DE1469022A1 - Verfahren zur Herstellung teilweise abgebauter Fasern - Google Patents

Description

FRANKFURT AM MAIN FRANKFURT A. M.

Tuiron 662023

«„.„c„x,„„„ 7205 M/a

po»T»CHLl«8sriCH 11068

Amerioan Viscose Corporation 1617 Penneylraaia Boulevard, Philadelphia, Peons·, USA

Verfahren aur Herstellung teilweise abgebauter

Fasern»

Die Erfindung betrifft synthetische organische fasern , Verfahren aur Herstellung derselben und derartige fasern enthaltende Produkte.

Faserartlge Gegenstände, z.B. nicht gewebte Gewebe und aus wässrigen Suspensionen hergestellte !Tafeln hängen in einen starken Ausmaß bezüglich ihrer physikalischen Eigenschaften, wie ihrer Festigkeit, Beißfestigkeit und Berstfestigkeit von der Verfilsung der Fasern und Fibrlllen an den Fasern und der Faser-an-Faser Bindung ab· Sas breiteste Anwendung findende Material, den man eine nicht gewebte Struktur euspreohen kann, 1st das Papier, das allgemein die dispergierten und fifcrillierten Fasernenthält· JSs ist allgemein bekannt, daß natürliche Oellulosefasern, wie Seilstoff» Baumwoll-Lintere und dgl·, wen» dieselben s.B. durch Brhitsen und !»mischen in einer herkömmlichen Papierschlag-▼orrichtung hydafclsiert werden, eine Fibrlllierung seigen·

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Der Ausdruck "Fibr ilia tion", wie er bei der Papierindustrie Anwendi findet, bedeutet allgemein den Zustand, der duroh Schlagen und starkes Rühren der Fasern in Gegenwart eines großen Waeserüber-. Schusses erzielt wird. Diese Fibrillation kennzeichnet einen Zustand, der als ein mikroskopisches und eubmikroskopisehea progresiives Abschälen einzelner Fibrillen längs der Oberflächen .und an den Enden der !Faserbündel bezeichnet werden kann· Diese Wirkuni wird ohne chemische Veränderung der Paser erzielt. Die Zellenwänd dleeer natürlichen Cellulosefasern bestehen aus Fibrillen, und be dem Schlagen in Wasser werden die ]?ibrillen teilweise auseinandei geführt, üb ist allgemein bekannt, daß die Fibrillation eine arteigene Eigenschaft der natürlich vorkommenden Oellulosefasern ie wie z.B. der Fasern des Zellstoffes, und daß die Pibrillen Duroh messer in der Größenordnung von 150 A oder darunter aufweisen,

Xm allgemeinen besitzen synthetische organiahe fasern nicht die flbrilllerbare Struktur der natürlichen Pasern, und zeigen eomi bei dem Schlagen und Vermischen mit einem großen WasserUbersohu wie in einem Holländer, eine "Fibrillierung*· Somit ist die Her stellung einer aus einer Wassereuspension hergestellten Tafel r möglich, da keine Fibrillen vorliegen, die eine innige Verzahni der Fasern bedingen, und praktisch keine Faser-an-Faaer Bindun ι vorliegt. In ähnlicher Weise wird bei Herstellung nach einem T system einer Tafel oder Bahn aus keine Fibrillen aufweisenden

^ thetiaohen Fasern, wie duroh ein Luftblas- oder ein Kardierung

oo fahren, und anschließendes Benetzen der Tafel mit Wasser bei c

rv> Trocknen der Tafel praktisch keine Faser-an-Faaer Bindung ent- ^ wlokelt. Weiterhin lassen aioh «inige Klassen eynthetieoher o: dc, nieoher Fasern schwierig in Wasser dispergieren. Trotsdtm wUr synthetisch« organische Faaern eur Her»teilung von Tafeln und

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Wassersuspenslonen außerordentlich zweckmäßig sein, da man den ern jeden gewünschten Durchmesser und Länge genau vermitteln n, während die natürlichen Fasern in ihrem natürlichen Zustand ewandt werden müssen, wobei sowohl deren Durchmesser als auch ge, die Länge liegt im allgemeinen zwischen etwa 0,5 bis etwa im, stark schwanken kann· Dam Niohtyorliegen der Fibrillierungs-[enechaft und einer festen Faser-an-Faser Bindung hat die Anwenig herkömmlicher synthetischer organischer Fasern bei der Her- »llung derartiger Bahnen auf bestimmte Arten von Spezialpapieren grenzt. Bei der Herstellung von Spezialpapieren aus synthetischen sern ist es gelegentlich notwendig, ein Bindematerial in Anwendung bringen, das in das Papier duroh Zugabe zu der Masse vor deren führung &u dem Sieb eingeführt wird, oder indem das Bindematerial der Bahn gegeben wird, ehe dieselbe von dem Sieb entfernt wird· nlgstens einige der Fasern können aus einem Thermoplasten be~ ehen, wobei die aus einer wässrigen Suspension hergestellte Bahn r der Entfernung von dem Sieb einer Wärme- und Druokeinwirkung terworfen wird. Aus synthetischen Fasern nach Trockenverfahren irgeetellte nicht gewobene Strukturen bedürfen ebenfalls Bindeiterlalien, um so die Festigkeitaoigensohaften ssu verbessern» wöbe: Lese Bindematerialien in die Strukturen eingearbeitet oder die ißern mit dem Bindematerial imprägniert werden» Duroh die Anwendun, Lbrillierter synthetischer organischer Fasern kann die Menge dee Ir nicht gewobene Strukturen benötigten Bindematerials erheblich erringert werden, und dasselbe kann in einigen Fällen aufgrund dez uroh das Vorliegen der iibrillen erzielten Bindung vollständig in Ortfall gebracht werden»

lines der ersten und allgemeine Anwendung findenden sjuathetisohan >rganisohen Fasermateriale, das die allgemeinen Eigenschaften synthetieiur organischer Fasern als eine Klasse für die Herstellung voi ^

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Batmen aus WasBersuepensionen erläutert, iat die regenerierte Celluloee. Regenerierte Celluloeefasern besitzen unabhängig Ton ( speziellen in Anwendung gebrachten Herstellungsverfahren dieselbi Eigenschaften bezüglich der Anforderungen für dte Papierheretellui Bei dem Viekoseverfahren ist en z.B. möglich, Fasern herzustellej die einen Durchmesser von etwa 2 bie 3 Mikron (0,002 - 0,003 mm) bis zu beliebigen Durchmessern und Längen besitzen, wobei somit alle Fasern eine einheitliche Größe besitzen können» Wie weitern bekannt ist, können die physikalischen Eigenschaften, wie die Fe stlgkeit, Dehnung usw. der synthetischen Fasern innerhalb eines breiten Bereiches verändert und durch die Einstellung der Spinnt dingungen innerhalb enger Grenzen gesteuert werden. Ee ist jedoc außerordentlich schwierig, die Fasern in Wasser ohne ein DispegJ mittel zu dispergieren. Die Fasern bilden selbst bei Anwendung : rer Schlagseiten nicht die notwendigen Fibrillen, so daß eine Bi aus einer Wassersuspension hergestellt werden kann, die ein aus reichendes Verfilzen und Faser~an~Faser Bindung besitzt, um so Bahn ausreichender Ifaßfeetigkeit zu ergeben, die von dem Saauael entfernt werden kann. Weitere synthetische Fasern, wie Fasern, aus Celluloseacetat, Hylon, Polyestern und dgl· hergestellt wer ähneln in dieser Hintioht den aus regenerierter Cellulose herg« ten Fasern dahingehend, daß dieselben nicht fibrillieren und ni ein« Faaer-an-Faser Bindung bei dem Trocknen einer nassen Tafe] zeigen.

to Ein Verfahren zur Behandlung synthetischer Oellulosefasern, um

-* selben flbrilllerbar zu machen, 1st In der französischen Paten *■"■*- sohrlft 1,245»863 offenbart. Bei diesem Verfahren kommt eine s<

