DE1215502C2

DE1215502C2 - Verfahren zur Herstellung von Papieren oder flaechenartigen Gebilden aus synthetischen Stoffasern

Info

Publication number: DE1215502C2
Application number: DE1962B0069295
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Rolf Grosssteinbeck; Gert Tepel
Original assignee: Battelle Institut eV
Current assignee: Battelle Institut eV
Priority date: 1961-11-02
Filing date: 1962-10-19
Publication date: 1973-03-22
Also published as: DE1215502B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Papier und nicht gewebten Stoffen aus synthetischen Stoffasern unter Verwendung von Thermoplasten.

Die bekannten Verfahren dieser Art können unterteilt werden in sogenannte Naßverfahren und Trockenverfahren. Zur Durchführung der Naßverfahren können die üblichen Papiermaschinen verwendet werden, während für die Trockenverfahren besondere Maschinenanlagen benötigt werden.

Bei den bekannten Verfahren werden die einzelnen Fasern, die, da sie wesentlicher Bestandteil des Stoflbreies für die Vliesbildung sind, hier mit Stoffasern bezeichnet werden, vor oder nach der Vliesbildung mit einem in der Wärme aushärtenden Binder überzogen. An ihren Kreuzungsstellen verkleben dann die übereinanderliegenden Stoffasern der Vliesbahn. Anschließend wird der Binder durch eine Wärmebehandlung des Vlieses ausgehärtet.

Die so hergestellten Vliese haben den Nachteil, daß in ihnen jede Stoffaser von einem dünnen, ausgehärteten Binderfilm überzogen ist und somit nicht die ursprüngliche. Stoffaser, sondern in weitem Maße der Binderfilm die Eigenschaft der Vliese bestimmt.

Bei einem bekannten Trockenverfahren zur Herstellung von wasserabweisenden, nicht. gewebten Stoffen wird dieser Nachteil vermieden, indem die handelsübliche Stoffaser beim Aufschlagen bereits mit einem wasserabstoßenden Material behandelt wird und darauf die trockene Faser mit der wässerigen Lösung oder Dispersion eines Binders besprüht wird. Die Tropfen dieser Lösung odör Dispersion breiten sich nicht auf der nunmehr wasserabstoßenden Stoffaseroberfläche aus, sondern gleiten auf ihr zu den nächstliegendes Kreuzungspunkten übereiaanderliegender Stoffasem und bleiben dort hängen. Durch !Wärmezufuhr wird das Wasser zum Verdampfeis gebracht und der Binder ausgehärtet.

Auf die üblichen im Naßverfahren arbeitenden Papiermaschinen kann man dieses Verfahren nicht übertragen, weil in der Naßpartie dieser Maschinen die wässerige Lösung oder Dispersion des Binders bei der Bildung des Vlieses mit dem Abwasser fortgeschwemmt wüwle bzw. iß der Trockenpartie der Binder beim Besprühen des dort bereits stark verdichteten Vlieses nur oberflächlich iss das Vlies gelangen würde.

Es ist auch bereits ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei welchem die Stoffasern mit einer polymerisierbaren, kondensierteren oder veresternngsfähigen Schicht überzogen werden, nachdem sie vorher mit einem als Gleitmittel für die erstere Schicht dienenden Überzug — besonders aus einem Natur- oder Kunstharz '— versehen wurden, sodaim auf der Papiermaschine zu einem Vlies verarbeitet und an den Berührungspunkten durch Wärmeaushärtung verbanden werden.

Es wurde auch schon eine Vereinfachung dieses Verfahrens vorgeschlagen, nach der die zweimalige Präparation der Stoffasern dadurch vermieden wird, daß das öffnen der Faserbündel in dem Gleitmittel vorgenommen wird. Der Vorteil liegt in der Einsparung von Arbeitsgängen. .

Auch wurde bereits vorgeschlagen, das Gleitmittel und den Binder zusammen dem Stoffbrei zuzugeben, so daß die gesonderte Präparation der Fasern mit Gleitmitteln ganz in Wegfall kommt.

Eine weitere Vereinfachung wurde kürzlich vorgeschlagen, nach der das Gleitmittel und der Binder in Fadeaform dem Stoffbrei zugegeben werden, wodurch bei der Vliesbildung keine Verluste an Bindemitteln auf der Siebpartie der Papiermaschine eintreten.

