DE2208454C3 - Verfahren zum Herstellen von Bindefasern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Bindefasern durch Beiaden von Lignocellulosefasern mit Kunststoff in wäßrigem Medium.

Es ist eine Vielzahl von Verfahren bekannt, nach denen Cellulosefaser!! mit synthetischen Polymeren beschichtet oder umhüllt werden können. Ein Verfahren zum Umhüllen von Cellulosefaser!! mit synthetischen Polymeren macht Gebrauch von der klee. Polymere auf die Cellulose aufzupfropfen (US-PS 30 S3 IIS und 33 30 787) oder Monomere in Gegenwart von Cellulose zu polymerisieren (US-PS 3121 69S). [Die Polymerisation wird dabei nach einem der zwei bekannten Wege ausgeführt. Entweder wird die Cellulose in Gegenwart von Vinylmoiiomeien bestrahlt oder eine die Polymerisation auslösende Komponente vorher auf der Cellulose verankert

CcI I u 1 os i sehe Monomerrcaktionsprodukte haben jedoch aus den nachfolgenden Gründen keine große kommerzielle Bedeutung erreicht:

Die Verfahren sind oft sehr kostspielig, da die Polymerisation unter Bedingungen ausgeführt werden muß. bei denen Sauerstoff. Wasser oder Schwermetalle fehlen.

Der Poly merisationsprozeß ergibt ein ungepfropfte.s Polymer, das nicht von der Faser zurückgehalten wird und damit die Produktionsaggregate zusetzt.

Außerdem ist der Pfropfprozeß hinsichtlich der richtigen Zahl und Länge der Polymermoleküle schwierig zu steuern.

Das Polymerisationsverfahren ist auf wenige bestimmte Polymere und Copolymere beschränkt, die auf Grund der bestimmten Prozeßbedingungen, die ίο für die Reaktion gefordert werden, aufgepfropft werden können, wobei bestimmte Monomere schon ausscheiden, da sie so reaktionsfreudig oder so giftig sind, daß bereits die Lieferung gefährlich und kortspielig ist.

Eine andere Möglichkeit Polymere, beispielsweise Latices. auf die Cellulose aufzubringen, besteht im Einsatz einer Trägersubstanz (US-PS 25 63S97. GBPS 6 54 9551. Eine Trägersubstanz ist ein wasserlösliches, kationisches Polymeres, das von der Cellulosefaser adsorbiert wird. Die Stellen positiver Ladung ziehen den anionischen Latex an und halten ihn fest, so daß er von der Cellulose zurückgehalten wird. Da alle diese Vorgänge physikalischer Natur sind, wird dieser Prozeß stark durch die Faserart, die Faseroberfläche, die Konsistenz, die Mischgeschwindigkeit. den pH-Wert und die Niederschlagsgeschwindigkeit beeinflußt.

Ein weiteres Problem ergibt sich, wenn nicht die gesamte Trägersubstanz von der Cellulosefaser absorbiert wurde. Falls dieser Vorgang auftritt, flokuliert 3u der Latex im Wasser und wird nicht von der Cellulose aufgenommen. Der daraus resultierende Verlust von Latex und Trägersubstanz ist nichi nur kostspielig, sondern kann zum Verschmutzen der Aggregate führen.

Weiterhin erfolgt die Bindung der Trägersubstanz zur Faser mittels schwächerer physikalischer Kräfte an Stelle der stärkeren Bindung durch Vernetzung. Diese schwachen physikalischen Kräfte lassen es zu, daß der Latex während des Pumpens zur Papiermasch ine und der Naßformung der Faser zum Vlies von der Faser abgeschert wird und führen zu einem Produkt mit unbefriedigenden physikalischen Eigenschaften.

Eine weitere Methode Cellulosefasern mit einem Polymeren zu umhüllen, ist die Gasdispcrsions-Tedinik" (US-PS 3173 829). Dieses Verfall· η hat den Nachteil, daß speziell dafür ausgelegte Aggregate benötigt werden und organische Lösungsmittel dafür eingesetzt werden müssen.

Eine andere Möglichkeit ist in der US-PS 33 80 79¹J enthalten, aus der zu entnehmen ist. daß, wenn Cellulosefasern mit Cyanamid unter alkalischen Bedingungen naß umgesetzt werden, diese Fasern gegenübei anionischen Emulsionen eine bestimmte Affinität erhalten. Dabei ist jedoch nachteilig, daß

1. nur 25% des Latexgcwichtes von .len Fasen aufgenommen wird.

