DE835393C

DE835393C - Verfahren zur Herstellung von Papier und anderen aus Fasermasse bestehenden Produkten

Info

Publication number: DE835393C
Application number: DEA3013A
Authority: DE
Inventors: Carleton S Francis Jun
Original assignee: American Viscose Corp
Current assignee: Akzo Nobel UK PLC
Priority date: 1942-05-25
Filing date: 1950-07-19
Publication date: 1952-03-31
Also published as: BE475208A; FR951617A; US2526125A

Description

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Papiere mit verbesserten Eigenschaf ten dadurch hergestellt, daß man eine wäßrige Suspension von normalerweise nichtklebenden Fasern einer für die Papierherstellung geeigneten Länge im Gemisch mit synthetischen Harzfasern herstellt, welche bei Zimmertemperatur zwar nicht klebend sind, jedoch unterhalb der Temperatur klebend werden, bei welcher die Fasern zur Papierherstellung beschädigt werden. Die Mischung der Fasern wird aus der Suspension in Form einer Papierstruktur niedergeschlagen, diese getrocknet und erhitzt, und zwar auf eine Temperatur, bei welcher die Harzfasern klebrig werden; endlich wird gekühlt, um das gegenseitige Anhaften der Fasern zu bewirken. Das Papierprodukt wird vorzugsweise Druckeinwirkungen ausgesetzt, solange das Harz sich noch in seinem klebenden Zustand befindet. Der Ausdruck Papier soll Blätter, Rohre und geformte Artikel aller Art umfassen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden irgendwelche Fasern mit zur Papierherstellung geeigneter Länge verwendet, welche durch die Behänd^ lung, welche die Harzfasern klebrig macht, nicht klebrig werden. Es kommen in Frage vegetabilische Fasern, z. B. Holz, Lumpen, Baumwolle, Flachs, Jute, Stroh; mineralische Fasern, wie gesponnenes Glas, Gesteinswolle, Asbest; animalische Fasern, wie Wolle, Leder, Seide, Seidenabfälle und Fasern aus Gelatine, Kasein oder Leim. Die Erfindung umfaßt die Verwendung geeigneter Mischungen solcher Fasern miteinander und mit Abfällen von Textilien und Seilerwaren. Die in den klebrigen Zustand überführbaren Harzfasern können aus folgenden Produkten hergestellt werden: Polymere Verbindungen, z. B. aus Cumaron, Indenkohlenwasserstoffe, Styrol;

Kondensationsprodukte, wie Harnstoffaldehydharz, Phenolaldehydharz, Aminaldehydharz, SuIf onamidaldehydharz; mehrwertige Alkohole, mehrbasische Säurenharze, mit trocknendem öl modifizierte Alkydharze, Polymere und Mischpolymerisate von Acrylsäure und Methylmethacrylaten, Schwefelolefinharze, Polyamide, polymerisiertes Butadien, Olefinpolysulfide, Isobutylenpolymere, Chloroprenpolymere sowie plastifizierte Polyvinylchloride, Chlorkautschuk, Mischpolymerisate von Vinylhalogenid und Vinylacetat, Mischpolymerisate von Vinylhalogenid und Acrylsäure, Mischpolymerisate einer Vinylverbindung und Styrol; eine Mischung von Harzen wie eine Mischung von Vinyl- »5 harzen und Acrylsäureharzen oder Methacrylatharzen, eine Mischung von Polyolefinharzen und Phenolaldehydharzen.

Die Fasern, welche die Fähigkeit haben, klebrig zu werden, können aus einer thermoplastischen ao Mischung von Cellulosederivaten und Harzen hergestellt werden, wie einer Mischung aus Cellulosenitrat und einem öllöslichen Phenolaldehydharz oder einem Celluloseacetat und einem Methylmethacrylatharz oder einem Celluloseäther, der in einem orga- »5 nischen Lösungsmittel löslich ist, und einem Vinylharz.

Für die thermoplastische Faser wird eine Harzfaser deshalb bevorzugt, weil solche Fasern im Vergleich mit Fasern aus Cellulosederivaten zäher und härter sind, endlich bei niedrigerer Temperatur klebrig werden und beim Abkühlen zähere und biegsamere Produkte bilden. Außerdem sind die verwendeten Harzfasern vorzugsweise solche, die sich gegenüber Säuren, Alkalien und Trockenreinigungsflüssigkeiten inert erweisen und welche ferner mit Wasser nicht quellen, wie z. B. Polyvinylharze, Acrylatharze und die linearen Polyamide.

Das Verhältnis von Kunstharzfaser zu den anderen Fasern wird so eingestellt, wie es dem Zweck entspricht, für welchen das Papier vorgesehen ist, im allgemeinen wird ein geringerer Anteil, vorzugsweise 3 bis 20% an synthetischer Harzfaser verwendet. Wo größere Stärke oder engerer Verbund gewünscht wird, wird der Prozentsatz verhältnismäßig höher sein.

