DE1139006B

DE1139006B - Verfahren zur Herstellung von Papier

Info

Publication number: DE1139006B
Application number: DEN18207A
Authority: DE
Inventors: Endre Schoenberg; Karel Wilbrink
Original assignee: Onderzoekings Instituut Research
Current assignee: Onderzoekings Instituut Research
Priority date: 1959-04-23
Filing date: 1960-04-22
Publication date: 1962-10-31
Also published as: FR1254233A; GB906889A; NL100804C; BE589870A; NL238511A; ES257554A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Papier aus Polyäthylenterephthalatfasern, wobei die Fasern in dem aus ihnen gebildeten Ausgangspapier mit einem Quellungsmittel zur gegenseitigen Haftung gebracht werden, wonach das Quellungsmittel aus dem Papier entfernt wird.

Ein derartiges Verfahren ist bereits bekannt.

Die Schwierigkeit bei diesem Verfahren war aber bisher, ein Quellungsmittel zu finden, das die Polyäthylenterephthalatfasern zur Quellung bringt und das weiter nach der Behandlung auf einfache Weise völlig aus dem Papier entfernt werden kann.

Die Salzlösungen, welche bei der Ausführung des bekannten Verfahrens angewendet werden, besitzen nämlich die Schwierigkeit, daß für ihre Entfernung aus dem Papier ein spezielles Verfahren eingeführt werden muß. Wenn dies nicht geschieht, so bleiben die Salze in dem Papier zurück, was für verschiedene Anwendungen des Papiers unerwünscht ist.

Jetzt wurde ein Quellungsmittel gefunden, welches bei. dem üblichen Heißkalandern des Papiers leicht und vollständig aus dem Papier verschwindet.

Die Erfindung besteht darin, daß man bei der Herstellung von Papier aus Polyäthylenterephthalatfasern die Fasern in dem aus ihnen gebildeten Papier mit einer Lösung von Chloralhydrat quellen läßt und den gequollenen Zustand wieder aufhebt, 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 infolge ihres verhältnismäßig niederen Siedepunktes (98° C) bei den bei der Papierherstellung üblicherweise verwendeten Trocknungstemperaturen aus dem behandelten Papier durch Verdampfen vollkommen entfernt wird.

Infolge 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, gegenüber Polyäthylenterephthalat inerte Flüssigkeiten in Frage.

Beispiele hierfür sind: Wasser, Methylalkohol, Äthylalkohol, Toluol, Xylol und Aceton.

Die zu wählende Konzentration des Chloralhydrats ist, um die gewünschte Quellwirkung erzielen zu können, in Abhängigkeit von dem Lösungsmittel, in welchem das Chlorhydrat gelöst wird, verschieden.

Wenn z. B. Wasser als Lösungsmittel eingesetzt

Verfahren zur Herstellung von Papier

Anmelder:

N. V. Onderzoekingsinstituut Research,
Arnhem (Niederlande)

Vertreter: Dr. K. Schwarzhans

und Dipil.-Chem. Dr. phil. E. Jung, Patentanwälte,

München 19, Romanplatz 9

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 23. April 1959 (Nr. 238 511)

Endre Schönberg, VeIp,

und Karel Wilbrink, Arnhem (Niederlande),

sind als Erfinder genannt worden

wird, muß die Konzentration des Chloralhydrats zwischen ungefähr 47 und 50 Gewichtsprozent liegen. Bei Verwendung von Lösungen des Chloralhydrats in Aceton ist eine Konzentration von 70 bis 75 Gewichtsprozent erforderlich, um die gewünschte Quellung zu erzielen.

Mit der letztgenannten Lösung wurden die günstigsten Resultate erhalten. Bei der Nachbehandlung von unter Verwendung wasserlöslicher Celluloseäther hergestellten Papieren bedingen diese Lösungen nicht die Komplikation, daß das Papier als Folge der Quellung dieser Äther an Festigkeit verliert und klebrig wird, wodurch das vorliegende Verfahren erschwert würde.

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.

