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Verfahren zur Herstellung papierartiger Vliesstoffe
Gegenstand der Erfindung ist die Herstellung eines nassfesten papierartigen Faserflächengebildes. Das erfindungsgemässe Material ist bedruck- und beschreibbar und zeichnet sich durch hohe mechanische Festigkeiten und gute Massbeständigkeit aus.
Es ist bekannt, zwecks Erhöhung der Gebrauchseigenschaften den normalerweise aus Zellulosefasern hergestellten Papieren synthetische Fasern zuzusetzen oder Papiere vollständig aus synthetischen Fasern herzustellen. Es ist weiterhin bekannt, die Bindung dieser synthetischen Fasern im Flächenverband da- durch herbeizuführen, dass die Faseroberfläche klebrig gemacht wird. Dies kann bei thermoplastischen Fasern z. B. durch Hitzeeinwirkung oder. bei andern Fasern z. B. mit Hilfe vonQuellungsmittelndurchge- führt werden. Die bei diesen Papieren erzielten Festigkeiten lassen sich im allgemeinen auf die Festigkeiten der synthetischen Fasern zurückführen. Dasselbe gilt für andere Eigenschaften, wie Massbeständigkeit usw.
Aus der franz. Patentschrift Nr. 1. 137. 457 ist ferner bekannt, die bei der Papierherstellung üblichen kurzen Fasern aus Zellulose durch solche aus Polyäthylen oder Polypropylen zu ersetzen. Man erhält ein Synthesepapier mit erhöhter Festigkeit und Bruchdehnung.
Es wurde nun gefunden, dass diese Eigenschaften noch in unerwarteter Weise verbessert werden können, wenn man ein ganz oder teilweise aus Polypropylenfasern bestehendes Faservlies in der Hitze bei Liniendrücken über 10 kg/cm2 zu einem luftdurchlässigen Flächengebilde kalandriert. Wesentlich ist bei diesem Verfahren, dass anschliessend die Poren des luftdurchlässigen Flächengebildes, das aus Fasern einer Länge über 0,2 mm besteht, ganz oder teilweise durch hochpolymere Substanzen gefüllt werden, deren Erweichungspunkt niedriger als der der Propylenfasern ist.
Die nachfolgenden Tabellen zeigen die überlegenen Eigenschaften des erfindungsgemäss hergestellten Polypropylenpapieres. In den Tabellen wurden nicht nur die betreffenden Eigenschaften. der Polypropylenfasern angegeben, sondern auch die Eigenschaften anderer Fasern, die bei der Herstellung von Synthesepapieren Verwendung finden.
Tabelle 1
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<tb>
<tb> Faser <SEP> Polyäthylenglykol- <SEP> Polyamid <SEP> 6 <SEP> Polypropylen <SEP> Polyäthylen
<tb> Terephthalat <SEP> (linear) <SEP> (linear) <SEP>
<tb> Festigkeit <SEP> g/den <SEP> 5,45 <SEP> 6- <SEP> 5, <SEP> 15 <SEP> 4,69
<tb> Bruchdehnung <SEP> % <SEP> 47, <SEP> 6 <SEP> 47, <SEP> 0' <SEP> 43, <SEP> 6 <SEP> 20, <SEP> 0
<tb>
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Tabelle 2
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<tb>
<tb> Thermoplastisch.
<SEP> ver- <SEP> Polyäthylenglykol- <SEP> Polyamid <SEP> - <SEP> 6 <SEP> Polypropylen <SEP> Polyäthylen
<tb> schweisstes <SEP> Vlies, <SEP> Terephthalat <SEP> (linear) <SEP> (linear)
<tb> Flächengewicht
<tb> 100 <SEP> g/m2
<tb> (Halbmaterial)
<tb> Festigkeit <SEP> in
<tb> kg/5 <SEP> cm <SEP> Streifen <SEP> 8,4 <SEP> 8 <SEP> 8 <SEP> 9
<tb> Bruchdehnung'10 <SEP> 12, <SEP> 5 <SEP> 15 <SEP> 11 <SEP> 11
<tb>
Tabelle 3
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<tb>
<tb> Streich <SEP> papier <SEP> Polyäthylenglykol- <SEP> Polyamid <SEP> - <SEP> 6 <SEP> Polypropylen <SEP> Polyäthylen
<tb> Flächengewicht <SEP> Terephthalat <SEP> (linear) <SEP> (linear)
<tb> 220 <SEP> g/rn
<tb> Festigkeit <SEP> in
<tb> kg/5 <SEP> cm <SEP> Streifen <SEP> 48 <SEP> 21 <SEP> 37 <SEP> 15
<tb> Bruchdehnung <SEP> % <SEP> 25, <SEP> 5 <SEP> 22,5 <SEP> 49,
5 <SEP> 15
<tb> Festigkeit <SEP> X
<tb> Bruchdehnung <SEP> 1224 <SEP> 477 <SEP> 1831 <SEP> 225
<tb>
Interessanterweise folgt aus Tabelle 1, dass Festigkeit und Bruchdehnung der reinen Polypropylenfasern sogar geringer sind als etwa die Festigkeit oder die Bruchdehnung von Polyesterfasern oder Polyamidfasern. Auch nach dem Verschweissen der jeweiligen Ausgangsfaservliese zu einem Vliesstoff, bei dem die Fasern an ihren Berührungspunkten miteinander verbunden sind, weist der Polypropylenvliesstoff noch nicht die besten Eigenschaften auf (s. Tabelle 2). Erst nach der Porenfüllung der jeweiligen Produkte findet man, dass die jeweils resultierenden Streichpapiere bei Verwendung von Polypropylenfasern in ganz unerwarteter Weise fester sind als bei Verwendung anderer Fasern unter sonst gleichen Bedingungen.
