DE2121512A1 - Verfahren zur Herstellung eines synthetischen Papiers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von synthetischem Papier, insbesondere eines besonderen faserigen Papiermaterials, das ein Polyolefin enthält. Bisher sind verschiedenerlei synthetische Papiere hergestellt worden. In einem Fall erhält man ein Filmpapier, indem man die Oberfläche eines Filmes porös macht, mit der Fähigkeit, Tinte oder Druckfarbe zu absorbieren, aber gleichzeitig wird das Papier undurchsichtig durch Maßnahmen gemacht, wie Pressen mit einer unebenen Oberfläche, Aufschäumen, Behandlung mit Chemikalien, Quellung, Einführung einer anorganischen Verbindung und Extrahieren

109847/1834 -² -

Postscheck: Frankfurt/Main 6763 Dank: Dresdner Bank AG. Wiesbaden. Kcnto-Nr. 276 807

eines Bestandteiles des Gemisches. Die Kombination 1st beschrieben in der deutsohen Patentschrift 1 954 477.

Gemäß der britischen Patentschrift 1 188 322 kann man Papier aus synthetischen Stapelfasern In ähnlicher Weise wie bei der Papierherstellung aus Pulpe erhalten·

Gemäß der französischen Patentschrift 1 548 246 wir4 ein Spaltfaserpapier dadurch hergestellt, daß man ein Material gebraucht, das durch Spaltung eines Films vom faserigen Zustand erhalten worden ist· Ferner kann man ein Spinnbandpapier erhalten, indem man unmittelbar eine geschmolzene versponnene Faser naoh Art eines Bogens auffängt (W.Hearle, Skinners Bee, 39, 647 £T96$J ).

Gemäß anderen Veröffentlichungen kann man ein Plexifadenpapier gewinnen, indem man eine Polymerlösung unmittelbar in einem fadenartigen Zustand spritzt und in einer bogenartigen Form auffängt. (W.Hearle, Skinners Bee., 39, 647 jVS&zJ ), und ein Fibrid-Papier kann man erhalten, indem man ein Papier aus Fasern fertigt, die durch Auspressen einer Polymerlösung unter Soherung in ein Koagulierbad für diese Lösung erzeugt worden sind (USA-Patentschrift 3 382 305).

Unter diesen Papieren haben das Filmpapier, das simthetisohe Faserpapier und das Spaltfaserpapier Insofern Mängel, als Ihre Dicken nicht gleichförmig, Ihre Ober-

109847/1634 " ³ "

flächen uneben und ihr Grundgewioht oder ihre faservertβllung über den ganzen Bogen nicht gleichförmig sind. Infolgedessen ergeben sich wegen der örtlichen Unterschiede Abweichungen im Auesehen, im Glanz und in der Farbaufnahmefähigkeitο Das Spinnbindungepapier und das Plexlfadenpapier haben insofern Mängel, als auf der Oberfläche Musterungen infolge des Vorhandenseins durchlaufender fäden auftreten^ wenn diese Musterungen abgeflaoht werden, so werden entsprechende Seile der Oberfläche flaoh zusammengepreßt und sehen glänzend aus. Diesen Papieren mangelt die Gleichmäßigkeit· Bei dem fibrid-Papler ist es ferner wegen der Erzeugung des Bildungsfibrides duroh S_oherung einer flüssigkeit unmöglich, eine ausreichende molekulare Orientierung für die Erzielung der festigkeit zu errelohen, und man kann kein Papier von hoher Zähfestigkeit erhalten·

Die japanische veröffentlichte Patentanmeldung Ho. 7728/1969 schlägt vor, eine Polymerlösung mittels eines sehr sohneilen Gasstromes zu soheren, um die Lösung in fasern umzuwandeln, das fasermaterial aufzufangen und es als filter zu verwenden. Obgleich die bei diesem Verfahren anfallende faser nicht verzweigt 1st, ist sie jedoch geeignet zur Benutzung als filter. Die nicht verzweigten fgSern sind aber für den Gebrauoh nicht genügend versohlungen, und das Papierprodukt ermangelt der Gleichförmigkeit .

109847/1834

Weiterhin offenbart die veröffentlichte japanische Patentanmeldung No.4471/1963 die Versprühung einer Harzemulsion zur Gewinnung eines Pulvers. Diese Methode liefert jedoch kein Papiermaterial mit fasern von Versoh'lingungseigenschaften.

Die Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, ein synthetisches Papier zu fertigen, das frei von den Mängeln der vorstehenden üblichen synthetischen Papie» ist und ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, Verschlingungseigensohaften, Gleichförmigkeit und Glätte besitzt, wobei das synthetische Papier frei von Oberflächenmusterungen, gut bedruckbar, ausgezeichnet im Glanz, sonstigem Ausseben und im Griff ist.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst,

daß man

(1) eine Emulsion aus

(A) bestehend aus einem Brei, bestehend aus einem Polyolefin und einem Lösungsmittel für dieses Polyolefin und

(B) einem Dispersionsmittel mit einem Siedepunkt unter einem Druck von weniger als 1 atm, der niedriger ist, als der Schmelzpunkt (bei einem Druck, niedriger als 1 atm) des Olefins, welches in dem Lösungsmittel unlöslich oder nahezu un-

— 5 — 1098.47/1834

löslich und vorzugsweise nicht reaktionsfähig mit dem Lösungsmittel ist, zubereitet, wobei das Volumen des Dispersionsmediums (B) in der Emulsion größer als das Volumen des Breies (A) ist,

(2) diese Emulsion unter mindestens einem autogenem Druck, den man durch Erhitzen der Emulsion erreloht, aus einer Düse unter Bildung eines faserigen Papiermaterials ausspritzt, und

(3) das Paserpapierraaterial auffängt und zusammenpreßt.

