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Verfahren zur Herstellung von Vliesen, insbesondere Pappen Es ist
bekannt, zur Verfestigung von Vliesen aus Zellstoftasern, Holzschliff und ähnlichem
zellstoffhaltigem Fasermaterial einen Leim aus tierischem oder pflanzlichem Ausgangsmaterial
zu verwenden. Auch sind schon Kunststoffe der verschiedensten Art für diesen Zweck
angewandt worden. Die Anwendung kann vor, während oder nach der eigentlichen Vliesbildung
erfolgen, wobei ,der Kunststoff also mit denFasern zusammen verarbeitet oder dem
fertigen Vlies nachträglich einverleibt wird. Auch ist es bekannt, die fertigen
Vliese durchAnwendung von Wärme und geringem Druck (Trockenzylinder) oder Wärme
und höherem Druck, aber nur kurzzeitigwirkend (Heiß'kalander), noch zu verfestigen.
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Insbesondere ist bei der Herstellung von Pappen und Papier schon.
bekannt, daß dem Faserbrei im Holländer ein Naturleim oder ein Kunstharz in fester
Form oder in Form einer Lösung oder Dispersion zugesetzt und dieser Stoff gegebenenfalls
durch Zugabe eines Elektrolyten, z. B. Alaun, auf die Fasern gefällt wird. Die Veredlung
solcher Pappen durch kurzes Erwärmen unter gleichzeitiger Anwendung von Druck (auf
dem Heißkalander), besonders zur Glättung der Oberfläche, ist ebenfalls schon bekannt.
Die Pappen laufen zu diesem Zweck etwa zwei- bis fünfmal zwischen den heißen Kalan:derwalzen
hindurch.
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Es wurde nun gefunden, daß die Veredlung solcher unter Zusatz von
Kunststoffdispersionen im Holländer hergestellter Vliese, insbesondere Pappen, viel
weiter getrieben werden kann, wenn man die fertigen Vliese nach dem üblichen Glätten
noch zusätzlich in der Wärme kalandriert und bzw. oder preßt. Bei dünneren Vliesen
genügt eine kleinere Zahl von Durchgängen durch den Kalamder, bei dickeren wird
eine größere Zahl benötigt, um den
optimalen Effekt zu erzielen.
Eine zu große Zahl von Durchgängen ist unwirtschaftlich und kann eine Schädigung
der Fasern herbeiführen.
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In der Regel sind mindestens etwa io Durchg in , i ge t' erforderlich.
Besonders günstige Ergebnisse t' werden bei etwa 2o bis 3o Durchgängen erzielt,
während es im allgemeinen nicht erforderlich oder sogar nicht zweckmäßig ist, die
Zahl von 35 Durchgängen zu überschreiten. An die Stelle des Kalandrierens 'kann
auch ein gründliches Verpressen bei höherer Temperatur treten. Die Zahl der Kalanderdurchgänge
oder die Zeit des Verpressens kann dadurch herabgedrückt werden, daß man die Vliese
vorher einige Zeit erwärmt.
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Der erzielte Effekt besteht darin, daß durch gleichzeitige Einwirkung
von Wärme und Druck die Fasern zu@sammengepreßt und die auf ihnen befindlichenKunststoffteilchen
geschmolzen werden, wobei sie die Hohlräume zwischen. den einzelnen Faserteilchen
ausfüllen und die Fasern miteinander verschweißen. Diese Verschweißung hält auch
nach dem Arbeitsgang die Fasern zusammen-. Es wird so ein wesentlich dichteres,
steiferes und festeres Material erhalten, das dem Eindringen von Wasser größeren
Widerstand entgegensetzt als normale Pappe, auch wenn nicht ein von sich aus hydrophober
Kunststoff verwendet worden ist. Bei dem erhaltenen Produkt kann man geradezu von
einem neuartigen Werkstoff sprechen. Beispielsweise wird durch Zugabe von 5% Polvvinylacetat
in Dispersionsform im Holländer zu einem Rohstoff für gewöhnliche Graupappe und
2omaligesKalandrieren der daraus hergestellten Pappen ein Werkstoff erhalten, der
in verschiedener Hinsicht eine aus besonders .ausgesuchtem Rohmaterial, jedoch ohne
die erfindungsgemäße Behandlung, hergestellte Pappe noch übertrifft.
