DE2318911A1 - Verfahren zur herstellung von faserblaettern - Google Patents
Verfahren zur herstellung von faserblaetternInfo
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- D21H11/16—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only modified by a particular after-treatment
- D21H11/20—Chemically or biochemically modified fibres
Description
ALFRSD h^'HVr'Jl-S
D2. JL?*. Di?:.-C;-iiT-vt. K-J. WOLFF . 7 O 1 O Q 1 <t
DR. JUS. ΗΛ*\3 CfHi.- BSiI * α ' ° g l f
1 x 12.Aprii1S73
Unsere Nr. 18 638
The Buckeye Cellulose Corporation Cincinnati, Ohio, V.St.A.
. Verfahren zur Herstellung von Faserb lätte.rn
Die Erfindung betrifft die Herstellung von kohärenten, d.h. in sich zusammenhängenden Blättern aus mindestens
teilweise wasserlöslichen und wasserquellbaren Cellulosederivatfasern
mit den zur Handhabung und Zerkleinerung erforderliehen physikalischen bzw. mechanischen Eigenschaften
durch Aufschlämmen der Cellulosederivatfaser in wässrigen organischen Sehlämm-Medien und Bildung von Paserblättern
aus den Paseraufschlämmungen. Die Faserblätter werden
durch mehrstufiges..Verdrärgingswaschen mit wässrigen alkoholischen
Lösungen von abnehmendem Wassergehalt behandelt. Das so erhaltene Faserblattmaterial, das 0,02 bis 0,5
und vorzugsweise 0,02 bis 0,3 Gewichtsteile Wasser enthält,
wird abschliessend getrocknet. Ein so erhältliches Faserblattmaterial
hat verbesserte physikalische Eigenschaften für die Handhabung in Rollen- und Blättform und ist besonders
zur Zerkleinerung bzw. Zerlegung in Einzelfasern, insbesondere für Dispersionsapplikationen geeignet, die eine
hohe Genauigkeit erfordern.
309843/0943
Mindestens teilweise wasserlösliche und wasserquellbare
Cellulosederivate, wie Natriumcarboxymethylcelluilose,
nass mit Epichlorhydrin vernetzte Natriumcarboxyitiethylcellulose
und selbstnetzende, vernetzte Nätriumcarboxymethylcellulose
sind in Faser form erhältlich. Mindestens
teilweise wasserlösliche und wasserquellbare Natriumcarb—
oxymethylcellulosefasern sind in der US-Patentschrift 3,347,855 beschrieben. Verfahren zur Herstellung von nass
mit Epichlorhydrin vernetzte Cellulosederivatf asem>
die Produkte dieser Verfahren und Verwendungsmöglichkeiten
der Produkte sind in der US-Patentschrift 3,589>364 beschrieben. ,Die nach dieser Patentschrift hergestellten und verwendeten
Cellulosederivate sind in hohem Masse saugfähig bzw. retentionsfähig und eignen sich für spezielle Produkte,
bei welchen diese Saugfähigkeitseigenschaften entweder eine grössere Produktwirksamkeit oder bisher nicht erreichbare
Ergebnisse ermöglichen. Weitere Beispiele für Vasserlös Ii ehe oder teilweise wasserlösliche Fasern, die sich
für die Blattbildungsverfahren und Produkte der vorliegenden Erfindung eignen, sind selbstnetzende, vernetzte Carboxymethylcelluiosefasern,
die nach dem in der US-Patentschrift 3,678,031 beschriebenen Verfahren hergestellt sind.
Cellulosederivatfasem sind zwar als Schüttpulver und in
geringerem Masse auch als Schüttfasern erhältlich, führen aber in diesen Formen dort zu Problemen, wo eine genaue
Verteilung und Applikation der Cellulosederivate erforderlich
ist. Die kontinuierliche genaue Gewichtsmessung von Schüttpulver-
oder Schüttfasermassen hat sich beispielsweise deshalb als schwierig erwiesen, weil Zusammenballungen t
Durchlaufstörungen in Vorrats- öder Einfüllbehältern und
Probleme beim Wiegen auftreten. Diese Schwierigkeiten bei
der Handhabung und Gewichtsmessung machen die Präzisions-
■1 -
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verteilung und das gleichmässige Auftragen genauer Mengen
an Cellulosederivatfasern auf Oberflächen bzw. die Bildung von Faserkombinationen bei der Herstellung von Produkten
für chirurgische oder hygienische Zwecke, wie Babywindeln»
chirurgische Tampons, Wundverbände und Monatshygienemittel schwierig oder unmöglich.
Zur Behebung der Handhabungs- und Dispersionsprobleme .bei
der Verarbeitung bzw. Positionierung von Cellulosederivaten der angegebenen Art für die angegebenen Verwendungszwecke
wurden schon.verschiedene Vorrichtungen vorgeschlagen und verwendet, die verschiedene und immer kompliziertere
mechanische Stufen umfassen. Obwohl sich die genannten Probleme mit derartigen Wägevorrichtungen und Geräten
zur Handhabungserleichterung teilweise lösen lassen, sind die Anlagekosten hoch, und meist ist für die kontinuier-
liehe Genauigkeit eine ausserordentlich sorgfältige Betriebsüberwachung
nötig.
Im Gegensatz hierzu können die gemäss der Erfindung in
Blattform erhältlichen Cellulosederivate gerollt bzw. flachliegend gelagert werden und sind wegen der Genauigkeit
des Blattgewichts pro Flächeneinheit für e'ine genaue gewichtsgesteuerte
Einspeisung in Verarbeitungsanlagen, sei es über die Geschwindigkeit der Blatteinführung oder der
Rollenabwicklung, geeignet. Eine solche Flächeneinspeisung
ermöglicht eine sehr genaue Einspeisung in ein Verfahren bzw. eine Zerkleinerungsanlage, deren Ausgang entweder
auf einem Produkt verteilt oder mit diesem vereinigt wird.
Cellulosederivatfasern mit bestimmten physikalischen Eigenschaften,
z.B. Methylcellulosefasern, sind bereits nach dem in der US-Patentschrift 2,364,028 beschriebenen Verfahren
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in Blattform verarbeitet worden* Ferner ist es aus der
US-Patentschrift 2,648,635 bekannt, Cellulosederivatfasern in alkoholischen Lösungen aufζuschlammen und zu Blattstrukturen zu verarbeiten. Diese bekannten Verfahren sind aber
nicht allgemein anwendbar und liefern keine blattförmigen Cellulosederivatprodukte mit den für Handhabung und Zerkleinerungswert
erforderlichen physikalischen Eigenschaften.
Ziel der Erfindung ist die Lösung der obigen Probleme bzw.
die Verarbeitung von mindestens teilweise wasserlöslichen und wasserguellbaren Cellulosederivatfasern zu einem in
sich zusammenhängenden Blattmaterial mit der zur Handhabung und Zerkleinerung erforderlichen gleichmässigeh Form
und physikalischen bzw. mechanischen Beschaffenheit.
