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ist ein Verfahren bekannt, bei dem lange synthetische Fasern zu kurzen Fasern zerschnitten und dann auf einer Papiermaschine verarbeitet werden. Diese Verfahren haben jedoch den Nachteil, dass das Aussehen der erhaltenen Papierprodukte nicht ansprechend ist, dass die Verfahren auf bestimmte Kunstfasern beschränkt sind und Bindemittel verwendet werden müssen. Es bestehen daher einige Probleme bei der Durchführung dieser Verfahren unter Verwendung von Polyolefinfasern.
Es ist nun Ziel der Erfindung, ein synthetisches Papier auf Basis von kristallinen Polyolefinen herzustellen, das nicht nur ein gutes Aussehen besitzt sondern auch hervorragende mechanische Festigkeit und gute Wasserundurchlässigkeit besitzt und zudem auch gut bedruckbar ist. Dies gelingt im Rahmen eines Verfahrens zur Herstellungvon synthetischem Papier auf Basis von kristallinen Polyolefinen, welches gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, dass 5 bis 50 Gew.-Teile eines Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren mit einem Vinylacetatgehalt von mindestens 5 Gew. -'10 oder dessen Verseifungsprodukt mit einem Verseifungsgrad von.
l bis 10calo mit 100 Gew.-Teilen eines kristallinen Polyolefins, dessen Schmelzpunkt höher liegt als der Erweichungspunkt des Äthylen- Vinylacetat- Copolymeren bzw. der Erweichungspunkt des Verseifungsproduktes, vermischt werden, das erhaltene Gemisch zu Folien-oder Plattenmaterial verarbeitet wird, das erhaltene Folien- oder Plattenmaterial zwischen Walzen uniaxialgereckt wird, wobei der Abstand der Walzenspalte aufeinanderfolgender Walzenpaare mindestens 4mal grösser ist als die Breite des ursprünglichen Folien-oder Plattenmaterials, anschliessend das gereckte Materialzerschnitten wird, das zerschnittene Material im wässerigen Medium zu kurzen Fasern vermahlen wird und der erhaltene Faserbrei in an sich bekannter Weise zu Papier verarbeitet wird,
das nach dem Pressen gegebenenfalls noch wärmebehandelt wird.
Da in einem in erfindungsgemässer Weise hergestellten Papier der Querschnitt der Fasern flach ist und damit auch die Berührungsfläche zwischen den aneinanderliegenden Fasern wesentlich grösser ist als bei aus runden
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und damit auch die mechanische. Festigkeit des erfindungsgemäss hergestellten Papiers äusserst hoch. Die hohe mechanische Festigkeit des in erfindungsgemässer Weise hergestellten Papiers rührt jedoch zum grossen Teil auch daher, dass während des Mahlens der gereckten Folien von den Einzelfäden abstehende feine, lange Fasern ent-
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mässiger Stärke und porös und kann im Hinblick auf seine Porosität gut bedruckt werden.
Auf Grund seiner geringen Elastizität und seiner ausgezeichneten elektrischen Eigenschaften, seiner Wasserbeständigkeit und seiner guten Verschweissbarkeit lässt sich das erfindungsgemäss hergestellte Papier auch zur dauernden Aufbewahrung von Dokumenten, in der Elektrotechnik, als Filtermaterial, zur Herstellung von Schichtpressstoffen und auch zur Herstellung von Verpackungsmaterialien verwenden.
Unter einem "kristallinen Polyolefin" ist ein Polyolefin zu verstehen, dessen Molekularstruktur einen hohen Crdnungsgrad aufweist und welches imRöntgenstrahlenbeugungsspektrum eine deutliche Kristallstruktur erkennen
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stimmt durch Röntgenstrahlenbeugungsspektrum, eine Kristallinität von mindestens 30% erkennen lasst.
Unter "orientierten Folien" sind in einer Richtung (uniaxial) gereckte Folien zu verstehen, in welchen die Moleküle entlang einer Vorzugsrichtung ausgerichtet sind (vgL"Encyclopedia of Polymer Science and. Technology",S.339,Zeilen9bis14v.u.,S.341,Zeilen9bis15undS.342,Fig.2 (a)).