Es wurde nun gefunden, daß als Binder an Stelle der polymerisierbaren, kondensierbaren oder verestemuigsfäMgen Mittel thermoplastische Harze mit einem Schmelzpunkt, der geringer ist als der der sya&etischen Stoffasern, mit Vorteil verwendet werden können, wodurch die Bindung des gebrauchsfähigen Vlieses in wesentlich kürzerer Zeit erfolgen kann als bisher.

Die zur Verwendung kommenden Thermoplaste sind von unterschiedlicher Art. Besonders bewährt haben sich Polyaminoamidharze. Sie entstehen durch Polykondensation von di- und trimerisierten, ungesättigten Fettsäuren mit Polyaminen.

Die Thermoplaste können genauso zur Anwendung kommen wie die eingangs angeführten additionspolymerisierbaren, kondensierbaren oder veresterungsfähigen Mittel. Zum Beispiel werden aus den Thermoplasten Fäden hergestellt und diese zu Stapelfasern beliebiger Länge geschnitten und dem Faserbrei aus den synthetischen Stoffasern — aus denen das Vlies gebildet wird — in der Stoffbütte zugemischt. Die synthetischen Stoffasern können vorher mit einem Gleitmittel präpariert worden oder die thermoplastischen Kleberfäden mit dem Gleit-

mittel überzogen sein. Dabei schmilzt zunächst das Gleitmittel, während das Vlies eine Wärmezone durchläuft, und überzieht die synthetischen Stofffasern. Bei der weiteren Tempefatursteigerung schmilzt in allen Fällen auch der thermoplastische Kleberfaden und verläuft dabei zu einzelnen Tropfen. Da zwischen den Tropfen und dem Faden sich das Gleitmittel befindet, läuft der Einzeltropfen des Klebers auf diesem zum nächsten Knotenpunkt. Wird das Vlies abgekühlt, so erstarrt der Tropfen am Knotenpunkt, und das Vlies ist fertig gebunden.

Wie bereits angeführt, ist es selbstverständlich, daß der thermoplastische Kleber auch in Pulverform mit dem Gleitmittel homogenisiert dem Stoffaserbrei zugegeben werden kann.

Es wurde damit eine Methode gefunden, die es gestattet, Papier und nicht gewebte Stoffe aus synthetischen oder teilweise synthetischen Stoffasern herzustellen, die an den Knotenpunkten in kürzester Zeit gebunden sind, wobei die Bindung in der Trokkenpartie der üblichen Maschine der Papierfabrikation vorgenommen wird.

Als Beispiele für die zur Anwendung kommenden synthetischen Stoffasern seien genannt: Polyamidfasern, Polyesterfasern, Polyacrylfasern, Mischpolymerisatfasem und die künstlichen Spinnfasern auf Cellulosebasis. Naturgemäß ist die Erfindung auf diese speziell genannten Fasern nicht beschränkt. Ein Teil der Synthesefasern kann durch Naturfasern ersetzt werden. Ebenso geeignet sind Glasfasern. Außer den Alkylglycolphthalaten jsind als Gleitmittel unter anderem geeignet Kunst- oder Naturharze bzw. deren Seifen, z. B. Balsantharzammoniumseife, ferner Polyester der Adipinsäure, Polyester der Sebacinsäure und Polyester der Phthalsäure.

Beispiel 1

Nylon-Stoffasern von 6 mm Länge und 1,5 den werden im Holländer in Wasser aufgeschlagen und der Maschinenbütte zugeführt. Anschließend werden Stapelfasern aus Kleber-Gleitmittelfäden der Bütte zugegeben, und zwar 30% berechnet auf trockene Nylon-Stoffasern.

Die Kleber-Gleitmittelfasern werden folgendermaßen hergestellt:

Ein Gemisch von 85% eines Polyaminoamidharzes mit einer Aminzahl (mg KOH auf 1 g Harz) von 3, einem Schmelzpunkt von 105 bis 115° C, einer Viskosität von 30 bis 45 Poise bei 150° C und einem Molekulargewicht von etwa 7400 und 15% eines Polyaminoamidharzes mit einer Aminzahl von 83 bis 93, einem Schmelzpunkt von 43 bis 53° C und einer Viskosität von 10 bis 15 Poise bei 150° C wird bei 150° C verflüssigt und durch eine Spinndüse versponnen. Der erstarrte Faden wird vor dem Aufwickeln durch ein Bad, bestehend aus Dimethylglycolphthalat, gezogen. Anschließend wird er durch Quetschrollen geführt, die den Überschuß an Dimefhylglycolphthalat abstreifen. Der so mit einem dünnen Film an Gleitmittel versehene Faden wird aufgewickelt und später zu Stapelfasern beliebiger Länge geschnitten. Diese Fasern werden der Stofü-

. bütte zugegeben.