Das Verfahren der Erfindung zur Herstellung von in sich
zusammenhängenden Faserblättern aus mindestens teilweise wasserlöslichen und wasserguellbaren Cellulosederivatfasern
ist gekennzeichnet durch
(a) Bildung einer Schlämmfaserdispersion der Fasern mit
einer Faserkonsistenz von etwa 0,5 bis 3 Gew.% in einem wässrigen organischen Schlämm-Medium, das etwa
32 bis/50 Gew.% Wasser enthält,
(b) Bildung eines Faserblattes aus der Schlämmdispersion
auf einem Filtermedium,
(c) Waschen des Faserblattes in 2 bis 5 Stufen einer alkoholischen
Verdrängungswaschung, wobei in jeder Waschstufe etwa 10 bis etwa 50 Gewichtsteile Alkohol pro Teil
Cellulosederivatfaser in dem Faserblatt verwendet werden,
um den Wassergehalt des Faserblattes graduell auf etwa 0,02 bis 0,5 Gewichtsteile Wasser pro Gewichtsteil Cellulosederivatfaser zu verringern,und
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(d) Trocknen des gewaschenen Faserblattes zur Erzeugung von in sich zusammenhängendem Faserblatt mit einem
Zerkleinerungsgute von etwa 0,1 bis 30.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
wird blattförmiges Material aus mindestens teilweise wasserlöslichen
und wasserquellbaren Cellulosederivatfasern dadurch hergestellt, dass man die Fasern in wässrigen
Methanol- und Isopropanollösungen bzw. Kombinationen solcher
Lösungen aufschlämmt, wobei diese Lösungen zur Erhaltung der Einzelfaserstruktur etwa 32 bis 50 Gew.% Wasser
enthalten und die Fasern dann aus der Aufschlämmung zu
Blattmaterial verarbeitet werden. Auch andere zur Verarbeitung solcher Fasern üblicherweise verwendeten organischen
Schlämm-Medien einschliesslich von Aceton können zur Herstellung der Aufschlämmung verwendet werden. Für die Herstellung
eines biegsamen, aufwickelbaren und zerkleinerungsfähigen Blattes mit der für die Handhabung erforderlichen
Festigkeit wird der Wassergehalt des gebildeten Faserblattes nach der Blattbildung vermindert, so dass das Blatt der
abschliessenden Trocknung in einem Zustand unterworfen werden kann, in welchem es pro Teil Cellulosederivatfaser
etwa 0,02 bis 0,5, vorzugsweise 0,02 bis 0,3 Gewichtsteile Wasser enthält. Allgemein werden die Cellulosederivatfasern
nach der Blattbildung hier einer mehrstufigen Verdrängungswaschung mit alkoholischen Lösungen unterworfen, die geringere Mengen an Wasser enthalten, und zwar in aufeinanderfolgenden
Stufen vor der abschliessenden Trocknung. Blattmaterial aus Cellulosederivaten, das direkt nach der Blattbildung
getrocknet und nicht der alkoholischen Waschung gemäss der vorliegenden Erfindung unterworfen wurde, hat
einen Zerkleinerungsgute gemäss der unten gegebenen Definition
von etwa 50 bis 80.
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Für die Durchführung des vorliegenden Blattbildungsverfahrens
hatte sich als vorteilhaft erwiesen, den Wassergehalt der Cellulosederivatfaserblätter graduell in aufeinanderfolgenden Stufen .einer Verdrängungswaschung mit alkohol!—
sehen Lösungen zu vermindern, so dass die erste alkoholische
Verdrängungswaschung mindestens 10 Gew.% Wasser enthält und der freie Wassergehalt der Cellulosederivatfaserblätter langsam vermindert wird.
Zur Einstellung der physikalischen Eigenschaften des blattförmigen
Produktes wird das gewaschene Blatt getrocknet,
nachdem sein Wassergehalt durch Hethanol-Gegenstromwaschung auf etwa 0,02 bis 0,5 und vorzugsweise 0,02 bis 0,3 Gewichtsteile. Wasser zu Cellulosederivatfaser in freiem Kontakt
mit den wassergequollenen Fasern eingestellt ist.. Zur Verminderung des freien Kontakt-Wassers der Fasern kann in
den letzten Stufen der Gegenstromwaschung Isopropanol zugegeben werden, so dass.das freie Wasser mit dem Isopropanol eine azeotrope Mischung bildet.
nachdem sein Wassergehalt durch Hethanol-Gegenstromwaschung auf etwa 0,02 bis 0,5 und vorzugsweise 0,02 bis 0,3 Gewichtsteile. Wasser zu Cellulosederivatfaser in freiem Kontakt
mit den wassergequollenen Fasern eingestellt ist.. Zur Verminderung des freien Kontakt-Wassers der Fasern kann in
den letzten Stufen der Gegenstromwaschung Isopropanol zugegeben werden, so dass.das freie Wasser mit dem Isopropanol eine azeotrope Mischung bildet.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
erläutert. Bei Herstellung von teilweise wasserlöslichen und wasserquellbaren Cellulosederivatfasern durch
Schlämmverfahren der oben beschriebenen Art werden die
Fasern meist in Form eines feuchten Faserkuchens erhalten. Wenn die zur Faserherstellung angewendete Reaktion in Aufschlämmung zur Vermeidung der Auflösung des Cellulosederivat-Produktes in dem bei der Bildung vorhandenen Wasser in
einem Isopropanol-Medium durchgeführt wird, enthält der
feuchte Faserkuchen meist etwa 30 bis 60 Gew.% weiche
biegsame wassergequollene Fasern. Der prozentuale Anteil
hängt von der Wirksamkeit der Zentrifuge oder anderer, zum Austreiben des Reaktionsmediura aus den Faserprodukten ver-
Schlämmverfahren der oben beschriebenen Art werden die
Fasern meist in Form eines feuchten Faserkuchens erhalten. Wenn die zur Faserherstellung angewendete Reaktion in Aufschlämmung zur Vermeidung der Auflösung des Cellulosederivat-Produktes in dem bei der Bildung vorhandenen Wasser in
einem Isopropanol-Medium durchgeführt wird, enthält der
feuchte Faserkuchen meist etwa 30 bis 60 Gew.% weiche
biegsame wassergequollene Fasern. Der prozentuale Anteil
hängt von der Wirksamkeit der Zentrifuge oder anderer, zum Austreiben des Reaktionsmediura aus den Faserprodukten ver-
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wendeten Mittel ab. Der restliche, etwa 40 bis 70 Gew.% ausmachende Anteil des feuchten Faserkuchens besteht aus
Isopropanol und Wasser. Der 30 bis 60 Gew.% des feuchten Faserkuchens ausmachende Feststoffanteil enthält etwa 50
bis 70 Gew.% an teilweise wasserlöslichen und wasserquellbaren Cellulosederivatfasern, die zur Herstellung der vorliegenden,
verbesserten Cellulosederivat-Faserblätter geeignet sind. Der restliche Feststoffanteil des feuchten
Faserkuchens besteht aus Salzen, die als Nebenprodukte der Cellulosederivat-Faserbildungsreaktionen entstehen,
meist Natriumchlorid, weil die bevorzugten Cellulosederivatfasern im allgemeinen in Form ihrer Natriumsalze hergestellt
werden. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung
ist auch deswegen vorteilhaft, weil es die vollständige Entfernung dieser Nebenproduktsalze aus den Cellulosederivatfasern
während des nach der Blattbildung erfolgenden Verdrängungswaschens
sicherstellt. Zur vorteilhaften Durchführung des Blattbildungsverfahrens der Erfindung muss der
vorzugsweise feuchte Kuchen aus Cellulosederivatfasern bzw. müssen die in anderen Formen erhältichen Cellulosederivatfasern,
z.B. getrocknete Cellulosederivatfasern, zerlegt und zur Bildung einer Aufschlämmung dispergiert
werden. Wenn die Aufschlämmung gemäss einer Ausführungsform
der Erfindung aus dem feuchten Faserkuchen hergestellt wird und Reaktionssalze, meist Natriumchlorid, vorhanden
sind, werden diese Reaktionssalze vorzugsweise durch das
Aufschlämmen aus den Cellulosederivatfasern herausgelaugt und aus diesen entfernt.
