DE876503C

DE876503C - Trennpapier

Info

Publication number: DE876503C
Application number: DED7137A
Authority: DE
Inventors: Firth Lombard Dennett
Original assignee: Dow Corning Corp
Current assignee: Dow Silicones Corp
Priority date: 1949-10-20
Filing date: 1950-10-19
Publication date: 1953-05-15
Also published as: GB697240A

Description

Es sind bereits asphaltundurchlässige, an Asphalt nicht klebende Celluloseschichtstoffe bekannt, deren Celluloseschicht mit einem doppelten Überzug versehen ist. Der erste Überzug besteht aus Ton und der zweite aus Methylcellulose und Stärke. Ein solches Material ist jedoch teuer und verändert die physikalischen Eigenschaften des Stoffes, bei dem es angewendet wird.

Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines mit Süoxanen imprägnierten schicht- oder raumförmigen Zellstoffmaterials, wie Papier, Pappe, als leicht ablösbare Trennschicht, die das Zusammenpappen klebriger Stoffe, wie z. B. Asphalt, Kautschuk und hochmolekulare organische Polymerisate, oder das Festkleben solcher Stoffe an anderen Körpern verhindert.

Das erfindungsgemäß verwendete Celluloseschichtmaterial umfaßt alle Arten von Papier, wie Kraftpapier, Lumpenpapier, Reispapier, Sulfitcellulosepapier, Pergamentpapier u. dgl., ferner Pappe und Karton zur Herstellung von Karten und Schachteln, wie die verschiedenen Pappensorten u. dgl.

Das erfindungsgemäß verwendete Cellulosematerial wird mit einem Methylwasserstoffpolysiloxan der allhdl

gemeinen Formel (CH₃) _oH₆Si0

4-a — b

behandelt,

in der α einen Wert von i,o bis einschließlich 1,5 und δ einen Wert von 0,75 bis 1,25 haben und die Summe von α und b mindestens 2,0 und weniger als 2,25 beträgt. Die zur Behandlung des Cellulosematerials verwendeten Siloxane können z. B. cyclische polymere Methylwasserst off siloxane der Formel [(CH₃) H SiO] #·

oder Mischpolymerisate von linearer Struktur sein. Sie können bei unvollständiger Kondensation noch Spuren von Hydroxylresten enthalten. Bei den linearen Mischpolymerisaten' ~ entsprechen mindestens 50% der Einheiten der Formel CH₃HSiO, wobei sämtliche restlichen Einheiten Dimethylsiloxan- oder Methylsesquisiloxaneinheiten darstellen. Die linearen Polymerisate sind durch Siloxyreste, wie z. B. Trimethylsiloxy [(CHg)₃ SiO —] oder Dimethylwasser-10" stoffsiloxy [(CHg)₂ HSiO-], endblockiert.

Das erfindungsgemäß verwendete Cellulosematerial wird mit einer genügenden Menge des Siloxanpolymerisats behandelt, so daß das behandelte Produkt mehr als 0,25 Gewichtsprozent und vorzugsweise zwischen 0,5 und 5 Gewichtsprozent Siloxanpolymerisat, berechnet auf das Gewicht des Celluloseausgangsstoffes, enthält. Der für die Erzielung der besten Äntiklebwirkung erforderliche Sättigungsgrad ist je nach Art des zu behandelnden Stoffes verschieden. Dichte Papierarten, wie Pergament und glasierte Papiere, erfordern nicht so viel Siloxan als die weniger dichten Papierarten, wie Kraftpapier. Ebenso erfordert stark geleimtes Papier weniger Siloxan als schwach geleimtes. Dasselbe gilt für dichte Pappe mit glatter Oberfläche oder geleimte Pappe im Gegensatz zu ungelernter Pappe mit kurzen Fasern.

Die Menge an Siloxanpolymerisat, die das zu behandelnde Material aufnimmt, hängt selbstverständlich von dessen Absorptionsfähigkeit, der Arbeitsweise und der Siloxankonzentration ab, falls das letztere in verdünnter Form angewendet wird.

