DE1546275A1 - Verfahren zur Herstellung von Zellstoff und Thermoplaste enthaltenden Formmassen und Artikel daraus - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Zellstoff und Thermoplaste enthaltenden Formmassen und Artikel daraus

Info

Publication number
DE1546275A1
DE1546275A1 DE19661546275 DE1546275A DE1546275A1 DE 1546275 A1 DE1546275 A1 DE 1546275A1 DE 19661546275 DE19661546275 DE 19661546275 DE 1546275 A DE1546275 A DE 1546275A DE 1546275 A1 DE1546275 A1 DE 1546275A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pulp
thermoplastic
fibers
aqueous
cellulose
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19661546275
Other languages
English (en)
Inventor
Santelli Thomas Robert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
OI Glass Inc
Original Assignee
Owens Illinois Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Owens Illinois Inc filed Critical Owens Illinois Inc
Publication of DE1546275A1 publication Critical patent/DE1546275A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/34Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/35Polyalkenes, e.g. polystyrene
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H13/00Pulp or paper, comprising synthetic cellulose or non-cellulose fibres or web-forming material
    • D21H13/36Inorganic fibres or flakes
    • D21H13/38Inorganic fibres or flakes siliceous
    • D21H13/40Inorganic fibres or flakes siliceous vitreous, e.g. mineral wool, glass fibres
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/03Non-macromolecular organic compounds
    • D21H17/05Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only
    • D21H17/12Organo-metallic compounds
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/34Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/46Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/54Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen
    • D21H17/55Polyamides; Polyaminoamides; Polyester-amides
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/60Waxes
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/63Inorganic compounds
    • D21H17/66Salts, e.g. alums

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

Description

HAMBtTRO 3β ■ NEUER WALL 41 · FERNRUF 3Θ 74 28 UNS 36 11 IS
ΤΕΧ,ΒΟΗΛΜΜ-ΑΝβΟΠΗΙΓΤ I HEOEDiPiTEIIT
Owens-Illinois, Inc.
Toledo, Ohio (USA) 12. Mai 1966
7erfahren zur Herstellung von Zellstoff und Thermoplaste enthaltende Formmassen und Artikel daraus
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Zellstoff und Thermoplaste enthaltende Formmassen und daraus hergestellte Artikel. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Binden von Zellulosefasern in Pulpen sowie von Zellulosefasern und organische Thermoplaste enthaltende Mischungen zur Herstellung von
Formartikeln mit hervorragenden Eigenschaften, die vielseitig verwendbar sind, insbesondere auf dem Verpackungssektor als Folien, Auskleidefolien und dergleichen.
Zahlreiche Verfahren sind bisher zur Behandlung von Zellulosefasern enthaltende Pulpen angewendet worden, um die MaJßfestigkeit, die Wasserfestigkeit und die Abriebfestigkeit der aus ihnen hergestellten Papierprodukte zu verbessern. Nach ihrer Bearbeitung kann die Pulpe durch Anwendung von Hitze
oder Druck zu Schichtstoffen, Folien oder Pappe geformt werden, welche als Auskleidungsfolien, Wellpappen und andere Verpackungsmittel Anwendung finden. Verschiedene andere Verfahren sind bekannt, bei denen das Papierendprodukt sowohl ale auch die Pulpe einer Behandlung unterzogen werden, durch
0098187 1361
BAD ORIGINAL - 2 -
die die Eigenschaften des Bndproduktes verbessert werden sollen. Die Entwicklung aller dieser Verfahren ist durch das Bestreben ausgelöst worden, dem Papier Eigenschaften zu verleihen, die den Anforderungßn, die an modernes Verpackungsmaterial gestellt werden, entsprechen.
Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der
Pulpe eine hydroIysierbare Metallverbindung, welche unter den Verarbeitungsbedingungen hydrolysiert, und gleichzeitig oder später ein organischer Thermoplast zugesetzt werden, das Gemisch anschließend gerührt wird, so daß eine weitgehend homogene Mischung entsteht, sich das Hydrolyseprodukt der genannten hydrolysierbaren Verbindung auf den Faseroberflächen absetzt, diese aktivierend derart, daß an ihnen der Thermoplast, der in fein zerteilter Form vorliegt, gebunden wird, und daß die wässrige Phass aus dem Brei unter Bildung einer Zellstoff und Thermoplast enthaltenden Formmasse entfernt wird.
Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß einer großen Menge Pulpe eine kleine Menge von Glasfasern, Flocken oder dergleichen, eine hydrolysierbare Metallverbindung, die unter den Verarbeitungsbedingungen hydrolysiert, und ein Thermoplast in Form eines feinen Pulvers zugesetzt
werden, das entstehende G-emisch gerührt wird, so daß die ο
hydrolysierbare Verbindung und der Thermoplast in der Pulpe homogen verteilt sind und das Hydrolyseprodukt und die <Dhermoplastteilchen sich auf den Oberflächen der Fasern
, und daß die wässrige Phase aus der Mischung mittels cn
""mechanischer Hilfsmittel entfernt wird unter Bildung eines
Zellstoff und Thermoplast enthaltenden Formkörperβ.
BAD ORIGtNAL - 3 -
Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in der Bildung eines Schichtstoffes, in welchem Zellstoff, Glas und Thermoplast weitgehend homogen verteilt sind dadurch, daß einem wässrigen Brei, der aus einer großen Menge Holzpulpe und einer kleinen Menge Glasfasern oder Flocken besteht, eine wässrige Lösung einer hydrolysierbaren Verbindung des Titans, Zircons, Vanadins oder Zinns zugesetzt wird, welche unter den Verarbeitungsbedingungen hydrolysiert, was zur Folge hat, daß sich die Hydrolyseprodukte dieser Organometallverbindung auf den Holz- und Glasfasern absetzen, daß man ferner einen organischen Thermoplast in fein zerteilter Form zusetzt, wobei so ausreichend gerührt wird, daß die Fasern fibrillieren, sich die Thermoplastpartikel im ganzen Brei verteilen und an den Zellstoffasern und Glasfasern haften bleiben, und daß nach Entfernen der wässrigen Phase mit mechanischen Mitteln ein aus Zellstoff, Glas und Thermoplast bestehender Schichtstoff gebildet und geformt wird.
Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung wird im allgemeinen ein wässriger Brei, der hauptsächlich Gellulose-
oder Holz-Pasern enthält, verwendet« Dieser Pulpe wird eine hydrolysierbare Metallverbindung zugesetzt, welche unter den Verarbeitungsbedingungen hydrolysiert„ Die Organometallverbindung kann dem Brei in irgendeiner geeigneten Form zugesetzt werden; im allgemeinen^wird eine wässrige Lösung bevorzugt« Das Rühren ist notwendig, um eine gute Durohmischung und Verteilung der Metalverbindung im Brei zu siohern. Das Mischen wird meist bei einem pH unter 7» im allgemeinen bei einem pH von ca, 4» vorgenommen. Während dieses Vorganges unterliegt die Metallverbindung der Hydrolyse, und das Hydrolysenprodukt lagert eich auf den Faseroberflöohen ab,
009818/1361 ßAn Λβι
SAD ORIGiNAL - 4 -
auf denen es fest haftet und für die Anlagerung des Thermoplastes aktivierte Stellen schaffte
Der Thermoplast kann je nach Wunsch dem Zellstoff Tarei gleichzeitig mit der Metallverbindung oder später zugesetzt werden. Obwohl der Thermoplast häufig in Form einer Emulsion zugegeben
wird, kann er auch in anderer Form, ohne vorher emulgiert worden zu sein, eingesetzt werden. Gerührt wird, um den Thermoplast im ganzen Brei gut zu verteilen und eine gleichmäßige Ablagerung der fein zerteilten Thermoplastpartikel auf den Faseroberflächen zu erhalten. Die Thermoplastpartikel werden schnell an den aktivierten Stellen abgelagert, wodurch die Adhäsion zwischen den Fasern erhöht wird.
Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung wird im allgemeinen eine wässrige Cellulose- oder Holzpulpe mit einem Feststoffgehalt von ca. 2 bis 8 Gew.-$ verwendet. Es wird so ausreichend gerührt, daß die Cellulose- bzw. Holz-Fasern in Gegenwart der Metallverbindung bei einem pH unter 7» vorzugsweise von ca. 4, fibrillieren. Es wird angenommen, daß unter diesen Bedingungen das Hydrolysenprodukt der Metallverbindung auf der Oberfläche der Cellulosefasern fixiert wird, was eine Aktivierung der Faser zur Folge hat. Die aktivierten Stellen bewirken eine Verbesserung der Bindung der Fasern an die Thermoplastpartikel, und diese wiederum bewirken eine Anhaftung oder Bindung zwischen den Cellulosefasern bzw» zwischen Cellulosefasern und Glasfasern, wenn letztere in der Mieohung vorhanden sind.