Bei der Durchführung der Erfindung ist die Verwendung eines duroh Lösungspolymerisation eines Oleflnpelymere erhaltenen Breies wegen der Kontinuität der Stufen vorteilhaft; vorzugsweise soll für die Bogenblldung in einer späteren Stufe das Lösungsmittel für das Polyolefin in diesem Tall einen Siedepunkt haben, der niedriger ist als der Schmelzpunkt des Polyolefins.

Gemäß der Erfindung wird ein besonderes Dispersionsmedium einem solchen Brei zugesetzt, um eine Emulsion zu bilden. Um ein Papiermaterial von guten Versohlingungseigenschaften zu erhalten, soll die Teilchengröfle des Breies in der Emulsion vorzugsweise etwa 3 bis 400 Mikron betragen. Duroh Versprühen einer solohen Emulsion aus

109847/1834 ~⁶~

einer Düse bei hoher Temperatur unter hohem Druck erhält nan ein verzweigtes Papiermaterial alt guten V«rschlingungseigensohaften.

Nachstehend werden besondere Einzelheiten der Erfindung beschrieben:

Polyolefine, wie sie bei der Durchführung der Erfindung benutzt werden, haben faserbildende Fähigkeit, sie werden duxfa Polymerisieren von Oleflnnononeren enthalten und können geradkettlge oder verzwelgtkettige Polymere sein.

Beispiele von Biefinpolymeren sindOi-Olefine mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, z.B. Äthylen, Propylen, Buten-1, 3-M&hylenbuten-l, 4~Methylpenten-l, Hextn-1, Styrol, Octen-1 und Deoalon-1; die Monomeren sind jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt. Diese Olefine können ohne weiteres mit bisher bekannten mischpclymerislerbaren Monomeren mlsohpolymerisiert werden, I¹Ur die sei Ka Al ist es jedoch notwendig, daß ein Olefin in einer Menge von mindestens 50 Gew.-# vorliegt.

Ss können verschiedenerlei Polymerleierkatalysatoren benützt werden, Xm allgemeinen benutzt man einen Ziegler-Natta-Katalysator; wenn ein Monomer als Äthylen besteht, werden als Katalysator eine Verbindung mit einem Badlkal, ein Übergangsmetalloxyd, ein tJbergangametall und eine

Halogenverbindung verwendet,

- 7 -109847/1834

Katalysatoren von Ziegler-Natta-Iyp sind im allgemeinen übergangsmetallverblndungen, Metalle der Gruppen I - IY des Periodensystems, Organometallverbindungen soloher Metalle oder deren Hydride. Zur Steigerung der KristaIinltät des erzeugten Polymers kann jedoob ein Elektronen-Spender, ein geeignetes Halogenid oder ein Metallsalz als dritter Bestandteil zugesetzt werden.

Das Olefin kann allein oder in Mischung von mindestens zwei Bestandteilen vorliegen. Im Falle einer Mischpolymerisation von mindestens zwei Bestandteilen können die Bestandteile jedooh auoh willkürlich misohpolymerieiert werden, oder die Monomerbestandteile können miteinander zugeführt und in der Masse misohpolymerlslert werden, damit die Zusammensetzung des erzeugten Polymers konstant ist. Auoh können in einer Polymerisationeetufe Homojaymerislerung, willkürliche Misohpolymerisierung oder Misohpolymerisierung in der Masse kombiniert werden. Das erzeugte Polymer ist im allgemeinen kristallin, und der Katalysator wird entsprechend gewählt.

Bei der Durchführung der Erfindung 1st Polyäthylen, Polypropylen oder ein Mischpolymer hiervon besonders bevorzugt. Vorteilhaft 1st ferner Polypropylen oder ein Gemisch oder eInlgropfmisohpolymer von Polypropylen und Polyvinylalkohol, Polyvinylacetat oder Polyacrylsäure in einer Menge, nicht über 30 % des Polypropylens.

- 8 -109847/1834

Der bei der Durchführung der Erfindung benutzte Brei kann hergestellt werden, indem man ein Polyolefin in eineTB Lösungsmittel auflöst oder quillt. Vom Standpunkt der Verfahrenstechnik bereitet man jedofe den Brei vorzugsweise dadurch her, daß man ein Olefinmonomer in einem Lösungsmittel polymerisiert, das in der Lage ist, das Polyolefin bei Spinntem^peratur aufzulösen oder zu quellen.

Beispielsweise können die folgenden Lösungsmittel allein oder in Mischung verwendet werdex

(1) Wasser,

(2) Kohlenwasserstoffe einschließlich gesättigter Kohlenwasserstoffe mit 5 bis 11 Kohlenstoffatomen, wie Hexen, Hexan, Heptan, Aceton, Nonan, Decan, Cyclohexan, Methylcyclohexan, Deoalin und Petroleumäther; aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, !Toluol, Xylon und p-Cumol; ungesättigte alicyclische Kohlenwasserstoffe, wie !Tetralin, <λ-Pinen und Terpentinöl,

(3) halogenierte Kohlenwasserstoffe: aliphatische, h*logenierte Kohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid, Chloroform, Bromoform, Tetrachlorkohlenstoff, Äthylbromid, Dichloräthan, Äthylidendichlorid, Tetrachloräthan, Pentachloräthan, Dichloräthan, Trichloräthylen, Tetrachloräthylen,

·» Q —

109847/183/4

Isotmtylchlorid und Isoaraylohlorid, aromatische halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Chlorbenzol, Brombenzol und o-ODichlor benzol,

(4) einwertige aliphatisohe Alkohole, wie Methanol, Äthanol, Isopropanol, Butanol und Amylalkohol, aromatische und alicyolische Alkohole, wie Cyclohexanol und Methyloyolohexanol,

(5) aliphatisch^ Äther, wie Isopropylather und Butyläther, aromatische und alicyclisohe Äther, wie Anisol, Dioxan und !Furfurylalkohol,

(6) aliphatisch^ Ketone, wie Aceton, Aoetonöl und Methyläthylketon; aromatische Ketone, wie Cyclohexanon,

(7) Fettsäureester und einbasiebe aromatische Carbonsäureester, wie Methylacetat, Äthylaoetat, Propylaoetat, Butylaoetat, Allylacetat, Ätbylpropionat, Butylpropionat, IsoaiBylpropionat, Äthylbutyrat und Butylbutyrat; Eeter zweibasiaoher und dreibasisoher Säuren, wie Liäthyloarbonat; Oxysäuceester, wie Äthyliaotat und Äthyloxyisobutyrat;

(8) nehrwertige Alkohole und deren Derivate, wie <A-Butylenglyool.

