DE1546476A1 - Verfahren zur Herstellung von flaechigen Gebilden aus Polyamidfasern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von flächigen Gebilden wie Papier oder auch Faservliesen mit textlien Eigenschaften aus Polyamidfasern, und sie betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung dieser Gebilde auf Papiermaschinen.

Ss ist bekannt, daß die Verarbeitung von Synthesefasern aus wässriger Dispersion auf Papiermaschinen zu Flächengebilden wie Papier oder Faservliesen ohne Hilfsstoffe und/oder Abänderung wesentlicher Bauelemente der herkömmlichen Papiermaschinen mit großen Schwierigkeiten verbunden ist, die unter anderem darin begründet sind, daß bei Abwesenheit Irgendwelcher Bindemittel Vliese aus synthetischen nicht fibrillieren Kurzfasern in der Trockenpartie üblicher Papiermaschinen nicht getrocknet werden können, ohne daß sie aufjoirmnäörfallön, da 41e aynfchesöfddepn im Gegsnsafcs zum gemahlenen Zellstoff im allgemeinen keine Bindefähigkeit besitzen.

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Es sind eine Reihe von Vorfahren
die diese Schwierigkeit um^ehor*. Sc kCnnun iiuni Loi;:.cid der Faserdispersion klebond wirl:c:-dg v;:tGjerio'^licht.- Substanzen oder wässrige Kuhstharsaijporiuionan Einmischt werden, die ein Verkleben des Fa^ervcroanaes in der iroukcn- partie bewirken. Die Nachteile dicker Vorfahren horchen carih, daß wegen der geringen Zurückhaltung der Zjir.dcnittel im Vlies bei der Vlieslosunj r.iit cohr hohen ^nu^itsölkon- zentrationen, die oft erhoblieh Ubor der I^ijcrkons-iävcr&tion liegen, gearbeitet werden γλι£, v-ao boi nicht vüilli^· geschlossene: Kreisläufen, wie sie an ?apierr..asehinw·.'- Üblich ;^in^, ::u starken BindemittelVerluutcn fü-ir^. ÄUwOrcicr;: eine. ?_....„r\ die so viel faserfrendo Klobemit\;ol enthaX^or./ -jio .Ij zur Erzielung ausreichender ?oytl^koi-c:i erforderlich .-Ine, im Griff wenig ani-prochend, kuin,ci;fall3 to::tilart_j. Ihre technologischen Daten v;erden ini- vioccn'jii-chon υολ ^U.-.-. Eigenschaften der Bindemittel mitbo^tir^-.iUj ^o CaE uiu .ϋ.;οη-'schaften der synthetischen. Fasern, di^ ihren :,:..t^j.z- wün^chi wert erscheinen lassen, in den Hintcrjru.;., traten-

Andere Verfahren beschreiben die Verv;cndur..j von Lince- fasern, die bei ■ Tesiperaturen sehuelzcn, die in acr 'rrockenpartle von Papiermascninon nicht erreicht worden. Diese Pasern worden nach der VIiocherö-ellung in oinc:n aweiten Arbaitsgans auf be.hel.aten Kalandern aufßoüchr/iol^cn. Es ist offonsichtlich, daß diese Vorfahr on ni't einer, der obonstehenden oder anderen Verfahren kombiniert v.erden müeaen, da das_;Vlies bei seiner■ Herstellung Kunllohot die Papiermasohlna durohlaufen muß untor Baclin^unjcii, bsi denen eine» Haftung durch Bindofasern noch nidht wirksam vrerden kann» . ' ^; . ·

