AT232368B

AT232368B - Verfahren zur Herstellung eines mindestens teilweise aus Chemiefasern bestehenden Papiers

Info

Publication number: AT232368B
Application number: AT636161A
Authority: AT
Original assignee: Schweizerische Viscose
Priority date: 1960-09-01
Filing date: 1961-08-17
Publication date: 1964-03-10

Description


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  Verfahren zur Herstellung eines mindestens teilweise aus
Chemiefasern bestehenden Papiers 
 EMI1.1 
 

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    Verfahrenenthaltenden Suspension   ein Blatt gebildet, dieses anschliessend getrocknet und mit einer wässerig-alkoholischen Lösung eines hochmolekularen, linearen Copolyamids und eines hochmolekularen Polyacrylsäu-   reebters imprägniert,   getrocknet und gegebenenfalls heiss gepresst wird. 



   Als Chemiefasern kommen künstliche Fasern vorzugsweise mit einem Titer von   l,   5 bis 3 den und   2-4 mm Schnittlänge   und/oder synthetische Fasern mit einem Titer von   l,   5   bis 3   den und 3-6 mm Schnittlänge in Frage, die mit den bekannten, in der Papierherstellung verwendeten Papiermassen, wie Hadern, gebleichtem oder ungebleichtem Zellstoff usw., kombiniert werden können. Vorzugsweise werden Mischungen von 20 bis 80 Gew.-% Chemiefasern mit 80-20 Gew.   -0/0 der   schon erwähnten Papierfaserstoffe verwendet. 



   Die Copolyamide, welche für die nachfolgende Behandlung des getrockneten Blattes verwendet werden können, sollen gute Löslichkeit in wässerigem Alkohol, Farblosigkeit und vor allem Stabilität und geringe Geliertendenz ihrer Lösungen aufweisen. Derartige Copolyamide weisen ein gutes Filmbildungsvermögen auf und schmelzen bei relativ niedrigen Temperaturen. 



   Sofern im folgenden von reduzierter Viscosität die Rede ist, ist diese definiert durch die Formel : 
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 gemessen an einer Lösung des Copolyamids von der Konzentration C = 0, 2 g Copolyamid/100 ml Lösung. 



  Als Lösungsmittel wird 93,   71oigne   Schwefelsäure verwendet. 



   Unter den erwähnten Copolyamiden erweisen sich diejenigen für das Verfahren als besonders vorteilhaft, welche durch Polymerisation eines Gemisches eines Salzes aus einem Diamin und einer Dicarbonsäure mit einem Lactam einer   w-Aminocarbonsäure   und/oder mit einer Aminocarbonsäure hergestellt werden können. Beispielsweise eignen sich binäre Copolyamide aus Hexamethylendiammoniumadipat und e-Aminocaprolactam innerhalb der Grenzen von 35 bis 45   Gel.-%   Hexamethylendiammoniumadipat und 
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 Viscosität von 1, 10 bis 1, 30 haben.

   Sie schmelzen je nach Mischungsverhältnis zwischen   165-185 C   und lösen sich bei   60 C,   nach vorhergehendem Vorquellen bei Zimmertemperatur in   67 igem   wässerigem 
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 me zeigen Reisslängen von   1, 7 bis 2, 5   km bei Bruchdehnungen von 150 bis   3000go.   



   Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, ein Agens der Papiermasse zuzusetzen, das das durch Imprägnieren aufgebrachte Polyamid vernetzt. Zweckmässigerweise wird dazu ein auf die Faser aufziehendes kationaktives   Melamin-Formaldehydvorkondensat,   gegebenenfalls in Anwesenheit einer geringen
Menge, von Aluminiumsulfat, verwendet. Dieses Vorkondensat kann durch Auflösen von Trimethylolmelamin in Wasser, Zusatz von Ameisensäure zu dieser Lösung und mehrstündiges Reifen bis zur blaustichigen Opaleszenz erhalten werden. Eine derartige Lösung bleibt während 12-14 h stabil. 



   Die Vernetzung des Substrates mit dem Copolyamid und/oder des Copolyamids allein erfolgt gegebenenfalls unter Anwendung von Hitze und Druck. Dabei wirkt gegebenenfalls in geringen Mengen im Papier vorhandenes Aluminiumsulfat als milder Katalysator. 



   Zur weiteren Verbesserung der Nassfestigkeit bzw. Wasserbeständigkeit kann eine geringe Menge einer   formaldehydfteien.   vernetzend wirkenden Substanz, wie 1,6-Hexamethylen-N,N-bis-(äthylenharnstoff) oder eines Formaldehydspenders (Formaldehyd oder Substanzen, die Formaldehyd in der Hitze abspalten, wie Vorkondensate von Formaldehyd mit   Odeur   OH-Gruppen enthaltenden organischen Verbindungen), und/oder eines ebenfalls mit dem Substrat und dem Copolyamid chemisch reagierenden Hydrophobiemittels, wie Octadecyläthylenharnstoff, der Imprägnierlösung zugesetzt werden. Derartige Zusätze müssen mit dem gelösten Copolyamid verträglich sein,   d. h.   sie dürfen nicht aus der Copolyamidlösung ausfallen bzw. nicht inaktiviert werden.

