DE2012918C3

DE2012918C3 - Use of extruded and stretched films for paper production

Info

Publication number: DE2012918C3
Application number: DE19702012918
Authority: DE
Inventors: Yo; Asaoka Masao; Okamura Toshiro; Nagahama Shigenori; Yamaguchi Yutaka; Hoshi lkuo; Takaki Kiyoshi; Masubushi Yorimitu; Shimodate; llgaya Haruo Yuki; Nakano Mineo Hitachi; Maeda (Japan)
Original assignee: Ausscheidung in: 20 64 932 Hitachi Chemical Co, Ltd, Tokio
Priority date: 1969-03-19
Filing date: 1970-03-18
Publication date: 1977-11-17

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung einer extrudierten und gereckten Folie bei einem Verfahren zur Herstellung einer breiartigen Fasermasse zur Papierherstellung durch Extrudieren eines Gemisches von zumindest zwei miteinander unverträglichen oder wenig verträglichen thermoplastischen Kunststoffen, von denen mindestens einer orientierbar ist, verstrecken bei einer Temperatur zwischen Erweichungspunkt und Schmelzpunkt, zerschneiden auf geeignete Längen und mechanisches Zerfasern der erhaltenen Schnitzel unter Ausnutzung der auf Grund der Inkompatibilität der ineinander dispergierten Komponenten geringeren Festigkeit an den Phasengrenzen.The invention relates to the use of an extruded and stretched film in a process for the production of a pulp-like fiber pulp for papermaking by extruding a mixture of at least two incompatible or poorly compatible thermoplastics, at least one of which is orientable, stretching at a temperature between softening point and Melting point, cut to suitable lengths and mechanically defibrate the resulting chips Utilization of the lower components due to the incompatibility of the components dispersed in one another Strength at the phase boundaries.

Die Herstellbarkeit eines für die Fertigung von synthetischen Papieren geeigneten Faserbreies, ausgehend von Kunststoffen als Ausgangsmaterial, ist in Anbetracht der ausgezeichneten Eigenschaften der synthetischen Materialien bereits intensiv untersucht worden. Bisher wurde jedoch kein Verfahren gefunden, das sowohl hinsichtlich der Verfahrensführung als auch wirtschaftlich zufriedenstellend gewesen wäre. Der Grund dafür ist erstens in dem auffallenden Kostenunterschied zwischen dem Faserbrei aus synthetischem Material und demjenigen aus natürlichen Materialien zu suchen sowie zweitens darin, daß eine gute mechanische Verfilzung, wie sie für die Papierherstellung notwendig wäre, bei Kunststoffen schwierig zu erreichen ist.The manufacturability of a pulp suitable for the production of synthetic papers, starting from of plastics as a starting material, in view of the excellent properties of the synthetic materials have already been studied intensively. So far, however, no method has been found which would have been satisfactory both in terms of process management and economically. the The reason for this is firstly in the striking cost difference between the synthetic pulp Material and that of natural materials to look for and, secondly, that good mechanical Matting, as it would be necessary for paper production, is difficult to achieve in plastics.

Der unter Punkt 1 genannte Kostenunterschied ist darauf zurückzuführen, daß die Kunststoffe selbst teuer sind und daß der kunststoffhaltige Faserbrei über ein Spinnverfahren hergestellt wird, das selbst eine geringe Produktivität besiizt Die durch Verspinnen erhaltenen Fasern werden auf geeignete Längen geschnitten. Um die Kosten zu senken, wurde hauptsächlich versucht, die Produktivität des Spinnprozesses zu verbessern.The cost difference mentioned under point 1 is due to the fact that the plastics themselves are expensive are and that the plastic-containing pulp is produced via a spinning process, which itself is a low Productivity possessed. The fibers obtained by spinning are cut to suitable lengths. Around In order to reduce costs, an attempt has been made mainly to improve the productivity of the spinning process.

Die Erzielung der unter Punkt 2 angesprochenen mechanischen Ve: filzung der Fasern ist bei Kunststoffen sehr problematisch:The achievement of the mechanical felting of the fibers mentioned under point 2 is with plastics very problematic:

Ein Faserbrei aus naturlichem Material wird in einer Zerschlagmaschine bzw. einem Holländer durch Zerschlagen bzw. Zerfasern des Materials zu an der Oberfläche oder an den Enden verzweigten feinen Fasern hergestellt. Dadurch wird eine Verfilzung zwischen den Breifasern erzielt, und das daraus hergestellte Papier hat eine entsprechende Naßfestigkeit Bei der Papierfertigung mit Hilfe einer Papiermaschine vom Fourdrinier- oder Zylindertyp kann daher eine in sich zusammenhängende (noch mit Wasser durchtränkte) Papierbahn durch Sieb oder Zylinder aus dem Wasser aufgenommen und von letzteren abgenommen und weiterverarbeitet werden. Die getrockneten Papiere erhalten durch diese Verfilzung auch ohne Verwendung besonderer Bindemittel eine ausreichende Festigkeit Weiter hat die natürliche Breifaser eine niedrige Elastizität im Naßzustand und ergibt eine genügend dichte Papierschicht, in der die Breifasern gut miteinander gemischt sind und die zu einem feinen bzw. dünnen Papier mit hoher Flächendichte getrocknet werden kann.A pulp made of natural material is turned into a Smashing machine or a Dutchman by smashing or defibrating the material to the Made of fine fibers branched on the surface or at the ends. This creates a matting achieved between the pulp fibers, and the paper made therefrom has a corresponding wet strength When making paper with the aid of a paper machine of the Fourdrinier or cylinder type, therefore a coherent (still water-soaked) paper web through a sieve or cylinder absorbed by the water and removed by the latter and processed further. The dried ones This felting gives papers sufficient quality even without the use of special binders Strength Further, the natural pulp fiber has a low elasticity when wet and gives a sufficiently dense paper layer in which the pulp fibers are well mixed with one another and form a fine or thin, high density paper can be dried.