2. der Latex sich in Klumpen ablagert, wem eyanamidmodilizierte Fasern mit anionisi'hci natürlichen oder synthetischen Fasern gemisch werden und

3. Ilokulation auftritt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es. en Verfahren /um Herstellen von Biadefasern durcl Beladen von Ligno-Cellulosefasern mit Kunststof im wäßrigen Medium aufzuzeigen, insbesondere eil Verfahren, durch das die PoK merbescliichtunu si

fest in der Cellulosefaser verankert wird, daß die polymerbeschichtete oder -umhüllte Faser durch konventionelle Papierherstellungsmittel zu Papier bzw. Vlies verarbeitet werden kann und sich durch die verbesserte Verankerung des Latex auf der Zellulosefaser eine Steigerung der Festigkeit und Zähigkeit des getrockneten Produktes ergibt.

Diese Aufgabe wird gelost durch ein Verfahren zur.: Herstellen von Bindefasern durch Beladen von Lignocellulosefaser η mit Kunststoff im wäßriuen Medium, das nachfolgende, an sich bekannte Verfall: -.'nsschriite aufweist:

al Umsetzen von Ligno-Celiulosefasern mit Cvanamid und bzw. oder Alkali- oder Erdalkalicyanamid im alkalischen Medium.

bi Behandeln der so erhaltenen cvanamidmodifi-/lerten Ligno-Cellulosefase.n mit Formaldehyd oder Formaldehyd abspaltenden Substanzen im alkalischen Medium.

el Erniedrigen des pH-Wertes unter pil 7.

di Aufziehen von anionischen Kunstsiofflaiiees auf dieCyanamid-Formaldeliyd-modilizierien Ligno-Cellulosefasern bei einer Temperatur von 5 bis 35 C in zeitlicher Reihenfolge aufeinander folgend.

wobei mindestens einer der Verfahrensschritte al oder b) m Gegenwart löslicher reduzierender Kohlenhydrate durchgeführt wird.

In Übereinstimmung mit dem vorher Beschriebenen hai sich herausgestellt, daß wenn Celiuiosefasern zuerst mit Cvanamid oder einem Salz des Cyanamids in wäßrigem, alkalischem Medium umgesetzt werden. dann die cyanamidmodifizierten Celiuiosefasern niii Formaldehyd. Paraformaldehyd oder einem Polvoxymethvlenpolymer, das während der Reaktion Formaldehyd abspaltet, um ein Cyanamid-Formaldehyd-Kondensaiionspolymer zu bilden, behandelt werden und anschließend das gebildete Cyanamid-Formaldc-ImI-Polymer mil anionischer Latexemulsion beladen wird. Latex beschichtete oder -umhüllte Celiuiosefasern erhalten werden, die 100 bis 150% ihres eigenen Gewichtes an Latex enthalten.

Demgegenüber ergeben die Verfahren nach dem Stand der Technik nur einen Latexgchalt von 25%. Werden die so erhaltenen modifizierten Zellstoffasern der vorliegenden Erfindung beispielsweise für die Herstellung eines Vlieses eingesetzt, so ergibt sich ein Vlies mit ei hohler Zugfestigkeit und verbesserte! Dehnung ohne jegliche Zunahme der unerwünschten Steifigkeit.

Lösliche reduzierende Kohlenhydrate, nachfolgend reduzierende Zucker genannt, müssen sowohl während der Cvanamid- als auch während der Eormaldehvd-Reaklion vorhanden scm. Der reduzierende Zucker kann in situ als erster Schritt beim Umsetzen der Celiuiosefasern mit unterchlorige!· Säure erzeugt und diiiüi die restlichen Celiuiosefasern mit dem Cvanamid und dem erhaltenen löslichen Zucker umgesetzt werden. Alternativ kann der reduzierende Zucker während der Cvanamitlreaktion oder der Eormaldehvdreaktion dadurch eingebracht werden, daß entweder

1. ein alkalisch lösliches Polysaccharid. wie Stärke.

2. ein Oligosaccharid. wie Cellobiose, oder

3. ein Zucker, tier Aldelml- otter I lemiacelv !gruppen bildet bzw. einhält, zugesetzt wird.

Eine weitere Möglichkeit, einen löslichen lethi-

40

60

zierenden Zucker während der Cyanamidreaktions stufe einzubringen, besteht darin, eine Cellulosefaser die Hemicellulose enthält, einzusetzen, die sich teil weise in dem alkalischen Reaktionsmedium, da; sowohl für die Cyanamidreaktionsstufe als auch füi die Formaldehydreaktionsstufe eingesetzt wird, auflöst.

