DE1696257A1 - Verfahren zur Herstellung von waessrigen Suspensionen von synthetischen Fasern,insbesondere fuer die Herstellung von Papieren,und die erhaltenen Produkte - Google Patents

Description

München 2, Bräuhaussfrafp 4/III SC 2662

SOCIEtB RHODXACBTAr Paris/Frankreich Verfahren zur Herstellung von wässrigen Suspensionen

von synthetischen Pasern, insbesondere für die Her«

stellung von Papieren» und die erhaltenen Produkte

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Suspensionen synthetischer Fasern in wässrigen Medien* Insbesondere für die Herstellung von papierähnlichen Faser» vliesen. Sie betrifft auch die erhaltenen Produkte»

In der Praxis beruhen die Papiere im wesentlichen auf der Basis von Cellulosefaser, die insbesondere aus Holzstoff gewonnen sind« Für zahlreiche Anwendungszwecke sind der

ieieswiderstand, die Berstfestigkeit und der Falzwiderstand von Üblichen Papieren unzureichend. Zur Verbesserung dieser Eigenschaften hat man vorgeschlagen, den üblichen Fasern auf Cellulosebasis synthetische Fasern, bei= spielsweise aus Polyamid« beizumischen. Wenn Jedoch diese Fasern disperglert werden sollen, treten infolge ihrer geringen Affinität für Wasser gewisse Schwierigkeitenauf.

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Da synthetische Fasern im allgemeinen die Neigung besitzen» zusammenzuballen, erhält man heterogene Suspensionen» die sich, nur achtrer in annehmbarer Weise in Papier überfuhren lassen«,

Zur Herstellung von praktisoh homogenen Dispersionen hat man vorgeschlagen» vor der Bildung der Suspension die synthetischen Pasern mit verschiedenen organischen Verbindungen zu überziehen, Man hat beispielsweise oberflächenaktive Mittel» Verdickungsmittel (Carboxymethylcellulose» Alkylarylsulfonate, Gelatine) und selbst antistatische Mittel einzeln oder im Gemisch verwendet. Diese Verbindungen waren jedoch nicht völlig zufriedenstellend» da die synthetischen Fasern trotz intensiven Durohmischens und einer beträchtlichen Verdünnung noch eine zu starke Neigung» in der wässrigen Suspension zusammengeballt zu bleiben» aufgrund ihres hydrophoben Charakters aufweisen. Nach Überführung dieser Suspension in ein Blatt erhält man Papiere, deren Durchsicht sehr unregelmässig ist» was mindere mechanische Eigenschaften bedeutet. Ausserdem ermöglicht die» ses Mittel nicht» synthetische Fasern von beträchtlicher Länge (das heisst über etwa 15 mm) in brauchbarer Weise zu dispergieren, und es ist daher nicht möglich, Papiere mit erhöhter Reissfestigkeit herzustellen.

Zur Begünstigung der Dispersion , von synthetischen Fasern hat man auch vorgeschlagen, diese Fasern hydrophiler zu machen. Hierzu kann man auf diese Fasern vor ihrem Suspendieren ein in Wasser lösliches N-äthoxyliertes Polyamid aufbringen.

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Man erhält so leicht Papiere, in denen die Faserverteilung im wesentlichen gleichförmig ist, wie man durch die Transparenz feststellen kann, die anzeigt, dass ihre Durchsicht gut ist. Ungünstigerweise ist es in diesem Falle wie in dem obigen nicht möglich, in wirtschaftlicher Weise lange Fasern in die wässrige Suspension einzubringen„

Beim Gebrauch stellt man fest, dass eine Beziehung zwischen der Länge (L) und dem Durchmesser (D) der zu dispergierenden Fasern besteht. Ohne besondere Vorsichtsmassnahraen ist es schwierig, in brauchbarer Weise Fasern zu dispergieren, für die das Verhältnis L/D 500 überschreitet» Zur Erzielung von höheren Verhältnissen und somit von grösseren Faserlängen und hierdurch einer besseren Reissfestigkeit hat man vorgeschlagen, verhältnismässig konzentrierte Dispersionen zu verwenden, in denen die Viskosität des Mediums durch eine empirische Formel mit diesem Verhältnis L/D in Beziehung gesetzt ist« Um jedoch Fasern mit hohen Verhältnissen L/D (etwa 1000) einzusetzen, 1st hier die Viskosität so hoch, dass das Abtropfen der Suspension kaum mehr möglich 1st.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines vorteilhaften Verfahrens zur Herstellung von wässrigen Sus= Pensionen von synthetischen Fasern, insbesondere für die Herstellung von Papieren, sowie die Bereitstellung wertvoller Produkte.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herste!-