Das Siloxan kann in beliebiger Weise auf das Zellstoffmaterial aufgebracht werden. Vorzugsweise wird es jedoch in Form einer Lösung oder einer Emulsion angewendet. Geeignete Lösungsmittel sind Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Hexan und Toluol, Chlorkohlenwasserstoffe, wie ζ. Β. Tetrachlorkohlenstoff, Alkohole, wie Äthanol, und Äther, wie Diäthyläther und Dioxan.

In der Papierindustrie ist die Verwendung von Emulsionen besonders zweckmäßig, da dadurch die Feuersgefahr verringert wird. Wäßrige Emulsionen der obigen Polymerisate können durch Emulgierung der Siloxane in Wasser unter Verwendung von übliehen Emulgatoren, wie z. B. den quaternären Ammoniumsalzen und den höheren aliphatischen Alkoholsulfaten, hergestellt werden. Die für die Emulsion verwendete Emulgatormenge hängt natürlich jeweils von der Art des Emulgators ab. Wird ein höher aliphatisches Alkoholsulfat verwendet, so ist es zweckmäßig, etwa 10 Gewichtsprozent, berechnet auf das Gewicht des vorhandenen Polysiloxans, zu nehmen. Bei der Herstellung der Emulsion verwendet man zweckmäßig eine Kolloidmühle oder eine andere, mit hoher Geschwindigkeit arbeitende Mischvorrichtung. " Das Mengenverhältnis von Methylwasserstoffpolysiloxan zu Wasser kann beliebig variieren; es ist jedoch für die Herstellung sowie für die Lagerung der Emulsion am zweckmäßigsten, eine Polysiloxankonzentration von etwa 50 °/₀ anzuwenden. Die Emulsion kann dann vor Gebrauch mit Wasser verdünnt und auf die jeweils gewünschte Konzentration gebracht werden. Methylwasserstoffpolysiloxanemulsionen haben die Neigung, beim Stehen Wasserstoff abzuspalten. Es ist deshalb zweckmäßig, beim Lagern des Stoffes eine organische Säure, wie z. B. Essigsäure, zuzusetzen, um eine Wasser st off entwicklung zu verhindern.

Auch Katalysatoren können der Lösung oder Emulsion zugegeben werden, um den Härtungsvorgang des Methylwasserstoffpolysiloxans zu beschleunigen. Die Auswahl ist hier sehr groß, da jedes Metallsalz einer Carbonsäure härtend wirkt. Vorzugsweise werden die Blei-, Eisen- und Zinksalze von Carbonsäuren, wie von Essigsäure, Hexansäure, Octansäure, Ölsäure, Stearinsäure, Naphthensäure, Laurinsäure und Harzsäure, verwendet; es können auch die Kupfer-, Aluminium-, Magnesium-, Cadmium-, Kobalt-, Nickel- und Natriumsalze zur Anwendung gelangen. Weitere brauchbare Katalysatoren sind z. B. Natriumbicarbonat und Natriumaluminat. Der Katalysator wird zweckmäßig in einer Menge von 0,5 bis4,o Gewichtsprozent des Metallbestandteils, berechnet auf das Siloxangewicht, verwendet. Er soll unmittelbar erst vor der Aufbringung des Siloxans auf das zu behandelnde Material zugesetzt werden.

Die Siloxanlösung oder -emulsion kann in verschiedenster Weise auf die zu imprägnierende Schicht aufgetragen werden. Ist das zu behandelnde Material Papier, so kann ein übliches Tauch- oder Walzenüberzugsgerät oder eine mit der Papiermaschine verbundene Leimpresse verwendet werden.

Nach der Benetzung oder Imprägnierung wird das Zellstoffmaterial getrocknet und gehärtet. Der Trocknungs- und Härtungsprozeß kann bei Zimmertemperatur vorgenommen werden; zur Beschleunigung des Vorganges ist jedoch ein Erhitzen zweckmäßig. Im allgemeinen wird dabei eine Temperatur von 40 bis 200° angewandt, da bei niedrigeren Temperaturen eine längere Härtungszeit erforderlich ist. Es hat sich gezeigt, daß für die meisten Papierarten ein 20 bis 180 Sekunden langes Erhitzen auf 150° zur Trocknung und Härtung genügt, wenn ein Katalysator vorhanden ist. = Schwerere Stoffe, wie Pappe, die auch einen stärkeren Sättigungsgrad mit Siloxan und Wasser bzw. Lösungsmittel erfordern, brauchen längere Zeit zum Trocknen.