Das zuletzt erwähnte 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 Quell-

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mittel, wenn diskontinuierlich gearbeitet wird, mit Es wurde festgestellt, daß es zwecks Beschleuni-

dem ganzen Ausgangspapier gleichzeitig und, wenn gung der gegenseitigen Haftung der Fasern in dem kontinuierlich gearbeitet wird, mit der ganzen Breite Ausgangspapier von Vorteil ist, dieses zumindest der Bahn des Ausgangspapiers auf einmal in Kontakt während der Zeit, in welcher sich die Fasern im gezu bringen. 5 quollenen Zustand befinden, zu pressen.

Mit Rücksicht auf eine beschränkte Einwirkung Das obenerwähnte Verdampfen kann auch zusam-

des Quellmittels auf die Fasern kann ein Imprägnieren men mit der Druckeinwirkung vorgenommen werden, durch Eintauchen des Papiers in einen Überschuß des indem das mit der eine Quellwirkung nicht bewirken-Quelhnittels nicht empfohlen werden. Es wird daher den Chloralhydratlösung imprägnierte Ausgangsin erster Linie eine Imprägnierung durch Bespritzen io papier über und zwischen erhitzte Kalanderwalzen oder Aufsprühen in Betracht zu ziehen sein. Aller- geführt wird.

dings kann bei diesem Verfahren eine gleichmäßige Bei der richtigen Wahl der Zusammensetzung der

Verteilung des Quellmittels auf dem Ausgangspapier eine Quellung nicht bewirkenden Chloralhydratlösung, nicht so leicht erzielt werden. ferner des Ausmaßes, in welchem das Ausgangspapier

Hiermit im Zusammenhang steht, daß, wie bereits 15 nach Versetzen desselben in diese Lösung ausgepreßt angeführt, eine Ausführungsform des Verfahrens vor- wird, sowie der Temperatur und schließlich des gezogen wird, nach welcher das Ausgangspapier zu- Arbeitsweges über die Kalanderwalzen kann erreicht nächst mit einem Überschuß einer Chloralhydratlö- werden, daß die Fasern in dem Ausgangspapier eine sung in Kontakt gebracht wird, die zum Quellen des hinreichende oberflächliche Quellung zu dem Zeit-Polyäthylenterephthalats nicht ausreicht, deren CMo- 20 punkt erlangen, bei welchem dieses Papier, um den ralhydratkonzentration jedoch durch Verdampfen der erforderlichen Druck unterworfen zu werden, Lösung erhöht wird, worauf man die Lösung auf dem zwischen den Kalanderwalzen durchgeführt wird. Ausgangspapier verdampfen läßt. Die Temperatur der Kalander hängt von dem

Auf diese Weise wird das Ausgangspapier mit einer Siedepunkt der Lösung ab, die das Quellen bewirken nicht quellenden Flüssigkeit imprägniert und das 25 soll. Im allgemeinen werden auf Grund der kurzen Quellmittel während des Verdampfens der Im- Zeit, während welcher das Ausgangspapier mit den prägnierflüssigkeit gebildet, wonach der gequollene Kalanderwalzen in Kontakt ist, Walzentemperaturen Zustand durch ein weiteres kontrolliertes Verdampfen von 140 bis 150° C angewendet, wieder aufgehoben wird. Bei richtiger Wahl der Ver- Jedoch können auch bei tieferen oder höheren

dampfungsgeschwindigkeit kann erreicht werden, daß 30 Kalandertemperaturen zufriedenstellende Resultate der gequollene Zustand so lange aufrechterhalten erzielt werden.

wird, bis die erforderliche gegenseitige Haftung der Wenn auch das Verfahren gemäß der Erfindung

Polyäthylenfasern erzielt ist. insbesondere bei der Herstellung von Papieren, die

