4l] | |||
in Querrich tung |
1800 [ΐ,3β] | 201 [θ, 36] | |||||
["Bruchfestigkeit (km)] |
400 f 0, 30] | 50 [θ, 09] | |||||
87 | 37 | ||||||
0, 51 | i 0,25 |
||||||
0,06 | 0,20 ; | ||||||
560 | 250 | ||||||
2, 51 | 1,80 | ||||||
1800 | 500 |
+ G = C3 χ W χ 0,482 χ ΙΟ'4
C: Tuchfestigkeit
W: Gewicht in OZ/sq. yd des Tuche
Emery Papier No. 600
Wurde das Papier vor seiner kontinuierlichen Wärmebehandlung mit
einer Druckfarbe bedruckt, die im wesentlichen keine thermoplastischen Eigenschaften besaß, wie beispielsweise eine Stärke enthaltend«
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:it D- i> Mni-.i-.· Sl. I ->vv:as!rc?5a Si T^jfon: (08 Π) 48 38 20
- 39 -
Druckfarbe, und wurde es dann nach diesem Bedrucken einer Wärmebehandlung unterworfen, dann erhielt man ein dreidimensionales
Papier mit einer wesentlich verbesserten Musterung.
80 Teile Polypropylen-Fasern mit einer Feinheit von 1, 5 Denier
und einer Schnittlänge von 5 mm, 20 Teile Polyäthylen-Fasern mit
einer Feinheit von 6 Denier und einer Schnittlänge von 5 mm und 20 Gew. -% PVA-Faeerbindemittel, gemessen an dem Anteil der
beiden vorgenannten Fasern, wurden miteinander vermischt. Aus diesem Gemisch wurde dann analog dem Beispiel 10 Papier mittels
einer Zylindermaschine hergestellt, das unmittelbar anschließend oder nach einer Vorerwärmung mittels eines warmen Kalanders
(Oberflächentemperatur 110 C, Rollendruck 1 5 kg/cm ) einer
solchen Wärmebehandlung unterworfen wurde, daß die Polyäthylen-Fasern gerade zum Schmelzen gebracht werden konnten; an diese
Wärmebehandlung schloß sich dann eine kontinuierliche Wärmebehandlung bei 1 55 C über 1 min. an, und zwar unter Verwendung
eines Streckrahmen β mit Nadeln, der so eingestellt wurde, daß der Papierbahn in Vorschubrichtung eine Schrumpfung von 25 %
und in Querrichtung eine Schrumpfung von 30 % aufgegeben wurde. Durch diese ■ Schrumpfungs-Wärmebehandlung verlor das Papier
seine papierähnliche oder folienähnliche Griffigkeit, derart, daß es anschließend eine weiche Griffigkeit besaß, welche mit derjenigen
eine· Gewebes verglichen werden konnte. Die mechanischen Eigenschaften dee Papiere gemäß diesem Beispiel sind in der nachfolgenden
Tabelle 10 festgehalten.
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ι |
Dipl Ing. Heini L«n*i. Pc-ttonwolt D — 8 Mundien 81, Ccnimcutiafc* 81 · Telefon: (0811) 48 38 20
- 40 - Tabelle 10 |
trocken |
in Vor-
■chubr. |
Reiflfaktor |
in Vor-
•chubr. |
Rohprobe |
vor dem
Schrumpfei |
mittels eines Kalandere
vorgewärmte Probe |
vor dem
Schrumpfei |
na β |
in Quer
richtung |
Bruchfaktor |
in Quer
richtung |
nach dem
Schrumpfen |
35,0 |
nach dem
Schrumpfen |
33.2 | ||
Ba si· gewicht (g/m ) |
in Vor-
echubr. |
Hirt·
flATart G «iahe Tabelle 9 ) |
Obarfltchenabriebfeatigkeit
(mal) |
56,0 | 1190 [2,32] | 53,0 | 1204 [2, 43J | ||
Zugfeetig-
[Bruch festig keit (km)j |
in Quer
richtung |
Wurde da· R oh ρ
anschließend mi |
1750 [2, io] | 206 [o,39" | 1960 [2,47] | 336 /θ. 67 | |||
erwärmten fr».
