DE2356645A1 - Verfahren zur herstellung von faservliesen - Google Patents
Verfahren zur herstellung von faservliesenInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung von Faservliesen
Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von Faservliesens
S0B0 von ebenen Blättern und Bahnen oder dreidimensionalen
Gebilden9 und sie bezieht sich ferner auf die nach
diesen Methoden hergestellten Faservliese«
diesen Methoden hergestellten Faservliese«
Faservliese werden normalerweise durch Nassablegen nach herkömmlichen
Papierherstellungsmethoden oder aber durch Trockenablegen
hergestellt«
Die Nassablegemethoden haben den Vorteil, dass sie eine verhältnismässig
preiswerte Erzeugung mit hohem Ausstoss ermöglichen s haben aber den Nachteil, dass sie sich nicht gut zur
Herstellung von Faservliesen aus synthetischen Polymerisatfasern
eigneng die im Vergleich zu den zur Papierherstellung
üblicherweise verwendeten Cellulosefasern verhältnismässig
lang sind- -
üblicherweise verwendeten Cellulosefasern verhältnismässig
lang sind- -
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Die bekannten Trockenablegemethoden bieten den Vorteil, dass
sie die Herstellung von Vliesen aus synthetischen Polymerisatfasern
ermöglichen, haben aber andererseits den Nachteil, dass die Erzeugungsgeschwindigkeit normalerweise für die
grosstechnische Anwendung zu gering ist.
Ein besonderes Problem bei der Herstellung von Faservliesen aus synthetischen Polymerisatfasern liegt - unabhängig von
der Art der Herstellung - darin, dass die Fasern normalerweise eine solche Form haben, dass sie sich in dem Vlies
nicht so aneinander binden, wie es bei den für die Papierherstellung üblichen gemahlenen Cellulosefaser der Fall ist,
und dass es daher normalerweise notwendig ist, zusätzliche Bindemittel zu verwenden öfter die Fasern miteinander zu verschmelzen,
um ein Faservlies von ausreichender Festigkeit zu erhalten. Die Anwendung von Bindemitteln oder das Verschmelzen
der Fasern können aber die textilartigen Eigenschaften, z.Bt
Weichheit und Fall, der Faservliese beeinträchtigen.
Ein anderes Problem, das sich bei der Herstellung von Faservliesen
aus synthetischen Polymerisatfasern durch Nassablegen unter Verwendung von Wasser ergibt, beruht auf der hydrophoben
Natur dieser Fasern, die dazu führt, dass die Fasern sich" normalerweise schwierig in Wasser dispergieren lassen, und
dass es normalerweise schwer ist, aus solchen Fasern Vliese herzustellen, in denen die Fasern durch und durch gleichmässig
verteilt sind.
Der üblichste Ausgangsstoff für synthetische Polymerisatfasern für die Herstellung von Vliesstoffen sind Polymerisatstapelfäsern.
Gemäss der britischen Patentschrift 868 651 werden synthetische Polymerisatfasern hergestellt, indem man
das betreffende Polymerisat, während es frisch in gequollenem Zustande ausgefällt wird, einem starken Seher- und/oder Mahlvorgang
unterwirft, um es in eine Form umzuwandeln, die eine nicht-starre, fibrillenförmige oder bandförmige Teilchenstruk-
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tür aufweist, bei der eine Abmessung der Teilchen viel grosser
ist als die beiden anderen, oder bei der zwei Abmessungen
der Teilchen viel grosser sind als die dritte. Die genannte
Patentschrift beschreibt insbesondere die Einwirkung des Scher- und/oder Mahlvorganges auf das Polymerisat, während es
aus Lösung ausgefällt wird.
Nach einem solchen Verfahren hergestellte synthetische Polymerisatfasern
können in ihrer.form, ihrer Grosse und ihren Oberflächeneigenschaften Cellulosefaser, oder anderen Naturfasern
ähnlicher sein als die herkömmlichen Stapelfasern aus synthetischen Polymerisaten und können sich daher zur Herstellung
von Vliesstoffen von ausreichender Festigkeit eignen. Auf diese Weise hergestellte synthetische Polymerisatfasern
haben aber immer noch den Nachteil, dass sie sich schwer in Wasser dispergieren lassen.