Die so behandelten Zellstoffkörper zeigen keine merkliche Veränderung ihrer physikalischen Eigen- :chaften. Ihre Dichte, Farbe, Zugfestigkeit, Zerreißfestigkeit, Feuchtigkeits- und Dampfaufnahmefähigkeit bleiben praktisch unverändert. Der dünne Siloxanüberzug, der sich auf den Zellstoffasern absetzt, ist undurchsichtig und verleiht dem Produkt keine giftigen Eigenschaften.

Das so erhaltene Trennpapier oder die Trennpappe hat einen weiten Anwendungsbereich. Zum Beispiel können Asphalt oder hochmolekulare organische Polymerisate, wie Polyisobutylen, in heißem Zustand in Behälter gegossen werden, welche aus dem imprägnierten Papier oder Karton bestehen. Nach dem Abkühlen kann der feste Asphalt oder das Polymerisat sauber und ohne Schwierigkeit von den Behälterwänden abgetrennt werden.

Imprägniertes Papier kann mit der klebrigen Fläche der in der Elektrotechnik benutzten druckempfindliehen Bänder, mit chirurgischen Klebebändern oder

mit Bändern aus regenerierter Cellulose, die mit einem Klebstoff an ihrer Oberfläche versehen sind, zusammengebracht werden. Für diesen Zweck wurden bisher verschiedene Arten von Geweben, wie Leinwandtuch oder grobes, stark gestärktes Gewebe, verwendet. Durch die Möglichkeit, das präparierte Papier an Stelle dieser Gewebearten zu verwenden, tritt eine beträchtliche Kostenersparnis ein.

Von Bedeutung ist ferner die Verwendung des präparierten Papiers, um Felle aus vulkanisiertem oder nichtvulkanisiertem Kautschuk am Zusammenkleben zu hindern. Der auf übliche Weise in einer Gummimühle compoundierte Kautschuk wird zerschnitten und in Form von Fellen gelagert. Diese Felle sind jedoch klebrig und haften zusammen, wodurch eine feste Masse entsteht. Wird zwischen die Kautschukfelle je ein Blatt des präparierten Papiers gelegt, so kann jedes einzelne Fell für sich entfernt werden, ohne daß die Gefahr des Zusammenklebens auftritt. Zum Zerschneiden von vulkanisiertem Kautschuk kann man eine Reihe von Kautschukplatten mit Zwischenlagen des Trennpapiers aufeinanderstapeln und sodann alle Scheiben auf einmal durchschneiden, anstatt jede einzelne Scheibe zu zerschneiden. Ohne das Trennpapier würde hier ein Zusammenkleben der einzelnen Scheiben erfolgen. Es gibt noch viele ähnliche Anwendungszwecke, bei denen das präparierte Papier als Zwischenlage verwendet werden kann. Ein solches Papier ist auch als Mundstück für Zigaretten geeignet, welches nicht feucht wird und nicht an den Lippen des Rauchenden haftenbleibt.

Eine weitere erfindungsgemäße Verwendung des oben beschriebenen Papiers kann in der Fleischgefrierindustrie erfolgen. Fleisch, das gefroren werden soll, wird zwischen das imprägnierte Papier gelegt. Nach dem Gefrieren kann das Fleisch von dem Papier abgenommen werden, ohne daß an ihm Papierfasern haftenbleiben. Es können also zwei oder mehrere Stücke gefrorenen Fleisches, wenn sie eine Zwischenlage des imprägnierten Papiers aufweisen, ohne weiteres getrennt werden, während es unmöglich ist, gefrorene, aufeinanderliegende Stücke, die keine solche Trennschicht aufweisen, ohne vorheriges Auftauen voneinander zu trennen.

Die folgenden Beispiele dienen zur näheren Erläuterung der Erfindung, sollen diese jedoch in keiner Weise einschränken. Unter der Angabe Teile sollen immer Gewichtsteile verstanden werden.

