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DE1070491B - Verfahren zur Herstellung von Bahnen aus Fasermaterial - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Bahnen aus Fasermaterial

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DE1070491B
DE1070491B DENDAT1070491D DE1070491DA DE1070491B DE 1070491 B DE1070491 B DE 1070491B DE NDAT1070491 D DENDAT1070491 D DE NDAT1070491D DE 1070491D A DE1070491D A DE 1070491DA DE 1070491 B DE1070491 B DE 1070491B
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DE
Germany
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fibers
web
polymeric
binder
adipate
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Pending
Application number
DENDAT1070491D
Other languages
English (en)
Inventor
Compton Winchester Hampshire Harold Malcolm Gordon Williams (Großbritannien)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Portals Ltd
Original Assignee
Portals Ltd
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Publication date
Publication of DE1070491B publication Critical patent/DE1070491B/de
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
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    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/18—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being cellulose or derivatives thereof
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • D21H13/20—Organic non-cellulose fibres from macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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    • D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von ganz oder teilweise aus synthetischen Fasern bestehenden Bahnen, die eine hohe Flexibilität und Zerreißfestigkeit aufweisen.
Die Verwendung von synthetischen Fasern allein oder in Kombination mit den gewöhnlich für die Papierherstellung benutzten Materialien ist bekannt. Hierbei hatte man als synthetisches Fasermaterial entweder solches mit einem verhältnismäßig niedrigem Erweichungs- oder Schmelzpunkt verwandt oder den Schmelzpunkt dadurch herabzusetzen versucht, daß man die Stärke der einzelnen Fasern aus dem synthetischen Material möglichst gering hielt. Das synthetische Material wurde hierbei zugleich als Bindemittel benutzt, wobei man so vorging, daß man die Bahn nach Fertigstellung auf eine Temperatur erhitzte, bei welcher die Faserkomponente mit dem niedrigen Schmelzpunkt klebrig, jedoch die andere Fase,rkomponente nicht beschädigt wurde. Jedoch auf diese Weise wurden keine homogenen Bindungen erzielt, was sich auf die Zerreißfestigkeit und ähnliche Faktoren der Papierbahn ungünstig auswirkte. Es ist weiterhin schon der Vorschlag gemacht worden, Bahnen, die ganz oder vorwiegend aus synthetischen Fasern bestehen, zur Erhöhung der Festigkeitseigenschaften Binder wie Polyamide neben Polyvinylchloridderivaten oder Copolymere von Acrylnitril und Butadien, zuzusetzen. Jedoch die auf diese Weise erreichten Festigkeitswerte waren noch nicht zufriedenstellend.
Es wurde gefunden, daß man die Festigkeitseigenschäften, insbesondere die Flexibilität und Zerreißfestigkeit von Bahnen, die ganz oder teilweise aus synthetischen Fasern bestehen, dadurch wesentlich verbessern kann, daß man deren Fasern während oder nach der Bildung der Bahn ein Methylmethoxyderivat von polymerem Hexamethylendiaminoadipat als Binder zusetzt.
Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Bahn mit einer Lösung des Binders imprägniert, der Überschuß an Lösung entfernt und die Bahn anschließend getrocknet.
Die Bahn kann ein ungeleimtes Papier umfassen, das aus einer Mischung von synthetischen Fasern mit mindestens 10 Gewichtsprozent Cellulosematerial gebildet ist. Als synthetische Fasern werden Vorzugsweise Fasern von polymerem Hexamethylendiaminoadipat verwendet.
