DE2008605B2

DE2008605B2 -

Info

Publication number: DE2008605B2
Application number: DE2008605A
Authority: DE
Inventors: Haruo Miyamoto; Hideho Uchida; Masaru Uehara
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1969-02-25
Filing date: 1970-02-24
Publication date: 1974-12-05
Also published as: DE2008605A1; FR2033078A5; BE746511A; DE2008605C3; CA928925A; GB1308831A; US3674621A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Her- ttellen von Papier aus Chemiefasern, und zwar ins- fcesondere hauDtsächlich oder ausschließlich aus hydrophoben Chemiefasern, wie beispielsweise Polyolefin-, Polyester-Fasern unter Verwendung eines in heißem Wasser löslichen Bindemittels für die Fasern, wie einem Polyvinylalkohol, um auf diese Weise hydrophobes Papier zu erhallen, welches sich insbesondere durch überragende mechanische Eigenschaften bei trockenen Bedingungen auszeichnet.

Für die Herstellung von Papier aus Chemiefasern, wie regenerierte Zellulosefasern, Polyvinylalkoholfasern, Polyamidfasern, Polyesterfasern U^-W., sind zahlreiche Vorschläge bekanntgeworden. Für diese Fasern ist jedoch festzuhalten, daß sie für die Herstellung von Papier zahlreiche Nachteile aufweisen, unter welchen insbesondere schwerwiegend ist, daß sie sich nur mit sehr großen Schwierigkeiten fibrillieren lassen, was in genauem Gegensatz zu den Eigenschaften eines Papierbreis aus Holfzfasern steht, und daß sie gegenüber Wasserstoff nur eine sehr geringe oder gar keine Bindekraft infolge ihr··· Vernetzung besitzen. Die meisten Vorschläge laufen deshalb darauf hinaus, die wechselseitige Bindung der Fasern zu verbessern, und damit ein Papier zu schaffen, welches sich durch verbesserte Festigkeit und verbesserte weitere mechanische Eigenschaften auszeichnet, in welchem Zusammenhang beispielsweise vorgeschlagen wurde, die Oberflächeneigenschaften der Fasern durch Zusetzen eines geeigneten Bindemittels zu verbessern oder den fasern, welche das Papier hauptsächlich ausmachen, eine kleine Menge von weiteren Fasern mit einem geringeren Schmelzpunkt zuzusetzen, welche darin durch Erwärmen des Faserbreies zum Schmelzen gebracht werden und dadurch die Fasern wechselseitig verkleben. Derartige Verfahren haben sowohl Vor- wie auch Nachteile, hinsichtlich letzterer ist insbesondere festzuhalten, daß sich derartige Verfahren nur äußerst schwierig mit den Einrichtungen der herkömmlichen Papierhei stellung durchführen lassen.

Die Verwendung eines Polyvinylalkohole zur Bindung der Fasern, also eines in heißem Wasser löslichen Bindemittels, das temperatur- und feuchtigkeitsempfindlich ist, ermöglicht andererseits die industrielle Fertigung eines aus wasserunlöslichen PoIyvinylalkoholfasern oder Fasern aus regenerierter Zellulose bestehenden Papiers. Wird ein solches Bindemittel in einer Menge von 5 bis 25 Gewichtsprozent den Fasern zugesetzt und wird dann der Faserbrei auf etwa ICKTC erwärmt, dann kommt es unter den Fasern zu einer Bindung. Im Falle von Polyolefin- oder Polyester-Fasern, die selbst ein hydrophobes Verhalten besitzen, bringt jedoch das Zusetzen eines solchen, in heißem Wasser löslichen Bindemittels entgegen den Erwartungen praktisch überhaupt keine Bindekraft, und zwar unabhängig von der Menge an zugefügten Fasern, so daß es praktisch nicht möglich war, aus diesen Fasern ein Papier herzustellen, welches die geforderten mechanischen Eigenschaften besitzt.

Die bei der Verarbeitung von Polyolefin- oder Polyester-Fasern auftretenden Schwierigkeiten werden darauf zurückgeführt, daß bei der Herstellung die nasse Bahn zu wenig Wasser zurückbehält, so daß beim Verfahrensschritt des Trocknens zu wenig Feuchtigkeit in den Fasern enthalten ist, wobei das hydrophobe Verhalten der Fasern dazu beitrügt, eine zu geringe Anziehungskraft auf das Fascrbindcmittel auszuüben. Dieses Verhalten hydrophober Fasern ist selbst dann feststellbar, wenn der Saugzuti und die

Entwässerung auf ein Minimum reduziert werden, was dann zur Folge hat, daß das in heißem Wasser lösliche Faserbindemittel seine Bindefunktion nich erfüllen kann und deshalb ein Papier erhalten wüd, welches eine einem trocken hergestellten Faservlies ähnelt und nicht einem konventionell hergestellten und verleimten Papiers. Alle diese Feststellungen besitzen Gültigkeit, obwohl man davon ausgehen kann, daß die nasse Bahn zwischen 10 und 20 Gewichtsprozent des Polyvinylalkohol als dem geeignetsten Fascrbindemittel enthält, wobei die die Bahn ausmachenden Fasern in diesem Bindemittel jedoch in einer sehr geringen Dichte vorliegen und unter sich und mit dem Bindemittel kaum in Berührung stehen, so daß bei einer Erwärmung der Bahn zum Schmelzen des Bindemittels nur dieses einer Schrumpfung unterworfen wird, wobei es allenfalls zu einer äußerst geringfügigen Bindung der Fasern des Bindemittels unter sich und an die anderen Fasern kommt, was praktisch damit gleichzusetzen ist, daß eine Verschlingung der Fasern nicht stattfindet. Verwendet man also bei einem derartigen Herstellungsverfahren ein faseriges Bindemittel, dann ist dersen Wirksamkeit praktisch gleich Null, und es kann festgehalten werden, daß durch die Verwendung eines solchen Bindemittels die Festigkeit des herzustellenden Papiers nicht gesteigert werden kann.

Unter Berücksichtigung der vorstehenden Ausführungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von Papier aus hydrophoben Fasern zu schaffen, bei welchem gewährleistet Ist, daß die nasse Bahn ausreichend Feuchtigkeit zurückbehält, bevor sie dem Trocknungsvorgang unterworfen wird, es soll also, mit anderen Worten ausgedrückt, ein Herstellungsverfahren Tür Papier geschaffen werden, welches hinsichtlich des Einsatzes eines in heißem Wasser löslichen, faserigen Bindemittels demgegenüber einen wesentlich verbesserten Wirkungsgrad bringt. Das Hauptziel ist damit die Schaffung eines Papiers, das sich bei der Verwendung von hydrophoben Fasern als Ausgangsmaterial auszeichnet durch überragende mechanische Eigenschaften. Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach dem Hauptmerkmal der Erfindung vorgeschlagen, zusammen mit dem obenerwähnten, in heißem Wasser löslichen, faserigen Bindemittel ein wasserlösliches, viskoses Material zu verwenden, das die Eigenschaft besitzt. Feuchtigkeit in den hydrophoben Fasern zurückzuhalten, was dann ein Papier zum Ergebnis hat, das sich auszeichnet durch überragende mechanische Eigenschaften.

