DE1211479B

DE1211479B - Verfahren zur Herstellung von papieraehnlichen Gebilden mit verbesserter Trockenfestigkeit

Info

Publication number: DE1211479B
Application number: DEV22145A
Authority: DE
Inventors: Dr Klaus Gerlach; Dr Erwin Sommer
Original assignee: Glanzstoff AG
Current assignee: Glanzstoff AG
Priority date: 1962-03-08
Filing date: 1962-03-08
Publication date: 1966-02-24
Also published as: AT243611B; GB962377A; NL289243A; BE627324A; CH410617A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Ο.:

D21h

Deutsche Kl.: 55f-16

Nunüner: 1211479

Aktenzeichen: V 22145 VI b/55 f

Anmeldetag: 8. März 1962

Auslegetag: 24. Februar 1966

Für die Herstellung von Flächengebilden hat man als Ausgangsmaterial Fasern der verschiedensten Art verwendet, also sowohl Natur- als auch Synthesefasern. Es ist selbstverständlich, daß die Arbeitsbedingungen der verwendeten Faserart ebenso wie den Eigenschaften, die das Endprodukt haben soll, angepaßt werden müssen. Man bemüht sich jedoch, die Verfahren nach Möglichkeit so zu gestalten, daß die Herstellung solcher Flächengebilde auf den üblichen und gebräuchlichen Maschinen, z. B. Papiermaschinen durchgeführt werden kann. Zu diesem Zweck dispergiert man die Fasern in einer Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, und breitet den Faserbrei auf Transportsieben in Vliesform aus. Nach und nach wird dem Vlies die Flüssigkeit entzogen und durch geeignete Behandlung eine Verfestigung bewirkt.

Bei Zellstoff und ähnlichen Fasern bereitet ein derartiges Verfahren keine Schwierigkeiten, weil ein Vlies aus diesen hydrophilen Fasern auch im nassen Zustand zusammenhält und ohne einzureißen oder sich auseinanderzuziehen von einem Transportsieb auf das nächste hinüberlegen läßt. Vliese aus synthetischen Fasern haben jedoch eine zu geringe Haftung, und man kann sie aus diesem Grunde nicht ohne weiteres in der oben beschriebenen Weise handhaben. Außer dem geringen Quellvermögen und der Hydrophobie der synthetischen Fasern ist hierfür der Umstand, daß diese Fasern nicht fibrillieren, verantwortlich.

Da jedoch die guten physikalischen Eigenschaften von Fasern aus synthetischen Polymeren deren Einsatz zur Herstellung von Flächengebieten verschiedener Art wünschenswert erscheinen lassen, hat man sich bemüht, Verfahren zu entwickeln, durch die die oben geschilderten Schwierigkeiten überwunden werden können.

Die einfachste Art zur Herstellung eines flächigen Gebildes aus synthetischen Polymerfasern besteht darin, Fasern mit glatter Oberfläche und solcher Form zu verwenden, daß ebene Flächen für die Berührung der Fasern untereinander vorhanden sind. Wenn ein aus solchen Fasern bestehendes Vlies auf einem Entwässerungssieb auf einen Restfeuchtigkeitsgehalt von 30 bis 70%, bezogen auf das nasse Vlies, entwässert wird, so ist seine Festigkeit überraschend hoch. Das nasse bzw. feuchte Vlies läßt sich ohne Schwierigkeiten von einem Transportsiebband einer Papiermaschine auf das nächstfolgende hinüberlegen. Bei unter 30% absinkender Feuchtigkeit nimmt die Festigkeit jedoch ab, und nach dem Trocknen kann das Vlies ohne Verwendung einer Verfahren zur Herstellung von papierähnlichen
Gebilden mit verbesserter Trockenfestigkeit

Anmelder:

Vereinigte Glanzstoff-Fabriken A. G.,

Wuppertal-Elberfeld

Als Erfinder benannt:

Dr. Erwin Sommer, Obernburg/M.;

Dr. Klaus Gerlach, Obernau/M.

stützenden Unterlage auf den Vorrichtungsstellen der Papiermaschine nicht weiterbehandelt werden.

