DE1280657B

DE1280657B - Verfahren zur Herstellung von Trennpapier

Info

Publication number: DE1280657B
Application number: DEG26669A
Authority: DE
Inventors: Francis George August Monterey; Michael Joseph Zurlo
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1958-03-26
Filing date: 1959-03-20
Publication date: 1968-10-17
Also published as: DE1287918B; DE1134881B; GB852717A; GB848312A; GB882378A; US2985544A; FR1226745A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

D 21h

Deutsche Kl.: 55f-16

Nummer: 1280657

Aktenzeichen: P 12 80 657.4-45 (G 26669)

Anmeldetag: 20. März 1959

Auslegetag: 17. Oktober 1968

Zahlreiche klebrige Stoffe, wie Asphalt, Bitumen, Teer, Wachs, Paraffine, Klebstoffe, Kautschuk und andere unvulkanisierte Polymere, sowie tiefgekühlte Nahrungsmittel haften an Papier und Pappe an, so daß zu deren Verpackung besonders behandelte blattförmige Cellulosematerialien verwendet werden, die als sogenannte Trennpapiere bezeichnet werden. Diese können beispielsweise als Umhüllungen oder als Zwischenlagen zwischen Schichten der genannten oder anderer an Papier anklebender Materialien verwendet werden.

Trennpapiere verschiedener Art sind bereits bekannt. So ist es bereits beschrieben, blattförmiges Cellulosematerial in einem Dreistufenverfahren mit feingemahlenem Ton und Casein, danach mit feingemahlenem Ton und schließlich mit Polyvinylacetat zu beschichten. Diese Trennpapiere haben aber den Nachteil, daß bei ihrem Ablösen von den klebrigen Materialien das Polyvinylacetat auf diesen Materialien zurückbleibt. Andere bekannte Verfahren zur Her-Stellung von Trennpapier bestehen darin, das blattförmige Cellulosematerial mit mehreren Schichten von Polyäthylen oder mit einer ersten Schicht aus Ton und einer zweiten Schicht aus Methylcellulose und Stärke zu versehen. Die so hergestellten Trennpapiere erwiesen sich jedoch oft als ungenügend, insbesondere bei staik klebenden Materialien, wie Asphall, da sie sich nur unvollständig von solchen Materialien trennen lassen.

Aus der deutschen Patentschrift 876 503 ist außerdein bereits ein Verfahren zur Herstellung von Trennpapieren durch Behandeln blattförmigen Cellulosematerials in einem aus einer wäBrigcn Polysiloxanemulsion bestehenden Bad bekannt. Hierbei wird Methylwasserstoffpolysiloxan in Verbindimg mit wasserlöslichen Celluloscülhern verwendet. Auch die so hergestellten bekannten Trennpapiere besitzen jedoch eine Reihe von Nachteilen. So sind ihre Iienntij t nst tuiHt η It iinbd itdiiti und nicht an iiitn I im ( η dti ' κmipipidobufliehe gleich. Zu- <iun inu st η ritse Irtnnpiji ie um ihre optimale J KTineij-uisüntt ti ti ^lnlt in \n dir verwendung

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Anmelder:

General Electric Company,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr! H.-H. Willrath, Patentanwalt,

6200 Wiesbaden, Hildastr. 18

Als Erfinder benannt:

Francis George Augustine de Monterey,

Troy, N. Y.;

Michael Joseph Zurlo.