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Diese Nachteile bestehen bei einem anderen Verfahren nicht, bei dem sogenannte "Fibrids" (USP 2.999.788) zusammen mit anderen Synthesefasern zur Verwendung gelangen» "Fibrids" stellen Polymerpartikel unregelmäßiger und faseriger Struktur dar, wie sie durch Ausfällen von gelösten Polymeren mit geeigneten Fällungsmitteln erhalten werden. Diese Teilchen verhaken sich bei der Vlieslegung. Das erhaltene Vlies kann, ohne seinen Zusammenhalt zu verlieren, in normalen Papiermaschinentrockenpartien getrocknet werden; anschließend wird eine Verfestigung der Vliese durch Ausschmelzen der Fibrids in einen zweiten Arbeitsgang erzielt. Obwohl es mit Hilfe dieses Verfahrens relativ leicht gelingt, Synthesefasern auf Papiermaschinen zu Papier oder ähnlichen Flächengebilden zu verarbeiten, ist doch das umständliche und mit hohen Kosten verbundene Herstellungsverfahren der "Fibrids" von Nachteil.

Es wurde nun gefunden, daß man ohne zusätzliche Hilfsstoffe flächige Gebilde wie Papier oder textile Vliesstoffe nur aus Polyamidfasern mit Schmelzpunkten, die oberhalb 165⁰C liegen, herstellen kann, wenn man eine Faserdispersion verwendet, deren Gesamtfaseranteil zu 10-100$ aus einer Copolyamidfaser besteht, wie sie durch Verspinnen eines Copolykondensates aus 25-6O Gew.# Hexamethylendiaminadlpat (AH-SaIz) und 40-75 # Caprolactam erhalten wird, diese Faserdispersion in bekannter V/eise auf einer Papiermaschine zu einer Vliesbahn verarbeitet, dabei aber die Vliesbahn in nassem Zustand nach der Vlieslegung einer Hitzebehandlung unterwirft.

Hexamethylendlaminadipat und Caprolactam lassen sich in beliebigen Mischungsverhältnissen zu verspinnbaren Produkten polykondensieren, deren Erweichungspunkte zwischen 166°C und dem Schmelzpunkt des reinen Polyamide aus¹ Adipinsäure und Hexamethylendiamin (256⁰C) liegen* Eine besondere Eigenschaft

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dieser Polymeren besteht Jedoch darin, daß sie in Gegenwart von'Wasser oder Sattdampf bei wesentlich niedrigeren Temperaturen zu erweichen beginnen und je nach Zusammensetzung sogar in kochendem Wasser schmelzen (wobei unter Erweichung eine starke Änderung der inneren Viskosität verstanden wird). Diese Eigenschaft ist für das erfindungsgemäße Verfahren von 3edeutung.

Die Copolyamidfasern werden allein oder zusammen mit Pasern aus Polycaprolactam oder Polyhexamethylendiaminadipat in Wasser dispergiert, wobei zweckmäßig ein Netzmittel zugesetzt wird. Die Dispersion wird in bekannter Weise auf einer Papiermaschine verarbeitet mit der Abänderung, daß das feuchte Vlies nach der letzten Naßpresse einer Wärmeeinwirkung ausgesetzt wird, bei der die feuchten Copolyamidfasern zu kleben beginnen. Nach der Wärmeeinwirkung auf das feuchte Vlies besitzt dieses genügend Festigkeit, um die Trockenpartie der Papiermaschine zu durchlaufen.

Die Art der Wärmeeinwirkung wird bestimmt duroh die Zusammensetzung der verwendeten Copolyamidfasern und dem gewünschten Charakter des Endproduktes. Bei der Verwendung von Copolyamidfasern aus 40 Gew.# AH-SaIz und 6ö Gew.# Caprolaotam, die in siedende-rs Wasser regelrecht zu schmelzen beginnen, zusammen mit Fasern aus Polycaprolaotam, kann sie z.B. in der Weise erfolgen, daß die feuchte Vliesbahn nach der Art der üblichen Papiertrocknung unter einem Filz über eine beheizte rotierende Walze läuft, wobei die Oberflächenfeemperatur dieser Walze etwas über 10O⁰C liegt. Naoh dem Passieren dieser Anordnung ist die feuchte Vliesbahn bereits so stark verfestigt, daß sie ohne Schwierigkeit auf die übliche Weise in der Trockenpartie der Maschine getrocknet werden kann* Bei dieser Arbeitsweise erhält

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man wegen des Anpressens auf die beheizte Walze während des Verklebungsvorgangs hochreißfeste Papiere, die keiner weiteren Nachbehandlung mehr bedürfen.

