DE1694038A1 - Process for the production of polymer particles with an extremely large surface - Google Patents

Process for the production of polymer particles with an extremely large surface

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Meyer Jun Max Frederick
Combs Robert Leonard
Coover Jun Harry Wesley
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Eastman Kodak Co
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    • A24D3/06Use of materials for tobacco smoke filters
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    • C08J3/12Powdering or granulating
    • C08J3/14Powdering or granulating by precipitation from solutions

Description

Eastman Kodak Company, 343 State Street, Rochester, Staat New York, Vereinigte Staaten von AmerikaEastman Kodak Company, 343 State Street, Rochester, New York State, United States of America

Verfahren zur Herstellung von Polymerteilchen mit extremProcess for the production of polymer particles with extremely

großer Oberflächelarge surface

Zur Herstellung von Polymerteilchen mit großer Oberfläche sind die verschiedensten Verfahren bekannt. So ist es beispielsweise bekannt, ein Polymer bei hohen Temperaturen in einem Lösungsmittel zu lösen und anschließend durch Abkühlen der Lösung die Polymerteilchen auszufällen. Ein weiteres Gekanntes Verfahren besteht darin, ein Polymer in einem geeigneten Mahlwerk zu vermählen. Das Vermählen des Polymers kann bei erhöhten Temperaturen oder bei niedrigen Temperaturen durchgeführt werden, Wobei im letzteren Falle wirksame Kühlvorrichtungen erforderlich sind.A wide variety of processes are known for producing polymer particles with a large surface area. This is how it is, for example known to dissolve a polymer at high temperatures in a solvent and then by cooling the solution to precipitate the polymer particles. Another known method is to use a polymer in to be ground in a suitable grinder. The marriage of the Polymers can be carried out at elevated temperatures or at low temperatures, with the latter being the case effective cooling devices are required.

Auch das sogenannte "ureiphasen"-Verfahren bei der NJaderdruckpolymerLiiation von Olefinen wurde bereits zur direktenAlso the so-called "ureiphasen" process in the NJaderdruckpolymerLiiation of olefins has already become direct

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Herstellung pulverförmiger Polyolefine verwendet. Bei diesem Verfahren liegt das Polymer zwar nicht in Lösung vor, es bildet sich vielmehr als fester Wiederschlag um den beLm Verfahren verwendeten Katalysator.Used in the manufacture of powdered polyolefins. In this process, the polymer is not in solution before, rather it forms as a solid precipitate around the catalyst used in the process.

Die nach den bekannten Verfahren herstellbaren Polymerteilchen besitzen in der Regel eine Teilchengröße von 900 Mikron oder größer.The polymer particles which can be produced by the known processes generally have a particle size of 900 microns or larger.

Obwohl auch bereits Teilchen einer Teilchengröße von weniger als 900 Mikron bekannt waren, war es bisher nicht möglich, derartige Teilchen mit einer besonders großen Oberfläche herzustellen.Although particles less than 900 microns in size were known, it was not possible to produce such particles with a particularly large surface.

Demzufolge lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein. Verfahren zur Herstellung von Polymerteilchen mit einem Teilchendurchmesser von 0,1 bis 900 Mikron und einer gegenüber bisher bekannten Teilchen vergrößerten Oberfläche zu entwickeln.Accordingly, the invention was based on the object. Process for making polymer particles having a particle diameter of 0.1 to 900 microns and a to develop an enlarged surface compared to previously known particles.

Der Erfindung lag die Erkenntnis zugrunde, daß sich die gestellte Aufgabe dadurch lösen läßt, daß man ein Polymer, das gegebenenfalls Zusätze enthalten kann, bei erhöhter Temperatur in einem geschlossenen Reaktionsgefaß unter Druck löst, die erhalteae Lösung unter Druck abkühlen läßt und die hierbei ausfallenden Polymerteilchen vom Lösungsmittel abtrennt.The invention was based on the knowledge that the problem posed can be achieved by using a polymer, which may optionally contain additives, in a closed reaction vessel at an elevated temperature Dissolves pressure, allows the solution obtained to cool under pressure and the resulting polymer particles from Separates solvent.

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Demzufolge betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Polymerteilchen mit einem Teilchendurchmesser von 0,1 bis 900 Mikron und einer Oberfläche von mindestens 5 m /g, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß manAccordingly, the invention relates to a method for producing polymer particles having a particle diameter from 0.1 to 900 microns and a surface area of at least 5 m / g, which is characterized in that one

1. ein Polymer, gegebenenfalls gemeinsam mit Zusätzen, in einem SMwfcGefäß mit einem Lösungsmittel in Kontakt bringt, daß man1. a polymer, optionally together with additives, in a SMwfc vessel in contact with a solvent brings that one

2. die erhaltene Mischung unter Druck auf eine zur Lösung des Polymeren ausreichende Temperatur erhitzt, daß man2. the mixture obtained is heated under pressure to a temperature sufficient to dissolve the polymer so that

3. die Lösung des Polymeres bis zu einer Temperatur abkühlt, bei welcher das Polymer aus der Lösung ausfällt, daß man3. the solution of the polymer cools down to a temperature at which the polymer precipitates out of the solution, that he

ty, während des Abkühl vor ganges den. im SrtreisGefäß herrschenden Druck aufrecht erhält, und daß man ty, during the cooling process the. the pressure prevailing in the rice vessel is maintained, and that one

5. die ausgefallenen, fein verteilten Polymerteilchen vom Lösungsmittel abtrennt und gegebenenfalls anwesende Zusätze extrahiert.5. The precipitated, finely divided polymer particles are separated from the solvent and any particles that are present Extracts additives.

Die Durchführung des Verfahrens der Erfindung ermöglicht die Herstellung fein verteilter Polymerteilchen oder sog. Polymerpulver mit einer Teilchengröße von 0,1 bis 900 MikronCarrying out the process of the invention enables the production of finely divided polymer particles or so-called polymer powders with a particle size of 0.1 to 900 microns

und einer Oberfläche von mindestens 5 m /g.and a surface area of at least 5 m / g.

109829/1398 Md109829/1398 Md

Beim Verfahren der Erfindung wird somit zunächst ein Polymer, beispielsweise ein Polyolefin, in einem geeigneten ,Lösungsmittel, beispielsweise einem flüchtigen' Kohlenwasserstoff in einem geschlossenen Reaktionsgefäß bei erhöhter Temperatur unter Druck gelöst. Während der Druck im Reaktionsgefaß aufrecnt erhalten wird, wird die erhaltene Lösung abgekühlt, wobei das Polymer ausfällt. Nachdem die Lösung abgekühlt ist, kann das Druckgefäß entlüftet werden, wobei das Lösungsmittel entweder verdampft oder auf andere Weise abgetrennt werden kann. Das Polymer bleibt in Form klarer trockener Teilchen oder Partikel zurück und bildet ein Pulver, das sich hervorragend als Absorptionsmedium eignet.In the process of the invention, a polymer, for example a polyolefin, is thus first in a suitable one "Solvent, for example a volatile" hydrocarbon in a closed reaction vessel dissolved at elevated temperature under pressure. While the pressure in the reaction vessel is maintained, is the solution obtained is cooled, the polymer precipitating out. After the solution has cooled, the pressure vessel can deaerated, whereby the solvent can either be evaporated or otherwise separated. The polymer remains in the form of clear dry particles or particles and forms a powder that is excellent suitable as an absorption medium.

Es.können auch Wischungen aus verschiedenen Polymerteilchen sowie gegebenenfalls verschiedenen Zusätzen hergestellt werden, wobei letztere im Ausgangspolymer vorhanden sein können oder, dem Lösungsmittel zugesetzt werden können. Sie können zur Herstellung besonders vorteilhafter Partikel gegebenenfalls extrahiert werden. 'Wipes made from various polymer particles can also be used and optionally various additives, the latter being present in the starting polymer can be or can be added to the solvent. To produce particularly advantageous particles, they can optionally be extracted. '

Zur Herstellung der Polymerteilchen geeignete Polymere sind beispielsweise Polyolefine aus Äthylen, Propylen, Buten-1, iJ-Methyl-l-penten, 3-Methyl-1-buten, 4,4-Dimethyl-1-pehten, 3-Methyl-penten-l, ^-Methyl-hexen-l, 5-Äthyl-Polymers suitable for producing the polymer particles are for example polyolefins made from ethylene, propylene, butene-1, iJ-methyl-1-pentene, 3-methyl-1-butene, 4,4-dimethyl-1-peten, 3-methyl-pentene-l, ^ -Methyl-hexen-l, 5-ethyl-

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hexen-1, 6-Methyl-hepten-l, Hexen-1, Hepten-1, Octen-1, Nonen-1, Decen-1 oder anderen Monomeren mit vorzugsweise 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, wobei die Polyolefine in Form von Homo- oder Mischpolymerisaten vorliegen können» Die Molekulargewichte der Polyolefine sind nicht kritisch. Sie können z. B. zwischen 1000 und mehreren Millionen liegen.hexene-1, 6-methyl-hepten-1, hexene-1, hepten-1, octene-1, Non-1, decene-1 or other monomers with preferably 2 to 12 carbon atoms, whereby the polyolefins can be in the form of homopolymers or copolymers » The molecular weights of the polyolefins are not critical. You can e.g. B. between 1000 and several million lie.

Zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung geeignete Polymere besitzen einen Schmelzpunkt von insbesondere 50 bis 25O°C, vorzugsweise von 80 bis 1750C. Geeignet sind ferner kristalline und amorphe Polymere.To carry out the method of the invention, suitable polymers have a melting point of preferably 50 to 25O ° C, preferably 80-175 0 C. Also suitable are crystalline and amorphous polymers.

Zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung besonders geeignete Lösungsmittel sind Kohlenwasserstoffe und chlorierte Kohlenwasserstoffe sowie aromatische Verbindungen mit Siedepunkten von -104 bis 100°C. Geeignet sind sowohl gesättigte als auch ungesättigte Kohlenwasserstoffe mit insbesondere 1 bis 12, vorzugsweise 2 bis 5 Kohlenstoffatomen. Genannt seien beispielsweise; Äthan, Äthylen, Propan, Propylen, Buten, Butan, Pentan, Penten, Hexan, Hexen, Heptan, fiepten und deren Isomere. Besonders vorteilhafte Lösungsmittel sind Pentan, Butan und Propan.Particularly suitable solvents for carrying out the process of the invention are hydrocarbons and chlorinated hydrocarbons and aromatic compounds with boiling points from -104 to 100 ° C. Suitable are both saturated and unsaturated hydrocarbons with in particular 1 to 12, preferably 2 to 5 carbon atoms. Examples are; Ethane, ethylene, propane, propylene, butene, butane, pentane, pentene, hexane, hexene, heptane, beepten and their isomers. Particularly advantageous solvents are pentane and butane and propane.

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

109929/1395109929/1395

Jb94038 - 6 -Jb94038 - 6 -

Besonders geeignete halogenierte Kohlenwasserstoffe und aromatische Verbindungen sind beispielsweise: Methylchlorid, Methylbromid, Methyljodid, Äthylfluorid, Äthylchlorid, Äthylbromid, Äthyljodid, N-Propylfluorid, N-Propylchlorid, Jsopropylchlorid, N-Propylbromid, Isopropylbromid, N-Propyljodid, Isopropyljodid, II-Butylchlorid, Fluortrichlormethan, Pluordichlormethan, Benzol und Pluorbenzol,Particularly suitable halogenated hydrocarbons and aromatic compounds are, for example: methyl chloride, Methyl bromide, methyl iodide, ethyl fluoride, ethyl chloride, ethyl bromide, ethyl iodide, N-propyl fluoride, N-propyl chloride, isopropyl chloride, N-propyl bromide, isopropyl bromide, N-propyl iodide, isopropyl iodide, II-butyl chloride, Fluorotrichloromethane, fluorodichloromethane, benzene and fluorobenzene,

Die meisten sauerstoffhaltigen Verbindungen, wie z. B. Aldehyde, Ketone, Alkohole und Säuren, haben sich weniger gut bewährt.Most oxygen-containing compounds, such as B. Aldehydes, ketones, alcohols and acids have proven less effective.

Das im Einzelfalle günstigste Lösungsmittel hängt vom verwendeten Polymer ab. So kann es gelegentlich vorteilhaft sein, ein spezielles Lösungsmittel, vtle beispielsweise Cyclohexanon, zu verwenden, z. B. bei Verwendung von Poly-^ meren, wie beispielsweise Vinylpolymerisaten, Polyamiden, Polyestern und Mischpolymerisaten aus Äthylen und Vinyl- und Ajcrylmonomeren.The most favorable solvent in each individual case depends on the polymer used. So it can occasionally be advantageous to use a special solvent, such as cyclohexanone, e.g. B. when using polymers such as vinyl polymers, polyamides, polyesters and copolymers of ethylene and vinyl and acrylic monomers.

Die angegebenen Lösungsmittel sollen somit lediglich als Anhaltspunkt dienen und das Verfahren der Erfindung nicht auf ihre Verwendung beschränken.The specified solvents are therefore intended only as a guide and not the method of the invention limit to their use.

10 9 8 29/13 95 ' bad original10 9 8 29/13 95 'bad original

16S403816S4038

Die Konzentration der Polymere in den hergestellten Lösungen kann sehr verschieden sein. Es hat sich Jedoch gezeigt, daß bei Polymerkonzentrationen von über 30% die Polymerteilchen geüsgentlich zusammenballen und feste, größere Polymerklumpen entstehen. Weiterhin erhält man bei niederen Polymerkonzentrationen in der Lösung (von 1 bis 5%) die kleinsten Polymerteilchen, während bei höheren Konzentrationen größere Teilchen erhalten werden* Vorzugsweise wird beim Verfahren der Erfindung somit mit Polymerkonzentrationen von 1 bis 20 Gew.-% gearbeitet.The concentration of the polymers in the solutions produced can vary widely. However, it has been shown that at polymer concentrations of more than 30%, the polymer particles agglomerate and form solid, larger polymer lumps. Furthermore is obtained at low polymer concentrations in the solution (1 to 5%) the smallest polymer particles, whereas at higher concentrations, larger particles are obtained * Preferably, therefore the process of the invention, with polymer concentrations of from 1 to 20 wt - worked.%.

Die bei der Durchführung des Verfahrens der Erfindung anzuwendende Temperatur muß lediglich so hoch sein, daß eine Lösung des Polymeren im Lösungsmittel unter Druck erreicht wird.When performing the method of the invention the temperature to be used must only be so high that a solution of the polymer in the solvent under Pressure is reached.

Der anzuwendende Druck kann sehr verschieden sein. Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, bei Drücken von über 7,0 kg/cm zu arbeiten. Der im Einzelfalle günstigste Druck hängt von der Temperatur, dem Lösungsmittel, dem Volumen des Reaktionsgefäßes sowie anderen Variablen ab. Selbstverständlich müssen hochflüchtige Stoffe unter höherem Druck gehalten werden, um sicher zu gehen, daß eine.zur Lösung des Polymeren ausreichende Menge Lösungsmittel im Reaktionsgefäß-verbleibt. Daher erfordert ein bei Raumtemperatur gasförmiges Lösungsmittel einen hohen Druck, damit es im Drucktopf in höheren KonzentrationenThe pressure to be applied can be very different. It has proven to be useful when pressing over 7.0 kg / cm to work. The most favorable pressure in the individual case depends on the temperature, the solvent, the Volume of the reaction vessel as well as other variables. Of course, highly volatile substances must be included higher pressure must be held to make sure an amount of solvent sufficient to dissolve the polymer remains in the reaction vessel. Therefore requires a At room temperature the gaseous solvent has a high pressure so that it is in higher concentrations in the pressure pot

109829/1395109829/1395

BAD ORlGiMAtBAD ORlGiMAt

fB94 038fB94 038

■- 8 -■ - 8 -

anwesend Ist und zur Lösung des Polymeren zur Verfügung steht. Normalerweise soll die Dichte der Gasphase in etwa genau so groß sein wie die Dichte der flüssigen Phase, d. h. die Dichte des Gases soll größer als 0,2Is present and available to dissolve the polymer. Normally the density of the gas phase should be in be about the same as the density of the liquid phase, d. H. the density of the gas should be greater than 0.2

Es ist nicht notwendig, daß die Mischung oder Lösung bei der Durchführung des Verfahrens der Erfindung bewegt wird. Bei höheren Polymerkonzentrationen hat es sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, die Lösung zu bewegen.It is not necessary that the mixture or solution is moved in performing the method of the invention. At higher polymer concentrations it has however, it proved beneficial to move the solution.

