DE1286889C2 - Verfahren zur herstellung von textilaehnlichem material aus papier - Google Patents

Description

Das Bestreben, aus Papier durch entsprechende Behandlung (»Veredelung«) ein textilähnliches Material ^M zu gewinnen, das für gewisse Anwendungszwecke, z. B. für Bettwäsche, Schutzkleidung Vorhänge u. dgl, die in der Herstellung und im Gebrauch weniger wirtschaftlichen Textilgebilde möglichst vollwertig ersetzen kann, hat u. a. auch zu Vorschlägen geführt, die auf der Imprägnierung des Papiers mit Kunststoffdispersionen beruhen.

Zu nennen ist hier besonders das in der DE-AS 11 35411 beschriebene Verfahren zur Herstellung von porösen, textilartigen Faservliesen, das zwar in erster Linie auf Vliese aus Kunstsioffasern ausgerichtet ist, sich aber unter Umständen auf solche aus Cellulosefasern übertragen ließe. Die Faserbahn wird hier mit einem flüssigen Bindemittel in Form eines Polyvinylchlorids und einem Weichmacher enthaltenden Organo- ^x sols imprägniert und die Imprägnierung dann durch Wärmebehandlung in eine elastische Beschichtung überführt

Bei dem Versuch, das beschriebene Verfahren auf Papier als Grundstoff zu übertragen ergaben sich jedoch insofern Schwierigkeiten, als Papiere von entsprechender Festigkeit entweder ein zu geringes Aufnahmevermögen für die Imprägnierflüssigkeit aufwiesen oder, bei entsprechender Porosität, durch die Imprägnierung so weit versteift wurden, daß sie nicht ^ω mehr als »textilähnlich« bezeichnet werden konnten.

Gemäß der US-PS 26 57 186 kann ein nüssiges Gemisch, das — neben anderen Bestandteilen — ein Polyvinylchloridharz und einen Weichmacher enthält, zum Beschichten von u. a. Papierbahnen verwendet ^G5 werden, auf denen dann der Überzug durch Wärmebehandlung verfestigt wird.

Es zeigte sich jedoch, daß auch in diesem Fall kein

Produkt erhalten wurde, das die obigen Anforderungen erfüllt da weder der weiche Griff und Fall, noch die Porosität von Textilstoffen auch nur annähernd zu erreichen waren.

Ähnliche Nachteile zeigen sich auch, wenn man versucht die in der US-PS 24 31078 beschriebenen weichmacherhaltigen Imprägnierflüssigkeiten in Form von in organischen Lösungsmitteln suspendierten Polyvinylchloridteilchen, bei denen der Weichmacher zum Polyvinylchlorid in bestimmtem Gewichtsverhältnis steht für den vorliegenden Zweck zu verwenden. Mit den bisher verwendeten Papiersorten ließ sich auch in diesem Fall kein Material herstellen, das aufgrund seiner Eigenschaften als »textilähnlich« bezeichnet werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines textilähnlichen Materials aus Papier durch Imprägnieren eines Papiers mit einem Plastisol oder Organosol, das ein Vinylharz und einen Weichmacher im Gewichtsverhältnis von 0,5 :1 bis 1,7 :1 enthält und eine Viskosität von nicht mehr als 20 000 cP aufweist, und Wärmebehandlung des imprägnierten Papiers, bei der das Vinylharz im Weichmacher gelöst wird und einen Film um die Papierfasern bildet, ist dadurch gekennzeichnet, daß man als zu imprägnierendes Papier ein gekrepptes Seidenpapier von 10 bis 60 g/m² Eigengewicht und einer Dehnungsgrenze von mindestens 5% verwendet und eine oder mehrere untereinander verbundene Lagen des imprägnierten Papiers vor der Wärmebehandlung ein- oder beidseitig unter Druck mit nichtimprägniertem saugfähigem Papier beschichtet.

Die Imprägnierung des gekreppten Seidenpapiers kann bei hohen Geschwindigkeiten durchgeführt werden, wobei das Organosol oder Plastisol völlig in das Grundmaterial eindringt und die Seidenpapierbahn derart imprägniert, daß auch siimtliche Cellulosefasern im Inneren der Bahn benetzt werden. Die nachfolgende Wärmebehandlung führt dazu, daß das Harz in dem Weichmacher quillt oder sich darin löst, wodurch das an sich schwache Kreppseidenpapier eine ausreichende Festigkeit annimmt Da auf diese Weise der Kunststoff homogen über und durch das ganze Fasermaterial hindurch verteilt wird, läßt sich ein Papierprodukt herstellen, das in seinen Eigenschaften einem gewebten Textilmaterial sehr nahe kommt und worin die Cellulosefasern eine gute Adhäsion aufweisen.