In diesem Falle ist es ohne Schwierigkeit möglich, vollständig aus Polyäthylenterephthalatfasern bedas Ausgangspapier in die Chloralhydratlösung ein- 35 stehen, angewendet werden wird, ist dessen Anwenzutauchen. Wenn dies geschieht, kann der Überschuß dung nicht hierauf beschränkt. Mittels des vorliegenan Lösung nach dem Eintauchen durch Auspressen den Verfahrens können sogar Papiere, die beträchtentfernt werden. Da die Imprägnierlösung keine liehe Anteile anderer Fasern, z.B. Cellulosefasern Quellwirkung besitzt, bewirkt dieses Auspressen noch oder anderer Fasern organischer oder anorganischer keine gegenseitige Bindung der Fasern. 40 Herkunft enthalten, wesentlich verstärkt werden.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung kann Die Erfindung soll an Hand folgender Beispiele er-

die Chloralhydratlösung auch auf das Ausgangspapier läutert werden, in welchen einige, jedoch nicht alle aufgespritzt oder aufgesprüht werden. möglichen Ausführungsformen gemäß der Erfindung

Chloralhydratlösungen, die gewünschtermaßen in beschrieben werden, verhältnismäßig geringen Konzentrationen nicht 45

quellen, jedoch Quelleigenschaften durch Verdamp- Beispiel 1

fen erhalten, sind z. B. Lösungen von Chloralhydrat

in Methanol oder Aceton. Ein Ausgangspapier, das aus einer Suspension von

Bei Verwendung von Acetonlösungen werden diese Polyäthylenterephthalatfasern gebildet war und das auf das Ausgangspapier in einer Chloralhydratkon- 5° hinsichtlich der Fasern gänzlich aus Polyäthylenterezentration von 30 bis 35 Gewichtsprozent auf- phthalat bestand, wurde in eine 33gewichtsprogetragen. Eine Lösung dieser Konzentration weist zentige Acetonlösung von Chloralhydrat gebracht, keine Quellwirkung auf. Beim Verdampfen wird je- Hierauf wurde das Ausgangspapier ausgepreßt, bis es doch das Aceton allmählich entfernt, bis eine Kon- ungefähr 110 Gewichtsprozent der Chloralhydratzentration von 70 bis 75 Gewichtsprozen, bezogen auf 55 lösung enthielt.

das Chloralhydrat, erreicht ist, wonach auch das Das Ausgangspapier wurde dann auf eine Tempe-

Chloralhydrat in einem beträchtlichen Ausmaß ver- ratur von 110° C erhitzt, wodurch die Chloralhydratdampft. lösung verdampft wurde. Das so hergestellte Papier

Zwecks Herabsetzung der Entzündbarkeit der wies eine gegenüber der Festigkeit des nicht behandel-Lösungen können diesen kleinere Anteile von 60 ten Ausgangspapiers verbesserte Festigkeit auf, war Kohlenstofftetrachlorid oder anderen chlorierten jedoch sehr porös. Kohlenwasserstoffen zugesetzt werden. Tie's ' 1 2

Das Verdampfen kann durch stärkeres oder

schwächeres Erhitzen geregelt werden, wobei Vorzugs- Ein Ausgangspapier gemäß Beispiel 1 wurde im-

weise unter Absaugen gearbeitet wird. Die ab- 65 prägniert, indem es in eine 33gewichtsprozentige gesaugten Dämpfe können zwecks Wiedergewinnung Acetonlösung von Chloralhydrat getaucht und dann der verwendeten Substanzen durch eine Absorptions- bis zu einer Gewichtszunahme von 110 Gewichtsprovorrichtung geleitet werden. zent ausgepreßt wurde. Das Papier wurde dann um

einen auf 6O⁰C erwärmten Zylinder und hierauf durch zwei Kalanderwalzenpaare geführt, die auf 14O⁰C erhitzt waren. Bei der Durchführung durch das erste Walzenpaar wurde ein erstes und zwischen dem zweiten Walzenpaar ein weiteres Zusammenpressen des Ausgangspapiers erzielt.

