DE1221093B

DE1221093B - Verfahren zur Behandlung von Zellstoff- bzw. Faserstoffvliesen in der Papiermaschine

Info

Publication number: DE1221093B
Application number: DEV22703A
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Arnold; Dr Curt Walter Leupold; Dr Helmut Pietsch
Original assignee: Vereinigte Papierwerke Schickedanz and Co
Current assignee: VP Schickedanz AG
Priority date: 1962-06-27
Filing date: 1962-06-27
Publication date: 1966-07-14

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

D 21h

Deutsche Kl.: 55f-16

Nummer: 1221093

Aktenzeichen: V 22703 VI b/55 f

Anmeldetag: 27. Juni 1962

Auslegetag: 14. Juli 1966

Die Mischung und Vereinigung von Faserstoffen aus Natur- oder Syntheseprodukten nut Bindemitteln, Füllstoffen, Pigmenten, optischen Aufhellern, Farbstoffen usw. wird üblicherweise in der Papiermacherpraxis im Holländer, auch im Stoffauflauf oder in Misehbehältern, jedenfalls in der wäßrigen Dispersion vor deren Austritt auf das Sieb vorgenommen.

Diese altbekannten Verfahren sind stofflich und mengenmäßig begrenzt durch die Geschwindigkeit, mit dj® das Fasermaterial die genannten Zusatzstoffe adsosptiv zu binden vermag. Wegen unzureichender Retention lassen sich viele Stoffe praktisch überhaupt nicht, andere nur unter Verlusten an die Fasern bringen. Dies ist in um so stärkerem Maße der Fall, wenn sehr dünne bzw. leichte Vliese erzeugt werden sollen, also solche, deren Quadratmetergewichte unter 50 g bis herab zu 10 g und noch niedriger liegen. Hier entstehen vielfach Vliese mit makroporöser Struktur. Durch diese hochdurchlässigen Flächengebilde gehen die Beaufschlagungen bei der starken Strömung auf Saugwalzen und Sieben ganz oder teilweise hindurch.

Es wird in der Papiermacherpraxis vielfach von Leimpressen Gebrauch gemacht, um an bestimmten Stellen zwischen der Sieb- und Trockenpartie noch Bindemittel in das Vlies einzubringen. Bei den sehr leichten, teilweise keine geschlossenen Flächen bildenden Vliesschichten ist dieses Verfahren sowohl wegen des Durchschlagens als auch wegen der viel zu geringen mechanischen Festigkeit der Vliese aber nicht anwendbar. Außerdem ist es unmöglich, die sehr kleinen Bindemittelmengen mit Leimpressen ohne Beschädigung der dünnen Schichten aufzubringen.

Um solch dünne, sogar löcherige, poröse Zellstoffbzw. Faserstoffvliese vollflächig mit den eingangs genannten Stoffen zu versehen, wobei es auf kleinste Mengen pro Flächeneinheit ankommen soll, kann man sich des Auftragens in Form wäßriger Schäume bedienen. Die Aufbringung von Klebstoffen in Schaumform auf Fasern ist bereits im deutschen Patent 713 700 beschrieben worden. Ferner finden sich im deutschen Patent 864462 sowie der deutschen Auslegeschrift 1062206 ähnliche Vorschläge, Die deutsche Auslegeschrift 1182 425 beschreibt die Verfestigung von Faservliesen durch Bindemittel in Schaumform unter Zusatz wasserlöslicher Porenbüdner.

Bei all diesen bisher bekannten Methoden der Beaufschlagung von Fasern werden auf trockenem, mechanischem Wege entstandene Faserflächengebilde verwendet oder aber bereits fertige, trockene Papiere.

Verfahren zur Behandlung von Zellstoff- bzw.
Faserstoffvliesen in der Papiermaschine

Anmelder:

Vereinigte Papierwerke Schickedanz & Co.,

Nürnberg, Siegfriedstr. 9-17

Als Erfinder benannt:

Dr. Curt Walter Leupold,

Dr. Helmut Pietsch,

Dr. Hans Arnold, Nürnberg

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, auf solche Faservliese, wie man sie

ao auf einem Rund- oder Langsieb erhält, und die durch Quetschen und Saugen nur bis zu einem gewissen Grad entwässert sind, die verschiedensten Stoffe in Form wäßriger Schäume aufzubringen, und sie danach in die Trockenpartie zu führen.