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Wird in analoger Weise aus besonders ausgesuchtem Zellstoffmaterial
Hartpappe 'hergestellt, so sind deren Eigenschaften im Vergleich zu denen gebräuchlicher
Hartpappen weit besser. Die so hergestellten Pappen können als Hartplatten für Kofferfabrikation,
als Orchierpappe, zur Herstellung von Radiorückwänden und von Gelenken und Kappen
für Schuhe und für noch andere Zwecke verwendet werden. Die Pappen weisen ausgezeichnete
Standfestigkeit und Biegesteifigkeit auf und zeigen eine glatte, glänzende Oberfläche
neben wesentlich erhdhter Reißfestigkeit, besonders auch nach Wasserlagerung. In
der Tabelle sind die nach obigem Verfahren erhaltenen Trocken- und Naßfestigkeiten
in Vergleich gesetzt zu denen, die bei derselben Pappe nach gewöhnlichem Kalandrieren
erhalten worden sind.
| Trocken- Naßfestigkeit kg/cm2 |
| Pappenart Behandlung fktigme2t ' |
| ro Sek. io Min. z Std. ,, 24 Std. |
| g/ |
| Gewöhnliche Graupappe 1,6 mm normal kalandriert 276 231
30,9 17,6 13,3 |
| 5 % Polyvinylacetat im Holländer zusätzlich 3omal |
| zugesetzt kalandriert 398 326 56,5 23,4 25,3 |
| Hartpappe 1,6 mm normal kalandriert 222 218 152 18,2 15,5 |
| 5 % Polyvinylacetat im Holländer zusätzlich 3omal |
| zugesetzt kalandriert 332 316 252 1 33,8 26,8 |
| Gewöhnliche Graupappe normal kalandrierf |
| 5 % Polyvinylacetat im Holländer 13o° 5 Min. 8o kg 374 382
3o6 65,7 42,8 |
| zugesetzt |
Aus der Tabelle ist zu ersehen, daß durch 3omaliges zusätzliches Kalandrieren eine
wesentliche Festigkeitser'höhung sowohl der Graupappe als auch der Hartpappe erzielt
worden ist. Darüber hinaus aber ist auch eine wesentliche Verbesserung ihrer sonstigen
Eigenschaften zu bemerken: Beide Pappensorten zeigen nach 3omaligem Kalanderdurchgang
ein viel besseres Aussehen, besonders eine glatte, glänzende, wisch- und abriebfeste
Oberfläche; sie besitzen viel größere Härte, Dichtigkeit und Ausreißfestigkeit als
vor dem Kalandrieren, weisen auch eine stark vermehrte Stand- und Biegefestigkeit
auf und geben beim Anschlagen einen guten, harten Klang.
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Der gefundene Effekt war nicht ohne weiteres vorauszusehen, da Pappen,
wie die meisten Faservliese, schlechte Wärmeleiter sind, die eine von außen einwirkende
Erwärmung nur langsam und schwierig im Innern zur Wirksamkeit kommen lassen. In
den Beispielen ist die Veredlung von mit Polyvinylacetatdispersionen behandelten
Pappen beschrieben worden. Das Verfahren läßt sich jedoch bei jeder Art von Verleimung
anwenden, beispielsweise auch bei Verwendung von Dispersionen von Polyacrylestern
oder Melaminharzen. Beispiel i Eine etwa 15o kg Trockensubstanz entsprechende Menge
eines vorbereiteten Fasermaterials für Graupappe wird mit der erforderlichen Menge
Wasser in den Holländer gegeben und dieser in Betrieb gesetzt. Dann wird die nötige
-Menge Polyvinylacetatdispersion von etwa 5o % Festgehalt nach und nach zugefügt,
beispielsweise etwa 15 kg. Gegen Ende des Holländerns wird mit Aluminiumsulfat
(etwa 201 io%ige wässerige Lösung) der Kunststoff auf die Faser gefällt, nachdem
mit Ammoniak der pul-Wert auf etwa 7,0 eingestellt worden ist. Die so behandelte
Masse wird in die 73iitte laufen gelassen
und dann auf der Pappenmaschine
zu Pappen verarbeitet; letztere werden getrocknet, zwei- bis dreimal wie üblich
'kalandriert und dann entweder sofort oder zu einem späteren Zeitpunkt noch 2o-
bis 3omal durch den auf etwa ioo° geheizten Kalander geschickt. Nach dem Abkühlen
sind die so erhaltenen Pappen sofort verwendungsbereit. Beispiel 2 Eine etwa i 5o
kg Trockenfaser entsprechende Menge eines vorbereiteten Fasermaterials für Hartpappe
wird mit der nötigen Wassermenge in den Holländer gefüllt und dieser in Betrieb
genommen. Dazu wird während der Mahlung die gewünschte Menge, z. B. 7,5 kg, einer
5oO/'oigen Polyvinylacetatdispersion zugegeben. Mit etwa io 1 einer io°/oigen Aluminiumsulfatlösung
wird die Ausfällung auf die Faser herbeigeführt und anschließend die Masse, wie
oben angegeben, zu Pappen verarbeitet. Diese werden nach dem Trocknen kurz kalandriert
und dann ,sofort oder bei Gelegenheit noch 2o- bis 3oma'1 durch den Kalander laufexi
,gelassen. Die so erhaltenen, besonders schönen' Hartpappen können dann sofort weiterverarbeitet
werden.