1098A7/183/4

- Io -

Was den Siedepunkt betrifft, so werden in diesen fällen Lösungsmitteln*!* einem Siedepunkt von etwa 38 bis 192⁰C verwendet. Naoh der Erfindung sind Hexan, Heptan und Methylenohlorid zu bevorzugen.

Sei der Durchführung der Erfindung kann ein lösungsmittel gewählt werden, das in der Lage ist, ein Polyolefin praktisch gleichförmig bei einer Temperatur oberhalb des Siedepunktes des Lösungsmittels unter Luftdruck, unter einen autogenen Dampfdruck oder unter einem noch höheren Druck aufzulösen. In einer spä; ter zu erwähnenden Stufe soll der Siedepunkt des Lösungsmittel vorzugsweise niedriger ale der Schmelzpunkt des Polyolefins sein.

Die Konzentration des Polyolefins, bezogen auf das Lösungsmittel, beträgt vorzugsweise 5 bis 70 Gew.-£, obgleich sie je nach dem spezifischen Gewicht schwanken kann, und sie entspricht etwa 38 bis 100 Volumen-^· falls beispielsweise die Konzentration kleiner als 5 % ist, ist die Produktmenge gering und ihre Gewinnung ist nicht wirksam. Wenn dagegen die Konzentration höher als 70 £ ist, läßt sioh wegen der hohen Viskosität die faser nicht ohne weiteres im Augenblick ihrer Ausstoßung aus der Düse transformieren. Außerdem kann eine Kondensation der Emulsion auftreten, und dies 1st nicht zweckmäßig. Die Kondensation der Emulsion führt dazu, daß die ausgestoßene faser kontinuierlich wird, und in diesem fall wird

- 11 -109847/1834

sie ähnlich den sogenannten Plezifaden. Je höher nämlich die Konzentration des Polyolefins, bezogen auf Lösungsmittel ist, desto höher ist die Viskosität des Polymere, Je hlher viskos das Polymer ist, desto mehr neigt das Polymer zur Kondensation·

Eine bei der Durchführung der Erfindung benutzte Emulsion erhält man duroh Zugabe eines Dispersionsmiitels zu einem in der vorstehenden Weise zubereiteten Brei. Das Dispersionsmittel ist unlöslich oder kaum löslich in dem Lösungsmittel und reagiert vorzugsweise nicht mit dem Lösungsmittel. Der Siedepunkt des Mediums ist niedriger als der Schmelzpunkt des Polyolefins. Beispiele für das Dispersionsmittel sind Wasser und Alkohole mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, sowie wechselweise ineinander unlösliche Lösungsmittel aus der hier gegebenen Aufstellung. Man kann ein Dispersionsmittelgemisch verwenden. Besonders vorteilhaft ist Wasser oder ein Flüssigkeitsgemisoh, das hauptsächlich aus Wasser besteht. Vorzugsweise setzt man das Dispersionsmittel in einer Menge von 30 bis 2000 Volumen-^ dem Brei zu. Sine Menge von nicht weniger als 200 Volumen-^ ist zu bevorzugen.

Wenn nicht ein Dispersionsmittel in einer Menge von mindestens 100 Volumen-^ des Breis letzterem zugesetzt wird, so besteht die Gefahr, daß sich eine sogenannte kontinuierliche Paser bildet, und zwar weil der Brei zu

- 12 -109847/183/,

- Hf -

einem Dispersionsmittel wird oder sich kondensiert* Jedenfalls ist dies nicht zweckmäßig. In Gewichtsprozent ausgedrückt, werden 10 bis 120 Gew.-^ des Breis bevorzugt (in Volumen-^ kann die Zahl je naoh der Kombination der betreffenden spezifischen Gewichtswerte schwanken, jedoch beträgt sie etwa 7 bis 170 Volumen-^).

fall· das Verhältnis des Dispersionsmittels zum Brei übermäßig ist, nimmt das ausgepreßte Material die Form feiner !Teilchen an, und dies führt zur Entstehung von Pasern, die sehr kurz sind und schlechte Verschlingungseigensohaften bei der Papierbildung haben. Außerdem ist der Polymeranteil im entstehenden verdüsten Material zu klein und die Faserproduktionsrate zu niedrig.

Gewünschtenfalls kann man Pigmente, Stabilisiermittel, antistatische Mittel, Bindemittel, Planiermittel und andere Stoffe dem Brei zusetzen, vorausgesetzt, daß die zugesetzte Menge im richtigen V_erhäljitni8 steht und bei der eigentlichen Arbeitsweise der Erfindung nicht stört. Die Stoffe können der Flüssigkeit im voraus, de« Brei, der Emulsion, oder auf ionetigem Wege zugesetzt werden.

Die Emulsion 1st thermodynamisch uni- stabil und zeigt imer eine Neigung zur K_on<j_ensation unter Beduzierung der freien ^berflächenenergie. Demgemäß steht die Bildung einer Emulsion in Konkurrenz zwiahen der K6i&*Bsation

und der Wiederverteilung der dispersen Phase. Nach der Erfindung ist es daher auoh vorteilhaft, die Oberfläche der dispersen Phase mit einem Dispersionsstabilisiermittel, z.B. einem oberflächenaktiven Mittel, vorzugsweise einem Polymer der Olefinreihe, und einem oberflächenaktiven Mittel für die Emulsion zu überdecken.

