DE2008605C3

DE2008605C3 - Verfahren zum Herstellen von Papier

Info

Publication number: DE2008605C3
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: 1975-07-31
Also published as: GB1308831A; BE746511A; DE2008605A1; CA928925A; FR2033078A5; DE2008605B2; US3674621A

Description

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 30 Fasern mit einem geringeren Schmelzpunkt zuzugekennzeichnet, daß als faseriges Material Poly- setzen, welche dann durch Erwärmen des Faserbreies fithylen, dessen Derivate Äthylen-Yinylazetat- zum Schmelzen gebracht werden und dadurch die Mischpolymerisat mit 15 bis 45 Gewichtsprozent Fasern wechselseitig verkleben. Derartige Verfahren Vinylazetat oder faserige Fibrillen, hergestellt aus haben sowohl Vor- wie auch Nachteile, hinsichtlich Synthetischer Spaltfolie, verwendet wird. 35 letzterer ist insbesondere festzuhalten, daß sich der-

4. Verfahren nach einem oder mehreren der artige Verfahren nur äußerst schwierig mit den EinAnsprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß richtungen der herkömmlichen Papierherstellung eine wäßrige Dispersion von Polypropylen-Fasern durchrühren lassen.

Und, gemessen an dem Gewicht dieser, 20 bis 50% Die Verwendung eines Polyvinylalkohol zur Bin-

Stapelfasern einer aus Polypropylen und Poly- 40 dung der Fasern, also eines in heißem Wasser lös-Ithylen bestehenden Mischfaser einer Feinheit liehen Bindemittels, das temperatur· und feuchtigvon nicht mehr als 15 den verwendet wird. keitsempfindlich ist. ermöglicht andererseits die indu-

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn- strielle Fertigung eines aus wasserunlöslichen PoIyteichnet, daß faserige Fibrillen aus Polyäthylen vinylalkoholfasern oder Fasern aus regenerierter verwendet werden. 45 Zellulose bestehenden Papiers. Wird ein solches

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Bindemittel in einer Menge von 5 bis 25 Gewichts-Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß pro/ent den Fasern zugesetzt und wird dann der als faseriges Material durch Zerschlagen eines Faserbrei auf etwa 100 C erwärmt, dann kommt es lynthetischen Schaumkörpers hergestellte Fasern unter den Fasern zu einer Bindung. Im Falle von von nicht mehr als 2 den und einer Länge von 50 Polyolefin- oder Polyester-Fasern, die selbst ein nicht mehr als 10 mm verwendet werden. hydrophobes Verhalten besitzen, bringt jedoch das

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Zusetzen eines solchen, in heißem Wasser löslichen Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Bindemittels entgegen den Erwartungen praktisch 4ie Papierbahn einer Wärmebehandlung in einem überhaupt keine Bindekraft, und zwar unabhängig Temperaturbereich unterworfen wird, der von 55 von der Menge an zugefügten Fasern, so daß es prak- «iner Schrumpfungstemperatur bis zu einer Tem- tisch nicht möglich war, aus diesen Fasern ein Papier peratur reicht, die wenigstens 5' C niedriger liegt herzustellen, welches die geforderten mechanischen als der Schmelzpunkt der Fasern mit einem Eigenschaften besitzt.

Feuchtigkeitsgehalt von nicht mehr als 5 Ge- Die bei der Verarbeitung von Polyolefin- oder

wichtsprozent, und daß bei dieser Wärmebehand- 60 Polyester-Fasern auftretenden Schwierigkeiten weriung im wesentlichen keine Zugkraft auf die den darauf zurückgeführt, daß bei der Herstellung Papierbahn ausgeübt wird. die nasse Bahn zu wenig Wasser zurückbehält, so

daß beim Verfahrensschritt des Trocknens zu wenig

Feuchtigkeit in den Fasern enthalten ist. wobei das

65 hydrophobe Verhalten der Fasern dazu beiträgt, eine

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Her- zu geringe Anziehungskraft auf das Faserbindemitlel stellen von Papier aus Chemiefasern, und zwar ins- auszuüben. Dieses Verhalten hydrophobe· Fasern besondere hauptsächlich oder ausschließlich aus ist selbst dann feststellbar, wenn der Saugzug und die