Die üblicherweise zur Herstellung von potentiell wasserlöslichen und wasserquellbaren Cellulosederivatfasern verwendeten
Schlämm-Medien einschliesslich Aceton können als
wässrige Lösungen zur Dispersion durch Aufschlämmen verwendet werden.
309843/0943 ν
Methanol, Isopropanol und Mischungen dieser Alkohole in
wässrigen Lösungen werden für die Dispersionsaufschlämmung der Cellulosederivatfasern nach dem erfindungsgemässen
Verfahren bevorzugt. Das Verfahren wird daher im folgenden unter Bezugnahme auf die Verwendung dieser Stoffe erläutert.
Methanol ist das bevorzugte Schlämm-Medium zur Salzentfernung,
weil das normalerweise vorliegende Reaktionssalz, d.h. Natriumchlorid, in wässrigem Methanol besser
löslich ist. Wie unten ausführlicher beschrieben ermöglicht Isopropanol allein oder zusammen mit Methanol die Herstellung eines ausserordentlich weichen und zerklexnerungsfähigen
Blattproduktes.
Im Zusammenhang mit der Stufe der Schlämmdispersion ist es für eine gleichmässige Blattbildung vorteilhaft, wenn die
verwendete alkoholische Lösung eine ausreichend hohe Wasserkonzentration zur Auslösung der Faserquellung und zur Verminderung
der Faserflockung aufweist, die Konzentration aber ausreichend niedrig ist s um Faserauflösung zu vermeiden«, Um 'dieses zweifache Ziel zu erreichen, wird die
wässrige alkoholische Lösung für die Dispersion so eingestellt,-dass
sie vor dem Aufschlämmen der. Cellulosederivatfasern
etwa 32 bis 50 und vorzugsweise etwa 40 Gew.% Wasser enthält.'
Die Gewichtsmenge der als Schlämm-Medium verwendeten alkoholischen Lösung wird in bezug auf die darin dispergierten
und. aufgeschlammten Fasern so abgestimmt, dass in dem
wässrigen alkoholischen. Schlämm-Medium eine Faserkonzentration von etwa.0,5*bis 3% und vorzugsweise etwa 2 Gew.%
erzielt wird. Die oben angegebene Faserkonzentration im Schlämm-Medium ermöglicht eine gerührte und bewegte'Faseraufs
chlämmung, in der die Fasern gequollen und für die
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folgende Blattbildung gut getrennt sind. Als zusätzliches
Hilfsmittel für die Faserdispersion im Schlämm-Medium kann
die Aufschlämmtemperatur massig erhöht werden, weil dies
die Verbesserung der Dispersion in den hier verwendeten wässrigen alkoholischen Schlämm-Medien fördert. Temperaturen
von etwa 20 bis 500C und vorzugsweise 500C haben sich
zur Förderung der gewünschten Faserdispersion als besonders
vorteilhaft erwiesen.
Nach der Herstellung der Aufschlämmung aus dispergierten Fasern in den wässrigen alkoholischen Schlämm-Medien werden
die Fasern auf einem ebenen Bandfilter bzw. Siebband zu Blättern geformt. Siebe aus Polypropylen-Endlosfäden mit
einer Maschenweite von 0,25 χ 0,42 mm (60 χ 40 US-mesh)
haben sich für das vorliegende Verfahren als besonders wirksam erwiesen. Es können aber auch andere zur Bildung der
Faserblätter geeignete Filtermedien, welche den Abtropfgeschwindigkeiten
der vorliegenden Cellulosederivat-Faserdispersionen
entsprechen, für das Verfahren verwendet werden. V "
Sur Herstellung der Faserblätter können die zunächst angesetzten
Faserdispersionen mit wässrigen alkoholischen Lösungen, vorzugsweise mit rückgeführten alkoholischen
Waschlösungen wie unten erläutert auf Faser-Konsistenzwerte von etwa 0,5 bis 2,0 Gew.% eingestellt und in einen
für Papiermaschinen üblichen Stoffauflaufkasten eingeführt
werden. Die Faseraufschlämmung wird dann mit Papierherstellungs-Schlammgeschwindigkeiten
von etwa 1 bis 30, vorzugsweise 7,6 bis 15,2 m/min aus dem Stoffauflaufkasten auf
das Filtermedium bzw. Sieb aufgebracht. Grössere Geschwindigkeiten in den für die Papierherstellung üblichen Berei-
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-XO- :
chen sind möglich. So werden beispielsweise Wandergeschwindigkeiten
des Filtermediums von etwa 1 bis 30 m/min, insbesondere 7,6 bis 15,2 m/min, oder höhere Geschwindigkeiten
für die Bildung von Faserblattmaterial bevorzugt, das ein
Trockenbasisgewicht von etwa 49 bis 115 kg und vorzugsweise
etwa 95 kg hat, und zwar bezogen auf das Gewicht eines 500-Bogen-Ries. (48,2 χ 60,1 cm). Dies entspricht einem
2 2
Gewicht von etwa 300-800 g/m bzw. 65Ög/m . Nach dem Verfahren
der vorliegenden"Erfindung :können aber auch Faserblätter;:
mit anderen Basisgewichten hergestellt werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung hier unter Bezugnahme auf ebene Bandfilter ähnlich den für die Papierherstellung
üblichen Fourdrinier-Langsiebanlagen beschrieben wird, können die Cellulosederivat-Faserblätter mit Vorteil auch
auf anderen Arten üblicher Papiermaschinen hergestellt werden,' beispielweise Laboranlagen für die Herstellung
von Einzelblättern (Handschöpfanlagen), Zylindermaschinen
und Schrägdraht-Fourdrinier-Anlagen. Es ist besonders zu
betonen, dass jede zur Verwendung für die Durchführung des vorliegenden Verfahrens ausgewählte Blattbildungsanlage
bzw. Papiermaschine mit Geschwindigkeiten arbeiten muss, die dem Ab tropf verhalten der dispergierten Aufschlämmungen
entsprechen.' Diese Anpassung ist eine dem Fachmann ohne weiteres mögliche Massnahme.