Die Erfindung schlägt weiterhin Wärmenachbehandlungen vor, die ein Papier zum Ergebnis haben, welches von herkömmlich hergestellten Papier kaum noch zu unterscheiden ist. Die Versuche mit solchen Wärmenachbehandlungen haben zu einem neuen Verfahren in der Herstellung von Papier geführt, das sich darin auszeichnet, daß zunächst eine wäßrige Dispersion aus den hydrophoben Fasern mit einem Faser- oder faserähnlichen Material aus einem Thermoplasten gebildet wird, der gegenüber den hydrophoben Fasern einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist, daß man dann dieser Dispersion ein in heißem Wasser lösliches Faserbindemittcl zusetzt und daß man dann die Papierbahn mit W.irme behandelt. Der wäßrigen Dispersion aus den hydrophoben Fasern una dom in heißem Wasser löslichen Fascrbindcmittel wird vorzugsweise Carboxymethylcellulose zugesetzt, bevor aus dieser wäßrigen Dispersion eine Papierbahn gebildet wird.

Für die Erfindung kann demzufolge davon ausgegangen werden, daß die nasse Papieritahn viel s Feuchtigkeit enthält, welche die Bindung oder Verschlingung der Fasern fördert, so daß die Bahn eine relativ große Dichte aufweist, was sich auf das anschließende Trocknen auswirkt, dessen Wirksamkeit durch die Verwendung des in heißem Wasser löslichen

ίο und der nassen Bahn hinzugefügten Faserbinderaittels geßteigert ist, so daß ein sich aus hydrophoben Fasern zusammensetzendes Papier erhalten wird, das sich unter trockenen Bedingungen durch ausgezeichnete mechanische Eigenschaften auszeichnet. Als wasserlösliches, viskoses Material können im Rahmen der Erfindung folgende Materialien Verwendung finden: Wasserlösliches Natur-Hochpolymer, wie Gelatine, Kasein, Natriumalginat, usw.; wasserlösliche, halbsynthetische Hochpolymere, wie Stärke-

jo phosphat, Cyanäthylstärke, Carboxymethyizeilulose, Hydvoxypropylmethylzelluiose; wasserlösliche, synthetische Hochpolymere, wL Polyvinylalkohol, PoIynatriumacrylat, Polyacrylamid; jnd Polyäthylenoxyd, Polyphosphat usw., welche erst seit kurzem als viskose Materialien zur Herstellung von Papieren aus regenerierter Zellulose, Polyvinylalkoholpapier usw., ais ein Ersatz für natürlichen Hibiscus vorgeschlagen wurden. Versuche mit diesen Materialien haben ergeben, daß unter ihnen mit Carboxymethyizeilulose die besten Ergebnisse erzieh wurden, die nur dann mit den anderen Materialien angenähert erreicht werden konnten, wenn für diese eine vergleichsweise höhere Konzentration vorlag, wobei einschränkend zu bemerken ist, daß insbesondere Polyäthylenoxyd und Polyphosphat diese mit Carboxymethyizeilulose erzielten Ergebnisse nicht erzielen ließen, was darauf zurückzuführen ist, daß diese Materialien einen Film bilden, welcher auf die Bahnbildnng einen gegensätzlichen Effekt ausübt. Es kann jedoch zugestanden

40. werden, daß in Anwesenheit von Carboxymethyizeilulose auch Polyäthylenoxyd oder Polyphosphal anwesend sein kann.

Wenn zusammen mit einem oder mehreren der vorerwähnten Materialien auch ein nichtionisches,

45. oberflächenaktives Mittel mit einer niedrigen Schäumwirkung verwendet wird, um die Affinität zwischen den hydrophilen viskosen Materialien und den hydrophoben synthetischen Fasern zu erhöhen, dann wird die vorerwähnte Wirkung sogar noch erhöht.

Die mengenmäßige Hinzufügung der Carboxymethylzellulose im Rahmen der vorliegenden Erfindung bestimmt sich nach der zur Verwendung kommenden maschinellen Einrichtung, nach der Dicke des Papiers, nach der Geschwindigkeit der Papierformung und nach weiteren Faktoren. Wird CMC in einer zu großen Menge zugegeben, dann resultieren daraus verschiedene Nachteile, wie beispielsweise ein zu großer Feuchtigkeitsgehalt der nassen Bahn, eine inaktive Dehydrierung, eine Filzansammlung usw.

Es ist damit festzuhalten, daß für die Hinzufügung des CMC mengenmäßig Grenzen zu beachten sind. Carboxymethyizeilulose mit einer Viskosität zwischen 20 und 5000 Centipoise, vorzugsweise zwischen 200 und 2000 C enIipoise, gemessen in 2%igcr wäßriger Lösung bei 25" C mit einem B-Typ Viskositätsmesser, wird in Mengen zwischen 0,003 und 0,1 Gewichtsprozent der wäßrigen Faserdispersion verwendet.
Carboxymethyizeilulose, nachfolgend kurz mil

»CMC« bezeichnet, ist dafür bekannt, daß sie I'cuehtigkeit zurückzuhalten vermag und dall sic eine kolloidale Schutzeigenschaft besitzt. CMC besitzt in der Veräthcrung nur den (!rad I, d. h., es liegt nur eine Carboxylmethyl-Gruppc je wasserfreier Glukose-Einheit vor. Theoretisch kann die Veräthcrung einen numerischen Wert von nicht mehr als drei annehmen. Der Polymerisationsgrad bestimmt zusammen mit dem Verätherungsgrad die Charakteristik der CMC. Die Fließcharaktcristik einer wässerigen Lösung von CMC hängt sowohl von dem Polymicrisationsgrad wie auch von dem Verätherungsgrad ab, in welchem Zusammenhang aui F i g. 1 der Zeichnung verwiesen wird, die schaubildlich die Wechselbeziehung zwischen dem Polymerisationsgrad und dem Verätherungsgrad für CMC festhält.

F i g. 2 veranschaulicht in diesem Zusammenhang weiterhin die Wechselbeziehung zwischen dem Verätherungsgrad und der Bruchfestigkeit eines Papierbogens, wobei die Viskositäten von CMC in l%iger wäßrige. ^: ösung bei 25"C mittels eines B-Typs Viskositätamessers in Centipoise gemessen sind. F i g. 2 weist aus. daß die Bruchfestigkeit des Papiers nahezu umgekehrt proportional zu dem Verätherungsgrad verläuft, wenn die Viskosität konstant gehalten wird, weiterhin zeigt die F i g. 2, daß die Bruchfestigkeit merklich ansteigt, wenn der Verätherungsgrad unter 0,6 abfällt. Andererseits weist F i g. 1 aus, daß eine Reduzierung des Verätherungsgrades eine nachteilige Wirkung auf die Wasserlöslichkeit und die Stabilität der Lösung ausübt. In diesem Zusammenhang ist nun für die Erfindung festzuhalten, daß im Rahmen von dieser im Hinblick auf das Zurückhaltungsvermögen gegenüber Wasser vorzugsweise eine solche wäßrige Lösung von CMC Verwendung findet, die eine Fließcharakteristik besitzt, welche dem mit »thixotropes Gel« (Fig. 1) bezeichneten Bereich entspricht.

Nach den vorstehenden Überlegungen sollte der Verätherungsgrad mehr als 0,3 vorzugsweise 0,4 bis 0,6 betragen. Der Polymerisationsgrad sollte demgegenüber unter Berücksichtigung seiner Wechseibeziehung mit dem Verätherungsgrad gemäß F i g. 1 einen Wert von weniger als 1000, insbesondere von 200 bis 700, haben. Es sei hier noch festgehalten, daß CMC Salze oder Feuchtigkeit bis zu einer gewissen Menge enthalten kann.