Entwässerung auf ein Minimum reduziert werden, jvai dann zur Folge hat, daß das in heißem Wasser lösliche Faserbindemittel seine Bindefunktion nicht erfüllen kann und deshalb ein Papier erhalten wird, welches eine einem trocken hergestellt ?n Faservlies ähnelt und nicht einem konventionell hergestellten und verleimten Papiers. Alle diese Feststellungen besitzen Gültigkeit, obwohl man davon ausgehe.; kann, daß die nasse Bahn zwischen 10 und 20 Gewichtsprozent ilcs Polyvinylalkohols als dem geeig- _]0 netsten Faserbindemittel enthält, wobei die die Bahn ausmachenden Fasern in diesem Bindemittel jedoch in einer sehr geringen Dkfate 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 dessen 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 für 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 /ur 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 Faserbindemittel zusetzt und daß man dann die Papierbahn mit Wärme behandelt. Der wäßrigen Dispersion aus den hydrophoben Fasern und dem in heißem Wasser löslichen Faserbindemittel wird vorzugsweise Carboxymethyl-Zellulose zugesetzt, bevor aus dieser wäßrigen Dispersion eine Papierbahn gebildet wird.

Für die Erfindung kann demzufolge davon ausgegangen werden, daß die nasse Papierbahn viel 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 und der nassen Bahn hinzugefügten Faserbindemittels gesteigert 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 Stärkephosphat, Cyanäthylstärke, Carboxymethylzellulose. Hydroxypropylmethylzellulose; wasserlösliche, synthetische Hochpolymere, wie Polyvinylalkohol, PoIynatriumacrylat. Polyacrylamid; und Polyäthylenoxyd, Polyphosphat usw., welche erst seit kurzem als viskose Materialien zur Herstellung von Papieren aus regenerierter Zellulose. Polyvinylalkoholpapier usw., als ein Ersatz für natürlichen Hibiscus vorgeschlagen wurden. Versucht mit diesen Materialien haben ergeben, daß unter ihnen mit Carboxymethylzellulose die besten Ergebnisse erzielt 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 Carboxymethylzellulose erzielten Ergebnisse nicht erzielen ließen, was darauf zurückzuführen ist, daß diese Materialien einen Film bilden, welcher auf die Bahnbildung einen gegensätzlichen Effekt ausübt. Es kann jedoch zugestanden werden, daß in Anwesenheit von Carboxymethylzellulose auch Polyäthylenoxyd oder Polyphosphat anwesend sein kann.

Wenn zusammen mit einem oder mehreren der vorerwähnten Materialien auch ein nichtionisches, 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 iot damit festzuhalten, daß für die Hinzufügung des CMC mengenmäßig Grenzen zu beachten sind. Carboxymethylzellulose mit einer Viskosität zwischen 20 und 5000 Centipoise, vorzugsweise zwischen 200 und 2000 Centipoise, gemessen in 2%iger wäßriger Lösung bei 25⁰C mit einem B-Typ Viskositätsmesser, wird in Mengen zwischen 0,003 und 0,1 Gewichtsprozent der wäßrigen Faserdispersion verwendet.

Carboxymethylzellulose. nachfolgend kurz mit

»CMC« bezeichnet, ist dafür bekannt, daß sie Feuchtigkeit zurückzuhalten vermag und daß sie eine kolloidale Schutzeigenschafl besitzt. CMC besitzt in der Verätherung nur den Grad 1, d. h., es liegt nur eine Carboxylmethyl-Gruppe je wasserfreier Glukose- s Einheit vor. Theoretisch kann die Verätherung einen numerischen Wert von nicht mehr als drei annehmen. Der Polymerisationsgrad bestimmt zusammen mit dem Verätherungsgrad die Charakteristik der CMC. Die Fließcharakteristik einer wässerigen Lösung von CMC hängt sowohl von dem Polymerisationsgrad wie auch von dem Verätherungsgrad ab, in welchem Zusammenhang auf Fig. 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 wäßriger Lösung bei 25° C mittels eines B-Typs Viskositätsmessers 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 Fig. 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 Wechselbeziehung 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 lediglieh 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 hinzugefugt 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-Fascrn usw..

Verwendung finden, die vorzugsweise derart modifiziert werden, daß sie in feuchtwarmen Zustand zwischen 30 und 100⁰C schmelzen, was beispielsweise dadurch erreicht werden kann, daß im Falle einer Polyvinylalkohol-Faser das Ausmaß der Formgebung geregelt wird, während im Falle eines Polyäthylenoxyd-Faser eine wasserunlösliche Substanz beigemischt wird. Wenn das Faserbindemittel in feuchtwarmem Zustand unterhalb 100⁰C nicht schmilzt, dann schmilzt es auch nicht bei dem eigentlichen Herstellungsverfahren. Schmilzt die Faser hingegen in feuchtwarmem Zustand unterhalb 30°C, dann besteht die Möglichkeit, daß sie auch bei der Vorbereitung der Dispersion schmilzt. In beiden Fällen wird die erwünschte Wirkung nicht erhalten. Die Bindemittelfasern haben eine Feinheit zwischen 1 und 15 Denier, insbesondere eine Feinheit von nicht mehr als 5 Denier, und eine Schnittlänge von weniger als 20 mm, vorzugsweise von 3 bis 10 mm. Gegebenenfalls können neben den Bindemittelfasern und der CMC zusätzlich weitere Haftmittel. Schlichtmittel, Schaum verhindernde Mittel, Trennmittel usw.. in die Faserdispersion eingebracht werden.