Das Verfahren gemäß der Erfindung zur Herstellung von Faservliesen, die nach dem Naßverfahren auf der Papiermaschine in bekannter Weise bereitet sind und aus gemahlenen und/oder nichtgemahlenen Natur-, Synthese- oder Halbsynthesefasern mit Stapellängen bis zu 20 mm bestehen und im getrockneten Zustand nicht schwerer als 100 g/m² sind, wobei die geformte Bahn zusätzlich mit weiteren Mitteln in Schaumform behandelt wird, besteht kennzeichnend darin, daß die Schäume zwischen Siebteil und dem ersten Trockenzylinder aufgebracht werden. Es wurde gefunden, daß man sehr kleine Stoffmengen von etwa 0,1 g/m² auf Vliese von etwa 5 g/m² an dadurch aufbringen kann, daß man einen wäßrigen Schaum erzeugt und diesen z. B. aufrakelt.

Es hat sich dabei als günstig erwiesen, den Schaumauftrag auf das noch feuchte Vlies, z. B. solches mit einem Rest-Wassergehalt von 50 bis 200 ⁰Zo, vorzunehmen. Dies ist dann nötig, wenn, eine möglichst oberflächliche, einseitige Beaufschlagung erfolgen soll. Kommt es dagegen auf Tiefenwirkung an, nimmt man den Schaumauftrag besser an weiter heruntergetrocknetem Material vor.

Auch bei größeren Flächengewichten bis zu etwa 100 g/m² ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Verfestigung bzw. Beaufschlagung von Vliesen, die aus wäßriger Suspension mittels üblicher Papiermaschine gebildet sind, anwendbar. Naturgemäß muß

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die Schaum- und damit die Bindemittelmenge bzw. die Menge sonstiger aufzubringender Stoffe jeweils der Dicke des Vlieses angepaßt sein. Ferner ist konstruktiv dafür Sorge zu tragen, daß der Schaum in das Vlies zu dem Zeitpunkt bereits weggeschlagen ist, zu dem die beschäumte Seite mit dem Papiermaschinentuch oder -filz in Berührung kommt.

Der Schaumauftrag erfolgt zweckmäßigerweise in Verbindung mit einem Luftrakel. Bei Einstellung der Konzentration bzw. des jeweils erforderlichen Schaumgewichtes und der richtigen Schaumstruktur hat man es vollkommen in der Hand, jede verschäumbar gewünschte Substanz in nahezu jeder Menge, auch bei modernen, rasch laufenden Papiermaschinen, auf die dünnsten Vliese aufzubringen. Wegen der Unabhängigkeit von allen Retentionsproblemen kann man dazu alle Stoffe, die sich in einen wäßrigen Schaum einiger Stabilität bringen lassen, verwenden. Es seien als Beispiele genannt: Lösungen von wasserlöslichen Naturprodukten und Kunstharzen, wie Resolen, Aminoplasten, aliphatischen Polyepoxydverbindungen, Pflanzengummen,' Stärke- und Cellulosederivaten, Gelatine, Casein und seinen Derivaten, Pflanzenleimen usw., ferner die wasserlöslichen Polymerisate der (Meth-) Acrylsäure und ihre Derivate, Polyvinylalkohole, Polyvinylmethyläther und die wasserlöslichen hochpolymeren Polyglykoläther. Diese Stoffe erhöhen nur die Trockenfestigkeit der Vliese, beeinträchtigen aber nicht die Zerfallbarkeit in Wasser, soweit sie nicht thermohärtbar sind.

Kommt es darauf an, neben der Trocken- auch die Naßfestigkeit zu verbessern, werden härtbare Bindemittel verwendet oder solche, die wasserunlöslich sind bzw. in Dispersion oder Emulsion vorliegen. Hier kommen die synthetischen Vinylpolymerisate von ungesättigten KW-Stoffen, Vinyläthern, -estern und -nitrilen ebenso in Betracht wie Naturkautschuklatizes und deren chemische Umwandlungsprodukte.

Es ist schließlich auch möglich, solche Bindemittel aufzuschäumen, die nach gewisser Zeit und/oder einer Temperatureinwirkung härten, vernetzen, vulkanisieren oder Polyadditionsreaktionen geben, wie z. B. Epoxyd-, Äthylenimin-, Isocyanatgruppen tragende Stoffe.

Mit dieser nicht vollständigen Aufzählung von Möglichkeiten zur Verfestigung sehr leichter Papiermaschinenvliese, die das erfindungsgemäße Verfahren bietet, ist der Anwendungsbereich jedoch nicht erschöpft.

Man kann den Bindemitteln Pigmente, Füllstoffe, Antigleitmittel ebenso beigeben wie Metallpulver, Insekticide, Fungicide, Bakterieide, Medikamente, aber auch Wachse usw.