Nachdem das Polymer im Lösunesmittel gelöst ist, wird die erhaltene Lösung abkühlen gelassen. Das Abkühlen der Lösung soll zweckmäßig innerhalb des engen Temperaturbereiches, welcher als"Fäll-" oder "Trübungspunkt" bekannt 1st und gewöhnlich nur einige wenige Grade beträgt, möglichst langsam vor sich gehen. Innerhalb dieses engen Temperaturbereiches bzw. am "Fällpunkt" scheidet sich das gelöste Polymer aus. Dieser "Fällpunkt" tritt auf, bevor das geschlossene Reaktionsgefäß Raumtemperatur erreicht hat und solange es noch unter Druck steht.After the polymer is dissolved in the solvent, will the resulting solution was allowed to cool. The cooling down the solution should expediently be within the narrow temperature range, which is called the "precipitation" or "cloud point" is known and is usually only a few degrees, go as slowly as possible. Within this narrow temperature range or at the "precipitation point" the dissolved polymer separates out. This "felling point" occurs before the closed reaction vessel has reached room temperature and while it is still under pressure stands.

Nach vollständiger Ausfällung des Polymeren, die beim Durchschreiten des "Fällpunktes" oder "Trübungspunktes" erfolgt, und nach genügender Abkühlung der Lösunc, umAfter complete precipitation of the polymer, the Passing through the "precipitation point" or "cloud point" takes place, and after sufficient cooling of the solution

109829/1395109829/1395

BADBATH

. ■ . ι β e 4 ü 3 j. ■. ι β e 4 ü 3 j

während der anschließenden Belüftung ein Zusammenbacken der Teilchen zu verhindern, \iird der Autoklav oder das zur Durchführung des Verfahrens verwendete geschlossene Reaktionsgefäß belüftet. Hierbei kann sich das Lösungsmittel verflüchtige", wobei eine relativ trockene Schicht gleichmäßiger, feiner, vielzelliger Teilchen eines Teilchendurchmessers von etwa 0,1 bis etwa 900 Mikron zurückbleibt. Wird ein langsam verdampfendes Lösungsmittel verwendet, kann dieses durch Erhitzen oder Abziehen im Vakuum entfernt werden, um die Trocknungsgeschwiridigkeit des Niederschlags zu erhöhen. To prevent the particles from sticking together during the subsequent ventilation, the autoclave or the closed reaction vessel used to carry out the process is ventilated. The solvent can "evaporate", leaving a relatively dry layer of uniform, fine, multicellular particles with a particle diameter of about 0.1 to about 900 microns. If a slowly evaporating solvent is used, this can be removed by heating or peeling off in vacuo. to increase the drying speed of the precipitate.

Die folgenden Beispiele sollen das Verfahren der Erfindung näher veranschaulichen,The following examples are intended to illustrate the process of the invention in more detail.

Beispiel 1 ' Example 1 '

20 g eines kristallinen Polypropylens mit einer EIgen~20 g of a crystalline polypropylene with an EIgen ~

viskosität, bestimmt aus der Gleichung:. ^Nj = In Nr viscosity, determined from the equation :. ^ Nj = In No.

■"■.Λ ; " - - C■ "■ .Λ;" - - C

worin bedeuten: Nr das Verhältnis der Viskosität einerwherein: Nr means the ratio of viscosity one

verdünnten Lösung des Polymeren unddilute solution of the polymer and

C die Konzentration des Polymeren in 100 cm ■LösungjC is the concentration of the polymer in 100 cm ■ solution j

109829/1396 ®ÄD °R{QiNAL 109829/1396 ® ÄD ° R {QiNAL

(6941)38 - ίο. -(6941) 38 - ίο. -

von 1,53 wurden In einen 110 ml fassenden Autoklaven eingefüllt. Nun wurde soviel Äthylen in den Autoklaven eingeblasen, daß in diesem nach' Erhitzen auf l4o°C ein Innendruck von 14O6 kg/cm (20 000 psi) herrschte. Anschließend wurde der Autoklav lufttiLcht verschlossen undof 1.53 were into a 110 ml autoclave filled. Now so much ethylene was blown into the autoclave that after 'heating to 140 ° C in it Internal pressure of 1406 kg / cm (20,000 psi) prevailed. Afterward the autoclave was closed so that it was air-tight

schrittweise auf 1400C erhitzt. Die Temperatur von und der Innendruck von 14O6 kg/cm (20 000 psi) wurden unter Bewegen der Mischung bzw. Lösung 8 Stundenlang aufrecht erhalten, um sicher zu stellen, daß das Polypropylen von dem Äthylen gelöst wurde. Nach 8 Stunden wurde der Autokla.v auf Raumtemperatur abgekühlt. Als die-Lösung den bei etwa 80°C auftretenden "Fäll-" oder"Tirubungs-ρunkt" durchschritt, fiel das Polypropylen aus der Lösung aus. Sobald der Autoklav Raumtemperatur erreichte, wurde er belüftet, wobei das Äthylenlösungsmittel abdampfen konnte. Das ausgefallene Propylenpolymer fiel In Form eines Pulvers an.gradually heated to 140 0 C. The temperature and internal pressure of 1406 kg / cm (20,000 psi) were maintained with agitation of the mixture and solution for 8 hours to ensure that the polypropylene was dissolved from the ethylene. After 8 hours the autoclave was cooled to room temperature. When the solution passed the "precipitation" or "tearing point" occurring at about 80 ° C., the polypropylene fell out of the solution. As soon as the autoclave reached room temperature, it was vented to allow the ethylene solvent to evaporate. The precipitated propylene polymer was obtained in the form of a powder.

Die Mehrzahl der unter diesen vorausberechneten Bedingungen hergestellten Teilchen besaß einen Durchmesser von 30ÖThe majority of the particles produced under these conditions predicted had a diameter of 30Ö

bis 800 Mikron und eine Oberfläche von mindestens 43 m /gup to 800 microns and a surface area of at least 43 m / g

für die Teilchen der unteren Größengrenze und 18 m 7g fürfor the particles of the lower size limit and 18 m 7g for

da« die Teilchen der oberen Größengrenze. Verglichen/mit, besaßen Teilchen derselben Teilchengröße, welche nach dem bisher günstigsten bekannten Verfahren hergestellt wurdet, eine maximale Oberfläche von 1,7 m /g» Es zeigte sichda «the particles of the upper size limit. Compared to, possessed particles of the same particle size, which after previously cheapest known processes were produced, a maximum surface area of 1.7 m / g »It was found

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ferner, daß die Oberfläche von anderen, nach anderen bekannten Verfahren hergestellten Teilchen weniger als 1 m /g betrug.also that the surface of other particles produced by other known processes is less than 1 m / g.

Beispiel 2 (Vergleichsbeispiel) Example 2 (comparative example)

Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß der Autoklav belüftet wurde, bevor die Polymerlösung ihren "FällunKspunkt" durchschritten hatte und bevor der Autoklav vollständig auf Raumtemperatur (etwa 25°C) abgekühlt war. Hierbei fiel das Polymer im Autoklaven in kompakter Weise und nicht in Form feiner Partikel aus.The procedure described in Example 1 was repeated, with the exception that the autoclave was ventilated, before the polymer solution passed its "precipitation point" and before the autoclave had completely cooled to room temperature (about 25 ° C). Here fell the polymer in the autoclave in a compact manner and not in the form of fine particles.

Dieses Beispiel zeigt deutlich, wip wichtig es ist, den Druck in dem geschlossenen Reaktionsgefäß aufrecht zuerhalten, bis die Polymerlösung ihren "Fällungspunkt11 durchschritten hat. Hierbei kann das Polymer langsam aus dem Lösungsmittel ausfallen.This example clearly shows how important it is to maintain the pressure in the closed reaction vessel until the polymer solution has passed its "precipitation point 11. In this case, the polymer can slowly precipitate out of the solvent.