In der britischen Patentschrift 1 329 409 und der deutschen
Patentanmeldung P 23 29 517.2 sind Verfahren zur Herstellung
von Faservliesen beschrieben, die von verschäumten Faserdispersionen
Gebrauch aachen, welche hergestellt werden, indem man eine ein Tensid enthaltende Flüssigkeit (normalerweise
Wasser) in Gegenwart eines Gases (normalerweise Luft) einer starken Scherung unterwirft, so dass sich ein verschäumtes
flüssiges Medium bildet, in dem das Gas in Form von Blasen in der Flüssigkeit verteilt ist, wobei man Fasern in die Flüssigkeit
vor, während oder nach dem Verschäumen einführt und die so erhaltene verschäumte Faserdispersion auf einem durchlochten
Träger ablegt, so dass die Flüssigkeit durch den Träger abläuft und auf dem Träger ein Faservlies hinterbleibt.
Nach solchen Verfahren ist es möglich, Faservliese mit guter Formation, d.h. durch und durch guter Faserverteilung, aus
Fasern, die wesentlich länger sind als die zur Papierherstellung üblicherweise verwendeten Cellulosefasern, mit höheren ·
Erzeugungsgeschwindigkeiten herzustellen, als es nach den be-
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43 496 tf ·
kannten Trockenablegemethoden möglich ist. Dies liegt daran,
dass das verschäumte flüssige Medium unter hohen Spannungen, wie sie beim Dispergieren der Fasern in dem Medium und beim
Ablaufen der flüssigkeit aus der Dispersion durch den durchlochten Träger auftreten, eine niedrige Viscosität hat, so
dass sich die Pasern gut in dem flüssigen Medium verteilen und die flüssigkeit schnell durch den durchlochten Träger abläuft,
und dass andererseits das flüssige Medium unter niedrigen Spannungen eine hohe Viscosität hat, so dass die Pasern
zwischen dem Zeitpunkt der anfänglichen Dispergierung und dem Zeitpunkt des Ablaufens durch den durchlochten Träger
in der verschäumten Flüssigkeit gut dispergiert bleiben.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Faservliesen, bei dem eine ein Tensid enthaltende Flüssigkeit
in Gegenwart von Luft einer starken Scherung unterworfen wird, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man
durch Zusatz einer Lösung eines synthetischen Polymerisats zu der Flüssigkeit während der Einwirkung der Scherung ein aus
dem synthetischen Polymerisat entstandene Fasern enthaltendes, verschäumtes flüssiges Medium herstellt, indem man eine Flüssigkeit
verwendet, in der sich das Polymerisat nicht löst, und dass man durch Ablaufenlassen des flüssigen Mediums durch
einen durchlochten Träger auf dem Träger ein Faservlies aus den synthetischen Polymerisatfasern erzeugt.
Das Verfahren gemäss der Erfindung bietet den Vorteil, dass
in einem einzigen Arbeitsgang ein verschäumtes flüssiges Medium hergestellt wird, in dem synthetische Polymerisatfasern
im wesentlichen gleichmässig verteilt sind, und das unmittelbar einem durchlochten Träger zwecks Herstellung eines Faservlieses
zugeführt werden kann. Es ist also nicht notwendig, die synthetischen Polymerisatfasern, die sieh durch Ausfällung
mit dem flüssigen Medium bilden, zunächst zu isolieren, und daher ist kein Wiederdispergieren der Fasern für die Herstellung
eines Faservlieses aus denselben erforderlich.
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Für das erfindungsgemässe Verfahren eignen sich verschiedene
Polymerisate und Lösungsmittel, und zwar insbesondere diejenigen, die in der britischen Patentschrift 868 651 genannt
sind.
Die Art der sich bildenden Pasern hängt von der Konzentration
des Polymerisats in der Lösung, der Viskosität des flüssigen
Fällmittels und dem Scherungsgrad ab, der auf die verschäumte Flüssigkeit zur Einwirkung gebracht wird, und die erforderlichen
Werte für diese Parameter können für jede gewünschte Faserart durch Versuche ermittelt werden.