Es ist bekannt, daß CMC bereits zur Herstellung beispielsweise von Papier aus Polyamidfasern verwendet worden ist. Dabei dient CMC jedoch ledig- !ich als primäres Bindemittel, wobei Gebrauch gemacht wird von ihrer Verklebungseigenschaft (FR-PS 1280895, 1304052). Demgegenüber unterscheidet sich die Verwendung von CMC im Rahmen der Erfindung wesentlich darin, daß hier CMC zusammen mit einem in heißem Wasser löslichen Faserbindemittel verwendet wird, wobei die Erkenntnis zugrunde liegt, daß bei Hinzufügung nur von CMC zu einer hydrophoben Faser, wie einer Polyolefin- und einer Polyester-Faser, dadurch hinsichtlich der Bindefähigkeit überhaupt keine Wirkung erzielt wird; wenn jedoch das in heißem Wasser lösliche Faserbindemittel zusätzlich hinzugefügt wird, dann kommt es zu einer »synergistischen« Wirkung, wie diese durch die DT-PS 1034417 bereits bekannt ist.

Als in heißem Wasser lösliches Faserbindemittel können im Rahmen der vorliegenden Erfindung PoIyvinylalkohol-Fasern, Polyäthylenoxyd-Fasern usw..

Verwendung finden, die vorzugsweise derart modi liziert weiden, daß sie in feuchtwarmen Zustanc /wischen 30 und 100 C schmelzen, was beispielsweisi dadurch erreicht werden kann, daß im Falle eine Polyvinylalkohül-Fascr das Ausmaß der Formgebunj geregelt wird, während im Falle eines Polyäthylen oxyd-Faser eine wasserunlösliche Substanz beige mischt wird. Wenn das Faserbindemittel in feucht warmem Zustand unterhalb KK)C nicht schmilzt dann schmilzt es auch nicht bei dem eigenllichei Herstellungsverfahren. Schmilzt die Faser hingeger in feuchtwarmem Zustand unterhalb 30⁰C. dam besteht die Möglichkeit, daß sie auch bei der Vor bereitung der Dispersion schmilzt. In beiden Fäller wird die erwünschte Wirkung nicht erhalten. Di< Bindemittelfasern haben eine Feinheit zwischen
und 15 Denier, insbesondere eiine Feinheit von nich mehr als 5 Denier, und eine Schnittlänge von wenige als 20 mm, vorzugsweise von 3 bis 10 mm. Gege benenfalls können neben den Bindemittelfasern um der CMC zusätzlich weitere Haftmittel. Schlicht mittel, Schaum verhindernde Mittel, Trennmitte usw., in die Faserdispersion eingebracht werden.

Wie mehrfach erwähnt, ist eine Wärmenachbchand lung des Papiers vorgesehen. Das aus einer wäörigei Dispersion gemäß dem einen Hauptmerkmal de Erfindung hergestellte Papier, welches hydrophob* synthetische Fasern, faseriges Material mit einen diesen gegenüber niedrigeren Schmelzpunkt, in hei ßeni Wasser lösliche Faserbindemittel und CMC ent hält, wird bei einer Temperatur nachbehandelt, wel eher niedriger liegt als der Schmelzpunkt der da: Papier bildenden Fasern.

Demgemäß wird zunächst eine Papierbahn au: einer wäßrigen Dispersion gebildet, welche hydro phobe synthetische Fasern und ein faseriges Materia mit einem diesen gegenüber geringeren Schmelzpunk enthält, wobei dieses faserige Material zum Schmel zen gebracht wird, wenn die Papierbahn nach ihrei Bildung einer Wärmebehandlung ausgesetzt wird wobei es dann zu einer Klebewirkung dieses Mate riais kommt. Als faseriges Material können in diesen Zusammenhang verschiedene synthetische Kunst harze in Betracht gezogen werden, welche einen nied rigeren Schmelzpunkt aufweisen als die Polypropylen oder Polyester-Faser, so beispielsweise a) Polyäthy len, chloriertes Polypropylen, chloriertes Polyäthylen chlorsulfoniertes Polyäthylen, Äthylen-Vinylazetat Mischpolymer usw. für die Polypropylenfasern; unc b) Polypropylen; chloriertes Polypropylen. Polyäthy len, chloriertes Polyäthylen, chlorsulfoniertes Poly äthylen, Äthylen-Vinylazetat-Mischpolymer usw. fü die Polyesterfasern.

Nach dem vorerwähnten Verfahren wird die ge formte Papierbahn einer Wärmebehandlung in einen Temperaturbereich unterworfen, der oberhalb de: Schmelzpunktes des faserigen Materials und unter halb der Schrumpftemperatur der hydrophober Hauntfasern liegt. Mittels dieser Wärmebehandlunj wird das faserige Material zum Schmelzen gebracht so daß es mit den Hauptfasern verschmilzt und diesi bindet.

Das »faserige Material«, das im Rahmen der vor

liegenden Erfindung Verwendung findet, kann nacl folgenden vier Gruppen katalogisiert werden:

(1) Fasern, die nach üblichen Spinnverfahren her gestellt sind, also beispielsweise mittels de Schmelz-. Trocken- oder Naß-Sriinnverfahrens

(2) faserahnliches Material, wie beispielsweise faserige Fibrillcn oder Spaltprodukte, die im Hollander aus Spaltfolien gewonnen wurden:

(3) Fasergut mit einer mittlerer Feinheit von nicht mehr als 2 Denier und einer Schnittliinge von nicht mehr als 10 mm. das eine rauhe Oberfläche mit zahlreichen Fransen besitzt und hergestellt ist aus einem synthetischen Schaummate:-:.-\l. indem dieses Scherkräften unterworfen wurde, und

(4) Verbundfasern, die aus zwei und mehr Arten und synthetischen Fasern bestehen, unter welchen wenigstens eine einen Schmelzpunkt besitzt, welcher niedriger ist als derjenige der Polypropylen- oder F'olyester-Fasern.

Die Bindung von Fasern innerhalb eines nicht gewebten Flächengebildcs hat man bislang hauptsächlich durch Aufbringen einer Bindemittellösung oder -dispersion oder durch Nadclstanzen oder mcchanisches Heften erreicht. Dabei konnte ein dünnes Flächengebilde mit festem Griff und guter Gleichmäßigkeit nicht erhalten werden. Die Erfindung ermöglicht nun die Herstellung von dünnen Papierbahnen, welche guten Griff und Homogenität besitzen. In diesem Zusammenhang sei noch vermerkt, daß die Erfindung die Verwendung der verschiedenartigsten, faserigen Bindemittel erlaubt, wie beispielsweise von Bruchstücken von Schaummaterial. Folien usw.. dip neben den herkömmlichen Fasern in Frage kommen.

