DE2230985C3 - Verfahren zur Herstellung kunststoffgefüllter Papiere - Google Patents

Description

dispe«^10ne*

von l.eren,

13

einen stabiler K^mi Pa-

_der Papiermaschine her-Dispersionen, die zur PapTere geeignet sind, Dispersionen sind ηά neigen zum Koagu-_Menge in den Papierbrei ™_rhf,_{t p ier m}f_{t einer}

£ Kunststoffe*. Wenn ,^^^StolWiipenion durch

zSatz^>n kationogpnen Emulgatoren Zusatz von ™ * _{f f bis 2U einem}

vollste adig auf.

Bc

nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Faserstoffbrei einsetzt, dessen Faseranteil zu wenigstens 30 Gewichtsprozent aus Zel.stoff und/oder anderen kurzfaserigen nativen Zel.ulosefasern besteht. *₅ kann sich diese
daß die negativen

Fa eroberfS

3o

Es ist bekannt, bei der Herstellung von Papieren «1s Bindemittel Kunststoffdispersionen zu verwenden bzw. mitzuverwenden. Die in der Technik am meisten gebräuchlichen anionischen und nichtionischen Kunstftoffdispersionen sind für diesen Zweck nur bedingt geeignet, da sich die Kunststoff partikel,! im Papierbrei Sicht mit den Fasern verbinden und bei der Blattbildung zum größten Teil mit dem Wasser abgetrennt werden. Die Vorbehandlung der Fasern oder die Ausfällung der Dispersionen im Papierbrei konnten diese Nachteile nichi vollständig beseitigen. Kationische Kunststoffdispersionen ziehen dagegen ohne zusatzliehe Hilfsmittel leicht auf das Fasermaterial auf, was darauf zurückzuführen ist, daß sich die Faseroberfläche im Papierbrei negativ auflädt. Kationische Dispersionen werden daher als Bindemittel bei der Papierherstellung benutzt. Der Bindemittelanteil für die Stoffleimung beträgt dabei 0,5 bis 5%, jeweils auf das Trockengewicht des Kunststoffes und des Fasermaterials berechnet. Zur Herstellung von wasserfesten Papieren werden im Extremfall bis zu 15 oder 20% Kunststoff mitverwendet. Für die eigentliche Rohpapierherstellung liegt bei Kunststoffzusätzen dieser

^XS^ASSikel abgestoßen werden Beim Verfahren der Auslegeschnft 1209 867 werden diese Nachteile vermieden, indem man entweder nach der kationischen Dispersion noch einen anionischen Kunststoff bzw. eine anionische Dispersion zusetzt, die die noch nicht an die Faser gebundenen kationischen Dispersionspartikeln ausflockt, oder man behandelt den Faserbrei vor der Zugabe der kationischen Dispersion j£j*{^^e™°ⁿ^" Kunststoff und vermehrt auf
an anionischem Ladungen ™
fahren hat den Nachteil, ^da
stufen de, Papierbreies notwend.g der Umhüllung der Fasern,mit
gewisse Koagulatbddung ^

genen Verteilung des ^Kuns^ Ein anderes Verfahren

Papiere auf der ^^^ΐ^

schrift 1446 609 beschrieben^ Hier

kationische Dispersionen.verwendet

großer Teil der kanonischen f^^

stoff selbst verlegt. ^Ό*™

halten Seitengruppen mit quarto

pen, insbesondere Einheiten de^s .^'g^i^

imidazo iummethosulfats Das diesen E.nhe.u.n zu

gründe hegende Monomere«« ««uerun^d« Herstel

lung der Dispersionen "¹^t Ρ^^ ^s Verfahren

hat s.ch daher in der P™*» "™te.'"^^fuhrt _e ^lm " kann es auch hier ^zu «"" Absattyunj der

zu einer der

zwischen

or

Kunststoff, berechnet auf Faserttiaterial, enthalten. 60 Fasergewicht) «theheflde^Papj Sie haben mit Papier im herkömmlichen Sinne nur Dispersionen auf der ^p^^erffl*^scW _d ^fl*