Durch die Wärmebehandlung nimmt das imprägnierte Produkt eine beträchtliche Naßfestigkeit an, wobei gleichzeitig auch die Trockenfestigkeit beträchtlich erhöht werden kann, wenn man die Menge an Imprägniermittel und das darin bestehende Verhältnis von Vinylharz zu Weichmacher entsprechend wählt Beispiele für an sich bekannte, bei dem vorliegenden Verfahren verwendbare Weichmacher sind u. a. Dioctylphthalat, Dibutylphthalat und andere Derivate der Phthalsäure, Adipinsäure, Laurinsäure, ölsäure, Stearinsäure oder Phosphorsäure, wie überhaupt jeder Weichmacher, der mit Piastisolen und Organosolen verarbeitet werden kann. Bevorzugt sind vor allem Weichmacher, die der Kunststoffdispersion eine niedrige Viskosität verleihen, damit ein vollständiges Eindringen in das Seidenpapier sichergestellt ist; hierzu gehören z. B. Dioctylphthalat, Dibutylphthalat und die Dioctyladipate.

Das Gewichtsverhältnis zwischen Vinylharz und Weichmacher muß innerhalb der beanspruchten Grenzen liegen, wenn das Seidenpapier nach dem Imprägnie-

ren und der Wärmebehandlung eine ausreichende Weichheit aufweisen soll. Die Viskosität der Dispersion liegt vorzugsweise bei etwa lOOOcps und sollte möglichst 6000 cps nicht überschreiten, da sonst beim Aufbringen Schwierigkeiten auftreten könnten. Als Vinylharz ist das Polyvinylchlorid bevorzugt; es hat vorzugsweise einen Jt-Wert (Fikentscher) von etwa 50 bis 100.

Zu Stabilisationszwecken können dem Imprägniergemisch einige Prozent Wärmestabilisator zugefügt to werden; die Zugabe eines Dispersionsmittels erleichtert das Benetzen des Harzes. Um die Oberflächenspannung zu verringern, kann ein Silikonöl zugefügt sein. Ferner kann das Plastisol oder Organosol, das hier auch als »Paste« bezeichnet wird, Pigmente verschiedener Art, z. B. Ruß oder Titanweiß, oder lösliche Farbstoffe enthalten.

Als Mittel zur Herabsetzung der Viskosität können der Imprägnierpaste Erdölprodukte, Benzin oder andere Substanzen zugesetzt werden, die bei Raumtemperatur keine Quell- oder Lösungswirkung auf das dispergierte Vinylharz haben. Zwecks Verbesserung der Adhäsion zwischen dem Kunststoff und den Papierfasern kann man den Piastisolen bei der Herstellung Vinylacetat als Harz zusetzen.

Ein gekrepptes Seidenpapier mit dem beanspruchten Eigengewicht und einer Streckgrenze von mindestens 5% bis zu etwa 50%, das erfindungsgemäß imprägniert ist, ähnelt in seiner Weichheit einem Textilstoff; wegen der geringen Festigkeit und dem geringen Eigengewicht des Papiers benutzt man vorzugsweise mehr als eine Lage imprägniertes Papier zur Herstellung des Endproduktes. Die Menge an aufgebrachter Paste kann innerhalb weiter Grenzen schwanken und liegt in der Regel zwischen etwa 25 und 800% des Gewichtes des Grundmaterials, wobei aber die Imprägniermittelmenge nicht so groß sein darf, daß sie den Charakter des Seidenpapiers verändert; seine Porosität muß erhalten bleiben, da dies für den beabsichtigten Textilcharakter notwendig ist Die Möglichkeit eines Luftaustausches *o durch das Material hindurch ist z. B. bei einem aus dem Material gefertigten Kleidungsstück Grundbedingung dafür, daß dsr Träger sich wohlfühlt.

Ein erfindungsgemäß behandeltes Kreppseidenpapier besitzt, wie erwähnt, überraschenderweise auch « eine beträchtliche Naßfestigkeit und kann mehrere Tage im Wasser liegen ohne daß seine Festigkeit allzusehr nachläßt, so daß man das Material gegebenenfalls auch vorsichtig waschen kann. Ein weiterer Vorteil ist, daß sich das imprägnierte Papier unter Anwendung so von Wärme verschweißen läßt. Hierdurch besteht die Möglichkeit, das erfindungsgemäße Material für Bekleidung, z. B. Schutzanzüge zu benutzen, wobei das Kleidungsstück aus dem unmittelbar aus der Bahn ausgestanzten Zuschnitt durch eine einfache Schweißnaht fertiggestellt wird.