Ein Teilmerkmal der Erfindung ist darin zu sehen, daß das aus hydrophoben synthetischen Fasern bestehende Papier, welchem gemäß dem einen Teilmerkmal der Erfindung zusätzlich ein faseriges Material mit einem Schmelzpunkt zugesetzt ist, welcher niedriger ist als derjenige dieser hydrophoben Fasern, einer Wärmebehandlung in einem Temperaturbereich unterworfen wird, welcher von der Schrumpftemperatur bis zu einer Temperatur von wenigstens 5^CC unterhalb des Schmelzpunktes der hydrophoben Fasern reicht, ohne daß dabei eine nennenswerte Zugkraft auf das Papier ausgeübt wird. Es kann so ein Papier hergestellt werden, welches weich ist, aber Festigkeit und Gleichmäßigkeit besitzt. Natürlich hängt die SchrumpfTähigkeit der Papierbahn von dem Fasermaterial ab. So schrumpft beispielsweise eine noch nicht wärmebehandelte Polyvinylalkohol-Faser unter trockenen Bedingungen bei 120°C bis zu 25%. Wenn dieselbe Faser jedoch bereits einem Spannungsfreimachen unterworfen worden ist, und zwar bei 11O°C über 6 Stunden, dann schrumpft sie unter denselben Bedingungen nur um 2,2%. Je nach der Behandlungsart beim Herstellungsverfahren der Fasern kann ein beliebiger Schrumpfungsgrad auftreten, so daß die Wirkung durch die Wärmebehandlung auch dadurch beeinflußt wird. Der Schrumpfungsgrad der Fasern ist im Regelfall proportional zu der Temperatur der Wärmebehandlung. Je höher die Temperatur ist, desto größer ist der Schrumpfungsgrad. Werden thermoplastische Fasern in einem höheren Temperaturbereich wärmebehandelt, in welchem die Faser zum Schmelzen gebracht wird oder intensiv weich wird, dann führt dies zu einem unerwünschten harten Griff des fertigen Papiers. Aus diesen Gründen wird die Wärmebehandlung erfindungsgemäß in einem Temperaturbereich durchgeführt, der von der Schrumpfungstemperatur bis zu einer Temperatur reicht, die wenigstens 5" C niedriger ist als der Schmelzpunkt oder die Schmclzschrumpfungstempcratur. Die Wärmebehandlung ist nun dafür vorgesehen, die nasse Papierbahn infolge ihrer Schrumpfung weich zu machen, wobei auch daraufhingewiesen sei. daß das Ausmaß dieser Schrumpfung abhangig ist von der Struktur der Papierbahn. Hierzu sei insbesondere bemerkt, daß in einem aus Chemiefasern bestehenden Papier das Bindemittel ohne thermoplastische Eigenschaften bzw. eine Weichmachungstemperatur enthält, die höher liegt als der Schmelzpunkt der Hauptfaser, der Schrumpfungsgrad beträchtlich begrenzt ist. Vor der vorerwähnten Schrumpfbehandlung kann ein Papier gemäß Erfindung aus Chemiefasern einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur unterworfen werden, die unterhalb der Schrumpftemperatur liegt, und zwar mittels eines Heißluft- oder Infrarot-Erhitzers, alternativ kann diese Wärmebehandlung unter Zug auch bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes durchgeführt werden, oder es kann ein Kalandrierverfahren zur Anwendung kommen.

Durch die obenerwähnte thermische Schrumpfbehandlung verliert das Papier an Oberflächenglättc und erhält dafür einen bauschigen und weichen Griff. Dabei ist weiterhin festzustellen, daß das Papier infolge des Schrumpfens an Dichte zunimmt, was zur Folge hat. daß die Bindung der untereinander verschlungenen Fasern zunimmt und weiterhin der Wirkungsgrad des Bindemittels, falls ein solches Verwendung findet, gesteigert wird, so daß das resultierende Papier verbesserte mechanische Eigenschaften besitzt, und zwar insbesondere hinsichtlich seiner Zugfestigkeit und Bruchdehnung, seiner Berstfestigkeit seiner Einreißfestigkeit und schließlich einer wesentlich verbesserten Festigkeit in nassem Zustand.

Es wurde oben bereits mehrfach daraufhingewiesen, daß die hydrophoben Fasern, welche als Ausgangsmaterialien für das Papier verwendet werden, einen Feuchtigkeitsgehalt von nicht mehr als 5 Gewichtsprozent besitzen sollen, was vorrangig für Polyester und Polyolefin-Fasern zutrifft. Dieser Hinweis soll so verstanden werden, daß darunter Fasern des Polymers fallen, in welchem der Hauptanteil aus Polyester bzw. Polyolefin besteht. Im Falle von Polyester kann ein Mischpolymer aus zwei oder mehr Komponenten vorliegen, während im Falle von Polyolefin ein Homopolymer aus Äthylen. Propylen. Styrol usw. oder ein Mischpolymer aus zwei oder mehr Komponenten vorliegen kann. Diese Polymere können Zusä.ze enthalten, wie Stabilisatoren, antistatische Mittel, Färbemittel. Riechstoffe usw. Die für die Erfindung bevorzugten Fasern sind Polypropylenfasern, die ausnehmend hydrophob sind und das geringste Zurückhaltungsvermögen für Wasser besitzen.

Was die Formgebung der synthetischen Fasern anbetrifft, so sind Querschnitt. Oberfläche und Kräuselung ohne Bedeutung. Im Hinblick auf die Herstellungsverfahren sollten jedoch die Fasern eine Feinheit zwischen 1 und 30 Denier, vorzugsweise von nicht mehr als 15 Denier, besitzen, und zwar bei einer Schnittlänge von nicht mehr als 35 mm. vorzugsweise von 4 bis 15 mm.

Wenn hier von Einrichtungen zur Papierherstellung üblicher Ausführungsform gesprochen -vird, so werden darunter Fourdrinier-Maschinen. Zylinder-Papiermaschinen, Rotoformer, Vertiformtr usw. verstanden. Zum Durchführen der verschiedenen Wärme-

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bcliandlungen. wie beispielsweise des Schrumpfen*, können gleichfalls bekannte Maschinen zur Verwendung kommen, wie ein Spannrahmen mit Nadeln oder Kluppen, eine Rollenstreckmaschine, eine Infrarot- oder Heiüluft-Heizcinrichtung usw., vor/.ugsweise sollten solche Maschinentypen Verwendung finden, welche eine Regulierung der Breite und der Vorschubgeschwindigkeit mit Leichtigkeit einstellen lassen. Es .,ollte deshalb davon Abstand genommen werden, Trockner mit einer Saugtrommel zur Ver-Wendung zu bringen, weil bei diesen Maschinen die einstellung der Breite und der Vorschubgeschwindigkeit nur sehr schwierig vorzunehmen ist.

Zusammengefaßt kann festgestellt werden, daß ein •ach der Erfindung aus synthetischen Fasern herge- ij •telltes Papier, das einer Wärmenachbehandlung •nterworfen wurde, sich auszeichnet durch verbesserte mechanische Eigenschaften. Weiterhin weist ein derartiges Papier hydrophobes Verhalten, Isoliertihigkeit und chemische Widerstandsfähigkeit auf. Das Papier gemäß Erfindung hat eine sehr geringe Dichtigkeit, einen weichen Griff und eine gute Durchlissigkeit für Gase. Papiere der erfindungsgemäßen Ausführungsform lassen sich daher für verschiedene fcwecke vorteilhaft verwenden, so beispielsweise auf <em Gebiet der Verpackung von Arzneimitteln, für Filter, für Polsterungszwecke, als Isolierband, Tür Oberflächenbeschichtungen von verstärkten Kunst-•toffen, als Schutzpapier beim Färben, als Packpapier, tls Heißversiegelungspapicr, als Basispapier für eine Beschichtung, als Zwischenlage bei Kunstleder usw.