Die Gegenwart von löslichen reduzierenden Zuckerr ergibt ein mit Zucker bedecktes Cyanamid-Formaldehyd-Polymer. das eine gesteigerte Fähigkeit hat sich mit dem Latex in einem flüssigen System zu verbinden. Da der lösliche Zucker hydrophil ist. wire er Wasser aufsaugen und sich so leicht auf der Oberfläche verteilen. Wenn der lösliche Zucker nicht vorhanden wäre, würde das Cyanamid-Formaldehyd-Polymer hydrophob sein und würde sich in Inselr ungleichmäßig auf der Oberfläche der Cellulose ablagern. Wenn aas Cvanamid-Formaldehyd-Poiymei in Inseln abgelagert ist, lagert sich der Latex ebenfalh in dieser Form ;ib. Der Latex ist dam;! unfähig, dit Fasern zu binden. Wenn löslicher reduzierende! Zucker eingesetzt wird, ergibt sich ein überzug aus löslichem Zucker über der Cyanamid-Formaldehyd-Uiv.hüllung. die zu einer gleichmäßigen Ablageruns; von Latex führt, wobei der Zucker starke Wasserstoffbrücken mit der Cellulosefaser bildet wenn die Fasei getrocknet ist. Diese Wasserstoffbriickenbindung ergibt eine feste Verankerung für das andere Ende des Polymers.

Wenn zum Oxydieren der Cellulose als erster Verfahrensschritt unterchlorige Säure angewendet wird kann diese entweder durch Zugabe eines Alkalimelallhvdroxyds zu einer wäßrigen Chlorlösung odei durch Zugabe einer starken Mineralsäure wie Salzsäure zu einer wäßrigen Lösung von Natrium- odci Caleiumhvpochlorid erhallen werden. LIm eine maximale Oxydation und Aufschließung zu erreichen sollte der endgültige pH-Wert der unterchlorige!: Säure auf 5 bis 7 eingestellt werden und die Reaktionstemperatur mindestens 35' C betragen. Die Menge der unterchlorigen Säure sollte zwischen 0,5 und etw;i 2 Gewichtsprozent des aktiven Chlors bezogen au Cellulose liegen.

Der Vorteil der vorzugsweise durchgeführten AnfaiiLisbchandlung mit untcrchloriger Säure ist der daß sie schnell mit der Cellulose reagiert. Aldehyd- und Carboxylgruppen bildet und zu einer Hydrolyse der Cellulose führt. Das Ergebnis sind mehr Aldehydgruppen in der Cellulosefaser, wobei diese Grupper im wesentlichen an der Oberfläche der Faser konzentriert sind. Des weiteren bemerkt man eine Steigeruni der kaustischen Lösbarkeit, st) daß mehr lösliche reduzierende Zucker in der Lösung enthalten sind Das Ergebnis sind kürzere Ketten und ebenso eine größere Anzahl von Ketten sowie mehr kovalenU und Wasserstoffbindungen pro Oberflächeneinheil der Cellulosefaser, d. h. eine stärkere Bindung dei Trägersubslanz an die Faser. Das Produkt hat einer niederen Stickstoffgehalt, da das Cyanamid-lormalilehydpolymer zum großen Teil beidseitig mit löslichen Zuckern abgedeckt ist und diese Polymere von der Pulpe abgewaschen werden. Der niedrigere Stickstoffgehalt tier lasern hat jedoch keinen schädlichen Effekt, wenn diese beispielsweise zu Vliesen verarbeitet werden, da die Trägersuhstau/ auf Cn und ihrei stärkeren Bindung zur Easer und der Tatsache, daß sie im wesentlichen auf tier Oberfläche der Faser angeordnet lsi einen besseren Wirkungsgrad besitzt.

Die Cyanamidreaktion in wäßriger Lösung, die der Formaidehydreaktion vorangehl, isi mit verschiedenen Cellulosefasern sowohl in ihrem natürlichen als auch in ihrem regenerierten Zustand möglich. Beispiele für diese Fasern sind Baumwolle. Baumwollliniers. Zellstoff, Reyon und Holzmer.l.

Während der Cyanamidreaktion kann entweder Cyanamid selbst oder ein Alkali oder ein Erdalkali-Metallsalz des Cyanamids eingesetzt werden.