Das ungeleimte Papier kann in der Weise hergestellt werden, indem man die synthetischen, z. B. Fasern von polymerem Hexamethylendiaminoadipat, die auf die gewünschte Stapejlänge geschnitten sind, zu Lumpen oder Cellulose, enthaltender Zuspeisung in einen Holländer zufügt, wobei die synthetischen Fasern in der Gesamtmasse verteilt werden. Die Verteilung der Verfahren zur. Herstellung : ;! von Bahnen aus Fasermaterial ;
Anmelder: ;,;' ,.:;''
Portals Ltd., ; : ί; : !ht" Whitchurch, Hampshire (Großbritannien)
Vertreter: ;;/
Dr. G. W. Lotterhos und Dr.-Ing. H. W. Lotterhos, Patentanwälte, Frankfurt/M., Lichtensteinstr. 3
Beanspruchte Priorität: :: i
Großbritannien vom 23. August, 29. Oktober, 1. August und 20. August 1957 ]'■"
Harold Malcolm Gordon Williams,
Compton, Winchester, Hampshire (Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden
Fasern kann durch oberflächenaktive Stoffe unterstützt werden. Außerdem kann zur Unterdrückung der Schaumbildung ein Antischaummittel zugefügt wer-, den. Das durch den Holländer bearbeitete Material wird verdünnt und zu einer Bahn oder einem Bogen auf einem Drahtsieb durch Gautschen nach der üblichen Papierherstellungsmethode geformt, wobei der gegautschte Bogen einem Trockenzylinder zugeführt und in der üblichen Weise getrocknet wird. Die ungeleimte Papierbahn bzw. der Bogen, wird dann durch ein Bad, das einen Binder enthält, und anschließend durch Quetschwalzen geführt und dann der imprägnierte Bogen entweder im Kontakt mif einem Trockenzylinder oder mittels Lufttrocknung : getrocknet. ' -■:;;-;
Die Bahn aus faserigem Material kann aber auch entweder ganz aus Fasern von polymerem Hexamethylendiaminoadipat oder aus diesen in Mischung mit Cellulosefasern bestehen und wird auf dem Drahtsieb durch Luftabsetzung gebildet. Die Bahn kann aber auch nur aus synthetischen Fasern, beispielsweise Fasern von polymerem Hexamethylendiaminoadipat, bestehen, die in eine Faserstoffpappe durch Streichen übergeführt werden. ; . r.v..-
Die Methylmethoxyderivate des polymeren Hexamethylendiaminoadipats, die benutzt werden, um' die
909 687/358
Bahn nach einer Ausführungsform der Erfindung zu imprägnieren, können in einer Alkohol-Wasser-Mischung gelöst sein.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Binder dem Material, aus welchem die Bahn hergestellt wird, zugefügt werden und anschließend die Bahn nach der Bildung und dem Trocknen erhitzt werden, um den Binder weich zu machen und die Fasern zu vereinigen.
So kann durch Zusatz des Binders zu dem Material entweder während der Bearbeitung durch den Holländer oder vor der Papierherstellung eine, Papierbahn mit,sehr vorteilhaften Eigenschaften hergestellt,werden. Um die Bindefestigkeit des Papiers zu entwickeln, wird der behandelte Papierbogen um eine Walze geführt, die genügend hoch erhitzt ist, daß der Binder weich wird und an den benachbarten Fasern haftet. Die Menge des dem Material einverleibten Binders und der Zustand der Unterteilung des Binders beeinflußt die erzielten Eigenschaften. Man kann aber auch die den Binder enthaltende Bahn mittels Infrarotbestrahlung oder durch Eintauchen in öl erhitzen.
Ein Vorteil dieser Form der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der Prozeß als ein Einstufenverfahren durchgeführt werden kann, und ferner, daß keine organischen Lösungsmittel erforderlich sind, um den Binder zu lösen.
Auf gewissen Typen von Papierherstellungsvorrichtungen kann man mit langfaserigem Material (stock) auf Grund der Länge und dem Entwässerungsvermögen (freeness) der Fasern nur schwierig eine gute Papierbildung erzielen. Als Folge dessen besteht die übliche Praxis darin, dem Material ein Dickungsmittel zuzusetzen und die Entwässerungsgeschwindigkeit zu vermindern.