   Zusätze von sauren Katalysatoren sind im Falle, dass Amine vorhanden sind, unzweckmässig, da sonst die Äthyleniminderivate aus wässerig alkoholischen Lösungen ausfallen bzw. inaktiviert werden. 



   Erfindungsgemäss wird nun   die Weiterreissfestigkeit eines derart hergestellten Papiers   in bemerkenswertem Masse verbessert, wenn der   wässerig-alkoholischen   Lösung des Copolyamids ein hochmolekularer Polyacrylsäureester zugesetzt wird. 

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   Es ist daraus ersichtlich, dass das heisskalandrierte Rohpapier nur eine beschränkte Trockenfestigkeit und eine geringe Nassfestigkeit aufweist, dass diese mit den zur Verfügung stehenden Apparaten nur schwer messbar war. Auch die Weiterreissfestigkeit ist relativ gering. Durch die nicht erfindungsgemässe Behandlung des Rohpapiers mit Copolymer und Polyacrylverbindung nach (3) kann eine geringe Steigerung der Nassfestigkeit und eine bedeutende Erhöhung der Weiterreissfestigkeit erzielt werden. Durdh die vor allem die Verbesserung der Nassfestigkeit des Papiers bezweckende Behandlung nach (4) wird erwartunggemäss die Nassfestigkeit gesteigert, die Weiterreissfestigkeit nimmt jedoch wesentlich ab.

   Die erfindungsgemässe Behandlung nach (5) mit einer Kombination von Copolyamid, Vernetzung-un Hydrophobiermitteln und Polyacrylverbindung erlaubt es gleichzeitig zu sehr hohen   Nass- und   Weiterreissfestigkeiten bei relativ hoher Dehnbarkeit zu gelangen. 



   Es ist bemerkenswert, dass bei der erfindungsgemässen Behandlung nicht nur eine rein physikalische Verklebung, sondern eine chemische Bindung zwischen den reaktiven Gruppen der Bindemittelkomponenten und denjenigen des Fasermaterials, trotz der enorm kurzen Kondensationszeit von nur 1 sec ohne irgendwelchen Katalysatorzusatz zu der wässerig-alkoholischen Bindemittel-Lösung, eintritt. Diese Tatsache ist besonders wichtig, weil die Polyacrylsäureesteremulsionen und die Äthyleniminderivate mit sauren Katalyten in alkoholischer Lösung nicht verträglich sind und bei deren Anwesenheit in der Imprägnierlösung erfindungsgemäss ausfallen. 



   Dass eine chemische Bindung zwischen den reaktiven Gruppen der Bindemittelkomponenten und denjenigen des Fasermaterials wirklich stattgefunden hat, belegt folgender Versuch :
Ein nach der Behandlung (5) erhaltenes Probeblatt mit einem Gehalt von   40%   Polyamidfasern wurde 5   h in Alkohol   gelegt, mit frischem Alkohol abgespült und bei   600C   getrocknet.

   Die Änderung der Eigenschaften durch diese Behandlungen betragen : 
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<tb> 
<tb> Reissfestigkeit <SEP> trocken <SEP> : <SEP> Zunahme <SEP> um <SEP> 2, <SEP> 7%
<tb> Reissfestigkeit <SEP> nass <SEP> : <SEP> Zunahme <SEP> um <SEP> 1, <SEP> 00/0
<tb> Weiterreissfestigkeit <SEP> : <SEP> Abnahme <SEP> um <SEP> 8, <SEP> hello
<tb> 
 
Da die Bindemittel aus alkoholischer Lösung appliziert wurden, müssten bei Abwesenheit chemischer Bindung zwischen Bindemittel und Fasern Festigkeitsabnahmen von mindestens   5calo   beobachtet werden. 



   Schreibproben mit Tinte, schwarzer Tusche und Farbtinten zeigen bei den erfindungsgemäss hergestellten Papieren nach (3) und (5) eine erstaunliche hohe Tintenfestigkeit. Es wurden nämlich solche Proben von Papier mit   8rf1/o   Polyamidfasern und ausserordentlich hoher Porosität 4 h bei Zimmertemperatur mit Wasser,   4%iger   Salzsäure und 4%iger Natronlauge behandelt und konnten nach Auswaschen und Trocknung einwandfrei und ohne Verlaufen beschrieben und bedruckt werden. Die mechanischen Eigenschaften wurden durch diese Behandlung nicht beeinträchtigt. Es ist auch festzustellen, dass das erfindungsgemäss hergestellte Papier vorzügliche Stabilität aufweist. Diese Eigenschaften wurden auch durch mehrtägiges Erhitzen auf   1050C   nicht in Mitleidenschaft gezogen. 