Am bequemsten kann Cyanamid durch Hydrolyse von Calciumcyanamid erhalten werden, da das CaI-ciumsaiz den richtigen Alkalitätsürad für die Reaktion mit der Cellulose besitzt. Die Lösung sollte einen pH-Wert von Q.5. vorzugsweise von 10.5 bis 11.5 besitzen und die Temperatur zwischen 5 und 45 C während einer Zeitdauer von etwa 30 Minuten liegen. Natürlich ist die Reaktionszeit abhängig von der angewendeten Temperatur. Obwohl der Einsatz vor. Calciumcyanamid bevorzugt wird, ist es auch möglich. Natrium-, Kalium-, Lithium-. Barium- oder Strontiumcyanamid mit gleichem Effekt einzusetzen. Der Grund für die bevorzugte Anwendung von Calciumcyanamid ist der. daß es den erforderlichci; Grad an Älkalität aufweist, leicht erhältlich ist. geringe Kosten verursacht und einen hohen Wirkungsgrad aufweist. Cyanamid sollte vorzugsweise in einer Menge von S bis 32 Gewichtsprozent, bezogen auf die Iu ft getrocknete Pulpe, eingesetzt werden.

Die cvanamidmodifizicrten Cellulosefasern werden dann mit Formaldehyd. Paraformaldehyd oder Polyoxymethylenpolymer, das während der Reaktion Formaldehyd bildet, umgesetzt. Die Reaktion sollte bei einer Temperatur zwischen etwa 5 bis etwa 45 C. vorzugsweise zwischen 25 und 35 C. bei einem pH-Wert von etwa 9,5 bis 11.5 für eine Zeitspanne von etwa 30 Minuten erfolgen, um eine gute Ausbeute zu ergeben und einen unnötigen Abbau der Faser zu vermeiden.

Das Verhältnis der Molekulargewichte von Cyanamid zu Formaldehyd liegt vorzugsweise bei 1:1. Andere Verhältnisse können eingesetzt werden. Da jedoch das Kondensationspolymer, nämlich das Cyanamid-Formaldehyd-Kondensationspolymer ein Mol Cyanamid und 1 Mol Formaldehyd enthält, führt die Abweichung von dem Verhältnis 1 : 1 zur Verschwendung einer Reaktionskomponente.

Die mit dem Cyanamid-FormakHiyd-Kondensationspolymer modifizierten Cellulosefasern müssen angesäuert werden, wobei dies mit jeder starken Säure, insbesondere einer Mineralsäure, wie Schwefel- so säure. Phosphorsäure oder Salzsäure erfolgen kann.

Vorzugsweise wird Salzsäure eingesetzt, weil die Anwendung von Schwefelsäure oder Phosphorsäure unlösliche Salze ergeben würde, wenn C :ilciumcyanamid verwandt wird. Es wird so lange S;i ir ■ zugegeben. bis der pH-Wert auf etwa 8 bis 9 reduziert ist. daran schließt sich eine Reaktionszeit von !' , bis 24 Stunden an. Darauffolgend wird der pH-Wert sauer eingestellt, nämlich unter 7. vorzugsweise zwischen 4 und 5. Nach der Filtration und eventuellem Waschen mit Wasser werden die mit Cyanamid-Fonnaldehyd-Kondensationspolymer überzogenen Cellulosefasern in Wasser dispergicrt.

Die Pul pe da rf mi reine solche Konsistenz aufweisen, daß eine wirkungsvolle Mischung stattfinden kann (,5 !•ine passende Konsistenz ist etwa 2'Ί.: Der pH-Wert der Pulpe sollte zwischen 4 und <■>. vorzugsweise bei el w a 4.5 heuen. Die Maine ties uehimdencn SuckstoffsinderCyanamid-Fonnaldehyd-Suspensuin kann zwischen 0.5 und etwa 5 Gewichtsprozent, bezogen auf die Cellulose, betragen.

Bevorzugt linden Laie.xemulsionen auf der Basis von Acrylsäurederivaten. wie z. B Polybutylacrylat. Styrolbutadien. Gummi oder VinyIderivale Verwendung. Das Aufbringen oder Ausfällen des Latex sollte bei einem pH-Wert von weniger als 7. insbesondere bei einem solchen von etwa 3.5 bis 4.5 und bei einer Temperatur von etwa 5 bis 35 C erfolgen.

Da das Ausfällen des Latex auf einem physikalischen Phänomen, nämlich der Adsorption, beruht. ist klar ersichtlich, daß die Bedingungen in Abhängigkeit von den eingesetzten Latices weit voneinander abweichen, ohne sich dabei vom Inhalt der vorliegenden Erfindung zu entfernen. Die zugefügte Latexmenge ist abhängig vom' Bestimmungszweck des Endproduktes des poly merbeschichlelen Cellulosefasermaterials. Die Cellulosefasern können zwischen 100 bis 150 oder mehr Prozent ihres eigenen Gewichtes an Latex aufnehmen.