Für die folgenden Beispiele wird eine Methylwasserstoffpolysiloxanemulsion wie folgt hergestellt: Eine Mischung von 1000 Teilen CH₃HSiCl₂ und 51,5 Teilen (CHg)₃SiCl wird zu 750 Teilen Benzol gegeben. Diese Mischung wird sodann auf 20⁰ abgekühlt. 675 Teile Isopropylalkohol werden während eines Zeitraumes von 10 Minuten dieser Mischung zugesetzt, worauf man 783 Teile Wasser während eines Zeitraumes von ι Stunde zugibt. Hierauf fügt man der Mischung weitere 750 Teile Benzol zu. Das Reaktionsgemisch wird sechsmal mit Wasser gewaschen und bei 3 mm Druck bis 115° schnell destilliert, um das Benzol und die niedrig siedenden Bestandteile zu entfernen. Es werden 500 Teile eines trimethylsiloxyendblockierten Methylwasserstoffpolysiloxans erhalten. Die 500 Teile Methylwasserstoffpolysiloxanflüssigkeit werden langsam und unter starkem Rühren zu einer Lösung von 50 Teilen g eines höher aliphatischen Alkoholsulfats (unter dem Namen >>Dupanol G« der Firma E. I. du Pont de Nemours & Co., Wilmington, Delaware, USA, im ! Handel) in 150 Teilen Wasser gegeben. Die erhaltene S Emulsion wird mit 300 Teilen Wasser verdünnt und ergibt eine 50%ige Polysiloxanemulsion. Etwa 3 Teile Eisessig werden zugesetzt, wodurch sich der pn-Wert der Emulsion auf etwa 6 verringert. Diese Emulsion · wird im folgenden als Emulsion A bezeichnet.

Eine Emulsion, die das Zinksalz der 2-Äthylhexan- yg säure als Katalysator enthält, wird wie folgt hergestellt : 50 Teile einer 8%igen Lösung (berechnet auf das Zink) dieses Salzes in einem Petroleumkohlenwasserstoff (Siedepunkt über 200⁰) werden unter heftigem Rühren zu einer Lösung von 5 Teilen des oben- g₀ genannten höher aliphatischen Alkoholsulfats in 15 Teilen Wasser gegeben. Die erhaltene Emulsion wird mit 30 Teilen Wasser verdünnt, wobei eine Emulsion entsteht, die 4 Gewichtsprozent Zink enthält. Diese Emulsion wird im folgenden als Emulsion B bezeichnet. _8s

Beispiel 1

Es wird eine Mischung von 2 g der 5o°/₀igen Methylwasserstoffpolysiloxanemulsion A, 0,5 g der 4°/₀igen Emulsion B und 97,5 g Wasser hergestellt. Ein Blatt Kraftpapier wird in die erhaltene Emulsion getaucht und zwischen zwei Quetschwalzen abgepreßt, lim die überschüssige Emulsion zu entfernen. Die Gewichtszunahme zeigt an, daß das Papier 1,2% an Siloxan gg aufgenommen hat. Ein Stück des präparierten Papiers wird ι Stunde an der Luft getrocknet. Ein anderes Stück wird 1 Minute bei 150⁰ getrocknet. Ein unter dem Namen Scotch Tape im Handel befindliches Klebeband klebt an keinem dieser Papierstücke fest.

Beispiel 2

Es werden Emulsionen des Eisensalzes der Octansäure und von Bleinaphthenat analog dem Verfahren zur Herstellung der Emulsion B hergestellt. Jede Emulsionweist einen Metallgehalt von 4 Gewichtsprozent auf. Werden diese Emulsionen mit Siloxan und Wasser analog Beispiel 1 vermischt und wird damit Papier imprägniert, so zeigt dieses ungefähr die gleichen no Eigenschaften wie das Papier von Beispiel 1.