Beispiel 3Example 3

20 g eines kristallinen Polypropylens mit einer Eigenviskosität, gemessen bei l45°C, von 1,96 und 60 ml Pentan wurden in einen 110 ml fassenden Autoklaven eingefüllt. Der Autoklav wurde 8 Stunden lang auf 1500C erhitzt und20 g of a crystalline polypropylene with an inherent viscosity, measured at 145 ° C., of 1.96 and 60 ml of pentane were introduced into a 110 ml autoclave. The autoclave was heated to 150 ° C. for 8 hours and

109829/1395 BAD 109829/1395 BAD

anschließend abgekühlt. Nach beendeter Kühlung wurde der Autoklav belüftet. Ein beträchtlicher Teil des ausgefällten Polymeren lag in Form eines fein verteilten gleichmäßigen Pulvers mit einer Teilchengröße von 500then cooled. When the cooling was complete, the autoclave was ventilated. A considerable part of the precipitated Polymer was in the form of a finely divided uniform powder with a particle size of 500

bis 900 Mikron und einer durchschnittlichen Oberflächeup to 900 microns and an average surface

ρ
von etwa 35 m /g vor.
ρ
of about 35 m / g.

Beispiel 1J (Vergleichsbeispiel) Example 1 J (comparative example)

Das in Beispiel 3 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß anstelle von 20 g Polypropylen 100 g Polypropylen verwendet wurden. Das nach Durchführung des Verfahrens erhaltene Polymer fiel in Form von 10 bis 12 großen Polymerstücken und nicht in der gewünschten Pulverform an.The procedure described in Example 3 was repeated, with the exception that 100 g of polypropylene were used instead of 20 g of polypropylene. After performing the The polymer obtained in the process fell in the form of 10 to 12 large pieces of polymer and not in the desired powder form.

Dieses Ergebnis zeigt, daß es bei überschreiten einer Polymerkonzentration in der Lösung von etwa 50$ zu einemThis result shows that if one exceeds a Polymer concentration in the solution of about $ 50 to one

Zusammenbacken und zum Auftreten fester großer Polymerklumpen koimen kann. Caking and the appearance of solid, large polymer lumps can coimen.

Beispiel 5Example 5

20 g Polyäthylen von niedriger Dichte und 60 ml Pentan wurden in einen 110 ml fassenden Autoklaven eingefüllt. Nachdem dieser auf 15O0C erhitzt worden war, wurde er20 g of low density polyethylene and 60 ml of pentane were placed in a 110 ml autoclave. Once this had been heated to 15O 0 C, it was

!09828/1395 bad oR1G,NAL ! 09828/1395 bad o R1G , NAL

8 Stunden bei dieser Temperatur und unter dem Eigendruck des erhitzten Pentans gehalten. Anschließend wurde der Autoklav auf Raumtemperatur abgekühlt und belüftet.
Der größte Teil des ausgefallenen Polyäthylens lag in Form eines fein verteilten gleichmäßigen Pulvers mit einem Teilchendurchmesser von 500 bis 800 Mikron und
Maintained 8 hours at this temperature and under the autogenous pressure of the heated pentane. The autoclave was then cooled to room temperature and ventilated.
Most of the precipitated polyethylene was in the form of a finely divided uniform powder with a particle diameter of 500 to 800 microns and

einer durchschnittlichen Oberfläche von 30 m /g vor.an average surface of 30 m / g.

Beispiel 6Example 6

10 g eines niedrig viskosen, kristallinen Polypropylenwachses mit einer Eigenviskosität, gemessen bei 1^5°C, von 0,38 und 190 ml Pentan wurden in einen 300 ml fassenden Autoklaven eingefüllt und 4 Stunden lang auf 1500C erhitzt. Nachdem der Autoklav auf Raumtemperatur abgekühlt worden war, wurde er belüftet. Das erhaltene Polypropylen fiel in Form eines Pulvers mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von etwa 10 Mikron an. Diese besonders kleinen Teilchen besaßen eine extrem hohe Oberfläche von W m2/g«10 g of a viscous low crystalline polypropylene wax having an inherent viscosity, measured at 1 ^ 5 ° C, of 0.38 and 190 ml of pentane were introduced into a 300 ml autoclave and heated to 150 0 C for 4 hours. After the autoclave was cooled to room temperature, it was vented. The polypropylene obtained was in the form of a powder with an average particle diameter of about 10 microns. These particularly small particles had an extremely high surface area of W m 2 / g «

Aus den Teilchen ließen sich stabile Emulsionen herstellen. Es zeigte sich, daß sich die Teilchen leicht in Wasser dispergieren ließen, wenn sie in bekannter Weise gemeinsam mit oberflächenaktiven Mitteln verwendet wurden. Stable emulsions could be made from the particles. It was found that the particles could be easily dispersed in water when they were used in a known manner together with surface active agents.

1098 2 9/13951098 2 9/1395

- Ill -- Ill -

Erfolgte die Fällung des Polymeren in Gegenwart von Zusätzen, die in dem verwendeten Lösungsmittel unlöslicht waren, so wurden diese gleichmäßig in dem Polymer dispergiert und zwar bis zu einem Gewichtsverhältnis von Additiv zu Polymer von 19:1·The precipitation of the polymer took place in the presence of Additives which are insoluble in the solvent used were, they were uniformly dispersed in the polymer up to a weight ratio of Additive to polymer from 19: 1

Das folgende Beispiel 7 veranschaulicht verschiedene , Möglichkeiten, nach welchen Mischungen aus fein verteilten Polymeren und Zusätzen hergestellt werden können. The following example 7 illustrates various possibilities according to which mixtures of finely divided polymers and additives can be produced.

Beispiel 7Example 7

4 g Polyäthylen von niedriger Dichte und 16 g Reisstärke wurden mit 200 ml Pentan in einen 300 ml fassenden Autoklaven eingefüllt. Der Autoklav wurde 4 Stunden lang auf 1500C erhitzt und anschließend abgekühlt, wobei der Autoklaveninhalt unter Druck stand. Nachdem das Pentan abgedampft war, lagen Polymer und Stärke in Form einer.einheitlichen Mischung von Teilchen mit einem Teilchendurchmesaer von 300 bis 400 Mikron und einer durchschnittlichenFour grams of low density polyethylene and 16 grams of rice starch were placed in a 300 ml autoclave with 200 ml of pentane. The autoclave was heated to 150 ° C. for 4 hours and then cooled, the contents of the autoclave being under pressure. After the pentane had evaporated, the polymer and starch were in the form of a uniform mixture of particles having a particle diameter of 300 to 400 microns and an average

Oberfläche von 5,2 m /g vor. Die relativ geringe Oberfläche der Teilchen war darauf zurückzuführen, daß die Additivteilchen in der Struktur der Polyäthylenteilchen eingebaut wurden.Surface area of 5.2 m / g. The relatively small surface of the particles was due to the additive particles in the structure of the polyethylene particles were installed.

109829/1395109829/1395

1694Ü381694Ü38

Beispiel 8Example 8

4g eines kristallinen Polypropylens und 16 g Reisstärke wurden in der in Beispiel 7 beschriebenen Weise verarbeitet· Die erhaltene einheitliche Mischung bestand aus Teilchen mit einem Durchmesser von 300 bis 400 Mikron und4 g of a crystalline polypropylene and 16 g rice starch were processed in the manner described in Example 7. The uniform mixture obtained consisted of Particles 300 to 400 microns in diameter and

ρ einer durchschnittlichen Oberfläche von 6,9 m /g.ρ an average surface area of 6.9 m / g.

Beispiel 9, ° ■ " Example 9 , ° ■ "

4 g Polyäthylen und 16 g Ruß wurden in der in Beispiel 7 beschriebenen Weise verarbeitet» Ruß besitzt bekanntlich eine relativ große Oberfläche. Das erhaltene Pulver bestand aus Teilchen einer sehr gleichmäßigen Teilchengröße von 300 bis 400 Mikron. Die Teilchen besaßen eine relativ große Oberfläche von 60,0 m /g.4 g of polyethylene and 16 g of carbon black were used in Example 7 processed in the manner described »As is well known, soot has a relatively large surface area. The powder obtained passed of particles of a very uniform particle size of 300 to 400 microns. The particles had one relatively large surface area of 60.0 m / g.