Obwohl die Vorgänge im einzelnen noch nicht völlig klar sind, ist anzunehmen, daß das erlindungsgemäße Verfahren deshalb zu einem verbesserten Produkt fuhrt, weil durch die Mitverwendung löslicher reduzierender Kohlenhydrate eine gleichmäßigere Beladung mit den Kunststoff-Latices erfolgt und die Bindungskräfte an die Cellulosefasern verstärkt sind.

Die erlindungsgcmäß hergestellten polymerbeschichteten oder -umhüllten Cellulosefasern können zur Herstellung von Bändein. Schleifpapierträgern, filtern. Vliesen. Te.xtilersatzstoffep. Kunstleder. Tapeten. Elcktro- und Isolierpapier und synthetischen Papieren eingesetzt werden. Diese weite Hinsat/-möglichkeit der Endprodukte ergibt sich aus der Anwendungeiner Vielzahl von Polymeren oder Mischungen von Polymeren und unterschiedlichen Cellulosefascrsubslraten in unterschiedlichen Mengen.

Weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung dieser kunststoffbeladcncn Cellulosefaser)! zur Herstellung von Vliesstoff. Ein solcher Vliesstoff besteht vorzugsweise aus 5 bis 100Gewichtsprozent an kunststoffbehidenen Cellulosefasern und 95 bis ()"<< an sonstigen faserigen Materialien. Enthält der Vliesstoff nur 5% von kunststoffbcladenen Cellulosefasern. so tritt bereits eine Vorbindung ein. die dem Miesstoff eine solche Festigkeit verleiht, daß er nach der üblichen Papierhcrstcllungstechnik weiter verarbeitet werden kann und seine endgültige Festigkeit durch späteres Auf- oder Einbringen von weiteren Bindemitteln, beispielsweise durch ein- oiler beidseitigcs Bedrucken oder Durchführen durch ein Imprägnicrungsbad erhalten kann.

In den Fällen, wo es beabsichtigt ist, statt eines locker gebundenen Vliesstoffes ein verdichtetes, papierähnliches Erzeugnis herzustellen, wird der Anteil der kunststoffbeladcncn Cellulosefasern auf 50 bis 100",1 erhöht. Durch Erwärmen und Verdichten dieses Materials ergibt sich ein Papier von ausgezeichneten Eigenschaften, insbesondere großer Reißfestigkeit.

Ein Vliesstoff mit einem Anteil von kunststoffbeladenen Cellulosefasern in der Nähe von MH)"u oder von 100" π bietet den weiteren Vorteil, daß dieses Material heißsiegclfähig ist. Materialien dieser Art können als Textilersatzstoffe eingesetzt werden und mit wesentlich hölu-irr Arhcilsiu'sciiu indiiikeil /\\

Wüsche cnler Bekleidungsstücken verarbeitet werden, als es mit den konventionellen Nähmaschinen möglich ist. da die Verbindung untereinander durch Heißsiegeln, also eine Art Schweiüvorgang. erfolgen kann. Neben den kunststoffbeladenen Cellulosefaser!! kann s der Vliesstoff weitere faserige Materialien, insbesondere in Form von Stapelfasern aus Kunslstoffoder Reyon enthalten. Die crfindungsgemäß behandelten Fasern dienen hierbei als Bindefaser für die übrigen, nicht mit Kunststoff beladenen Fasern. Die Vliesstoffe können, insbesondere bei Massenprodukten, bis /u 50 Gewichtsprozent aus Zellstoff bestehen. Vorzugsweise betragt der /ellsloffanteil aber nicht mehr als 30%.

Die nachfolgenden Beispiele sollen das erfindungsgemalte Verfahren näher erläutern.

Beispiel I

M) g Nadelholz-Kraft-Pulpe werden in Ii Wasser von 70 C dispergiert und 7.6 ml Natriumlnpochioritlösung mit 4.3% verfügbarem Chlor zugefügt. Der pH-Wert der Mischung wird durch Zugabe von 18.5%iger Salzsäure auf 6.2 eingestellt. Die Reaktionszeit der Pulpe beträgt 2 Stunden. Während dieser Zeit sinkt die Temperatur auf Grund von Strahkmgs-Verlusten auf4() C. Während der Reaktionszeit werden IHg technisch reines Calciumcyanamid in 200ml Wasser von 25 C zugegeben, gefiltert und das Filtral der Pulpe nach Ablauf der 2stündigen Reaktion mil der unterchlorige« Säure zugegeben. Die Pulpe wird dann mit dem Filtrat 30 Minuten gemischt. Danach werden 16.2g einer 37%igcn Lösung von Formaldehyd zugefügt. Die Mischung wird nochmals 30 Minuten gerührt. Der pH-Wert beträgt 10.5. die Temperatur liegt während der Reaktion des Cyanamids mil dem Formaldehyd zwischen 40 und 30 C. Danach wird der pH-Wert durch Zufügen von verdünnter Salzsäure auf S.7 eingestellt. Die Mischung wird dann nochmals 90 Minuten gerührt, der pH-Wert dann durch Zugabe weiterer Salzsäure auf 4.5 eingestellt, die Pulpe danach abgefiltert und mit I I Wasser ausgewaschen.