Mechanicville, N. Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 26. Miinr 1958 (723 %3)

1955, S. 289, noch ein allgemeiner Hinweis. duU iur Herstellung nicht klebender Zwischenlugcpupkre unter anderem MethyJpolysibxane verwendet werden können, worunter auch die in der deutschen Patentschrift 876 503 genannten Methylwasscrstoffpolysiloxanc fallen. Schließlich sei noch erwähnt, daB aus »Kunststoffe«. 1957, H. 8. S. 431 bis 434, Dibutylzinndiluurut als Vulkanisationskatalysator für Siliconkautschuk bekannt ist und daß in einer Reihe von Veröffentlichungen, wie beispielsweise in den französischen Patentschriften 1 129 476, 1 087 484 und 1 061 035, der USA.-Patentschrift 2 672 455 und den deutschen Patentschriften 925 225 und 878 791, Polysiloxane als Hydrophobiermittel für Textilien und Leder beschrieben sind. Diese technischen Gebiete haben jedoch im Hinblick auf die für Trennpapiere erforderlichen völlig andersartigen Eigenschaften nichts mit dem Erfindungsgegenstand'gemein.

Aufgabe der Erfindung war es, die Nachteile bekannter Trennpapiere zu beseitigen und (lurch ein neues Verfahren solche mit verbesserten Trenneigenschaft en zu erhalten.

Dieses Verfahren zur Herstellung von Trennpapier durch Behandeln von blattförmigem Cellulosematerial tn einem aus einer wäßrigen Polysiloxanemulsion be-

8O9S27;1231

stehenden Bad nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Cellulosematerial in ein Bad, das ein fineares Polydimethylsiloxan mit endständig an die Siliciumatome gebundenen Hydroxylgruppen, ein Methylpolysiloxanharz mit 1,05 bis 1,4 Methylgruppen pro Siliciumatom, das im wesentlichen aus CH3S1O3/2 und (CH₃)2SiO-Einheiten besteht, Polyvinylalkohol als Emulgator und Dibutylzinndilaurat und gegebenenfalls ein inertes organisches Lösungs-Polydimethylsilox,an und Methylpolysiloxanharz vor der Zugabe der Dibutylzinndilauratemulsion verdünnt wird.

In manchen Fällen kann es erwünscht sein, kleinere Mengen eines organischen Lösungsmittels zuzugeben, wobei dann solche Lösungsmittel bevorzugt werden, die bei der Temperatur der Papierbehandlung leicht verdunsten. Um die Emulsion stabil zu halten, wird sie zweckmäßigerweise bei niedrigeren Temperatüren,

mittel enthält, in an sich bekannter Weise getaucht _Io wie beispielsweise Raumtemperatur, aufbewahrt. Die

und anschließend getrocknet wird.

Dienach der Erfindung verwendeten linearen PoIymethylsiloxane mit endständig an die Siliciumatome gebundenen Hydroxylgruppen besitzen die allgemeine Formel

OH₃

HO

Si-O
CH₃

worin η beispielsweise eine Zahl zwischen 10 und 100000 bedeutet. Diese Polydimethylsiloxane sind in organischen Lösungsmitteln, wie Xylol, Toluol Behandlung des blattförmigen Cellulosematerials mit der Polysiloxanemulsion erfolgt in an sich bekannter Weise, z. B. durch Eintauchen, Besprühen und Aufspachteln.

Nach dem Behandeln in der wäßrigen Emulsion wird das blattförmige Cellulosematerial vorteilhafterweise 10 Sekunden bis 3 Minuten oder länger über erhitzte Rollen von einer Temperatur zwischen 90 und 175⁰C geführt und getrocknet. Auch kann zur Trocknung zirkulierende Heißluft von 100 bis 160⁰C verwendet werden, die gewöhnlich 30 Sekunden bis 5 Minuten auf das behandelte Cellulosemateria! einwirkt. Im Gegensatz zu den oben beschriebenen bekannten Trennpapieren sind die so hergestellten

und Trichloräthylen, löslich und besitzen Vorzugs- 25 Trennpapiere nach dem Trocknen unmittelbar zu

weise eine Viskosität zwischen 10 und 2 000 000 cP (gemessen bei 25 ⁰C). Die Polydimethylsiloxane mit endständigen Hydroxylgruppen kann man durch Behandlung hochmolekularer Polydimethylsiloxane mit Wasser gewinnen.