Beispiel 3

Eine Mischung von 4 g der Emulsion A und 1 g _llg der Emulsion B wird mit 95 g Wasser verdünnt, wobei eine Emulsion mit einem Siloxangehalt von 2 Gewichtsprozent erhalten wird. Ein Blatt Kraftpapier mit einem Gewicht von 2,71 g wird in diese Emulsion getaucht und zwischen Quetschwalzen gepreßt. Das Gewicht des nassen Papiers beträgt 7,04 g, was eine Siloxanaufnahme von 3,2 % anzeigt. Das präparierte Papier wird 1 Minute bei 150⁰ gehärtet. Dieses Papier wird mit einem Stück Rohkautschuk von niedriger Zugfestigkeit während eines Zeitraums von 5 Tagen bei Zimmertemperatur und unter einem Druck von

0,35 kg/cm² in Kontakt gebracht. Dabei tritt kein ,; Festkleben des Papiers am Kautschuk ein.

Beispiel 4 5

Ein Blatt Pergamentpapier wird mit der Emulsion .-. gemäß Beispiel 3 behandelt, wobei eine Siloxanaufnahme von 1,07% erfolgt. Nachdem das Papier ι Minute bei 150° gehärtet ist, bringt man es 48 Stunden bei einem Druck von 0,09 kg/cm² und bei einer Temperatur von 43 bis 49⁰ mit einer Scheibe aus ungehärtetem Butylkautschuk in Berührung. Das Papier löst sich ohne Schwierigkeit von dem Kautschuk ab.

Beispiel 5,

Pergamentpapier wird mit einer katalysatorfreien 5°/_oigen Lösung eines trimethylsiloxyendblockierten Methylwasserstoffpolysiloxans in Toluol befeuchtet. Das Papier wird ι Stunde an der Luft getrocknet und sodann 5 Minuten bei 150⁰ gehärtet. Das Papier löst sich von klebrigen Substanzen ebenso gut ab wie das von Beispiel 4.

Beispiel 6

Eine Mischung von 40 g der Emulsion A, 10 g der Emulsion B und 150 g Wasser wird hergestellt. Die erhaltene Emulsion enthält 10 Gewichtsprozent Siloxan. Ein 7,39 g schweres Stück aus geleimtem Kraftkartonmit einer Dicke von 0,6 mm Durchmesser wird in diese Emulsion getaucht und zwischen Quetschwalzen abgepreßt. Das Gewicht des nassen Kartons beträgt 8,56 g, was einer Siloxanaufnahme von 1,6 "/ο entspricht. Der Karton wird 1 Minute bei 150° gehärtet. Geschmolzener Asphalt wird bei einer Temperatur von 177⁰ in einen aus dem präparierten Karton bestehenden Behälter gefüllt. Nach dem Erkalten löst sich der Asphalt sehr gut von der Behälterwand ab, ohne daß Cellulosefaser! an ihm haltenbleiben.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Die Verwendung eines mit einem Siloxan der

Grundstruktur (CHg)₀H₆SiQ

~ a — b

in der ei

und 5 einen solchen Wert haben, daß die Summe von α und b mindestens 2, aber weniger als 2,25 ist, in Form einer Lösung oder einer Emulsion imprägnierten Papiers, Pappe u. dgl., in dem das Siloxan nachträglich, gegebenenfalls unter Einwirkung von Katalysatoren, gehärtet ist, als leicht ablösbares Trennmittel in beliebiger Flächen- oder Raumform, um das Ankleben normalerweise von selbst zusammenklebender Stoffe oder das Festkleben solcher Stoffe an anderen Körpern zu verhindern.
2. Die Verwendung eines Materials nach Anspruch i, bei dem die Imprägnierung mit einem Siloxan erfolgt ist, dessen Wert für α zwischen 1 und 1,5 und dessen Wert für b zwischen 0,75 und 1,25 liegt.
3. Die Verwendung eines Materials nach Anspruch ι und 2, das mit einer Emulsion des Siloxans imprägniert ist, die außer Wasser und dem Emulgator einen Gehalt an Härtungskatalysatoren, wie Natriumbicarbonat, Natriumaluminat, Eisen-, Kobalt-, Mangan-, Blei- und Zinksalze von Carbonsäuren, wie z. B. von Essigsäure, Caprylsäure und Naphthensäure, und einen Gehalt an Stabilisatoren, wie organische Säuren, z. B. Essigsäure, aufweist.

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