Breifasern aus Kunststoff sind dagegen durch Mahlen bzw. Zerschlagen schwierig herzustellen, insbesondere ist die Zerfaserung mangelhaft. Das daraus erzeugte Papier hat mithin keine brauchbare Naßfestigkeit, da die Breifasern praktisch nicht verfilzt sind. Ohne Anwendung eines besonderen Bindemittels oder Zumischen von Faserbrei aus natürlichen Fasern kann daher kein Papier erzeugt werden, und die Festigkeit des Papiers im getrockneten Zustand basiert allein auf der Bindewirkung des Bindemittels oder der bei der Herstellung zugemischten natürlichen Fasermasse.Pulp fibers made of plastic, on the other hand, are difficult to produce, in particular, by grinding or crushing the defibration is insufficient. The paper produced therefrom therefore has no useful wet strength, since the Pulp fibers are practically not matted. Without the use of a special binder or admixture therefore, paper cannot be produced from pulp made from natural fibers, and so does the strength of the paper in the dried state is based solely on the binding effect of the binding agent or that of the Production of mixed natural fiber pulp.

Die ausgehend von Kunststoffen erzeugten Breifasern haben im allgemeinen — abgesehen von Polyvinylalkoholfasern — eine hohe Elastizität im Naßzustand und" sind miteinander nicht verträglich. Man erzeugt daraus daher nur ein Papier von geringer Flächen- bzw. Faserdichte, d. h. ein grobes Papier.The pulp fibers produced on the basis of plastics generally have - apart from polyvinyl alcohol fibers - a high elasticity when wet and "are not compatible with each other. One creates therefore only a paper with a low surface or fiber density, i. H. a rough paper.

Weiter ist die Festigkeit im Papiertrockenzustand bei Verwendung von synthetischen Fasern ungleich dem natürlichen Faserbrei nicht nur wegen der schlechten mechanischen Verfilzung gering, sondern sie geben auch keine Festigkeit aufgrund von Haftung zwischen den Fasern, die auf Wasserstoffbrückenbindungen zurückzuführen wäre.Furthermore, the strength in the paper dry state is not the same when using synthetic fibers natural pulp not only low because of the poor mechanical entanglement, but they give also no strength due to adhesion between fibers based on hydrogen bonds would be due.

Es wurde daher bereits verschiedentlich versucht, eine der Wasserstoffbrückenbindung entsprechende Haftung zu erzielen. So wurde beispielsweise ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem im Fall von Vinylonfasern die Neigung von nichtacetylierten Polyvinylalkoholfasern sich zu lösen und im wasserhaltigen Zustand zu haften, ausgenutzt werden soll sowie ein Verfahren zur Papierherstellung aus einer Mischung von nichtacetylierten Polyvinylalkoholfasem als Haftmittel zusammen mit anderen Fasern oder ein Verfahren, bei welchem den Fasern ein schmelzbarer Kunststoff in faseriger oder pulveriger Form zugesetzt, die resultierende Mischung zu Papierbahnen verarbeitet, getrocknet und dann zur Erzielung einer Haftung aufgeheizt wird sowie schließlich ein Verfahren zur Imprägnierung und Beschichtung von Fasern mit einer Klebmitteüösung, Daneben existiert ein Verfahren zur Herstellung von Papier aus einer Mischung von synthetischen mit natürlichen Fasern zur Verstärkung der Festigkeit der synthetischen Fasern.Attempts have therefore already been made on various occasions to find a hydrogen bridge bond To achieve liability. For example, a method has been proposed in which, in the case of Vinylon fibers the tendency of non-acetylated polyvinyl alcohol fibers to dissolve and in the water-containing State to adhere, to be exploited and a process for making paper from a mixture of non-acetylated polyvinyl alcohol fibers as an adhesive together with other fibers or a process in which the fibers are a fusible Plastic added in fibrous or powdery form, the resulting mixture processed into paper webs, is dried and then heated to achieve adhesion and finally a method for Impregnation and coating of fibers with an adhesive solution. There is also a method for Manufacture of paper from a mixture of synthetic and natural fibers for reinforcement the strength of the synthetic fibers.

Als Mittel zur Lösung des oben erläuterten ProblemsAs a means of solving the above problem

■ j_er Zerfaserung von synthetischem Material wurde■ j _{he was} defibrating synthetic material

h'soiebweise in der japanischen Patentschrift 8454/As is shown in Japanese Patent 8454 /

1Q58 ein Verfahren zum Zerschlagen und Zerfasern von1Q58 a process for breaking and shredding

Dnlwinvlaikoholfasern in Gegenwart eines oberflä-Dnlwinvlaic alcohol fibers in the presence of a surface

u «aktiven Mittels unter unvollständiger Acetylierung u «active agent with incomplete acetylation