Bei den nachfolgenden Beispielen wurden die Eigenschaften des Papiers unter Zugrundelegung der japanischen Industrienorm bestimmt. Die Viskositäten tiner wäßrigen Lösung von CMC und weiterer viskoser Materialien wurden mittels eines B-Typ-Viskositätsmessers gemessen. Alle Teil- und Prozent-Angaben sind Gewichtsangaben.

Beispiel I

mechanische Eigenschaften. Das Papier wurde dann einer Wärmebehandlung über 4 Minuten bei 125'C ausgesetzt, so daß die Polyäthylen-Fasern zum Schmelzen gebracht wurden. Das resultierende Papier zeigte eine weiterhin verbesserte Festigkeit in trockenem und nassem Zustand. Die mechanischen Eigenschaften des Papiers sind in der nachfolgenden Tabelle I festgehalten.

Das fertige Papier hatte ein stark wasserabweisendes und oleophiles Verhalten. Infolge der spezifischen Eigenschaften des als Ausgangsmaterial gewählten Polypropylen-Fasermaterials besaß es weiterhin gute Isoliereigenschaften, und es zeichnete sich schließlich noch aus durch eine überragende Formbeständigkeit.

Tabelle I

Basisgewicht (g/m²)....
Festigkeit (im trockenem

Zustand) (g/15 mm)..
Bruchdehnung (in

trockenem Zustand)

Festigkeit (in nassem
Zustand) (g/l5 mm)..

Bruchdehnung (in
nassem Zustand)

₄₀ Reißfaktor.. Bruchfaktor Vor der
thermischen
Behandlung

in Vorschub
richtung

33,9
1080

3,0
200

1,9

quer
/Air
Vorschub
richtung

in Vorschuhrichtung

33,9
250

3,5
100

1,5

3500 2110
1,27

Nach der
thermischen
Behandlung

34,9
1390

3,9
750

3,1

quer
zur
Vorschub
richtung

34,9
406

4300 2520
1,62

75 Teile Polypropylen-Faser mit einer Feinheit von !,5 Denier und einer Schnittlänge von 5 mm, 15 Teile Polyäthylen-Faser mit einer Feinheit von 6 Denier Und einer Schnittlänge von 5 mm und 15 Teile PVA-Fasern mit einer Feinheit von 1 Denier und einer Schnittlänge von 4 mm als Bindemittel, wurden zulammen mit einem nichtionischen oberflächenaktiven Mittel zu einer wäßrigen Dispersion dispergiert, die 2% Fasern enthielt. Dieser Dispersion wurde eine Wäßrige Lösung von CMC mit einer Viskosität von <|50 bis 250 cP in l%iger wäßriger Lösung bei Ϊ25° C und einem Verätherungsgrad von 0,65% hinzugefügt, um eine wäßrige Dispersion zu erhalten, die 0,01% CMC enthielt. Weiterhin wurden dieser Dispersion kleine Mengen eines Schlichtemittels und eines Schaum verhindernden Mittels hinzugefügt. Die Dispersion wurde dann in ein Papierbad eingebracht, um die Konzentration von CMC auf den Wert von 0,006% einzuregeln. Aus diesem Bad heraus wurde dann das Papier mit einer Vorschubgeschwindigkeit von 160 m/Min, auf einer Zylinder-Papiermaschine geformt. Die Oberflächentemperatur d^s Yankee-Trockners dieser Maschine betrug etwa 100° C. Das erhaltene Papier besaß eine weiche Griffigkeit, vergleichbar mit derjenigen eines ungewobenen Tuches, außerdem besaß es überragende Im Rahmen des hier beschriebenen Verfahrens wurde die nasse Papierbahn auch noch mit einer ausgebreiteten Spaltfolie, hergestellt aus einer eingefärbten Polypropylenfolie, zu einem Schichtkörper vereinigt. Das resultierende Papier besaß ein ansprechendes Aussehen, indem durch die Papierlage hindurch das eingefärbte Netzwerk der Spaltfolie sichtbar war. weiterhin besaß dieses Papier eine noch höhere Zähigkeit.

Weiterhin wurde im Rahmen dieses Verfahrens als Vergleichsversuch der wäßrigen Dispersion des faserigen Materials als ein Ersatz für CMC eine wäßrige Lösung von Polyäthylenoxyd mit einer Viskosität von 50OcP in l%iger wäßriger Lösung bei 2O⁰C hinzugefügt, um eine wäßrige Dispersion zu erhalten, die 0,03% Polyäthylenoxyd enthielt, weiterhin wurden dieser Dispersion kleine Mengen eines Schlichtemittels und eines Schaum verhindernden Mittels hinzugefügt. Aus dem mit dieser Dispersion aufgefüllten Bad heraus wurde dann Papier mit einer Vorschubgeschwindigkeit von 160 m/Min, auf einer Zylinder-Papiermaschine geformt. Der Yankee-Trockner dieser Maschine besaß eine Oberflächentemperatur von etwa 100°C. Es wurde festgestellt, daß es nicht gelang, hinter dem Trockner ein Papier zu erhalten, das eine

ausreichende Festigkeit besaß und als formbeständiges Papier anzusprechen war.

H c i s ρ i e I 2

Ein aus Polyäthylen niedriger Dichtigkeit hergestellter Schaumkörper mit einer Raumc'ichtc von 0.0.1 gern¹ und einer Dicke von 10 mm, bei welchem die einzelnen Schaumstoffe im wesentlichen voneinander getrennt vorlagen, jedoch an einzelnen Stellen miteinander in Verbindung standen, wurde zu Schnitzeln mit einem Rauminhalt von etwa 40 mm^J mittels einer Schneideinrichtung geschnitten. 20 g dieser Schnitzel wurden in einen mit 1800 U/Min, drehenden Mischer zusammen mit 21 Wasser und 0,2 g eines nichtionischen, oberflächenaktiven Mittels gebracht und dann über 30 Minuten heftig gerührt. Durch dieses Rühren wurden die Schnitze! in Teilstücke aufgeteilt und erhielten eine Formgebung, welche vergleichbar war mit derjenigen eines Holzfaserbreis. Dieses Rühren wurde insgesamt viermal wiederholt. Die so in Bruchstücke zerlegten Schnitzel wurden dann in einen Holländer mix einem Fassungsvermögen von 101 und einer Drehzahl von 450 U/Min, zusammen mit 1 g nichtionischem oberflächenaktivem Mittel eingebracht, und zwar in einer Konzentiation von 80 g/l, sie blieben in diesem Holländer über 30 Minuten. Man erhielt so Polyäthylen-Fibrillen aus dem Schaumkörper. Diese Polyäthylen-Fibrillen besaßen bei einer Betrachtung unter dem Mikroskop eine schlanke Form, die zahlreiche Fransen aufwiesen. Alle diese Teilstücke besaßen eine Länge von weniger als 10 mm und eine Feinheit von weniger als 2 Denier.