Eine andere Art der Wärmeeinwirkung auf die feuchte Vliesbahn besteht darin, daß ".das Vlies spannungslos über einen beheizten rotierenden Zylinder geführt wird,wobei neben der Verklebung auch ein starker'Flächensohrunipf .eintritt, und man erhält nach diesem Verfuhren nach der Trocknung v/eiche Flächengebilde mit ■textilem Griff. Dies ist besonders dann der Fall, wenn man 'Copolyamidfasern verwendet, die in sie'dendor» V/asser nur noch schwach zur Verklebung neigen, wie z.B. Polykondensate aus JiQ Gew.fo AH-SaIz und 70 Gew.$ Caprolaotam. Vliese aus diesen Fasern und z.B. Polycaprolaotamfasern sind nach dem Verlassen der Trockenpartie filzartig,und man kann ihre Festigkeit noch verbessern, indem in einem zweiten Erhitzungsprozeß die Copolyamid-Blndefasorn aufgeschmolzen werden.

Es ist selbstverständlich, daß die Hitzebehandluns des feuchten'Vlieses- auch auf irgend eine andere Art (z.B. mit ■Infrarotstrahlern) durchgeführt v/erden kann. Die beschriebenen Verfahren begrenzen nicht den Umfang der vorliegenden Erfindung, ' --.".■■"■■ " . ■ ■

Die Zusammensetzung der Copolyamidfasern richtet sioh nach der Art des gewünschten Produktes, jedoch muß die Bedingung erfüllt sein, daß sie in feuchtem Zustand bei Erwürmung zur Verklebung neigen. Geeignet sind Fasern aus Polymerisaten aus 15-60 Gew.fr' AK-Salz und 40-75 Gew,# Caprolaotam, vorzugsweise 20-50 Gew.% AH-SaIz und 50-70 Gew.% Caprolaotam.

Allgemein gilt, daß die Produkte um so festor und papierartiger werden, Je niedriger der Sohmelzpunkt der verwendeten

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Copolymerfaser liegt und umgekehrt. Das Verfahren wird anhand einiger Beispiele noch erläutert:

Beispiel 1

Eine Faserdispersion aus JQ Gewichtsteilen Polycaprolactamfasern, (I Λ den, 6 nun Schnittiänge) JO Gewichtsteilen einer Copolyamidfaser (1,4 den, 0 mm Schnittlänge) und 100.000 Ge- wichtsx, eilen Wasser wird nach Zusatz des Reactions produkt es eines ?ettalkohols mit ätnylenoxyd als Netzmittel in bekannter Weise auf einer Versuchspapiermaschine verarbeitet. Die Copolyamidfaser wird hergestellt aus einem Polymerisat aus 60 Gew.^ Caprolactani und 40 Gew.£ AH-SaIz, besitzt einen Schmelzpunkt von Iö9°C und erweicht in Wasser von 90 C. Nach der iv*o.i3presspartie wird die feuchte Vliesbahn unter einem Anpreüsfllz über eine rotierende Walze geführt, deren Temperatur- so eingestellt ist, daß die feuchte Vliesbahn auf etwa I00°C erw^-rr.t wird. «ach dem Verlassen der Walze kann vile Viiesbahn ohne Schwierigkeit in der üblichen Trockenpartie getrocknet werden.

Man erhält ein poröses, hochreißfestes Papier mit einer Reißlänge von 8i?00 m (bestimmt nach DIN 53112), das keiner weiteren Nachbehandlung mehr bedarf.