Nach der Blattbildung wandern die gebildeten Faserblätter
auf dem Filtermedium nach vorne und werden der Verdrängüngswaschung
mit wässrigen alkoholischen Lösungen abnehmenden Wassergehalts unterzogen, die durch^Sprühdüsen oder andere·
übliche Verteilungseinrichtungen aufgetragen werden. Bei der Durchführung des für das erfindungsgemässe Verfahren
und das erfindungsgemässe Produkt kritischen Verdrängungs-
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Waschbehandlung soll das in dem gebildeten Blatt zunächst
noch vorhandene Wasser verdrängt und graduell vermindert werden. Die Verdrängungswaschung soll sicherstellen, dass
das Faserblatt vor dem Trocknen etwa 0,02 bis 0,5 und vorzugsweise
0,02 bis 0,3 Gewichtsteile freies Wasser zu Faser enthält. Vakuumdruckunterschiede von z.B. etwa 130 mm Hg,
die durch das Blatt und das Filter-Medium hindurch zur Einwirkung gebracht werden, haben sich zur Vervollständigung
der Verdrängung in den Waschstufen als zweckmässig erwiesen.
Bei der besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
wird die Verdrängungswaschung im Gegenstrom bzw. in .Gegenstromstufen
durchgeführt, wobei pro Gewichtsteil Faser etwa 10 bis etwa 50 und vorzugsweise etwa 30 Gewichtsteile
Methanol verwendet werden.
Gemäss anderen Ausführungsformen der Erfindung wird- ein
besonders weiches und zerkleinerungsfähiges Blatt durch
Eusatz von mindestens 6,9 Gewichtsteilen.Isopropanol pro
Gewichtsteil freies, d.h., .zwischen den Fasern bef ind- liches
Wasser, das in- der letzten Gegenstrom-Verdrängungs«=
Waschung in dem Faserblatt zurückbleibt? unter Bildung einer azeotropen Mischung mit dem Wasser Erhalten. Eine
solche Isopropanol-Verwendung kann entweder in-einer separaten abschliessenden Waschstufe oder zusammen mit der
abschliessenden Methylalkohol-Waschstufe erfolgen. Der Mechanismus der Bildung solcher ultraweicher Blätter ist
nicht vollständig geklärt, doch kann man annehmen, dass durch Verwendung einer derartigen Menge an Isopropanol in
der letzten Gegenstrom-Verdrängungswaschungsstufe alles
zurückbleibende freie Wasser in Form einer azeotropen Mischung bzw. Lösung gebunden wird. Die Fasern des Blattes
werden dann durch das Faserquellwasser gebunden,
309843/0943 . ' ' .
Die Verdrängungswaschung des gebildeten Faserblattes zur Einstellung des Wassergehaltes vor dem abschliessenden
Trocknen kann mit besonderem Vorteil in zwei bis fünf,
vorzugsweise drei bis vier Stufen, durchgeführt werden. Ferner hat es sich zur Herstellung des vorliegenden Blattmaterials
mit günstigen physikalischen Eigenschaften und Zerkleinerungsgüten als vorteilhaft erwiesen, wenn der
Wassergehalt des gebildeten Blattes graduell vermindert wird, d.h. es ist für die Qualität des Blattmaterials .
nachteilig, wenn das zunächst gebildete Blatt in der ersten Waschstufe nach der Blattbildung mit praktisch wasserfreiem
Methanol gewaschen wird. In dieser ersten Stufe wird wässriger
Alkohol mit mindestens 10 Gew.% Wasser bevorzugt.
Die bevorzugten Gegenstrom-Verdrängungswaschstufen werden in Gegenstromfolge längs des nach vorne wandernden Filtermediums
so angeordnet, dass-die wässrige alkoholische Waschflüssigkeit mit dem geringsten Wasseranteil in der Waschstufe zur Einwirkung kommt * die der folgenden Trocknungsstufe benachbart ist. Gemass einer bevorzugten Äusführungsform
der Erfindung und gemäss der obigen allgemeinen Arbeitsweise
werden drei Stufen Verdrängungswaschung mit wässrigem Alkohol vorgesehen, wobei in jeder Waschstufe pro
Gewichtsteilfaser in dem Faserblatt 20 bis 40 und vorzugsweise 30 Gewichtsteile Alkohol verwendet werden. In der
dem Trockner benachbarten Verdrängungswaschung ist die wässrige alkoholische Waschflüssigkeit praktisch trockenes
Methanol. In der zweiten Verdrängmgswaschstufe wird die
im Gegenstrom.rezirkulierte Waschflüssigkeit der ersten Stufe der Verdrängungswaschung verwendet, die etwa 10 Gew.%
Wasser enthält, das durch Verdrängungswaschung in der ersten Stufe aufgenommen worden ist. In der dritten Stufe der
Vefdrängungswaschung, d.h. der unmittelbar auf die Blatt-
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bildung folgenden Stufe, wird die rezirkulierte wässrige
Methanol-Waschflüssigkeit aus der zweiten Verdrängungswaschstufe
verwendet, die etwa 20 Gew.% Wasser enthält.
Auch zwei-, vier- und fünfstufige Verdrähgungswaschoperationen
sind vorteilhaft und können in ähnlicher Weise mit den resultierenden, ausgeglichenen unterschieden im Wassergehalt
der alkoholischen Waschflüssigkeit in den einzelnen Stufen der Verdrängungswasehung durchgeführt werden.
Alle Formen der" bevorzugten Verdrängungswaschbehandlung
beruhen darauf, dass zunächst eine Waschung des gebildeten Blattes unmittelbar nach der Blattbildung mit alkoholischer
Waschflüssigkeit vermieden wird, die weniger als etwa 10 Gew.% Wasser enthält. Dadurch soll sichergestellt werden,
dass das Blatt nicht glasiert wird, obwohl auch eine solche Arbeitsweise in den Rahmen der Erfindung fällt. Es ist zu
bemerken, dass eine nahe räumliche Anordnung der Waschstufendüsen oder anderen Verteilungsmittel bevorzugt wird, um
zwischen den Verdrängungswaschstufen einen Luftdurchgang durch das Blatt zu vermeiden. Es hat sich gezeigt, dass
eine derartige Luftdurchströmung erneut Wasser aus der
atmosphärischen Luft in das Blatt einführt.
Wichtig ist, dass die physikalischen bzw. mechanischen
Eigenschaften bzw. die Zerkleinerungsfähigkeit durch Einstellung der Verdrängungswaschrate bzw. Wasserzugabe in
der Verdrängungswaschstufe gesteuert werden kann, die der Trocknungsstufe benachbart ist, damit unmittelbar vor dem
Trocknen ein Faserblattwassergehalt von etwa 0,02 bis 0,5 und vorzugsweise etwa 0,02 bis 0,3 Gewichtsteile Wasser
pro Teil Cellulosederivatfaser sichergestellt ist. Höhere Endwerte des Wassergehalts im Faserblatt unmittelbar vor
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der Trocknung wirken in Richtung auf eine Versteifung des
als Produkt erhaltenen Blattes und bewirken eine Verminderung der Zerkleinerungsgüte. Niedrigere Endwerte des Wassergehaltes
im Faserblatt unmittelbar vor der Trocknung wirken in Richtung auf eine Verminderung der Festigkeitseigenschaften und eine Erhöhung der Zerkleinerungsgüte
des Faserblatt-Produktes.