Im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens wird als kristallines Polyolefin vorzugsweise isotaktisches Polypropylen, Niederdruck-Polyäthylen, Hochdruck-Polyäthylen, Poly- (4-methyl-penteil-1),-Poly- (3-methyl- - buten-1), Polybuten-1, Polypenten-1, isotaktisches Polystyrol oder ein kristallines Copolymeres dieser Olefine verwendet. Diese Polyolefine können geringe Mengen an Stabilisatoren, Formtrennmitteln, Antistatika, Pigmenten und ändern Hilfsstoffen enthalten.
Um im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens die erhaltenen Fasern im Faserbrei gut dispergieren zu können, ist es zweckmässig, das Vermahlen des zerschnittenen Materials in einem wässerigen Medium durch-
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005Im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens wird zweckmässig so vorgegangen, dass man das erhaltene Papier bei einer Temperatur oberhalb des Erweichungspunktes des Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren bzw. dessen
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helle und stark opake Papier erhalten wird. Falls jedoch ein Papier geringerer Helligkeit und höherer Transpa- renz hergestellt werden soll, kann im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens das erhaltene Papier bei einem Druck oberhalb 50 kg/cm 2 und bei einer Temperatur oberhalb des Erweichungspunktes des Äthylen-Vinylacetat- Copolymeren oder dessen Verseifungsproduktes, jedoch unterhalb des Schmelzpunktes des Polyolefins, gepresst werden.
Für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens gelten folgende praktische Richtlinien.
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Zum Vermischen der Polimerisate können die für die Kunststoffverarbeitung üblichen Gernische verwendet werden. Das Vermischen der Polymerisate kann allenfalls bereits in einer Strangpresse vorgenommen werden, aus welcher das erhaltene Gemisch von Polymerisaten über eine Schlitzdüse oder über eine Folienblasdüse ausgepresst wird. Hiebei ist zweckmässigerweise zu berücksichtigen, dass durch langsames Abkühlen erhaltenes Folien- oder Plattenmaterial zu feineren Fasern vermahlen werden kann als rasch abgekühltes Folien- oder Plattenmaterial. Plattenmaterialhat gegenüber Folienmaterial den Vorzug, dass es in einer Richtung stärker gereckt werden kann als Folienmaterial.
Unter Verwendung von Polypropylen mit einer Dichte von mindestens 0, 890, von Niederdruck-Polyäthylen mit einer Dichte von mindestens 0, 942 oder von Hochdruck-Polyäthylen mit einer Dichte von mindestens 0,919 hergestelltes Folien- oder Plattenmaterial ist für die Zwecke der Erfindung besonders geeignet.
Im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens ist es wesentlich, das Folien- oder Plattenmaterial unter Verwendung von beheizten und hintereinander geschalteten Walzenpaaren, deren Abstand mindestens das Vier-
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unterhalb des Schmelzpunktes des kristallinen Polyolefins liegenden Temperaturen unter starker Einschnürung zu recken, da nur auf diese Weise der gewünschte hohe Orientierungsgrad während des Reckens erzielt wird, wogegen beim Recken des Folien- oder Plattenmaterials mittels Breithaltern das Folien- oder Plattenmaterial so- zusagenbiaxialgerecktwerdenwürdeunddamitnureinrelativ niedriger Orientierungsgrad erzielt werden könnte.
Beim Mahlen des zerschnittenen Folienmaterials wird die Konzentration der Fasern so hoch wie möglich gehalten, um eine möglichst gleichmässige Mahlfeinheit zu erzielen. Hiebei wird zweckmässigerweise langsam vermahlen und im Laufe der Zeit die Scherwirkung der Mahlwerkzeuge (allenfalls unter Verwendung verschiedener aufeinanderfolgender Mühlen) erhöht. Zum Mahlen können die üblichen in der Papierindustrie zur Ganzstoffherstellung verwendeten Mahlapparate verwendet werden, wobei zur Herstellung von feinfaserige Ganzstoff ebenfalls die üblichen Kegel- oder Scheibenmühlen verwendet werden können.