Zur Verbesserung des Zusammenhaltes von synthetischen Fasern in einem Faservlies ist weiterhin unter anderem vorgeschlagen worden, der Faserdispersion wasserlösliche, klebend wirkende Stoffe zuzusetzen. Solche Zusatzmittel, wie z. B. Carboxymethylcellulose, müssen der Faserdispersion einerseits in einer Menge zugefügt werden, daß das daraus hergestellte Vlies eine für die Weiterverarbeitung genügende Festigkeit besitzt, andererseits darf aber die Konzentration an Carboxymethylcellulose nicht so hoch sein, daß sich das Vlies nicht mehr oder nur sehr langsam entwässern läßt. Die Grenzwerte für die Zusatzmengen an Carboxymethylcellulose schwanken stark, da sie vom Molekulargewicht der Carboxymethylcellulose abhängig sind. Bei einem bekannten Verfahren wird die Zusatzmenge einer Carboxymethylcellulose, die in 0,2%iger wäßriger Lösung eine Viskosität von. mehr als 6 cP hat, mit 0,1 Vo, bezogen auf die Dispersionsflüssigkeit, angegeben. Wenn man berücksichtigt, daß die Fasermenge im allgemeinen etwa 0,05%, bezogen auf die Dispersionsflüssigkeit, ausmacht, so ist offensichtlich, daß die Carboxymethylcellulose bei diesen bekannten Verfahren ein nicht zu vernachlässigender Faktor ist. Da die Carboxymethylcellulose wasserlöslich ist, wird ein gewisser Teil bereits bei der Entwässerung des Vlieses entfernt. Um Verluste zu vermeiden, muß daher die Dispersionsflüssigkeit im Kreislauf geführt werden. Die im Vlies verbleibenden Mengen müssen während der Weiterbehandlung oder aus dem Fertigprodukt möglichst weitgehend herausgewaschen werden, da sie die Qualität des Endproduktes beeinträchtigen. Ein weiterer Nachteil der Anwesenheit einer verhältnismäßig großen Menge Carboxymethylcellulose ist darin zu sehen, daß die Trockenfilze, mit

609 509/302

ί 211 479

denen das Vlies bei seiner Verarbeitung in Berührung kommt, mit dem Wasser eine erhebliche Menge dieses Zusatzstoffes aufsaugt und dadurch im Laufe der Zeit stark verschmutzt wird.

Es wurde nun gefunden, daß man flächige Gebilde aus synthetischen Polymerfasern in verbesserter Weise herstellen kann, wenn man in bekannter Weise Fasern mit glatter Oberfläche und einer solchen Form, daß ebene Flächen für die Berührung der Fasern untereinander vorhanden sind, verwendet und der Faserdispersion 0,01 bis 0,001¹⁰Zo, vorzugsweise 0,004 bis 0,008% Carboxymethylcellulose, bezogen auf die Dispersionsflüssigkeit, zusetzt, wobei die Carboxymethylcellulose in einer O,2°/oigen wäßrigen Lösung eine Viskosität von mehr als 6 cP besitzt.

Gegenüber dem bekannten Verfahren wird bei Verwendung der oben definierten Fasern eine um das 10- bis lOOfache geringere Menge Carboxymethylcellulose benötigt. Doch die Vorteile sind nicht lediglich in einer Ersparnis im Hinblick auf das Zusatzmittel zu sehen, sondern von allen Dingen darin, daß eine Verschmutzung der Trockenfilze praktisch nicht mehr eintritt, weil die aufgesaugten Mengen an Carboxymethylcellulose so gering sind, daß sie nicht ins Gewicht fallen. Auch besondere Waschbehandlungen während des Herstellungsverfahrens oder beim Fertigprodukt sind überflüssig. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die für die Fertigstellung des flächigen Gebildes benötigten Bindemittel leicht in das Vlies eindringen können, während größere Mengen Carboxymethylcellulose in dieser Beziehung erhebliche Behinderungen mit sich bringen.