J£ faltig gesteuerte Hydrolysenbehandbng in Anwendung, die zu ein Verringerung des durchschnittlichen Polymerlsatlonsgrades der Cellulose der Fasern führt, ohne daß das Gewicht der Fasern we

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verringert wird· Obgleich diesea Verfahren sehr wirksam iat» en die duroh Rühren der behandelten fasern in überschüssigem er, wie in einem Holländer, hergestellten Fibrillen nicht die tenordnung auf, wie aie bei den Fibrillen vorliegt, die an Lrlichen Cellulosefaser! ausgebildet werden. Bei der Unteriung unter dem Elektronenmikroskop mit einer Vergrößerung von ι 25*000 zeigen die Eibrillen an diesen behandelten fasern ein »alien auf, daß ähnlioh Holzsplittern ist, und dieselben besitzen

jn Durchmesser von 7500 A . Trotzdem können diese fibrillierba-Faaern in ähnlicher Weise wie die natürlichen der Papierher-Llung dienenden Fasern unter Ausbildung von Tafeln aus einer serauspension verarbeitet werden, die eine Zerreißfestigkeit gedrückt als Bruchlänge von wenigstens 4OO in und einen Heißtor von wenigstens 50 besitzen.

indungsgemäß werden synthetische organische Fasern, die im genden als Zwitterfasern bezeichnet werden, einer milden und erhalb enger Grenzen geregelten und gesteuerten Abbaubehandhng erworfen, an die sich ein mechanisches Rühren der behandelten ern in einem großen Uebersohuß eines wässrigen Mediums an-.ließt, um so eine Fibrillierung der Fasern su bewirken., wobei lohlieffend die fibrillieren Fasern von dem wässrigen Medium abgetnnt werden. Sie Zwitterfaaern bestehen au» einem organischen jerbildenien Grundmaterial und einer ausätaliohen Substana, die lig in der Faser diaperglert wird.

wurde gefunden, daß eine sehr erhebliche Größenverringerung der roh synthetische organisch· Fasern ausgebildeten Fibrillen dann aalten werden kann, wenn die feine Struktur duroh das Vorliegen η er suaätslioh eingeführten Bubetans während der Faserherstellung rrissen wird. In die die faser ausbildende Flüssigkeit kenn eine

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Vielzahl an Substanzen eingearbeitet werden» wobei die β β Flüsigkeit entweder eine Lösung oder eine' geschmolzene Mause einer fascrbilde; den Sub«tans enthalten kann, um so dlesss Zerreißen der feinen Str tür während der Faserbildung au bewirken. Diese Substanzen sind im allgemeinen amorphe Materialien» die vorzugsweise alt der faeerbil deaden Flüssigkeit mischbar oder dispergierbar oder in derselben löslich sind. Die Substanzen sollten in der Lage sein sich während der Bedingungen zu verfestigen, unter denen < die Faser ausgebildi wird; und dieselben sollten während der aioh daran anschließenden Behanc&iBgen praktisch in der Faser zurückgehalten werden· Die Substanzen stellen amorphe Materialien dar und sind vorzugsweise hydr< phll, obgleich dieselben Substituentengruppen enthalten können» di< die hydrophile Eigenschaft der aubsSituierten Substanz im Verglelcl ssu der hydrophilen Eigenschaft der Substanz als solche verringern Diese zugesetzte Substanz braucht nicht als solche ein faaerbildendes Material zu sein.

Die spezifische zugesetzte Substanz wird gründlioh und innig mit der faeerbildenden Spinnflüssigkeit vermisoht, so daß sich eine homogene Verteilung der Substanz in der Flüssigkeit ergibt. Diese zugesetzte oder "Zwittersubstanz" kann ein Gemisch aus zwei oder mehr speziellen Substanzen sein» um so nicht nur die feine Struktur des faserbildenden Materials zu zerreißen» sondern ebenfalls den

Fasern gewünschte Eigenschaften zu vermitteln« Di· Spinnflüssigkeit

co wird in Fädern versponnen und die fäden werden sodann la üblicher ο

<° Weise In Abhängigkeit von dem speziellen faserbildenden Material

^ und den Gemisch des faserbildenden Materials und der zugesetzten ο Substanz verarbeitet. Die zugesetzte Substanz kenn der feserbilden ö> den Flüssigkeit in Mengen von «bra 0,5 bis zu 90 und 95 Gew.jt, vor»

zggswsise etwa 25 bis 75 Gew.j£, bezogsn auf die faserbildende Substanz zugesetzt werden. COPY _- _

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dann wird ein milder und gesteuerter Abbau als Vorbehandlung r Zwitterfasern angewandt, so daß dieselben bei dor βloh daran schließenden mechanischen Behandlung in einem wässrigen Medium brilliert werden können. Die spezifischen Abbaubedingungen, z.B. irt, wo eine Säurehydrolyee angewandt wird, die Säurekoneentra« .on, die Temperatur der wässrigen Stturelöeung und die liehandlungsilt hängen von der spezifischen feinen Struktur der Zwittersub- :ans ab, und werden so ausgewählt, daß eine Zerteilung oder Abrennen der nicht fest eingeordneten oder amorphen Ketten erfolgt, Le in der feinen Struktur der Zwittersubstanz vorliegen. Die Abbau βdingungen sind dergestalt, daß ein gesteuertes Ibtrennen dieser ur Verfügung stehenden Ketten erfolgt, ohne daß ein merklicher ewioht β verlust eintritt. Haoh Erzielen des gewünschten Abbaues ommen die Abbaubedingungen nicht mehr sur Anwendung. Somit erfolgt enn die Zwitterfasern der Einwirkung einer Säure unterworfen werde in Auswaschen der Säure aus den behandelten Fasern.

fach dem gesteuerten partiellen Abbau laaeen eich, die Fasan .eioht durch mechanisches Rühren, wie z.B. in einem übliohen Holläi ler, fibrillieren. Wenn die Fasern bei der Herstellung von Produk- ;en aus wässrigen Suspensionen an einem anderen als dem Hestellungi irt derselben angewandt werden sollen, werden die getrockneten feuern der gleichen Behandlung und mechanischen Rühren unterworfen vie das bei übliohen Fasern sur Papierherstellung» wie Zellstoff, äer Fall ist. BIe durch die Sahlageinwirkung des Holländers ausgebildeten Fibrillen können Surohaesser in der gleichen Größenordnun aufweisen, wie dies der Fall bei natürlichen Zellstoffasern ist, und Kwar Burohmesser In der Größenordnung von 500 - 50 Au Bis Fasern unterschieden «loh jedoch von den natürlichen Otllulosefassrn für die Papierherstellung dadurch, daß dieselben wesentlioi

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länger sind. Soweit bekannt, stellt dies das erste bekanfce Terfahren sur Herstellung künstlicher Fasern dar, die Fibrillen in der gleichen Größenordnung und darunter besitsen, wie diejenigen Fasern, die aus natürlichen Oellulosefasern hergestellt werden, wenn diese künstlichen Fasern in einem herkömmlichen Holländer geschlagen oder einer entsprechenden mechanischen Behandlung in Wasser unterworfen werden.