In der britischen Patentschrift 868 651 wird ausgeführt, dass die Viscosität des flüssigen Fällmittels durch Zusätze, wie
Verdicker, gesteuert werden kann« Die Verwendung solcher Zusätze
hat jedoch den Nachteils, dass zwei wesentliche, aber schwierige Arbeitsvorgänge notwendig werden9 nämlich das Abtrennen
der Fasern von dem Fällmittel und das nachfolgende Auswaschen derselben. Bei dem Verfahren gemäss der Erfindung
hat das verschäumte flüssige Medium bereits von Natur aus die
erforderliche, verhältnismässig hohe Viseositat, und ein Abtrennen
oder Waschen der Fasern ist nicht erforderliche
Das bei dem Verfahren gemäss der Erfindung als Fällmittel
verwendete flüssige Medium und/oder die Polymerisatlösung können einen oder mehrere" Zusätze enthalten, um die Eigenschaften
oder Natur der sich bildenden Faservliese abzuändern. So kann die verschäumte Dispersion von synthetischen Polymerisatfasern
z.B. andere, bereits fertige synthetische und/oder natürliche
und/oder modifizierte natürliche Fasern, wie Fasern aus Reyon,
Polyamiden, Cellulose, G-las, Asbest usw., enthalten. Ferner
kann das Fällmittel und/oder die Polymerisatlösung Farbstoffe, antistatische Mittel, Füllstoffe, wie Kieselsäure oder
Titandioxid, Pigmente, Oxydationsverzögerer usw., enthalten.
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Man kann auch Faservliese herstellen, die mehr als eine Art
von synthetischen Polymerisatfasern enthalten, indem man mehrere
verschiedene Polymerisatlösungen zu der das" Tensid enthaltenden
Flüssigkeit zusetzt, während diese in Gegenwart von Luft einer starken Scherung unterworfen wird.
In den nachstehenden Beispielen wird die Durchführung der Erfindung
im Laboratorium sowie in einer Versuchsanlage beschrieben.
Die Beispiele lassen sich aber auch leicht in einer Maschine in grosstechnischeiE Massstab durchführen, wie
es in der britischen Patentschrift 1 329 4-09 beschrieben ist.
Es werden 26 AusfälXversuefee m±t sjnthetischen Polymerisaten
durchgeführt; die Yersuchsnummern -sind in Spalte 1 der- nachfolgenden
Tabelle I angegeben.
Es werden Lösungen von Polystyrol ("Bow Styron"} in Butanon
mit den in Spalte 2 der Tabelle I in Gewichtsprozent angegebenen
Konzentrationen hergestellt«,
Zu 6 1 Wasser wird in einer Eodifliierten Denver-llotationszelle,
wie es in der britischen Patentschrift 1 329 409 beschrieben
ist, ein Tensid ("Triton Σ100") zugesetzt und mit
dem Wasser vermischt, bis der Ltiftgehalt des sich bildenden
Schaums auf der in Spalte 3 der Tabelle I angegebenen Höhe konstant bleibt, wobei der Euftgehalt durch die Menge des zugesetzten
Tenside bedingt wird.
Die Polystyrollösung wird in die Seite des in der Zelle entstandenen
Schaumwirbels gegossenf wofür ein 20 cm über dem Rand des Wirbels angeordneter Trichter verwendet wird. Das
Polystyrol fällt aus, wenn sich seine Lösung mit dem als Mchtlöser wirkenden wässrigen Schaum vermischt, und wird
durch die starke Scherwirkung in der Zelle zerkleinert. Mit
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fortschreitender Ausfällung wird der Sehaumluftgehalt durch
das zugesetzte Butanon vermindert, und es wird weiteres Tensid zugesetzt, um den Luftgehalt auf dem Nennwert zu halten.