Besondere Beispiele geeigneter oberflächenaktiver Mittel sind

1.) anionische Netzmittel, z.B. Carbonsäuresalze, Schwefelsäureester, Sulfonsäuresalze und Phosphorsäureester,

2.) kationische Netzmittel, z.B_o von AminsaIz- und quaternären Ammoniumsalztyp,

5.) anlonisohe und kationische Netzmittel, z.B. Aminosäuresalze und Betaintypen und

4-·) nichtionisohe oberflächenaktive Mittel, z.B. von der Art von Polyäthylenglyool und mehrwertigen Alkoholen.

Die Zugabe beträgt vorzugsweise 0,01 bis 20 CMHiI J-Ji, bezogen auf den Brei,

Bei hoher Temperatur wird jedoch die Leistung das dar Emulsion zugesetzten Dispersionsstabilisieraittala in vielen Fällen herabgesetzt. Infolgedessen ist aa iweokmäßig, die Widervertellung zu erlaiohtern, selbst wenn

109847/1834

die diapergierte Phase kondensiert ist, und inner eine WiederverteilungsmaßnahiDe für die disperse Phase, z.B. Kihren, einzuführen. Da eine Polymersohne1ze eine hohe Viskosität "besitzt und deshalb die disperse Phase, besonders wenn sie nur aus einem Polymer besteht, riskos ist, neigen im allgemeinen die Teilchen der dispersen Phase zur Kondensation infolge Kontakt mit anderen Seilohen dieser Phase.

Bei der Durohführung der Erfindung ist es möglich, ein faseriges Papiermaterial dadurch zu erzeugen, daß man die so vorbereitete Emulsion oder eine Emulsion während ihrer Bildung aus einer Düse von geeigneter Gestalt bei höherer Temperatur als der Siedepunkt des Lösungsmittels und vorzugsweise niedriger als der Schmelzpunkt des Polymere unter autogenen Druok oder höherem Druck ausspritzt. Wenn die Emulsion bei einer Temperatur unterhalb des Siedepunktes des Lösungsmittel* zerspritzt wird, dann wird das Lösungsmittel hierbei nickt gasförmig P und nioht aus dsm Polymer entfernt· Deshalb wird die molekulare Orientierung des Polymers nicht fixievt, und das Polymer neigt dazu, sich abzusättigen. Dsr Grund dafür, daβ vorzugsweise die lussprititemperatur niedriger als dsr SohmeIspunkt dss Polymere ssin soll, ist derselbe. Bsvor ntmlioh die Emulsion sum Ausspritzen gebracht wird, wird das Polymer in Lösungsmittel aufgelöst odsr gequollen. Wenn se sum Ausstoß sue der Spritzdüse gebraobt wird, sind die Moleküle infolge der Soherwlrkung in der

109847/1834 "

- W-

Düse orientiert· Wenn die Emulsion jjedooh von der Düse freikommt, expandiert der Sprtthstrom, verliert seine kinetieoh· Snergie und damit seine Neigung zur lufnähme der Soherwirkung, Wenn der Siedepunkt des Lösungsmittels und der Schmelzpunkt des Polymers niedriger sind als die Aussprite- oder Spinnteeperatur, wird der in der Düse angenommene Orlentierungszustand des Polymers fixiert, weil das Lösungsmittel nach dem Austritt aus der Düse vergast wird. Wenn jedoch der Siedepunkt des Lösungsmittels höher als die Spinntemperatur ist, wird das Polymer naturgemäß als Lösung oder als Quellmisohung im Lösungsmittel abgekühlt. Da die Geschwindigkeit dieser Abkühlung kleiner ist als die verzögerte Geschwindigkeit der Molekularorientierung, wird naturgemäß auch letztere verzögert. Selbst wenn der Schmelzpunkt des Polymers niedriger ist als die Spinntemperatur und das Lösungsmittel im Augenblik der Verspinnung vergast, wird das Lösungsmittel auf eine Temperatur unterhalb des Polymersohjielzpunktes infolge der Verdampfungswärme gekühlt; deshalb spielt er in vielen Fällen keine Bolle.

Die Erwärmung der Emulsion kann innerhalb eines abgediohteten Behälters mit einer Düse, z.B. einer Spinndüse, d.h. in einem Autoklaven, durchgeführt werden, und sie erfolgt normalerweise auf eine Temperatur im Be reioh der Auflösungstemperatur des Polymers im Lösungs-

mittel (normalerweise oberhalb 100<. G) bis 280 0. Vorzugswelse soll die Temperatur mindestens 3° C höher liegen als der Siedepunkt des Lösungsmittels. Bei einer

109847/1834 - 16 -

niedrigeren Temperatur als 30⁰G oberhalb des Siedepunktes des Lösungsmittels wird es schwierig, eine Faserstruktur mit feinfaseriger Innenstruktur, wie gemäß der Erfindung, zu erzielen. Es ergibt sich nur eine Faser mit einem ausgefüllten Querschnitt und dichter Packung mit Polymer.

(Die Auflösungstemperatur des Polymers kann zweckmäßig

3 wie folgt gemessen werden: 15 cm Polymerlösung mit

10 Gew.-# Polymer wird zubereitet und in einer Ampulle eingeschlossen, erhitzt und im Inneren eines Autoklaven abgekühlt, und die Auflösungstemperatur wird nach Maßgabe, ob das Polymer aufgelöst worden ist oder nicht, gemessen).

Die VersprUhung der Emulsion aus der Düse wird unter

der einem autogenen Druck,durch Erhitzen hervorgerufen ist, oder bei einem höheren Druck durchgeführt. Da eine befriedigende Spinntemperatur für die Emulsion wie vorstehend erhalten wird, braucht die Düse nicht positiv erwärmt zu werden.