onlwinvtolkoh gart eines oberfläonlwinvtolkoh garden of a surface

u «aktiven Mittels unter unvollständiger Acetylierung hieben; in der japanischen Patentschrift 19602/ ίο« wird' ein Verfahren zum Zerschlagen von rVvlfasern in einer verdünnten wäßrigen Lösung einer frken S?nre offenbart, und in der japanischen ρ tentschrift 10655/1964 ist schließlich ein Verfahren zu !nehmen, bei dem Nylon-, Acryl- oder Polyesterfasern • Γeeenwart eines Quellmittels heftig gerührt werden. ⁱⁿ Keines dieser Verfahren ist jedoch befriedigend. Das nch am meisten interessierende Verfahren unter den kannten Lösungsversuchen ist in der japanischen Patentschrift 9561/1960 beschrieben, dessen Grundpnnv, darin besteht, eine Mischung aus zumindest zwei rmalerweise festen wechselseitig unverträglichen ?hermoplastischen Kunststoffen zu einem dünnen Draht . einer gewissen kontinuierlichen Zusammensetzung "!,extrudieren, den Draht in der Kälte zu ziehen bzw. zu r«*en. den so in Längsrichtung orientierten Draht zu ,frschneiden und die kleinen Drahtstückchen bzw. schnitzel innerhalb eines inaktiven Lösungsmittels mechanisch zu zerschlagen. Der resultierende Faserbrei wiTd für die Papierherstellung mit natürlichem Faserbrei gemischt und dann in die Papierfertigung noch bekannten Verfahren gegeben .... . . the active agent was cut with incomplete acetylation; in Japanese patent specification 19602 / ο "a method for breaking up non-woven fibers in a dilute aqueous solution of a French acid is disclosed, and finally in Japanese patent specification 10655/1964 a method is to be taken in which nylon, Acrylic or polyester fibers • in the absence of a swelling agent being stirred vigorously. ^however, none of these methods are satisfactory. The most interesting method among the known solution attempts is described in Japanese patent specification 9561/1960, the basic principle of which is a mixture of at least two partially solid, mutually incompatible thermoplastics to form a thin wire. of a certain continuous composition "!, to extrude the wire in the cold. To cut the lengthwise oriented wire and to mechanically smash the small pieces of wire in an inactive solvent. The resulting Fiber pulp is mixed with natural fiber pulp for paper production and then added to processes that are still known in paper production .....

Auch durch dieses Verfahren wird jedoch das «•imranes erwähnte Kostenproblem nicht gelöst, da die Extrusion von dünnen Drähten, d. h. der Spinnprozeß, ein Verfahren mit geringer Produktivität ist. Weiter wurde bei der Untersuchung dieses Verfahrens gefunden, daß der Zerfaserungsschritt relativ lange dauert, und daß die Eigenschaften des Faserbreies für die Papierfabrikation unter alleiniger Verwendung eines solchen nicht voll befriedigend sindHowever, even this method does not solve the cost problem mentioned by imranes, since the Thin wire extrusion, d. H. the spinning process is a low productivity process. Continue was found in the investigation of this procedure, that the defibering step takes a relatively long time, and that the properties of the pulp for the Paper manufacture using only one such are not fully satisfactory

In der US-PS 30 97 991 sind ferner synthetische Faserprodukte zur Papierherstellung angegeben, die durch Extrudieren eines Gemisches von zwei oder mehreren thermoplastischen und miteinander unverträglichen Materialien durch eine einzige Düse zu orientierten Monofilaments, kaltes oder heißes Recken, Schneiden und anschließendes Zerfasern in Wasser in einem Holländer hergestellt werden. Bei diesem Verfahren werden zunächst Monofilaments erzeugt, indem durch Extrusion Einzelfäden hergestellt werden, die aus individuellen, miteinander nur schwach gebundenen und mechanisch zerfaserbaren Fibrillen bestehen; der HauptnachteU des Verfahrens liegt dann, daß faserförmige Extrudate weder mit hohem Durchsatz wirtschaftlich hergestellt noch reproduzierbar bzw. standardisierbar gereckt werden können.In US-PS 30 97 991 are also synthetic Fiber products for papermaking indicated, which are obtained by extruding a mixture of two or several thermoplastic and mutually incompatible materials through a single nozzle oriented monofilaments, cold or hot drawing, cutting and then defibrating in water in made by a Dutchman. In this process, monofilaments are first produced, by producing single threads through extrusion, which are made up of individual threads that are only weakly bound to one another and mechanically fiberizable fibrils; the main point of the proceedings is that fibrous extrudates neither produced economically with high throughput nor reproducible or can be stretched in a standardized manner.

Eine Extrusion und ein Recken in Folienform ist in der Benannten US-PS allerdings nicht in Betracht gezogen.Extrusion and stretching in sheet form are in US Pat Named US PS, however, not taken into account.

Die GB-PS 1117 480 gibt ein Verfahren zur Herstellung von Fasern aus extrudierten und gereckten Folien aus zwei nicht miteinander verträglichen Polymeren an, bezieht sich jedoch ausschließlich auf die Herstellung von Fasern, wobei eine Anwendung m der Paoiertechnologie an keiner Stelle erwähnt ist.The GB-PS 1117 480 gives a method for Manufacture of fibers from extruded and stretched films from two incompatible films Polymers, but refers only to the Manufacture of fibers, whereby an application in paoier technology is not mentioned at any point.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren zur Herstellung einer breiartigen Fasermasse zur Papiertiersteuung uuren öuuumu. >....— --■·-·The invention is based on the object of a method for producing a pulpy fiber mass for paper animal control uuren öuuumu. > ....— - ■ · - ·

sches von zumindest zwei miteinander unverträglichen oder wenig vertraglichen thermoplastischen Kunststoffen das mehrphasige Kunststoffmaterial in Folienform einzusetzen, die gegenüber fädigen Extrudaten leichter zu verarbeiten ist und höhere Produktivität ermöglichtSches of at least two mutually incompatible or poorly compatible thermoplastics to use the multiphase plastic material in film form, which is easier to process than filamentary extrudates and enables higher productivity

Die Aufgabe wird gemäß den Patentansprüchen gelöstThe object is achieved according to the claims