Die obengenannten Vorteile lassen sich nur erreichen, wenn man erfindungsgemäß die Verwendung der an sich bekannten Fasern mit glatter Oberfläche und einer solchen Form, daß ebene Flächen für die Berührung der Fasern untereinander vorhanden sind, mit dem Zusatz einer sehr geringen Menge, nämlich 0,01 bis 0,001% Carboxymethylcellulose, kombiniert. Der Zusammenhalt eines solchen Vlieses im trockenen Zustand ist so gut, daß sich sämtliche Behandlungen auf einer Papiermaschine ohne Schwierigkeiten durchführen lassen. Wenn man dagegen normale Fasern mit rundem Querschnitt verwendet, so ist bei der geringen Zusatzmenge an Carboxymethylcellulose keine auch nur annähernd ausreichende Festigkeit des Faservlieses zu erzielen.

Das Verfahren wird an Hand einiger Beispiele erläutert.

Beispiel 1

Bändchenförmige Fasern vom Einzeltiter 1,2 den, die durch Verspinnen einer Polyäthylenterephthalatschmelze durch eine Düse mit einem Querschnitt der Düsenöffnungen von 80 · 600 My hergestellt worden sind, mit einer Schnittlänge von 5 mm werden in Wasser dispergiert. Der 0,05%igen Faserdispersion wird so viel einer O,2°/oigen wäßrigen Carboxymethylcelluloselösung mit einer Viskosität von 12,9 cP zugesetzt, daß der Anteil Carboxymethylcellulose, bezogen auf die Dispersionsflüssigkeit, 0,004% beträgt. Die Dispersion wird auf einem Entwässerungssieb zu einem Vlies ausgegossen. Entwässerungsschwierigkeiten treten nicht auf. Das Vlies hat sowohl im nassen Zustand, d. h. mit einem Restfeuchtigkeitsgehalt von etwa 50%, als auch nach dem Trocknen einen guten Zusammenhalt und kann ohne Schwierigkeiten auf einer üblichen Papiermaschine verarbeitet werden.

ίο Wenn man zur Bestimmung der Festigkeit aus der Faserdispersion auf einen Standardblattbildner ein Blatt von einem Quadratmetergewicht von 65 g bildet, so wird bei dem getrockneten Blatt eine Reißlänge von 2020 m gemessen. Ein Vergleichsblatt, das mit der gleichen Menge an Carboxymethylcellulose, jedoch unter Verwendung von runden Fasern gleichen Titers und gleicher Schnittlänge hergestellt wird, hat im trockenen Zustand lediglich eine Reißlänge von 1200 m.

ao Die Reißlänge wird bestimmt nach DIN 53112.

Beispiel 2

Aus Polycaprolactam werden nach dem bekannten Schmelzspinnverfahren mit Hilfe einer Düse, deren Düsenlochöffnungen einen Querschnitt von 60-800My besitzen, Fäden gesponnen, die nach dem Strecken einen Titer von 1,4 den aufweisen. Die Fäden werden zu Fasern einer Schnittlänge von 6 mm zerschnitten und diese in Wasser zu einer 0,05%igen Dispersion dispergiert. Zu dieser wird eine 0,2%ige wäßrige Carboxymethylcelluloselösung einer Viskosität von 10,5 cP in der Menge zugesetzt, daß der Anteil Carboxymethylcellulose, bezogen auf die Dispersionsflüssigkeit, 0,04% beträgt. Die weitere Verarbeitung dieser Dispersion zu einem Vlies erfolgt, wie im Beispiel 1 beschrieben.

Stellt man aus der Faserdispersion auf einem Standdardblattbildner ein Blatt eines Quadratmetergewichtes von 64 g her, so mißt man bei dem getrockneten Blatt eine Reißlänge von 1160 m. Ein Vergleichsblatt, das unter Verwendung von runden Fasern gleichen Titers und gleicher Schnittlänge in ansonsten gleicher Weise hergestellt wird, zeigt lediglieh eine Reißlänge von 630 m.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von papierähnlichen Gebilden mit verbesserter Trockenfestigkeit aus Synthesefasern auf nassem Wege und unter Verwendung von Carboxymethylcellulose als Stoffleimungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß solche an sich bekannte Synthesefasern verwendet werden, deren Oberfläche glatt ist und ebene Flächen für die Berührung der Fasern untereinander besitzt, und daß der Fasersuspension so viel 0,2%ige wäßrige Carboxymethylcelluloselösung mit einer Viskosität von mehr als 6 cP zugesetzt wird, daß der Carboxymethylcellulose-Gehalt der Dispergierflüssigkeit 0,01 bis 0,001% beträgt.