Wie mehrfach erwähnt, ist eine Wärmenachbehandlung des Papiers vorgesehen. Das aus einer wäßrigen Dispersion gemäß dem einen Hauptmerkmal der Erfindung hergestellte Papier, welches hydrophobe synthetische Fasern, faseriges Material mit einem diesen gegenüber niedrigeren Schmelzpunkt, in heißem Wasser lösliche Faserbindemittel und CMC enthält, wird bei einer Temperatur nachbehandelt, welcher niedriger liegt als der Schmelzpunkt der das Papier bildenden Fasern.

Demgemäß wird zunächst eine Papierbahn aus einer wäßrigen Dispersion gebildet, welche hydrophobe synthetische Fasern und ein faseriges Material mit einem diesen gegenüber geringeren Schmelzpunkt enthält, wobei dieses faserige Material zum Schmelzen gebracht wird, wenn die Papierbahn nach ihrer Bildung einer Wärmebehandlung ausgesetzt wird, wobei es dann zu einer Klebewirkung dieses Materials kommt. Als faseriges Material können in diesem Zusammenhang verschiedene synthetische Kunstharze in Betracht gezogen werden, welche einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweisen als die Polypropylenoder Polyester-Faser, so beispielsweise a) Polyäthylen, chloriertes Polypropylen, chloriertes Polyäthylen chlorsulfoniertes Polyäthylen, Äthylen-Vinylazelat-Mischpolymer usw. für die Polypropylenfasern; und b) Polypropylen; chloriertes Polypropylen. Polyäthylen, chloriertes Polyäthylen, cblorsulfoniertes Poly ätaylen, Äthylen-Vinylazetat-Mischpolymer usw. füi 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 Hauptfasern liegt. Mittels dieser Wärmebehandlunj wird das faserige Material zum Schmelzen gebracht so daß es mit den Hauptfasern verschmilzt und die» bindet.

Das »faserige Material«, das im Rahmen der vor

liegenden I rfindung Verwendung findet, kann nad

folgenden vier Gruppen katalogisiert werden:

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

(2) faserähnliches Material, wie beispielsweise faserige Fibrillen oder Spaltprodukte, die im Holländer aus Spaltfolien gewonnen wurden;

(3) Fasergut mit einer mittleren Feinheit von nicht mehr als 2 Denier und einer Schnittlänge von nicht mehr als 10 mm, das eine rauhe Oberfläche mit zahlreichen Fransen besitzt und hergestellt ist aus einem synthetischen Schaummaterial, 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 Polyester-Fasern.

Die Bindung von Fasern innerhalb eines nicht gewebten Flächengebildes hat man bislang hauptsächlich durch Aufbringen einer Bindemittellösung oder -dispersion oder durch Nadelstanzen oder mechanisches 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., die 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° C 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 Schrumpffähigkeit der Papierbahn von dem Fasermaterial ab. So schrumpft beispielsweise eine noch nicht wärmebehandelte Polyvinylalkohol-Faser unter trockenen Bedingungen bei 120⁰C bis zu 25%. Wenn dieselbe Faser jedoch bereits einem Spannungsfreimachen unterworfen worden ist, und zwar bei 110⁰C über 6 Stunden, dann schrumpft sie unter denselben Bedingungen nur um 22%. Je nach der Behandlungsart beim Herstellungsverfahren der Fa-• sern kann ein beliebiger Schrumprungsgrad 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 wännebehandelt, 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 Schmelzschrumpfungstemperatur. Die Wärmebehandlung ist nun dafür vorge; sehen, die nasse Papierbahn infolge ihrer Schrumpfung weich zu machen, wobei auch daraufhingewiesen sei, daß das Ausmaß dieser Schrumpfung abhängig 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 Oberflächenglätte 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 einei wesentlich verbesserten Festigkeit in nassem Zustand