Nach Zugabe des Thermoplasten zum Brei wird lebhaft gerührt,
009818/1361 c
um die Fibrillierung der Oellulosefasern zu "bewirken und dadurch zu erreichen, daß eine entsprechend große Oberfläche der Cellulosefaaern mit den Thermoplastpartikeln in Berührung kommt. Durch das lebhafte Rühren ist gleichzeitig auch gewährleistet, daß der Thermoplast in fein zerteilter Form im Brei vorliegt. Danach wird die homogene Mischung durch Entfernen der Hauptmenge der wässrigen Phase konzentriert; dies geschieht auf mechanischem Wege, z. B. durch Filtieren, Dekantieren oder dergleichen, wobei eine feuchte homogene Mischung von behandeltem Zellstoff und Thermoplast zurückbleibt.
Die Überführung der Zellstoff und Thermoplast enthaltenden Formmasse in das Endprodukt durch Formgebung kann mit den verschiedensten hierfür gebräuchlichen mechanischen Hilfsmitteln unter Anwendung von Hitze und Druck oder Hitze oder Druck allein vorgenommen werden. Auf diese Weise kann die Zellstoff-Thermoplast enthaltende Formmasse zu Endprodukten verformt werden, welche dann z. B0 als Verpackungsmaterial geeignet sind.
Die gemäß der vorliegenden Erfindung erhaltenen Zellstoff-Thermoplast-Mischungen können auch zu Teilstücken geformt werden, welche nachfolgend in Kontakt gebracht und mittels Hitzeeinwirkung miteinander verbunden werden. So können z. B. Teile aus Wallpappe und Teile für Innenauskleidungen geformt werden und anschließend ohne Verwendung eines zusätzlichen Klebers miteinander verbunden werden.
Die Zell®toff-Tiiermoplafl1;-F0rmmaesent die gemäß der vorliegenden Errindurig erhalten werden« sind für die veraohieden-
8/1361
BADORiGiNAL -6·-
sten Einsatzzwecke geeignet, ao auch als Preßmassen, Füllstoffe, Isoliermaterial und als Schichtstoff in Kombination mit Papier und Holzwaren, Plastikfolien und Metallfolien. Der Einsatz der Zellstoff-Thermoplast-Formkörper ist abhängig von der jeweiligen Form dieser Körper. Behälter, "besonders wenn sie hohen Feuchtigkeiten ausgesetzt werden sollen, Schichtfolien und andere Gegenstände, können gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt werden.
Die vorliegende Erfindung läßt sich mit den verschiedensten Pulpen, wie Hartholz-, Weichholz- und Holzschliffpulpen ausführen. Auch Mischungen der verschiedensten Zellstoffpulpen sind geeignet. In den meisten Fällen sind diese Pulpen in Form eines wässrigen Breies zu erhalten. Es sei aber darauf hingewiesen, daß auch andere Dispersionsmittel als Wasser in Betracht gezogen werden können.
Einem besonderen Merkmal der vorliegenden Erfindung gemäß enthält der Brei eine größere Menge Cellulosepulpe, wie Holzpulpe, und eine kleinere Menge anorganischer Substanzen, wie Glasfasern, Schnipsel, Flocken und dergleichen. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist mit Vorteil zur Bildung von Zellstoff-Thermoplast-Formkörpern anwendbar, wenn die Pulpe aus einer Misohung von Gellulosefasern und Glasmaterial besteht, weil das Hydrolyseprodukt der Metallverbindung eine besonders hohe Bindungekraft zwischen Cellulosefaaern, !Thermoplasten und Glasfasern besitzt und dadurch zu Produkten mit hervorragenden Eigenschaften führt*
Unter den Organometallverbindungen, dit zur Behandlung der
en Faaerbr
009818/
oben ^'äSohxiebenen^Faeerbreie^beionders geeignet sind, sind
ßAD ORIGiWAi "" 7 -
Verbindungen von Titan, Circon, Vanadin und Zinn zu nennen, die unter den Arbeitsbedingungen hydrolysierbar sind.