Beispiel 10Example 10

5 g hochkristallines Polypropylen und 19O ml Pentan wurden in einen Autoklaven eingefüllt und auf 1500C erhitzt. Der" Autoklav wurde 8 Stunden lang auf dieser Temperatur und unter dem Eigendruck des erhitzten Pentans gehalten. Anschließend wurde der Autoklav auf Raumtemperatur abgekühlt und belüftet. Das ausgefällte Polymer fiel in Form gleichmäßiger Partikel mit einer Teilchengröße von 1 bis 5 Mikron5 g of highly crystalline polypropylene and 19O ml of pentane were introduced into an autoclave and heated to 150 0 C. The "autoclave was kept at this temperature and under the autogenous pressure of the heated pentane for 8 hours. The autoclave was then cooled to room temperature and vented. The precipitated polymer fell in the form of uniform particles with a particle size of 1 to 5 microns

10982S/139510982S / 1395

2 und einer durchschnittlichen Oberfläche von 42,5 m /g an,2 and an average surface area of 42.5 m / g,

Beispiel 11Example 11

4 g Polypropylen und 16 g Polymethylmethacrylat wurden4 g of polypropylene and 16 g of polymethyl methacrylate were made

ι -ι -

in der in Beispiel 7 beschriebenen Weise verarbeitet. Dfe Polymerpartikel fielen in Form einer homogenen Pulvermischung an.processed in the manner described in Example 7. Dfe Polymer particles were obtained in the form of a homogeneous powder mixture.

Beispiel 12Example 12

4 g einer 50-50 gew.-#igen Mischung aus Polyäthylen und Polypropylen wurden in der in Beispiel 7 beschriebenen Weise verarbeitet. Es wurde ein homogenes Pulver aus Polyäthylen-Polypropylenpartikeln und gleichmäßig darin verteilter Reisstärke erhalten.4 g of a 50-50 wt .- # mixture of polyethylene and Polypropylene were processed in the manner described in Example 7. It became a homogeneous powder Polyethylene-polypropylene particles and rice starch evenly distributed therein.

Beispiel 13 (Vergleichsbeispiel) Example 13 (comparative example)

Es wurde ein polykristallines Polypropylen nach dem üblichen Breiphasenverfahren hergestellt. Die erhaltenen Partikel besaßen eine Teilchengröße von 1 bis 5 Mikron und eine durehschnittliche Oberfläche von 1,5 m2/g.A polycrystalline polypropylene was produced by the usual pulp phase process. The particles obtained had a particle size of 1 to 5 microns and an average surface area of 1.5 m 2 / g.

Das beim Breiphasenverfahren anfallende Polymer wird in Form eines Pulvers erhalten, ohne daß Irgend ein Träger* medium, wie beispielsweise eine Flüssigkeit, vorhandenThe polymer resulting from the pulp phase process is in Obtained in the form of a powder without any carrier * medium, such as a liquid, is present

109829/1395 mML 1NSPECTED 109829/1395 mML 1NSPECTED

ist. Das Polyolefinpulver, das nach dem Breiphasenverfahren terstellbar ist, enthält jedoch keine Teilchen mit einer großen Oberfläche» Solche Teilchen eignen sich nicht besonders als Absorptionsmittel.is. The polyolefin powder produced by the pulp phase process can be produced, but does not contain particles with a large surface. Such particles are suitable Not particularly useful as an absorbent.

Gegebenenfalls können aus den beim Verfahren der Erfindung anfallenden Partikeln bestimmte Additive extrahiert werden, wobei die zurückbleibenden Partikel eine offenzellige Struktur mit besonders großen Oberflächen besitzen. Zu diesen, aus detf ausgefällten Polymerpartikeln leicht zu extrahierenden Additiven gehören beispielsweise fein verteilte Stoffe, wie Reis-, Maisund Kartoffelstärke. Weitere geeignete Zusätze sind z.B. Natriumchlorid, Calciumcarbonat, Magnesiumsulfat und Natriumsulfit.If appropriate, certain additives can be used from the particles obtained in the process of the invention extracted, whereby the remaining particles have an open-cell structure with particularly large surfaces own. These additives, which are easy to extract from the polymer particles precipitated, include for example finely divided substances such as rice, corn and Potato starch. Other suitable additives are, for example, sodium chloride, calcium carbonate, magnesium sulfate and Sodium sulfite.

Stoffe wie Ruß, lösliche und nicht lösliche Polymere, Pigmente, Antioxydantien, Farbstoffe und dergl. können zwar ebenfalls hervorragend in den Polymerpartikeln dlspergiert, jedoch in der Regel nicht extrahiert werden. Substances such as carbon black, soluble and insoluble polymers, pigments, antioxidants, dyes and the like can also be dispersed excellently in the polymer particles, but generally cannot be extracted.

Durch geeignete Wahl der Größe und Art des Additivs oder der Additive, die in das ausgefällte Polymer eingeschlossen werden, 1st es möglich, genau die gewünschte Zellstruktur herzustellen· So hat beispielsweise Reisstärke eine durchschnittliche Teilchengröße von etwa 5 Mikron, MalsstärkeBy suitable choice of the size and type of additive or of the additives included in the precipitated polymer Is it possible to produce exactly the desired cell structure · For example, rice starch has an average particle size of about 5 microns, corn starch

108829/13108829/13

1694U381694U38

etwa 15 Mikron, Kartoffelstärke etwa 70 Mikron.about 15 microns, potato starch about 70 microns.

Im Falle eines Stärkezusatzes beispielsweise, kann die Stärke durch Eintragen der Partikel In siedendes Wasser und anschließendes Extrahieren mit einer verdünnten Säure, wie beispielsweise HCl extrahiert werden. Andere Zusätze dieser Art können ebenso durch ( Heraus )-ijös en oder durch Zersetzung entfernt werden.In the case of a starch additive, for example, the Starch by adding the particles to boiling water and then extracting them with a dilute acid, such as HCl can be extracted. Other additions of this kind can also be done by (out) -ijös or by Decomposition can be removed.

Die ausgefällten, vielzelligen Teilchen sind dadurch gekennzeichnet, daß sie eine ungewöhnlich große Oberfläche und eine sehr, geringe Teilchengröße (bei geeigneter Wahl der Verfahrensbedingungen,insbesondere bei Verwendung eines Polyolefinwachses) besitzen.The precipitated, multicellular particles are characterized by that they have an unusually large surface area and a very, small particle size (with a suitable choice the process conditions, especially when used a polyolefin wax).

Die nach dem Verfahren der Erfindung herstellbaren Partikel eignen sich herdvorragend zur Herstellung von Tabakrauchfiltern. Sie lassen sich ferner überall dort erfolgreich verwenden, wo kleine Polymerpartikel großer Oberfläche verwendet werden, ; The particles which can be produced by the process of the invention are outstandingly suitable for the production of tobacco smoke filters. They can also be used successfully wherever small polymer particles with a large surface area are used ;

Dabei können die nach dem Verfahren der Erfindung herstellbaren Partikel mit oder ohne Zusatz und ohne Rücksicht darauf, ob der Zusatz entfernt wurde, verwendet werden.The can be produced by the method of the invention Particles with or without additive and regardless of whether the additive was removed, used will.

109829/1395109829/1395

! 6 9 4 ü 3! 6 9 4 over 3

Abgesehen von ihrer besonders vorteilhaften Verwendbarkeit zur Herstellung von Tabakrauchfiltern, lassen sich die nach dem Verfahren der Erfindung herstellbaren Partikel beispielsweise zum Tauchbeschichten heißer Formartikel aus Metall, zur Sprühbeschichtung, z. B. mittels Düsen, beispielsweise einer sogenannten flame of plasma jet, sowie zur Beschichtung von Teppichrückseiten verwenden. Bei den meisten der genannten Verwendungszwecke werden die Partikelpulver zunächst aufgetragen und anschließend zu einem kontinuierlichen dünnen überzug zusammengeschmolzen. Da die beim Verfahren der Erfindung anfallenden Partikelpulver aus feineren Partikeln als die bisher herstellbaren Pulver bestehen, können sie zur Herstellung extrem dünner überzüge verwendet werden. Die große Oberfläche der herstellbaren Partikel ermöglicht es auch, sie beispielsweise als Absorber in der Chromatographie, zur Herstellung der verschiedensten Filter und als Ersatz für Aktivkohle, die eine Oberfläche von 20 m /g und größer hat,Apart from their particularly advantageous usability for the production of tobacco smoke filters, can the particles producible by the process of the invention, for example for dip coating hot molded articles made of metal, for spray coating, e.g. B. by means of nozzles, for example a so-called flame of plasma jet, as well as for coating the back of carpets. Most of the uses mentioned will be the particle powder is applied first and then melted together into a continuous thin coating. Since the particle powders obtained in the process of the invention consist of finer particles than the powders that could be produced up to now, they can be used for production extremely thin coatings can be used. The large surface area of the particles that can be produced also enables them for example as an absorber in chromatography, for Manufacture of various filters and as a replacement for Activated carbon, which has a surface area of 20 m / g and larger,

z. B. Cabot** Sterling V Lampenruß mit einer Oberflächez. B. Cabot ** Sterling V lampblack with a surface

ρ
von 27 m /g; Whitco F-I Gasofenruß mit einer Oberfläche
ρ
of 27 m / g; Whitco FI single-surface gas furnace soot

2 *2 *

von 25 m /g, zu verwenden» In all den Fällen, in denen es nicht auf die schwarze Farbe des Rußes oder der Aktivkohle ankommt t können somit nach dem Verfahren der Anmeldung herstellbare Partikel verwendet werden.of 25 m / g to use "In all the cases where it does not depend on the black color of the soot or the activated carbon t producible particles can thus be used by the process of registration.