Schließlich ist es von Vorteil, wenn Farbstoffe, optische Aufheller nur oberflächlich mit Hilfe eines Trägerschaumes aufgebracht werden, weil der Materialeinsatz bei gleicher Wirkung viel geringer sein kann. ,

Die nachfolgenden Beispiele sollen das Verfahren erläutern: -

Beispiel 1

Auf ein Papiermaschinenvlies von etwa 15 g/m² (atro), das 150% Wasser enthält und aus auf 35° SR gemahlenem, gebleichtem Sulfitzellstoff besteht, wird ein Schaum der folgenden Zusammensetzung aufgebracht: ; , ■:.·.-■: ' ;.. ... ■,:.:'

In 100 Gewichtsteilen Wasser löst man

a) 2 Gewichtsteile hochviskose Methylcellulose,

b) 0,75 Gewichtsteile hochviskose Methylcellulose,

c) 0,75 Gewichtsteile hochviskose Oxyäthylcellulose

und fügt

4 Gewichtsteile einer 10%igen Lösung eines Nonylphenolpolyglykoläthers, der 15 Moleküle Äthylenoxyd enthält, zu.

Durch mechanisches Schlagen erzeugt man einen leichten Schaum von etwa 30 g/l Gewicht. Dieser Schaum wird wahlweise in Verbindung mit einem Luftrakel in einer ungefähr 1 mm dicken Schicht auf das Vlies am Ende der Siebpartie aufgebracht. Es ergeben sich folgende Festigkeiten am trockenen Blatt:

Auflage, g/m² ....
Reißlänge, m

längs

quer

Bruchdehnung, %

längs

quer

keines

keine

239
59

16,4
8,8

Bindemittel
A B

2,6

1785
602

13
3,3

1,0

1300
500

11,5
3,0

1695
670

Den Steigerungen der Festigkeitswerte auf das 6- bis lOfache steht eine gewisse Einbuße besonders an Querelastizität gegenüber.

Beispiel 2

100 Gewichtsteile einer 0,5%igen Lösung des Natriumsalzes eines Methacrylsäure-Methacrylsäuremethylester-Mischpolymerisates werden 4 Gewichtsteile einer 10%igen Lösung von Nonylphenolglykoläther zugefügt. Zu dieser stabilisierten Schaummittellösung gibt man folgende Polymerdispersionen:

a) eine Styrol-Butadien-Dispersion mit 70Vo Butadien,

b) ein Vinylacetat-Crotonester-Mischpolymerisat

mit 5% Crotonester,

c) wie vorstehend, jedoch unter Zusatz von 30% Polyvinylmethyläther, bezogen auf die Polymerdispersion atro.

Man erhält folgende Festigkeiten beim Beschäumen von Vliesen des Beispiels 2:

Auflage,g/m²....

Reißlänge, m

längs .

quer

Bruchdehnung, %

längs .....

quer

keines

Bindemittel
A I B

keine

239
59

16,4
8,8

1,5

1200
430

14,5
5,7

2,1

1230
386

13,5
7,0

1120
278

Mit dieser Bindemittelkombination kann ein erheblicher Festigkeitsgewirin ohne größere Dehnungs^ Verluste erreicht werden. _:

Beispiel 3

Aus einer Mischung von 10 Gewichtsteilen auf 30° SR gemahlenem, gebleichtem Sulfitzellstoff und 1 Gewichtsteil Reyon-Stapelfasern von 1,5 den mit der Stapellänge 6 mm werden Blätter vom Flächengewicht etwa 12 g/m² gebildet. Diese versieht man mit einem Bindemittelschaum, der (A) 2% hochviskoser Methylcellulose, (B) 1,7% eines Acrylestermischpolymerats und (C) die gleiche Menge eines mit Vulkanisationsmitteln versehenen Naturkautschuks enthält. Man erhält Wattevliese mit folgenden Eigenschaften:

Auflage, g/m²
Reißlänge, m

trocken ...

naß

keines

Bindemittel
A I B

keine

2060
0

0,8

2960
0

0,8

2380
200

12

1250
100

ίο

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Faservliesen, die nach dem Naßverfahren auf der Papiermaschine in bekannter Weise bereitet sind und aus gemahlenen uüd/oder nicht gemahlenen Natur-, Synthese- oder Halbsynthesefasern mit Stapellängen bis zu 20 mm bestehen und im getrockneten Zustand nicht schwerer als 100 g/m² sind, wobei die geformte Bahn zusätzlich mit weiteren Mitteln in Schaumform behandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schäume zwischen Siebteil und dem ersten Trockenzylinder aufgebracht werden.

I^Q Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 864 452;
deutsche Auslegeschriften Nr. 1062 206,
1182425.