Die gemäß den Patentansprüchen erhaltene Fasermasse besteht aus einem vollständig zerfaserten Material aus Fasern mit einem Durchmesser von 50 μητ oder darunter mit feinen Verzweigungen mit einigen Mikron oder weniger Durchmesser an der Oberfläche ίο oder an den Enden und zeigt eine ausgezeichnete Verfilzung zwischen den Fasern. Das Material besitzt eine genügende Naßfestigkeit für die Papierherstellung in einer bekannten Papiermaschine ohne besondere Zumischung von natürlichem Faserbrei. is Das wesentliche Merkmal der Erfindung ist, daß anstelle von Kunststoffdrähten bzw. Monofilaments nach dem Stand der Technik erfindungsgemäße Filme bzw. Folien eingesetzt werden-, die Folien sind dabei nicht nur in kürzerer Zeit wesentlich wirtschaftlicher ίο herzustellen, sondern weisen darüber hinaus den besonderen Vorteil auf, daß der gegenüber faserigen Extrudaten andersartige Mechanismus der Zerfaserung folienförmiger Produkte, wie erfindungsgemäß festgestellt wurde, einen bedeutend geringeren mechanischen Kraftaufwand als bei Monofilaments erfordert; die Folien können ferner in bedeutend stärkerem Maße und zugleich leichter gereckt werden, ohne daß Einreißen oder Abreißen auftritt, was einen bedeutenden technischen Fortschritt darstellt.The fiber mass obtained according to the claims consists of a completely defibrated one Material made of fibers with a diameter of 50 μm or less with fine branches with some Microns or less in diameter at the surface ίο or at the ends and shows excellent Tangling between the fibers. The material has sufficient wet strength for papermaking in a known paper machine without special admixture of natural pulp. The essential feature of the invention is that instead of plastic wires or monofilaments According to the prior art, films or foils according to the invention are used, the foils are included not only to produce much more economical ίο in a shorter time, but also have the A particular advantage is that the defibering mechanism is different from that of fibrous extrudates film-shaped products, as has been determined according to the invention, a significantly lower mechanical Effort required than with monofilaments; the foils can also to a significantly greater extent and at the same time can be stretched more easily without tearing or tearing occurring, which is a significant technical Represents progress.

uci der Entwicklung wurde davon ausgegangen, daß den vom Draht ausgehenden Verfahren folgender Mechanismus zugrunde liegt: Da der uniaxial gereckte Draht aus thermoplastischen Kunststoffen zusammengesetzt ist, die miteinander wenig verträglich und im geschmolzenen Zustand mechanisch miteinander vermischt worden sind, ist anzunehmen, daß eine Komponente in der anderen in Form von Teilchen einer relativ makroskopischen Größe von einigen hundert Ä bis zu einigen Mikron mit Längsausdehnung in Reckrichtung dispergiert istuci's development was assumed to be The following mechanism is the basis of the process starting from the wire: Since the uniaxially stretched Wire is composed of thermoplastics that are incompatible with each other and in the have been mechanically mixed with each other in the molten state, it is assumed that a Component in the other in the form of particles with a relatively macroscopic size of a few hundred Å is dispersed up to a few microns longitudinally in the direction of stretching

Es ist daher weiter anzunehmen, daß die verschiedenen Komponenten im Draht zahlreiche Grenzflächen bilden mit Adhäsionskräften, die sehr viel geringer sind als der Zusammenhalt jeweils innerhalb der einzelnen 45 Komponenten, d. h., es bestehen Grenzflächen oder Stellen, die bei Einwirkung einer äußeren Kraft leicht aufgespalten werden können (die im nachfolgenden als »aktive Punkte« bezeichnet werden), und sie sind im Draht längs der Reckrichtung verteilt 50 Wenn nun kleine Drahtstücke oder Drahtschnitzel mit zahlreichen längs der Reckrichtung verteilten aktiven Punkten in Wasser zerschlagen bzw. zerfasert werden, dürfte die von außen auf den Draht ausgeübte Kraft konzentrisch auf die aktiven Punkte einwirken. Es 55 ist daher anzunehmen, daß die Drahtschnitzel im Anfangsstadium des Schlagprozesses zahlreiche feine Spaltstellen ausbilden, die bei weiter einwirkender äußerer Kraft ineinander übergehen, so daß schließlich eine Auftrennung der Schnitzel in feine Fasern erfolgt, 60 wobei an Stellen, an denen keine vollständige Verbindung der Spaltflächen erreicht wird, Verzweigungen der Fasern auftreten.It is therefore further believed that the various components in the wire have numerous interfaces form with adhesive forces that are much lower than the cohesion within the individual 45 components, d. That is, there are interfaces or points that easily under the action of an external force can be split up (hereinafter referred to as "active points"), and they are in the Wire distributed along the stretching direction 50 If now small pieces of wire or scraps of wire with numerous active points distributed along the stretching direction in water the force exerted on the wire from the outside should act concentrically on the active points. It It can therefore be assumed that the wire chips are numerous fine in the initial stage of the beating process Form gaps that merge into one another when the external force continues to act, so that finally a separation of the chips into fine fibers takes place, 60 whereby in places where there is no complete Connection of the cleavage surfaces is achieved, branching of the fibers occur.

Danach ist es klar, daß die Leichtigkeit der Zerfaserung erstens auf die Leichtigkeit zurückzuführen 65 ist mit der die aktiven Punkte zu Beginn des Schlagprozesses gespalten werden und zweitens auf die Leichtigkeit, mit der diese Spaltstellen bei weiter einwirkender äußerer Kraft ineinander übergehen.After that, it is clear that the ease of fiberization is firstly due to the ease 65 is used to split the active points at the beginning of the striking process and second to the The ease with which these gaps merge into one another when the external force continues to act.

Punkt 1 hängt davon ab, wie leicht die aktive Punkte enthaltenden Schnitzel durch eine äußere Kraft angegriffen werden. Es ist unnötig zu sagen, daß eine Folie verglichen mit einem Draht wegen der relativ großen Oberfläche eher dazu neigt, durch eine äußere Kraft angegriffen zu werden.Point 1 depends on how easily the chips containing active points are affected by an external force to be attacked. Needless to say, a foil is compared to a wire because of its relative large surface tends to be attacked by an external force.