Für die Weiterverarbeitung des erhaltenen Faserbreis können ebenfalls die in der Papierherstellung üblichen Papiermaschinen verwendet werden : -Die vom Sieb der Papiermaschine abgenommene Papierbahn kann nach dem Trocknen in der Trockenpartie auf Kalanderpressen oder nach dem Ablängen in Formpressen verpresst werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird im folgenden durch Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Beispiel, l : 100 Gew.-Teile eines isotaktischen Polypropylens mit einem Schmelzindex von 8
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Schneckendurchmesser von 30 mm, einem Verhältnis von Länge zu Durchmesser von 20 und einer Düsentemperatur von 2100C vermischt. Das Gemisch wurde zu einem Stab mit einem Durchmesser von etwa 2 mm stranggepresst. Der Stab wurde zu Granulat'zerschnitten, das in einer Folienblasstrangpresse mit einem Schneckendurchmesser von 40 mm, einem Verhältnis von Länge zu Durchmesser von 22 und einem Düsendurchmesser von 75 mm und mit Luftkühlung (Lufttemperatur 20 C) zu einem Folienschlauch verarbeitet wurde. Der Folienschlauch hatte im zusammengefalteten Zustand eine Breite von 120 mm und eine Wandstärke von 0, 05 mm.
Der Folienschlauch wird in eine mittels Heissluft auf 130 C erhitzte Reckvorrichtung eingeführt, in der eine Beschickungswalze und eine Aufwickelwalze in einem Abstand von 2 m angeordnet sind. Der Folienschlauch wurde infolge der unterschiedlichen Umdrehungsgeschwindigkeiten der beiden Walzen um das 13fache gereckt.
Der orientierte Folienschlauch hat im zusammengefalteten Zustand eine Breite von 30 mm und eine Wandstärke von 0,015 mm. DerFolienschlauchwurdezu Längen vonlO mm zerschnitten. 120 g der erhaltenen Stücke und 10 1 Wasser sowie 40 ml einer 0, 5%igen wässerigen Lösung eines nicht ionischen Netzmittels wurden in eine kleine Mahlvorrichtung mit einem Fassungsvermögen von 23 1 gegeben und 5 min ohne Druck, 15 min bei einem Druck von 1 kg, 60 min bei einem Druck von 2 kg und nochmals 60 min bei einem Druck von 3 kg vermahlen.
Man erhielt Fasern mit einer Länge von l, 0 bis 1, 5 mm und einer Breite von 10 bis 30 ; mi.
250 ml des erhaltenen Faserbreis und 36 ml einer l, Teigen wässerigen Lösung von Polyvinylalkohol (Gosenol GM-14) wurden gründlich miteinander vermischt, worauf das Gemisch mit Wasser auf 11 aufgefüllt und in einer Tappi-Papiermaschine verarbeitet, bei einem Druck von 3, 5 kg/cm2 verpresst und anschliessend bei 500C getrocknet wurde. Schliesslich wurde das erhaltene Papier 1 min bei 1150e und einem Druck von 2 kg/cm2 geglättet.
Beispiel 2: 100 Gew.-Teile des im Beispiel 1 verwendeten isotaktischen Polypropylens vom SchmelzIndex 8 und 30-Gew.-Teile eines Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren (Sumitomo Evatate D 2011, Schmelzlndex 2, Vicat-Erweichungspunkt 83 C, Vinylacetatgehalt 5 Gel.-%) werden gemäss Beispiel l vermischt und su einem Stab mit einem Durchmesser von etwa 2 mm stranggepresst, der mittels einer Schneidvorrichtung zu Granulat zerschnitten wurde.
Das Granulat wurde bei einer Temperatur von 2100e mittels einer Folienblasstrangpresse mit einem Schneckendurchmesser von 40 mm, einem Verhältnis von Länge zu Durchmesser von 22 md einem Düsendurchmesser von 75 mm und unter Verwendung von Kühlluft (Lufttemperatur 20 C) verarbeitet. v1an erhielt einen Folienschlauch, der in zusammengefaltetem Zustand eine Breite von 120 mm und eine Wandstärke von 0,05 mm besass.
Der erhaltene Folienschlauch wurde in eine Reckvorrichtung eingeführt, die mit Heissluft auf 1300e er-
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gereckt. Man erhielt einen Folienschlauch, der in zusammengefaltetem Zustand eine Breite von 30 mm und eine Wandstärke von 0, 015 mm besitzt. Der erhaltene Folienschlauch wurde zu Längen von 10 mm zerschnitten.