Sine Probe dieses Papiares mit einer Reißlänge von 7SOO m .vurde 10 Min. lang in siedendes Wasser gebracht. Nach der Trocknung hatte sich die Reißllinge der Probe nicht verändert.

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Beispiel 2

Eine Faserüispersion.aus 70 Gewichtstellen Polycaprolactamfasern (> den, 6 rm Schnittlänge), J50 Gewichtsteilen einer Copolyamidfaser nach Beispiel 1 und 100.000 Gewichtsteilen Wasser wird in bekannter Weise auf einer ■Versuchspapiermaschine verarbeitet. Die Hitzsbehandlung des noch feuchten Vlieses erfolgt nach Beispiel 1. föan erhält ein festes, sprungelastisches, poröses Flächengebilde mit einer Reißlänge von 6.5OO m, das sich vorzüglich als Einlegestoff eignet. -

Beispiel 3

Eine Faserdispersion aus J)O Gewichtstellen Polycaprolactamfasern {1,4 äe-i, ό aus Scnnittlänge), 70 Gewichtsteilen einer CopolyainicLf^Cw-'* nacn Beispiel 1 und 100*000 Gewichtsteilen Wasser wercc-r* in oekannter V/eise auf einer VersuchspapiermaschiriC verarbeitet. Die Hitzebehandiuns erfolgt nach Beispiel 1. lian erhält eine transparente, poröse und durch Fasera verstärkte Folie mit hoher Einreißfestigkeit.

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Eine Paserdispersion aus 60 Gewichtsteilen Polycaprolactamfasern (1,4 den, 6 mm Schnittlänge), 40 Gewichtsteilen einer Ccpolyairiidfaser aus einem Polymerisat aus 30 Gew.% AH-SaIz und 70 Gew.$ Caprolactam, (Schmelzpunkt 172°C, 2,5 den, 6 mm Schnittlänse) und 100.000 Gewichtsteilen Wasser wird in bekannter V/eise auf einer Versuchspapiermaschine verarbeitet, ! das feuchte Vlies nach der letzten Naßpresse und vor ^itt in die Trockenpartie spannungslos und ohne Anpreßdruck

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über eine beheizte rotierende Walze geführt wird, deren Temperatur so eingestellt ist, daß das feuchte Vlies auf etwa 100⁰C erwärmt wird. Dabei tritt ein Fla'chenschrumpf des Vlieses von etwa 20 # ein. liaoh dem Verlassen der Walze hat das Vlies genügend Festigkeit, um auf die übliche Weise in der Trockenpartie getrocknet zu werden. Kan erhält ein'welches, filzartiges Produkt, dessen Festigkeit noch verstärkt wird, wenn es spannungslos auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes der Copolymerfaser erhitzt wird. Es eignet sich zur Herstellung von Faserkunstleder und ähnlichen Materialien.

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Claims (2)

P03. VGP 118O Patentansprüche

1. Verfahren zur· Herstellung von flächigen Gebilden wie· Papier oder Vliesstoffen aus Polyamidfasern auf Papiermaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß man wässrige Faserdispersionen .verwendet, die IO - 100 % Copolyamidfasern enthalten, welche bei 2—v.7irkung von V/ärir.3 in Gegenwart von Feuchtigkeit erweichen ur.d da'3-.mori eic daraus hergestellten Vliese in feuchtem Zustand einer hitzebehandlung unterwirfty bei der eine Verklebung cc-3 Faserve^iändes eintritt.

2. Y.rTahron naen Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man C:.-C-IyC-V.!uicsem verwendet, die durch Polykondensation von M-^-iiUr^w".*», die 25 - 5CGeWJa' Hexamethylenadiparaic. und 75 40 GeW/3 Caprolactam enthalten, hergestellt v/erden.

J. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Hitzebehandlung in der Weise durchführt, daß die feuchte Vliesbahn nach der Vlieslegung und vor Eintritt in die Trockenpartie der Papiermaschine spannungslos über eine beheizte rotierende Walze geführt wird.

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