Für die unter Punkt 2 genannte Vereinigung der Spaltstellen werden bei gleicher Länge Schnitzel bevorzugt, die so dünn wie möglich sind. Das heißt: Wenn für die Zerfaserung eine Vereinigung von Spaltstellen in Richtung der Dicke weniger erforderlich ist, sondern nur in Längsrichtung, können aus den Schnitzeln feine Fasern gebildet werden, ohne daß eine Zerteilung in Längsrichtung auftritt. Auf diese Weise werden ausgezeichnete Fasermassen mit einheitlicher Faserlänge erhalten.For the association of the With the same length, split points are preferred that are as thin as possible. This means: If a union of cleavage points in the direction of the thickness is less necessary for the defibration is, but only in the longitudinal direction, fine fibers can be formed from the chips without a Longitudinal fragmentation occurs. In this way, excellent pulps become more uniform Preserve fiber length.

Dieser Zweck wird sowohl durch dünnen Draht als auch durch dünne Folien erreicht. Dünne Drähte sind jedoch verglichen mit dünnen Folien sehr viel schwieriger herzustellen, und weiter ist die Aufnahme der äußeren Kraft, wie sie unter Punkt 1 beschrieben wird, durch den dünnen Draht problematisch, während die Folie bei dieser Gelegenheit kaum durch die Dicke beeinflußt wird.This purpose is achieved by using both thin wire and thin foils. Thin wires are however, compared to thin foils, much more difficult to manufacture, and wider is the take-up the external force, as described under point 1, is problematic while due to the thin wire the film is hardly affected by the thickness on this occasion.

Wie bereits oben erwähnt, ist also die Herstellung einer uniaxial gereckten Folie aus zwei oder mehr wenig miteinander verträglichen thermoplastischen Kunststoffen, die dann geschlagen bzw. zerfasert wird, in der Wirkung sehr günstig, und bevorzugt werden möglichst dünne Folien hergestellt.As already mentioned above, the production of a uniaxially stretched film from two or more is little Compatible thermoplastics, which are then beaten or frayed in the The effect is very favorable, and foils that are as thin as possible are preferred.

Diese Tatsache zeigt sich nicht nur beim Zerfasern in Wasser, sondern auch in Luft. Das heißt, bei der Zerfaserung durch mechanische Kräfte ist die Folie weit günstiger als der Draht.This fact shows up not only when fiberizing in water, but also in air. That is, at the The foil is far cheaper than the wire if it is defibrated by mechanical forces.

Die Erfindung wird im nachfolgenden mehr im einzelnen erläutert:The invention is explained in more detail below:

Der gemischte Kunststoff aus zumindest einem orientierbaren Thermoplast und zumindest einem damit nicht oder wenig verträglichen Thermoplast besteht beispielsweise aus einer Mischung von Polyäthylen mit einem oder mehreren Vertretern der Gruppe: Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyester, Polyvinylalkohol, Polyvinylacetat oder aus Mischungen von Polypropylen mit einem oder mehreren Vertretern der Gruppe: Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyvinyl!- denchlorid, Polyester, Polyvinylalkohol, Polyvinylacetat und dergleichen usw.The mixed plastic made of at least one orientable thermoplastic and at least one with it Incompatible or poorly compatible thermoplastic consists, for example, of a mixture of polyethylene with one or more representatives of the group: polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyester, Polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate or mixtures of polypropylene with one or more representatives of the group: polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinyl denchloride, polyester, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate and the like etc.

Es wird angenommen, daß in dieser Mischung zumindest eine Komponente im geschmolzenen Zustand mit der oder den anderen nicht oder nur wenig verträglich und nur durch mechanische Knetwirkung vermischbar ist, und weiter, daß die Komponente bei Anwendung einer mechanischen Knetwirkung in der anderen in Form von relativ makroskopischen Teilchen einer Größe von einigen hundert A bis zu einigen Mikron dispergiert wird.It is believed that at least one component in this mixture is in the molten state not or only slightly compatible with one or the other and only through mechanical kneading action is miscible, and further that the component when using a mechanical kneading action in the others in the form of relatively macroscopic particles ranging in size from a few hundred Å to a few Micron dispersed.

Zum mechanischen Verkneten können verschiedene bekannte Verfahren angewandt werden, die für das Vermischen von Kunststoffen weitgehend in Gebrauch sind. Es wurde jedoch festgestellt, daß es ausreicht, wenn Tabletten der Ausgangsmaterialien direkt in den Einfülltrichter eines Extruders eingegeben werden, wobei dann der Knetprozeß zwischen Zylinder und Schnecke des Extruders stattfindetFor mechanical kneading, various known methods can be used which are for the Mixing plastics are largely in use. However, it has been found that it is sufficient when tablets of the raw materials are fed directly into the feed hopper of an extruder, the kneading process then taking place between the cylinder and screw of the extruder

Die Extrusion zu einer Schicht oder Folie kann gemäß irgendeines T-Düsenprozesses oder über eine Schlauchfertigung erfolgen, und die zu diesem Zweck verwendete Vorrichtung kann ein herkömmlicher Bahn- oder Folien-Extruder sein.The extrusion to form a layer or film can be carried out according to any T-nozzle process or via a hose production, and the one used for this purpose Apparatus can be a conventional sheet or film extruder.

Die Recktemperatur kann irgendeine Temperatur zwischen etwa dem Erweichungspunkt der Folie und deren Schmelzpunkt sein bzw. eine Temperatur, bei welcher die Folie eine merkliche Fließfähigkeit zeigt. Für die Wirksamkeit bei der nachfolgenden Zerfaserung sind jedoch Bedingungen erwünscht, unter denen ein möglichst hohes Reckverhältnis erreicht werden kann. Die Foliendicke nach dem Recken liegt vorzugsweise im Bereich von einigen 10 Mikron bis etwa 10 Mikron.The stretching temperature can be any temperature between about the softening point of the film and its melting point or a temperature at which the film shows a noticeable flowability. For the effectiveness in the subsequent defibration, however, conditions are desirable under which a the highest possible stretching ratio can be achieved. The film thickness after stretching is preferably in Range from a few tens of microns to about 10 microns.

