DE1218871B

DE1218871B - Verfahren zur Herstellung von zumindest teilweise aus Synthesefasern bestehenden papieraehnlichen Gebilden auf nassem Wege

Info

Publication number: DE1218871B
Application number: DES78514A
Authority: DE
Inventors: Josef Gneisz; Dr Bruno Stefan Vladimir Marek
Original assignee: Societe de la Viscose Suisse SA
Current assignee: Viscosuisse SA
Priority date: 1961-03-15
Filing date: 1962-03-15
Publication date: 1966-06-08
Also published as: BE614510A; GB958430A; LU41352A1; US3193447A; CH386234A; NL125598C; NL275735A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

D21h

Deutsche Kl.: 55f-16

Nummer: 1218 871

Aktenzeichen: S 78514 VI b/55 f

Anmeldetag: 15. März 1962

Auslegetag: 8. Juni 1966

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von zumindest teilweise aus Synthesefasern bestehenden papierähnlichen Gebilden auf nassem Wege, wobei die Synthesefasern mit einer wäßrigen Lösung eines Dispergierhüfsmittels auf Polymerisatbasis vorbehandelt werden.

Unter papierartigen Gebilden sind bahnen- oder blattförmige Materialien zu verstehen, die mit den gebräuchlichen Mitteln der Papiertechnik hergestellt werden können. Für die Herstellung dieser Gebilde mit beliebig hohem Gehalt an synthetischen Fasern wird eine homogene Verteilung des an und für sich schlecht benetzbaren Fasermaterials im Wasser benötigt; die homogene Verteilung wird durch Überziehen der Fasern mit einem Dispergiermittel erreicht.

Zu diesem Zweck wurden bereits verschiedene Kationenaktive und anionenaktive Dispergierhilfsmittel vorgeschlagen. Auch wasserlösliche Dispergierhilfsmittel auf Polymerisatbasis sind bekannt, z. B. Celluloseäther, Carboxymethylcellulose (deutsche Auslegeschrift 1150 865), teilweise hydrolysiertes Polyvinylacetat, Polyacrylsäure (deutsche Auslegeschrift 1144 580), Polyoxyäthylenverbindungen bestimmter Struktur und ähnliche Materialien.

Eine große Schwierigkeit bei der Herstellung papierartiger Gebilde, die synthetische Fasern enthalten, besteht darin, daß die synthetischen Fasern bei der Herstellung der wäßrigen Suspension rasch zusammenhängende Flocken bilden. Dies wirkt sich ungünstig auf die Bildung von Blättern oder Bahnen aus. Bei Verwendung ungeeigneter Mittel kann störende Schaumbildung auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der vorstehend beschriebenen papierähnlichen Gebilde mit wenigstens einem Teil an synthetischen Fasern, bei welchen die geschilderten Schwierigkeiten vermieden und die Herstellung papierartiger Gebilde von hoher Qualität in einfacher Weise auf großtechnischer Basis möglich ist.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern mit einer wäßrigen Lösung von N-äthoxylierten Polyamiden, besonders solchen von N-äthoxylierten Polycapronamiden oder N-äthoxylierten Mischpolyamiden aus C-Aminocaprolactam und dem Salz von Hexamethylendiamin und Adipinsäure, behandelt werden.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens werden die Fasern mit einer 1- bis 2,5°/₀igen wäßrigen Lösung des N-äthoxylierten Polyamids vorbehandelt.

Die Erfindung bezieht sich auch auf die in dieser Weise hergestellten papierartigen Gebilde, die teil-Verfahren zur Herstellung von zumindest
teilweise aus Synthesefasern bestehenden
papierähnlichen Gebilden auf nassem Wege

Anmelder:

Societe de la Viscose Suisse,
Emmenbrücke (Schweiz)

Vertreter:

Dr. E. Wiegand und Dipl.-Ing. W. Niemann,

Patentanwälte, München 15, Nußbaumstr. 10

Als Erfinder benannt:

Dr. Bruno Stefan Vladimir Marek,

Josef Gneisz, Emmenbrücke (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 15. März 1961 (3133)

weise oder ausschließlich aus synthetischen Fasern bestehen.

Die Herstellung von N-äthoxylierten Polyamiden ist bekannt. Es ist auch bekannt, daß gewisse substituierte Polyamide wasserlöslich sein können.