Wenn 20 g Polystyrol in Form der Polystyrollösung zugesetzt xvorden sind, rührt man die verschäumte Dispersion noch etwa
5 Minuten.
Palis erforderlich, wird weiteres Tensid zugesetzt, um den
Luftgehalt auf 65 $ zu erhöhen, und geeignete Mengen der verschäumten
Dispersion werden in einer Frank'sehen Handschöpfmaschine
ablaufen gelassen, so dass man Blätter mit einem Flächengewicht von 50 g/m ©rhält. Im Falle von aus Wasser
abgeschiedenen Blättern, die keine dispergierte Luft enthalten, wird die Dispersion mit einer solchen Menge Wasser verdünnt,
wie sie erforderlich ist, um eine ausreichende Blattbildung zu erzielen. Die Blätter werden bei 110° C in einem
rotierenden photographisehen Trockner getrocknet, um zu gewährleisten, dass das Polystyrol nicht erweicht.
Die Blätter werden subjektiv beurteilt und mit entsprechenden Gütewerten (Spalte 4 der Tabelle I) versehen, die die folgenden
Eigenschaften zum Ausdruck bringen:
Leichtigkeit des Abgautschens von dem Blattbildungssieb;
lass- und Trockenzusammenhalt; Aussehen (Formation) des getrockneten Blattes;
Falzfestigkeit;
Abwesenheit von Staub.
Abwesenheit von Staub.
Durch Vergleich dieser Gütewerte lässt sich die Güte eines jeden
Ansatzes mit derjenigen von anderen Ansätzen vergleichen, die unter anderen Bedingungen hergestellt worden sind.
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Wie Tabelle I zeigt, haben die Blätter aus den mit Wasser
ausgefällten Lösungen durchweg niedrige Gütewerte. Obwohl aber einige, aus νerschaumten Dispersionen hergestellte Blätter hohe
Gütewerte (60 oder mehr wird als annehmbar angesehen) aufweisen, liefern nicht alle Schaumausfällungsbedingungen zufriedenstellende
Blätter. Die Ursache für diese unterschiedliche Güte ist offenbar die Morphologie des ausgefällten Materials.
Proben des ausgefällten Materials werden unter dem Mikroskop untersucht, wobei festgestellt wird, dass sie aus den folgenden
Gebilden bestehen:
(a) Langgestreckte Teilchen in Form von Stäben oder Bändern mit einer Struktur, die massiv oder netzförmig erscheint.
Diese werden auf Grund ihrer Breite in drei Arten eingeteilt, nämlich Pibrillen von 6 μΐη oder weniger, Pasern
von 7 bis 50 μΐη und Stränge von 51 μΐη und mehr (gewöhnlich
bis 200 μπι).
(b) Klumpen, und zwar entweder amorphe Klumpen aus festem Polymerisat oder Aggregate aus den oben beschriebenen
langgestreckten Teilchen.
Die Längenbereiche der Pibrillen, Pasern und Stränge werden
bestimmt und sind in Tabelle II angegeben. Es wurde gefunden, dass die mit Schaumdispersionen ausgefällten langgestreckten
Teilchen bedeutend langer sind als die mit Wasser ausgefällten Teilchen. Die Bereiche des Verhältnisses von Länge zu
Breite sind ebenfalls in Tabelle II angegeben und zeigen höhere Werte für die mit Schaumdispersionen ausgefällten Teilchen,
was wahrscheinlich mindestens zum Teil für die bessere Beschaffenheit der aus den mit Schaumdispersionen ausgefällten
Teilchen hergestellten Blätter gegenüber den aus mit Wasser ausgefällten Teilchen hergestellten Blättern verantwortlich
ist.
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In allen Fällen werden aus den-mikropliotograpliisclien Aufnahmen
des ausgefällten Materials die prozentualen Anteile von
Fibrillen, Fasern, Strängen und Klumpen bestimmt, und diese Werte sind in den Spalten 5 "bis 8 der Tabelle I .angegeben.
Die Zahlen in Spalte 9 der Tabelle I geben die Prozentsätze an, zu denen Fibrillen und Pasern an sämtlichen langgestreckten
Teilchen beteiligt sind.
