DE1909200A1 - Verfahren zur Herstellung von gebundenem Fasertuch - Google Patents

Description

Verfahren zur Herstellung von gebundenem Fasertuch.

Die Erfindung "bezieht sich auf die Herstellung von gebundenem Fasertuch, d.h. ETon-Woven-Fabric, in der Papiermaschine, aus solchen Fasern allein oder in Kombination, die hoheOC-Cellulosegehalte haben, und aus solchen Fasern, die kreuzgebunden sind und die sämtlich fernerhin ungemahlen sind oder derart niedrigen Mahlgrad aufweisen, daß die "papierbildenden¹¹ Eigenschaften noch keinen nennenswerten Einfluß .haben. Solches Material mit Textileigenschaften wird zu Textil- und damit vergleichbaren Zwecken,z.B. zum Herstellen von Erzeugnissen für einmaligen Gebrauch verwendet.

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Es ist bereits bekannt,, die Herstellung eines Materials mit textilartigen Eigenschaften auf Cellulosegrundlage in der Hauptsache in zwei verschiedenen Phasen durchzuführen. Diese Phasen sind das Formen der Cellulose« fasern zu einer Bahn und das anschließende Imprägnieren der fertigen Bahn mit Bindemittel und mit sonstigen Zusatzchemikalien. Dies gilt sovjohl in denjenigen Fällen₉ in denen als Ausgangsmaterial oder Grundbahn fertiges Papier verwendet worden ist, das gewöhnlich aua weichem Seidenpapier oder sog. Tissue-Papier bestanden hat₅ als auch in denjenigen Fällen, in denen die Bahn aus solchen Cellulosefasern geformt worden ist, denen schlechtes Papierbildungsvermögen zu eigen ist, die mit anderen Worten hohehoc-Cellulosegehalt haben, oder die kreuzgebunden sind und die ferner ungemahlen oder in nur geringem Maß gemahlen sind.

Wenn es sich um die erwähnten Faserqualitäten mit schlechtem Papierbildungsvermögen beim Herstellen von ger- · bundenem Fasertuch handelt, erscheint das Zweiphaßenverfahren - Bilden der Bahn und anschließendes Imprägnieren mit Bindemittel - unnötig kompliziert.

Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu überwinden.

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Die Erfindung liegt darin, daß der Wassersuspension der in Präge stehenden Pasern das Bindemittel vor dein Bahnbilden in Kunststoff-, Elastomer- oder Harzdispsrsionsform zugesetzt wird, welches ausgefällt und an die lasern gebunden wird, und aus den derart behandelten Pasern eine Bahn geformt wird, wonach die geformte Bahn getrocknet und das Bindemittel in geeigneter Weise gehärtet wird. Auf diese Weise gestaltet sich das Verfahren zur Herstellung eines Fasertuches nicht nur technisch einfacher, sondern auch wirtschaftlicher, denn die Phase des Bahnimprägnierens fällt gänzlich weg. Es werden sowohl Herstellungskosten als auch wegen des Wegfalls von Sondervorrichtungen auch Anlagekosten gespart.

Das Ausfällen und Anhaften des Bindemittels selbst kann gemäß der Erfindung nach an sich bekannten Verfahren zur Ausführung kommen, wenn man Kunststoffe und Harze zur Fasersuspension am nassen .Ende der Papiermaschine beim Herstellen von verschiedenen Papiersorten, z.B. von solchen mit Bassfestigkeit zusetzt. Da zu solchen Papiersorten raffinierte oder gemahlene Cellulosefasern verwendet worden sind, ist das Endprodukt auch verhältnismäßig steif und papierartig gewesen und man hat es auch als Papierprodukt benutzt. Soweit bekannt, sind in entsprechender Weise behandelte Pasern mit schlechten papiertechnischen Eigenschaften, zu denen sowohl Pasern mit hohemOC-Cellulosegehalt - gewöhnlich höher als 90$ -

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als auch kreuzgebundene Pasern gezählt werden, nicht zum Herstellen von Bogenmaterial verwendet worden und noch viel weniger,' wie gemäß der Erfindung, in ungemahlenem oder in geringem Maß gemahlenem Zustand zur Herstellung von solchem Material, dem der PapierCharakter fehlt, das aber gute textilmäßige Eigenschaften wie Griff, Weichheit, Fallvermögen und Porosität besitzt.