Bei der Durchführung des vorliegenden Verfahrens ist es
wichtig, besonders auf die Einhaltung.der angegebenen niedrigen
Werte der Gewichtsteile Wasser zu Faser zu achten. Man kann annehmen, dass die Verdrängungswaschung des vorliegenden
Verfahrens das freie Wasser zwischen den wassergequollenen
Fasern in erheblichem Ausmass beeinflusst, aber nicht das in den Fasern selbst zurückgehaltene Wasser.
Wie oben angegeben, ist der Zusatz von Isopropanol zur Verdrängungswaschf lüssigkeit in der Methanol-Verdrängungswaschstufe,
welche der Trocknungsstufe benachbart ist, in den für azeotrope Mischung mit dem restlichen Wasser
erforderlichen Mengen vorteilhaft. Das Isopropanol kann
auch in einer gesonderten Waschstufe unmittelbar vor der Trocknung auf das Faserblatt aufgebracht bzw. diesem zugeführt
werden. Derartige Zusätze von Isopropanol ergeben ein weicheres Faserblattprodukt mit erhöhter Zerkleinerungsgüte. -
Nach der Einstellung des Endwassergehaltes des .Faserblattes
für die gewünschten Blatteigenschaftskennwerte wird das Faserblatt getrocknet. Für das Trocknen sind übliche Trocknungsanlagen
geeignet, die sich zum Betrieb mit entflammbaren Lösungsmitteln eignen. Auch Trommeltrockner, Trog-Tunneltrockner
und Lufttrockner, in welchen erhitzte Luft
oder Inertgas durch das Faserblatt geführt wird, sind für
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diesen Zweck verwendbar. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das Blatt dadurch getrocknet,
dass Inertgas', z.B. Stickstoff, von etwa 1200C in einem
2 Masse von etwa 2,4-3,7 Liter pro Minute pro cm des zu trocknenden Blattes durch das Faserblatt geführt wird.
Unter solchen Trocknungsbedingungen sind Trocknungszeiten
von etwa 4 Minuten zweckmässig. Das getrocknete Faserblattprodukt kann längs bzw. quer zerschnitten, zu Blättern
verarbeitet oder gewünschtenfalls aufgewickelt werden,
und zwar mit den für die Lagerung und Handhabung üblichen Einrichtungen.
Das bevorzugte getrocknete kohärente Faserblattprodukt des vorliegenden Verfahrens hat, wie oben erwähnt, ein
Grundgewieht von etwa 49 bis 115 kg, vorzugsweise etwa 95 kg, bezogen auf das Gewicht eines 500-Bogen-Ries
(48,2 χ 60,1 cm). Ein derartiges Blattmaterial hat eine
Dicke von etwa 1,2 bis etwa 3,1 mm und vorzugsweise etwa
1,5 bis 2 mm, und zwar in Abhängigkeit ψοη dem während
der Blattbildung und Trocknung auf das Blatt einwirkenden Walzdruck. Wie oben erwähnt, können nach dem erfindungsgemässen
Verfahren auch Faserblätter mit anderen Grundgewichten hergestellt werden. Derartige Faserblätter werden
entsprechende Dicken haben und die angegebenen Zerkleinerungsgüten aufweisen. Ausser den oben genannten physikalischen
bzw. mechanischen Eigenschaften haben die Faserblätter der vorliegenden Erfindung eine Zerkleinerungsgüte
gemäss der Definition im folgenden Abschnitt von etwa 0,1 bis 30, vorzugsweise etwa 0,1 bis 20. Das Erreichen einer
derart ausgezeichneten Zerkleinerungsgüte bei kohärenten Faserblättern aus den angegebenen Fasern kann als überraschende
Bereicherung der einschlägigen Technik angesehen werden, weil aus Faseraufschlamraungen gebildete und direkt
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-Lb-
getrocknete Blätter Zerkleinerungsgüten von etwa 80 aufweisen.
Die Test-Ergebnisse der Zerkleinerungsgüte, auf die oben
und in den folgenden Beispielen Bezug1 genommen wird, wurden
nach der im folgenden beschriebenen Schnellzerlegungs-Testmethode
erhalten: Proben getrockneter Faserblätter werden über Nacht bei 50% relativer Luftfeuchtigkeit und
22 C konditioniert. Die konditionieren Proben aus getrocknetem Faserblatt werden dann zu quadratischen Stücken
(25 χ 25 mm) zerschnitten. Mehrere derartiger Stücke mit
einem Gesamtgewicht von 10 bis 12 g werden gewOgen und
das Probengewicht festgestellt. Die gewogene Probe aus
quadratischen Stücken von 25 χ 25 mm wird in eine Mischanlage
("Waring Blender", Modell Nr. CB-5) mit stumpfen Schneiden gebracht und 15 Sekunden bei der kleinsten Arbeitsgeschwindigkeit
(16,500 U/min) durchgearbeitet. Die gebildeten Fasern werden ohne Verdichtung auf die Oberseite eines
Siebs mit einer lichten Maschenweite von 1,4 mm (14 raesh-üS)
gebracht, das zwischen zwei luftdichten Kammern angeordnet
ist. In;die obere Kammer wird Druckluft eingeführt, so
dass die Fasern heftig bewegt, aber nicht weiter zerkleinert werden, während die untere Kammer zur Entfernung der
durch das Sieb hindurchgehenden Fasern mit einer Absauganlage verbunden wird* Die Druckluft und Absauganlage wirken
έο zusammen, dass an dem Sieb ein Durckunterschied von
52 mm Hg anliegt. Die Dauer der Einwirkung des Druckunterschiedes
beträgt 2 Minuten. Die auf der Oberseite des Siebes mit Mascheriweiten von 1,4 mm zurückbleibende - Faserfraktion
und die durch das Sieb hindurchgehende Fraktion werden gesammelt und gewogen. Der prozentuale Anteil des
gesamten Fasergewichts, der auf dem Sieb mit Maschenweite von 1,4 mra zurückbleibt, wird festgehalten. Der Schnell-
30 984 3/0943
Zerlegungstest wird mindestens zweimal und vorzugsweise
zehnmal wiederholt und das rechnerische Mittel als Testergebnis festgehalten. Grössere Zahlen des Schnellzerlegungstests
zeigen eine geringere Zerkleinerungsgüte an, während niedrigere Testzahlen des"Schnellzerkleinerungstests eine
leichtere Zerkleinerung und eine höhere Zerkleinerungsgüte anzeigen. Die in den Beispielen angegebenen Werte
des "Mullen"-Tests und der Zugfestigkeitsprüfung wurden
nach den in der Papiertechnik üblichen Testmethoden bestimmt.
Die folgenden Beispiele erläutern vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens zur Herstellung von blattförmigen
Cellulosederivatprodukten mit vorteilhaften physikalischen
Eigenschaften. .