Man nimmt an, daß die Verbindungen mit dem anwesenden Wasser unter Bildung von Zwischenverbindungen, die OH-G-ruppen am Metallatom tragen, reagieren, welche sich wiederum in die entsprechenden Metalloxyde verwandeln können, die sich dann auf den Paseroberflächen ablagern. Diese eben gegebene Theorie grenzt die vorliegende Erfindung in keiner Weise ein; sie soll lediglich dazu dienen, die stattfindenden Reaktionen erklären zu helfen.
Die für das Verfahren der vorliegenden Erfindung geeigneten Titanverbindungen sind flüchtige metallorganische Titanate, wie z. B. Alkyltitanate, wobei die Alky!gruppen vorzugsweise 1 bis 8 C-Atome aufweisen! hierzu gehören z. B. Tetrabutyltitaiiat, Tetraisopropyltitanat, Tetraisopropyltitanat, Tetraäthylhexyltitanat und dergleichen. Weitere hydrolysierbare Titanverbindungen sind allgemein bekannte Die entsprechenden
Organocirkoniumverbindungen, nämlioh die Alkylcirconate, deren Alkylgruppen bis zu 8 G-Atome aufweisen, können ebenfalls verwendet werden. Unter den Zinnverbindungen Bind organische Zinnsalze geeignet, wie z. B* Stanni- und Stannohalogenide, ebenso wie Stannosalze von Monocarbonsäuren mit bis zu
18 C-Atomen im Molekül, insbesondere Stannooleate, Stannostearate, Stannopalmitate und dergleichen. Auch Stannosalze organischer Säuren, wie Naphtensäuren, sind geeignet. Entsprechende 'Tanadinverbindungen können ebenfalls eingesetzt werden. Das Vorausgegangene soll nur zur Veranschaulichung dienen. Darüberhinaus sind viele andere metallorganisohe Verbindungen für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete
009818/1361 BAD original
Die Menge hydrolysierbarer Metallverbindungen, welche gemäß der vorliegenden Erfindung benötigt wird, kann innerhalb weiter
Grenzen variieren; es wird im allgemeinen nur so viel eingesetzt, wie nötig ist, um eine gleichmäßige Ablagerung des Hydrolysenproduktes der Metallverbindung auf den Fasern der Pulpe zu sichern. Im allgemeinen werden mindestens ca. 10 Gew.-$, bezogen auf das Trockengewicht der Pulpe, von der Metallverbindung zugesetzt. Diese Menge kann ohne weiteres erhöht werden, da die obere Grenze keine kritische
ist, sondern mehr eine Kostenfrage darstellt.
Erfindungsgemäß können sehr viele Thermoplaste verwendet werden, einschließlich der festen Polyolefinkohlenwasserstoffe, insbesondere Homopolymere und Kopolymere von Äthylen, Propylen und 1-Buten. Im allgemeinen werden die Polymeren in Form von lösungen in geeigneten Lösungsmitteln oder vorzugsweise als Emulsion in wässrigem Medium, das ein geeignetes Emulgiermittel enthält, eingesetzt» Setzt man das Polymerisat dem wässrigen Zellstoffbrei als Lösung zu, so wird es durch das lebhafte Rühren im Brei in fein zerteilter Form dispergiert.
Das Polymerisat kann dem Brei auch als trockenes Pulver zugegeben werden. Im allgemeinen wird Polyäthylen bevorzugt, und zwar besonders die niedermolekularen Typen mit einem Durchschnittsmolekulargewicht von etwa 1500 bis 5000. So ist beispielsweise ein Polyäthylen geeignet, daß ein Durchschnittsmolekulargewicht von 2000, einen Schmelzpunkt von 104 bis 113 0O, eine Härte von 3 bis 5, ein spezifisches Gewicht von 0,92 und eine durchschnittliche Viskosität von 180 Oentipoises bei 440 0G hat. Aber auch andere Polymerisate, wie lösliches Polyamid, Polyvinylpyrrolidon, Polyvinalalkohol,
009818/1361 - 9 -
Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, hochmolekulare Kohlenwasserstoffwachse und dergleichen können gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
'Wenn das Polymerisat nicht in Form einer wässrigen Emulsion zugegeben wird, empfiehlt es sich, es in fein zerteiltem Zustand mit einem Teilchendurchmesser zwischen 40 und 300 mesh einzuarbeiten. Es liegt im Bereich der vorliegenden Erfindung, dem Zellstoff-Thermoplast-Brei Materialien zuzugeben,, die mit ihm verträglich sind, also solche, die die neuen Kennzeichen des Verfahrens und der danach hergestellten Produkte nicht beeinflussen. Hierzu gehören auch sog. Zweitstoffe, wie z. B.