Es wurde oben bereits mehrfach daraufhingewiesen daß die hydrophoben Fasern, welche als Ausgangsmaterialien für das Papier verwendet werden, einer Feuchtigkeitsgehalt von nicht mehr als 5 Gewichtsprozent besitzen sollen, was vorrangig für Polyester- und Polyolefin-Fasem zutrifft. Dieser Hinweis sol so verstanden werden, daß darunter Fasern des Polymers fallen, in welchem der Hauptanteil aus Poly ester bzw. Polyolefin besteht. Im Falle von Polyestei kann ein Mischpolymer aus zwei oder mehr Kompo nenten vorliegen, während im Falle von Polyolefir ein Homopolymer aus Äthylen, Propylen, Styrol usw oder ein Mischpolymer aus zwei oder mehr Kompo nenten vorliegen kann. Diese Polymere können Zusätze enthalten, wie Stabilisatoren, antistatische Mit tel, Färbemittel, Riechstoffe usw. Die für die Erfin dung bevorzugten Fasern sind Polypropylenfasern die ausnehmend hydrophob sind und das geringst* Zurückhaltungsvermögen für Wasser besitzen.

Was die Formgebung der synthetischen Fasen anbetrifft, so sind Querschnitt, Oberfläche und Krau seiung ohne Bedeutung. Im Hinblick auf die Her stellungsverfahren sollten jedoch die Fasern eint Feinheit zwischen 1 und 30 Denier, vorzugsweisi von nicht mehr als 1S Denier, besitzen, und zwa bei einer Schnittlänge von nicht mehr als 35 mm vorzugsweise von 4 bis 15 mm.

Wenn hier von Einrichtungen zur Papierherstel lung üblicher Ausführungsform gesprochen wird. s< werden darunter Fourdrinier-Maschinen, Zylinder Papiermaschinen, Rotoformer, Vertifonner usw. vei standen. Zum Durchführen der verschiedenen'Wärme

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behandlungen, wie beispielsweise des Schrumpfens, können gleichfalls bekannte Maschinen zur Verwendung kommen, wie ein Spannrahmen mit Nadeln oder Kluppen, eine Rollenstreckmaschine, eine Infrarot- oder Heißluft-Heizeinrichtung usw., Vorzugsweise sollten solche Maschinentypen Verwendung finden, welche eine Regulierung der Breite und der Vorschubgeschwindigkeit mit Leichtigkeit einstellen lassen. Es sollte deshalb davon Abstand genommen werden, Trockner mit einer Saugtrommel zur Ver- _!0 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 nach der Erfindung aus synthetischen Fasern hergestelltes Papier, das einer Wärmenachbehandlung unterworfen wurde, sich auszeichnet durch verbesserte mechanische Eigenschaften. Weiterhin weist ein derartiges Papier hydrophobes Verhalten, Isolierfähigkeit und chemische Widerstandsfähigkeit auf. Das Papier gemäß Erfindung hat eine sehr geringe Dichtigkeit einen weichen Griff und eine gute Durchlässigkeit für Gase. Papiere der erfindungsgemäßen Ausführungsform lassen sich daher für verschiedene Zwecke vorteilhaft verwenden, so beispielsweise auf dem Gebiet der Verpackung von Arzneimitteln, für Filter, für Polsterungszwecke, als Isolierband, für Oberflächenbeschichtungen von verstärkten Kunststoffen, als Schutzpapier beim Färben, als Packpapier, als Heißversiegelungspapier, 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 einer wäßrigen Lösung von CMC und weiterer viskoser Materialien wurden mittels eines B-Typ-Viskositätsmessers gemessen. Alle Teil- und Prozent-Angaben sind Gewichtsangaben.

mechanische Eigenschaften. Das Papier wurde danr 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 1 festgehalten.

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

Tabelle 1

B e i s ρ i e I 1 4c

75 Teile Polypropylen-Faser mit einer Feinheit von 1,5 Denier und einer Schnittlänge von 5 mm, 15 Teile Polyathylen-Faser mit einer Feinheit von 6 Denier ₄< und einer Schnittlänge von 5 mm und 15 Teile PVA Fasern mit einer Feinheit von 1 Denier und einer Schnittlange von 4 mm als Bindemittel, wurden zu sammen mit einem nichtionischen oberflächenaktiven Mittel zu ein« wäßrigen Dispersion dispergiert, die /o Fasern enthielt. Dieser Dispersion wurde eine