Andererseits wurden 2 g Polypropylen-Fasern einer Feinheit von 1,5 Denier und einer Schnittlänge von 5 mm und 0,2 g PVA-Faserbindemittel in ein Wasserbad (21) zusammen mit 0,2 g nichtionischem, oberflächenaktivem Mittel eingebracht und dann umgerührt, um eine gleichförmige Faserdispersion zu erhalten. Dieser Dispersion wurden 0,5 g der vorstehenden Polyäthylen-Fibrillen hinzugefügt. Nach einem gleichmäßigen Durchmischen wurde der durch weiteres Umrühren erhaltenen Dispersion eine wäßrige Lösung von 0.2 g CMC mit einer Viskosität von 150 bis 200 cP in l%iger wäßriger Lösung und einem Verätherungsgrad von 0,54% als einem viskosen Material hinzugefügt. Aus dieser Dispersion wurde wiederum mittels des Tappi-Norm Verfahrens ein Papierbogen hergestellt. Das erhaltene Papier wurde dann getrocknet und schließlich einer Wärmebehandlung in einem Heißluft-Trockner bei einer Temperatur von 100^cC ausgesetzt. Die mechanischen Eigenschaften des resultierenden Papiers sind in der nachfolgenden Tabelle 2 festgehalten, und zwar im Vergleich zu einem gleichartig hergestellten Papier, dem jedoch keine Polyäthylen-Fibrillen zugesetzt waren.

Tabelle 2

Bruchfestigkeit in
Reißkilometer

trocken (km)

naß (km)

Erfindung Vergleichsversuch

2,40
1,50

1,01

kann nicht
gemessen werden Dehnung
trocken (%)
naß(%). .

Reißfaktor

Basisgewicht (g/m²)...

Erfindung

4,00 3.80

Λ 200
50

Vcrglcichsversuch

1.3

kann nicht gemessen werden 25(M) 44

Beispiel 3

hin Schaumkörper mit einer Raumdichte von 0,51 g/cm³ und einer Dicke von 3,0 mm wurde mittels eines Blähmittels aus Äthylen-Vinylazetat-Mischpolymer hergestellt, das 28% Vinylazetat enthielt. Aus diesem Schaumkörper wurden analog dem Beispiel 2 Fibrillen hergestellt. Die Bildung der Fibrillen wurde mikroskopisch nachgeprüft.

ϊο Andererseits wurden 2 I derselben Dispersion wie im Beispiel 2 aus Polypropylen-Fasern und PVA-Faserbindemittel vorbereitet. Dieser Dispersion wurden dann 0,5 g der vorerwähnten Äthylen-Vinylazetat-Mischpolymer-Fibrillen hinzugefügt, die man

dann durch Umrühren gleichmäßig miteinander vermischte. Der erhaltenen Dispersion wurde eine wäßrige Lösung von CMC wie im Falle des Beispiels 2 hinzugefügt. Aus der resultierenden Dispersion wurde mittels des Tappi-Normverfahrens ein Bogen gefertigt, der anschließend getrocknet und dann einer Wärmebehandlung in einem Heißluft-Trockner bei 100 C über 10 Minuten aasgesetzt wurde. Das resultierende Papier besaß ein Basisgewicht von 50 g/m², eine Bruchfestigkeit in trockenem Zustand in der Größe

von 3,2 km (Reißkilometer), eine Bruchfestigkeit in nassem Zustand in der Größe von 2,1 km, eine Dehnung in trockenem Zustand in der Größe von 5,6% und einen Reißfaktor von 5100.

Das Verhältnis von Äthylen zu Vinylazetat in dem Mischpolymer k.nn wechselnd in Abhängigkeit von der Haft- bzw. Klebefähigkeit der Fasern sein, welche das Papier in seinem Hauptbestandteil ausmachen, es können darauf auch noch weitere Größen Einfluß nehmen. Das Mischpolymer sollte jedoch vorzugsweise 15 bis 45 Gewichtsprozent ''inylazetat enthalten, da bei einem überschreiten dieser oberen Grenze von 45 Gewichtsprozent der Schmelzpunkt des resultierenden Mischpolymers auf einen Wert von weniger als 60'C abfällt, so daß das Misch-

polymer seine Funktion als Bindemittel verlie^r

Beispiel 4

Ein aus Polyäthylen bestehender Schaumkörper mit einer Raumdichte von 0,03 g/cm³ und einer Dicke von 7 mm wurde zu Schnitzeln mit einem Volumen von etwa 50 mm³ geschnitten 200 g dieser Schnitzel wurden dann in einen mit 2000 U/Min. drehenden Mischer eingebracht, der Mischblätter mit einer Dicke von 5 mm besaß und ein Fassungsvermögen von 30 1 aufwies. Mit den Schnitzeln wurden in den Mischer 2 1 Wasser und 2 g nichtionisches, oberflächenaktives Mittel eingebracht, und es wurde dann über 30 Minuten heftig gerührt. Durch dieses Rühren wurden die Schnitzel in Teilstücke aufgeteilt, die eine Formgebung besaßen, welche derjenigen eines Holzfaserbreies ähnelte. Die in Teilstücke aufgeteilten Schnitzel wurden dann in einen Holländer mit einem Fassungsvermögen von 30001, einem Wal-

zendurchmesser von 1250 mm. einer jeweiligen Dicke von 7 rom der 84 Rollblätter und einer D^:cke von

4 mm des Hocnschraubblattes eingebracht, und zwar in einer Konzentration von 1% in ungebundenem Zustand, und es wurde mit diesem Holländer dann eine Behandlung über 60 Minuten vorgenommen. Die erhaltenen Polyäthylen-Fibrillen wiesen unter dem Mikroskop eine schlanke Formgebung auf, die zahlreiche fibrillierte Flaume besaß. Jedes Teilsruck besaß eine Länge von weniger als 10 mm und eine Feinheit von weniger als 2 Denier.

Andererseits wurden Polypropylen-Fasern einer Feinheit von 1,5 Denier und einer Schnittlänge von

5 mm zusammen mit 20% der vorstehenden Polyäthylen-Fibrillen und 15% eines PVA-Faserbindemittels, jeweils gemessen an dem Gewicht der Polypropylen-Fasern, in einen Kasten mit einem Fassungsvermögen von 50001 bei einer Konzentration von 2% eingebracht, dem Gemisch wurde eine bestimmte Menge eines nichtionischen, oberflächenaktiven Mittels zugefügt und weiterhin CMC mit einem Verätherungsgrad von 0.65. Aus dieser Dispersion wurde dann Papier auf einer Zylindermaschine hergestellt. Das resultierende Papier halle ein Basisgewicht von 32 g/m², eine gleichmäßige Dispersion der Fasern, eine gute Qualität und einen weichen GrifT.

Dices Papier wurde weiterhin einer Wärmebehandlung in einem Kalander unterworfen, bei dem die Wal/enoberflächc eine Temperatur von 120 C besaß, und zwar bei einem Walzcndruck von 5 kg cm², alternativ wurde für diese Wärmebehandlung ein Sireckrahmen benutzt, wobei Temperaturen von 130 C vorlagen und die Behandlung 4 Minuten dauerte. Das resultierende Papier besaß eine überragende Festigkeit, in seinem Fcstigkeitsverhalten wurde nur ein geringfügiger Unterschied im trockenem Zustand einerseits und im nassen Zustand andererseits festgestellt. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 3 festgehalten.

Tabelle 3

Biisisgeuicht

Ij! Π1²)

Kalander

in Vorschub-

richtung

in Querrichtung

Streckrahmen

in Vorschubrichtung

in Querrichtung

f'cstijikcil	mm)	Dehnung	«1	nal!
	naß	C	4.5
I rocken	820	!rocken	2,4
1520	360	5.1	3.1
480	74 s	2.3	1.7
1400	31,S	3,0
406	1.5

Alle Fibrillen. die in den vorstehenden Beispielen 2. 3 und 4 Verwendung fanden, besaßen faserige Gcfiigc mit einer rauhen und Fransen aufweisenden Oberfläche, wobei ihre Formgebungen zum Teil verschieden waren, was hauptsächlich voi dem Schaumgefiige des Ausgangsmateriais abhing. Im Hinhlu'k auf die Wirksamkeil als ein Bindemittel sollten diese Fibrillen vorzugsweise eine mittlere Feinheit von weniger als 2 Denier und eine Schnittlünge von weniger als IO min besitzen. Da die F'ihrillen im Regelfall, wenn überhaupt, in ihrem Innengefüge nur wenige Bläschen besitzen, kann davon ausgegangen werden, daß diese Ftbrillen fast; überhaupt keine Elastizität besitzen und daß ihre raumbezogene, s speafische Schwere nahezu derjenigen des polymeren Materials gleicht, welches den Schaumstoff ausmacht.