Farbstoffe, Pigmente, Füllstoffe und dergleichen. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung macht es erforderlich, daß der Zellstoff-Thermoplast-Brei so stark gerührt wird, daß eine
Fibrillation der Pulpe stattfindet„ Unter Fibrillation versteht man die mikroskopischen Veränderungen in Holzpulpen, welche während der Behandlung im Holländer auftreten. Diese Veränderungen werden als Ursache für die wesentlich leichtere Verarbeitbarkeit gemahlener Pulpen zu Papier im Vergleich zu ungemahlenen angesehen. Die Fibrillierung wird im wesentlichen als ein chemischer Vorgang betrachtet, welcher die Bildung und das Aufbrechen kovalenter oder ionischer Bindungen in sich einschließt. Gemäß einer zur Zeit gültigen Theorie von Strachan (Papermakers Association of Great Britain and Ireland, Vol. 6, S. 139, 1926) werden die Gellulose-Moleküle als lineare y3-1,4-glucosidisohe Polymere mit kleinen Verzweigungen angesehen. In Holz sind sie in Gruppen angeordnet, Kristallite genannt, welohe weiter unter Bildung fadenartiger Fibrillen
- 10 -009818/1361
und Fibrillae verbunden sind; die letzteren sind unter einem optischen Mikroskop nicht sichtbar, wohl aber, wenn ein Elektronenmikroskop verwendet wird. Fibrillen sind größer und können unter einem optischen Mikroskop durch Versilbern sichtbar gemacht werden, Fibrillen und Fibrillae sind ferner unter Bildung von Holzfasern miteinander verbunden. Es wird angenommen, daß die Kräfte, die die Gellulosemoleküle in diesen Ordnungszuständen halten, hauptsächlich Van der Waal1sehe Kräfte und Wasserstoffbindungen sind, welche zwar für sich schwach sind, aber wenn die gehäuft auftreten, hohe Festigkeit erzeugen. Wenn die Holzpulpe mit Wasser gemischt wird, saugen die lasern Wasser ein und quellen. Geeignetes Rühren der gequollenen Pulpe verursacht zunächst, daß sich kleine Fibrillae auf den Faseroberflächen aufrichten. Bei weiterem Rühren tritt Fibrillierung im Inneren oder Abtrennung von im Inneren liegenden Fibrillen in Längsrichtung ein, und schließlich beginnt die äußere Eibrillierung, bei welcher die Oberflächenfibrillen sich spiralförmig von der Faser abwickeln. Diese Änderungen können nebeneinander oder nacheinander vor sich gehen, was im wesentlichen von den besonderen
Mahlbedingungen, die angewendet worden sind, abhängt. Man nimmt an, daß die innere Fibrillierung die Weichheit der gemahlenen Pulpe verursacht, während der Zusammenhalt der Fasern der äußeren Fibrillierung zugeschrieben wird. Die erforderlichen Fibrillierungsbedingungen, die zu einer homogenen Zellstoff-Thermoplast-Mischung gemäß der vorliegenden Erfindung führen, hängt vermutlioh von der Fähigkeit der äußerlich fibrillieren Fasern ab, die Plastikpartikel geeigneter Größe zu fangen und sie in im wesentlichen gleicher Verteilung in der Pulpe unter dem zur Fibrillierung notwendigen
lebhaften Rühren feateuhalttn. Das Verfahren wird im allge-
009818/1361
BAD 11
meinen bei Zimmertemperatur in geeigneten Vorrichtungen, die für die Behandlung von Holzpulpe üblich sind, durchgeführt.
Das folgende Beispiel dient zur Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung, doch ist diese nicht durch dieses Beispiel in irgendeiner Weise beschränkt.
Ein wässriger Brei einer gereinigten Hartholzpulpe, die Gewc-$> Glasfasern in Form von zerkleinerten Strängen enthält, wurde auf ein pH von 4 unter schwachem Rühren angesäuert.