Die Textileigenschaften dürften darauf zurückzuführen sein, daß die erwähnten Fasersorten nicht leicht der Hydratisierung unterliegen, sowie auf den Umstand, daß sie in ungemahlenem oder nur wenig gemahlenem Zustand nur ziemlich schwache Bindungseigenschaften besitzen. Demzufolge werden es das verwendete Bindemittel und die innere Steifheit der Pasern, und nicht die zwischen den Pasern vorhandenen "papiermäßigen Bindungen" sein, die den textilmäßigen Charakter des Endproduktes bestimmen.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung können die Pasern z.B. aus Sulfatmasse, Sulfitmasse oder sonstiger chemischer oder halbchemischer Laub- oder Hadelholzmasse oder auch aus anderen pflanzlichen Cellulosematerialien hergestellt sein. Als besonders geeignet zu diesem Zweck haben sich Pasern herausgestellt, die bei der Herstellung von Cellulosederivaten und von regenerierter Cellulose bekannt sind und derenOC-Cellulosegehalt schon-von vornherein hoch, gewöhnlich über 90o£ j__s-t_#

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Massen, welche die Celluloseketten verbindende Quer- oder Kreuzbindungen enthalten, erhält man unter ' Anwendung von solchen Stoffen zum Kreuzbinden, die als difunktionelle Kreuzbindungsreagenzien wirken und die hier als polyfunktionelle Kreuzbindungsreagenzien klassifiziert werden. Zu diesen zählt man die Polyhalogenide, Polyaldehyde, Polyeρoxyde, Hälohydrine, Di-Isocyanate, H-Methylolverbindiigenusw. oder deren Mischungen.

Bindemittel, die als FaserSuspensionszusatz ausgefällt und an die Fasern gebunden werden können, sind z.B. Dispersionen auf Acrylat-, Styrol-, Butadien-, Nitril-, Neopren- und Vinylbasis, um die wichtigsten zu nennen. Zum Stabilisieren derselben kann man sowohl ionische als auch nicht-ionische Emulgatoren anwenden. Auch eine latex-Harzkombination kann zur Anwendung kommen.

Beim Fällen und Binden des Latex selbst an die Fasern werden Verfahren in Anwendung gebracht, die sich meist auf die Wirkung von dreiwertigen Metallsalzen, z.B. von Aluminiumsalzen gründen. Die Anhaf.tung kann auch bewirkt werden, indem man die Breimasse vor dem Fällen mit einem kationischen Agens, wie mit einem oberflächenaktiven Stoff, mit Carbamid- und Melaminharzen, mit Salzen von Alkylaminen oder.komplexen PoljaaLnen behandelt. Die nach diesen Ausfall- und Binde-bzw· Anhaftungsverfahren aus den in Frage atehenden Faserqualitäten

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hergestellten gebundenen Fasertuchprodukte auf Cellulosegrundlage sind textilartig weich und porös und weisen einen stoffähnlichen Griff auf. Das Fallvermögen des Fasertuchs läßt sich u.a. durch Variieren der Menge des Bindemittelzusatzes regulieren.

Sowohl die Textil- als auch, die Pestigkeitseigenschaf« ten können ferner beeinflußt, werden, indem man die obenerwähnten Fasersorten zusammen miteinander oder auoh mit unbehandelten oder sogar mit üblichen raffinierten Papierfaserh verwendet. Als Verstärkung des Bogenmaterials oder Fasertuchs können auch sowohl sonstige Naturfasern als auch synthetische organische und anorganische Fasern zusätzlich vorhanden sein.

