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Verfahren zur Herstellung von Papier
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Papier aus Polyäthylenterephthalat-Fasern.
Ein derartiges Verfahren ist bereits bekannt.
Gemäss diesem bekannten Verfahren werden aus Polyäthylenterephthalat bestehende Fasern gewöhnlich in einem wässerigen Medium dispergiert, wonach der so gebildete Papierbrei auf einem Sieb entwässert und das auf diese Weise erhaltene Papier getrocknet wird. Um eine gute Verteilung der Fasern in dem Dispergiermittel zu gewährleisten-eine solche Verteilung ist zur Herstellung eines Papiers mit durchgängig gleicher Dicke von besonderer Bedeutung-, wurde bereits vorgeschlagen, dem Dispergiermittel eine Substanz zuzusetzen, welche dessen Viskosität erhöht. Als solche Mittel wurden unter anderem Zelluloseäther, z. B. das Natriumsalz der Carboxymethylzellulose, verwendet. Diesen Substanzen kommt überdies die Eigenschaft zu, das gegenseitige Aneinanderhaften der Fasern in dem entwässerten und getrockneten Papier zu verstärken.
Es wurde auch schon vorgeschlagen, die Polyäthylenterephthalat-Fasern, gemischt mit Papierfasern auf Zellulosebasis, zu einem Papierbrei zu verarbeiten und hieraus ein Papier herzustellen.
Trotz dieser Massnahmen weisen so erhaltene Papiersorten eine zu geringe Festigkeit auf, was von Nachteil ist. Es wurde nunmehr ein Verfahren gefunden, nach welchem Papiere von grösserer Festigkeit hergestellt werden können.
Die Erfindung besteht darin, dass bei der Herstellung von Papier aus Polyäthylenterephthalat-Fasern die Fasern in dem aus ihnen gebildeten Papier mit einer Lösung von Chloralhydrat quellen gelassen werden und der gequollene Zustand wieder aufgehoben wird, sobald die gewünschte Haftung zwischen den Fasern in dem Papier erzielt worden ist.
Auf diese Weise erhaltenes Papier besitzt eine ausgezeichnete Reissfestigkeit.
Abgesehen davon, dass Chloralhydrat eine gute gegenseitige Bindung der Fasern bewirkt, hat diese Substanz auch den Vorteil, dass sie auf Grund ihres verhältnismässig niederen Siedepunktes, nämlich von 98 C, bei den bei der Papierherstellung üblicherweise verwendeten Trocknungstemperaturen aus dem behandelten Papier durch Verdampfen vollkommen entfernt wird.
Als Folge der vollständigen Entfernung des Chloralhydrats werden auch die elektrischen Eigenschaften des Papiers durch die erfindungsgemässe Behandlung nicht ungünstig beeinflusst.
Als Lösungsmittel für das Chloralhydrat kommen verschiedene, in bezug auf Polyäthylenterephthalat inerte Flüssigkeiten in Frage.
Beispiele hieftir sind : Wasser, Methylalkohol, Äthylalkohol, Toluol, Xylol und Aceton.
Die zu wählende Konzentration des Chloralhydrats wird, um die gewünschte Quellwirkung erzielen zu können, in Abhängigkeit von dem Lösungsmittel, in welchem das Chlorhydrat gelöst wird, verschieden sein.
Wenn z. B. Wasser als Lösungsmittel eingesetzt wird, muss die Konzentration des Chloralhydrats zwischen ungefähr 47 und 50 Gew. -0/0 liegen. Bei Verwendung von Lösungen des Chloralhydrats in Aceton ist eine Konzentration von 70 bis 75 Gew.-% erforderlich, um die gewünschte Quellung zu erzielen.
Mit letzterer Lösung wurden die günstigsten Resultate erhalten. Bei der Nachbehandlung von unter Verwendung wasserlöslicher Zelluloseäther hergestellten Papieren verliert das Papier als Folge der Quellung dieser Äther nicht an Festigkeit und wird auch nicht klebrig, was die Durchführung des vorliegenden Verfahrens erleichtert.
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Die Quellflüssigkeiten können als solche auf das zu behandelnde Papier - dieses soll in der folgenden Beschreibung als Ausgangspapier bezeichnet werden-aufgetragen oder auf diesem Papier gebildet werden.
Letzteres Verfahren wird vorgezogen.
Bei Anwendung des Verfahrens vorliegender Erfindung ist es nämlich, wie festgestellt werden konnte, zwecks Erzielung einer gleichmässigen, oberflächlichen gegenseitigen Bindung der Fasern, erforderlich, dass die Einwirkung des Quellmittels auf das gesamte Ausgangspapier, d. h. an allen Stellen desselben, von gleicher Dauer ist und dass das Quellmittel auf das Ausgangspapier in einem mässigen, beschränkten Ausmass einwirkt. Es ist daher notwendig, das Quellmittel, wenn diskontinuierlich gearbeitet wird, mit dem ganzen Ausgangspapier gleichzeitig und, wenn kontinuierlich gearbeitet wird, mit der ganzen Breite der Bahn des Ausgangspapiers auf einmal in Kontakt zu bringen.