Beim Recken der Folien in Form eines Bündels oder Stapels können Filmfehler oder durch Einbau von Fremdstoffen bedingte mangelhafte Bereiche in einer Folie durch die übrigen Folien kompensiert und ein hohes Reckverhältnis erreicht werden, mit dem wiederum die Leichtigkeit der Zerfaserung in der nachfolgenden Verfahrensstufe eng zusammenhängtWhen stretching the films in the form of a bundle or stack, film defects or due to the incorporation of Defective areas in one film caused by foreign matter are compensated for by the remaining films and included high draw ratio can be achieved, with which in turn the ease of defibration in the closely related subsequent process stage

Die so erhaltene uniaxial gereckte Folie wird auf geeignete Längen geschnitten und zerfasert Die Länge der Filmschnitzel längs der Reckrichtung ist vorzugsweise die gleiche, wie sie schließlich als Faserlänge für die Fasermasse gewünscht wird, die üblicherweise 0,2 bis 5,0 cm beträgt.The uniaxially stretched film obtained in this way is cut to suitable lengths and shredded. The length the film chip along the stretching direction is preferably the same as it is ultimately used as the fiber length for the fiber mass is desired, which is usually 0.2 to 5.0 cm.

Jede Faser des erfindungsgemäß verwendeten Fasermaterials ist nach der Zerfaserung aus einer Dispersion von zumindest zwei inkompatiblen thermoplastischen Harzen ineinander aufgebaut; durch die in der DT-OS 20 64 932 beschriebene Nachbehandlung werden Produkte erzeugt, bei denen jede Faser Bindungsstellen aufweist; die Bindung erfolgt an allen Stellen, an denen die Fasern miteinander in Kontakt stehen, wobei die Bindung durch die fein verteilte thermoplastische Komponente erreicht wird.Each fiber of the fiber material used according to the invention is composed of a dispersion after defibration built up from at least two incompatible thermoplastic resins; through those in the DT-OS 20 64 932 described aftertreatment products are produced in which every fiber has binding sites having; the binding takes place at all points where the fibers are in contact with one another, the Binding is achieved through the finely divided thermoplastic component.

Dadurch werden zahlreiche und sehr kleine Bindungspunkte erhalten, wodurch zugleich sowohl hohe Festigkeit erzielt wird als auch eine große Zahl von Hohlräumen erwünschtermaßen im resultierenden papierartigen Material verbleibt.This creates numerous and very small attachment points obtained, whereby both high strength is achieved as well as a large number of Voids desirably remain in the resulting paper-like material.

Diese Verhältnisse sollen durch folgende Skizze veranschaulicht werden:These relationships should be illustrated by the following sketch:

Wt einer nichtWt one not

erm Pap Binc syni tert Lerm Pap Binc syni tert L

Bindungskomponente B in der orientierbaren KomponenteBinding component B in the orientable component

Orientierbare Harzkomponente AOrientable resin component A

Aus der Skizze geht hervor, daß die Bindungsfestigkeit am Bindungspunkt nicht nur von der Festigkeit von H. sondern entscheidend auch von der Bindung zwischen Λ und B abhängt.The sketch shows that the bond strength at the bond point is not only dependent on the strength of H. but also crucially depends on the bond between Λ and B.

Wenn im Gegensatz dazu zwei Fasern, die aus nur iner einzigen Komponente bestehen, also bei einem icht aus inkompatiblen Polymeren aufgebauten Sy-In contrast, if there are two fibers that consist of only one component, i.e. one ot made up of incompatible polymers

stern, durch Schmelzen einer der Fasern verbunden werden, wird die nichtgeschmolzene Faser von der geschmolzenen etwa folgendermaßen eingehüllt:stern, be joined by melting one of the fibers, the non-melted fiber is removed from the melted enveloped something like this:

Bindungskomponente BBinding component B

.Komponente (A), ungeschmolzenComponent (A), unmelted

Der entscheidende Unterschied besteht nun darin, daß die Bindung zwischen A und B im zweiten Falle lediglich auf dem Oberflächenkontakt der beiden Komponenten beruht, wodurch die Adhäsion und damit die Festigkeit des Produkts entsprechend gering ist.The decisive difference is that the bond between A and B in the second case is based only on the surface contact of the two components, whereby the adhesion and thus the strength of the product is correspondingly low.

Die Verwendung derartiger Verfahrensprodukte ermöglicht so eine Herstellung von synthetischem Papier ohne weitere Verwendung einer externen Bindungskomponente, durch die die Eigenschaften des synthetischen Papiers im allgemeinen nur verschlechtert werden.The use of such products of the process thus enables the preparation of synthetic paper without using an external binding component, by which the properties of the synthetic paper in general only be deteriorated.