1 1.5 g Cyanamid-Iormaldehyd-modifizierte Pulpe werden mit 1X00 ml dest. Wasser 10 Minuten lang in einem Wasserbad, das bei einer Temperatur von 60 bis 62 C gehalten wird, gemischt. Die Polybutylacrylat-Latex-Emulsion mit einem Feststoffgehalt von 40 bis 50% (Lieferzustandl wird in solcher Menge zugegeben, daß 11.5g Latex, bezogen auf das Feststoffgewicht, zugefügt werden. L)er pH-Wert der Mischung wird dann durch Zufügen verdünnter Schwefelsäure auf 4 eingestellt. 1st die Aufnahme des Latex nach 5 Minuten noch nicht abgeschlosser, so wird eine l%ige Lösung von Aluminiumsulfat in Dosen von 2 ml zugefügt und sorgfältig mehrere Minuten lang untergemischt, bis die Aufnahme abgeschlossen ist.

Probeblätter werden durch Mischen von 23 g von mit Latex beschichteten Fasern mit 28 g eines Gemisches aus Polyamid- und Reyonfasern in 101 Wasser hergestellt, wobei nach der Entwässerung der Pulpe die Proben ein Basisgewicht von etwa 53.6 g/m² aufweisen.

Die Handmuster werden nach dem Abdrucken zwischen Löschpapier 5 Minuten an einer heißen Platte auf 105 C aufgeheizt und danach mindestens 18 Stunden bei 22.8 C und 50% relativer Luftfeuchtigkeit konditioniert.

Nach der Cyananiid- und Formaldehvdreaklion wird die Pulpe nach Tappi-Verfahren T4I8-OS-6I auf den Stickstoffgehalt in Prozent untersucht. Die Vlieseigensehaften des Ilandmusters gemäß Tappi-Methode T 220 m-60 und der Stickstoffgehalt in Prozent sind der nachstehenden Tabelle I zu entnehmen.

Tabelle I

"1. Stickstoff .
Bruchlast
"■·(> Dehnung . .
Ablagerung .

0.77

1.45 kg 15 mm 12.4 100%

kein Alaun benötigt, gute Beladimg

Beispiel 2

Mit Ausnahme der Behandlung mit unterchloriger Säure, die bei 35 C durchgeführt wird, werden dieselben Bedingungen wie im Beispiel 1 zugrunde geleut. Fs ergibt sich dabei:

"'« Stickstoffgeha

Bruchlast

% Dehnung . . .
Ablagerung , . .

Tabelle II

0.95 1.29 kg S.4 100"

15 in m

H) cm' Alaun erforderlich, gute Beschichtung

Beispiel 3

Gleiche Bedingungen wie im Beispiel 1. ausgenommen, daß die Reaktionspartner um 80" η des in Beispiel 1 eingesetzten Betrages reduziert werden Da keine Latex-Ablagerung auftritt, können keim I landniustcr angefertigt werden.

Tabelle III

"n Stickstoff ii.3v

Bruchlast

Dehnung

Ablagerung kein Latex

abgelagert

Beispiel 4

Gleiche Bedingungen wie im Beispiel 2. ausge nommen daß der Formaldehyd unmittelbar nacl dem Cyanamid zugegeben wird. Har.dmuster könnei nicht angefertigt werden, da die Fasern klumper

Tabelle IV

% Stickstoffgehalt 1,88

Bruchlast

Dehnung

Ablagerung HK)⁰O Latex-Ablagerung, ungleichmäßige Beschichtung. Fasern klumpen

Beispiel 5

Gleiche Bedingungen wie im Beispiel !. ausgc nommen. daß die doppelte Menge unterchlorige Säur eingesetzt wird.