   Die erfindungsgemäss hergestellten Papiere lassen sich auf dem normalen und Schreinerkalander sowie auf dem Gaufragekalander bearbeiten und plissieren. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Verfahren zur Herstellung eines mindestens teilweise aus Chemiefasern bestehenden, hochnassfesten, tintenfesten Papiers mit hoher Weiterreissfestigkeit, ausgehend von einer wässerigen, die Fasern und ein Amin-Formaldehydvorkondensat, vorzugsweise ein kationaktives Trimethylolmelamin, enthaltenden Suspension, dadurch gekennzeichnet, dass aus der wässerigen, gegebenenfalls noch zusätzlich ein wasserlösliches Metallsalz enthaltenden Suspension ein Blatt gebildet, dieses anschliessend getrocknet und mit einer wässerig-alkoholischen Lösung eines hochmolekularen, linearen Copolyamids und eines hochmolekularen Polyacrylsäureesters imprägniert, getrocknet und gegebenenfalls heiss gepresst wird.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als wasserlösliches mehrwertiges Metallsalz Aluminiumsulfat verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass der wässerig-alkoholischen Lösung des Copolyamides eine vernetzend wirkende Substanz zugesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wässerig-alkoholischen Lösung des Copolyamides ein mit dem Substrat und demCopolyamid chemisch reagierender Octadecyl-Äthylenharnstoff zugesetzt wird. <Desc/Clms Page number 4> EMI4.1 kalandriert.

Der dritte Teil (3) wird nach dem Verfahren der Erfindung mit einer Lösung von 8, 75 Gel.-% des oben erwähnten Copolyamids, l, 25% (als Feststoffe berechnet) einer 46, 5% Festgehalt aufweisenden handelsüblichen nichtionogenen Polyacrylsäureesteremulsion mit freien COOH-Gruppen (pH-Wert 6, 0-6,5), in 67% igem Äthylalkohol wie unter (2) imprägniert und wie oben weiterbehandelt.

Der vierte Teil (4) wird mit einer Lösung, enthaltend 10 Gel.-% des vorher erwähnten Copolyamids, 1. 05% eines alkylmodifizierten Hexamethylolmelamins (sogenanntes Reaktantharz), 0, 5% eines Hydrophobiermittels auf Basis von Octadecyläthylenharnstoff, in 67% gem Äthylalkohol wie unter (2) imprägniert und wie oben weiterbehandelt.

Der fünfte Teil (5) der Papierbahn wird nach dem Verfahren nach der Erfindung behandelt. Die Imprägnierung, Trocknung und Kalandrierung erfolgt gleich wie bei (2), doch besteht die Imprägnierlösung aus 8,75 Gel.-% des oben erwähnten Copolyamids, 1, 25% der unter (3) verwendeten Polyacrylsäureesteremulsion, 1, 05% des wie in (4) angewendeten Hexamethylolmelamins, 0, 5% des wie in (4) applizierten Hydrophobiermittels in 67% igem Alkohol.

Von allen 5 Papieren wurden Stücke mit dem gleichen Quadratmetergewicht von zirka 72 g gemessen. Die Messresultate sind aus der nachfolgenden Tabelle zu entnehmen. EMI4.2 <tb> <tb>

Proben <SEP> Reisslänge <SEP> Dehnung <SEP> Reisslänge <SEP> Nassfestig- <SEP> Dehnung <SEP> Weiterreissfestigkeit <tb> Nr. <SEP> trocken <SEP> trocken <SEP> nass <SEP> keit <SEP> nass <SEP> nach <SEP> Elmendorf <SEP> in <SEP> <tb> (km) <SEP> (%) <SEP> (km) <SEP> (%)* <SEP> (%) <SEP> Maschinenrichtung <tb> (g) <SEP> bezogen <SEP> auf <tb> 100 <SEP> g/m2 <tb> Papiergewicht <tb> (1) <SEP> 0, <SEP> 995 <SEP> 1, <SEP> 66 <SEP> 0,2 <SEP> 20-77, <SEP> 5 <tb> (2) <SEP> 4,63 <SEP> 7, <SEP> 34 <SEP> 1. <SEP> 72 <SEP> 37 <SEP> 8, <SEP> 1 <SEP> 244,0 <tb> (3) <SEP> 4,11 <SEP> 8,10 <SEP> 1,67 <SEP> 40 <SEP> 8, <SEP> 1 <SEP> 295,0 <tb> (4) <SEP> 5,04 <SEP> 7,80 <SEP> 2, <SEP> 57 <SEP> 51 <SEP> 10, <SEP> 2 <SEP> 192, <SEP> 0 <tb> (5) <SEP> 5, <SEP> 26 <SEP> 8, <SEP> 10 <SEP> 2, <SEP> 49 <SEP> 47 <SEP> 10, <SEP> 3 <SEP> 275, <SEP> 5 <tb> EMI4.3 <Desc/Clms Page number 5> 5.

Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Formaldehydspender als vernetzend wirkendes Mittel verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Diätbylendiharnstoffderivat als vernetzend wirkendes Mittel verwendet wird.