Es ist weiterhin schwierig, ein Material, das zu 100% aus synthetischen Fasern besteht, in befriedigender Weise zu gautschen, und gewöhnlich muß die Bahn von dem feuchten Ende de;r Papierherstellungsvorrichtung zu dem Trockehsystem gefördert werden.
Es wurde nun gefunden, daß beide der obenerwähnten Schwierigkeiten nach einer weiteren Durchführungsform der Erfindung behoben werden können, nach welcher die Fasern zunächst in einer alkoholischen Lösung des Binders verteilt werden und anschließend die Bahn gebildet und getrocknet wird.
-,· Die Konzentration, die Temperatur und infolgedessen die Viskosität und Entwässerungszeit der Suspension ; von . Fasern in der alkoholischen Binderlösung können auf die gewünschten Werte auf einer Zylinderpapierherstellungsvorrichtung eingestellt werden. Die so gebildete Bahn kann direkt dem Trockensystem zugeführt oder nach einem Alternativverfahren kann, sie durch ein Wasserbad hindurchgeleitet werden, um teilweise den Binder zu koagulieren und die Beanspruchung der Trockenoperation zu unterstützen.
,Nach ,einer .Modifikation der Erfindung kann die Bahn und das während des; erfindungsgemäßen Verfahrens gebildete Koagulat vor der Trocknung mit normalen Cellulosefasern, wie sie zur Papierherstellung, ,verwendet werden, überzogen werden. Solche ■Fasern· können entweder in.Form einer Suspension in einem; Wassergefäß oder dir,ekt mittels Luftabsetzung ,(air.deposition) auf die Bahn aufgebracht werden. Man kann,aber auch die Cellulosefasern in Form eines ungeleimten Papiers direkt auf die Bahn aufbringen. Durch einen nachfolgenden Preß- und Trockenvorgang wird die gesamte Masse zu einer Papierbahn fest verbunden. ,.,.; , .;■; ■·.,■.
..;>Synthetische, Fasern enthaltende Papiere, die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellt sind, besitzen hohe Flexibilitäts- und Zerreißzahlen.
An Hand nachfolgender Beispiele soll das Verfahren der Erfindung näher erläutert werden.
Beispiel 1
150 g 0,637 cm lange Stapelfasern von polymerem Hexamethylendiaminoadipat von 3 Denier wurden zu 150 g einer Holzpulpe in einem Holländer zugefügt
ίο und mit der Walze des Holländers die Fasern von polymerem Hexamethylendiaminoadipat in der Holzpulpe verteilt. Das durch den Holländer bearbeitete Material wurde auf 0,1 g/l verdünnt und auf einem Drahtsieb entwässert. Der Bogen wurde gegautscht, entfernt und durch Herumführen um einen Zylinder, der mit Dampf von 1,75 kg/qcm geheizt wurde, getrocknet.
Der erhaltene Bogen wurde nach dem Trocknen durch ein Bad geführt, das 10% polymeres Methoxyhexamethylendiaminoadipat enthielt, welches in einer Mischung von 70 Teilen Isopropylalkohol zu 30 Teilen Wasser gelöst war. Die überschüssige Lösung wurde gegautscht und der Bogen durch Herumführen um einen mit Dampf geheizten Zylinder getrocknet. Das in diesem und den nachfolgenden Beispielen verwendete polymere Methoxyhexamethylendiaminoadipat ist unter dem Namen Maranyl im Handel.
Der imprägnierte Bogen weist einen Bindergehalt von 8 Gewichtsprozent und Werte im Falztest nach Schopper von mehr als 3000 auf. Der nicht imprägnierte Bogen zeigte einen Wert von 50.
Ein Ansatz, in welchem die Faser von polymerem Hexamethylendiaminoadipat durch Holzpulpe ersetzt und der erhaltene Bogen in der vorbeschriebenen Weise imprägniert wurde, ergab einen Bogen mit einem Wert nach dem Schopper-Falztest von 1000.