Somit ist es durch das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur möglich, den Durohmesser und die Länge der Fasern und die physikalischen Eigenschaften derselben innerhalb enger Grensen su regeln, sondern es ist ebenfalb möglich, die Größe der auf den Fasern ausgebildeten Fibrillen bei deren Schlagen in einem wässrigen Medium su regeln und au steuern. Die Fähigkeit Fasern beliebiger Eigenschaften und Fibrillen mit Durchmessern innerhalb des angegebenen Bereiches herzustellen, ermöglicht eine genaue und enge Steuerung der Eigenschaften der faserförmlgen Strukturen, die swisohen dünnem seidenartigen Papier bis su dicken filsartigen nicht gewobenen Bahnen schwanken·

Unter erneuter Besugnahme auf regenerierte Oellulosefasern ledig-Iioh sum Zwecke der Erläuterung der Eigenschaften der synthetischen organischen !fasern als eine Klasse, können Zwitteffasern aus einem Gemisch aus Viskose und einer sugesetsten Substans, wie einer

Alkali-löslichen, wasserunlöslichen Hydroxyäthyloellulose hergeco

| stellt wcden. Ss ist bekannt, daß regenerierte Cellulosefaser» nicht fibrillieren, wenn dieselben jedoch einer aildea Hydrolysebehandlung unterworfen werden, um so den durohsohaittllohen PoIy- »erisationsfrad der Cellulose auf einen Wert innerhalb des Bereiches ▼on etwa 20 bis etwa 75# des ursprünglichen Polymerisationsgrades der Cellulose su Terringera, dieselben dann Fifcrillen bild·», wenn

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ein Schlag·!) in Waeeer erfolgt, und diese Fibrillen holsssplitter-

artig aind und Durchmesser in der Größenordnung von 7500 A aufweisen. Die Größe dieser Pibrillen wird nicht durch eine schärfere Hydrolyse oder ein verlängertes Sohlegen der Pasern in Wasser verändert, Fasern» die z.B. aus einer Hydroxyäthylcellulose mit einem durchschnittlichen Substitutionsgrad von etwa 0,20 bestehen» werden nicht fibrilliert und eine ähnliche milde Hydrolysenbehandlung macht dieselben ebenfalls nicht fibrillierbar.

Ea wurden Pasern aus einem Gemisch aus Viskose und Hydroxyäthylcelluloee mit einem durchschnittlichen Substitutionsgrad von etwa 0,20 hergestellt. Die Viskose wurde in üblicher Weise hergestellt, die I/o Cellulose, 6$ Natriumhydroxyd und 3OJo Schwefelkohlenstoff, bezogen auf das Gewicht der Cellulose, enthielt, und die Hydroxyäthyloellulose wurde in 6# Natriurahydroxydlösung gelöst, um so eine T/» Hydroxyäthylcellulose enthaltende Lösung herzustellen. Die zwei Lösungen wurden miteinander vermischt, um so gleiche Mangen Cellulose und Hydroxyäthyloellulose zu ergeben. Die Lösung wurde in ein 12# Schwefelsäure, 5% Zinksulfat und 20# Natriumsulfat enthaltendes Spinnbad eingesponnen, wobei das Bad bei einer TeUfBratür von etwa 50 ^eC gehalten wurde. Aus dem Spinnbad wurden die Fäden sodann durch ein warmes wässriges Bad (85⁰C) geführt, das etwa 4# Schwefelsäure, O,75# Zinsulfat und 3 Natriumsulfat enthielt. Während des Hindurchführen« der Fäden duroh dieses Bad

u> wurden dieselben um etwa 50$ gereokt. Die Fäden wurden sodann ge-

<*> sammelt und der üblichen Nachbehandlung unterworfen, die sur Her-

^ stellung von Viskose-Kunstseide angewandt wird. Abschließend wurde ο getrocknet.

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0.5 β 5witt®rfäden besaßet?, ei.v.en Durohmesser νου stwa 12 - 15 Mikro unc; wurden unter Ausbildung τοπ Faser« mit einer Länge Ton etwa 6 nua zerschnitten, Dieee Zwitterfaaern wurden sodium einer Vorbehandlung unterworfen? um dae Zirittex'insterial teilweise abzubauen, indem dieselben der Einwirkung einer 5/*igen Schwefelsäurelöoung bei Ivattrateiaperatur etwa 16 Stunden lang unterworfen wurde«. Nach gründlichem V/aecheii dar vorbgliandelten Taser« zwecke Entfernung d ÜCMX3 wardun dieselben in eiiien Mörser gebracht und geringfügig be arbeitet. Sodann wurden die Fasern in eine 3_f78 1 Waring Blender Yorxteiituijig eingefUhrt₍ 15 Minuten lang geachiageii, an^clilleßend wieder iffi Mörser behandelt und abschließend w«.itsr«s 15 Minuten in der ./aring BJ.endor Vorrichtung baiiaxidelfe· Dia Bearbeitung in dem Mörser wurde lediglioii aur Tiesohleunigtmg der librililerun'g dsr Faeor örigewandt. Ein© praktisch gleich® F5.tjrilltoru.ng ?iird dann erhalten, wenn die Jfaser 2 S runden lang in eint ta übliohen labor« -.'■!kßl&QXi falley Holländer bearbeitet wird. In der vorliegenden Besohraibung wird auf eine 20 taimtttige BehandlJing in einer üblichen Waring Blendor Vorrichtung und nlohX einem Yalley Holländer B(3«ug genomtaera_? da kleinere Fa» erprobe η in «Iner ^-«riiig Biendor Vorrichtung behandelt werden könnsn iuid die hierfür benötigte Zeit zwecke J?lbrllliortujg wesoixtllcjU klirr.er iat.

Di 3 Zwltfcerfasera zeigten r.fich der laeohaniaelian Behandlung in bei der Unterauoh'ung unter dem ßlektronenmilErosJcop eino

ο erhebliche Pibrli:iieruJi«_e i*cd die Fibrillon beisaßen einen Duroh-

^ meeaer in der Größenordnung derjenigen der natürlichen Celluloee-

>^ faaern, wobei die meisten Fibrillen einen nioht über etwa 150 A

te liegende» Durohmeeaer aufsuweieen ο oh lon en. Bei geringeren

der auge sets: ten Sahetmmr,, fIo F^droxyäfchyloelluloee, beaitsoo die Pibrlllen einen größeren Purohmeaeer, während durch eine Erhöhung

BAD

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ι β Antaile$ des sugaeetsten Material« die Fibrillen einen kleinein Durohjaaeeer seigten.

lhrend der oben besohrieboan Herstellung der Fasern wird dia >ae zunäahst in dem Spinnbad koaguliert und sodann die Cellulose is der Viskose regeneriert· Ein Teil der Regenerierung kann in dem ?innbad eintreten, wobei der größere Anteil der Regenerierung in sra. heißen verdünnten Säurebad eintritt. Gleichzeitig wird das aussetzte Material, in diesem die Hydroxyäthyloelluloee, ausgefällt nd duroh den etranggepreßten Faden eingeschlossen, wodurch der ristallisationsprozesa dar regenerierten Cellulose gestört wird ad sich größere diskontinuierliche Stellen zwischen den kristalinen und amorphen Gebieten der regenerierten Oellulose ergeben, Is die« in einem Faden der Fall let, der vollständig aus regeneierter Cellul&&» ooeteht. ISe wird angenommen, daß an dieeen Stellen es diekontinuierliohtm ufb&uea die Yorbehandlungesäure oder ein ndftes Abbaumedium in der lage i&t e.--; begrenistes Aufsprangen der ugänglichen 1.4-Glyoosidbindungen der Celluloseki/tton au bewirken, ο daß bei der eich anaohließenden mechanischen Behandlung in aseer Stellen eines diskontinuierlichen Aufbaues vorliegen, von enen aus dl· Fibrillierung beginnen kann. Andererseits kann der eateuerte partielle Abbau der Zwitterfasern ala eine Senaibiliierungabehandlung betrachtet werden, duroh die die Stellen und rebiete eines flakontinuierHohen Aufbaues sensibiliaiert werden, ίο daß dieselben eine Hydratisierung erleiden und während der leohanisohen Behandlung in Wasser teilweise mechanisch gelöst werten, üb so in ähnlicher Weise wie bei den Fibrillen an natürlichen !ellulosefasern Fibrillen auszubilden. Dies erläutert die Steueraögliohkeit, die man bezüglich der Fibrillendurohmeaser ausüben cann, die an synthetischen organischen Zwitterfasern ausgebildet

werden. ^ö'^{w w}'