Der entscheidende technische Fortschritt beruht darauf, daß das erfindungsgemäß eingesetzte Polymer- material, das aus einem Gemisch von mindestens zwei inkompatiblen thermoplastischen Harzen, von denen mindestens eines orientierbar ist, besteht, entsprechend unabhängig von der Art und Form der Extrusion gewissermaßen Sollbnichstellen bzw. genauer Sollbruch-Phasengrenzen aufweist, die sich an den jeweiligen Grenzflächen der miteinander unverträglichen, jedoch ineinander dispergierten Komponenten befin- -den; derartige Systeme lassen sich (vgl. die US-PS 3097 991) aufgrund der geringeren Wechselwirkung und im entsprechend mikroskopischen Bereich geringeren Festigkeit durch mechanische Scherbeanspruchung in Komponenten aufspalten, wobei dann fädige Gebilde erzielt werden, wenn eine der Komponenten orientierbar ist und das Produkt entsprechend zuvor gereckt wurde. -The decisive technical progress is based on the fact that the polymer material used according to the invention , which consists of a mixture of at least two incompatible thermoplastic resins, at least one of which can be oriented, is, to a certain extent, predetermined breaking points or more precisely predetermined breaking points regardless of the type and shape of the extrusion -Has phase boundaries which are located at the respective interfaces of the mutually incompatible but mutually dispersed components; Such systems can be (see., U.S. Patent No. 3097 991) split due to the reduced interaction and the corresponding microscopic region of lower resistance due to mechanical shear stress in components, then filamentous structures are achieved if one of the components is orientable and the product according to previously was stretched. -

Aus der US-PS 3097 991 geht hierzu lediglich das Vorurteil hervor, daß durch derartige Spaltungsvorgänge erzeugte Fasern wiederum nur aus faserförmigen Produkten, die also etwa kreisförmigen Querschnitt aufweisen, herstellbar sind, beispielsweise aus extrudierten Fäden (Monofilaments), nicht jedoch aus Folien.US Pat. No. 3,097,991 merely reveals the prejudice that fibers produced by such cleavage processes can only be produced from fibrous products that have an approximately circular cross-section, for example from extruded threads (monofilaments), but not from films.

Der so erhaltene synthetische Faserbrei ist in der Struktur dem natürlichen Brei ähnlich, wobei seine Fasern die gewünschte Länge und eine Dicke von weniger als einigen 10 μ haben und auch Verzweigungen mit einer Dicke von weniger als einigen μ besitzen. Bei der Papierherstellung aus einem solchen synthetischen Faserbrei nach bekannten Verfahren kann ein in Oberflächenzustand und Bedruckbarkeit ausgezeichnetes Papier erhalten werden, ohne daß irgendeine Zumischung von natürlichem Faserbrei erforderlich wäre.The synthetic pulp thus obtained is similar in structure to natural pulp, with its Fibers have the desired length and a thickness of less than a few 10 μ and also branches with a thickness of less than a few μ. When making paper from such a synthetic Pulp by known methods can be excellent in surface condition and printability Paper can be obtained without the need for any admixture of natural pulp would.

F i g. 1 zeigt eine vergrößerte Aufnahme einer gemäß der Erfindung erhaltenen Fascrmassc undF i g. 1 shows an enlarged view of an in accordance with FIG of the invention obtained fiber massc and

F i g. 2 eine vergrößerte Aufnahme eines durch Zerschlagen bzw. Zerfasern erhaltenen Papierbrcics.F i g. 2 is an enlarged view of a paper sheet obtained by breaking up or defibering.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Beispielen erläutert:The invention is illustrated below by means of examples explained:

example 1

Handelsübliches Polypropylen (Filmqualität) und handelsübliches Polystyrol (für allgemeinen Gebrauch) wurden im Verhältnis von 80 :20 in den Einfülltrichter eines Extruders gebracht und zu einer Folie mit einer Breite von 900 mm und einer Dicke von 2CO μ extrudiert. Die resultierende Folie wurde bei 120 bis 125° C um das 8- bis 9fache uniaxial gereckt und bei dieser Temperatur etwa eine Minute lang belassen unter Erzielung einer uniaxial gereckten Mischfolie mit einer Enddicke von 60 u. Die Folie wurde auf eine Länge von 10 mm geschnitten und dann in einer Menge von 2 bis 4 g pro 800 g Wasser in eine Zerschlagmaschine gebracht und geschlagen bzw. zerfasert. Die Zerschlagmaschine hatte einen Rauminhalt von 1000 cm³ und die Gestalt eines Zylinders, in derrf-vier Schaufeln mit einem Abstand zwischen den Enden von 6 cm mit 10 000 U/min am Bodenabschnitt rotierten. Bei Rührbetrieb über 5 bis 15 Minuten wurde ein synthetischer Faserbrei erhalten mit Fasern mit einem Durchmesser von 40 bis 10 μ angereichert mit verzweigten Fasern mit einem Durchmesser von einigen μ oder weniger. F i g. 1 zeigt eine mikroskopische Vergrößerung eines solchen Faserbreies. F i g. 2 zeigt eine mikroskopische Vergrö^. ßerung von zerfasertem, natürlichem Papierbrei, der ebenfalls verwendet wurde. Man sieht anhand eines Vergleichs beider Aufnahmen, daß der erfindungsgemäß erhaltene synthetische Faserbrei ausgezeichnet zerfasert ist.Commercially available polypropylene (film quality) and commercially available polystyrene (for general use) were placed in the feed hopper of an extruder in a ratio of 80:20 and extruded into a sheet with a width of 900 mm and a thickness of 2CO μ. The resulting film was uniaxially stretched 8 to 9 times at 120 to 125 ° C. and left at this temperature for about one minute to obtain a uniaxially stretched mixed film with a final thickness of 60 u. The film was cut to a length of 10 mm and then put in a crushing machine in an amount of 2 to 4 g per 800 g of water and beaten or defibrated. The crushing machine had a volume of 1000 cm ³ and the shape of a cylinder in which four blades with a distance between the ends of 6 cm rotated at 10,000 rpm at the bottom portion. With stirring operation for 5 to 15 minutes, a synthetic fiber pulp was obtained with fibers with a diameter of 40 to 10 μ, enriched with branched fibers with a diameter of a few μ or less. F i g. 1 shows a microscopic enlargement of such a pulp. F i g. 2 shows a microscopic magnification. Debris from frayed, natural paper pulp, which was also used. A comparison of the two images shows that the synthetic fiber pulp obtained according to the invention is excellently defibrated.