Bei der Erfindung ist es nicht vorteilhaft, die Emubionsspinnstufe durch Benutzung des Prinzips eines sogenannten Zerstäubers durchzuführen, wobei ein Gas, wie Luft, unter hoher Geschwindigkeit auf eine Öffnung geblasen wird, um die Polymeremulsion ausfließen zu lassen und die Emulsion beispielsweise unter Benutzung einer Spritzpistole auszustoßen. Selbst wenn die Moleküle durch die

109847/1834

- 17 -

Soherwirkung innerhalb der Düse orientiert sind, expandiert sich im Augenblick des Ausstoßes der Sprühst rom, verliert dabei kinetische Energie und nimmt nicht die gewünschte Scherkraft auf. Weil die Verfestigungsgesohwindigkeit des Polymers geringer ist als die Entspannungsgesohwindigkeit der Molekularorientierung, entspannt sich naturgemäß die Molekular-

in

orientierung, und das erhaltene Material ist/unbefriedigender Weise gesohwäoht. Diese Maßnahmen können jedoch zusammen gebraucht werden, vorausgesetzt, daß die Bedingungen in einer Weise kontrolliert waden, daß sie dem Effekt nach der Erfindung nioht entgegenstehen.

Wenn ein Faserpapiermaterial nach dr vorstehenden Methode hergestellt wird, sind Gestalt und Art der Düse nicht wichtig, weil Größe und Länge der erzeugten Papierfasern durch die Teilchengröße der dispersen Phase der Emulsion bestimmt werden. Bei einem Verfahren dagegen, bei dem Freigabe einer Lösung oder einer geschmolzenen Lösung auftritt, weil Form, Größe und Länge der anfallenden Faser sioh entsprechend dem Durohmesser und der Gestalt der DUsenöffnung ändert, ist es notwendig, den Durohmesser und die Gestalt der Düse zu kontrollieren. Was die DUsengestalt betrifft, so kann der Quersohnitt kreisförmig oder unrund, z.B. ein Schlitz, seim, aber eine Düse mit einem eingeschriebenen Kreis des Durohmessers von 0,2 bis 2 mm ist zu bevorzugen* Wenn der Durchmesser kleiner als 0,2 mm ist, so neigt die

109847/1834 - ie -

DUe· zur Verstopfung durch Staub, während bei größerem Durchmesser als 2 am das rersponnene Material zur Versohlingung miteinander und Hervorrufung von Unregelmäßigkeiten neigt. Ein Verhältnis von Länge zu Durohmesser der Düse von 0,5 bis 200 wird häufig benutzt, jedoch gilt für die Erfindung keine solche Begrenzung.

Um ein Faeerpapiermaterial gemäß der Erfindung herzustellen, wird die Teilchengröße der Emulsion vorzugsweise auf 3 bis 400 /u eingestellt. Wenn die Teilchengröße kleiner als 3 /u ist, so ist das versprühte Material pulverähnlieh, weil die Teilchengröße zu klein ist. Wenn die Teilchen größer als %00 /U sind, neigt das versponnene Material zur Kontinuität und znr Bildung einer Plexifaser.

Die Atmosphäre, in welche die Emulsion ausgestoßen wird, ist nicht besonders wichtig, aber vorzugsweise hält man Bedingungen ein, unter dene« mindestens das Lösungsmittel bzw. das Dispergiermittel verdampft end die Sr-Stasung des Polymers rasoh durchgeführt werden kann. Normalerweis· wird die Emulsion in Luft bei Zimmertemperatur unter Luftdruok ausgestoßen, sie kann jedeoh auch unter vermindertem Druck ausgesteBen werde«. Wenn die Erstarrung des Polymers nicht rasoh durchgeführt wird, geht die Orientierung des aus der Düse ausgestoBenem faseriges Papiermaterials zurück.

109847/1834 " ^1$ "

Wenn insbesondere gemäß der Erfindung das Dispergiermittel und/oder das Lösungsmittel verdampft und gleichzeitig das Polymer wegen der begleitenden Temperaturherabsetzung erstaut, so expandiert das Polymer bei der Verdampfung des Dispergiermittels und/oder des Lösungsmittels und es streokt sich das Polymer beim Übergang in den erstarrten Zustand und liefert damit ein faseriges Papiermaterial, worin die Moleküle orientiert sind.

Der Hauptanteil des so erhaltenen faserigen Papiermaterials besteht aus Fasern einer Größe τon 10 bis 1000 und einer Länge von 50 bis 25 000 /u; das Innere der betreffenden Faser hat eine Struktur, in der Fibril.en, Bänder oder Filme τοη einem Durohmesser oder einer Dioke von nicht mehr als 10 /U geschart ~?j*r in drei Dimensionen zusammenhängend dispergiert sind und so zur Erzeugung eines flaohea Querschnittes verpreßt werden können.

Wenn die Teilchengröße des Papiermaterials naoh der Erfindung geringer als 10 /U und seine Länge geringer als 50/U ist, so ist dies nicht besonders erwünscht, weil die Zähigkeit des daraus hergestellten synthetischen Papiers gesohwäoht ist. In£ibridev oder natürlicher Pulpe erstrecken sich Mikrofibrülen eines Duehmessers von weniger als 10/U von der Mitte naoh außen, und die Fibrillen haben mehrere Verzweigungen (divergierende Strukturen). Im Gegensatz hierzu hat das Papiermaterial nach der Erfindung mehrere innenliegende Fibrillen, jedoch

109847/1834

- 2ο -

ist die Zahl der auswärts vorstehenden Fibrillen klein (konvergierende Strukturen). Schematisch dargestellt, findet sich ein Beispiel für die ersteren in Fig.l und für die letzteren in Fig.2.