Diese Ergebnisse zeigen, dass die Güte der Blätter, ausgedrückt durch die.Gütewerte der Spalte 4 der Tabelle I, vorausgesetzt,
dass der Anteil der Klumpen in dem Teilchengemisch unter etwa 55 f£ liegt, zu dem Prozentsatz von Fibrillen
und. Fasern in Beziehung steht, weil diese ein hohes Verhältnis
von Länge zu Breite haben und daher eine bessere
Biegsamkeit und Formanpassungsfähigkeit haben als die Stränge.
Die mit Wasser ausgefällten Teilchen stellen anscheinend eine Ausnahme hiervon dar (vglo Versuch Ur. 4); die Erklärung
dafür liegt aber in ihrem niedrigeren Verhältnis von Länge zu Breite.
Eine andere scheinbare Ausnahme sind die hohen Gütewerte für
einige Blätter, die aus Gemischen hergestellt worden sind, welche keinen hohen Prozentsatz an Fibrillen und Fasern enthalten,
und in denen der Prozentsatz von Klumpen, obwohl er unter der Grenze von 55 liegt, ziemlich hoch ist; vgl. Versuch
Wr. 19· Dies liegt offenbar daran, dass die Fasern nicht stäbchenförmig, sondern bandförmig ausgebildet sind,
so dass sie eine höhere Biegsamkeit haben.
Fig. 1 bis 4 sind mikrophotographische Aufnahmen des bei
vier Ausfällungsversuchen erhaltenen Materials. Fig. 1 (Versuch Nr. 4) zeigt die kurzen, dünnen, stäbchenförmigen Teilchen, wie sie bei der Ausfällung mit Wasser entstehen; diese
Teilchen liefern Blätter von schlechtem Zusammenhalt.
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Fig. 2 (Versuch Nr. 19) zeigt die bevorzugte Form des ausgefällten
Materials, welches hauptsächlich in Form von Fasern vorliegt,-die aus Bündeln Von Fibrillen bestehen. Die für
diesen Fall in Spalte 8 der Tabelle I angegebenen Klumpen sind hauptsächlich Aggregate aus langgestreckten Teilchen. Der dem
aus diesem Material hergestellten Papier trotz der verhältnismässig
schlechten Stoffverteilung zugeordnete hohe Gütewert ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass die Fasern
nicht in Form von Stäbchen, sondern in Form von Bändern vorliegen.
Die netzartige Struktur dieser Teilchen, die zu ihrem Lichtstreuvermögen beiträgt, ist besonders auffällig und beruht
wahrscheinlich auf dem Eindringen von Schaumblasen in das ausfallende Polystyrol. Ähnliche Strukturen kommen viel weniger
häufig in mit Wasser ausgefällten Teilchen vor.
Figo 3 (Versuch Nr. 21) zeigt ein Material, das hauptsächlich zu Klumpen zusammengeballt ist und sich daher rieht zur Papierherstellung
eignet.
Die in Fig. 4- (Versuch Nr. 25) dargestellten Teilchen sind zu
grob und wahrscheinlich zu unbiegsain, um sich aneinander unter Bildung von zusammenhängenden Papierblättern anzupassen.
Aus dem obigen Beispiel ergibt sicM, dass die folgenden Faktoren
für die Erzeugung von Papierblättern mit den erforderlichen Eigenschaften massgebend sind:
1. Das Verhältnis der Länge zu der Breite der Teilchen soll
grosser als etwa 20:1 sein, und die Breite der Teilchen soll weniger als 50 μπι betragen.
2. Das erzeugte Material soll weniger als etwa 55 $ Klumpen
enthalten.
3ο Der Anteil der Fasern an den langgestreckten Teilchen soll
mehr als etwa 60 $ betragen.
4ο Fasern in Form von Bändern sind besser als stabellenförmige
Fasern.