•Das Formen der Fasern zu einer Bahn kann z.B. in einer herkömmlichen Papiermaschine und das Härten des Bindemittels am besten bei erhöhter Temperatur erfolgen.

Die auf die Fasern ausgefällte Bindemittelmenge kann je nach dem Anwendungsgebiet des Erzeugnisses sogar derart variiert werden, daß sie 200$, auf die Menge der Cellulose bezogen, entspricht. Die Cellulosemenge im Bogen ist in der Regel in der Größenordnung von 45 g/m gewesen, aber auch diese kann in weiten Grenzen variiert werden. . '

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' Den Fasern oder dem Bindemittel können noch im Verlauf der Herstellung Farbstoffe, Brandsbhutzchemikalien, Stabilisatoren und weitere bekannte Hilfsstoffe zugesetzt werden.

Die Erfindung wird durch folgende Beispiele erläutert, wobei die gewählten Beispiele keinerlei Einschränkungen hinsichtlich der Struktur des Grundmaterials oder der Art der verwendeten Bindemittel sowie der Ausfällungsverfahren darstellen, da mehrere Faktoren variiert werden können und man dabei ebenfalls Material nach der Erfindung, nämlich ein Fasertuch, welches textilartige Eigenschaften besitzt, erhält.

Beispiel 1

Aus gebleichter und ungemahlener Cellulose vom Sulfitcarbonattyp, deren <X-Cellulosegehalt 94.7$ betrug, wurde eine 2$ige Fasersuspension bereitet. Der pH-Wert der Suspension wurde "mit Natriumcarbonat auf 7 bis 8 eingestellt. Anionischer Acrylatlatex, mit Kaseinlösung (2$ Kasein, auf die Trockensubstanz des Latex bezogen) stabilisiert, wurde unter langsamem Umrühren zugegeben. Das Rühren wurde etwa 10 Minuten fortgesetzt, wonach der pH-Wert der Suspension durch Zusetzen von Aluminiumsulfat unter kräftigem Umrühren auf 4 bis 5 gesenkt wurde. Nach Umrühren von 15 bis

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Minuten Dauer war der Latex ausgefällt» Aus dieser Pasersuspension wurden Probebögen in der Labor-Bogenform hergestellt . Der Celluloseanteil in den hergestellten Bögen variierte von 30 "bis 45 g/m . Das Haften des aus dem Latex ausgefällten Bindemittels an den Pasern stieg ohne Rückführung des durch das Siebtuch hindurchgetretenen Wassers sogar bis auf 82$. Das Endprodukt, oder das gebundene Pasertuch war gleichmäßig und hatte eine ansprechende stoffähnliche Oberfläche sowie weitere gute textilartige Eigenschaften wie Griff, Weichheit, Porosität und Pallvermögen.

Beispiel 2

Aus gebleichter und ungeinahlener Sulfitcellulose, deren<X-Cellulosegehalt 96.0$ betrug, wurde wie im vori— gen Beispiel eine 2$ige Pasersuspension bereitet. Der pH-Viert der Suspension wurde mit Aluminiumsulfat auf 4,5 gesenkt, wonach eine schwach essigsaure Lösung zugegeben wurde, die 2$ Pormaldehyd-Melaminharz, auf die Gellulosemenge bezogen, enthielt. Fach Umrühren von 15 Minuten Dauer, währenddessen das Harz an den Pasern anhaftete, würde der pH-Wert der Suspension mit Natrium- · carbonat auf 5,5 eingestellt. Der anionische Latex wurde zugegeben und die weitere Behandlung der Suspension in der im vorigen Beispiel beschriebenen Weise fortgeführt. Das Haften des aus dem Latex ausgefällten Bindemittels

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unter Kreislaufführung des durch das Siebtuch tretenden Wassers belief sich auf nahezu 100$. Die textilartigen Eigenschaften des Endproduktes waren gut, obwohl es sich etwas steifer anfühlte als·das im vorstehenden Beispiel beschriebene Produkt. Dies ist offenbar dem verwendeten Melaminharz zuzuschreiben, auf welches auch die in diesem Produkt zutage tretende besondere Zähigkeit zurückzuführen sein dürfte.