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lung von gleichförmigen wässrigen Suspensionen von synthetischen Fasern, die insbesondere für die Herstellung von papier» ähnlichen Paservliesen wertvoll sind, die zum Teil oder voll« ständig aus synthetischen Fasern bestehen» Dieses Verfahren ermöglicht es, in einfacher und vorteilhafter Weise Produkte zu erhalten, die bisher nicht oder nur sehr schwierig hergestellt werden konnten. Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass man synthetische Fasern mit Hilfe einer Zusammensetzung behandelt, die zumindest ein antistatisches Mittel und zumindest ein N-alkoxymethyliertea Polyamid enthält. Vorzugsweise wird die Zusammensetzung ausgehend von Dispersionen oder wässrigen Lösungen und im allgemeinen vor dem Suspendieren der Fasern angewendet.

Unerwarteterweise ermöglicht das erfindungsgemässe Dispergiermittel, synthetische Fasern mit erheblicher Länge leicht zu verwenden und somit Papiere mit besonders erhöhter Reissfestlg* keit herzustellen. Bs war nicht möglich, vorauszusehen, dass die einfache Kombination von zwei bekannten Mitteln für dieses Anwendungsgebiet ermöglichen würde, ein neues Ergebnis zu erreichen, das man mit keinem der beiden Mittel, einzeln ge» nommen, erzielen kann,,

Antistatische Mittel für synthetische Fasern sind bekannt. Sie sind in der Literatur oft beschrieben und ihre Aufzählung 1st hier unnötig. Am häufigsten verwendet werden die kationlsehen Mittel, wie beispielsweise die Alkylamine mit hohem

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BAD OFHGiMt

Molekulargewicht, die langkettlgen quatemären Ammoniumhalogenide, wie beispielsweise das Reaktionsprodukt von Laurylpyridiniumchlorid und Natriumlaurylsulfat, die Alkylimidazolinhydroaoetate, die Carbamide von Fettsäuren, die alkylierten Betaine, die Kondensate von Diaminen und Fettsäuren und andere ähnliche Produkte. Auch die Herstellung, die Eigenschaften und die'Verwendung von N-alkoxymethyllerten Polyamiden in versohie4ene^{tolerfabrikationp§£H|#p sind be?· kannt. Man verwendet N~methoxy\Lierte oder N-äthöx^lierte Λ Polyamide, die entweder von einem Homopolyamid, wie beispielsweise Caprolactam oder Polyhexainethylenadipamldj oder einem Copolyamid stammen.

Vorzugsweise enthält das Dispergiermittel, beizogen auf Feststoff gewicht, 25 - 85 % antistatisohes Mittel und 75 - 15 f* N-alkoxymethyllertes Polyamid und vorteilhafterweise 50"~ 75 % an ersterer Verbindung und 50 « 25 % an letzterer Verbindung.

Man kann , diese Zusammensetzung in irgendeiner der Stufen der Herstellung der synthetischen Fasern und durch jedes beliebige geeignete Mittel, wie beispielsweise Eintauchen, Auf sprühen, Aufetreiahen, Aufwalzen und dergleichen, anwenden« Matt erhält zufriedenstellende Ergebnisse, wenn man das Aufbringen vor dem Sohneiden der Fasern vornimmt und dafür sorgt, dass diese Zusammensetzung an Ort und Stelle, gegebenenfalls nach Abpressen, reifen gelassen wird«

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Ira allgemeinen liegt die aufgebrachte Menge der Zusammensetzung, berechnet als Gewloht des Trookenmaterlals» bezogen auf das Gewicht der Paser» unterhalb 5 % und insbesondere zwischen 0,5 und 2 #.

Das erflndungsgemässe Verfahren eignet sich insbesondere zum Dispergieren von Fasern aus* hydrophoben synthetischen linearen Polymeren, wie beispielsweise Fasern aus Polyamiden (Typ 6, 6.6» 6.10, 11 und dergleichen). Polyestern (z.B. Polyethylenterephthalat)» Acrylharzen und deren Derivaten, Vinylpolymeren und deren Derivaten und Polyolefinen (ζ„Β, Polyäthylen» Polypropylen). Zu diesen synthetischen Fasern kann man andere Fasern, wie beispielsweise diejenigen auf Cellulosebasis künstlichen Ursprungs, Baumwollfasern, Holzzellstoff und der= gleichen, zusetzen. Der Gehalt an synthetischen Fasern kann von einem sehr geringen Gehalt bis zu 100 % betragen und liegt vorzugsweise zwischen 25 und 75 % des Gewiohts des Fasergemische.