Beispiel 5 Polypropylen-Fasern einer Feinheit von 1,5 Denier

ίο und einer Schnittlänge von 5 mm, 20% Polyäthylen-Faserfibrillen und 10% üblichen PVA-Faserbindemittels, jeweils gemessen an dem Gewicht der Polypropylenfasern, wurden in einen Kasten eingebracht, und diesem Gemisch wurden dann vorbestimmte Mengen eines nichüonischen, oberflächenaktiven Mittels beigegeben und weiterhin CMC mit einem Verätherungsgrad von 0,65. Aus dieser Dispersion wurde auf einer üblichen Zylindermaschine Papier hergestellt, das ein Basisgewicht von 30 g'm² besaß und eine gleichmäßige Verteilung der Fasern in der Dispersion kannte. Das Papier wies eine gute Qualität und einen weichen Griff auf. Weiterhin wurde dieses Papier einer Wärmebehandlung bei 140 C mittels eines infraroten Strahlers unterworfen. Die Festigkcit und Dehnung des resultierenden Papiers sind in der nachfolgenden Tabelle 4 festgehalten.

	Tabelle 4	mm)	Dehnung	I	ruß	BiIMV
J₀	leslipkcit	naß	I"		gewicli
	(y 15		trocken	1.8 2.5	Ig m^:i
	I rocken	1060 480
Vor der Wärmc- 35 behandlung			1.5 2.1	1.6	30
in Vorschub richtung in Querrich tung	1120 620	1180		1.3
Nach der Wärmebehand lung		570	13
,c in Vorschub richtung	1320		1,8
in Querrich- tunp	710

Die vorstehenden Messungen wurden an einen Probestück der Abmessungen 1.5 χ 20 cm vorgenommen.

Polyäthylen-Fibrillen. die im Rahmen der Frfin dung Verwendung linden sollten, können wie folg hergestellt werden: Fs wird eine Polyäthylen-Foli« mittlerer oder hoher Dichtigkeit so dünn wie mösi lieh ir. Schnitzel aufgespalten, die vorzugsweise cim Dicke von 10 bis 100 μ aufweisen. Im Rahmen de:

hier beschriebenen Beispieles 8 wurde eine Poly äthylen-Folie hoher Dichtigkrit einer Dicke vor 20 ii verwendet. Diese vorzugsweise strcifcnförmigei Schnitzel werden dann weiterhin zu Schnitzeln eine Lange von 1 bis 15 mm. vorzugsweise 3 bis 10 mn mittels einer Schneideinrichtung geschnitten und dam in einem Holländer unter vorbestimmten Bcdingun gen bearbeitet, wobei der Holländer üblicher Aus fülirunesiOrm sein kann. el. Iv. es karri sich bei diesen

/t*

Holländer um einen solchen handeln, der im Regel-

foil auch zu der Behandlung eines Holzfaserbreies

\ verwendet wird. Nach ihrer Behandlung mit einem

«olchen Hollander sind die Schnitzel zu kleinen Faiern aufgeteilt, die eine mittlere Feinheit von 0,1 bis 10 Denier, vorzugsweise eine Feinheit von 2 Denier, aufweisen sollten.

Beispiel 6

Polypropylen-Fasern einer Feinheit von 1,5 Denier und einer Schniltlänge von 5 ram wurden mit 40 Gewichtsprozent einer Verbundfaser mit der Feinheit von 3 Denier und der Schnittlänge von 6 mm zusammengebracht, wobei diese Verbundfaser sich in gleichem Verhältnis aus Polypropylen und Poiyethylen zusammensetzte. Diesem Gemisch wurden außerdem anteilig 10 Gewichtsprozent PVA-Faserbindemittel zugesetzt, und zwar bei einer Faserkonzentration von 1% zusammen mit vorbestimmten Mengen eines nichtionischen, oberflächenaktiven Mittels und CMC mit einem Verätherungsgrad von 0,6 bis 0,7 bei einer Viskosität von 150 bis 25OcP in l%iger wäßriger Lösung. Aus dieser Dispersion wurde auf emer Zylindermaschine Papier gefertigt, das dann ein Basisgewicht von 35 g/m² besaß bei gleichmäßiger Verteilung der Fasern in der Dispersion. Das Papier besaß eine gute Qualität und einen weichen Griff. Es wurde anschließend einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 140" C über 1 Minute unterworfen, und zwar mittels einer Rollen-Streckmaschine, welche verhinderte, daß der Papierbahn eine Dehnung in Querrichtung aufgegeben wurde. Das resultierende Papier hatte wesentlich verbesserte Festigkeitseigenschaften, und es besaß eine Griffigkeit und ein Aussehen, die vergleichbar waren mit Geweben.

Zugfestigkeit
(μ 15 mm)

trocken

naß

Dehnung (%)

trocken

naß

Berstfestiukeit
(kg/cm⁵)

r.inreißfestigkeit
(g) (Scherfestigkeit)

Tabelle

Unmittelbar nach der Balinbildung

in Vorschuhrichliitig

577 320

9.3 10.1

11.4
9.3

0.65

12! Nach der
Wärmchehandlune

in Vorschub
richtung

3703
25(X)

13.1
11.7

in Querrichtung

1716
12(X)

29,7
20.3

1.80

I 271

Hinsichtlich der Vcrbuncifasern (Bikomponenlcnfasern). die im Rahmen dieses Beispieles der Erfindung verwendet werden können, soll keine Einschränkung auf solche Verbundfasern vorgenommen sein, bei welchen die beiden Komponenten in gleichen Mengen vorliegen und Seite an Seite gelagert sind, wie im vorstehenden Beispiel. Das Verhältnis der Komponenten bestimmt sich vielmehr nach der Möglichkeit tines Verbund-Spinnens derartiger Fasern und kann in weiten Grenzen veränderlich sein, was vorrangig abhängig sein wird von dem Anteil des einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweisenden Polymers. Es sollte hier jedoch vermerkt werden, daß das Polymer mit tinem niedrigeren Schmelzpunkt in einer Menge von nicht weniger als 20 Gewichtsprozent vorliegen sollte, und zwar gemessen an dem Gewicht der gesamten Bahn. Auch kann der Querschnitt der Verbundfaser verschiedenartig aufgebaut sein, so können beispielsweise die Komponenten, wie im Falle des vorstehenden Beispieles 5, Seite an Seite angeordnet sein, die Komponenten können aber auch konzentrisch liegen in Form eines Mantels und eines Kernes, oder es kann eine zufällige Anordnung der Komponenten im Faserquerschnitt liegen. In diesem Zusammenhang sei jedoch festgehalten, daß eine konzentrische, kreisförmige Mantel- und Kern-Anordnung der Komponenten zu bevorzugen ist. wobei darauf geachtet werden sollte, daß das Polymer mit dem niedrigeren Schmelzpunkt außen liegt.