In der divergierenden Struktur der Pig.l sind divergente Mikrofibrillen wechselseitig versohlungen, und die Papierfestigkeit is t dementsprechend entwickelt. Bei der konvergierenden Struktur nach der Erfindung dagegen ist die Papierfestigkeit durch innere Versohlingung des Papieraaterials als ganzes in dreidimensionaler Weise und durch Kontakt mit der Oberfläche des Papiermaterials entwickelt. Infolgedessen sind eine größere Länge und Breite als einige Dimensionen des Papiermateriales notwendig. Da ferner übliche Papiermaterialien außer dem Plexifaden gefüllte Querschnitte haben, ist es zur Erhöhung der Oberfläohenbereüie, die miteinander in Kontakt kommen, und zur Entwicklung der Papierfestigkeit sowie zur Erzielung eines Papieres mit glatter Oberfläche notwendig gewesen, eine dünne Faser von einem Durohmesser von weniger als 10 /U vorzusehen. Da der Querschnitt des Papienssierials nach der Erfindung aus einem Bündel von Fibrillen, Bändern oder Fäden besteht, kann der Querschnitt duroh eine äußere Kraft frei transformiert werden. Infolgedessen wird ein Papier gefertigt, dessen Oberfläche glatt ist und in welchem die wechselweise in Kontakt stehenden Oberflächen groß sind. Sohematisoh ist dies

109847/1834 -21-

aus Fig.3 und 4 ersichtlich. Fig.3 (a) ist ein Querschnitt eines üblichen Papiermaterials, außer einem Plexifaden, und Fig.3 (b) zeigt ein Produkt, das duroh dessen Verpressung erhalten worden ist. Fig.4(a) ist ein Querschnitt des Papiermaterials nach der Erfindung, und Fig.k (b) zeigt ein duroh dessen Verpreasing erhaltenes Produkt.

Wenn die Teilchengröße des Papiermaterials nach der Erfindung 1000 /U überschreitet, so kann selbst bei Verpressung des Materials kein völlig flacher Querschnitt erreicht werden, und es ist sehr schwierig, ein Papier zu fertigen, dessen Oberfläche glatt ist. Weil das Papiermaterial auoh nioht zur Erweichung und zur freien inneren Verschlingung neigt, wird die Papierzähfestigkeit gering. Dagegen wird das Aussehen des Papiers ähnlioh demjenigen eines Naturpapiers, wenn die Fasern gebündelt sind, wie in einem japanisohen Papier. Ferner ist es unzweckmäßig, wenn die Menge des Papiermaterials 25 400 /U überschreitet, und zwar wegen des praktisch ähnlichen Verhaltens, wie da« einer kontinuierlichen Faser, nämlich eines Plexifadens. Falls die Länge des Papiermaterial· kleiner als 50 /^u ***» ergibt sioh eine geringere innere Verschiingung, und die Papierzähfestigkeit ist vermindert.

Falls die Dicke der Fibrillen, Bänder oder Filme, welohe die Innenseite des Papiermaterials darstellen, 10 /u überschreitet, steigt die Unebenheit der Oberfläche des

109847/1834 _ ₂a -

erhaltenen Papier, sein Griff ist rauh und unerwünscht. Auch ist das Papiermaterial nicht genügend weich und nioht wechselweise versohlungen.

Bei der Herstellung von Papiermaterial naoh der Erfindung kann man ein grobes Sieb benutzen, wenn das Material in Papier übergeführt wird, und verglichen alt Fibridpulver ist das Material überlegen hinsiohtlioh Papierausbeute und Siebhaltigkeit,

Wie aus den vorstehenden Erläuterungen ersiohtlioh, kann ein dreidimensional innen verschlungenes Papier aus den Papiermaterial der Erfindung gefertigt werden. Man erhält infolgedessen ein Papier von einer Zähfestigkeit von mindest us 0,2 kg/om , z.B. duroh Vorpressen, ohne Anwendung eines Klebemittels. Der Grund, warum das Papiermaterisl naoh der Erfindung sioh dreidimensional verschlingt gegenüber anderen Papiermaterialien, besteht darin, daß der Querschnitt nicht gefüllt ist, das Papiermaterial weioh ist and ein Grebsieb, z.B. ein Zehnmaschensieb, zur Fertigung eines Papier benutzt werden kann. Der Strom von Flüssigkeit und Gas, der bei der Papierfertigung benutzt wird, fließt in einer Riohtung, die das Sieb durchdringt, d.h. in Riohtung der Papierdioke.

Bei der Duroh führung der Erfindung ist es nötig, ein Papier aus dem Papiermaterial, das man naoh dem vorstehenden Verfahren erhält, la derselben Weise wie aus

109847/1834 . 23 -

Pulpe, zu fertigen. Es ist jedoch auch Möglich, das gesprühte Papiermaterial unmittelbar auf eine poröse Auffangfläohe, z.B, ein Drahtnetz, zu blasen, das Material aufzufangen und es zu einen synthetischen Papier zu rerdichten.

Eine sehr einfache Methode zur Herstellung eines Papiers besteht darin, daß »an Faserbogen auf Überführungsdrahtnetz, z.B. eines Förderband einer normalen Papiers! ebaas chine, auffängt. Das Papiermaterial kann jedoch nioht nur auf das Drahtsieb sondern auch unmittelbar auf oder in eine Flüssigkeit, wie Wasser, ausgestoßen werden. Darauf kann das auegestoßene Papiermaterial gescllagen und gequetscht werden, oder man kann einen anderen Bestandteil zusetzen und dann aus dieser Masse ein Papier fertigen. Wiederum kann das Papiermaterial auf einen Film ^u^lasen werden, um ein Schichtpapier zu fertigen, oder man kann es auf einer anderen flaohen Platte auffangen. Je nach Bedarf kann eine natürliche Pulpe oder eine Kunstfaser in geeigneter Weise eingemisoht werden.

Der Druck zum Verdichten des aufgefangenen Papierma-

o terials beträgt normalerweise 10 bis 100 kg/cm , und

das Papiermaterial kann hierbei oder vor dieser Verdichtung auf 50 bis 200⁰G erhitzt werden.