Erfindungsgemäß beschichtet man das imprägnierte Kreppseidenpapier ein- oder beidseitig mit einem nichtimprägnierten saugfähigen Papier. Es zeigte sich, daß sich das Seidenpapier gelegentlich nach dem Imprägnieren dadurch noch feucht anfühlt, daß der Weichmacher aus dem Inneren an die Oberfläche wandert. Diese Gefahr wird in jedem Fall dadurch vermieden, daß man das gekreppte Seidenpapier von 10 bis 60 (vorzugsweise 15 bis 25 g/m²) Eigengewicht nach dem Imprägnieren, jedoch vor der Wärmebehamdlung an einer oder beiden Seiten unter Druck mit einem nichtimprägnierten saugfähigen Papier gleichen oder anderen Grundgewichtes beschichtet Man erhält so ein Laminat, das aufgrund der Absorptionsfähigkeit der unimprägnierten Schichten von einei' oder beiden Seiten her Wasser absorbieren kann. Das Beschichten wird vorzugsweise durchgeführt bevor das Vinylplastisol oder -organosol durch Erhitzen der Papierbahn gelatiniert ist

Ein zweischichtiges Laminat aus einer Schicht gekrepptem Seidenpapier mit einem Grundgewicht von 15 bis 25 g/m² und einer weiteren Schicht Kreppapier mit einem Grundgewicht von 10 bis 25 g/m², die mit 30 bis 80 g Vinylplastisol je m² imprägniert war, erwies sich beispielsweise als verwendungsfähig für Bettlaken. Ein Laminat von ähnlichem Aufbau, das jedoch an beiden Seiten der imprägnierten Seidenpapierschicht mit nichtimprägniertem Seidenpapier belegt war, eignete sich besonders für Handtücher u. dgl. Verwendet man ein Kreppseidenpapier, dem schon bei der Herstellung die in der Papierfabrikation üblichen Mittel zui Verbesserung der Naßfestigkeit beigefügt worden sind, so ist das erfindungsgemäß erhältliche Laminat besonders gut für Handtücher, Windeln usw. geeignet

Die Beispiele- erläutern die Erfindung näher, wobei die Teile, wenn nicht anders vermerkt, Gewichtsteile sind.

Beispiel 1

Man stellt ein Dreischichtenpapier her aus drei Bahnen Kreppseidenpapier (20 g/m²), von denen die innere durch Eintauchen in ein Plastisol der untenstehenden Zusammensetzung imprägniert wird. Das überschüssige Plastisol wird mit Hilfe eines Streifmessers entfernt Zusammensetzung des Plastisols:

Polyvinylchloridharz, k-Wert 70 Dioctylphthalat als Weichmacher Isobutyrat Dibasisches Bleiphthalat Alkylpolyglykoläther

TiO₂(RuUl)

Teile

100

60

30

10

Die Plastisoiaufnahme beträgt 60 bis 120 g/m². Nach dem Imprägnieren werden die beiden nichtimprägnierten Deckschichten aufgebracht und das Laminat über einem Stahlzylinder auf 180⁰C erhitzt, gekühlt und aufgewunden. Das Produkt eignet sich in erster Linie für Handtücher und ähnliche Artikel.

Beispiel 2

Ein aus 85% Rayonpulpe und 15% gebleichter Kraftpapierpulpe hergestelltes Kreppseidenpapier mit einem Grundgewicht von 10 bis 25 g/m² wird imprägniert mit einer Dispersion von 100 Teilen Vinylchlorid in 60 bis 100 Teilen Weichmacher (z. B. Dioctylphthalat). wobei die aufgenommene Plastisolmenge etwa das 1-bis 5fache des Papiergewichtes beträgt. Nach dem Imprägnieren, das durch Eintauchen oder durch Überziehen auf einem Walzenstuhl erfolgen kann, wird die Bahn unter leichtem Druck zwischen zwei Walzen durchgeführt, denen gleichzeitig eine Bahn von unbehandeltem Kreppseidenpapier zugeleitet wird. Das Plastisol wirkt bei der Vereinigung der beiden Bahnen als Klebemittel, und die Zweischichtenbahn wird dann über einem Heizzylinder auf 175 bis 190° C erhitzt, wobei das Vinylharz im Weichmacher quillt und die beiden Schichten fest verbindet. Das Laminat kann nach Kühlen aufgewunden und zu verschiedenen Artikeln, z. B. zu Leintüchern verarbeitet werd?n.

Beispiel 3

In diesem Fall wird zunächst ein einschichtiges Kreppseidenpapier auf beiden Seiten imprägniert bzw. auf einer Vorrichtung zur Papierbesciireibung überzogen mit einem Vinylorganosol bzw. Plastisol.