509 648/20C

Tabelle V

% Stickstoffgehalt

Bruchlast

% Dehnung

Ablagerung

0,Sl

1.23 kg 15mm

6.9

100% Latex
abgelagert,
kein Alaun crlorderlich, gleichmäßige
Beschichtung

Beispiel 6

KX) g gebleichte Hailholz-Sullit-Pulpe werden in 1 1 Wasser von 70 C dispergiert. 11,7 ml Natriumhypochlorit-Lösung mit 5% aktivem Chlor werden zugefügt, der pH-Wert der Mischung wird durch Zugabe von 18,5% Salzsäure auf 6,2 eingestellt. Die Reaktionszeit der Pulpe beträgt 2 Stunden, die Temperatur der Pulpe sinkt dabei auf 40 C durch Wärnieverlust an die Umgebung.

Während der Reaktionszeit der Pulpe werden 60 g Calciumcyanamid technischer Reinheit in 200 ml Wasser von 25 C 15 Minuten lang dispergiert. Die erhaltene Dispersion wird gefiltert und das Fill rat der Pulpe am Ende der 2stündigen Reaktionszeit zugefügt. Die Pulpe wird mit dem Filtrat 30 Minuten gemischt, dann werden 32,4 g einer 37%igen Lösung von Formaldehyd hinzugefügt. Die Mischung wird nochmals 30 Minuten gerührt, der pH-Wert beträgt während der Reaktionszeit des Cyanamids mit dem Formaldehyd 10,5. die Temperatur 40 C und 30 C.

Danach wird der pH-Wert durch Zufügen von verdünnter Salzsäure auf 8,7 eingestellt und die Mischung abermals 90 Minuten gerührt. Daran anschließend wird der pH-Wert durch Zusatz weiterer Salzsäure auf 4,5 gebracht. Die Pulpe wird dann abfiltriert und mit 1 I Wasser ausgewaschen.

I 1.5 g der Cyananiid-Formaldehyd-modiTizierten Pulpe werden mit ISOOmI dest. Wasser 10 Minuten lang in einem auf 60 bis 62 C gehaltenen Wasserbad

ιυ gemischt. Dann wird eine der in der nachstehenden Tabelle Vl unter A bis D aufgeführten Latex-Emulsionen mit einem Feststoffgehalt von etwa 40 bis 50% in einer solchen Menge zugefügt, daß 11,5g Latex, bezogen auf das Feststol'fgewichl. einverleibt werden.

Der pH-Wert der Mischung wird dann durch Zugabe verdünnter Schwefelsäure auf 4.0 erniedrigt. Wenn das Aufziehen des Latex nach 5 Minuten noch unvollständig ist. wird eine l%ige Lösung von Aluminiumsulfat zugeführt. Die einzelnen Zugaben betragen 2 ml. Nach sorgfälliger mehrmmütiger Mischung wird ein vollständiges Aufziehen erreicht.

Handmusler werden angefertigt durch Mischen von 23 g latexbeschichtelen Fasern mit 28 g ungeschlagenen, gebleichten Fichtenholz-Kraftzellstoftascm in 101 Wasser. Von der so erhaltenen Mischung werden Teile abgenommen, um Handmuster zu fertigen. Nach dem Abtrocknen werden die Handmuster 5 Minuten an einer heißen Platte auf 105"C gebracht, daran anschließend mindestens IS Stunden bei 22,8 C und 50"» relativer Luftfeuchtigkeit konditioniert.

Die Vlieseigenschaften der Handmuster sind der nachfolgenden Tabelle Vl zu entnehmen.

abellc VI

Kupplunüsmitlel i liichcn-

iiewichl Herzdruck Brui.lil.isi

Polybutyl-Acrylat	Cyanamid	7	52.6	1.56S	2.1
	Formaldehyd
weich eingestelltes	desgl.	59.2	1.S9S	2.7
Acrylsäurederivat
Styrol-Butadien	desgl.	53.7	0.935	1.5
Äthylen	desgl.	53.9	1.863	2.7
Vinylchlorid
Beispiel		Zugabe von	Salzsäun

55

50 g Laubholz-Kraft-Pulpe werden in 7(K) ml Wasser 20 Minuten lang bei 70 C suspendiert.