Tetrabutyltitanat wurde dann in Form einer wässrigen
lösung dem Brei zugesetzt und mit Rühren fortgefahren, um eine gleichmäßige Verteilung des Titanatesters in der ganzen Pulpe zu gewährleisten. Danach wurde eine Polyäthylenemulsion in den Brei eingebracht. Diese Emulsion war hergestellt worden durch Schmelzen von 40 Teilen zum Teil oxydiertem niedermolekularem Polyäthylen eines Molekulargewxchtes von ca. 2000 und einer Säurezahl von 1417} dieser Schmelze wurden 11 Teile Ölsäure zugegeben. Die Mischung wurde auf 115 0G erhitzt und dann mit zwei Teilen einer wässrigen Natriumhydroxydlösung versetzt. Ungefähr 207 Teile Wasser wurden dann unter lebhaftem Rühren zugefügt. Das emulgierte Polyäthylen hatte einen Teilchendurchmesser unter 10/U,und die resultierende Emulsion hatte einen Peststoffgehalt von etwa ,22 Gewe-#. Nach Einarbeiten der Emulsion in die Pulpe unter lebhaftem Rühren wurde die wässrige Phase von der Pulpe abgezogen, wie dies bei der Herstellung von Handbogen im Labor gemacht wird. Der resultierende Zellstoff-Glasfaserbogen wurde dann wie Papier getrocknet und geprüft, wobei festgestellt
009818/1361 - 12 -
wurde, daß er sehr gute Festigkeitseigenschaften aufwies. Verschiedene Vergleichsversuche wurden durchgeführt, um die Eigenschaften von Zellstoff-Plastik-Iormkörpern, die nach der
vorliegenden Erfindung hergestellt worden waren, mit entsprechenden Kontrollmustern vergleichen zu können. Die folgenden Tabellen enthalten die Ergebnisse dieser Versuchsreihen. Als Metallverbindungen wurden Tetraisopropyltitanat (TPT), Tetra-n-Butyltitan (TBT) und Tetra-2-Äthylhexyl-Titanat (TOT), eingesetzt. Die in diesen Testen verwendete Pulpe war eine Valdosta-Kraft-Pulpe. Der Thermoplast war "low density polyethylen"-Pulver (Microthene M 700-912). In einem Osterizer wurde eine Butanollösung mit der Pu3£B und Polyäthylen gemischt, "bevor der Handbogen hergestellt wurde. Am Schluß wurden die Bogen auf der Trommel getrocknet und in einer Carverpresse gepreßt. Die Bedingungen hierbei waren 188 bis 205 0O, 45 Sekunden bei einem Druck von 9000 kg.
009818/1381 - 13 -
Tabelle I
19CL/8186OO
Physikalische Prüfungen an Zellstoff-Thermoplast-Bogen 50 * Kraft Pulpen - 50 * Polyäthylen (Werte an 0,38 mm starken Bogen ermittelt)
SXSiKlX Art der Zugabe MÜLLEN, PSIt 1 Std.
angefeuchtet
äerstfestigkeit kg
(mit Berstrin«)
1 Std.
angefeuchtet
Zugfestigkeit
kp/cm
1 Stdo
angefeuchtet
Zerreiß
EONTEOLLE trocken 6,54 trocken 13,6 trocken 1,98 festigkeit
kg/cm
Trocken
TBT 1:2
(35-1/3 Toi·-*)
zum Brei zuge
geben
6,9 7,98 38,1 21,5 3,89 2,6 34,2
TBT 1:5
(18-2/3 ToI.-*)
SONTBOLLE 8,05 8,96 43,5 20,4 3,93 2,14 39,1
KOT 1:2
I&-1/3 Toi.-*)
sum Brei zuge
geben
8,4 9,94 56,2 21,7 4,79 2,08 50,8
EPT 1:2
(35-1/3 ToI.-*)
EONTHOLLE 9,45 9,94 52,5 20,4 3,22 2,14 39,8
zum Brei zuge
geben
8,4 9,94 56,2 22,7 4,79 3,01 40,8
KONTROLLE 9,38 9,94 54,0 20,4 4,06 2,14 38,2
zum Brei zuge
geben
8,4 9,45 56,2 22,7 4,79 3,57 50,8 cn
t,89 51,7 4,13 34,7 S
ORIGINAL INSPECTED
-*-Abriebfestigkeit kg/cm2 (Mullen)
- 14 -
-14- 15A6275
Die folgende Tabelle setzt die Vergleichswerte mit Bezug auf die Wasserdampfdurchlässigkeitsprüfungen fort.
Tabelle II
Wasserdampfdurchlässigkeitsgrad für Kraft-Polyäthylenbogen. behandelt mit TBT in Butanol (33 1/2 %). Alle Bogen enthalten 60 % Kraftzellstoff
Behandlung in./24 Std. Bogendicke mm MVTR^
KONTROLLE 0,30 3,982
dem Brei zugegeben 0,33 1,928
1/MVTE in g/100 sq.