Im übrigen ist es bei der Etfindung möglich, Kalandrie-10 9-8 47/1834 ~²*~

rung, Wärmebehandlung, Prägebehandlung, Oberflächenbeschichtung, Wiederverdichtung, Färbung, Laminierung, Heißversiegelung und Tränkung mit einem flüssigen Harz durchzuführen,

Das durch Anwendung des Papiermaterials der Erfindung erzeugte Papier hat die folgenden Eigenschaften, verglichen mit üblichen synthetischen Papieren:

1.) die Oberfläche ist tfatt und frei von Fasermustern, wie es bei einem Japan-Papier oder einem Plexifadenpapier zu sehen ist;

2.) die Dicke ist gleichförmig]

3.) die Oberflächenzähfestigkeit des Papier ist infolge der dreidimensionalen wechselweisen Verschlingung sehr hoch. Das Einreißgefühl beim Zerreißen des Papiers ist gleich dem eines Fibridpapiers, das weniger widerstandsfähig ist und ungleich dem ZerreißgefUhl eines Filmes, aber da die Faser dick und zäh ist, ist gleichzeitig die Widerstandsfähigkeit beim Zerreißen groß und ergibt eir ü'skontinuierliches Gefühl. Wenn außerdem das Papier aufgerissen wird, erteilt sL ch der Hand ein vibrierendes Gefühl, das ähnlich demjenigen bei einem Naturpapier ist.

- 25 -

109847/1834

4.) Das faserige Papiermaterial hat die Eigenschaft, weniger durch ein Sieb zu gehen als ein Fibridpapier, daher kann ein gröberes Sieb bei der Papierfertigung benutzt werden. Die Leistung ist hinsichtlich der Wasserentfernung beträchtlich, und das Sieb ist frei von Blockierung; das Sieb wird gut konserviert.

5.) Das Papier kann im Trockenverfahren gefertigt werden, und eine aufmerksame Kontrolle der Faserform ist überflüssig, während bei einem Fibridpapier der zulässige Bereich der Form eng ist.

Die folgenden Beispiele erläutern noch mehr die Erfindung, dooh ist die Erfindung hierauf nicht beschränkt.

Beispiele 1 bis 3

In 2500 Teilen eines technischen Heptane mit einem Siedepunkt von 95°C wurden 15OO Teile Propylen unter Verwendung von Titantriohlorid und Diäthylaluminiumchlorid als Katalysatoren polymerisiert, um einen Heptanbrei aus einem isotaktisohen Polypropylen mit einer Viskosität von 4,0 herzustellen. Der Prozentsatz dieses Polypropylens im Brei betrug 30 Gew.-^. Der so erhaltene Brei wurde mit unterschiedlichen Wassermengen, wie in der folgenden Tabelle I, und weiter mit 1 Gew.-Ji₁ bezogen auf das Polypapylen, an Natriumdodeeirlbenzolsulfonat unter Bildung dner Emulsion versetzt. Diese

109847/1834 - 26 -

Emuslion wurde unter Rühren in einem Stahlautoklaven mit einer lichten Weite von 18 mm und einer lichten Tiefe von 100 mm auf l60°C erhitzt. Die Teilchengröße betrug etwa 5 /ü. Durch eine Düse eines Durohmessers von 0,8 mm wurde anschließend nach deren öffnung ein Faserpapiermaterial eines Durohmessers von etwa 100 /u und einer Länge von 10 000 /u unter autogenem Druck von etwa 16 atm aufgestoßen.

Dieses faserige Papiermaterial war weich wie ein Schwamm, und bei Beobachtung unter dem Mikroskop zeigte sich, daß mehrere feine Fasern in einer Größe von etwa · /U in einem versetzten Zustand zusammengeballt wann. Dieses faserige Papiermaterial wurde auf einem niohtrostenden Stahldrahtsieb von 100 Masohen (etwa 0,15 mm Sieböffnungen) in einem Abstand von 30 cm in Bogenform aufgefangen. Wenn darauf Druckluft von der Rückseite des Drahtnetze« aufgeblasen wurde, so hob sich ein **apiermaterial in Bogenform von dom Drahtnetz ab. Dieses Papiermaterial wurde zwisohen zwei Bögen aus Filterpapier eingefügt, schwach ausgequetscht und getrocknet. Darauf

ο
wurde es unter 40 g/om fünf Minuten mit einem Eisen bei 115°G gebügelt.

Wenn man den Querschnitt eines synthetischen Papiers, das durch diese BUgelbehandlung erhalten war, unter dem Mikroskop betrachtete, so war erkennbar, daß nicht alle feinen Fasern parallel zur Papieroberfläche waren,

109847/1834 " ^2? "

sondern einige feine Fasern in Riohtung der Dicke verliefen und dreidimensional miteinander versohlungen waren. Diese Eigenschaften des erhaltenen synthetischen Papiers finden sich in Tabelle 1. Hierin sind auch Vergleichsbeispiele gezeigt, bei denen die Menge des Dispergiermittels klein und groß war.

- 28 -109847/1834

Tabelle I

i· Dispergiermittel

nach Gewicht

Ausstoß

45 frei

feinteilige

-

1-

Grund-

S chut t-

Zähig

Deh

Bemerkungen

Beispiel

nach Volumen

zustand

tragende Hänge-

Teilchen

gewicht in g/m2

Getficht

keit in ο

nung in %

länge

wurden aus

in g/cm

kg/cm

in cm

getragen

O #

kontinu

Vergleichs

O %

ierliche

7,8

270

3,6

218

lange Pasern

beispiel 1

Faser

0,48

streckten

wurde aus

sich aus,

getragen

was zu einem

ungleichmäs-

sigen Glanz

führte

14 %

Vergleichs

IO %

290 %

ti

8,4

260

3,3

232

beispiel 2

200 %

gut

8,0

270

0,42

3,2

7

Struktur

Beispiel 1

710 %

0,54

gleichförmig

500 %

1430 %

gut

5,2

270

2,8

4

tt

Beispiel 2

1000 56

gut

4,6

200

0,68

1,3

3

Beispiel 3

8580 %

0,72

die Eigen

Vergleichs

6000 %

200

-

-

schaft der

beispiel 3

-

wechselweise»