Beispiel 7

80 Teile Polypropylen-Fasern mit einer Feinheit von 1,5 Denier und einer Schnittlänge von 5 mm, 20 Teile Polyäthylen-Fasern mit einer Feinheit von 6 Denier und einer Schnittlänge von 5 mm und 20 Gewichtsprozent PVA-Faserbindcmittel. gemessen an dem Anteil der beiden vorgenannten Fasern, wurden miteinander vermischt. Aus diesem Gemisch wurde dann Papier auf einer Zylindermaschine hergestellt, das unmittelbar anschließend oder nach einer Vorerwärmung mittels eines warmen Kalanders(Oberflächentsmperatur 110 C, Walzendruck 15 kg/cm²) einer solchen Wärmebehandlung unterworfen wurde, daß die Polyäthylen-Fasern gerade zum Schmelzen gebracht werden konnten; an diese Wärmebehandlung schloß sich dann eine kontinuierliche Wärmebehandlung bei 155°C über 1 Minute an. und zwar unter Verwendung eines Streckrahmens mit Nadeln.

2 008

der so eingestellt wurde, daß die Papierbahn in Vor-•chubrichtung 25% und in Querrichtung 30% «chrumpfen konnte. Durch diese Sehrumpfungs-Wärmebehandlung verlor das Papier seine papierähnliche oder foHenghnliche Griffigkeit, derart, daß 18

es anschließend einen weichen Griff besaß, welche mit derjenigen eines Gewebes verglichen werden konnte. Die mechanischen Eigenschaften des Papiers gemäß diesem Beispiel sind in der nachfolgenden Tabelle 6 festgehalten.

Tabelle

Basisgewicht (g/m¹) ,

Zugfestigkeit (g/15 mm) (trocken)

in Vorschubrichtung

in Querrichtung

Reißlänge (nuß)

in Vorschubrichtung

in Querrichtung

Einreißfaktor

Berstfaktor

Harte (Wert G)

G = C³. W. O. 482.10-4

C = Zugfestigkeit

W = Gewicht in Unzen, Quudratyard

in Vorschubrichtung

in Querrichtung

Oberflachenilbriebfeslig (Touren), Schleifpapier
Nr. 600

Rohprobe

nach dem Schrumpfen

56,0 2,10
U.40

Ü20 1.34 0.25 420

2.10

0,75
0,06

2100 vor dem Schrumpfen

35,0

2,32
0.39

1,00
0,22
285

1,83

0.87 0,09

550

Mittels eines Kalanders vorgewärmte Probe

nach dem Schrumpfen

53,0

I960 2,47 552 0,69

1748 2,20 365 0,46 510

2,41

0,73 0,05

26(X)

vor dem Schrumpfen

33,2

1204 2,43 336 0,67

985 1,98 205 0,41 256

1.96

0,90 0.20

150

Wurde das Rohpapier, hergestellt nach diesem Beispiel 7, unmittelbar anschließend mittels auf eine Oberflächentemperatur von UO bis 13O⁰C erwännlen Präge-Kalanderwalzen bei einem linearen Druck von mehr als 1 kg/cm² bearbeitet, dann erhielt man ein dreidimensionales Prägepapier, welches rahlreichc tormstabile Vorsprünge und keine Flaume besaß.

Beispiel 8

50 Teile Polypropylen-Fasern mit einer Feinheit von 2 Denier und einer Schnittlänge von 5 mm, 15 Teile Polyäthylen-Fasern mit einer Feinheit von 6 Denier und einer Schnittlänge von 5 mm, 35 Teile geschlagener Holzfaserbrei (NBKP 35° SR) und anteilige 5 Gewichtsproz.ent PVA-Faserbindemittel wurden zu einem Gemisch zusammengebracht. Aus diesem Gemisch wurde Papier analog dem Beispiel 1 auf einer Zylindermaschine hergestellt, das anschließend einer kontinuierlichen spannungsfreien Wärmebehandlung bei 155" C über 1 Minute auf einen Streckrahmen mit Nadeln unterworfen wurde. Das Griff.... resultierende Papier hatte einen weichen und bauschigen Griff, es unterschied sich in seiner Festigkeit nur geringfügig in trockenem bzw. nassem Zustand. Die mechanischen Eigenschaften dieses Papiers sind in der nachfolgenden Tabelle 7 festgehalten.

Tabelle 7

Basisgewicht (g/m²)...

Reißlänge (km) 45 (trocken) in Vorschubrichtung
in Querrichtung

Reißlänge (km) (naß) in Vorschubrichtung
in Querrichtung....

.or dem Schrumpfen

2,10

keine

Messung

möglich

0.50 keine Messung möglich papierähnlich

Nach dem Schrumpfen

40

5.10 1,68

3.20 1.10

ähnlich einem

weichen, nicht

gewebten Tuch

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Papierbahn •us einer wäßrigen Dispersion, die (a) Polypro- s

. pylenfasern oder Polyesterfasern, (b) 5 bis 60 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Polypropylen- oder Polyesterfasern eines Faser-Materials, dessen Schmelzpunkt niedriger als der der Polypropylen- oder Polyesterfaser liegt, und (c) 5 bis 25 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polypropylen- oder Polyesterfasern und dem niedriger schmelzenden Faser-Material eines in heißem Wasser löslichen Faser-Bindemittels enthält, dadurch gekennzeicb- ü net, daß der wäßrigen Dispersion 0,003 bis 0,1 Gewichtsprozent Carboxymethylcellulose, bezogen auf das Gewicht der wäßrigen Dispersion in Form einer wäßrigen Lösung, zugegeben wird, find daß die aus der wäßrigen Dispersion auge- »chiedene Papierbahn einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur, die über dem Schmelzpunkt <äes niedriger schmelzenden Faser-Materials, jedoch unterhalb der Schrumpfungstemperatur 4er Polypropylen- oder der Polyesterfasern liegt, unterworfen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennteichnet, daß für die Faser-Dispersion eine spait- fähige, synthetische Folie verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als faseriges Material PoIy- Ithylen, dessen Derivate Äthylen-Vinylazetat-Mischpolymerisat mit 15 bis Ί5 Gewichtsprozent Vinylazetat oder faserige Fibri'len, hergestellt aus lynthetischer Spaltfolie, verwendet wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß tine wäßrige Dispersion von Polypropylen-Fasern und, gemessen an dem Gewicht dieser, 20 bis 50% Stapelfasern einer aus Polypropylen und Poly- Ithylen bestehenden Mischfaser einer Feinheit Von nicht mehr als 15 den verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennieichnet, daß faserige Fibrillen aus Polyäthylen »erwendet werden.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß •Is faseriges Material durch Zerschlagen eines lynthetischen Schaumkörpers hergestellte Fasern Von nicht mehr als 2 den und einer Länge von Iiicht mehr als 10 mm verwendet werden.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Üe Papierbahn einer Wärmebehandlung in einem Temperaturbereich unterworfen wird, der von •iner Schrumpfungstemperatur bis zu einer Temperatur reicht, die wenigstens 5° C niedriger liegt •Is der Schmelzpunkt der Fasern mit einem Feuchtigkeitsgehalt von nicht mehr als 5 Ge-

J₁, wichtsprozent, und daß bei dieser Wärmebehand- * lung im wesentlichen keine Zugkraft auf die Papierbahn ausgeübt wird.