ORIGiNAL INSPECTEDORIGiNAL INSPECTED

109829/1395109829/1395

Weiterhin können die Partikel z. B. auch als Mattierungsmittel, ζ. B, in Form von Anstrichen, Lacken und Emulsionen, zur Herstellung von wildlederähnlichen texturierten, nicht glasigen Öberflächenüberzügen oder Lacken verwendet werden. Der Zusatz der Pulver zu Anstrichen und Lacken erhöht auch deren Kratzfestigkeit· Weiterhin lassen sich die nach dem Verfahren der Erfbindung erhaltenen Partikel z. B. zur Herstellung von Formartikeln nach dem Rotationsgießverfahren verwenden.Furthermore, the particles can, for. B. also as a matting agent, ζ. B, in the form of paints, varnishes and emulsions, for the production of suede-like textured, non-glassy surface coatings or lacquers. The addition of powders to paints and varnishes increases also their scratch resistance · Furthermore, the particles obtained by the process of the invention z. B. for the production of molded articles by the rotational molding process use.

Ein bisher als vorteilhaft angesehenes bekanntes Verfahren zur Herstellung poröser oder ein Additiv enthaltender Partikel bestand darin, daß man Stärke einem Äthylenpolymeren mittels heißer Walzen einverleibte. Die in' das Polyäthylen eingebrachte Stärke lconnte anschließend gegebenenfalls zur Herstellung eines porösen Materials extrahiert werden. Ein weiteres bekanntes Verfahren bestand darin, Additive und Monomere, wie beispielsweise Styrol, miteinander zu vermischen und die erhaltene Mischung in eine feste Form zu gitßen. Anschließend, wurde das Additiv ausgelaugt, worauf eine poröse Masse zurückblieb«A known process for the production of porous particles or particles containing an additive, which has hitherto been regarded as advantageous, consisted in incorporating starch into an ethylene polymer by means of hot rollers. The starch introduced into the polyethylene could then optionally be extracted to produce a porous material. Another known method consisted in mixing additives and monomers, such as styrene, with one another and pouring the mixture obtained into a solid form. Subsequently, the additive was leached, whereupon a porous mass remained «

Ein weiteres bekanntes Verfahren zur Herstellung mikroporöser Stoffe besteht darin, einen porenbildenen Stoff, beispielsweise Stärke, einer Mischung von pulverförmiger»Another known method for the production of microporous fabrics is to use a pore-forming fabric, for example starch, a mixture of powdered »

Polyvinylchlorid und einem temporären Plastifizierungsmittel einzuverleiben, wobei der porenbildende Stoff entweder mit dem Polymer oder mit dem Plastifizierungsmittel unverträglich sein muß. Nachdem die Mischung, beispielsweise durch Extrusion, zu einer Folie verformt worden war, wurde der porenbildende Stoff aus der Masse entfernt, wobei eine große Zahl gleichmäßig großer Poren oder Mikroporen, deren Größe von der ursprünglichen Größe der Stärke abhing, gebildet wurden.Polyvinyl chloride and a temporary plasticizer incorporated, with the pore-forming substance either with the polymer or with the plasticizer must be incompatible. After the mixture has been deformed into a film, for example by extrusion had been, the pore-forming substance was removed from the mass, with a large number of uniformly sized pores or micropores whose size is different from the original size the strength depended.

Zur Herstellung zelliger, polymerer Körper war es ferner bekannt, dem polymeren Material unter Druck ein normalerweise gasförmiges Expansionsmittel einzuverleiben und daraufhin eine Druckentspannung herbeizuführen.It was also used to produce cellular, polymeric bodies known to incorporate a normally gaseous expansion agent into the polymeric material under pressure and then to bring about a pressure release.

Bei den bekannten Verfahren werden jedoch stets poröse Stoffe erzeugt, welche ungleichmäßigej uneinheitlich große und willkürlich verteilte Poren mit ungleichmäßigen Filter-•eigenschaften besitzen. Weiterhin sind die bekannten Verfahren in der Regel ziemlich teuer. Auch fallen oftmals Produkte an, welche nicht ohne eine zusätzliche Bearbeitung verwendet werden können·In the known methods, however, they are always porous Produces substances which are of irregular size and randomly distributed pores with uneven filter properties own. Furthermore, the known methods usually quite expensive. Often there are also products that cannot be processed without additional processing can be used

Aue der folgenden Tabelle ergibt pich die verbesserte Wirksamkeit von Tabakrauchfiltern, die unter Verwendung von nach! dem Verfahren der Anmeldung her·teilbaren Partikeln The following table shows the improved effectiveness of tobacco smoke filters obtained using nach! particles which can be produced using the registration process

109829/1396 0RlöltoL 109829/1396 0RlöltoL

·>-■?■■·■■-■:■■■':■■'--·;·> - ■? ■■ · ■■ - ■: ■■■ ': ■■' - ·;

hergestellt wurden·und zwar vor und nach der Extraktion verschiedener Zusätze. Zu Vergleichszwecken würden einige Filter unter Verwendung von Partikeln hergestellt, die nach dem sogenannten wHeiß-Walzen-trVerfahren, wie es in der USA-Patentschrift 2 676 929 beschrieben wird, hergestellt wurden.before and after the extraction of various additives. For comparison purposes, some filters were prepared using particles that w according to the so-called hot-roll tr method, as described in US Patent 2,676,929 were prepared.

TABELLE ITABLE I.

Filter Verwendeter Nr* ZusatzFilter No. * Addition used

12 13 14 15 1612 13 14 15 16

β 17 to 18 19 co 20 -* 21 S 22 β 17 to 18 19 co 20 - * 21 S 22

m 23 24 m 23 24

2525th

Reisstärke Reisstättce Reisstärke Reisstärke Reisstärke Reisstärke ReisstärkeRice starch rice place rice starch rice starch Rice starch rice starch rice starch

Reisstärke ReisstärkeRice starch rice starch

Reisstärke ReisstärkeRice starch rice starch

Calciumcarbonat mit einer Teilchengröße von 4 MikronCalcium carbonate with a particle size of 4 microns

TrIcalcium-Phosphat mit einer Teilchengröße von 4 MikronTrIcalcium Phosphate with a particle size of 4 microns

% Zusatz % Addition

50 70 80 80 80 80 8050 70 80 80 80 80 80

80 8080 80

80 8080 80

8080

8080

Zusatz extrahiertExtracts additive

jaYes

jaYes

jaYes

JaYes

neinno

neinno

jaYes

ja jaYes / Yes

Ja ja Yeah yeah

jaYes

jaYes

Verwendetes
Polymer
Used
polymer

PolypropylenPolypropylene

PolypropylenPolypropylene

PolypropylenPolypropylene

PolypropylenPolypropylene

PolypropylenPolypropylene

PolypropylenPolypropylene

PolypropylenPolypropylene

PolyäthylenPolyethylene

PolyäthylenPolyethylene

PolystyrolPolystyrene

PolycarbonatPolycarbonate

Polyesterpolyester

Mischverfahren Mixing process

Filter Gewtin mgFilter weight mg

OberflächSurface

% entfernte der extra Teerstoffe' hierten % of the extra tar material removed

PartikelParticles

Fällungprecipitation

Fällungprecipitation

Fällungprecipitation

heiße Walzenhot rollers

Fällungprecipitation

heiße Walzenhot rollers

Fällungprecipitation

heiße Walzenhot rollers

Fällungprecipitation

Fällungprecipitation

Fällungprecipitation

Fällungprecipitation

Polypropylen FällungPolypropylene precipitation

Polypropylen FällungPolypropylene precipitation

106
68
52
70
44
106
68
52
70
44

179
144
100
179
144
100

58
60
58
60

38 62 72 6038 62 72 60

75 39 55 4075 39 55 40

6363

66 7066 70

6868

7070

6969

m2/g 41.0m 2 / g 41.0

1.5 11.91.5 11.9

4> C OO OO4> C OO OO

In allen Fällen wurden Partikel mit einer Größe von 300 bis 400 Mikron verwendet und zwar gleichgültig, ob das Material extrahiert wurde oder nicht.In all cases, particles between 300 and 400 microns were used, regardless of whether whether the material was extracted or not.