Nach dieser Behandlung läuft die Bahn zwischen zwei Walzen hindurch, denen gleichzeitig von zwei Seiten her unbehandelte Seidenpapierbahnen zugeführt werden, die aus einem Papier von gleichem oder verschiedenem Grundgewicht wie die Mittelbahn bestehen. Nach dem Durchgang durch die Walzen hat sich ein Laminat gebildet, bei dem eine imprägnierte Schicht zwischen zwei nichtimprägnierten liegt, wobei alle drei Schichten durch das Vinylharz fest verbunden sind. Der Schichtstoff wird wie oben erhitzt, um das Vinyiharz zum Quellen zu bringen. Als Einzelschichten können hierbei Kreppapiere von einem Grundgewicht von 15 bis 20 g/m² benutzt werden. Wurden dem Papier bei seiner Herstellung Harze zur Verbesserung seiner Naßfestigkeit zugesetzt, so ergibt sich ein Laminat mit entsprechend guter Naßfestigkeit. Das Papier kann beliebig gefärbt werden und kann einen Zusatz von Natur- oder Kunstfasern aufweisen.

Beispiel 4

Zwei Lagen Kreppseidenpapier (Grundgewicht 10 bis 30 g/m²) werden kombiniert, indem man darauf mit Hilfe einer Beschichtungsvorrichtung einseitig ein Plastisol aufbringt, wobei die Viskosität des letzteren derart gewählt ist, daß es nur eine Lage durchdringt, während die andere auf der imprägnierten Schicht festklebt. Als Plastisol bzw. Organosol kann ein beliebiges, in einem Weichmacher und/oder einem Lösungsmittel dispergiertes Vinylharz dienen. Derartige Piastisole und Organosole sind dem Fachmann geläufig und aus der technischen Literatur bekannt. Nach Durchgang durch einen Heizofen, wobei das Vinylharz im Weichmacher quillt, wird die Zweischichtenbahn gekühlt und aufgewunden. Sie kann auf verschiedene Gebrauchsartikel, wie Leintücher usw., verarbeitet werden.

Beispiel 5

Zwecks Herstellung einer Dreischichtenbahn führt man die aus zwei Schichten bestehende Bahn nach Beispiel 4 vor dem Erhitzen nochmals zwischen einem

ίο Paar Druckwalzen hindurch, wobei die imprägnierte und noch nicht belegte Seite des Laminates mit einer ebenfalls dem Walzenpaar zugeleiteten weiteren Bahn von nicht imprägniertem Kreppseidenpapier überdeckt wird. Das Grundgewicht der einzelnen Lagen kann gleich oder verschieden sein und soll zwischen 10 und 50 g/m² liegen, d. h, es soll im allgemeinen 50 g/m² nicht überschreiten, den Papierbahnen, die aus der dem üblichen gebleichten oder ungebleichten Cellulosebrei hergestellt sind, können synthetische, natürliche oder anorganische Fasern zugesetzt sein. Auch Zusätze von Pigmenten oder Farbstoffen sowie künstlichen oder natürlichen Harzen zu der Cellulose sind möglich, jedoch sollte die Porosität des Papiers dabei möglichst erhalten bleiben.

Nach Durchgang durch die Walzen wird das Laminat auf 170 bis 180° C erhitzt, wobei unter Quellung des Vinylharzes der Schichtstoff die erforderliche Festigkeit erhält.

Die gemäß Beispiel 1 bis 5 herstellten Schichtstoffe weisen, insbesondere im nassen Zustand, eine sehr gute Festigkeit auf und können durch Vernähen oder Heißverschweißen zu den verschiedensten Gebrauchsgegenständen, wie Leintüchern, Schutzkleidung, Säcken usw, verarbeitet werden. Bei den erfindungsgemäß hergestellten Laminaten sind die Fasern sehr fest in die Papieroberfläche eingebunden und weisen eine nur sehr geringe Neigung auf, sich abzulösen und »Fusseln« zu bilden, wie dies gewöhnlich bei Seidenpapier der Fall ist.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines textilähnlichen Materials aus Papier durch Imprägnieren eines Papiers mit einem Plastisol oder Organosol, das ein Vinylharz und einen Weichmacher im Gewichtsverhältnis von 0,5:1 bis 1,7:1 enthält und eine Viskosität von nicht mehr als 20 000 cP aufweist, und Wärmebehandlung des imprägnierten Papiers, bei der das Vinylharz im Weichmacher gelöst wird und einen Film um die Papierfasern bildet, dadurch gekennzeichnet, daß man als zu imprägnierendes Papier ein gekrepptes Seidenpapier von 10 bis 60 g/m² Eigengewicht und einer Dehnungsgrenze von mindestens 5% verwendet und eine oder mehrere untereinander verbundene Lagen des imprägnierten Papiers vor der Wärmebehandlung ein- oder beidseitig unter Druck mit nichtimprägniertem saugfähigem Papier beschichtet

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als zu imprägnierendes Papier ein gekrepptes Seidenpapier 15 bis 25 g/m² Eigengewicht verwendet

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Beschichten ein Kreppseidenpapier verwendet, das in seinen Eigenschaften dem zu imprägnierenden Papier ganz oder weitgehend entspricht

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