•la 1 kg/cm2 be papier, welche· |
335 fo.4o] | 545 [l,00 | 552 [0,69) | 985 [l.fjj | |||||
1120 (1.34] | 118 [o,22 | 1748 [2,20] | 205 [o,41 | ||||||
210 [θ, 25Ϊ | 285 | 365 jo.46J | 256 | ||||||
420 | 1,83 | 510 | 1.96 | ||||||
2,10 | 0,87 | 2,41 | 0,90 | ||||||
0,75 | 0,09 | 0.73 | 0.20 | ||||||
0,06 | 550 | 0.05 | 1150 | ||||||
2100 | 2600 |
apier, hergestellt nach diesem Beispiel 11, unmittelbar
ttels auf eine OberflKchentemperatur von UO bis 130°C ge-Kalander rollen bei einem linearen Druck von mehr arbeitet, dann erhielt man ein dreidimensionales Pr*ge mahlreiche formet»bile Vorsprung· und keine FlAume |
|||||||
009837/1952
- 41 -
besaß.
j 50 Teile Polypropylen-Fasern mit einer Feinheit von .2 Denier und einer
Schnittlänge von 5 mm, 15 Teile Polyäthylen-Fasern mit einer Feinheit
! von 6 Denier und einer Schnittlänge von 5 mm, 35 Teile geschlagener
Pulpe (NBKP 35 SR) und anteilige 5 Gew.-% PVA-Faserbindemittel
wurden zu einem Gemisch zusammengebracht. Aus diesem Gemisch wurde Papier analog dem Beispiel 4 mittels einer Zylindermaschine
berge stellt, das anschließend einer kontinuierlichen Wärmebehandlung
bei 155 C über 1 min. mittels eines Streckrahmens mit Nadeln analog
dem Beispiel 10 unterworfen wurde. Das resultierende Papier hatte eine weiche und bauschige Griffigkeit, es unterschied sich in seiner
Festigkeit nur geringfügig in trockenem bzw. nassem Zustand. Die mechanischen Eigenschaften dieses Papiers sind in der nachfolgenden
Tabelle 11 festgehalten.
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- 42 -
trocken - | in Vorschub richtung |
Griffigkeit | vor dem Schrumpfen |
nach dem Schrumpfen |
|
Ba eis gewicht (g/m ) | nail | in Quer richtung |
25 | 40 | |
Bruch festig keit (km) |
in Vorschub- richtung |
2,10 | 5,10 | ||
in Quer richtung |
keine Messung möglich |
1,68 | |||
0, 50 | 3,20 | ||||
keine Messung möglich |
1,10 | ||||
papierähnlich | ähnlich einem weichen, ungewo- benen Gewebe |
009837/1952
Claims (19)
1. Verfahren zur Herstellung von Papier , dtdu rch gekennzeichnet, daß zunächst eine wässrige Dispersion aus
synthetischen Fasern mit einem Feuchtigkeitsgehalt von nicht mehr als 5 Gew. -%, einem in heißem Wasser löslichen Faserbindemittel und Karboxymethyl-Zellulose vorbereitet wird,
aus der anschließend die Papierbahn gebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Karboxymethyl-Zellulose einen Verätherungsgrad von
0,4 bis 0,6 besitzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Karboxymethyl-Zellulose in Mengen zwischen 0, 003 und 0,1 %,gemessen an dem Gewicht der wässrigen Dispersion,
zugefügt wird.
4. Verfahrennach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die synthetischen Fasern mit einem
Feuchtigkeitsgehalt von nicht mehr als 5 Gew. -% Polyolefin-
oder Polyester-Fasern sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das in heißem Wasser lösliche Faserbindemittel ein Polyvinylalkohol-Faserbindemittel ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da du rch ge
kennzeichnet, daß ein Netzwerkgefüge zusammen mit der wässrigen Dispersion zu einer Schichtkörper-Papierbahn
009837/1952
Dip» -tog. Heim Lesser. P-ter.lgnwcU D — 8 München 31. Cotimastrofje SI ■ Telefon: (0811) 48 38 20
- 44 -
geformt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerkgefüge eine ungefaltene, synthetische Spaltfolie ist.