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Eine Steuerung der Fasereigenechaften und der ffibrillendurohmessei kann ebenfalls durch eine Steuerung der Jlbrlllenlängen erzielt werden. Ein weiteres Zusatzmaterial, das z.B. bei der Herateilung regenerierter Cellulosefasern angewandt werden kann, sind die Polyacrylate, Ea wurde ein handelsübliches Polyacrylamid, das duro die American Cyanaotid Company unter der Bezeichnung Polyacrylamide-100 (Molekulargewicht etwa 1.000.000) in den Handel gebracht wird, zu einer 6^igen HTatriumhydroxydlösung in einer derartigen Menge zugegeben» daß ein 9Mger FeetstoffgehaU erzielt wird. Man ließ diese lösung hydrolysleren, um so die Aorylamidgruppen in Natrlumaorylatgruppen umzuwandeln, die in der Alkalihydroxydlttsung beständig sind. Sodann wurden rersohledene Mengen dieser Lösung zu einer ViskoseIb*sung» in d er oben beschriebenen Weise, zugegeben, und das Gemisch unter praktisch den gleichen Bedingungen rerspoaner wie es bei der Herstellung Ton Zwltterfasern unter Anwendung Ton Hydroxyäthyloellulose beschrieben 1st. Es 1st bekannt, <äß aus diesem Polyacrylamid hergestellte Po3yaorylamid-Fas«rn bei dem Schlage in Wasser nicht fibrillieren. Die Zwitterfasern «eigen nach einem gesteuerten partiellen Abbau, wie z.B. unterwerfen der Fasern der Einwirkung einer 5£igen SohwefelsäureltSsung bei Raumtemperatur etwa 16 Stunden lang und daran anschließender meohanlsohtr Behandlung in Wasser, Hbrilllerungselgeneohaften, die ahnIioh den welter oben beschriebenen sind. Bei einer derartigen Zwitterfaser, die aua etwa σ 5$ Polyaorylat, bezogen auf daa Gewioht der Oelluloae, beateht, ο zeigt die Untersuchung der Fasermaeee naoh dem Zerschneiden, den ^ gesteuerten partiellen Abbau und der Fibrlllierunf, daß eine mitt-Ϊ lere Faserlänge ron 600 Mikron rorliegt und die aittlere Fibrillen-■) anzahl pro 6000 Mikron Länge 12 betrug. Die mittlere iibrlllenlänge der Pibrillen betrug etwa 35 Mikron. Bei einer weiteren Zwitterfaser, die 15$ Polyaorylat bezogen auf das Gewicht der Cellulose ent

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Λ, besaßen dl« f!brillierten ?asern eine mittlere ilbrillenssahl > 6000 Mikron Länge von 7, und die mittlere Pibrillenläng* dieser >rillen betrug etwa 105 Mikron«

ergibt aich. somit, daß erfindungagemäß alle Eigenschaften eiasr arillierbaren synthetischen a&anisohen Faaor geateuere werden men, d.h. die phydkalisohen Eigenschaften der Faser» die Aaeahl c iibrillen pro Längeneinheit, die Durohuecittr der !!brille» i die Längen der Pibrillen können gesteuert und geregelt

ist allgemein bekannt, daß einander entsprechende rkmale und Eigenschaften natürlicher Gelluloaefaesrn nloht g<a~ euart werden können und dio größtmögliche Steuerung lediglich in ner Auswahl einer apezifieohen natürlichen "J?a6er und einer Stdiiö ng deren Bearbeitungliegt, jedooh vj^rdcn die tfaeereigeneohaften lirönd dsa Pflaaeonwaoheturne featg@le&t. Soweit bekannt, gibt üü in Verfahren, duroh das alle Eigoüaohairtan einer natürlichen .brillierbaren Faser einer engen Steuerung unteworfan worden sind·

loätsBÜoh au der engen Steuerung der Grüße und physikalliaohon Lgenaohaften der Pasern ist es ebenfalle tauglich, ^haften su vermitteln» die sich vollständig von Loher Cellulosefasern unterscheiden. Obgleich man fasern au» lermoplaaten naoh dem erfindungegeinäßon Yurfahren fibrlllisrbar aohoa kaan, ist es ebenfalls möglich EIttorfaaor« ie eine ausreichende thermoplastiaoii<s Blgunaichoift ο ein heißverklebbare« Papier h®rsuet<»Ilen, obgleich dl© rundlag« kein theriaoplastisohea Material int» Bo ötallt e« orierte Cellulose nioht ein theriuopluatiaok^s Material aar witterfaeern a$f der Grundlage einer rfegeueriorten 0©!liiloets und in Zusatzßiattorial, v»iö Hydroxyäthyloslluloae der oben Tucachrieböni

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fa«?*ru hergestellt ®ß Papier rc'lrde nioht helfhrexkXe&toar eel«. AMereraeltsi «t&d Mef-kyl™ und'Aethyl&ther der Cellulose, dia 4a Aifesliiesusigen löslich air?d» thermoplsintl* oh, «ad wenn el?? Jäwßatsraittel bei dsr HsateXXimg von Fa«ern sus r 0£»11>Ο.οα® aufwandt wardsn« vernal ttela dieselben ciae 3üi<»riaoplei3-t;i8itttt| tta no mm aqrartagea Teiem h<»7£estelltee Peple

«u nmebeisi, We,»« π »Β. Zwitterfascra h?>rges»c3B siohcw §etiioi»1i?1fiti.l<3a KlfeaXlloslioh^x' Met-byX AethylflfilXuIe3β and r^gisasriffr ^;j»r Oellaloii® hm%%hQtt₃ fiterilli,ere?i (Jie Ffif?i?r-?i_f wsan sie eifiora gs^f ^w.ssrtffn partisllisii A)??3au tilt i»ioh

sx· mechanischer Behe.nilli'jig» vri« ^^-sÜQlioh der

XiiloKefoseiii fe-esohrlffeep.» uateiworfnn

« Xn etri» der f:.lisjlcl?ea WrsliMO.'wie dia Zwittsrfaisra a»a rog

yj^fltbjlo®lluloi»«. D1<bro Faser» bildea dor Verarbeitung P'ioli h^r^uonliohea Arteeiteweieeii der jß Ria iieißTisrlcleblöiarefi Papier·

ergibt ssioh mo^ltp daß al® claw gasatsmiti»©! eißs erhebliche

au Sßbptiiniseis ©ii^ewendt w<fstä«a kitiflp um ao fibrilli«rliare faearn su bilden_t die naoh elßesa gestöaerten pertitllen Ab^&a

₉ die ^naorhalb döß angegebeaen Bereiche« ö.i<% a*- r auiw^l«©»!» Bei dar H«ratellu«g Ton OeülwAoe« regenerierter (?«»1λνΧο«ΐθ als Grundstoff isann a.B. eine» ii T.ielaahi. »a Subotßssea» di.9 ale aatttrliohe ityüTQkQllotü*; besolok^^i! «?ßrdi?w felSiiJswap «la

ii\v dl »es JSjrdr©3;fli]lloiilii »Inc».

.li? iKj SM.:*r>",<m: Öle Rllgsni^i.^ »'!3 ÄmyXo!?^ ii^a^ioiin^t ?e*v»·

■ . COPY

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'eastiohen "Ramalin" bekannt· Mtorial, partiell aoetylierte Lrke, Quarguaai, Dextran, Chitin und weitere lösliche and disperirbare Substanaen dieser Klass*· In gleicher Welse lat ein welter reich synthetischer Substanaen für dl« erfttUingegemäßen Zwecke frledenstellend, wie Methyl« und Aethyloellulose mit niedrigem »stitutlonagrad, Alkali-lösliche, wasserunlösliche 6arboxymethyl-Llulose, Hydroxypropyloellulose und Gafboxypropyloellulose, PoIyrylat©, Polymethacrylate, Polyrinylpyrollidon, Carboxy»·thyloxyd, Lyrlnylalkohol und dgl.