Die Erfindung gründet sich demgegenüber auf die Erkenntnis, daß wasserlösliche N-äthoxylierte Polyamide bei Anwendung zur Dispergierung synthetischer Fasern bei der Herstellung der genannten papierartigen Gebilde Erzeugnisse von besonderer Qualität ergeben. Die Anwendung dieser Verbindungen ist nicht ohne weiteres naheliegend, da sich nicht mit allen Dispergiermitteln homogene wäßrige Suspensionen von synthetischen Fasern herstellen lassen, die genügend stabil bleiben, um sich zu papierartigen Gebilden mit gleichmäßiger Faserverteilung und mit niederem bis ausschließlichem Gehalt an synthetischen Fasern verarbeiten zu lassen.

Beispielsweise können gemäß der Erfindung das N-äthoxylierte Derivat des Mischpolyamids aus 60°/₀ C-Aminocaprolactam und 40% Hexamethylendiaminadipinsäuresalz und das N-äthoxylierte Derivat von Polycapronamid zur Herstellung der Suspension der synthetischen Fasern in Wasser angewendet werden. Diese Verbindungen besitzen eine gute Löslichkeit in Wasser, wobei unter Löslichkeit sowohl die Geschwindigkeit des Lösungsvorganges als auch die

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maximale Lösungskonzentration verstanden werden. NOSIC«-Kurzfasern, wie sie in »Reyon-Zellwolle und

Wie sich gezeigt hat, werden die genannten N-äthoxy- andere Chemiefasern«, 9 (1959), S. 431, beschrieben

lierten Polyamide sowohl an Polyamid- als auch an sind, und andere Viskosekurzfasern verwendet wer-

Polyesterfasern genügend absorbiert, unabhängig da- den, können beispielsweise mittels der beschriebenen

von, ob sie nach dem Überziehen der Fasern mit 5 Dispergiermittel bis zu 70°/₀ Polyamid- oder PoIy-

N-äthoxyliertem Polyamid und nach deren Abtrennung esterfasern zur wäßrigen Dispersion zugegeben wer-

von der wäßrigen Lösung bei Raumtemperatur oder den, um daraus ein Blatt mit entsprechendem Gehalt

höherer Temperatur getrocknet oder direkt ver- an synthetischen Fasern und besonderen Eigenschaften

arbeitet werden. herzustellen. Mit gemahlenen Zellstoffen und Hadern-

Synthetische Fasern, die mit den genannten Disper- io cellulose können beispielsweise papierartige Gebilde

giermitteln behandelt werden, ergeben gleichmäßige mit 90% Gehalt an den genannten synthetischen

wäßrige Suspensionen, die sehr wenig zur Flocken- Fasern hergestellt werden. Ein Blatt, das in dieser

bildung neigen und ohne weiteres zur Herstellung von Art hergestellt wird, zeigt eine gleichmäßige Verteilung

papierartigen Gebilden gebraucht werden können. der Fasern, wie dies unter anderem beim Betrachten

Mit N-äthoxyliertem Polyamid können beispiels- 15 der fertigen Papiere in der Durchsicht geprüft werden

weise folgende Fasern dispergiert werden: Polyamid- kann. Papiere, welche aus Faserdispersionen, die mit

fasern, wie Polycapronamid, das Polyamid von ungeeigneten Dispergiermitteln hergestellt wurden,

eo-Aminoundecansäure, Polyhexamethylenadipinsäure- erhalten wurden, zeigen in der Durchsicht ungleich-

amid, Polyhexamethylenfebazinsäureamid, im allge- mäßige Faserverteilung.

meinen Kondensationsprodukte von Dicarbonsäuren ao Die Erfindung wird nachstehend an Hand von

mit einem aliphatischen alicyclischen oder aromati- Beispielen näher erläutert,

sehen Diamin; Polymere von Urethanen; Polyester- . .

fasern, wie Polyalkylenterephthalat, Mischpolymerisat Beispiel 1

aus Terephthalat—Isophthalat und Äthylenglykol, Es wird ein äthoxyliertes Mischpolymerisat aus

Polyvinylacetat, Mischpolymerisate aus Vinylchlorid 25 60% ε-Aminocaprolactam und 40% Hexamethylen-

und Vinylacetat, aus Vinylidencyanid und Vinyl- diaminadipat mit einem Stickstoffgehalt von 2,4% N,

acetat, aus Acrylnitril und Vinylacetat; Polyacryl- was einem Äthoxylierungsgrad von 10,5 Mol Äthylen-

nitrilfasern, wie Mischpolymerisat aus Vinylchlorid oxyd je Grammatom Stickstoff entspricht, verwendet,

und Acrylnitril; Polytetrafiuoräthylenfasern od. dgl. welches sich zu 25 bis 30% in Wasser löst und dabei

Unter synthetischen Fasern sind im vorliegenden 30 eine Viskosität von 1,6 cP in 2 %iger wäßriger Lösung