Das so behandelte Papier wies folgende Merkmale auf:

Grundgewicht in g/m² 101

Zugfestigkeit in m (in der Richtung

der Maschine = M. R.) 4 940

Zugfestigkeit in m (in der Querrichtung = Qu. R.) 2 240

Längendehnung in °/o (M. R.) 9,6 _ig

Längendehnung in % (Qu. R.) 9,0

Berst-Faktor 49,5

Reißfaktor (M. R.) 940

Reißfaktor (Qu. R.) 975

20

Faltzahl (M. R.) 20 000

Faltzahl (Qu.R.) 6770

Größenbeständigkeit keine

Änderung

Naßfestigkeit in %> der Trocken-

festigkeit 92,0

Beispiel 3

Ein schwach orientiertes Ausgangspapier der im Beispiel 1 gegebenen Zusammensetzung wurde auf beiden Seiten mit einer 5O°/oigen Chloralhydratlösung in Wasser besprüht, bis das Papier einen annähernd gleichen Anteil an Quellmittel enthielt. Nach einer Reaktionszeit von wenigen Minuten wurde das imprägnierte Ausgangspapier zwölfmal zwischen Walzen bei mäßiger Druckernwirkung geführt. Die Kalanderwalzen wiesen eine Temperatur von 140 bis 150° C auf.

Das so erhaltene Papier zeigte folgende Merkmale:

Zugfestigkeit in m 3170

Längendehnung 11,4

Reißfaktor 203

Faltzahl 4100

Naßfestigkeit in °/o 80

45

Beispiel 4

Ein Ausgangspapier, das aus einer Suspension von Polyäthylenterephthalatfasern gebildet worden war und das hinsichtlich der Fasern vollständig aus dem genannten Polymeren bestand, wurde durch Eintauchen in eine Lösung von 33 Gewichtsprozent Chloralhydrat in Aceton imprägniert und hierauf ausgepreßt, bis das Papier 110 Gewichtsprozent der Lösung enthielt. Sodann wurde das Ausgangspapier zunächst zwecks teilweiser Verdampfung der Acetonlösung um einen Zylinder bei 60° C geführt, wonach es bei einer Temperatur von ungefähr 125° C kalandriert wurde.

Das so erhaltene Papier wies folgende Merkmale auf:

Grundgewicht in g/m² 46

Zugfestigkeit in m (M. R.) 6 500

Zugfestigkeit in m (Qu. R.) 2 750

Längenausdehnung in % (M. R.) .. 12,8

Längenausdehnung in % (Qu. R.) .. 11,4

Berstfaktor 71,7

Reißfaktor (M. R.) 374

Reißfaktor (Qu. R.) 652

Faltzahl (M.R.) 20000

Faltzahl (Qu. R.) 1 615

Größenbeständigkeit keine

Naßfestigkeit in °/o der Änderung

Trockenfestigkeit 81,8

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung von Papier aus Polyäthylenterephthalatfasern, wobei die Fasern in dem aus ihnen gebildeten Ausgangspapier mit einem Quellungsmittel zur gegenseitigen Haftung gebracht werden, wonach das Quellungsmittel aus dem Papier entfernt wird, dadurch gekennzeich net, daß als Quellungsmittel eine Lösung von Chloralhydrat verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangspapier mittels einer Acetonlösung von Chloralhydrat zum Quellen gebracht wird, die 70 bis 75 Gewichtsprozent Chloralhydrat enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangspapier mit einer 47- bis 50gewichtsprozentigen Lösung von Chloralhydrat in Wasser besprüht und diese Lösung durch Verdampfen entfernt wird, sobald eine oberflächliche Quellung und eine gegenseitige Haftung der Fasern erzielt ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangspapier mit einer nichtquellenden Chloralhydratlösung, die nach Verdampfen Quellwirkungen erhält, in Berührung gebracht wird, wonach die Lösung auf dem Ausgangspapier zum Verdampfen gebracht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangspapier in eine Acetonlösung von Chloralhydrat getaucht wird, die 30 bis 35 Gewichtsprozent Chloralhydrat enthält, wonach der Überschuß der Lösung aus dem Ausgangspapier ausgepreßt und hierauf die noch zurückgebliebene Aoetonlösung auf dem Ausgangspapier zum Verdampfen gebracht wird.

6. Verfahren zur Herstellung eines Papiers mit hoher Naßfestigkeit und einem hohen Reißfaktor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rest der Acetonlösung des Chloralhydrats verdampft wird, indem das Ausgangspapier zwischen Kalanderwalzen geführt wird, die auf eine Temperatur von 140° C erhitzt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Die Umschau, 1956, Heft 24, S. 762.