Beispiele 1-4
Zur Herstellung von handgeschöpften Blättern auf Laboranlagen
wurden mindestens teilweise wasserlösliche, nach dem in der US-Patentschrift 3,589,364 beschriebenen Verfahren
hergestellte und dort als CLD-Fasern bezeichnete Pasern in einer alkoholischen Lösung aufgeschlämmt, die 60% Methanol
und 40 Gew.% Wasser enthielt. Die Faseraufschlämmung wurde
bei 500C gebildet und enthielt 0,5 Gew.% Fasern. Nach Verteilung
der Fasern in der Aufschlämmung durch Rühren wurden auf einer üblichen Laborhandschöpfanlage Einzelblätter mit
einem Grundgewicht von 100 kg, bezogen auf das Gewicht eines 500-Bogen-Ries (48,2 χ 60,1 cm), entsprechend einem
Flächengewicht von etwa 690 g/m hergestellt. Die gebildeten Faserblätter wurden der VerdrängungsWaschung in drei
Stufen mit wässrigen Methanollösungen ausgesetzt, wobei in jeder Waschstufe pro Teil Fasergewicht in den gebildeten
Faserblättern 20 Gewichtsteile wässrige Methanollösungen verwendet wurden.
309843/0943
Die erste Waschstufe nach der Blattbildung wurde mit der
angegebenen Menge an wässriger Methanollösung durchgeführt,
die einen solchen Wasseranteil aufwies, dass die wässrige alkoholische Lösung 80 Gew.% Methanol und 20 Gew.% Wasser
enthielt.
Die zweite Waschstufe wurde mit der gleichen angegebenen
Menge an wässriger Methanollösung pro Teil Fasergewicht
in den gebildeten Faserblättern durchgeführt. Die wässrige Methanollösung in der zweiten Waschstufe enthielt soviel
Wasser, dass die alkoholische Lösung aus 90 Gew.% Methanol und 10 Gew.% Wasser bestand.
Die dritte Waschstufe vor der Blatttrocknung wurde mit der gleichen Menge an wässriger Methylalkohollösung durchgeführt,
wobei der Wassergehalt für die Beispiele 1 bis 4 jeweils verändert wurde. Der Wassergehalt der in den obigen
Waschstufen verwendeten wässrigen alkoholischen Lösung wurde dem Wassergehalt von wässrigen alkoholischen Waschlösungen
angenähert, wie sie bei der kontinuierlichen Durchführung des vorliegenden Verfahrens verwendet werden.
Im Beispiel 1 enthielt die dritte Waschstufe 0% Wasser, während die dritte Waschstufe in Beispiel 2 2,5 Gew.%
Wasser enthielt. In ähnlicher Weise wurden in Beispiel 3 in der abschliessenden Waschstufe 5,0 Gew.% Wasser vorgesehen,
in Beispiel 4 dagegen 10 Gew.% Wasser. Die Beispiele 1 bis 4 zeigen die Bildung der vorliegenden Faserblätter
auf Labor an lagen und die bevorzugte Aus führungs form, bei welcher das gebildete Faserblatt der stufenweisen Verdrängungswaschung mit wässrigen alkoholischen Lösungen von
graduell abnehmendem Wassergehalt ausgesetzt wird.
Nach der dritten Stufe der Verdrängungswaschung wurden die
309 8:43/094 3
Faserblätter der Beispiele 1 bis 4 mit einem Labor-Trommeltrockner
getrocknet und auf ihre Zerkleinerungsgüte untersucht. Die Ergebnisse des Zerkleinerungsgüte-Tests sind
zusammen mit den Gewichtsteilen Wasser pro Gewichtsteil Faser in den Faserblättern vor dem Trocknen der folgenden
Tabelle I wiedergegeben.
TABELLE I | Serklelnerungs- qüte |
|
Beispiel | Teile Wasser pro Teil Faser bis . Trocknung (Gew.) |
2,3 |
I | 0,125 | 9,8 |
II | 0,144 | 7,9 |
III | 0,216 | 14,3 |
IV | 0,384 | |
Die als Produkt erhaltenen Faserblätter der Beispiele 1
bis 4 waren kohärent, d.h. in sich; zusammenhängend, zeigten
eine ausgezeichnete Zerkleinerungsgüte and eigneten sich für Präzisionsgewichtsdisperlon aasfter Zerteiluxig zux Herstellung
von Faserkombinationsprodukten für hygienische
und chirurgische Verwendungszwecke. Die Verfahren der Beispiele 1 bis 4 wurden auch zur Herstellung ähnlicher Faserblattprodukte
aus Natriumcarboxymethylcellulosefasern angewendet.
Beispiele 5-7
Nach dem Verfahren von Beispiel 1 wurden weitere handgeschöpfte
Blätter mit der Abänderung hergestellt, dass die zum Aufschlämmen der mindestens teilweise wasserlöslichen und
wasserquellbaren Fasern vor der Blattbildung verwendete wässrige alkoholische Lösung bezüglich ihres Wassergehaltes
verändert wurde.. In Beispiel 5 enthielt die alkoholische
3098A3/0943
Äufschlämmlösung 36 Gew.% Wasser, in Beispiel 7 dagegen
44 Gew.% Wasser. Die in Beispiel 6 verwendete alkoholische Aufsch'iämmlösung enthielt 40 Gew.% Wasser wie in Beispiel 1.'
Die Beispiele 5 bis 7 wurden zur -Erläuterung der Wirkung
wechselnder Wasseranteile der alkoholischen Aufschlämmlösung
auf die Blattbildungsqualität durchgeführt. Die getrockneten Faserblattprodukte der Beispiele 5 bis 7 wurden visuell
auf ihre Formationsqualität, d.h. die Gleichmässigkeit der
Faserverteilung in dem Blatt, untersucht und auf ihre Zerkleinerungsgüte geprüft«, Die Ergebnisse sind in der
folgenden Tabelle II zusammengestellt. '
TABELLE | II | Zerkleinerungs güte |
|
Beispiel | % Wasser in der alkoholischen Schlämmlösung {Gew.) |
Formations qualität |
2'3 1,8 3,2 |
¥ ■ . ¥1 ' VII |
36 40 . . 44 |
schlecht gut am besten |
|
Die kohärenten Faserblattprodukte der Bei-spiele 5 bis 7
sind für genaue Gewichtsverteilung durch Zerteilung auf die Oberflächen von Babywindeln geeignet. Nach der Arbeitsweise
von Beispiel 1 können ähnliche Faserblattprodukte mit der Abänderung hergestellt werden, dass die einleitende
Schlämmfaserdispersion bei 20 C durchgeführt wird.
Aus seibstnetzenden^ vernetzten Carboxymethylcellulösefasern
wurden in kontinuierlichem Blattbildungsbetrieb kohärente
Faserblätter hergestellt. Die Fasern wurden zuerst durch Rühren in einer alkoholischen Lösung, die 57 Gew.% Methanol
" 309843/0943
und 43 Gew.% Wasser enthielt, aufgeschlämmt und dispergiert.
Die Schlämmdispersion enthielt 3 Gew.% Faser und hatte eine Temperatur von 50 C. Vor der Einführung in einen üblichen
Stoffauflauf für kontinuierliche Blattherstellung wurde die Aufschlämmung mit genügend wässrigem Methanol
versetzt, um die Faserkonsistenz in der Stoffauflauf-Aufschlämmung
auf 3 Gew.% zu verringern.