noch eine begrenzte Ähnlichkeit, sind häufig luft- und jfa*™ ί'ήί,Ώοηϊη £&dS

wasserdicht ma nehmen mit zunehmender Füllung ^f^^S^TSS^ Kunststoffcharakter an. Derartige Spezialpaoiere wer-

den praktisch ausschließlich aus saugflMgeii Roh- 65 legen, ^

papieren hergestellt, indem man diese mit Kunststoff- zu machen und dispersleaen in einem separaten Artteitsgang tränkt din der Hitze trocknet. Dies« .Verfahren kann die

und vom

zu ma g^JJ J_Η

*^to/;P^artlkeln ™2T£2 zZt ^er ßrkenntnis vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis,

diese Grundidee dann nicht mehr zum Erfolg wenn die kationischen Ladungen des Kunstih Ld d Fbflh

^{,_rt wenn die kationischen Ladungen des Kunst itoffes die anionischen Ladungen der Faseroberfläche rhebiieh übertreffen. Dieser Fall ist dann gegeben, ein stark kationischer Kunststoff in großer

oder Dodecylester der Acryl- oder Methacrylsäure oder die Vinylester der Buttersäure oder höherer Fettsäuren oder Styrol und seine Homologen.

„_nftOM„ „„-.,.- - _o-_o-~.., Verfahren zur Herstellung kationischer Dispersionen

enn ein stark kationischer Kunststoff in großer 5 sind an sich bekannt und brauchen an dieser Stelle Men« eingesetzt wird. nicht näher erläutert zu werden. Das kationogene

Es wurde nun gefunden, daß auch eine große Menge Dispergiermittel, beispielsweise Cjj,-C_w-Fettaminn Kunststoff dann leicht und vollständig auf das Hydrochlorid, Cocosaminhydrochlorid oder Cetyl-Pasermaterial aufzieht, wenn die Stabilität der Disper- trimethylammoniumchlorid wird von Beginn der Ion durch nichtionogene Dispergiermittel gewähr- 10 Polymerisation an eingesetzt, während das mcht-T istet ist, so daß der kanonische Charakter verhältnis- ionogene Dispergiermittel erst nach Abschlu-J der !näßte schwach gehalten werden kann, und ein nicht- Polymerisation zugesetzt wird. Als nichtionogene f noeener Kunststoff verwendet wird, wodurch auch Dispergiermittel werden bevorzugt Verbindungen mit τ" Erfordernis von speziellen kanonischen Comono- Tensidcharakter eingesetzt, wie oxäthylierte Fettsaupren entfällt Es wurde weiterhin gefunden, daß der 15 ren, Fettalkohole oder Alkylphenole. Aber aucn ««ntfstoff um so besser auf die Faser aufzieht, je ScI.utzkoUoide. wie Polyvinylalkohol, Polyacrylamid, Sophober er ist. Polyvinylpyrrolidon oder Pojyalkylenox.de sow*

reeenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Blockmischpolymerisate von Athylenoxid und Pro-Heretellung kunststoffgefüllter Papiere dieser Art aus pylenoxid sind geeignet. Je nach Wirksamkeit kommt "n _wäßr"T. Faserstoffbrei und kationischen Kunst- 20 der kationogene Emulgator, berechnet auf ^c «Vasser^e nffdisDersionen, bei dem man dem Faserstoffbrei phase, in einer Menge von etwa 0,5 bis 2,5 _/o und der • einer Menge von mindestens 30 Gewichtsprozent nichtionogene Emulgator in einer Menge von etwa '/Lrt-chnet als Kunststoff-Trockensubstanz, bezogen 1 bis 4% zur Anwendung, jedoch können diese Mengen «rf die Trockensubstanz des Fasermaterials) eine im Einzelfall auch überschritten werden Die Folyir, ,«tstoffdispersion zusetzt, die einen nichtionischen 25 merisation wird durch übliche radikalbildende initia-SeSerten Kunststoff sowie ein kationogenes und toren ausgelöst. Dabei werden vorzugsweise solche ·« nichtionoeenes Dispergiermittel enthält und die Initiatoren verwendet, die keine amon.schen Gruppen Massen anrieh bekannter Weise zu Papier ver- in das Polymerisat einführen, d. h Wasserstoffperox.d Se tet Unter einem nichtionischen Kunststoff wer- oder Azo-bis-isobutyronitnl sind {«ser geeignet .^a'^s £„ Polymerisate verstanden, die vollständig aus neu- 30 Kalium- oder Ammonium-Persulfat oder azo-dis-Sen w^yedeim sa„™ noch im alkalischen wäßrigen cyanvaieriansäure und ähn.iche. Je D₌n