Die Harzfaser hat dieselbe Länge wie die nichtklebrige Faser, aber in einigen Fällen sind die Harzfasern länger als die anderen Fasern, um mehr Klebepunkte je Faserlänge zu erhalten und die Herstellung von fasrigen und biegsamen Strukturen zu ermöglichen.

Die Faser aus synthetischem Harz und die eigentliche Papierfaser werden gemischt, beispielsweise indem man die Fasern zusammen in eine geeignete Flüssigkeit stampft oder indem man die Harzfasern zu den übrigen Fasern irgendwann vor der Verarbeitung der Fasern auf Blätter gibt.

Die Mischung der Fasern kann auf ein Gewebe mit Hilfe der verschiedensten Maschinen verarbeitet werden.

Im allgemeinen wird es l>evorzugt, die nichtklebrigen Fasern getrennt in einem wäßrigen Medium zu dispergieren, jedoch kann in einigen Fällen die Fasermischung mit Wasser in üblicher Weise in einem Papierpulpestampfer eingestampft werden. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform werden die Harzfasern mit den anderen Fasern gemischt und die Mischung so lange gerührt oder gestampft, bis die Harzfasern innerhalb der Fasermasse gleichmäßig verteilt sind. Auf diese Weise können die Charakteristika der Pulpe richtig eingestellt werden, ohne daß die Harzfasern beschädigt werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das Stampfen der Fasern zu verringern oder auszuschalten, derart, daß der Stampfer lediglich zum Mischen der Papierfasern mit den Harzfasern verwendet wird.

Wenn die Harzfasern durch Hitze klebrig werden, bewirken sie das Zusammenbinden der Papierfasern, der Verbund ist wasserfest und quillt im Wasser nicht auf; er ist auf diese Weise fester und dauerhafter als der Verbund, welcher durch Hydratisierung der Papierfasern herbeigeführt wird. Demgemäß ermöglicht die vorliegende Erfindung die Herstellung eines neuen Papierproduktes, bei welchem die Papierfasern nichthydratisiert und nicht abgebaut, wohl aber durch wasserfeste und dauerhafte Binder miteinander verbunden sind, was sich aus dem Erwärmen der Fasern aus thermoplastischem Harz ergibt. Wenn die Faserstruktur der Harzfasern beibehalten wird, so ist das Produkt porös.

Die den Harzfasern eigene Klebrigkeit wird durch Erhitzen des Papiers aktiviert, z. B. durch Trockenheißluft, Berührung mit erhitzten Flächen oder Dampf. DieTemperatur muß naturgemäß unterhalb derjenigen liegen, bei welcher das Papier beschädigt wird. Beim Abkühlen des Papiers werden die Harzfasern nichtklebrig und zäh; sie haften den anderen Fasern an und liefern so ein Papierprodukt, welches eine stärkere Bindung zwischen den Faserkomponenten besitzt.

Wird das Papier auf einer kontinuierlich arbeitenden Maschine hergestellt, so können die Harzfasern während oder nach dem Trocknen des Papiers aktiviert werden; werden sie während des Trocknens aktiviert, so können die Harzfasern mit Hilfe von erhitzten Kalanderwalzen des Trockensystems in den klebrigen Zustand übergeführt werden.

Die Klebrigkeit der Harzfasern kann durch ein Plastifizierungsmittel modifiziert werden, welches in die Harzfasern eingearbeitet ist oder von ihnen und/oder den nichtklebenden Fasern getragen wird.

Während der Aktivierung der Harzfasern kann das Papier mit Hilfe einer beheizten Form geformt werden. Das nasse Papierblatt kann geformt und dann erhitzt werden, um das Produkt zu trocknen und um die Harzfasern zu aktivieren. Auf diese Weise wird die Form des Papierproduktes durch das Abbinden der Fasern in eine dauerhafte Form verwandelt.

Die vorliegende Erfindung ist zur Herstellung von Papierprodukten aller Art geeignet, wie Gewebepapier, Schreibpapier, Papier für Buchzwecke, .125 Banknotenpapier, Einwickelpapier, Zeitungspapier,

Pappe (einschließlich Wandpappen), Filzen und aus Papier geformten Produkten aller Art.

Bei geringen Prozentsätzen an Harzfasern und/ oder l>ei geringer Aktivierung der Harzfasern können Artikel hergestellt werden, welche Biegsamkeit und Zähigkeit aufweisen sowie Widerstand gegen Falten. Bei größeren Prozentsätzen der Harzfasern, wie io bis 50%, können Artikel hergestellt werden, welche verhältnismäßig steif und widerstandsfähig sind und \velche eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Zerspringen besitzen, welche aber noch die Fähigkeit besitzen, gefaltet, gebogen oder geformt zu werden.

Endlich kann man durch Vergrößerung der Menge der Harzfasern über 50% verhältnismäßig steife Papierprodukte herstellen, welche mit Holzbearbeitungswerkzeugen bearbeitet werden können und so die Produkte für die Herstellung von Schaltbrettern, Isoliermaterial, Maschinenteile u. dgl. vorbereiten.