Die Faseraufschlämmung wurde dann durch den Schlitz des
Stoffauflaufs auf einen bewegten, kontinuierlichen Bandfilter
aufgetragen, der aus einem Tuchgeweb-Filtermedium aus Polypropyleh-Endlosfäden (Maschenzahl 0,25 χ 0,42 mm
entsprechen 60 χ 40 mesh-US) besteht, so dass ein kontinuierliches Blatt, d.h. eine blattförmige Bahn mit einem
Trockenbasisgewicht von 95 kg, bezogen auf das Gewicht eines 500-Bogen-Ries (48,2 χ 60,1 cm} entsprechend einem
Flächengewicht von etwa 650 g/m gebildet wurde.
In Beispiel 8 wurde die laufende Bahn dann im Gegenstrom
einer vierstufigen Verdrängungswaschung unterworfen, wobei als Waschflüssigkeit in jeder Waschstufe eine alkoholische
Lösung verwendet wurde, die pro ο Gewichtsteil Blattfasern 30 Gewichtsteile Methanol enthielt. Die Arbeitsweise des
Gegenstromwaschens erfolgte so, dass die laufende Bahn
umittelbar vor der Trocknung der Verdrängungswaschung mit der angegebenen Menge an Methanol mit 0 Gew.% Wasser unterworfen
wurde. Die restlichen drei Stufen des Gegenstromwaschens wurden aufeinanderfolgend in Richtung zum Stoffauflauf
und im Gegenstrom zum kontinuierlichen Vorlauf der Faserbahn durchgeführt. Von der Gegenstromrichtung
zur Richtung der Vorwärtsbewegung der Faserblattbahn betrachtet, wurde jede Verdrängungswaschstufe mit der angegebenen
Menge Methanol zusammen mit aus dem Faserblatt
309843/0943
in der vorangehenden Verdrängungswaschung aufgenommenen Wasser durchgeführt. In den vier aufeinanderfolgenden
Gegenstrom-Verdrängungswaschstufen betrug der Wassergehalt der wässrigen alkoholischen Waschflüssigkeit 0%, 3-7%,
7,12% bzw. 19-24%, und zwar bestimmt anhand einzelner, während des kontinuierlichen Betriebs genommener Proben.
Ein ähnlicher kontinuierlicher Blattbildungsbetrieb kann auch mit 2 bzw. 5 Stufen Gegenstrom-Verdrängungswaschung
durchgeführt werden= Beim Betrieb mit zwei Stufen Gegenstromwaschung
muss allerdings genau darauf geachtet werden, dass in der begrenzten Anzahl von Waschstufen eine
wirksame Verdrängung erzielt v/ird.i ·
Nach der Gegenstrom-Verdrängungswaschung wurde das Faserblatt
getrocknet, indem Stickstoff mit 1200C in einer Menge
2
von 3 Liter pro Minute pro cm der kontinuierlich-^ bewegten Faserbla-ttbahn während 4 Minuten durch das Blattmaterial hindurchgeführt wurde. Aehnliche Trocknungsbehandlungen können auqh bei anderen Temperaturen und anderen .Stickstof f-Durchleitungsraten erfolgen, wobei sich di'e Trocknungsseiten entsprechend ändernβ " -
von 3 Liter pro Minute pro cm der kontinuierlich-^ bewegten Faserbla-ttbahn während 4 Minuten durch das Blattmaterial hindurchgeführt wurde. Aehnliche Trocknungsbehandlungen können auqh bei anderen Temperaturen und anderen .Stickstof f-Durchleitungsraten erfolgen, wobei sich di'e Trocknungsseiten entsprechend ändernβ " -
Das Faserblatt von Beispiel 9 tfurde wie das von Beispiel 8.,
jedoch mit'der Abänderung hergestellt, dass das.Faserblattunmittelbar
vor der Trocknung und nach der Verdrängungswaschung mit dem 0 Gew.S Wasser enthaltenden Methanol
mit 6,9 Gewichtsteilen Isopropanol pro Teil des in dem
Faserblatt zurückgebliebenen Wassers behandelt wurde. Ein ähnliches Blattprodukt wird auch dann erhalten, wenn das ·
Isopropanol zusammen mit dem reinen Methanol, das in der vorangehenden Stufe des Gegenstrom-Verdrängungswaschens
verwendet wird, aufgebracht wird. ^
'309843/09 43
Die in den Beispielen 8 und 9 erhaltenen getrockneten kohärenten Faserblätter wurden auf Zerkleinerungsgüte getestet.
In Beispiel 8 wurde eine Zerkleinerungsgüte von 5,5, in Beispiel 9 eine solche von 0,5 ermittelt. Diese
Ergebnisse zeigen, wie die Zerkleinerungsgüte erfindungsgemäss durch Verwendung von Isopropanol unmittelbar vor
dem Trocknen verbessert werden kann.
Beim kontinuierlichen Betrieb der Blattbildung gemäss Beispiel
8 kann eine nicht.genügend wirksame Verdrängung in den Waschstufen zu einem kohärenten Faserblattprodukt
führen, das eine Zerkleinerungsgüte von 30 aufweist. Zerkleinerungsgüten
von 0,1 können erzielt werden, wenn der Isopropanolanteil in Beispiele von 6,9 Teilen auf 15 Teile
erhöht wird. Die erhaltenen kohärenten Faserblattprodukte lassen sich gut aufrollen und eignen sich zur Zerkleinerung
und Zerteilung für" die Herstellung hygienischer «nd chirurgischer Produkte,
Beispiele 10 - 17
Zur Erläuterung der Wirkung der Veränderung der Gewichtsteile Wasser pro Gewichtsteil Faser in den Faserblättern.
der vorliegenden Erfindung unmittelbar vor dem Trocknen auf die Blatteigenschaften wurden die Arbeitsweise der
Beispiele 1-4 mit der Abänderung wiederholt, dass der Wassergehalt in der dritten Stufe des Alkoholwaschens unmittelbar
vor der Blatttrocknung in der in der folgenden Tabelle III dargestellten Weise abgeändert wurde. Dort
sind die Gewichtsteile Wasser pro Gewichtsteil Faser im Faserblatt vor der abschliessenden Trocknung in Beziehung
zu den Faserblatteigenschaften ausweislich des "Mullen"-Tests (Blattelastizität und Bersteigenschaften) und der
Reissfestigkeitswerte gesetzt.
309843/0943
TABELLE III | Gew.Teile Wasser pro Gew.Teil Faser zur Trocknung |
"Mullen"- Test , (kg/cm'2) |
Zugfestig keit (kg/cm) |
|
Beispiel | Gew.% Wasser in der letzten Verdrängungs- waschung |
0,079 | 3,7 | 0,20 |
X | O | 0,094 | 3,5 | 0,32 |
XI | 2 | 0,167 | 2,8 | 0,64 |
XII | 4 | 0,238 ; | 2,8 | 1,41 |
XIII | 6 | 0,274 | 4,1 | 2,22 |
XIV | 8 | 0,352 | 4,2 | 3,52 |
XV | 10 | 0,413 . | 5,1 | 7,02 |
XVI | 12 | 0,442 | ' 7,8 | 10,50 |
XVII | 14 |
Die Faserblattprodukte der Beispiele 10 - 17 hatten Zerkleinerungsgüten
von 5-30, d.h. die Produkte lassen sich leicht zerkleinern, und ihre physikalischen bzw. mechanischen
Eigenschaften zeigen ihre Eignung zur Handhabung und Zerkleinerung gemäss der vorliegenden Erfindung.