Der resultierende synthetische Faserbrei wurde in einer handelsüblichen Versuchspapiermaschine unter Verwendung von Carboxymethylcellulose als Dispergierungsmittel zu einer Bahn mit guter Naßfestigkeit verarbeitet.The resulting synthetic pulp was made into a web having good wet strength on a commercial test paper machine using carboxymethyl cellulose as a dispersant.

Example 2

In gleicher Weise wie in Beispiel 1 wurde ein Mischfilm aus handelsüblichem Polypropylen (Filmqua- _s<; lität) und handelsüblichem hochschlagfesten Polystyrol in einem Mengenverhältnis von 70 :30 hergestellt und zerschlagen bzw. zerfasert, wodurch das gleiche günstige Ergebnis wie in Beispiel 1 erhalten wurde.In the same way as in Example 1, a mixed film made of commercially available polypropylene (film qua- _s <; lität) and commercially available high-impact polystyrene produced in a proportion of 70:30 and broken up or frayed, making the same favorable result as in Example 1 was obtained.

Example 3

In gleicher Weise wie in Beispiel 1 wurde eine Folie unter Verwendung von 90 Gewichtsteilen eines handelsüblichen Polyäthylens hoher Dichte und 10 Gewichtsteilen eines handelsüblichen Polystyrols für (1^ allgemeinen Gebrauch hergestellt und bei 90⁰C auf etwa das lOfachc gereckt und dann in der in Beispiel 1 angegebenen Weise zerfasert. Auf diese Weise wurde das gleiche günstige Ergebnis wie in Beispiel 1 erzielt.In the same manner as in Example 1, a film using 90 parts by weight of a commercially available high density polyethylene and 10 parts by weight was a commercially available polystyrene of (1 → general use prepared and stretched at 90 ⁰ C to about lOfachc and then in the Example 1 In this way, the same favorable result as in Example 1 was obtained.

709 646/89709 646/89

Example 4

Eine Folie mit einer Dicke von 40 μ aus 70 Gewichtsteilen eines Polyäthylens hoher Dichte und 30 Gewichtsteilen eines handelsüblichen Polystyrols für allgemeinen Gebrauch wurde bei 100⁰C um das lOfache uniaxial gereckt und dann zu Schnitzeln verarbeitet, wie in Beispiel 1 beschrieben ist. Für die Zerfaserung wurden diese Schnitzel in eine Zerschlagmaschine in einem Mengenverhältnis von 2 g pro 800 g Wasser eingebracht, die mit sechs rotierenden Schaufeln versehen war, mit einem Abstand der Enden von 6 cm, deren Rotationsgeschwindigkeit im Zylinder bei 9000 U/min lag; der Zylinder hatte einen Durchmesser von 10 cm und eine verschließbare Platte. Es wurde ein gleich günstiges Ergebnis wie in Beispiel 1 erzielt.A film having a thickness of 40 μ of 70 weight parts of a high density polyethylene and 30 parts by weight of a commercially available polystyrene for general use was uniaxially stretched at 100 ⁰ C to the tenfold and then processed into chips, as described in Example. 1 For the defibering, these chips were introduced into a crushing machine in a quantity ratio of 2 g per 800 g of water, which was provided with six rotating blades, with a distance between the ends of 6 cm, the rotation speed of which in the cylinder was 9000 rpm; the cylinder had a diameter of 10 cm and a lockable plate. The same favorable result as in Example 1 was achieved.

Example 5

Eine Folie mit einer Dicke von 150 μ wurde aus Polypropylen (Filmqualität) hergestellt und bei 140" CA film with a thickness of 150 μ was made from polypropylene (film quality) and heated at 140 "C.

um das 12fache gereckt, dann auf eine Länge von 10 mm in Reckrichtung geschnitten und in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 angegeben zerfasert, wodurch kurze Fasern mit einer Dicke von 50 bis 30 μ und einer Länge erhalten wurden, die etwa mit der ursprünglichen Länge von 10 mm übereinstimmte. Die kurzen Fasern zeigten die gleichen Eigenschaften wie die Breifasern gemäß Beispiel 1.stretched 12 times, then to a length of 10 mm cut in the stretching direction and defibrated in the same way as indicated in Example 1, making short Fibers with a thickness of 50 to 30 μ and a length approximately equal to the original length were obtained of 10 mm matched. The short fibers showed the same properties as the pulp fibers according to Example 1.

Example 6

Ein Schlauch mit einer Dicke von 0,1 mm und einem Durchmesser von 1 mm mit Polyäthylen hoher Dichte wurde bei 100°C uniaxial um das lOfache gereckt und dann in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 angegeben zerschlagen bzw. zerfasert, wodurch kurze Fasern mit einem Durchmesser von 50 bis 30 μ und einer der Originallänge etwa entsprechenden Länge erhaltenA hose 0.1 mm thick and 1 mm in diameter made of high density polyethylene was uniaxially stretched tenfold at 100 ° C and then broken up or frayed in the same way as in Example 1, whereby short fibers with a diameter of 50 to 30 μ and a length approximately corresponding to the original length

wurden.became.

Hierzu I Blatt ZeichnungenFor this purpose I sheet drawings

Claims

Patent claims:

1. Use of an extruded and stretched film in a process for producing a pulpy fiber mass for Papierhersi ag

a) extruding a mixture of at least two incompatible or poorly compatible thermoplastics, at least one of which can be orientated, ι ο

b) stretching at a temperature between the softening point and the melting point,

c) cut to suitable lengths and

d) mechanical shredding of the chips obtained using the due to the incom- ι s compatibility of the components dispersed in one another, lower strength at the phase boundaries.

2. Use of an extruded and stretched film in a process for producing a pulpy fiber mass for paper production according to claim 1, characterized in that several, preferably the thinnest possible films are stretched together in the form of a bundle or packet.

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