¹^"' r ,_ . ...... werden, um Transpori.gewicht und Lagerraum zu

sparen, in Konzentrationen von 30 bis 60°/_o erzeugt, kommen aber in der Regel in sehr viel größerer V :r-

Butvl- oder 2-Äthylhexyl-acrylat, Methyl-, Äthyl-, 35 dünnung zur Anwendung. „,,-.,„.„ p_aDi_er-

Rn ν Hexyl- oder Decyl-Methacrylat, Vinylester, Die Herstellung der kunststoffgefullten Papier

we^yvinylac tat oder Vinylpropionat, Vinylchlorid, folgt der an sich bekannten Verfahrensweise^Jfc^w d enchlorid Acryl- und Methacrylnitril, Styrol ein Faserstoffbrei verwendet, derm den me sten i-ai en seine Homologen, Butadien, Chlorbutadien, aus Zeilstoff oder anderen ^^^„^^ Äthylen Propylen oder Gemische dieser 40 losefasern, z. B. gemahlenen Baumwollfasern besteht. MonomereTz'u nennen'Lter der Acryl- und Metha- Man kann auch Gemache aus we.n,_estens 30 /„ dercrvlsäure oder/und Styrol bilden vorzugsweise den artigen Fasern und zum übrigen

Sen wede^ im sa,.en noch im alkalischen wäßrigen MiS Salze bildenden Monomeren aufgebaut sind. Al Monomere dieser Art sin.1 vor a'lem die Ester der Acrvl und Methacrylsäure, wie Methyl-, Äthyl-, d 2Äthlhexylacrylat Methyl Äthyl

- oie-Methacrylamid* und von Hydroxy- Faserbrei enthalten sein. afvyltSrn der Acryl- oder Methacrylsäure eingebaut ₅o -^.J^ sein können. Einheiten des Methylolacrylamids oder einer Stoff d ichte

gleichzeitig weichmachend wirken, was nicht immer Jache auf. ^Wünscht ist. Als hydrophob machende Monomere 6₅ von 2C^ Sind alle diejenigen anzusehen, die aromatische oder 2™

S .bg^hlossen. Falls Stodium - beispielsweise r pH-Wert der wäßrigen

5 ⁶

Das Stoffgemisch wird dann für die Verarbeitung 44 Gewichtsteiler» ^crylsture-n-butyJester und2 Ge- »uf der Papiermaschine je nach den Erfordernissender wichtsteilen N-Hydroxymethyl-methacrylarnid. die Maschine mit Wasser auf eine Stoffdichte von z. B. 0,18 Qewichttteie Wasserstoffperoxid (30/_oig) und 0,5 bis 1 % verdünnt. Die Blattbildung erfolgt üblicher- 0,95 Gewichtstelle Cetyltnmethy ammoniurnchlond weise auf einem Langsieb, das in bekannter Weise 5 gelöst enthält, wird in 4 bis 6 Stunden bei 85 C kontimit einer Geschwindigkeit von 50 bis 250 m/min über nuierlich zu einer wäßrigen Lösung yon 0,05 üewichtseine Anzahl von Registerwalzen, Zwischensiebtische, teilen Cetyltrimethylarnmoniumchlorid 0,005 Ge-Saugkästen und eine Saugwalze läuft. Man kann aber wichtsteilen EisenüO-chlond und 0,02 Gewichtstei en auch Rundsiebmaschinen benutzen. Das von der Wasserstoffperoxid (30%ig) gegeben. Nach Abschluß Papiermaschine abfließende Wasser ist im Normalfall iq der Polymerisation wird die Dispersion mit 4 unvollständig klar bzw. frei von Binderanteilen. Dagegen wichtsteilen eines Adduktes aus i-Nonylphenol und kann eine Trübung durch Pigment- oder Füllstoff- 100 Mol Äthylenoxid stabilisiert. Man erhalt eine Partikeln auftreten. Bei der Herstellung von Papieren etwa 50%ige, koagulatfreie Dispersion.
mit einem hohen Anteil synthetischer Fasern können
zuweilen auch Binderverluste vorkommen. 15 B. Herstellung eines Dekorpapiers