Eigenschaften zeigen ihre Eignung zur Handhabung und Zerkleinerung gemäss der vorliegenden Erfindung.
Die erläuterten: Arbeitsweisen sind nur als Beispiele aufzufassen.
Für den Fachmann ergibt sich ohne weiteres, dass
die oben angegebenen speziellen Fasern, Alkohole und Betriebsbedingungen geändert werden können und dass andere Fasern,
organische Aufschlämm-Medien und Verdrängungswasch-Alkohole mit ähnlichen physikalischen Eigenschaften erfindungsgemass verwendet werden können. Allgemein ermöglicht die Erfindung die Herstellung von Faserblättern mit physikalischen Eigenschaften, die je nach den gewünschten Zielen innerhalb
weiter Grenzen geändert werden können.
die oben angegebenen speziellen Fasern, Alkohole und Betriebsbedingungen geändert werden können und dass andere Fasern,
organische Aufschlämm-Medien und Verdrängungswasch-Alkohole mit ähnlichen physikalischen Eigenschaften erfindungsgemass verwendet werden können. Allgemein ermöglicht die Erfindung die Herstellung von Faserblättern mit physikalischen Eigenschaften, die je nach den gewünschten Zielen innerhalb
weiter Grenzen geändert werden können.
309843/0943
Claims (14)
- PATENTANSPRÜCHEL. Verfahren zur Herstellung von in sich zusammenhängenden Faserblättern aus mindestens teilweise wasserlöslichen und wasserquellbaren Cellulosederivatfasern, gekennzeichnet durch(a) Bildung einer Schlämmfaserdispersion der Fasern mit einer Faserkonsistenz von etwa 0,5 bis 3 Gew.% in einem wässrigen organischen Schlämm-Medium, das etwa 32 bis 50 Gew.% Wasser enthält,(b) Bildung eines Faserblattes aus der Schlämmdispersion auf einem Filtermedium,(c) Waschen des Faserblattes in 2 bis 5 Stufen einer alkoholischen Verdrängungswaschung, wobei in jeder Waschstufe etwa 10 bis etwa 50 Gewichtsteile Alkohol pro Teil Cellulosederivatfaser in dem Faserblatt verwendet werden, um den Wassergehalt des Faserblattes graduell auf etwa 0,02 bis 0,5 GewichtsteiIe-Wasser pro Gewichtsteil Cellulosederivatfaser zu verringern, und(d) Trocknen des gewaschenen Faserblattes zur Erzeugung von in sich zusammenhängendem Faserblatt mit einer Zerkleinerungsgüte von etwa 0,1 bis 30.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Schlämm-Medium eine wässrige alkoholische Lösung mit 32-50 Gew.% Wasser verwendet wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch(a) Bildung der Schlämmfaserdispersion bei etwa 20 bis 500C in wässriger Methanollösung, xCb) Bildung der Faserblätter mit einem Grundgewicht von2 ■
etwa 300-800 g/m auf dem Filtermedium, das mit eine Geschwindigkeit von etwa 1 bis 30 m/min wandert«, und309843/0943(c) Durchführung der alkoholischen Verdrängungswaschung mit Methanol im Gegenstrom. ^ - 4. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass(a) die Schlämmfaserdipersion mit einer Faserkonsistenz von etwa 2 Gew.% bei etwa 50°C in einer wässrigen Methanollösung gebildet wird, die et via 1IQ Gew.% Wasser enthält,(b) die Faserblätter mit einem Grundgewicht von etvra 650 g/mgebildet werden und die Wande.rungsgescixwindigkeit des Filtermediums etwa'. 7»5· bis m/min beträgt, und(c) das Faserblatt der alkoholischen Verdrängungsviaschung im Gegenstrom in 3 bis k Stufen unter Verwendung von etwa 30"Gewichtstellen Methanol pro Teil Cellulosederivatfaser unterzogen wird, um den-Massergehalt des Faserblattes graduell auf etwa 0,02 bis 0,3 Gewichtsteile Wasser pro Gewichtsteil Cellulosederivatfaser zu verringern. . . ·
- 5«. Verfahren nach Anspruch 3S dadurch gekennzeichnet, dass auf das gewaschene Faserblatt in der letzten Stufe der Methanol-Verdrängungswaschung in Schritt; (c) vor dem Trocknen mindestens 6,9 Gewichtsteile Isopropy!alkohol pro Teil Wasser s das in dem gewaschenen Faserblatt zurückbleibt, aufgebracht werden, · · -
- 6. Verfahren nach Anspruch 32 dadurch gekennzeichnet, dassauf das gewaschene Faserblatt in einer gesonderten abschliessenden Waschstufe .in Schritt (c) vor dem Trocknen mindestens 6S9 bis 15 Gewichtsteile Isopropylalkohol pro Teil Wassers das in dem gewaschenen Faserblatt zurückbleibt, aufgebracht werden.
- 7. Verfahren nach Anspruch 3S dadurch gekennzeichnet s dass zum Bewirken des Trocknungsschrittes (d) Intertgas mit etwa120 C In einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 2,4 bis2 '
3,7 Liter pro Minute pro cm des zu trocknenden Blattes während etwa 4 Minuten durch das gewaschene Faserblatt hindurchgeleitet wird. - 8. In sich zusammenhängendes Faserblattprodukt, das aus mindestens teilweise wasserlöslichen und wasserquellbaren Cellulosederivatfasern gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Blattprodukt eine Zerkleinerungsgüte von etwa 0,1 bis 30 besitzt.
- 9. Faserblatt nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Grundgewicht von etwa 300-800 g/m und eine Dicke von etwa 1,2 mm bis etwa 3,1 mm besitzt. - '■
- 10. Faserblatt nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Dicke von etwa 1,5 mm bis etwa 2,1 ram und eine Zerkleinerungsgüte von etwa Qf± bis 20 besitzt,,
- 11. Faserblatt nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass2 es ein Basisgewicht von etwa 650 g/m besitzt»
- 12. Faserblatt nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet? dass es aus mindestens teilweise wasserlöslichen und wasserquellbaren Natriumcarboxymethylcellulosefasern gebildet ist.
- 13. Faserblatt nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es aus mindestens teilweise wasserlöslichen und wasserquellbaren, nass mit Epichlorhydrin vernetzten Cellulosederivatfasern gebildet ist.309843/0943
- 14. Faserblatt nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es aus selbstbenetzenden Fasern aus vernetzter Carboxymethylcellulose gebildet ist.Für:The Buckeye Cellulose Corporation Cincinnati, Ohio, V.St.A.(Dr.PI.'hr.Beil)Rechtsanwalt309843/09 A3
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