Beispiel 2
75 g 0,95 cm lange Stapelfasern von polymerem Hexamethylendiaminoadipat von .1,5 Denier wurden unter Rühren zu 225 g durch den Holländer bearbeiteten Lumpen zugefügt und das Material auf 0,2 g/l verdünnt. Die Bögen wurden in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise hergestellt und nach dem Pressen luftgetrocknet.
Die Bögen wurden durch zweimaliges Hindurchführen durch eine 12%ige Lösung von polymerem Methoxyhexamethylendiaminoadipat in Methanol, wobei die Methanollösung auf 35° C erhitzt war, imprägniert. Die überschüssige Lösung wurde durch Gautschen entfernt und die Bögen luftgetrocknet.
Es wurden Werte im Falztest nach Schooper von mehr als 3000 erhalten mit Fort- und.Durchlaufreißwerten nach Elmendorf von 564. Die Untersuchungen, die mit Bögen gemacht wurden, in welche kein polymeres Hexamethylendiaminoadipat eingearbeitet war, gaben vergleichbare Werte nach dem Falztest von 900 mit Fort- und Durchreißwerten von 150.
Beispiel 3
75 g Gewebe von polymerem Hexamethylendiaminoadipat wurden in Wasser bei 50° C durch den Holländer bearbeitet, wobei eine Faserlänge von 0,16 cm erhalten wurde, und 150 g durch den Holländer bearbeitete Baumwolle in die Vorrichtung gegeben. 75 g 0,95 cm lange Stapelfasern von polymerem Hexamethylendiaminoadipat von 1,5 Denier wurden hinzugefügt und das ganze mit der Walze des Holländers gemischt. Man fügte Isooctylalkohol hinzu, um das
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Schäumen zu unterdrücken, stellte ungeleimte Bögen her und trocknete, wie es im Beispiel 1 angegeben ist. Die Bögen wurden mit einer 15%igen Lösung von polymerem Methoxyhexamethylendiaminoadipat in einer Mischung von 80 Teilen Äthanol zu 20 Teilen Wasser, welche auf 50° C erhitzt war, imprägniert. Dann wurden die Bögen gegautscht, wobei ein Endharzgehalt von 22% erhalten wurde. Im Schooper-Falztest wurden Werte von mehr als 5000 erzielt. Diese, Bögen waren zu stark, um in einer Fortreißbzw. Durchreißvorrichtung nach Elmendorf zu zerreißen und wiesen im Berstdruckprüfer nach Mullen Berstfestigkeiten von 6,7 kg/ccm auf. Analoge Bögen, welche kein polymeres Hexamethylendiaminoadipat enthielten, wiesen nach dem Falztest Werte von 3000 und Fort- oder Durchreißwerte von 192 und Berstfestigkeiten von 2,8 kg/ccm auf.
Beispiel 4
0,95 cm lange Stapelfasern von polymerem Hexamethylendiaminoadipat von 3 Denier wurden einer gleichen Menge von 3,81 cm langen Fasern von polymerem Hexamethylendiaminoadipat von 1,5 Denier zugemischt und durch Streichen in eine Faserstoffpappe übergeführt. Quadratische Teile mit einer Seitenlänge von 15,24 cm dieser Faserstoffpappen λνηταεη mit einer Lösung von 65 Teilen Methanol zu 35 Teilen Wasser, welche 10 Gewichtsprozent polymeres Methylmethoxymethyldiaminadipat enthielten, imprägniert. Die überschüssige Lösung wurde mittels Gummiwalzen gegautscht und das Produkt auf einem Zylinder, der mit Dampf von 1,75 kg/cm geheizt war, getrocknet. Das erhaltene Material enthielt nahezu 8% der polymeren Methoxymethylendiaminoadipatverbindung und wies eine gute Drapierungsfähigkeit und Handhabung auf.