Wie bereits erwähnt wurde, ermöglicht das orfindungsgemässe Verfahren unerwarteterweise leicht, synthetische Fasern» für welche das Verhältnis Länge/Durchmesser (L/D) erheblich Über 500 und vorteilhafterweise bei 1000 und mehr liegt» in gleich förmige wässrige Suspension zu bringen. FUr Üblicherweise in der Papierindustrie verwendete Fasern, d,h» solche mit einem Titer in der Rahe oder unter 15 den, kann man Längen von

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40 na* und selbst mehr erreichen·

Das erfindungegemäße Verfahren eignet sich für die Herstellung tob Suspensionen aus fasrigen Materialien In wäßrigen Flüssigkeiten, insbesondere für die Herstellung von Papieren. Andere Anwendungen sind möglich, ohne aus dem Bereich der Erfindung su gelangen.

Zur Herstellung von Papieren mit Hilfe eines üblichen Materials dispergiert nan die erf lndungsgemäß behandelten synthetischen Fasern in Wasser und setet dann den gewünschten Mengenanteil an üblichen Fasern auf Cellulosebasis zu. Durch Zugabe von Wasser stellt man die Faserverdünnung auf 0,3 -10 g/l ^:eln. Kit Hilfe einer geeigneten Torrichtung» wie beispielsweise einer Langsiebpapiermaschine, einer Rundsiebpapiermaschine, einer Rotoform-Vorrichtung, einer Geneigtsiebpapiermaschtne und dergleichen, überführt man die Suspension in eine feuchte Sahn, die man unter den üblichen Behandlungsbedingungen trocknet und glättet· Gegebenenfalls kann man auch nach verschiedenen Felnbearbeitungs- und Veredelungsrerfahren behandeln. Man kann beispielsweise mit einer geeigneten Zueaamensetsung imprägnieren, insbesondere um die dynamoBetrischen Eigenschaften eu verbessern: synthetisches Hare, Leimungemittel, Füllstoffe und dergleichen.

Sie erhaltenen Papiere zeichnen sich wesentlich durch einen ausgeBelchneten Einreißwiderstand aus, was ermöglicht, sie

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auf Gebieten mit Vorteil zu verwenden» auf denen der Ersatz von Üblichen Geweben durch Papier bisher kaum in Betracht gezogen werden konnte,, Ale Hauptanwendungen kann man die folgenden nennen t Unterlagen für Schleifmittel, Verstärkungen bänder» insbesondere für Kunststoffmaterialien, Planen» Teppichuntergrund» Überzugsunterlagen» Etiketten» alle arten von technischen Papieren» Ausweispapiere» Papiergeld» Karton» papiere von der Art der Bristol-Kartons, Papiere für die Herstellung von Behältern, nach Gebrauch wegzuwerfende Bekleidungsstücke und dergleichen.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung» ohne sie zu beschränken* .

Beispiel t

Auf ein ungekräuseltes Kabel aus Polyhexemethylenadipamld (Polyamid 6.6) mit einem Titer von etwa 100 000 den» das aus Einseifäden von 6 den gebildet ist» sprüht man eine wässrige Lösung auf» die» auf das Gewloht bezogen» 5 % eines Gemische mit einem Gehalt von 66 % eines antistatischen Mittels auf der Basis von quaternärem Amnroniumjj^fj^enid (Handelsname CASSASTAT WP) und 3^b> % eines N=äthoxyiierten Polyoaproamlds mit einem Stickstoffgehalt von 3,5 % (Handelsname LUROTEX A 25) enthältο Man presst das Kabel so ab» dass man nach Trocknen eine Auftragemenge» berechnet auf Trockonraaterial, bezogen auf das Gewicht der Pasern» von etwa 1 % erhält.

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Nach Reifung bei Zimmertemperatur schneidet man das Kabel zu Fasern von 22 ram Länge (Verhältnis L/Ό in der Nähe von ISOO).