Die bei diesen Versuchen verwendeten, nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Partikel wurden wie folgt hergestellt:Those used in these experiments, according to the procedure Particles made according to the invention were made as follows:

200 ml Lösungsmittel, in der Regel Pentan, und insgesamt 20 g Polymer und Additiv (falls ein solches verwendet wurde) wurden in einem Autoklaven eines Inhaltes von 310 ml miteinander vermischt. Die jeweils erhaltene Mischung wurde 4 Stunden lang unter Schütteln des Autoklaven unter dem Eigendruck, der durch die von den Bestandteilen im Drucktopf abgegebenen Gase entstand, auf 150 C erhitzt» Anschließend wurde der Autoklav langsam auf Raumtemperatur abgekühlt und geöffnet. Das eirtge- : setzte Polymer-Additivgemisch lag in Form fein verteilter Polymerteilchen vor. Das restliche Lösungsmittel wurde abgetrennt. Die erhaltenen Partikel wurden gesiebt, um den Teilchengrößenbereich von 300 bis 400 Mikron zu isolieren. Das Verhältnis Additiv zu Polymer wurde verändert. Die Menge des verwendeten Lösungsmittels wurde konstant gehalten.200 ml of solvent, usually pentane, and a total of 20 g of polymer and additive (if such was used) were mixed with one another in an autoclave with a capacity of 310 ml. The mixture obtained in each case was heated to 150 ° C. for 4 hours while shaking the autoclave under the autogenous pressure created by the gases given off by the constituents in the pressure pot. The autoclave was then slowly cooled to room temperature and opened. The eirtge-: sat polymer additive mixture was in the form of finely divided polymer particles before. The remaining solvent was separated off. The resulting particles were sieved to isolate the particle size range of 300 to 400 microns. The additive to polymer ratio has been changed. The amount of solvent used was kept constant.

109829/1395109829/1395

7694Ü387694Ü38

Aus nach beiden Verfahren hergestellten Partikeln wurdenParticles produced by both methods became

Filtereinheiten hergestellt, indem die losen Teilchen in eine Hülle eingebracht wurden. Diese Filtereinheiten wurden entweder ausgeformt oder anschließend zu 17 mm langen Stäbchen eines Umfanges von 24,5 mm zerschnitten. Wenn erforderlich oder zweckmäßig, wurden die Enden der Einheiten unter Verwendung geringer Mengen Celluloseacetat oder eines ähnlichen Materials verschlossen, um das Herausfallen der Partikel aus der Hülle zu verhindern. Die erhaltenen Tabakrauchfilter wurden anschließend unter Herstellung von Filterzigaretten an Zigaretten angebracht. Eine solche Zigarette ist in der Zeichnung dargestellt. Die Zigarette besteht aus dem Tabakteil 1 und dem Filtert.eil 2. Der Filterteil 2 besteht aus den in einer Filterhülle 3 eingeschlossenen Partikeln 4 und den Stopfen 5 und 5a. Tabakteil 1 und Filterteil 2 sind von der Hülle 6 umgeben. Die erhaltenen Filterzigaretten wurden dann nach dem von McConnel in der Zeitschrift "Tabacco Science 4", Seiten 55 - 61, I960, beschriebenen Verfahren auf ihre Teer- und Feststoffentfernungseigenschaften untersucht.Filter units made by placing the loose particles in a sheath. These filter units were either molded or then cut into 17 mm long rods with a circumference of 24.5 mm. If necessary or appropriate, the ends of the units have been sealed using small amounts of cellulose acetate or similar material to prevent the particles from falling out of the envelope. The obtained tobacco smoke filters were then attached to cigarettes to produce filter cigarettes. Such a cigarette is shown in the drawing. The cigarette consists of the tobacco part 1 and the filter part 2. The filter part 2 consists of the particles 4 enclosed in a filter envelope 3 and the stoppers 5 and 5a. The tobacco part 1 and the filter part 2 are surrounded by the casing 6. The filter cigarettes obtained were then examined for their tar and solids removal properties by the method described by McConnel in the journal "Tabacco Science 4", pages 55-61, 1960.

Die nach dem Verfahren der Erfindung herstellbaren Partikel eignen «ich in gleich vorteilhafter Weise als Additive in Tabakrauchfilterelementen, die in bekannter kontinuierlicher freise aus endlosen Filterkabeln hergestellt werden. The particles which can be produced by the process of the invention are equally advantageously suitable as additives in tobacco smoke filter elements which are produced in a known continuous manner from endless filter cables.

Das Zigarettenfilter Nr. 12 der Tabelle I wurde als Bezugs- oder Vergleichsfilter unter Verwendung von reinen, ausgefällten Polypropylenteilchen hergestellt. Filter Nr. 13 besitzt verbesserte Piltereigenschaften durch Zusatz von 5055 Reisstärke-Additiv. Filter Nr. 14 zeigt ebenfalls verbesserte Ergebnisse durch Zusatz von 70S» Additiv.The No. 12 cigarette filter of Table I was identified as Reference or comparison filters made using pure, precipitated polypropylene particles. Filter no. 13 has improved filter properties through the addition of 5055 rice starch additive. Filter # 14 also shows improved results through the addition of 70S »additive.

Die Ergebnisse mit den Filtern Nr. 15 und 16 veranschaulichen den Unterschied in der Fiiterwirksamkeit bei Verwendung von Partikeln, die einmal nach dem Fällungsverfahren und das andere Mal nach dem Mischverfahren auf „ heißen Walzen hergestellt wurden. In beiden Fällen wurde das aus Stärke bestehende Additiv extrahiert, bevor das gefällte Material zu Zigarettenfiltern verarbeitet wurde. Aus dem Vergleich der Filter Nr. 17 und 18 ergibt sich der Unterschied, wenn die Stärke nicht extrahiert wird. Es zeigte sich, daß das nicht extrahierte, ausgefällte, vielzellige, zur Herstellung des Filters Nr. 18 verwen dete Material praktisch ebenso gute Ergebnisse liefert, wie das beste durch Mischen auf heißen Walzen und anschließende Extraktion erhaltene Material. The results with filter nos. 15 and 16 illustrate the difference in the filtering effectiveness when using particles which were produced once by the precipitation process and the other time by the mixing process on “hot rollers”. In both cases, the starch additive was extracted before the precipitated material was processed into cigarette filters. The comparison of filter nos. 17 and 18 shows the difference when the starch is not extracted. It was found that the unextracted , precipitated, multicellular material used to manufacture Filter No. 18 gives practically as good results as the best material obtained by mixing on hot rollers and subsequent extraction.

Die Filter Nr. 19 und 20 veranschaulichen wiederum die unterschiedliche Wirksamkeit von Polyäthylenpartikeln, die nach den beiden verschiedenen Verfahren hergestellt wurden. .Filters # 19 and # 20 again illustrate the different effectiveness of polyethylene particles produced by the two different processes became. .

1Ö982S/13951Ö982S / 1395

ORlQiNAl-ORlQiNAl-

Die Filter Nr. 21, 22 und 23 zeigen die Verwendbarkeit von Partikeln, die aus anderen Polymeren als Polyolefinen bestehen. Der zur Herstellung des Filters Nr. 23 verwendete Polyester bestand aus Polyäthylenterephthalat; als Lösungsmittel wurde anstelle von Pentan Butyrolacton verwendet. Dieser Austausch des Lösungsmittels war notwendig, da Polyester und Polyamide ein sehr polares Lösungsmittel erfordern und sich hierin von den Polyolefinen unterscheiden.Filters Nos. 21, 22 and 23 demonstrate the utility of particles made from polymers other than polyolefins exist. The one used to make the # 23 filter Polyester consisted of polyethylene terephthalate; butyrolactone was used as a solvent instead of pentane used. This replacement of the solvent was necessary because polyester and polyamides are very polar Solvents require and differ from the polyolefins herein differentiate.

fr. -. "
Die Filter Nr. 2k und 25 veranschaulichen weiterhin die vielseitige Anwendbarkeit des Verfahrens der Erfindung. Bei der Herstellung der Filter wurden den Polymerteilchen von Stäfrke verschiedene extrahierbare Additive zugesetzt.
fr. -. "
Filters Nos. 2k and 25 further illustrate the versatility of the method of the invention. During the manufacture of the filters, various extractable additives were added to the polymer particles of Stäfrke.