Die nach der Erfindung verwendeten Methylpolysiloxanharze sind in der USA.-Patentschrift 2 258 218 beschrieben und können beispielsweise durch gemeinsame Hydrolyse von 5 bis 40 Molprozent Dimethylverwenden, ohne daß sie vorher gealtert werden müßten.

Im allgemeinen ist es ausreichend, wenn bei dem Verfahren nach der Erfindung eine solche Methylpolysiloxanharzmenge auf das Cellulosematerial übertragen wird, daß diese Menge 0,1 bis 5%, zweckmäßigerweise 0,4 bis 2%, des Trockengewichtes des Cellulosematerials ausmacht. Größere Mengen bringen im allgemeinen keine weiteren Vorteile und ver-

diehlorsüan und 60 bis 95 Molprozent Methyltri- 35 teuern nur das Verfahren.

chlorsilan gewonnen werden. Es ist vorteilhaft, diese Methylpolysiloxanharze in einem Lösungsmittel, wie Toluol, Xylol oder einer Mischung von Toluol und Butanol, bis zu Konzentrationen von 10 bis 90 Gewichtsprozent zu lösen.

Als blattförmiges Cellulosematerial kann beispielsweise Pergamentpapier, Packpapier, Leinenpapier, Reispapier, Pergamin oder Zellglas oder Pappe verwendet werden.

Gegenüber den vorbekannten Trennpapieren besitzen die nach der Erfindung gewonnenen den Vorteil, bessere und sogleich nach ihrer Herstellung auftretende Trenneigenschaften zu besitzen, die auch bei längerer Lagerung nicht verschwinden. Außerdem wurde im Gegensatz zu den bekannten Trennpapieren keine Wanderung der Polydimethylsiloxane und Methylpolysiloxanharze an die Oberfläche des Cellulosematerials beobachtet. Ein weiterer Vorteil der

Ein vorteilhafterweise verwendetes Behandlungs- 45 nach der Erfindung gewonnenen Trennpapiere liegt bad enthält 2 bis 6 Gewichtsteile Polydimethylsiloxan, darin, daß diese auch bei hohen Temperaturen ihre

- - - - - Schließlich

Trenneigenschaften behalten. Schließlich sind Behandlungsbäder, die nach der Erfindung verwendet werden, wesentlich stabiler als die nach der deutschen Patentschrift 876 503 verwendeten, die Dimethy!- wasserstoffpolysiloxan enthalten.

Die nach der Erfindung gewonnenen Trennpapiere können vielseitig verwendet werden. So kann man sie zum Verpacken von Asphalt oder hochmolekularen

1 Gewichtsteil Methylpolysiloxanharz, 3 bis 75 Gewichtsteile Wasser sowie 0,05 bis,10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Polydimethylsiloxans, an Dibutylzinndilaurat sowie 0,1 bis 3 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der gesamten Emulsion, an Polyvinylalkohol.

Bei der Herstellung der nach der Erfindung als BehandluRgsfoad verwendeten Emulsionen wird

zweckmäßigerweise zunächst der Polyvinylalkohol in 55 organischen Polymeren verwenden, die heiß in BeWasser gelöst, wcsrauf dann das Polydimethylsiloxan hältnisse aus den Trennpapieren eingefüllt werden und das Methylpolysiloxanharz zugegeben werden. können, ohne daß diese ihre Trenneigenschaften ver-Die Mischung wird dann gründlich homogenisiert, lieren. Weiter können die Trennpapiere beispielsweise bis man eine gleichmäßige Dispersion vorliegen hat. zum Verpacken von elektrischen Isolierbändern, Praktisch in gleicher Weise wird das Dibutylzinndi- 60 Heftpflastern und Klebestreifen benutzt werden. Auch laurai unter Verwendung von Polyvinylalkohol als das Zusammenkleben von vulkanisierten oder un-Emulgator dispergiert, doch setzt man in diesem Fall vulkanisierten Gummischichten kann trotz der hohen zweskmäßigerweise dem Dibutylzmndilaurat eine ge- ' Klebfähigkeit dieser Stoffe mit den nach der Erfinringe Menge Lösungsmittel, wie Xylol, zu, bevor man dung gewonnenen Trennpapieren leicht verhindert Wasser und Polyvinylalkohol zumischt. Diese Errui- 65 werden. Weiterhin können die Trennpapiere zur Aussion von Dibutylzinndilaurat wird nach der Homoge- kleidung von Gefäßen für Brot und Kuchen verwendet msienmg der zuerst bereiteten Emulsion zugesetzt, werden, da diese Backwaren infolge der Hitzebestänwobes vorzugsweise die zuerst bereitete Emulsion von digkeit der nach der Erfindung gewonnenen Trenn-