In einen Feinzeugholländer bringt man 40 GeW ,$ der oben vorbereiteten Polyamidfasern und 60 G©w_o# gebleichten Kraft-Stoff von 25* SR ein₀

Man stellt die Konzentration der Gesamtmasse auf 10 g/l ein,

Naoh 10-sninütigem Mahlen überführt man die fasrige Suspension in eine Reihe von Stoffbütten, in denen die Konzentration fortschreitend so abnimmt« dass am Maschinenkopf diese Konzentration etwa 0,5 g/l beträgt_o

Langs iebpa-

Hit der so zubereiteten Suspension speist man einer/ picmaechine

auf welchem das Abtropfen erfolgt _a

Nach Trocknen und Glätten d@r nassen Bahn weist das erhaltene Papier die folgenden Merkmale auf s

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Beispiel 2

Han verwendet das gleiche Kabel von Fasern wie in Beispiel 1, das mit dem gleichen Dispergiermittel fiberzogen 1st und das zu Fasern von 40 mm Länge geschnitten wurde (Verhältnis L/D etwa 148O)₆

Durch Regulierung der Auslaufmenge und der Geschwindigkeit des Gangs auf den Abtropfttichern stellt man ein Blatt her» dessen Rohgewicht 80 g/m beträgt.

Man Imprägniert änschliessend dieses Papier mit einem selbst= vernetzbar genannten Acryllatex (Handelsnaeie KSiCAR X 83)0

Das fertige Papier weist die folgenden Merkmale auf :

103

ι Durchsghjiittli-Gewicht^ eher

ε / nr

widerstand in kg

1*200

Berstwiderstandf Durchschnittliche

j Reissfestigkeit

in , kg/cm*

in kg/5 cm

6.5

t 24,0 1

Beispiel 3

Auf das gleiche Kabel wie in Beispiel 1 spritzt man eine wässrige Lösung auf« die 5 % Feststoffe enthält« die aus einem Oe= misch von 2 Teilen eines antistatischen Mittels, das aus dem Reaktionsprodukt von Laurylpyridiniuechlorid und Natriuralauryl sulfat gebildet 1st, und einem Teil N-fliethcxyeethyliertem Poly-

hexamethylenadipamid (im Handel von der Firma BBLDINO CORTXCEIJJ ι 1090*47/0385

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INDUSTRIES unter der Bezeichnung 829 W 80 NCT erhältlich) bestehen.

Man presst so ab« dass man eine Auftragsmenge von etwa 1 Ji erhält, und schneidet das Kabel zu Fasern von Ho can Länge.

Man bildet eine fasrige Suspension mit einem Gehalt von 35 Gew.Ji so behandelten Fasern und 65 Gew_o# üblichen Cellulosefasern von 25* SR. Wie in Beispiel 1 überführt man diese Suspension in ein Papier, das die folgenden Merkmale aufweist s

Gewicht ⁱⁿ, 2i

g / vT-

DurehBohnittll eher we widerstand in kg

I I

Berstwiderstand \ Durchschnittliche

\ Reissfestlgkeit }

in« j in ι

kg/crrr \ kg/5 cm S

55

0,650

1,610

5,850

Beispiel 4

Man wiederholt die Arbeitsweise von Beispiel 1 mit einer einzigen Abänderung, nämlich, dass man die Polyamidfäden 6,6 durch Fäden aus Polyethylenterephthalat mit einem Binzelfaden Titer von 6 den ersetzt, die man su Slnzelfasern von 25 mm Länge schneidet (Verhältnis L/b etwa 1000)·

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■ ^: '-/ Ί696257

Nach Überführung der Suspension in ein Blatt und ansehlles* sendes Trocknen erhält man ein Papier« das ähnliche Merkmale Hie das gemäss Beispiel 1 erhaltene Papier aufweist
und aufgrund seines ausgezeichneten MJBtyeisswideratands sich ganz besonders zur Herstellung von Bristol«Kartons
eignete

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Claims (1)

1. ο Verfahr@n sisr Herstellung von gl©iofeförüilgen von synthetischen Fasern in wässrigen !4ed±en« insbesondere gur Herstellung von papierShnliefoan Faservliesen, dl© zvm TqII oder vollständig aus synthetischen Fasern bestehen, dadurch gekennzeichnet₉ dass man ül@ synthetischen Fasern vor ihrem Suspsndies'en mit einer Zusan:m@ns@tzung behandelt« die sumlMest ©in antistatisohes Mittel für» disse synthetischen Fasern nand zumindest ©in M°alko^methy.ltes⁴=' tes Polyamid enthalte

   S₀ Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet« dass man die Zusstmrasnsetsisng in Form von wässrigen 3ispersiori©n oder Lösungen verwendet.

   ο Verfahren nach Anspruch 1 oder 2« dadurch gekennzeichnet* dass man eine Zum&im&nBQtzwßs yertfendet» die, bezogen auf das Gewicht an Feststoffen, 25 <■» 85 % antistatisches Mittel und 75 ■* 15 SS M-alkoxpsethylierte® Polyesiiö «ad insbesondere 50 - 75 Ji der ersteren Verbindung und 50 - 25 % der letzteren Verbindung enthält.

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