Es ist also mit Hilfe der Erfindung möglich, Produkte von hervorragender Nassfestigkeit, hohen Dop-
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Zähigkeit vorteilhafterweise für Beschichtungen oder Imprägnierungen, z. B. zur Herstellung von Kunstleder, Verwendung finden.
Das erfindungsgemässe Verfahren umfasst also folgende Verfahrensschritte : Zunächst wird ein ganz oder teilweise aus Polypropylenfasern aufgebautes Faservlies durch Erhitzen, z. B. Durchschicken durch beheizte Stahlwalzen, thermoplastisch verfestigt. Es ist dabei darauf zu achten, dass ein gleichmässig
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ratur durch, erhält man zunächst örtlich begrenzte dichte Stellen und im Extremfall eine folienartige Verschweissung. Es ist zwar möglich, durch richtige Abstimmung der Bedingungen ein Produkt mit einer papierartigen Oberfläche herzustellen. Diese Materialien lassen sich jedoch schwer beschreiben oder bedrucken. Dies ist offensichtlich auf die hydrophoben, nicht saugfähigen Polypropylen-Fasern zurückzu- führen.
Verwendet man, um die Saugfähigkeit zu erhöhen, im Fasergebilde anteilsweise Zellulosefasern, bringt das andere Nachteile, wie z. B. Verschlechterung der Massbeständigkeit, mit sich.
Die thermoplastische Verfestigung der oben beschriebenen Faservliese wird deshalb erfindungsgemäss bis zu dem Grad durchgeführt, dass genügend Porosität gewährleistet ist und darüber hinaus bereits eine gute Festigkeit erzielt wird. Zur Herstellung einer papierartig glatten Oberfläche werden dann in einem zweiten Verfahrensschritt die Poren dieses Materials mit hochpolymeren Substanzen, gegebenenfalls unter
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Zusatz von Pigmenten oder Farbstoffen, gefüllt. Vorzugsweise werden thermoplastische Hochpolymere verwendet, die einen niedereren Erweichungspunkt als die im Grundmaterial verwendeten Fasern haben.
Durch Kalandrierung werden die so hergestellten Fasergebilde geglättet. Es werden dabei Temperaturbedingungen eingehalten, bei denen die thermoplastischen Fasern nicht angegriffen werden. Das Flächengebilde zeigt dann im mikroskopischen Bild eine Oberfläche, die aus einem Netzwerk von Fasern besteht, dessen Zwischenräume durch porenfüllende Substanzen ausgefüllt wurden. Auf dieses Material wird gegebenenfalls in einem letzten Verfahrensschritt ein Schlussstrich aufgebracht, der je nach Verwendungszweck aus hochpolymeren Substanzen oder aus Mischungen von Hochpolymeren mit Pigmenten oder Farbstoffen besteht. Die beiden letzten Verfahrensschritte können unter Umständen auch in einer Stufe durchgeführt werden.
Es ist auf diese Art möglich, Produkte von hervorragender Nassfestigkeit, hohen Doppelfalz-Zahlen
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hohen Zähigkeit vorteilhaftervmise für Beschichtungen oder Imprägnierungen, z. B. zur Herstellung von Kunstleder, Verwendung finden.
Beispiel: Aus 3 den. Polypropylenfast rn von 40 mmStapllängewurdeeinFaservlies von 100 g/m2 hergestellt. Das Vlies wurde mittels Durchschicken durch zwei beheizte Stahlwalzen bei einer Temperatur von 1400C thermoplastisch verschweisst. Das Material hatte anschliessend eine Luftdurchlässigkeit von 900 I/sec/m2 bei 20 mm Wassersäule. Es wurde anschliessend mit einer wässerigen Dispersion von
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<tb>
<tb> Vinylchlorid <SEP> - <SEP> Mischpolymerisat <SEP> 50 <SEP> Teile
<tb> (Erweichungspunkt <SEP> 500C) <SEP> sowie
<tb> Titandioxyd <SEP> 50 <SEP> Teile
<tb>
imprägniert.
Nach dem Trocknen hatte das Material ein Gewicht von 190 g/m. Es wurde durch Kalandrieren bei 900C und 50 kg/cm Liniendruck geglättet. Anschliessend wurde ein Strich aufgebracht aus folgender Mischung :
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<tb>
<tb> Acrylester-Mischpolymerisat <SEP> 15 <SEP> Teile
<tb> Kasein <SEP> 8 <SEP> Teile
<tb> Kaolin <SEP> 40 <SEP> Teile
<tb> Bariumsulfat <SEP> 40 <SEP> Teile
<tb> Calciumsulfat <SEP> 20 <SEP> Teile
<tb>
Das Endprodukt hatte eine Aufnahme an Streichmischung von 25 g/Seite. Es wurde anschliessend satiniert.
Es war sowohl mit Tinte und Tusche, als auch mit Bleistift beschreibbar und radierfest.
Die Weiterreissfestigkeit betrug maximal 3,2 kg. Bei einem gewichtsmässig vergleichbaren Zeichenkarton betrug der Wert der Weiterreissfestigkeit maximal 0,2 kg.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung nassfester papierartiger Vliesstoffe durch Kalandrieren eines losen, ganz oder teilweise aus Polypropylenfasern bestehenden Ausgangsfaservlieses in der Hitze bei Liniendrücken über 10 kg/cm zu einem luftdurchlässigen Flächengebilde, dadurch gekennzeichnet, dass die Poren des luftdurchlässigen Flächengebildes, das aus Fasern einer Länge über 0,2 mm besteht, ganz oder teilweise durch hochpolymere Substanzen gefüllt werden, deren Erweichungspunkt niedriger als der der Propylen-Fasern ist.