Claims

papiere in diesen so ausgekleideten Behältern gebacken werden können.

Das folgende Vergleichsbeispiel dient der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Vergleichsbeispiel

Die in diesem Beispiel verwendeten Polydimethylsiloxane mit endständig an die Siliciumatome gebundenen Hydroxylgruppen besaßen eine Viskosität von über 3000 cP (gemessen bei 25° C) und etwa 2 Methylgruppen je Siliciumatom. Sie waren auf folgende Weise hergestellt worden:

Octamethyl-cyclotetrasiloxan mit 0,001 Gewichtsprozent KOH wurde 2 bis 4 Stunden erhitzt, bis man ein hochviskoses, benzollösliches Produkt mit einer Viskosität von 3 000 000 cP erhielt. Dann wurden 0,5% Wasser zugesetzt, und die Mischung wurde 2 Stunden bei 150 bis 175 ⁰C erhitzt, bis das Produkt eine Viskosität von 3000 cP (gemessen bei 25 ⁰C) besaß. Um alle flüchtigen Bestandteile zu entfernen, wurde das Produkt so lange bei 15 mm Druck auf 135⁰C erhitzt, bis nur noch l°/₀ flüchtige Bestandteile im Polymer zurückblieben.

Das in dem Beispiel verwendete Methylpolysiloxanharz war durch gemeinsame Hydrolyse von 90 MoI-Prozent Methyltrichlorsilan und 10 Molprozent Dimethylcblorsilan gewonnen worden. Das dabei erhaltene harzartige Produkt wurde in Toluol zu einer 34°/oigen Lösung gelöst

Die Trenneigenschaften der in verschiedenen Behandlungsbädern getränkten Papiere (Pergamentpapier) wurden in der Weise bestimmt, daß man Heftpflasterstreifen von Hand auf die Oberfläche des behandelten Papiers drückte und anschließend abriß, Die Güte der Trenneigenschaften wurden mit den Wertnoten 0 bis 6 bestimmt, wobei bei der Wertnote 0 das Papier nicht an dem Heftpflaster haftete und bei der Wertnote 6 sich das Papier' von dem Heftpflaster nicht entfernen ließ.

Zur Bestimmung der von dem Trennpapier auf ein damit in Berührung stehendes Material wandernden Siloxanmenge wurde ein Heftpflasterstreifen von Hand fünfmal auf fünf verschiedene Stellen des jeweiligen Trennpapiers aufgedrückt. Sodann wurde der Heftpflasterstreifen so zusammengefaltet, daß seine Klebstoffflächen einander berührten, worauf die zur Trennung dieser Klebstoffflächen des Heftpflasters erforderliche Zugkraft bewertet und mit derjenigen Zugkraft verglichen wurde, die erforderlich war, ein anderes, in gleicher Weise gefaltetes Heftpflaster auseinanderzuziehen, dessen Klebstoffflächen nicht mit dem Trennpapier in Berührung gebracht worden waren.