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1 | 2 | 3 | 4 | Prozentuale | 6 Fasern |
Zusammensetzung | 8 Klumpen |
9 5 | |
Ver such Nr. |
Polymeri satkonzen tration, $> |
Schaum- luft- gehalt, |
Güte wert der Blätter, |
langgestreckte | 30 | Teilchen | 40 | Prozentualer ^ Anteil der vo Fibrillen ^ und Fasern an den lang gestreckten Teilchen |
|
1 | 3,5 | . 35 | 53 | 5· Fibril len |
30 | 7 Stränge |
20 | 58 | |
2 | 3,5 | 45 | 60 | VJl ' | 15 | 25 | 50 | 50 | |
3 | 3,5 | 60 | O | 10 | 40 | 40 | |||
5 | 30 | 30 | 15 | ||||||
*■» | 4 | VJl | O | 21 | 35R | ■ 20 | 82 | ||
O (O |
VJl | 5 | 30 | 56 | 40 | 3OR | 15 | 20 | |
00 | 1 6 | VJl | 40 | 59 | 10 | 50 | 35 | 10 | 44 * |
O | - 7 | VJl | 50 | 60 | 5 | 40 | 45 | 15 | 78 |
• 8 | 5 | 60 | 51 | 20 | 10- | 20 - | 75 | 59 | |
O (O |
9 | 8 | 30 | 51 | 10 | 3OR | 35 | 45 | 60 |
10 | 8 | 40 | 66· | VJI | 2OR | 10 | 45 | 64 | |
• 11 | 8 | 50 | 73 | 5 | 4OR | 20 | 35 | 64 | |
12 | 8 | 60 | 64 | 15 | 3OR | 20 | 40 | .77 | |
. 13 | 8. | 65 | 57 | 10 | 15 | 58 | |||
5 | 25 |
R bedeutet, dass einige Fasern und Stränge in Form von Bändern vorliegen«
cn cn cn
1 | 2 | 3 | Tabelle | I (Fortsetzung) | • 5 | VJl | 8 Klumpen |
9 | V» | K) | |
Ver such Nr. |
Polymeri satkonzen tration, # |
Schaum- luft- gehalt, |
4 | VJl | 15 | 60 | Prozentualer Anteil der Fibrillen und Fasern , an den lang gestreckten Teilchen |
496 | CO cn |
||
14 | 10 | O | Güte wert der Blätter, |
1OR | 15 | 80 | 88 | CD CD |
|||
15 | 10 | 30 | 33 | Prozentuale Zusammensetzung | 1OR | 20 | 70 | 25 | -C- cn |
||
16 | 10 | 40 | 44 | Langgestreckte Teilchen 5 6 7 Fibril- Fasern Stränge len |
2OR | 15 | 65 | 50 | |||
17 | 10 | 50 | 45 | 30 | 3OR | 25 | 55 | 43 | |||
O | 18 | 10 | 60 | 56 | 0 | 15 | 35 | 40 | 67 | ||
(O OO |
ι 19 | 10 | 65 | 65 | 5 | VJl | 0 | 45 | 58 ^ | ||
NJ | ^ 20 | 10 | 7σ | 74 | VJl | 20 | 15 | 90 | 36 ^ | ||
O >*. |
1 21 | 12 | 50 | 11 | 10 | 10 | 20 | 50 | 100 | ||
O (D |
22 | 12 | 60 | 59 | VJl | 3OR | 30 | 55 | 70 | ||
23 | 15 | 0 | 64 | 5 | 20 | 20 | 25 | 56 | |||
24 | 15 | 65 | 20 | VJl | 15 | 30 | 55 | 60 | |||
25 | 22 | 60 | 60 | 15 | 55 | 56 | |||||
26 | 22 | 70 | 19 | VJl | 33 | ||||||
11 | 15 | einige Fasern und Stränge in Form von Bändern vorliegen. | |||||||||
R "bedeutet, dass | VJl | ||||||||||
0 | |||||||||||
Breite, μπι . Lange, μπι
Verhältnis Länge:Breite
II
Pibrillen
Pasern
Stränge
Wasser
Schaum
Wasser
Schaum
Wasser
18:1-40:1 30:1-102:1
7:1-91:1 12:1-212:1
Schaum
6 6 7-50 . 7-50 51 51
0,11-0,24 0,18-0,62 0,35-0,64 0,60-1,48 0,72-1,33 0,72-2,11
0,11-0,24 0,18-0,62 0,35-0,64 0,60-1,48 0,72-1,33 0,72-2,11
14:1-27:1 14:1-41:1
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Beispiel 2
5 g Treibmittel ("Genitron AZDN-LMC11 der Fisons Ltd.) werden
in einer Lösung von 10 g Polystyrol in 100 g Butanon dispergiert. Die Lösung wird gemäss Beispiel 1 in stetigem Strom
aus einem Trichter in einen 70 $> Luft enthaltenden Schaum gegossen,
der in einer Denver-Zelle aus 11 ml des in Beispiel 1 verwendeten Tensids und 6 1 Wasser, die 20 g bis zu einem
Mahlgrad von 32° Schopper-Riegler vermahlenen Weichholzzellstoff enthalten, erzeugt wird. Auf dem Sieb einer Prank1sehen
Handschöpfraaschine werden hinreichend grosse Volumina des Schaums zum Zusammenfallen gebracht, um Papierblätter mit
ο einem Fläehengewicht von 35 bzw. 60 g/m zu erhalten. Die
Blätter werden bei 85° C getrocknet.