β welter oben angegeben, let die Erfindung nloht auf Zwitter* ■ern beoohränkt, die regenerierte Cellulose als Gründetoffe ent» ten, sondern dieselbe 1st in gleicher Welse bei weiteren synthe«· Bohen Paβern sweokuäßlg, So können s.B, leicht fibrlllierbare ganlsohe Zwitterfasern aus weiteren synthetischen ?asergrundIa-Q, wie Fasern, die aus Gtemleohen aua Nylon, Polyestern oder PoIytrafluoräthylen mit verschiedenen Aorylsäureverbindungen, wie lyaorylnitrll und genieineamen Copolymer en, wie die unter den renselohen "Aorilan" und "Orion" in den Handel gebrachten Produk-, oder aus Gemischen aus Polyolefinen und Nylon hergestellt wer-Q, Die physikalischen Eigenschaften der Fasern können durch Ver- dern der Spinnbedingungen gesteuert werden und die fröße, Länge

können d Durchmesser der Pibrillen/duroh Verändern der Anteile der suge teten Substansen in der gleichen Weise gesteuert werden, wie es lter oben bezüglich der Fasern aus regenerierter Cellulose behrieben worden ist,

r Tersohiedene Produkte schwanken die Eigenschaften und Merkmale r Faserstrukturen, wie aus Wassersuspenslonen hergestellte Tafda, nerhalb eines erheblichen Serelohea, der von der Anwendung der ireohiedenen Produkte abhängt. Somit wird die spezielle Zuaamaen-

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setjsung der Faser and die speslfisohen Fibrlllierungseigensohafta derselben duroh das Anwendungsgebiet dos Endproduktes besticuat. FiI einige Zwecke kann das Produkt vollständig aus fibrlllierbar Produkt bestehen, während für andere Zweoke die fibrillierbaren i?a«· mit weiteren Fasern vermischt werden, wobei entweder natürliche oder synthetische Fasern, wie Baumwoll-, Kunstseide-, Glas-, WoIl und natürliche Fasern ssur Papierherstellung angewandt werden. Appreturmittel, Füllmittel, Substanzen, die sur Verbesserung der Haßfestigkeit Verwendung finden sowie weitere Bweokmäßige Sübβtan werden normalerweise in der Papier» und Zelletoffinduetrie angewandt und dieselben können bei der Herstellung nicht gewobener Ge· webe in die Faeeraufsohlämmung eingearbeitet oder in die aus der Aufschlämmung hergestellten Sahnen oder in die gesammelte Fasermasse eingearbeitet werden. Für bestimmte Zweoke kann eine Kalsndrierung der aus der Aufschlämmung hergestellten Bahn während odei naoh. dem Trocknen in der gleichen Weise angewandt werden, wie die« bei der Papier- und Zelletoffindustrie erfolgt oder die duroh ein Trockenverfahren ausgebildete Faserstruktur kann in ähnlicher Weis kalend»riert werden, wie die» bei der Herstellung nicht gewobener Gewebe erfolgt. Wie allgemein bekannt, führt eine Kalendrierung de PapSres au einer Verbesserung der Festigkeitaeigsnaohaftea und bedingt die gleiche Wirkung, wenn aus einer Aufschlämmung hergestsll Bahnen in dieser Welse verarbeitet werden, die die erflndungegeniäßen fibrillierbaren Fasern enthalten. Es kunen verschiedene syntlu tische Harse, wie Polyolefine, Harnstoff-Formaldehyd Harae, Melanii

-χ Formaldehyd Harse usw. während jeder geeigneten Herstellungeatufe ^- angewandt werden. So können s.B, Melaain-Tormaldehyd Hare β surier-

besserung der Hapfestlgkeit der Faserstruktur angewandt werden.

„ y* ^

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der Bestimmung der fibrillierungseigensohaften der erfindungsäß hergestellten Fasern können in der Papierindustrie übliohe ndardrerfahren angewandt werden, wie eine aweistüßdigo Behändg in dem Valley Holländer. TUr die erfindungsgemäßen Zwecke ist [Q 20 miüütige Behandlung oder Bewegen in einer üblichen 3,78 1 'ing Blendor Vorrichtung bevoräugt, da hierduoh die Anwendung nerer Proben und kürzerer Arbeitszeiten ermöglicht wird. JBe wurgefunden, daß diese Verfahrenowaise au äquivalenten Ergebnissen irt, wie sie duroh aweiatündige Behandlung in einem Valley Holloa· • erhalten werden. Bei diesen Bestimmungen warden die i'asern auf igen von 6 mm. verschnitten und sodann bei einer Konaistemsc -von lß> in der Waring Blendor Vorriohtung der aöohanisohen Behandlung ;erworfen. Auss der Aufschlämmung werden auf einem. Übliohen Hoble i Wood Sieb Bahnen oder Tafeln aufgebracht, und die Tafeln ohne Lendrieren getrocknet. Dae Ausmaß der fibrilliarung und die angelerten Abmessungen der flbrillen !türmen duroh mikroskopie oho Unrsuohung der faserproben naoh starkooi laeohaiiiechcn Hühren in eis er bestimmt werden. Der Wirkungsgrad der Pibrillierung wird roh die physikalischen Eigenschaften der Tafeln festgestellt, mia ar insbesondere die Zerreißfestigkeit, der Berstfaktor und dar Lßfaktor.

bllohe synthetische organische Fasern, wie tfylon, Kunstseide und i. zeigen keine ?ibrillierung_t wenn dieselben der oben angegeben« ohanisohen Behandlung unterworfen werden. Ifaoh den oben aügegeben Verfanren aus diesen fasern hergestellte Tafeln ssigen keine ßbare Zerreißfestigkeit und keinen meßbaren Heißfaktor.

itterfasern als solohe fibrillieren nioht, wenn keine gesteuerte r rtielle Abbaubehandlung durchgeführt wird, obgleich !^vielen ^)

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fällen dag in den Fasern vorliegende sugeee&te Material In den au elnar Aufschlämmung hargsitel'lten Tafeln eine β «tor achwaoh« Biadu ergaben kann, Me«as MerlssMil feanii unter Bessugnahme auf die
ofeea beeohriebeaen Zr?itterfae*rn erläutert werden, dl© aas
risrfcer öelluloee und Polyaorylat bestehen. Die fasern wieeen
Durohmeeser von 12 « 3,3 fflsfcran auf. Profeen derartiger Zwitterfaee die *i/S_p XS^ und 25$ Polysiorylat. enthalten, wurden in Liingea Toa
6 für peri3ohisltten, sodann cißciiasieoh im Wasser behandelt and seig ten Jtcine fifcrillierwsg. ävlq «iner DiepeMon dieser faserproben h gQßtcillte Tafeln »eigen relwtiT eohleobto pijyeiirriliisoh· Bigeneohe ten, Xm feuohtsn Suetand fielen die Tefßln aunei»ift,nider_f wenn aie
b»i e:U)Gsi Versuoh suni Mesisen der Zerreißfeetigfeeit» das Äelßfakto lindan Berstfaktore gehaucliiabt wurden. Äohnliohe Fasern s?elgmi,na d^p ßic einem geateuertiin partiellen Abbau unterworfen worden ein wio iR_eB, einer Behandlung mit 5#iger BohTrefelefturelöeung bei Raua taiaperatur«, 16 Stunden, und eodann g077«iBchen werden_f eine Fibrill nm^t wann dl®C6lb$n bei einer Konsiotsns von 1,2?6 20 Minuten lan, :ln einer Waring Blondor Vorrichtung rnechanieoh behandelt werden.
Aus ö.iesion Autfsohlämctuiigen dnr meohanisoh behandelten Faaern herg stellt© Tafeln neigen aaegeprHgte Verbesserungen ihrer physikalischen Eigs«nsohaften, Im feuchten Zustand fielen die Tafeln aunein' dor, r.'QXin lie bei oiüsru Voreuoh den Relßfaktor und den BeratfaJcto: äu messen, eohandhabt werden. In der folgenden Tabelle I sind die kennsjeiohii^nden Merkmal© τοη Tafeln aus Zwitterfaeeroi ale aolohe w

c^ au« teilweise abgebauten tttsd meohanl»oh behandelten Fasern angege« ce ben»

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	Gevrioht (kg)	Tabelle X	Feuchte Tafeln^	Zerbestfaktor
obe		Bruohlängt Heißfaktor U)	-(D
	20,16		-(D	-(D
1	20,8	-(D	36	-(D
2	19,7	1	38	0
1	20,6	14	34	7
2	19,7	21	50	0
1	20,8	28	Trockene Tafeln	8
2		19	85
	20,16		73	7
α	20,8	88	97	6
■2	19,7	132	151	7
α	20,6	169	139	9
-2	19,7	373	303	β
α	20,8	675		14
■2		2006

iron A gekannBelohnete Probe - 5$ Pilyaofylat, 95% regenerierte

Cellulose,

iroh B gekenneeiohnete Probe - 15$ Polyaorylat, 85$ regenerierte

Cellulose,

xroh C gekennζ eiohnete Probe - 25$ Polyaorylat, 75$ regenerierte

Geistlose,

!roh die atigehängte Zahl 1 gekenn «ei ohne te Probe -» kein partieller

Abbau, keine Fibrillierung,

arch die angehängte Zahl 2 gekennzeichnete Probe - teilweise abgebaut, f!brilliert.

l) die Proben fielen auseinander.