Das wie oben bereitete Polydimethylsiloxan und das Methylpolysiloxanharz in Form einer 34%igen Lösung in Toluol wurden in einem Gewichtsverhältnis von 4 : 1 miteinander vermischt und in eine wäßrige Emulsion übergeführt, die 40% der beiden Siloxane, 1,26% Polyvinylalkohol und 7,5% Xylol enthielt. Eine zweite Emulsion wurde aus 210 Gewichtsteilen Dibutylzinndilaurat, 95,2 Gewichtsteilen Xylol, 6,36 Gewichtsteilen Polyvinylalkohol und 327 Gewichtsteilen Wasser bereitet. Die beiden Emulsionen wurden sodann miteinander vermischt, mit Wasser auf eine 10%ige Konzentration der Siloxane verdünnt und homogenisiert. Der Zinngehalt wurde jeweils zwischen 1 und 4 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Emulsion, variiert. Außerdem wurde zum Vergleich ein Behandlungsbad 5 ohne Zinnverbindung, ein Behandlungsbad 6 mit 1 Gewichtsprozent Zinn-2-äthylhexoat und ein Behandlungsbad 7 mit 1 Gewichtsprozent Zink-2-äthylhexoat bereitet.

In jedem Vergleichfall wurde das verwendete Pergamentpapier gleich lange in das Behandlungsbad getaucht und danach mit Hilfe von Abquetschrollen von überschüssiger Emulsion befreit. Danach wurde das Papier jeweils durch überleiten über erhitzte Rollen mit einer Temperatur von 110 bis 13O⁰C während 3 Minuten getrocknet.

Die unter Verwendung sieben verschiedener Behandlungsbäder erzielten Eigenschaften von Trennpapieren sind nachfolgend in der Tabelle zusammengestellt.

Behandlungs-

bati

Gewichtsprozente

der beiden
Polysiloxane*)-

Gewichtsprozente

Zinn

1 1

2 2

3 5

4 10

5 10

6 10

7 10

*( lit) Bohandlungsbad.
"I Als Dibutylzinndilaurat.

P)

^>:; Als Zinn-2-äthylhexoat.

^c) 1% Zink als Zink-2-äthylhexoal.

Trei" neigetisch aft Wanderung ßadstab 0 3 gut 0 0 gut 0 0 gut 0 1 gut 4 4 — 3 4 maß 3 4 genügt

I3ie Vergleichswerte zeigen, daß die Trenneigenschaften und die Badstabilität verschlechtert und die Wanderung der Siloxane auf die Heftpflasteroberfläche erhöht wurde, wenn maß statt Dibutylzinndilaurat keine Zinnverbindung oder Zinn-2-äthylhexoat ,oder..Zink-2-äthylhexoat ver wendete.

Patetitanspruch :

Verfahren zur Herstellung von Trennpapier durch Behandeln von blattförmigen Cellulosematerial in einem, aus einer wäßrigen Polysiloxanen¹) ulsion bestehenden Bad, dadurch g e ■kenn ζ e i c h π e t, daß das Cellulosemateriul

in ein Bad, das ein lineares Polydimethylsiloxan mit endständig an die Siliciumatome gebundenen Hydroxylgruppen; ein Methylpolysiloxanharz mit 1,05 bis 1,4 Methylgruppen pro Siliciumatom, das im wesentlichen aus CH₃SiO₃Z₂ und (CH₃J₂SiO-Einheiten besteht, Polyvinylalkohol als Emulgator und Dibutylzinndilaurat und gegebenenfalls ein inertes organisches Lösungsmittel enthält, in an sich bekannter Weise getaucht und anschließend getrocknet wird.

IO In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 876 503, 878 791, 225;

französische Patentschriften Nr. 1129 476, 484, 1061035;

USA.-Patentschrift Nr. 2 672 455;

R ö m ρ ρ , Chemielexikon (1958), ■ S. 3499 (»Polyvinylalkohol«);

Kunststoffe (1957), H. 8, S. 431 bis 434; Chemiker-Zeitung, 79 (1955), H. 9, S. 289.