Falls eine thermoplastische Dispersion verwendet 27O kg gebleichter lufttrockener Sulfit-Zellstoff

worden ist, läuft die Papierbahn nach dem Verlassen (Kiefer),

des Siebs über mehrere Naßpressen in ein Trocken· ₂70 kg gebleichter lufttrockener Sulfit-Zellstoff

werk, das bei 90 bis 120⁰C mit einer Stabtransport- (Birke),

anlage arbeitet. Wenn eine selbstvernetzende Disper- 20 100 kg Titandioxyd, Rutil R 4/61.
sion eingearbeitet worden ist, läuft die Papierbahn

nach den Naßpressen über mehrere Trockenzylinder, werden im Holländer bei einer Stoffdichte von 4 /_o die zum Zwecke der Aushärtung eine Temperatur von (Trockensubstanz) auf einen Mahlgrad von 35' SR 120 bis 150 C haben sollten. Die Restfeuchte kann gemahlen. Dem Stoff-Wasser-Gemisch werden in der 3 bis 5 % betragen. Die fertigen Papiere, die im allge- 25 Maschinenbütte 400 kg der gemäß Λ hergestellten meinen ein Flächengewicht von 70 bis 400 g/qm haben, 50%igen Dispersion zugesetzt, was einem kunststoffsind je nach dem Aufbau des verwendeten Kunst- abteil von 44,5%, bezogen auf das Zellstoff-Trockenstoffes und dem Füllungsgrad weich und geschmeidig, gewicht, entspricht. Nach 30 min Mischzeit wird der elastisch biegsam oder hart und spröd. pH-Wert mit Aluminiumsulfat auf 5,4 eingestellt und

Das Papier kann in der Masse oder durch Tränken 30 10 kg eines Harnstoff-Formaldehydharzes zugesetzt,

in der Leimpresse gleichmäßig eingefärbt werden. Das Gemisch wird auf 0,7% Stoffdichte verdünnt

Wenn das Papier bedruckt werden soll, empfiehlt sich und auf eine Langsiebmaschine mit einer Siebge-

eine Vorsatinage bei 60 bis 120^uC auf einem Kalander schwindigkeit von etwa 100 m/min gegeben. Die

mit 6 bis 12 Durchgängen zwischen Stahl-und Papier- Papierbahn läuft durch ein Trockenwerk, dessen

walzen. Zum Druck verwendet man hauptsächlich 35 Temperatur von 90 auf 120° ansteigt und dann wieder

wäßrige Druckfarben. Anschließend wird häufig noch auf 90 C abfällt. Man erhält ein Papier mit einer

bei 120 bis 150" C geprägt. Das gefärbte oder bedruckte Restfeuchte von etwa 4% und einem Flächengewicht

Papier wird — vor allem zum Schütze des Dekors — von 180 g/qm. Nach Satinieren bei 60 bis 120⁰C kann

meist noch mit einer Schlußlackierung versehen. es bedruckt werden.

Nach dem Verfahren der Erfindung hergestellte 40

Dekorpapiere werden zur Herstellung von Verbund- Beispiel 2

platten für den Möbelbau oder den Laden-und Innen- . ,, „ , ~-

ausbau auf Hartfaserplatten oder Preßspanplatten ^A" Herstellung der Dispersion

aufgeklebt. Es kann zweckmäßig sein, zwischen die Eine wäßrige Emulsion aus 45 Gewichtsteilen

Trägerplatte und die Dekorpapierschicht noch eine 45 Methacrylsäuremethylester, Ί Gewichtsteilen Styrol,

Zwischenschicht einzufügen, die geschliffen wild. 48 Gewichtsteilen Acrylsäure-n-butylester, die 0,18 Ge-