75?".? ^I£^{SUng VOn CMC mit einer} Viskosität von ™ ^bis „^25OcP ™ ^l%&r wäßriger Lösung bei C und einem Verätherungsgrad von 0 65% hin zugejTügt, um eine wäßrige Dispersion zu erhalten « die 0,01% CMC enthielt. Weiterhin wurden <£r" 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 Wen to von 0.006% einzuregeln. Aus diesem Bad heraS wurde dann das Papier mit einer Vorschubgeschwindigkeit von 160 m/Min, auf einer Zylinder-Papiermaschine geformt. Die Oberflächentemperatur des

iSr^ee'i^rOCknl^rS, ^dieSeo ^Maschine betrug etwa 65 r-« L "haltene Papier besaß eine weiche

Griffigkeit, vergleichbar mit derjenigen eines unge wobenen Tuches, außerdem besaß es überragende

	Vor der	quer	Nach der	quer
	thermischen	zur	thermischen	zur
	Behandlung	Vor-	Behandlung	Vor-
		schub-		schub-
	in Vor-	richtung	in Vor-	richlimi.
	schub-	33,9	schub-	34,9
	richlunt		richtunt
		250		406
Basisgewicht (g/m²)....	33,9		34,9
Festigkeit (im trockenem
Zustand) (g/15 mm)..	1080		1390	4,2
Bruchdehnung (in		100		320
trockenem Zustand) (%)	1 Π
Festigkeit (in nassem			3,9
Zustand) (g/15 mm)..	200	1,5	750	3,8
Bruchdehnung (in		2110		2520
nassem Zustand) /O/ \ '
(/0) Reißfaktor	1,9	3,1
3500	4300

1,27

1,62

t η" ^{hier bes}chriebenen Verfahrens

l T^e ,^P _f ^aP^Ierbahn auch noch mit einer ausfarhten P . ^Spaltf0he' ^hergestellt aus einer eingeverenL, n^{yPrOPy enfoHe}- ^{zu einem} Schichtkörper chendpf Λ i^{eSUhlerende Pa}P^ier besaß ein anspre-Sl ^Seh^"' ^{Indem durch die} Papierlage hindurch das emgefarbte Netzwerk der Spaltfolil sicht-

S^iSS"^{11 besaß dieses Pap}*^{r eine noch}

riiη
Lösuni
von ?S

\ hmen dieses Verfahrens als

^der ^Wäßn£™ Dispersion des fase- PT ^{Ersatz für} ™^C ^dne *äßrige _in ft^athylenoxy^{d mit einer} Viskos* ^{olger wäßri}ger Lösung bei 20⁰C pT7^e, ^Wäß"S^{e D}«persion zu erhalten, η ^{yathylen0Xyd enthielt}- ^wejterhin wur- ^T ^{kIcine Men}S^{en eines} Schlichte-ί ''Τ ^SchaUm ^hindernden Mittels hin-T ^{mit dieser} Dispersion aufgefüllten ^{dann Pa}P^{ier mit} ™ Vorschubl T ^{16um Min} auf einer Zylinder-Maschme h « ^⁰™'· ^{Der Y}ankee-Trockner dieser Masch.ne besaß eine Oberflächentemperatur von etwa

Wtcrdä T^UTdv ^ies^^esX^- daß es nicht gelang, ntcr dem Trockner c-in Papier /„ erhalten, das emc

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ausreichende Festigkeit besaß und als formbeständiges Papier anzusprechen war.

Beispiel 2

Ein aus Polyäthylen niedriger Dichtigkeit hergestellter Schaumkörper mit einer Raumdichte von 0,03 g/cm³ 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 mm³ mittels einer Schneideinrichtung geschnitten. 20 g dieser Schnitzel wurden in einen mit 1800 U Min. drehenden Mischer zusammen mit 2 1 Wasser und 0,2 g eines nichtionischen, oberflächenaktiven Mittels gebracht und dann über 30 Minuten heftig gerührt. Durch dieses Rühren wurden die Schnitzel 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 mit einem Fassungsvermögen von 101 und einer Drehzahl von 450 U Min. zusammen mit 1 g nichtionischem oberflächenaktivem Mittel eingebracht, und zwar in einer Konzentration von 80 g 1. 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 (2 1) zusammen mit 0,2 g nichtionischem, oberflächenaktivem Mittel eingebracht und dann umgerührt, um eine gleichförmige Faserdispersion zu erhalton. 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 20OcP in l%iger wäßriger Lösung und einem Verätherungsgrad von 0,54% als einem viskosen Material hinzugefügt. Aus dieser Dispersion wurde wiederum mittels des Tappi - Normverfahrens ein Papierbogen hergestellt. Das erhaltene Papier wurde dann getrocknet und schließlich einer Wärmebehandlung in einem Heißluft-Trockner bei einer Temperatur von 100⁰C 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 Potyäthylen-FibriHen zugesetzt waren.