Dieses Beispiel soll die Verwendung von langgestreckten Teilchen sowohl als versteifendes Füllmittel als auch als Fasern
erläutern, und deshalb werden diejenigen Ausfällbedingungen unter den Bedingungen des Beispiels 1 ausgewählt, bei denen
vorwiegend nicht lasern, sondern Stränge entstehen« Die mikroskopische Untersuchung der entstehenden Teilchen bestätigt,
dass es sich dabei hauptsächlich um dicke Stränge handelt.
Die auf diese Weise hergestellten handgeschöpften Blätter werden in je zwei Hälften zerschnitten, eine Hälfte eines jeden
Blattes wird als Kontrolle aufbewahrt, während die andere Hälfte 2 Minuten im Ofen auf 150° G erhitzt wird, um die
Polystyrolteilchen zum Erweichen zu bringen und durch die Zersetzung
des Treibmittels, bei der ein grosses Volumen an Gas entsteht, aufzutreiben. Die mikroskopische Untersuchung der
Papierblätter bestätigt, dass die langgestreckten Polystyrolteilchen
zu hohlen Röhren aufgetrieben worden sind.
An den Kontrollhälften und den erhitzten Hälften der Papierblätter
werden das Plächengewicht, die Festigkeit und die Steifigkeit bestimmt, und die Mittelwerte dieser Parameter
— 14 -
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sind in Tabelle III. angegeben. Aus den Ergebnissen ist ersichtlich,
dass bei unveränderter oder sogar etwas erhöhter Festigkeit die Steifigkeit des Papiörs sich infolge der Anwesenheit
der aufgetriebenen langgestreckten Polystyrolteilchen im Falle
der Blätter τοη höherem Flächengewient nahezu verdoppelt und
im Falle der Blätter von niedrigerem Flächengewicht nahezu verdreifacht·
T a b e 11 e III
Probe | Flächen^ 2 gewicht, g/m |
'Zugfestig keit, N/15 mm |
Kenley- Steifig- keit, mN |
Unerhitzte Kontrolle |
64 | 2,5 | 2,9 |
Auf 150° C erhitzt | 60 | 2,4 | 4,9 |
Unerhitzte Kontrolle |
35 | 2,3 | 0,4 |
Auf 150° C erhitzt | 39 | . 2,9 | 1,2 |
Beispiel 3 |
In einer Denver-Zelle wird eine Lösung von 8,5 g Polyvinylchlorid
in 100 g Butanon aus dem in Beispiel 1 beschriebenen Trichter in 6 1 Wasser, die TO ml des in Beispiel 1 genannten
Tenside enthalten und bis zu einem Luftgehalt von 68 # verschäumt worden sind, eintropfen gelassen. Wenn die gesamte Lösung
in den Schaum eingeführt worden ist, rührt man noch weitere 5 Minuten und lässt dann hinreichend grosse Proben der
verschäumten Dispersion in einer Frank'sehen Handschöpfmaschine
zusammenfallen, um ein Papierblatt von 50 g/m zu erhalten.