Das Faserbreigemisch aus Stoffasern und Kleber-Gleitmittelfasern in der Stoffbütte kann nun auf einer üblichen Papiermaschine zu einem Vlies verarbeitet werden. Bei Überführung des Vlieses in die Trocken-

- partie wird dieses kurzfristig auf etwa 150° C erhitzt, wobei der Schmelzpunkt des thermoplastischen PoIyamidklebers überschritten und dieser zum Schmelzen gebracht wird und dabei eine Trennung des Gleitmittels und des eigentlichen Klebers eintritt. Das Gleitmittel überzieht die synthetischen Stoffasern, und

' der Kleber zerreißt in Einzeltropfen, die auf dem

»5 Gleitmittel zu den Knotenpunkten wandern. Das Vlies wird nach dem kurzen Temperaturstoß abgekühlt, wobei die Klebertropfen an den Knotenpunkten erstarren und das Vlies binden. Anschließend wird die Vliesbahn in der Aufwickelpartie der Papiermaschine aufgerollt.

Beispiel2

Ein Polyamidchlorid mit einem Weichmacheranteil, z. B. Diocthylphthalat, im Verhältnis 60 : 40 mit einer Extrusionstemperatur von 120 bis 160° C und einem K-Wert von 60 bis 80 wird in einem Extruder verflüssigt und durch eine Spinndüse versponnen. Der erstarrte Faden wird im Beispiel 1 durch ein Bad, bestehend aus Dimethylglycolphthalat, gezogen und zu Stapelfasern beliebiger Länge geschnitten. Diese Fasern werden der Stoffbütte zugegeben.

Das Faserbreigemisch wird wie im Beispiel 1 angegeben weiter behandelt. .
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Beispiels

Wie im Beispiel 1 angeführt, werden'Kleber-Gleitmittel-Fasern aus Polyäthylen mit einer Dichte von 0,914 bis 0,922 g/ccm, einer Extrusionstemperatur von 110 bis 150° C und einem Schmelzindex von 0,4 bis 2,0 g/10 Min. verwendet. Die Fäden werden ¹ wie im Beispiel 1 angegeben mit Dimethylglycolphthalat behandelt, zu Stapelfasern geschnitten und der Stoffbütte zugegeben.

Beispiel4

Ein Mischpolymerisat aus Polystyrol-Acrylnitril-Butadien mit einer Rohdichte von 1,06 bis 1,12 g/ccm und einer Extrusionstemperatur von 180 bis 200° C werden wie angegeben zu Fäden verarbeitet, mit Dimethylglycolphthalat umhüllt und der Stoffbütte zugegeben. Das Faserbreigemisch wird auf einer übliehen Papiermaschine zu einem Vlies verarbeitet. In der Trockenpartie wird dieses kurzfristig auf etwa 200 bis 210° C erhitzt. Dabei wird der Schmelzpunkt des thermoplastischen Mischpolymerisatklebers überschritten und dieser zum Schmelzen gebracht, wodurch die Verfestigung des Vlieses an den Knotenpunkten gemäß Beispiel 1 erfolgt.

Claims

I

Patentansprüche:

.1. Verfahren zur Herstellung von Papieren oder flächenartigen Gebilden aus synthetischen Stoffasern, die unter Zugabe von im flüssigen Zustand nicht untereinander mischbaren Gleitmittel und Binder durch Wärmebehandlung an den Kreuzungsstellen verbunden werden, wobei das Gleitmittel die Stoffasern als filmartiger Überzug umgibt und sich beim Aushärten des Klebers verflüchtigt oder anschließend ausgewaschen wird, nach Patent 1 159 257, dadurch gekennzeichnet, daß als Binder thermoplastische Harze mit einem Schmelzpunkt, der geringer als der der synthetischen Stoffasern ist, eingearbeitet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man auf den filmartigen Überzug des Gleitmittels den Binder in Form eines zweiten filmartigen Überzugs aufbringt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Binder für die Stoffasern in Form von Stapelfasern zugibt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Binder den synthetischen Stoffasern im pulverisierten Zustand zugibt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gleitmittel und den Binder den synthetischen Stoffasern als inniges Gemisch im pulverisierten Zustand zugibt.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man den synthetischen Stoffasern vor der Zugabe des Gleitmittels und Binders natürliche Fasern zumischt.