η der Tabelle kennselohnet "Gewioht (kg)" da« berechnete Gewicht Ur ein Ries au· 500 Blatt, 63,5 oox 101,5 om.

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lallen Btrstf W k"|9^r 3»$ ΟρΡ^ Ries Gewicht in 0,454 kg

Bers$faktor » 50 χ yulj.en Beratfflk^or in Oj 97 ta/

H t

Reißfeaktor « 71.1 χ filmen do rf HeISf «let or in g Hies Gewicht in 0,454 kg.

Pie Zerreißfestigkeit wird ale Brucüänge in m (besogen auf einen 15 mm Streifen) ausgedruckt und «

21.SQO χ kg ,.„ 47.400 χ Ρ

Ries Oewioht kg ^οαβΓ Ries Gewioht in 0,454 kg

wobei ρ die Bruohlänge eines 15 mm Streifens in kg ist.

Verschiedene Zusatismittel führen au verschiedenen Eigensohaften c Endprodukte, obgleioh das die Fasern ausbildende Grundmaterial dl gleiche sein kann. Dies ergibt sich a us den in der Tabelle II angi benen Zahlenwerten; Bei der Herstellung der Zwitterfasern, aus de nen die !Tafeln hergestellt wurden, wurden etwa gleiche Gewichtsmengen der regenerierten Cellulose und eines Zusatzmittels angewandt. Sie fasern wurden durch Vermischen des Zusatamittels mit Viskose und Ausspinnen des Gemisohes in ein saures Spinnbad unter den weiter oben angegebenen Bedingungen hergestellt· Die Srookenfasen wiesen Durohmesser τοη 17 - 18 Mikron auf. Die Fasern wurde duroh Zerschneiden von Fäden auf längen τοη 6 mm hergestellt und die Fasern sodann einem gesteuerten Abbau unterworfen, und swar unter etwa 16 stundigem Anwenden einer 5^1gen 8chwefslsäureluaung bei Haumtemperatur. !fach dera Auswaschen der SKure aus fen Fasern wurden dieselben 20 Minuten lang bei etor Konaistens τοη 1,2^ in

u> einer Waring Blender Vorrichtung einer mechanismen behandlung uat< ο

^ worfen. Di· Tafeln wurden in Usberelnstiamuag alt den bei dsr Papi ^ lBdttstrie üiliohea Stendardrtrfahr·* hergestellt.

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	Tabelle IJ	Reißfaktor	Beretfaktor
β Gewioht (ka)	Bruohlttnge (m)	93	13
19»7	2346	98	14
17,β	2858	126	12
16,6	2939	126	18
-	1043	51,5	31
16,8	2630

ien D, K und Ϊ * 50$ regeneriert· Oelluloae, 5O^ Hydroxyäthyl-

oelluloee (0,2 Subetitutionefliad/

landlung In einer Waring Blendor Vorrichtung - 3D Minuten, ihandlung in einer Waring Blender Vorrichtung - 40 Minuten, ie G- 5D^ regenerierte Cellulose, 50$ Amylopektin, >e H - 5254 regenerierte Cellulose, 48# Alkali-iasllohe Methyl-

oelluloee.

Zahlenwerten der Proben D, £ und Ρ aeigen, daß die erfindungsißen fibrillierbaren !fasern eine gleiche Erscheinungsform aeigen» sie für natürliche Celluloaefaaern festgestellt wird« Bai der tlhung der meohanisohen Behandlungsseit tritt eine ürhühung der relßfestigkeit und des Beißfaktors ein· Sine verlängerte laeoha* ehe Behandlung bedingt jedooh eine Vontngerung des Berstfaktor· grund des Brechens der flbrlllen und der Entfernung einiger derben au· den Fasern.

leioh die gegebenen epeaiellen Erläuterungen mehr oder wniger regenerierte Oelluloee al· den Grundstoff de· faserbildenden erials gerlohtet «ind, lassen aloh die grundsätsliohen Verfahrens· .•en ebenfall· auf all« faeerbildenden und folienbildenden hooh-.yaeren 8ubetanien anwenden« Se let allgemein bekannt, daß Hooh-Lyaer· oder hoohpolymere Materialien, die in der Lege sind fasern I toll·» au bilden, eine feine Struktur besitzen, dl· untereohied-

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Hohe Ordnungsgrade der laagkettlgen Moleküle aufweist, wobei kristallin· und anorphe Gebiet· vorliegen, dl· miteinander In der laser oder Volle verbunden sind· Bei eine» hohen Ordnunfisgrad sprloht man allgemein τοπ einen kristallinen Gebiet, während ein geringer Ordnungsgrad allgemein als «in aaorphee Gablet bezeichne' wird· Die physikalischen Eigen·ohaften dir fäden und lasern, die aus Hochpolymere!! hergestellt werden, werden in allgemeinen duroh die OrUfIe der kristallinen Gebiete und der gesamten Menge der kristallinen Gebiete sowie der Grüße und Gesamtmenge der amortfan Gebli te geregelt oder bestimmt.

Die feine Struktur der faserbildenden Polymeren ist in allgemeine! 7orm BOhematlsoh in der Pigur 1 der Belohnungen dargestellt. Alle organ!sehen fasern einschließlich der Fasern aus regenerierter Cellulose, Nylon, Polyestern und dgl. besitsen ein· kontinuierlich ITetsstruktur, die kristalline Gebiete oder Gebiete hohen Ordnungsgredes 1 umsohließen, die miteinander etwa in Form ein·· fisohnetcea duroh amorphe Gebiete oder Gebiete geringen Ordnungsgradcs verbunden sind. Ea gibt mehrere Möglichkeiten, wie ein· Hydrolyse, Pyrolyse, bakteriellen Abbau, Photolyee und weitere AbbaumOglioh,*» keiten₍ um so unter gesteuerten Bedingungen su arbeiten, wodurch ein partieller Abbau bewirkt wird, so dap Moleküle In den amorphen Gebieten aenslblllsiert oder sertrennt werden, dl· die kristallin·^ Gebiete miteinander verbinden. JEHn erheblioher Abbau, wie er duroh co eine durchgreifende Hydro Ohrenbehandlung eraielt wird, wird ηatür-

CD · .

^ lioh su einer Entfernung eller amorphen Anteil« führen und soalt ^ nur ein ßkelett bedingen , das aus kristallinem Material besteht. ο Die abgebaute faser, aus der das amorph· Material entfernt worden ^ ist, 1st außerordentlich serbreohlioh und wird unter geringfügigem Bühren , a.l. la Wasser, in feine Tollohen serlegt» Die»8 scharf·

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Lsndlung wird allgemein bei der Untssuohung der Feinstruktur ■eohiedener Hoohpolymerer, wie Cellulose, angewandt.