Nach der Herstellung solcher Papierblätter werden diese, wie in- Beispiel 1 beschrieben, von dem Sieb der Handschöpfmaschine
abgenommen und getrocknet. Die den Blättern für die Leichtigkeit des Abgautschens und ihre physikalischen Eigenschaften
nach dem Trocknen zugeordneten Gütewerte werden, wie in Bei-·
spiel 1, gemittelt, und der Mittelwert von 60 # zeigt an, dass
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das Papier in bezug auf diese Eigenschaften technisch brauchbar ist.
1,5 kg Weichholz-Sulfitzellstoff ("Weyerhäuser AA") werden 1/2 Stunde im Holländer aufgeschlämmt. Dann wird der Zellstoff
in eine modifizierte Denver-Zelle überführt und durch Zusatz von Wasser auf ein Volumen von 400 1 gebracht. Man setzt
1,0 1 Tensid ("Nansa SL 30") zu und verschäumt den Papierstoff
bis zu einem Luftgehalt von 60 Volumprozent. Alle diese Arbeitsvorgänge werden gemäss der britischen Patentschrift
1 329 409 durchgeführt.
400 ml Acryl-Latex ("Primal HA16") werden zu 3»6 1 Butanon
zugesetzt und darin verrührt, bis sich eine glatte Flüssigkeit gebildet hat. Diese Lösung wird zu der verschäumten Holzzellstoffaserdispersion
in der Denver-Zelle gemäss Beispiel 1 zusammen mit 0,5 kg 10 mm langen Reyon-Fasern von 1,5 den zugesetzt,
und die Dispersion wird dann noch 5 Minuten gerührt«
So erhält man eine verschäumte Dispersion, die Holzzellstofffasern,
Reyonfasern und 10 ?£ (bezogen auf das gesamte Fasergewicht)
an Fasern enthält, die sich aus dem Latex gebildet haben.
Die verschäumte Faserdispersion wird dem Sieb einer Langsiebmaschine
von der Grosse einer Versuchsanlage zugeführt und darauf ablaufen gelassen. Man erhält eine Bahn mit einem Flä-
chengewicht von 60 g/m , die dann beim Umlauf um drei Trockenzylinder
bei 130° C getrocknet wird.
Die der Faservliesbahn auf Grund der in Beispiel 1 angegebenen Prüfungen zugeordneten Gütewerte ergeben einen Mittelwert von
62 #, woraus hervorgeht, dass das Erzeugnis sich für technische
Verwendungszwecke eignet.
- 16 -
409820/1097
Claims (7)
- PatentansprücheVerfahren zur Herstellung von Paservliesen, "bei dem eine ein Tensid enthaltende Flüssigkeit in Gegenwart von luft einer starken Scherung unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, dass man durch Zusatz einer lösung eines synthetischen Polymerisats zu der Flüssigkeit während der Einwirkung der Scherung ein aus dem synthetischen Polymerisat entstandene Fasern enthaltendes verschäumtes flüssiges Medium herstellt, indem man eine Flüssigkeit verwendet, in der sich das Polymerisat nicht löst, und dass man durch Ablaufenlassen des flüssigen Mediums durch einen durchlochten Träger auf dem Träger ein Faservlies aus den synthetischen Polymerisatfasern erzeugt.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man zu der Flüssigkeit mehrere verschiedene Polymerisatlösungen zusetzt.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man es mit einem flüssigen Medium durchführt, welches mindestens einen die Eigenschaften oder die Natur des Faservlieses modifizierenden Zusatz enthält.
- 4. Verfahren nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, dass man mit einer verschäumten Polymerisatfaserdispersion arbeitet, die bereits zuvor hergestellte synthetische Fasern und/oder Naturfasern und/oder modifizierte Naturfasern enthält.- 17 409820/109743 496 " Jf
- 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man als synthetisches Polymerisat Polyvinylchlorid verwendet.
- 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, dass man als synthetisches Polymerisat Polystyrol verwendet.
- 7. Faservlies, hergestellt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Länge zu Breite der Teilchen grosser als 20:1 ist, die Breite der Teilchen weniger als 50 μπι beträgt, die Struktur weniger als 55 $ Klumpen aus synthetischem Polymerisat enthält, und der Anteil der Fasern an den synthetischen Polymerisatteilchen in der Struktur mehr als 60 $> beträgt.- 18 -409820/10 97Leers e ite
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