Mit Rücksicht auf eine beschränkte Einwirkung des Quellmittels auf die Fasern kann ein Imprägnieren durch Eintauchen des Papiers in einen Überschuss des Quellmittels nicht empfohlen werden. Es wird daher in erster Linie eine Imprägnierung durch Bespritzen oder Aufsprühen in Betracht zu ziehen sein.
Allerdings kann bei diesem Verfahren eine gleichmässige Verteilung des Quellmittels auf dem Ausgangspapier nicht so leicht erzielt werden.
Hiemit im Zusammenhang steht, dass, wie bereits angeführt, eine Ausführungsform des Verfahrens vorgezogen wird, nach welcher das Ausgangspapier zunächst mit einem Überschuss an einer Chloralhydratlösung in Kontakt gebracht wird, die, um ein Quellen des Polyäthylenterephthalats zu bewirken, nicht hinreicht, deren Chloralhydrat-Konzentration jedoch durch Verdampfen der Lösung erhöht wird, und dann die Lösung auf dem Ausgangspapier verdampfen gelassen wird.
Auf diese Weise wird das Ausgangspapier mit einer nichtquellenden Flüssigkeit imprägniert und das Quellmittel während des Verdampfens der ImprägnierflUssigkeit gebildet, wonach der gequollene Zustand durch ein weiteres kontrolliertes Verdampfen wieder aufgehoben wird. Bei richtiger Wahl der Verdampfungsgeschwindigkeit kann erreicht werden, dass der gequollene Zustand so lange aufrechterhalten wird, bis die erforderliche gegenseitige Haftung der Polyäthylenfasern erzielt ist.
In diesem Falle ist es ohne Schwierigkeit möglich, das Ausgangspapier in die Chloralhydratlösung einzutauchen. Wenn dies geschieht, kann der Überschuss an der Lösung nach dem Eintauchen durch Auspressen entfernt werden. Da der Imprägnierlösung eine Quellwirkung nicht zukommt, bewirkt dieses Auspressen noch keine gegenseitige Bindung der Fasern.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung kann die Chloralhydratlösung auch auf das Ausgangspapier aufgespritzt oder aufgesprüht werden.
Chloralhydratlösungen, die gewUnschtermassen in verhältnismässig geringen Konzentrationen nicht quellen, jedoch Quelleigenschaften durch Verdampfen erhalten, sind z. B. Lösungen von Chloralhydrat in Methanol oder Aceton.
Bei Verwendung von Acetonlösungen werden diese auf das Ausgangspapier in einer ChloralhydratKonzentration von 30 bis 35 Gew.-% aufgetragen. Eine Lösung dieser Konzentration weist keine Quellwirkung auf. Beim Verdampfen wird jedoch das Aceton allmählich entfernt, bis eine Konzentration von 70 bis 75 Gew.-%, bezogen auf das Chloralhydrat, erreicht ist, wonach auch das Chloralhydrat in einem beträchtlichen Ausmass verdampft.
Zwecks Herabsetzung der Entzündbarkeit der Lösungen können diesen kleinere Anteile von Tetrachlorkohlenstoff oder andern chlorierten Kohlenwasserstoffen zugesetzt werden.
Das Verdampfen kann durch stärkeres oder schwächeres Erhitzen geregelt werden, wobei vorzugsweise unter Absaugen gearbeitet wird. Die abgesaugten Dämpfe können zwecks Wiedergewinnung der verwendeten Substanzen durch eine Absorptionsvorrichtung geleitet werden.
Es wurde festgestellt, dass es zwecks Beschleunigung der gegenseitigen Haftung der Fasern in dem Ausgangspapier von Vorteil ist, dieses zumindest während der Zeit, in welcher sich die Fasern im gequollenen Zustand befinden, zu pressen.
Das oben erwähnte Verdampfen kann auch zusammen mit der Druckausübung vorgenommen werden, indem das mit der eine Quellwirkung nicht bewirkenden Chloralhydratlösung imprägnierte Ausgangspapier über und zwischen erhitzte Kalanderwalzen geführt wird.
Bei der richtigen Wahl der Zusammensetzung der eine Quellung nicht bewirkenden Chloralhydratlösung, ferner des Ausmasses, in welchem das Ausgangspapier nach Versetzen desselben in diese Lösung ausgepresst wird, sowie der Temperatur und schliesslich des Arbeitsweges über die Kalanderwalzen kann erreicht werden, dass die Fasern in dem Ausgangspapier eine hinreichende oberflächliche Quellung zu dem Zeitpunkt erlangen, bei welchem dieses Papier, um dem erforderlichen Druck unterworfen zu werden, zwischen den Kalanderwalzen durchgeführt wird.