Tabelle 2

Bruchfestigkeit in
Reißkilometer

trocken (km)

naß (km)

Erfindung Vergleichsversuch

2,40
1,50

60

12	Dehnung trocken (%) naß (%) Reißfaktor Basisgewicht (g/m²)....	Erfindung	Vergleichsversueh
	4,00 3,80 4200 50	1,3 kann nicht gemessen werden 2500 44

1,01

kann nicht
gemessen werden

Beispiel 3

Em 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.

Andererseits wurden 2 1 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 100⁰C über 10 Minuten ausgesetzt 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 Vinylazelat in dem Mischpolymer kann 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 Vinylazetat 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 Mischpolymer seine Funktion als Bindemittel verliert.

Beispiel 4

Ein aus Polyäthylen bestehender Schaumkörper mit einer Raumdichte von 0,03 g cm' 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 M¹Mm. drehenden Mischer eingebracht, der Mischblätter mit einer Dicke von 5 mm besaß und ein Fassungsvermögen von 301 aufwies. Mit den Schnitzeln wurden in den Mischer 21 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-

20 Q8 605

zendurchmesser von 1250 »nm, einer jeweiligen Dicke von 7 mm der 84 RoCblätter und einer Dicke von

4 mm des Hochschraubblaues eingebracht, und zwar in einer Konzentration von 1% in ungebundenem Zustand, und es wunde mit diesem Holländer dann eine Behandlung über 60 Minuten vorgenommen. Die erhaltenen Polyäthylen-Fibrilien wiesen unter dem Mikroskop eine schlanke Formgebung auf, die zahlreiche fibrillierte Flaume besaß. Jedes Teilstück besaß eine Länge vom 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-Fibrilien 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 hatte ein Basisgewicht von 32 g/m², eine gleichmäßige Dispersion der Fasern, eine gute Qualität und einen weichen Griff.

Dieses Papier wunde weiterhin einer Wärmebehandlung in einem Kalander unterworfen, bei dem die Walzenoberfläche eine Temperatur von 120'C besaß, und zwar bei einem Walzendruck von 5 kg/cm², alternativ wurde für diese Wärmebehandlung ein Streckrahmen benutzt, wobei Temperaturen von 130^cC vorlagen und die Behandlung 4 Minuten dauerte. Das resultierende Papier besaß eine überragende Festigkeit, im seinem Festigkeitsverhaiten wurde nur ein geringfügiger Unterschied im trockenem Zustand einerseits; und im nassen Zustand andererseits festgestellt. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 3 festgehalten.

Regelfall, wenn überhaupt, in ihrem Innengefüge nur wenige Bläschen besitzen, kann davon ausgegangen werden, daß diese Fibrillen fast überhaupt keine Elastizität besitzen und daß ihre raumbezogene, spezifische Schwere nahezu derjenigen des polymeren Materials gleicht, welches den Schaumstoff ausmacht.

Beispiel 5

Polypropylen-Fasern einer Feinheit von 1,5 Denier

ίο und einer Schnitüänge von 5 mm, 20% Polyäthylen-Faserfibrülen und 10% üblichen PVA-Faserbinde mittels, jeweils gemessen an dem Gewicht der Polypropylenfasern, wurden in einen Kasten eingebracht, und diesem Gemisch wurden dann vorbestimmte Mengen eines nichtionischen, 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

zo eine gleichmäßige Verteilung der Fasern in der Dispersion kannte. Das Papier wies eine gute Qualität und einen weichen Griff auf. Weiterhin wurde dieses Papier einher Wärmebehandlung bei 140⁰C mittels eines infraroten Strahlers unterworfen. Die Festigkeit und Dehnung des resultierenden Papiers sind in der nachfolgenden Tabelle 4 festgehalten.