Vergleicht man. 125-fach vergrößerte MikrophotographienIf you compare. Photomicrographs enlarged 125 times

von Filterquerschnitten eines der bekannten mikroporösenof filter cross-sections of one of the well-known microporous

der Polyäthylenfilters und eines Filters,nach dem Verfahren der Erfindung hergestellt wurde, so läßt sich deutlich feststellen, daß sich die Struktur des ausgefällten vielzelligen Materials von der Struktur des mikroporösen Polyäthylenfilters starjc unterscheidet. Das Tabakrauch-' filterelement mit dem ausgefällten, vielzelligen Poly·» äthylen gemäß der Erfindung,besitzt wesentlich kleinerethe polyethylene filter and a filter, according to the procedure of the invention was made, it can be clearly seen find that the structure of the precipitated multicellular Material differs from the structure of the microporous polyethylene filter starjc. The tobacco smoke ' filter element with the precipitated, multicellular poly · » ethylene according to the invention, has much smaller

,Poren und besteht aus kleineren Teilchen. Bei einer 500-fachen Vergrößerung eines Tabakrauchfilterelements, Pores and consists of smaller particles. At a 500 times magnification of a tobacco smoke filter element

'i i* 'i i *

103829/1395103829/1395

mit dem ausgefällten, vielzelligen polymeren Material, das nach dem Verfahren der Erfindung hergestellt wurde, erkennt mach leicht, daß dieses eine von dem toikroporösen Material völlig verschiedene physikalische Struktur besitzt, da es aus einer Vielzahl sehr kleiner kugelförmiger Teilchen besteht, die so angeordnet sind, daß sie zusammen größere Teilchen oder Stränge bilden. In den bekannten mikroporösen Filtern liegen 4agegen glatte zusammenhängende Stäbe vor. v 'with the precipitated, multicellular polymeric material produced by the process of the invention, it is easy to see that this has a completely different physical structure from the toicroporous material, since it consists of a large number of very small spherical particles arranged in such a way that that together they form larger particles or strands. In the known microporous filters, on the other hand, there are smooth, connected rods. v '

Zusammenfassend läßt sich über die Tabakrauchfilter, die aus den erfindungsgemäß herstellbaren Partikeln hergestellt wurden, folgendes sagen:In summary, the tobacco smoke filters that produced from the particles which can be produced according to the invention say the following:

1. Sie sind hochwirksam und zwar gleichgültig, ob das Additiv extrahiert oder nicht extrahiert wurde,1. They are highly effective, regardless of whether the additive has been extracted or not,

2. sie besitzen ein geringes Gewicht,2. they are light in weight,

3. sie besitzen eine sehr hohe Oberfläche und3. They have a very high surface area and

Ij. sie zeigen, verglichen mit durch Verwalzen hergestelltem Filtermaterial, eine unterschiedliche, auf Mikrophotographien zu erkennende Struktur.Ij. they show compared to that made by rolling Filter material, a different structure that can be seen on photomicrographs.

109829/139E109829 / 139E

Claims (13)

PatentansprücheClaims 1. Verfahren zur Herstellung von Polymerteilchen mit einem Teilchendurchmesser von 0,1 bis 900 Mikron1. Process for the production of polymer particles with a particle diameter of 0.1 to 900 microns ο und einer Oberfläche von mindestens 5 m /g, dadurchο and a surface of at least 5 m / g, thereby gekennzeichnet, daß manmarked that one 1. ein Polymer, gegebenenfalls gemeinsam mit Zusätzen, in einem cQefaß mit einem Lösungsmittel in Kontakt bringt, daß man1. a polymer, optionally together with additives, in a container with a solvent that one brings in contact 2. die erhaltene Mischung unter Druck auf eine zur Lösung des Polymeren ausreichende Temperatur erhitzt, daß man2. the mixture obtained under pressure on a for Solution of the polymer heated sufficient temperature that one 3. die Lösung des Polymeren bis zu einer Temperatur abkühlt, bei welcher das Polymer aus der Lösung auffällt, daß man t 3. the solution of the polymer cools to a temperature at which the polymer falls out of the solution that one t 4. während des Abkühlvorganges den im Bett*t#efäß herrschenden Druck aufrecht erhält und daß man4. During the cooling process, the container in bed * t # e sustains the prevailing pressure and that one 5. die ausgefallenen, fein verteilten Polymertellchen vom Lösungsmittel abtrennt und gegebenenfalls anwesende Zusätze extrahiert.5. the failed, finely divided polymer particles separated from the solvent and optionally present Extracts additives. ORIGINAL IKSPECTEOORIGINAL IKSPECTEO 108120/T3&6108120 / T3 & 6 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen verwendet.2. The method according to claim 1, characterized in that that the solvent used is saturated or unsaturated hydrocarbons having 2 to 5 carbon atoms used. 3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel Ä'than, Äthylen, Propan, Propylen, Butan, Buten, Pentan, Penten sowie deren Isomere verwendet.3. Process according to Claims 1 and 2, characterized in that the solvent used is ethane, ethylene, Propane, propylene, butane, butene, pentane, pentene and their isomers are used. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel aromatische Verbindungen, halogenierte Kohlenwasserstoffe oder halogenierte aromatische Verbindungen verwendet.4. The method according to claim 1, characterized in that that the solvent used is aromatic compounds, halogenated hydrocarbons or halogenated aromatic compounds used. 5« Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man 1 bis 50 gew.-Jtige Lösungen des Polymeren herstellt.5 «Method according to claims 1 to 4, characterized in that that 1 to 50% by weight solutions of the Polymers manufactures. 6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß man 1 bis 20 gew.-ίige Lösungen des Polymeren herstellt.6. The method according to claims 1 to 5 »characterized in that 1 to 20 weight-strength solutions of the Polymers manufactures. 10982» /110982 »/ 1 ,1 % k Ä ToWQ„4AU, 1 % k Ä T oWQ "4AU 7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man in dem geschlossenen Druckgefäß7. The method according to claims 1 to 6, characterized in that that one in the closed pressure vessel ρ
einen Druck von mindestens 7 kg/cm erzeugt.
ρ
generates a pressure of at least 7 kg / cm.
8. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß man der aus Polymer und Lösungsmittel bestehenden Mischung oder Lösung weitere, in dem Lösungsmittel unlösliche Teilchen zusetzt.8. The method according to claims 1 to 7 »characterized in that that the mixture or solution consisting of polymer and solvent further, in which Solvent adds insoluble particles. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Teilchen in einem Verhältnis von Teilchen zu Polymer von 1:1 bis 19:1 zusetzt.9. The method according to claim 8, characterized in that the particles in a ratio of particles to polymer from 1: 1 to 19: 1 added. 10. Verfahren nach Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß man die in den Polymerpartikeln dispergierten Teilchen extrahiert.10. The method according to claims 8 and 9, characterized in that the dispersed in the polymer particles Particles extracted. 11. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man von Polymeren, insbesondere Polyolefinen, aus Monomeren mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen ausgeht.11. The method according to claims 1 to 10, characterized in that that one of polymers, especially polyolefins, from monomers having 2 to 12 carbon atoms goes out. 109829/13 95109829/13 95 12. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man von Polymeren mit Molekulargewichten von lOOÖ bis mehreren Millionen und Schmelzpunkten von 50° bis 35O0C ausgeht.12. The method according to claims 1 to 11, characterized in that one starts from polymers with molecular weights of 100 to several million and melting points of 50 ° to 35O 0 C. 13. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß man von Polyestern, Polyolefinen und Polyolefin-Mischpolymeren, insbesondere fithylen-Mischpolymeren, ausgeht. . _ ·,13. The method according to claims 1 to 12, characterized in that one of polyesters, polyolefins and Polyolefin copolymers, in particular ethylene copolymers, goes out. . _ ·, 10982Ö/139510982Ö / 1395
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