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EMI3.1
EMI3.2
<tb>
<tb> könnenGrundgewicht <SEP> g/m <SEP> 101
<tb> Zugfestigkeit <SEP> in <SEP> m <SEP> (in <SEP> der <SEP> Richtung <SEP> der <SEP> Maschine <SEP> = <SEP> M. <SEP> R.) <SEP> 4940
<tb> Zugfestigkeit <SEP> in <SEP> m <SEP> (in <SEP> der <SEP> Querrichtung <SEP> = <SEP> Qu.
<SEP> R.) <SEP> 2240 <SEP>
<tb> Längenausdehnung <SEP> in <SEP> % <SEP> (M. <SEP> R.) <SEP> 9, <SEP> 6
<tb> Längenausdehnung <SEP> in <SEP> % <SEP> (Qu. <SEP> R. <SEP> 9, <SEP> 0
<tb> Berstfaktor <SEP> 49, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Reissfaktor <SEP> (M. <SEP> R.) <SEP> 940
<tb> Reissfaktor <SEP> (Qu. <SEP> R.) <SEP> 975
<tb> Faltzahl <SEP> (M. <SEP> R. <SEP> 20 <SEP> 000 <SEP>
<tb> Faltzahl <SEP> (Qu. <SEP> R.) <SEP> 6770
<tb> Grössenbeständigkeit <SEP> keine <SEP> Änderung
<tb> Nassfestigkeit <SEP> in <SEP> % <SEP> der <SEP> Trockenfestigkeit <SEP> 92, <SEP> 0 <SEP>
<tb>
EMI3.3
EMI3.4
<tb>
<tb> Zugfestigkeit <SEP> 3170 <SEP> m
<tb> Längenausdehnung <SEP> 11,4
<tb> Reissfaktor <SEP> 203
<tb> Faltzahl <SEP> 4100
<tb> Nassfestigkeit <SEP> 800/0
<tb>
Beispiel 4 :
Ein Ausgangspapier, das aus einer Suspension von Polyäthylenterephthalat-Fasern gebildet worden war und das hinsichtlich der Fasern zur Gänze aus dem genannten Polymeren bestand, wurde durch Eintauchen in eine Lösung von 33 Gew.-% Chloralhydrat in Aceton imprägniert und hierauf ausgepresst, bis das Papier 110 Gew.-%. der Lösung enthielt. Sodann wurde das Ausgangspapier zunächst
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zwecks teilweiser Verdampfung der Acetonlösung um einen Zylinder bei 60 C geführt, wonach es bei einer Temperatur von ungefähr 125 C mit einer Geschwindigkeit von 10 m pro Minute kalandriert wurde.
Die Gesamtlänge des Papiers, das mit dem Zylinder und der Kalanderwalze in Berührung stand, betrug 2 m.
Das so erhaltene Papier wies folgende Merkmale auf :
EMI4.1
<tb>
<tb> Grundgewicht <SEP> g/m <SEP> 46
<tb> Zugfestigkeit <SEP> in <SEP> m <SEP> (M. <SEP> R.) <SEP> 6500 <SEP>
<tb> Zugfestigkeit <SEP> in <SEP> m <SEP> (Qu. <SEP> R.) <SEP> 2750 <SEP>
<tb> Längenausdehnung <SEP> in <SEP> % <SEP> (M. <SEP> R.) <SEP> 12, <SEP> 8
<tb> Längenausdehnung <SEP> in <SEP> go <SEP> (Qu. <SEP> R.) <SEP> 11, <SEP> 4 <SEP>
<tb> Berstfaktor <SEP> 71, <SEP> 7 <SEP>
<tb> Reissfaktor <SEP> (M. <SEP> R.) <SEP> 374
<tb> Reissfaktor <SEP> (Qu. <SEP> R.) <SEP> 652
<tb> Faltzahl <SEP> (M. <SEP> R.) <SEP> 20000
<tb> Faltzahl <SEP> (Qu. <SEP> R.) <SEP> 1615
<tb> Grössenbeständigkeit <SEP> keine <SEP> Änderung
<tb> Nassfestigkeit <SEP> in <SEP> % <SEP> der <SEP> Trockenfestigkeit <SEP> 81, <SEP> 8
<tb>
PATENTANSPRÜCHE.
1. Verfahren zur Herstellung von Papier aus Polyäthylenterephthalat-Fasern, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern in dem aus ihnen gebildeten Ausgangspapier mit einer Lösung von Chloralhydrat oberflächlich zum Quellen gebracht werden und dass der gequollene Zustand wieder aufgehoben wird, sobald die erwünschte gegenseitige Haftung der Fasern in dem Ausgangspapier erzielt ist.