Uebereinstimmung mit der oben angegebenen franaösisohen Patont-Lrlft 1 245 886 werden regenerierte Cellulosefasern einem par-» »Ilen Abbau unterworfen, von dem man annimmt, daß derselbe su iem Zerreißen einiger der Polymerenketten in den amorphen febiei führt« wie es in der Figur 2 geseigt ist. Bei dem gesteuerten sau, wie einer ßäurehydrolyse, der regenerierten Cellulose bleiben » kristallinen Fläohen 1 praktisch unverändert. Bestimmte der rbindenden Molekülketten in den amorphen Gebieten 2 werden sejiei-Llsisrt oder Berriesen, wie es in der Figur 3 geeeigt ist« Diese nsibilislerung oder Zerreißen einiger der Molekülketten innerhalb r verbindenden amorphen Gebiete führt su einer Sohwäohung derseln und ergibt Stellen,von denen aus bei der sioh anschließenden ohaniaohen Behandlung oder üühren in einem flüssigen Jiedlum, wie sser, die Fibrillen gebildet werden* Zum Zweoke der Erläuterung nd die amorphen Gebiete so geseigt worden, daß dieselben Ketten fweissn, die bei 3 serrissen sind, obgleioh es bis Jetzt noch oht mit Sicherheit festgestellt worden ist, ob diese Ketten tatohlioh zerrissen oder lediglich sensibilisiert werden.

e Menge, Grüße und Verteilung sowohl der kristallinen als auoh r amorphen Gebiete des faserbildenden Polymeren werden durch das exielle Verfahr·» und die epesiellen Bedingungen bestimmt, die bei r Herstellung der Faser angewandt werden. Dies· kennsaiohnendes rkaale siad somit ftir jede gegebene Faser festgelegt» die unter lesifisohen Bedingungen hergestellt wird· fis ist »ekasnt, daß für »des gsgesB· Polymere bestimmte Grease« »esUglioh der Hang«, Grüße id Verteilung der kristallinen und amorphen Gebiets der Fasern vor· Legen· Erfindungeg·saß wird eine oder mehrtre Zusatssubstarnen

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in die die faeerbildende Subotanz enthaltende Spinnflüssigkeit eingearbeitet. Die Zueatatabustanz lot eine ron dem Polymeren oh misch unterschiedliche Verbindung, die in der Lage ist, während Herstellung die Fasern» die feine Struktur der faeerbildenden S stans cu zerreißen oder xu unterbrechen» Die «ugesetiste Substan bewirkt eint Einregelung der Meng·, Größe und Verteilung der kr: otallinen and amorphen Gebiete Innerhalb der feinen Struktur dt: Faser über die Einregelung hinausgehend, die durch Anwendung le< lieh der faeerbildenden Bubetana möglich ist·

Die Figur 3 iat ein sohematischea Diagramm, daa die feine Strukt der Zwitteffaser erläutert, in der das faeerbildende Polymere be und die augeoetate Substanz bei 5 gekennzeichnet sind. Das Vorli gen der zugesetzten Subetanss verändert die Kristalliaationserech nung, die dann eintritt, wenn daa faeerbildende Polymere in der LOsUN(J oder der geschmolzenen Masse erhärtet, und die zugesetzte Subatane in die Faser eingearbeitet wird. Im allgemeinen sind di Gebiete hohen Ordnungegradee oder die kristallinen Gebiete 6 de» faserbildenden Polymeren und die Gebiete geringer Ordnung oder d: amorphen Gebiete 7 kleiner, obgleich die Gesamtmengen praktisch ( gleichen sein können, wie sie in der Faser Torliegen, die volleti dig auet faserbildendem Polymeren hergestellt 1st« Die eugesetzte Substanz verfestigt sich ebenfalls unter Ausbildung sogenannter kristalliner Gebiete β,die voneinander getrennt sind, Jedoch duro Q amorphe Gebiete 9 miteinander verbunden sind. Wo die Faser vollst

oo dig aus dem fas erbildend on Polymeren ausgebildet wird und keine N-' sugesetste Substane vorliegt, können sich die Ketten in ätr iiomog

_co nen Polymerenmaes® frei eggregieren und kristallisie^a r«ad in el] btvomagten theraodynanlisohen Anordnung TUr dl» ep»«**-fts cha PyIy* mcrenmasse verfestigen. Dur oh dio "8±mfMhTan% &i.ner q&qt mehrerer

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sätzlicher Substanzen ist es möglich den normalen Kristallisa-Dnsvorgang au beeinflussen, und die Größe und Verteilung der Letallinen und amorphen Gebiete vollständig au verändern·

e Beeinflussung des normalen Krlstallisationsvorgangee duuoh die gesetzte Büketanζ zeigt sich duroh eine größere Zugängliohkeit r feinen Struktur dea faserbildenden Polymeren gegenüber der üinrkung eines Abbaumittela, Aufgrund der kleineren Größe der iatallinen und amorphen Gebiete sind die Stellen oder Pläohen, an nen das Abbaumittel die amorphen Gebiete angreifen kann» weoentoh zahlreicher als bei entsprechenden Gebieten» wo die Faser nur β dem faserbildenden Polymeren zusammengesetzt ist. Wie in der gur 4 gozeigt, werden einige der molekiaren Verbindungsketten in η amorphen Gebieten 7 sensibilisiert oder voneinander getrennt* e es bei 10 gezeigt ist, Sa diese Gebiete kleiner als die ent-•rechenden Gebiete sind, wo die Paser vollständig aus faeerbilden- >.m Polymeren besteht, wird ein· wesentlich größere Anzahl an Ge-.eten sensibilisiert oder aufgetrennt, um so die Stellen zu bilden >n denen aus die Pibrillen gebildet werden und die Fibrillen wer- m ebenfalls eine kleinere Größe aufweisen· Aufgrund der Störung ssitzt die partiell abgebaute Vaeer wesentlich mehr Gebiete oder teilen, von denen aus sich die Fibrillen bilden können und die Iirillen weisen geringere Abmessungen auf, als dies dann der Pall is ann die Paser in einem flüssigen Medium lediglich der meohanieohen ehandlung unterworfen wird,

bglelch es schwierig ist, einige synthetische organische Pasern inheitlioh iii Wasser zu disporgiaren, sind die fibrillierbaren rfindungsgemäßen Fasern dadurch gekennzeichnet, daß sie sich prakiaoh iii der gleichen V/eise in Wasser dispergieren lassen, wie na-UrIiehe zur Papierherstelluiig angewandte Pasern, wie Zellstoff- ^r

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faaorn. Ira Handel erhältliohe Viskose-Kunstseide für Textilzweoke
rait einem Durohmeeeer in der Größenordnung τοη 12 Mikron und einer Länge τοη etwa 12,7 πιπί agglomeriert z.B., wenn dieselbe in einen
TAPPI Standard Holländer mit einer Konsistenz Ton 0»6^ gebracht wir und es ist unmöglich au» derartigen Viskose-Kunstseide Fasern
Tafeln her zustelle». !Teilweise abgebaute Zwittef fasern, die aus
regenerierter Cellulose und einer zugesetzten Substanz, in der obei beschriebenen Weise, bestehen und die praktlsoh den gleichen Dur oh messer und gleiche Länge aufweisen, dispergieren sich sehr leioht : Wasser unter Anwendung der gleichen Arbtitebedingungen, wobei zufriedenstellende Tafeln mit einer meßbaren Zerreißfestigkeit.Relß«· faktoren und Berstfaktoren gebildet werden« Die t rfindungsgeniäßen fasern können ebenfalls mit anderen fasern in einem Üblichen Papie; holländer vermischt werden, und dieselben können jeden beliebigen Anteil des gesamten Fasergehaltea darstellen.