8. Verfahren mindestens nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der wässrigen Dispersion ein faseriges Material mit einem gegenüber den Fasern mit dem Feuchtig«
keitsgehalt von nicht mehr als 5 % niedrigeren Schmelzpunkt hinzugefügt und daß eine Wärmebehandlung durchgeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das faserige Material in Mengen zwischen 5 und 60 %, gemessen an dem Gewicht der Fasern mit einem Feuchtigkeitsgehalt von nicht mehr als 5 Gew. -% zugesetzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich
net, daß die Wärmebehandlung in einem Temperaturbereich
durchgeführt wird, welcher oberhalb des Schmelzpunktes de· faserigen Materials und unterhalb einer Schrumpftemperatur
der Fasern mit einem Feuchtigkeitsgehalt von nicht mehr als 5 Gew. -% liegt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daft das faserige Material Polyäthylen,
dessen Derivate, Äthylen-Vlnylazetat-Miachpolymer mit 15 bis
45 Gew. -% Vinylaaetat oder faserige Fibrillen, hergestellt
aus synthetischer Speltfolie, ist.
009837/1952
Dip! -Ing. Hein Lessor, "r.i3.-:an*aU D— 8 Mür.d-en SI, Cosimcistrafee 81 ■ Tolefon: (0811) 48 38 20
- 45 -
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die faserigen Fibrillen aus Polyäthylen bestehen.
13. Verfahren mindestens nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das faserige Material ein faseriges Gefüge
mit einer mittleren Feinheit von nicht mehr als 2 Denier und einer Schnittlänge von nicht mehr als 10 mm ist, das eine
rauhe Oberfläche mit zahlreichen Fläumen besitzt und hergestellt ist aus einem synthetischen Schaumkörper, der Scherkräften
ausgesetzt wurde.
14. Verfahren mindestens nach Anspruch 8, da'durch gekennzeichnet, daß das faserige Material aus kurzen Stapelfasern
mit einer Feinheit von nicht mehr als 15 Denier besteht, die
durch ein Schmelzspinnen hergestellt werden.
15. Verfahren mindestens nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die wässrige Dispersion Polypropylen-Fasern
und 10 bis 35 % Polyäthylen-Fasern, gemessen an dem Gewicht
dieser Polypropylen-Fasern, besitzt.
16. Verfahren mindestens nach Anspruch 1 5, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der wässrigen Dispersion geformte
Papierbahn mit einem dreidimensionalen Muster bedruckt wird, wobei es zu einer Wärme- und Druckbeaufschlagung der Bahn
kommt. .
17. Verfahren mindestens nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die wässrig· Dispersion Polypropylen-Fasern
und , gemessen an dem Gewicht dieser, 20 bis 50 % S ta pel-
009837/1952
Dipl.-Ing. Η« »ι U«F" '-ο;.in.ο.-«»a't D —8 Muoo.rr. 81. Coiimu-.trofte 81 · feiöfon: (0811) 48 38 20
- 46 -
fasern kurzer Länge einer aus Polypropylen und Polyäthylen bestehenden Mischfaser einer Feinheit von nicht mehr als
1 5 Denier enthält.
18. Verfahren mindestens nach den Ansprüchen 1 und 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Papierbahn einer Wärmebehandlung in einem Temperaturbereich unterworfen wird, der von einer
Schrumpfungstemperatur bis zu einer Temperatur reicht, die wenigstens 5 C niedriger liegt als der Schmelzpunkt der Fasern
mit einem Feuchtigkeitsgehalt von nicht mehr als 5 Gew. -%, und daß bei dieser Wärmebehandlung im wesentlichen keine Zugkraft auf die Papierbahn ausgeübt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß die resultierende Papierbahn mit einer Druckfarbe bedruckt wird, die wenig oder im wesentlichen keine thermoplastischen
Eigenschaften besitzt, und daß die bedruckte Papierbahn anschließend einer Wärmebehandlung unterworfen wird.
009837/1952
Hf
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