Tabelle 4

Vor der Wärmebehandlung

in Vorschubrichtung

in Querrichtung

Tabelle 3

Kalander

in Vorschubrichtung

in Querrichtung

Streckrahmen

in Vorschubrichtung

in Querrichtung

Festigkeit	naß	Dehnung	o)	naß
(g/15 mm)	820	(°/	4,5
trocken	360	trocken	2,4
11520	745	5,1	3,1
480	318	2.3	1,7
1400	3,0
406	1,5

Basisgewicht

(g/m²)

Nach der
Wärmebehandlung

in Vorschubrichtung

in Querrichtung

Festigkeit

(g/15mm) trocken nail

1120 620

1320 710

iO6O 480

1180 570

Dehnung	naß
trocken	1,8
1,5.	2,5
2,1	1,6
1,3	1,3
1,8

Basisgewicht

(g/m²)

Alle Fibrillen, die in den vorstehenden Beispielen 2, 3 und 4 Verwendung fanden, besaßen faserige Gefüge mit einer rauhen und Fransen aufweisenden Oberfläche, wobei ihre Formgebungen zum Teil verschieden waren, was hauptsächlich von dem Schaumgefüge des Ausgangsmaterials abhing. Im Hinblick auf die Wirksamkeit als ein Bindemittel sollten diese Fibrillen vorzugsweise eine mittlere Feinheit von weniger als 2 Denier und eine Schnittlänge von weniger als 10 mm besitzen. Da die Fibrillen im Die vorstehenden Messungen wurden an einem Probestück der Abmessungen 1,5 χ 20 cm vorgenommen.

Polyäthylen-Fibrilien, die im Rahmen der Erfindung Verwendung finden sollten, können wie folgt hergestellt werden: Es wird eine Polyäthylen-Folie mittlerer oder hoher Dichtigkeit so dünn wie möglich in Schnitzel aufgespalten, die vorzugsweise eine Dicke von 10 bis 100 μ aufweisen. Im Rahmen des

te hier beschriebenen Beispieles 8 wurde ein' Polyäthylen-Folie hoher Dichtigkeit einer Dicke von 20 μ verwendet. Diese vorzugsweise streifenförmigen Schnitzel werden dann weiterhin zu Schnitzeln einer Länge von 1 bis 15 mm, vorzugsweise 3 bis 10 mm mittels einer Schneideinrichtung geschnitten und dann in einem Holländer unter vorbestimmten Bedingungen bearbeitet, wobei der Holländer üblicher Ausführungsform sein kann, d. h., es kann sich bei diesem

ΛΟ

Holländer um einen solchen handeln, der im Regelfall auch zu der Behandlung eines Holzfaserbreies verwendet wird. Nach ihrer Behandlung mit einem solchen Holländer sind die Schnitzel zu kleinen Fasern aufgeteilt, die eine mittlere Feinheit von 0,1 bis IO Denier, vorzugsweise eine Feinheit von 2 Denier, aufweisen sollten.

Beispiel 6

Polypropylen-Fasern einer Feinheit von 1,5 Denier und einer Schnittlänge von 5 mm 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 Polyäthylen 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°/oiger wäßriger Lösung. Aus dieser Dispersion wurde auf einer 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 14O⁰C über 1 Minute unterworfen, und zwar mittels einer Roflen-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.

Tabelle

Zugfestigkeit
(g/15mm)

trocken

naß

Dehnung (%)

trocken

naß

Berstfestigkeit
(kg/cm²)

Einreißfestigkeit
(g) (Scherfestigkeit)

Unmittelbar nach der Bahnbildung

in Vorschub richtung

577 320

9,3 10,1

in Querrichtung

11,4
9,3

0,65

121 Nach der
Wärmebehandlung

in Vorschub
richtung

3703
2500

13,1
11,7

in Querrichtung

1716
1200

29,7
20,3

1,80

271

Hinsichtlich der Verbundfasern (Bikomponentenfasern), 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 Kompo- fo nenten bestimmt sich vielmehr nach der Möglichkeit eines Verbund-Spinnens derartiger Fasern und kann in weiten Grenzen veränderlich sein, was vorrangig _t abhängig sein wird von dem Anteil des einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweisenden Polymers. Es sollte J5 hier jedoch vermerkt werden, daß das Polymer mit einem 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 (0 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 (14 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-Faserbindemittel, 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 (Oberflächentemperatur 110⁰C, 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 mi'. Nadeln,

Vf) 631/106

18

der so eingestellt wurde, daß die Papierbahn in Vorschubrichtung 25% und in Querrichtung 30% schrumpfen konnte. Durch diese Schrumpfungs-Wärmebehandlung verlor das Papier seine papierähnliche oder folienähnliche Griffigkeit, derart, daß 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/m²)

Zugfestigkeit (g/15 mm) (trocken)

in Vorschubrichtung

in Querrichtung

Reißlänge (naß)

in Vorschubrichtung

in Querrichtung

Einreißfaktor

Berstfaktor

Härte (Wert G)