18 g Calciumcyanamid werden naßgemahlen und dann mit 200 ml Wasser 15 Minuten gemischt. Daran schließt sich eine Filtration an. Das Calciumcyanamid-Filtrat wird der Pulpe zugegeben und mit ihr unter Mischen 30 Minuten reagieren gelassen. Dann werden 16,2 g einer 37%igen Lösung von Formaldehyd zuiieführt und dem Gemisch ebenfalls unter Rühren eine Raktionszeit von 30 Minuten eingeräumt. Der pH-Wert wird dann durch Zugabe verdünnter Salzsäure auf 8,7 eingestellt. Die Mischung wird abermals 90 Minuten gerührt, dsr pH-Wert wird dann durch

BriiL-h- Jchnune	('anlilevcr Slciligkeil in cm Bicpck'inpc siehe I)IN 53162
i"»j	(Olli
S.4	9,7
10.2	10.0
5.2	10,1
8,0	10.1

Wasser ausgewaschen.
11.5g der Cyanamid-Formaldehyd-modifizierten Pulpe werden mit 1800 ml dest. Wasser 10 Minuten in einem Wasserbad vermischt, das auf einer Temperatur von 60 bis 62 C gehalten wird. Eine PoIybutylacrylat-Latex-Emulsion mit einem Feststoffgehait von 40 bis 50% wird in einem solchen Betrag zugeführt, daß 11,5g Latex, bezogen auf das Feststoffgewicht, einverleibt werden. Der pH-Wert der Mischung wird dann abgesenkt auf 4,0 durch Zugabe von verdünnter Schwefelsäure. Eine l%ige Lösung von Aluminiumsulfat wird in Mengen von 2 ml so lange zugesetzt und sorgfältig durchgerührt, bis ein vollständiges Aufziehen erreicht ist. Die Ergebnisse

12

ier Tafel VII zeigen, daß bei einer Pulpe, die einen

<lormalanteil an Aldehyd enthält, eine 100%ige Ab- Beispiel 8
igerung erfolgt. Diese erfolgt jedoch in klumpiger,

!!gleichmäßiger Form. Das ist darauf zurückzu- Die Bedingungen sind die gleichen wie im Bei-

iihren, daß keine löslichen Zucker bei der Cyan- 5 spiel 7. Jedoch werden 3,23 g Cellobiose, die in ge-

mid-Reaktion oder der Formaldehyd-Reaktion ein- nügend heißem Wasser aufgelöst wird, unmittelbar

esetzt werden. vor Zugabe des Formaldehyds zugeselzt. Handmuster

werden wie im Beispiel I beschrieben angefertigt,

labeile VII _Aus ^_n j_n x_abci|_evill gezeigten Ergebnissen ist

% Stickstoffgehalt 2.60 io zu ersehen, daß bereits bei 0,0094 gMol eines lös-

Bruchlasl Handmuster können liehen reduzierenden Zuckers ein 100%iges Aufziehen

nicht angefertigt in einer gleichmäßigen Beschichtung erfolgt, ohne

werden dab der Zusatz von Aluminiumsulfat erforderlich ist.

Dehnung Handmuster können _ , .. ,,,,,

mehl angefertigt „ Tabelle VIII

werden % Stickstoffgehalt . . . . 2,,O5

Ablagerung l(X)'/o Ablagerung Bruchlast 1.01 kg/15 mm

(klumpig) Dehnung 4,2%

26,5% ecm 1 %igen Ablagerung 100%. kein Alaun

Alauns müssen zu- 20 erforderlich, gleichgesetzt werden förmige Beschichtung

Claims (4)

ir's Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Bindefasern durch Beladen von Ligno-Cellulosefasern mil Kunststoff im wäurigen Medium, dadurch gekennzeichnet, daß die als solche bekannten Verfahrensschritte

al Umsetzen von Ligno-Celiulosefasern mit Cyanamid und bzw. oder Alkali oder Erdalkali-Cyanamid im alkalischen Medium.

bl Behandeln der so erhaltenen cyanamidmodifizierten Ligno-Cellulosefasern mit Formaldehyd oder Formaldehyd abspaltenden Substanzen im alkalischen Medium.

el Erniedrigen des pH-Wertes unter pH 7.

d) Aufziehen von anionischen Kunststofflatic.es aufdieCyanamid-Formaldehyd-modifizierten Ligno-Cellulosefasern bei einer Temperatur von 5 bis 35 C in zeitlicher Reihenfolge aufeinander folgen und mindestens einer der Verfahrensschritte al oder b) in Gegenwart löslicher reduzierender Kohlenhydrate durehgefühn wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß als reduzierende Kohlenhydrate alkalilösliche Mono-, Oligo- oder Polysaccharide eingesetzt werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststofflatices des V'erfahrensschrittes d) Acrylsäurederivate. Styrol-ButaJien-Denvate oder Vinyl-Derivate verwendet werden.

4. Verwendung von kunststoffbcladencn Ligno-Cellulosefasern nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Herstellung von Vliesstoff, dadurch gekennzeichnet, daß 5 bis 100 Gewichtsprozent an kunststoffbeladenen Ligno-Cellulosefasern und 95 bis 0 Gewichtsprozent an sonstigen faserigen Materialien einneset'.t werden.