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eines nicht ionischen Netzmittels (Denone 733) wurden in eine kleine Mahlvorrichtung mit einem Fassungsvermögen von 23 1 gegeben, worauf das Gemisch 5 min ohne Belastung, 15 min unter einem Druck von l kg, 60 min unter einem Druck von 2 kg und nochmals 60 min unter einem Druck von 3 kg vermahlen wurde. Man erhielt Fasern mit einer Länge von 1, 0 bis 1, 5 mm und einer Breite von 10 bis 30 um.
Die wässerige Stoffsuspension wurde mit Wasser auf eine Faserkonzentration von 0, 0577o verdünnt und auf eine Tappi-Papiermaschine gegeben.'Die erhaltene Papierbahn wurde gepresst und in üblicher Weise getrocknet.
Anschliessend wurde die Papierbahn zweimal bei 700C unter einem Liniendruck von 100 kg/cm bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 280 Umdr/min mittels eines Dreiwalzen-Kalanders gepresst und hierauf 10 min bei 1400C und einem Druck von 0,05 kg/cm2 zwischen zwei chromplattierten Stahlplatten wärmebehandelt.
Das erhaltene Papier hatte folgende physikalische Eigenschaften :
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<tb>
<tb> Flächengewicht <SEP> (japanische <SEP> Industrie-Specifikation <SEP>
<tb> P-8124-56) <SEP> 192 <SEP> g/rn <SEP>
<tb> Zerreissfestigkeit <SEP> (japanische <SEP> Industrie-Specifikation <SEP>
<tb> P-81l3-52) <SEP> 4.
<SEP> 3 <SEP> kg/15 <SEP> mm <SEP>
<tb> Berstfestigkeit <SEP> (japanische <SEP> Industrie-Specifikation
<tb> p- <SEP> 8112- <SEP> 63)'- <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> kg/cm <SEP>
<tb> Zugfestigkeit <SEP> (japanische <SEP> Industrie-Specifikation <SEP>
<tb> P-8116-63) <SEP> 98, <SEP> 1' <SEP> g <SEP>
<tb> Helligkeit <SEP> (japanische <SEP> Industrie-Specifikation, <SEP> i <SEP>
<tb> P-8123-61) <SEP> 80 <SEP>
<tb> Opazität <SEP> (japanische <SEP> Industrie-Specifikation <SEP>
<tb> P-8138-63) <SEP> 89 <SEP> Ufo
<tb>
Das erfindungsgemäss hergestellte Papier aus Synthesefasern hatte eine ausgezeichnete Zugfestigkeit im Vergleich zu üblichem Papier und seine Helligkeit ist etwa die gleiche.
Beispiel 3 : Wenn man die in Beispiel 2 erhaltene Papierbahn zweimal mit Hilfe des in Beispiel 1 verwendeten Kalanders bei einem Liniendruck von 50 kg/cm und bei einer Temperatur von 700C presste, erhielt man ebenfalls ein Papier mit ausgezeichneter Glätte.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von synthetischem Papier auf der Basis von kristallinen Polyolefinen, dadurch gekennzeichnet, dass 5 bis 50 Gew.-Teile eines Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren mit einem Vinylacetatgehalt von mindestens 5 Gew. -0/0 oder dessen Verseifungsprodukt mit einem Verseifungsgrad von 1 bis 10cP mit 100 Gew.-Teilen eines kristallinen Polyolefins, dessen Schmelzpunkt höher liegt als der Er- weichungspunkt des Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren bzw. der Erweichungspunktdes Verseifungsproduktes, vermischt werden, das erhaltene Gemisch zu Folien- oder Plattenmaterial verarbeitet wird, das erhaltene Folienoder Plattenmaterial zwischen Walzen uniaxial gereckt wird ;
wobei der Abstand der Walzenspalte aufeinanderfolgender Walzenpaare mindestens 4mal grösser ist als die Breite des ursprünglichen Folien- oder Plattenmaterials, anschliessend das gereckte Material zerschnitten wird, das zerschnittene Material im wässerigen Medium zu kurzen Fasern vermahlen wird und der erhaltene Faserbrei in an sich bekannter Weise zu Papier verarbeitet wird, das nach dem Pressen gegebenenfalls noch wärmebehandelt wird..