G = C³. W. O, 482.10-4

C = Zugfestigkeit

W = Gewicht in Unzen/Quadratyard

in Vorschubrichtung

in Querrichtung

Oberflächenabriebfestig (Touren), Schleifpapier
Nr. 600

	1750	56,0	vor dem Schrumpfen	35,0	Mittels eines Kalanders vorgewärmte Probe	2.41	2600	vor dem Schrumpfen	1,96	1150
Rohprobe	335	2,10		2,32	nach dem Schrumpfen	0,73	33,2	0,90
nach dem Schrumpfen	1120	0.40	Π90	0,39	53,0	0.05	1204 2,43	0,20
:	210	1.34	206	1,00	1960 2,47	336 0,67
420	0.25	545	0,22	552 0,69	985 1,98
		118		1748 2,20	205 0,41
	2,10	285	1,83	365 0,46	256
	0,75		0,87	510
2100	0,06		0,09

	550

Wurde das Rohpapier, hergestellt nach diesem Beispiel 7, unmittelbar anschließend mittels auf eine Oberfiächentemperatur von 110 bis 130° C erwärmten Präge-Kalanderwalzen bei einem linearen Druck von mehr als 1 kg/cm² bearbeitet, dann erhielt man ein dreidimensionales Prägepapier, welches zahlreiche formstabile 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 35⁰SR) und anteilige 5 Gewichtsprozent 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)
(trocken)

in Vorschubrichtung in Querrichtung

Reißlänge (km)
(naß)

in Vorschubrichtung in Querrichtung

Vor dem Schrumpfen

25

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

1 2 hydrophoben Chemiefasern, wie beispielsweise PoIy- Patentansprüche· olefin-. Polyester-Fasern unter Verwendung eines in heißem Wasser löslichen Bindemittels für die Fasern,

1. Verfahren zur Herstellung einer Papierbahn wie einem Polyvinylalkohol, um auf diese Weise aus einer wäßrigen Dispersion, die (a) Polypro- 5 hydrophobes Papier zu erhalten, welches sich inspylenfasern oder Polyesterfasern, (b) 5 bis 60 Ge- besondere durch überragende mechanische Eigenwichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Poly- schäften bei trockenen Bedingungen auszeichnet,
propylen- oder Polyesterfasern eines Faser-Mate- Für die Herstellung von Papier aus Chemiefasern, rials, dessen Schmelzpunkt niedriger als der der wie regenerierte Zellulosefasern, Polyvinylalkohol-Polypropylen- oder Polyesterfaser liegt, und (c) 5 10 fasern, Polyamidfasern, Polyesterfasern usw., sind bis 25 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamt- zahlreiche Vorschläge bekanntgeworden. Für diese gewicht der Polypropylen- oder Polyesterfasern Fasern ist jedoch festzuhalten, daß sie für die Her- und dem niedriger schmelzenden Faser-Material stellung von Papier zahlreiche Nachteile aufweisen, eines in heißem Wasser löslichen Faser-Binde- unter welchen insbesondere schwerwiegend ist, daß mittels enthält, dadurch gekennzeich- 15 sie sich nur mit sehr großen Schwierigkeiten fibrillieren net, daß der wäßrigen Dispersion 0,003 bis lassen, was in genauem Gegensatz zu den Eigen-0,1 Gewichtsprozent Carboxymethylcellulose, be- schäften eines Papierbreis aus Holzfasern steht, und zogen auf das Gewicht der wäßrigen Dispersion daß sie gegenüber Wasserstoff nur eine sehr geringe in Form einer wäßrigen Lösung, zugegeben wird, oder gar keine Bindekraft infolge ihrer Vernetzung Und daß die aus der wäßrigen Dispersion abge- 20 besitzen. Die meisten Vorschläge laufen deshalb schiedene Papierbahn einer Wärmebehandlung darauf hinaus, die wechselseitige Bindung der Fasern bei einer Temperatur, die über dem Schmelzpunkt zu verbessern, und damit ein Papier zu schaffen, wel des niedriger schmelzenden Faser-Materials. ches sich durch verbesserte Festigkeit und verbesserte jedoch unterhalb der Schrumpfungstemperatur weitere mechanische Eigenschaften auszeichnet, in der Polypropylen- oder der Polyesterfasern liegt, 25 welchem Zusammenhang beispielsweise vorgeschlaunterworfen wird. gen wurde, die Oberflächeneigenschaften der Fasern

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- durch Zusetzen eines geeigneten Bindemittels zu verzeichnet, daß für die Faser-Dispersion eine spalt- bessern oder den Fasern, welche das Papier hauptfähige, synthetische Folie verwendet wird. sächlich ausmachen, eine kleine Menge von weiteren