Zusammenhang sowohl die aus Düsen ausgesponne- bei 20⁰C zeigt. Es erweicht bei 135⁰C und schmilzt

nen Fasern als auch nicht aus Düsen gesponnenen, bei 140⁰C.

beispielsweise durch Ausfällung aus Lösungen er- Zur Herstellung der Suspensionen von Polyamidzeugte Fasern, zu verstehen. fasern 3 den/6 mm und Polyesterkurzfasern 1,5 den/

Zur Absorption der N-äthoxylierten Polyamide an 35 4 mm mit dem beschriebenen äthoxylierten Mischdie synthetischen Fasern werden diese vorzugsweise polyamid wurden die Fasern zuerst von durch Vormit 10 bis 25 g N-äthoxyliertem Polyamid je Liter behandlung aufgebrachten Produkten durch AusWasser bei leicht erhöhter Temperatur behandelt. waschen mit sodahaltigem Wasser befreit und dann

Das Auftragen der N-äthoxylierten Polyamide auf abzentrifugiert oder aber nach Abtrennen der wäßrigen die synthetischen Fasern kann dabei in jeder geeigneten 40 Lösung 2 Stunden bei 65⁰C getrocknet. In beiden Herstellungsstufe der synthetischen Fasern, wie sie Fällen lassen sich die beiden Faserarten in Wasser sich für die Bearbeitung auf der Papiermaschine sehr gut benetzen, wie durch das rasche Sinken der eignen, erfolgen. Das Behändem der gesponnenen Fasern beim Eintragen in Wasser gezeigt wird. Nach synthetischen Fasern mit N-äthoxylierten Polyamiden dem Verrühren der Aufschlämmung ergeben sich kann beim Spinnen, vor dem Strecken, vor oder nach 45 sehr gleichmäßige und weitgehend gegen Flockendem Schneiden zu Kurzfasern oder unmittelbar vor bildung stabile Suspensionen.
dem Eintragen in den Stoff erfolgen. Falls die synthe- . .
tischen Fasern bereits mit anderen Produkten be- Beispiel/
handelt sein sollten, kann erforderlichenfalls deren Man verwendet ein N-äthoxyliertes Polycapron-Entfernung meistens durch Auswaschen mittels soda- 50 amid mit einem N-Gehalt von 2,68 %, was einem haltigen warmen Wassers erreicht werden. Äthoxylierungsgrad von 9 Mol Äthylenoxyd je Gramm-

Besonders wichtig für die Herstellung von papier- atom Stickstoff entspricht. Das Produkt zeigt in

artigen Gebilden ist die Möglichkeit, den Gehalt der 2%iger wäßriger Lösung eine Viskosität von 1,6 cP

synthetischen Fasern in der Mischung mit anderen bei 20⁰C und hat einen F. von 151° C. Nach der

Fasern in weiten Grenzen zu variieren, da dadurch 55 Absorption dieses N-äthoxylierten Polycapronamids

Papiere von jeweils gewünschten besonderen Eigen- von den im Beispiel 1 genannten Fasern in der be-

schaften hergestellt werden können. Erfindungsgemäß schriebenen Art zeigen sie gute Benetzbarkeit und

können die dazu benötigten wäßrigen Fasersuspen- homogene Verteilung in Wasser und damit ein gleiches

sionen wie folgt hergestellt werden: Verhalten wie die mit dem beschriebenen N-äthoxy-

Die, wie vorstehend beschrieben, mit N-äthöxylier- 60 lierten Mischpolyamid vorbehandelten Fasern,

tem Polyamid überzogenen, synthetischen Fasern . .

können dabei z. B. in eine nach bekannter Art herge- Beispiel 5

stellte Suspension von Cellulosefasern eingetragen In diesem Beispiel werden als Ausgangsprödukt

werden, worauf daraus schließlich auf der Papier- nicht durch Düsen gesponnene, sondern gefällte

maschine ein Blatt mit genügender Festigkeit im 65 Fasern, eine Art der sogenannten Fibride, verwendet.