Wenn der Anteil der Harzfasern genügt, um die Oberflächen des Papierproduktes beim Erhitzen klebrig zu machen, kann das thermoplastische Papierprodukt vor der Aktivierung der Harzfasern

»5 als Schichtmedium gebraucht werden.

Beispiel 1

10% einer niedrig schmelzenden Faser, hergestellt aus einem Mischpolymerisat, welches weniger als 80% Vinylchlorid, Rest Vinylacetat, enthält und ein Molekulargewicht unter 10 000 besitzt und welches endlich während der Herstellung weniger als 70% gestreckt wurde und einen Erweichungspunkt unterhalb 70⁰ besitzt, kann mit nichtgestampften und in der Hauptsache nichthydratisierten, zur Papierherstellung geeigneten Fasern in dem Stampfer oder in der Kopfkammer einer Papiermaschine gemischt werden. Das Stampfen wird so weit begrenzt, als es notwendig ist, um die Fasern aus synthetischem Harz innerhalb der Papierfasern zu dispergieren. Das Endprodukt wird dann auf Blätter verarbeitet. Das Blatt wird auf den Trockenzellen vorgewärmt und in heißem Zustand durch Kalanderwalzen geführt, welche am Ende der Trokkenzellen liegen. Das Blatt wird durch einen solchen Kalander auf eine Temperatur von 125⁰ erhitzt und einem Druck von 21 kg/cm* unterworfen, wodurch die Harzfasern klebrig werden. Obwohl das Produkt nichthydratisierte Papierfasern enthält und porös und biegsam ist, hat es eine größere Naßreißfestigkeit und Springfestigkeit als dasselbe Blatt, bei welchem die Harzfasern nicht aktiviert worden sind, oder wie ein ähnliches Blatt, welches keine Harzfasern enthält und dessen Papierfasern hydratisiert worden sind.

Beispiel 2

15% Fasern eines Mischpolymerisates aus 90%

Vinylchlorid und io%> Vinylacetat mit einem Schmelzpunkt von ungefähr 150⁰ werden einem Endprodukt aus Abfallzeitungspapierfasern in einem Papierstampfer zugegeben. Die sich ergebende Charge wird in einen Bottich gebracht, von welchem die Fasern nach aufwärts gegen eine Lochplatte angesaugt werden, wobei sie eine etwa 12,7 mm starke Schicht bilden. Das nasse Blatt wird auf ein Band gebracht und zwischen die Platten einer erhitzten Flachbettpresse befördert, wo es einem Druck von 21 kg/cm² ohne Wärmeeinwirkung unterworfen wird. Das Blatt wird dann durch eine Trockenkammer geführt, wo die Temperatur des Blattes stufenweise auf i6o° gebracht wird, wodurch die Fasern aus synthetischem Harz klebrig und mit den anderen Fasern in dem Produkt verbunden werden. Beim Ausgang der Trockenkammer wird das so vorerhitzte Blatt durch Kalanderwalzen geführt, um es zusammenzupressen, solange die Kunstharzfasern sich in klebendem Zustand befinden. Dann läßt man das Blatt abkühlen. Das sich ergebende Produkt ist eine verhältnismäßig steife Pappe, die sowohl als Wandpappe wie auch für Isolierzwecke, Herstellung von Schuhen u. dgl. geeignet ist.

Beispiel 3

Zur Herstellung eines Schichtmediums werden 6o°/o synthetische Harzfasern, bestehend aus Vinylacetat mit einem Schmelzpunkt von ungefähr ioo° und 40% Sulfitpapierpulpe, innig gemischt. Die Mischung wird auf Blätter verarbeitet und bei einer Temperatur von ioo° getrocknet. Die Blätter können dann zwischen die Flächen von nichtthermoplastischem Material gelegt werden, wie Papier, Karton, Holz u. dgl. Das zusammengesetzte Produkt wird unter Druck auf Temperaturen über ioo° erhitzt. Dadurch werden die Kunstharzfasern akt'iviert und bedingen einen dauerhaften Verbund zwischen den Blättern des zusammengesetzten Produktes.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung von Papier und anderen aus Fasermasse bestehenden Produkten, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wäßrige Suspension aus zur Papierherstellung geeigneten Fasern im Gemisch mit wasserunlöslichen vorgeformten thermoplastischen Harzfasern von für die Papierfabrikation üblicher Länge herstellt, die gemischten Fasern unter Abscheidung des Wassers in die Form eines Papierproduktes überführt und auf eine Temperatur erhitzt, bei der die Kunstharzfasern klebrig, aber nicht geschmolzen und die Papierfasern noch nicht beschädigt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung der Fasern in wäßriger Suspension durch Stampfen erzielt wird, und zwar während einer Zeitspanne, die genügt, die Fasern gleichmäßig zu mischen, ohne die Fasernatur der Harzfasern zu zerstören.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Papier- und Harzfasern aus der Suspension in beliebige Formen übergeführt werden.

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