Die Möglichkeit fibrillierbare Zwitterfasern beliebigen Durchmesse] und beliebiger länge herzustellen, bedingt, daß man aus Wasseauspensiai en Tafeln oder nach einem Trockenverfahren hergestellte
Tafeln herstellen kann, die einen ungewöhnlich breiten Bereich bezüglich der Zerreißfestigkeit, des Eeißfaktors und Berstfaktors besitzen. Diese kennzeichnenden Eigenschaften der Produkte können individuell zweoks Herstellung von Produkten mit spezifischen Anwendung gebieten eingeregelt werden. Aus Wasseraufsohläminungen hergestellte ο Produkte zeigen ein ungewöhnlich einheitliches Gefüge unabhängig
ο davon, ob die Faser vollständig aus fibrillieren Zwitterfasern
^ oder aus einem Gemisch mit weiteren synthetischen Fasern oder belie D bigen Naturfasern besteht. Diese Festigkeiten der aus Aufsohläm-"> mungen hergestellten Tafeln, die im wesentlichen aus natürliohen

Fasern zur Papierherstellung bestehen, können B.B. wesentlich durch die "Zugabe einiger Prozent der fibrillieren Zwltterfaaern mit

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in gen yon 12 mm oder darüber erhöht werden· Durch die Zugabe von ar IO5S der fibrillierten Zvritterfaaern au Zellstoff, kann der eißfaktor der Tafel um 30 - 40$ erhöht werden, wobei keine aerklohe Veränderung des Berstfaktors und der ZerreL ßfestigkeit aufitt. Größere Mengen der fibrlllierbaren Zwitterfaeern können eu elletoff awtokB weiterer Verbesserung dee Reißfaktora zugeeetßt erden, wobei keine weeentliohe Veränderung des Berstfaktors einritt und eine geringfügige Zunahme der Zerreißfestigkeit festgekeilt wird. Im allgemeinen führt der Ersats der fibrillierten iwitterfasern kleineren Durohmesaera au einer Verbesserung der Zer· •eißfeetigkeit, des Eeißfaktors und des Berstfaktor·. Aehnllohe Erlebnisse werden dort erhalten, wo ein Trockenverfahren eur Her* (teilung einer faserförmigen Bahn angewandt wird, wobei anschließet tine Behandlung der Bahn mit V/asser und sodann ein Trocknen des »roduktes erfolgt·

>bgleioh weiter oben speziell die Heretellung einer Tafel oder »ahnartiger Produkte beschrieben worden ist, ergibt sich, daß die )berflache jede gewünschte JPorm a ufweisen kann, und die Dicke der iahn zwischen einer papierartigen Bahn bis su einer dicken fllaartigen Bahn schwanken kann. Obgleich die Bahn in iorrn einer Tafel *rhaiten werden kann, kann die Tafel in eine gewünschte Form überführt und durch ein Pressen oder Erwärmen und Pressen und Trocknen Ln einer derartigen Form weiterrerarbeitet werden, um so einen Gtgegenstand gewünschter räumlicher Form au erhalten.

Der Ausdruck "gesteuerter Abbau", wie er hler angewandt wird, bezeichnet einen partiellen Abbau der feinen Struktur des faaor&ilde den Polymeren, um so die Netzstruktur au ttonalbiliaiaren oder auf«· uutrennen, ohne daß ein niorklioher Gewichtsverlust eintritt. Abbau mittel für hoohpolymere Materialien aind allgemein bdcannt. ^Cj

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Bei der Erläuterung der Durchführung dee erfindungngemäßen Verfahrens wurde oben eine Behandlung der Zwitterfaeern beschrieben die aus degenerierter Öelluloee beetehen_f wobei 16 Stunden lang eine 5'^ige Schwefeleäurelüeung bei Raufateiqperatur in ISinwirkung braoht wird. Anetelle der lter angegebenen Mittel und Arbeitabedi gungen können such weitei*e Abbaumittel und Arbeitsbedingungen Anw dung finden. So iet z.B. eine 2,5$ige Salzsäurelöeung in ihrer Wirkung der angegebenen Sohwefelaaurelösung praktisch äquivalent Durch Erhöhen der Arbeitetemperatur kann die Arbeitszeit verring* werden, und as.B, bei einem Arbeiten bei einer Temperatur von 80°i kann die Behandlung zeit auf etwa 5 Minuten verringert werden. Ei ergibt eich, daß die speziellen in Anwendung kommenden Abboubedii gungen von der spezifischen Zwitterfaeer abhängen und dieeelben können den Gegebenheiten angepaßt auegewählt werden»

Der Ausdruck "Zwitter" bezeichnet ein faeerbildendes öeiaisoh, da« ein faeeöildendeo und/oder folienbildandoe hoohpolyueree Material und ein oder mehrere aioh ohemleoh von den Polymeren unterscheide de Verbindungen enthält» die in der Lage Bind ei oh während der Au bildungabedingungen der Faaer zu verfestigen»und weiterhin in der Lage oind die feine Struktur dea faaerbildenden Polymeren während der Ausbildung dor faser oder des Fadenβ xu «erreißen,

Claims (1)

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   • - 29 -

   Paten tanaprüohe

   Synthetische, organische, partiell abgebaute Paeer, die eine ie Struktur einschließlich kristalliner und amorpher Gebiete Freist, wobei dieae Jaser aua einem faaerbildenden Polymeren, 3.B. enerierter Oelluloae oder Nylon, hergestellt wird, daduroh ge» nzeiohnet, daß dieselbe eine Zwitterfaaer let,die wenigstens

   au deta ersten Polymeren chemisch unterschiedliches Polymeres hält, dae in der Lage iat die feine Struktur während der Paserbildung zu aerreißen, und die partiell abgebaute Zwitterfaser

   rillen mit Durchmessern in der Größenordnung von 50 -7500 A auf-8t, wenn die Pasern in V/asser geschlagen werden.

   IPauer nach Anspruch 1, wobei das i'aserbilitende Polymere regenerte Cellulose iat, daduroh gekennzeichnet, daß das hierzu cheich unterschiedliche Polymere eine alkalilöeliche, waaeerunlösihe Hydroxyäthyl-, Hydroxypropyl- oder Oarboxyäthyloelluloae ist.

   Paser naoh Anspruch 2, daduroh gekennzeichnet, daß dae chemisch lerschiedliche Polymere Polyacrylat ist.

   j?aeer nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche 1 - 3f da- ?ch gekennzeichnet, daß dieselbe 0,5 - 95 Gew.^₁ vorzugeweiae - 75 Gew.#, besUglüi dea faeerbildenden Polymeren, des hierzu terschiedlichen Polymeren enthält.

   Verfahren zur Herstellung der partiell abgebauten Faser nach gendelnem der vorangehenden AnsprUohe, dadurch gekennzeichnet, β die Pasern partiell abgebaut werden, um eo die amorphen Gebiet· s faserbildenden Polymeren su sanaibilieieren» wodurch die Fasern dea Schlagen derselben in Waster die Pibrillen auebilden, der rtiölle Abbau zu einer erheblichen Verringerung des Gewichtee der _ls«rn nioht ausreichend ist. _n.-,, -iGiMAL . 30 «

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   6. Verfahren nach Anspruch 5 » wobei das faeerbildende Polymere regenerierte Cellulose ist, dadurch gekennzeichnet, daß der partielle Abbau der Fasern durch eine Behandlung derselben mit einer verdünnten wässrigen Salzsäure- oder Schwefelsäurelöeung durchgeführt wird.

   7. Verfahren nach Anspruch^ oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die partiell abgebauten Zwitterfasern in Wasser zwecks Fibrillieren und Dispergieren derselben geschlagen werden, und die fibrilliex ten und dispergierten Fasern gesammelt und abschließend getrocknet werden.

   8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die fibrillieren und dispergierten Pasern unter Ausbildung einer aus der Aufschlämmung erhaltenen Bahn gesammelt werden, und diese Bahn sodann getrocknet wird.

   9. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die

   f!brillierten und dispergierten Fasern von dem Wasser abgetrennt, die abgetrennten Pasern getrocknet und mit weiteren Fasern ver-Biiecht, eine Bahn der vermischten fasern ausgebildet, die Bahn sodann mit Wasser angefeuchtet und abschließend getrocknet wird.

   909812/0968