Naßzustand gebildet wird, das weiter zu Papier ver- Feuchte Polyesterfibride, wie sie beispielsweise in der

arbeitet werden kann. Falls bei einer solchen Papier- französischen Patentschrift 1 214 126 beschrieben sind,

herstellung als Cellulosebestandteil sogenannte »POLY- entsprechend 100 g Trockensubstanz, werden in der

lOfachen Menge einer 2°/₀igen Lösung von N-äthoxyliertem Capronamid, gemäß Beispiel 2, bei 35⁰C während 40 Minuten gerührt, abgesaugt und bei Zimmertemperatur über P₂O₅ 48 Stunden getrocknet. In gleicher Weise werden 100 g Trockensubstanz der gleichen Fibride nur mit Wasser behandelt und getrocknet. Die mit N-äthoxyliertem Capronamid behandelten Fibride lassen sich nach 48stündigem scharfem Trocknen und anschließender Befeuchtung mit Wasser in kurzer Zeit homogen dispergieren. Die mit Wasser behandelten Fibride werden von Wasser nur schwer benetzt und brauchen bei einer homogenen Verteilung bedeutend längere mechanische Beanspruchung im Wasser. Nach der Verteilung im Wasser werden in einem Blattbildungsapparat von beiden Ansätzen Blätter von etwa 100 g/m^a gemacht. Das aus behandelten Fibriden hergestellte Blatt weist ein höheres Wasserrückhaltevermögen auf als dasjenige, welches aus nicht mit N-äthoxyliertem Polyamid vorbehandelten Fibriden hergestellt wurde.

Beispiel 4

Sogenannte »POLYNOSIC«-Kurzfasern, 0,4 den/ 4 mm, werden in einem Holländer auf 42⁰SR gemahlen. 0,36 kg (30 %) davon werden in einer Mischbütte in 601 Wasser durch Verteilen mit einem Flügelrührer während 15 Minuten suspendiert. Hierauf werden weitere 401 Wasser und anteilsweise 0,48 kg (40 °/o) Viskosekurzfasern, 1,5 den/4 mm, zugegeben und während 10 Minuten gerührt. Darauf werden 1001 Wasser und gleichzeitig unter starkem Rühren 0,36 kg (30%) Polyamidfasern, 3 den/6 mm, die mit 10 g/l des im Beispiel 1 beschriebenen N-äthoxylierten Mischpolyamids in einem Flottenverhältnis 1 : 20 während einer halben Stunde bei 4O⁰C behandelt, hierauf abzentrifugiert und bei 90 bis 105⁰C getrocknet waren, zugegeben. Aus der stabilen Suspension wird auf einer Langsiebmaschine mit einer Siebbreite von 40 cm ein Blatt hergestellt. Dieses Gebilde kann man nach Trocknung auf einem Foulard mit Harzen imprägnieren, trocknen, pressen und bei 150 bis 180⁰C zwischen Metall- und Papierwalzen kalandrieren. Auf diese Weise entstehen Papiere mit ausgezeichneten Eigenschaften und mit gleichmäßiger Faserverteilung, wie sich aus der Durchsicht ergibt.

Beispiel 5

In einer Mischbütte werden 660 g Aspen-Sulfitzellstoff und 180 g fibrillierte Haderncellulose in 1001 Wasser gut aufgeschlagen. Zu der Fasernsuspension werden anteilsweise 360 g Polyhexamethylenadipinsäureamid (2 den/4 mm) unter Rühren zugesetzt. Die Polyamidfaser wird, vor der Zugabe zum Cellulosebrei, mit einer Lösung von 10 g/l eines äthoxylierten PoIycapronamids (Substitutionsgrad neun Äthoxyreste je Grammatom N) bei 45⁰C 30 Minuten lang behandelt, ausgeschleudert und an der Luft getrocknet. Nach Auffüllen der Mischbütte auf 2001 wird die Fasernsuspension bei einer Stoffdichte von 0,2 bis 0,3 % auf einer Langsiebmaschine mit einer Siebbreite von 40 cm zu einem gleichmäßigen papierähnlichen Blatt verarbeitet. Die Durchsicht eines so hergestellten Papiers ist bedeutend besser als diejenige eines mit anderem Zusatz als den Netzmitteln gemäß der Erfindung hergestellten Papiers. Auf der Langsiebmaschine zeigt sich keine störende Schaumbildung und kein Kleben an der Naß- bzw. Trockenpartie.

Claims

Patentansprüche :

1. Verfahren zur Herstellung von zumindest teilweise aus Synthesefasern bestehenden papierähnlichen Gebilden auf nassem Wege, wobei die Synthesefasern mit einer wäßrigen Lösung eines Dispergierhilfsmittels auf Polymerisatbasis vorbehandelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern mit einer wäßrigen Lösung von N-äthoxylierten Polyamiden, besonders solchen von N-äthoxyliertem Polycapronamid oder N-äthoxylierten Mischpolyamiden aus C-Aminocapronlactam und dem Salz von Hexamethylendiamin und Adipinsäure, behandelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern mit einer 1- bis 2,5 %igen wäßrigen Lösung des N-äthoxylierten Polyamids vorbehandelt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1150865, 1144580