Die oben angegebenen Daten lassen erkennen, daß die erfindungsgemäße Behandlung zu einer wesentlichen Herabsetzung der Wasserdampf durchlässigkeit führt·
Weitere Versuche wurden unter Veränderung des Mengenverhältnisse von Zellstoff : Polyäthylen durchgeführt« Die Ergebnisse zeigt die Tabelle III.
BAD ORIGINAL
009818/1361
- 15 -
!Tabelle III
Physikalische Prüfung von Kraft-Polyäthylen-Bogen, behandelt mit TBO? in Butanol (33 1/2 %) Alle Ergebnisse wurden an 0,38 mm dicken Bogen erhalten
Zusammenset zunR Behandlung Abriebfestigkeit
ks/cm2 (Mullen)
1 Std.
ange
feuchtet
Beratfestigkeit kg 1 Std o
angefeuchtet
Zugfestigkeit
ο
kg/cm
1 Std ο
angefeuchtet
Zerreißfestig
keit kg/cm
trocken
40 % Kraft-Zell
stoff-Polyäthylen
trocken 6,47 (mit Berstrinec) 18,8 trocken 2,17 34,2
50 % Kraft-Zell
stoff-Polyäthylen
KOIHDBOLLE 6,75 7,49 trocken 23,8 2,97 3,06 37,4
60 % Kraft-Zell-
s toff-Polyäthylen
zum Brei zu
gegeben
7,91 6,79 41,9 13,6 3,54 1,98 34,2
KONTROLLE
*
6,90 7,98 46,3 21,5 3,89 2,64 39,1
zum Brei
zugegeben
8,05 7,28 38,1 12,7 3,99 1,91 42,9
KOHTEOLLE «,75 8,82 43,5 17,5 5,09 2,45 42,2
zum Brei
zugegeben
9,03 43,1 4,45
48,1
OO OO
L* OB
(SP, cn
-ie- 1543275
Die in den vorangegangenen Tabellen zusammengestellten Versuchsdaten zeigen, daß sich mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wesentliche Verbesserungen der Papiereigenschaften erzielen lasseno Bei Einhaltung bestimmter ausgewählter Arbeitsbedingungen, Mengenverhältnissen und dergleichen können, wie gezeigt, optimale Werte erhalten werden0
ORIGINAL INSPECTED
009818/1361

Claims (4)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Zellstoff und Thermoplaste enthaltende Formmassen an rl. ^t ;Ü£el daraus durch Behandeln eines Zellstoffaserbreies, Entfernen der wässrigen Phase unter Bildung von Formmassen "bzw. Entfernen der wässrigen Phase mittels einer der hierfür gebräuchlichen Vorrichtungen, unter Anwendung von Druck oder Wärme oder Druck und Wärme unter Bildung eines Formkörpers, einer Folie, eines Söhichtstoffes oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zellstoff-Faserbrei, der eine größere Menge Zellstoffasern enthält, vor dem Entfernen der wässrigen Phase eine hydrolysierbare Organometallverbindung, ein organischer Thermoplast in fein zerteilter Form und wahlweise eine kleinere Menge G-lasfasern zugesetzt und das erhaltene Gemisch bis zur gleichmäßigen Verteilung des HydrolyBenproduktes der Organometallverbindung und des Thermoplastes, und Ablagerung des Hydrolysenproduktes und Anhaftung des Thermoplastes auf den Zellstoffasern erfolgt ist, gerührt wird.
2· Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wässrige Faserbrei eine große Menge Holzzellstoff und •in· kleine Menge Glasfasern enthält. origin
009818/1361
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermoplast ein Homo- oder Gopolymerisat von Äthylen, Propylen und 1-Buten oder Polyvinylchlorid, Polyvinylpyrrolidon, Polyvinyläkohol, Polyvinylacetat, Polystyrol, Polyamid oder ein hochmolekulares Kohlenwasser st off wachs ist ο
4. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 3f dadurch gekennzeichnet, daß der Thermoplast Polyäthylen eines durchschnittlichen Molekulargewichtes von 1200 "bis 2000 ist und dem Faserbrei in Form einer wässrigen Emulsion zugegeben wird,,
5ο Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Organometallverbindung eine hydrolysierbare Verbindung von Titan, Gircon, Zinn oder Vanadin, vorzugsweise ein Alkyltitanat, worin die Alkylgruppen vorzugsweise 1 bis 8 C-Atome besitzen, ist»
009818/1361
DE19661546275 1965-05-14 1966-05-13 Verfahren zur Herstellung von Zellstoff und Thermoplaste enthaltenden Formmassen und Artikel daraus Pending DE1546275A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US45594565A 1965-05-14 1965-05-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1546275A1 true DE1546275A1 (de) 1970-04-30

Family

ID=23810837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19661546275 Pending DE1546275A1 (de) 1965-05-14 1966-05-13 Verfahren zur Herstellung von Zellstoff und Thermoplaste enthaltenden Formmassen und Artikel daraus

Country Status (5)

Country Link
DE (1) DE1546275A1 (de)
GB (1) GB1148077A (de)
NL (1) NL6606639A (de)
NO (2) NO127063B (de)
SE (1) SE306010B (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1981000422A1 (en) * 1979-07-31 1981-02-19 K Holbek Process for the preparation of fibers
US8748516B2 (en) 2009-03-31 2014-06-10 Weyerhaeuser Nr Company Wood composite with water-repelling agent
CN115819991B (zh) * 2022-12-22 2023-06-16 广东晋泽科技有限公司 一种用于纸床的纸塑复合材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
NO127063B (de) 1973-04-30
NO127063L (de) 1900-01-01
GB1148077A (en) 1969-04-10
SE306010B (de) 1968-11-11
NL6606639A (de) 1966-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2516097C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines HilfsStoffes für die Papierherstellung und seine Verwendung
DE69533030T2 (de) Mit voluminösen zellstofffasern hergestellte zellstoffprodukte
EP2532706B1 (de) Verfahren zum herstellen eines beschichteten verpackungsmaterials und verpackungsmaterial mit wenigstens einer sperrschicht für hydrophobe verbindungen
DE60225186T2 (de) Hochfestes material, das cellulosemikrofasern verwendet
DE2741857C2 (de) Wäßrige Suspension von Vermiculitlamellen und Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus Vermiculit
EP2740685B1 (de) Verfahren zum herstellen eines beschichteten verpackungsmaterials und verpackungsmaterial mit wenigstens einer sperrschicht für hydrophobe verbindungen
DE3132841C2 (de)
DE202009018749U1 (de) Substrat auf Cellulosefaserbasis
DE68903439T2 (de) Staerkemischungen, verwendbar als aeusserliche papierleimungsmittel.
DE102019103343A1 (de) Heißsiegelfähiges Barrierepapier
DE3804089A1 (de) Wasserbestaendiges material auf silikat- und polymerbasis und verfahren zu seiner herstellung
DE69725748T2 (de) Zusammensetzung, verwendung eines celluloseethers als verdickungsmittel und herstellung von beschichtetem zweidimensionalem celluloseprodukt
DE69930005T2 (de) Verfahren zur herstellung von fasern oder gruppen von fasern die mit polymeren beschichtet sind, die untereinander wechselwirken.
DE2018088A1 (de) Verfahren zum Behandeln von Pappe
DE1546275A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Zellstoff und Thermoplaste enthaltenden Formmassen und Artikel daraus
DE1267533B (de) Herstellung von Papier mit geringer statischer Aufladung
DE2202436C2 (de) Verfahren zum Herstellen von Isolierpapier
DE2759986C1 (de) Verfahren zum Einbetten von wasserunloeslichen Zusatzstoffen in Pulpe
DE102009044228B4 (de) Verfahren zur Erzeugung nassverfestigter Papiere
DE1671562C3 (de) Elektrisch leitender Schichtträger
DE69217385T2 (de) Zusammensetzung zur herstellung einer zumindest teilweise biologisch abbaubaren folie sowie eine solche folie
DE1796240A1 (de) Aus Zellstoffasern,insbesondere Papier und Polyvinylchlorid bestehendes Material und Verfahren zur Herstellung desselben
DE1546274C (de) Verfahren zur Herstellung von Pappe od dgl aus Holzpulpe und Kohlenwasser Stoffpolymerisat
DE102021005047A1 (de) Polyelektrolytsystem, Zusammensetzung mit einem Polyelektrolytsystem und Verfahren zur Herstellung
DE1620775A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Cellulosefolien mit verbesserter Oberflaechenbeschaffenheit