Beispiel 5
30 Gewichtsprozent Methylmethoxyhexamethylendiaminoadipat wurden zu Papiermaterial hinzugefügt, welches 50% polymeres Hexamethylendiaminoadipat enthielt, anschließend das Material verdünnt und auf einer Papierherstellungsvorrichtung zu einem Bogen geformt. Der Bogen wurde getrocknet, indem man ihn um mit Dampf beheizte Zylinder herumführte. Wenn der Bogen merklich trocken war, wurde er um einen Zylinder geführt, der mit einem Dampf von einem Druck von 4,2 kg/ccm geheizt wurde. Die so erhaltene Papierbahn wurde auf ihre physikalischen Eigenschaften hin untersucht, wobei sich eine hohe Zerreißfestigkeit und eine Zugfestigkeit von 4,5 ergaben.
Beispiel 6
Ein in der im Beispiel 5 beschriebenen Weise hergestellter und getrockneter Bogen, der 10 Gewichtsprozent Harz enthielt, wurde durch ein auf 140° C erhitztes Ölbad geführt. Die Eintauchzeit betrug 10 Sekunden. Der austretende Bogen wies eine hohe Zugfestigkeit und Haltbarkeit beim Falten auf.
Beispiel 7
Eine Bahn aus 100% polymerem Hexamethylendiaminoadipat wurde auf ein Drahtsieb.auf gelegt und polymeres Methylmethoxyhexamethylendiaminoadipat aufgestäubt, bis der Harzgehalt 20 Gewichtsprozent betrug. Die Materialbahn wurde um einen Zylinder geführt, der mit Dampf von 4,2 kg/ccm beheizt war, und der erhaltene Filz gerollt. Er wurde gefunden, daß das erhaltene Produkt gebunden ist und dem Zerreißen Widerstand entgegensetzt.
Beispiel 8
Synthetische Fasern aus Polyäthylenterephthalat wurden durch allmählisches Mischen in einer 2°/oigen Lösung von polymerem Methylmethoxyhexamethylendiaminoadipat in Methanol dispergiert und die erhaltene Dispersion einem Gefäß einer Laboratoriumszylinderpapierherstellungsvorrichtung zugefügt und der Zylinder rotieren gelassen. Die erhaltene Bahn von Fasern wurde gegautscht und dem Trockensystem zugeführt, wobei die Flüssigkeit durch das Drahtsieb hindurchtrat und zum Zwecke der Wiederverwendung zurückgeführt wurde. Die Bahn wurde nach dem Trocknen aufgerollt.
Beispiel 9
Das Verfahren von Beispiel 8 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß die Bahn von Polyäthylenterephthalatfasern, während sie sich auf dem Drahtsieb befand, mit Heißluft getrocknet wurde. Die mit Methanol beladeneLuft wurde anschließend behandelt, um das Methanol wiederzugewinnen.
Beispiel 10
Die gegautschte Bahn von Fasern, die im wesentlichen nach dem im Beispiel 8 angegebenen Verfahren hergestellt wurde, wurde durch ein Wasserbad geführt, um das polymere Methylmethoxyhexamethylendiaminoadipat zu koagulieren und das Methanol zu entfernen. Anschließend wurde die Bahn durch Klemmwalzen hindurch und einer üblichen Zylindertrockenvorrichtung zugeführt.

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur Herstellung \ron ganz oder teilweise aus synthetischen Fasern bestehenden Bahnen hoher Flexibilität und Zerreißfestigkeit unter Verwendung eines organischen Binders, da-, durch gekennzeichnet, daß den Fasern während oder nach der Bildung der Bahn ein Methylmethoxyderivat von polymerem Hexamethylendiaminoadipat als Binder zugesetzt wird.
    In Betracht gezogene Druckschriften:
    Schweizerische Patentschrift Nr. 286 514;
    USA.-Patentschrift Nr. 2 721 139;
    Das Papier, 1955, Heft 17, S. L 90;
    Chem. Zentralblatt, 1956, S. 891.
DENDAT1070491D 1956-08-23 Verfahren zur Herstellung von Bahnen aus Fasermaterial Pending DE1070491B (de)

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