Das Verfahren der Erfindung stellt einen wesent- wichtsteile Wasserstoffperoxid (30%ig) und 0,95 Geliehen Fortschritt gegenüber dem in der Praxis bisher wichtsteile C_M-Fettamin-Hydrochlorid gelöst enthält, üblichen Verfahren dar, bei dem zunächst auf der wird bei 85 C innerhalb 4 bis 6 Stunden in eine Papiermaschine ein Rohpapier hergestellt wird, das 50 wäßrige Lösung aus 0,05 Gewichtsteilen C₁₄-FeU-in einem zweiten Arbeitsgang mit Kunststoff gefüllt amin-Hydrochlorid, 0,005 Gewichtsteilen Eisen(ll)-wird. Diese beiden Arbeitsgänge werden gemäß der chlorid, 0,02 Gewichtsteilen Wasserstoffperoxid Erfindung zu einem einzigen Verfahren zusammen- (30%ig) eingetropft. Die erhaltene Dispersion wird gefaßt. Diesem Verfahren ist auch nicht mit den Nach- anschließend mit 4 Gewichtsteilen eines Adduktes aus teilen behaftet, die mit den bisher unternommenen 55 i-Nonylphcnol und 100 Mol Äthyler.oxid versetzt; Versuchen, hoch kunststoffgefüllte Papiere auf der man erhält eine koagulatfreie L/ispersion mit etwa Papiermaschine herzustellen, verbunden waren. Der 50% Feststoff gehalt,
vollständigen Retention des Kunststoffes auf der . , ..
Faser kommt auch vom Standpunkt der Abwasser- ^ö· ^^aP'^{ertlerstellun}S
aufbereitung eine hohe Bedeutung zu, denn es stellt 60 60 kg Baumwolle,
ein schwieriges Problem dar, nicht adsorbierte Kunst- 25 kg Zellstoff,
stofflatexteilchen aus Abwässern zu entfernen. 15 kg Nylon (Stapellänge ό mm; 2,2 dtex),

5 kg Titandioxyd; Rutil,

Beispiel I 5 kg China-Clay V

A. Herstellung der Dispersion ⁵ _{wcrden jm Ho}|_länder ^j _ej_ncn1 pH-Wert der wäßrigen

Eine wäßrige Emulsion eines Monomerengemisches Phase von 5,6 und einer Stoffdichte von 3% auf einen

aus 54 Gewickateilcn Methacrylsäuremethylester, Mahlgrad von 50 SR gemahlen.

In der Maschinenbütte werden 80 kg der gemäß A hergestellten 50%igen Dispersion und 100 g Entschäumer zugesetzt. Das Stoff-Wasser-Gemisch wird auf eine Stoffdichte von 0,5% am Stoffauflauf verdünnt. Die Blattbildung erfolgt bei einer Maschinengeschwindigkeit von etwa SO m/min auf einer Rundsiebpapiermaschine.

Die vom Rundsieb abgenommene Papierbahn läufl über Preßwalzen in ein Trockenwerk, das bei etwa 90° C mit einer Stabtransportanlage arbeitet, Und vor dort in ein Glättwerk mit zwei beheizten Stahlwalzen

Das erzeugte Papier hat ein Flächengewicht vor etwa 120 g/qm und einen Kunststoffgehalt von nine 25 % des Gesamtgewichts.

Claims (2)

Patentansprüche: nur mit einem Bruchteil der Arbeitsgeschwindigkeit hfDh werden die bei der Papierherstellung®ff&^£ Aus diesem Grunde

1. Verfahren zur Herstellung kunststoffgefüUter Papieie aus einem wäßrigen .Faserstoffbrei und kationiscben Kunststoffd.spers.onen, d a d u r c h g e k e η η ζ e ί c h η e t, daß man dem Faserstoffbrei in einer Menge von mindestens 30 Gewicht*- Prozent (berechnet als Kunststoff-Trockensubstanz, bezogen auf die Trockensubstanz des Fasermaterials) eine Kunststoffdispenon zuseCrt, de einen nichtionischen dispergierten Kunststoff sowie ein kationogenes und ein nicbtionogenes Dispergiermittel enthält, und die Masse in an s,ch bekannter Weise zu Papier verarbeitet

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Kunststoffdispersion zusetzt, die zum überwiegenden Teil aus Estern der Acryl- und/oder Methacrylsäure und/oder Styrol sind hochgemute

Es '^^ ρ ere unter