Beispiel 3

Zur Herstellung von gebundenem Fasertuch wurde eine gebleichte und ungemahlene Cellulosemasse verwendet, die unter Anwendung von Epichlorhydrin nach folgender Methode kreuzgebunden worden war. Eine gegebene Menge der Cellulose wurde mit einer Lösung behandelt, die auf die verwendete Menge der Masse bezogen die sechsfache Gewichtsmenge 10biger Natriumhydroxydlösung und die vierfache Gewichtsmenge Äthanol sowie 10$ Epichlorhydrin enthielt· Die Luft im Reaktionsbehälter wurde mit Stickstoff verdrängt, und Mischen erfolgte im Kippmischapparat während 51 Stunden bei Zimmertemperatur. Die abfiltrierte kreuzgebundene Masse wurde zur Alkalifreiheit gewaschen und hieraus wurde eine 2$ige Fasersuspension bereitet, deren pH-Wert mit Natriumhydroxyd auf 8 eingestellt wurde. Eine 1$ige Lösung eines Salzes von komplexem Polyamin

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wurde derart zugesetzt, daß sich der Polyaminzusatz auf 4/S des Trockengewichtes des verwendeten Latex "belief. Nach Umrühren während 5 Minuten wurde der pH-Wert der Suspension mit verdünnter Schwefelsäure auf 4,5 herabgesetzt. Hicht-ionischer Acry3££Latex, zu etwa 25$ Trockensubstanzgehalt verdünnt, wurde langsam und unter Um- · rühren zugegeben, bis die Ausfällung vollkommen war. Aus der Fasersuspension wurden in der Lab'orbogenform Probebögen hergestellt. Die Cellulosemenge in den hergestellten Probebögen variierte von 35 bis 45 g/m · Das Haften des aus dem Latex ausgefällten Bindemittels an den Pasern stieg im Durchschnitt über 70$. Das Endprodukt, oder das hergestellt gebundene 3?asertuch,. war hinsichtlich Weichheit und Porosität gut zu verschiedenen Textilzwecken anwendbar.

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Claims (6)

Patentansprüche

1) Verfahren zur Herstellung von gebundenem Fasertuoti aus Cellulosefasern, bei dem Pasern mit hohem OL-Gellulosegehalt entweder allein oder in Kombination mit solchen Fasern, die kreuzgebunden sind, und ferner ungeiaahlen oder in nur geringem Maß gemahlen sind, oder auch zusammen mit anderen Natur- oder Kunstfasern und evtl. auch mit Zusatzstoffen verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Waqsersuspension der betreffenden Pasern das Bindemittel vor dein Bahnbilden in Kunststoff-, Elastomer- oder Harzdispersionsform zugesetzt wird, welches ausgefällt und an die Pasern gebunden wird, und aus den derart behandelten Fasern eine Bahn geformt wird, wonach die geformte Bahn getrocknet und das Bindemittel in geeigneter Weise gehärtet wird.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel Dispersionen auf Acrylat-, Styrol-, Butadien-, ITitril-, Neopren-'oder Vinylgrundlage verwendet werden.

3) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Stabilisieren der Bindemitteldispersionen ionische sowie nicht-ionische Emulgatoren verwendet werden.

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4) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung des Haftens des Bindemittels die Eetention oder Anhaftung .verbessernde Hilfsstoffe wie Salze von dreiwertigen Metallen, Carbamid- und Melaminharze sowie Salze von Alkylaminen und komplexen Polyaminen verwendet werden.

5) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü-

ehe, dadurch gekennzeichnet, daß eine höchstens der zweifachen Cellulosemenge entsprechende Bindemittelmenge auf die Pasern ausgefällt wird·

6) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den Pasern oder dem Bindemittel entweder allein oder in Kombination Stabilisatoren, Brandschutzchemikalien, Parbpigmente oder Farbstoffe oder sonstige Hilfestoffe zugesetzt werden.

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