Verschlingung

fehlte, und

selbst beim

Versus h der

Papierfertig.

konte das Ma

terial nicht

von cem Papier

fertigung s sieb

abgezogen

werden

Bei diesen Beispielen wurden die folgenden Meßmethoden angewandt:

1.) 45° freitragende Hängelänge (Prüfmethode nach Pierce):

Ein Prüfstück von 1,5 cm Breite und 15 on Länge wurde von einer horizontalen Oberfläohe gegen eine um 45° geneigte Oberfläche vorspringen gelassen, und die gemessene Länge war die Länge des Prüfstückes, wenn dessen freies Ende diese geneigte Fläche berührte.

2.) Grundgewicht:

Gewicht und Größe eines Prüfstückes wurden gemessen, und das Grundgewicht ausgedrückt als das Gewicht je Flächeneinheit.

3.) SchUttgewicht: Das Gewicht je Volumeneinheit, berechnet aus der durch ein Mikrometer gemessenen Dioke und dem FlädBngewicht.

4.) Zähigkeit und Dehnung:

Diese wurden an einem Prüfstück von 1,5 cm Breite und 10 cm Länge unter Benutzung ei nes Instron-Reißfestigkeitsmessers bei einer Zuggeschwindigkeit von 0,5 cm/min gemessen.

109847/183 4 "* ³° ~

- 3ο -

5.) Dimension usw. für das Papiermaterial:

Das Prüfstüok wurde mittels eines optischen Mikroskops oder eines Projektors vergrößert und die Dimension gemessen.

6.) Teilchengröße der Emulsion:

Die Messung der Teilchengröße bei einar hohen Temperatur oberhalb der Siedepunkte des Dispergiermittels und der dispersen Phase unter einem hohen Druck ist schwierig. Infolgedessen wurde die Teilchengröße der Emulsion in einem System aus Lösungsmittel, Ni<«htlösungsmittel (und Netzmittel),nicht zugesetzt mit dem Polymer,mittels eines optisohen Mikroskops gemessen, um einen Parameter des dispersen Zustandes zu haben.

Die nach Beispiel 1 bis 3 erhaltenen synthetischen Papiere waren weiß und Herhielten sich gut beim Schreiben mit einem Füllfederhalter sowie mit einem Kugelschreiber.

Beispiel 4 bis 6

BeispielVurde wiederholt, jedoch wurden Temperatur und Druok der Emueion innerhalb des Autoklaren gemäß Tabelle II abgewandelt. Ergebnisse finden sich in Tabelle II.

109847/1834 -31-

Tabelle II

00 CaJ

Beispiel	Emul- sions- tempe- ratur in 0C	120	Druck im Auto klaven In kg/om2	Teil chen größe in/U	Ausstoß zustand	V? 1 frei tragende Hämge- länge in cm	8,3	verfärbt durch ther mischen Ab bau	6,3	Grund- gewicht in g/om	Sehiitt- gewicht in g/onr	Zähig keit In kg/cm2	Deh nung in %	4	Bemer kungen
Vergleichs beispiel 4	130	34	5	konnte nicht ausge tragen werden	mm	8,7		—	—·	—	6	—
Vergleichs- beiepiel 5	140	4	5	nur inter- mittierei ausgetra	id ;en	7,8	240	-	-	-	5	konnte nicht zu einem Bo gen gefer tigt werde
Beispiel 4	150	8	5	ISUt	260	0,68	2,9	3
Beispiel 5	160	11	5	KUt	270	0,71	3,4
Beispiel ο	300	34	5	RUt	280	0.69	ä.7
Vergleichs beispiel 6	80	5	280	0,73	0,8	ergab ein gefärbtes Papier

Der Druck im Innern des Autoklaven wurde durch Stiokstoffgas (N-) erzeugt.

Die nach Beispiel h. bis 6 erhaltenen synthetischen Papiere zahnen ScMreibfarbe mit einem Füllfederhalter und auch mit einem Kugelschreiber ausgezeichnet an.

Beispiele 7 und 8

Beipiel 1 wurde wiederhdt, jedoch wurde die Teilchengröße des Breis in der Emulsion innerhalb des Autoklaven entsprechend Tabelle III abgewandelt. Die Ergebnisse finden sich in Tabelle III.

109847/183/4

Tabelle III

Beispiel

Teil

1

Mittel zur

Ausstoß

das Lösungs

gut

Größe des

500 unend-

ierliche

ΊΓ5*

Grund-

Schütt

Zähig

Deh

andere

hen Faser -

chen

Veränderung

zustand

mittel wurde

Papierma

als Kondensier kcntinu- lieh

Faser

frei

gewicht

gewicht

keit

nung

For

größe in/U

der Teil chengröße

in Trichlor-

terials in /U

mittel zuge

tragende Hänge länge

in g/cm

in g/om"

in/ 2 kg/cm

in %

men

äthylen abge

Größe Länge

setzt

in cm

Vergleiohs-

10 % Gly

wandelt

beispiel 7

cerin wur

gut

0,1 % saurer

100 50

-

280

—

—

—

mangel

de zuge

Bntonit wurde!

hafte

20

setzt

Ver-

die Bedeutung

schlin-

gUlgä-

eigen-

schaft

Beispiel 7

0,001 %

gut

100 10000

S, δ

2b0

0,78

3,3

T

Struktur

100

CaO wurde

gleich

als Kon

förmig

densier

mittel zu

gesetzt

einer kontinuierlic

Beispiel 8

100 20000

8,4

270

0,69

2,9

T

η

750

Vergleiehs-

lieferte

Struktur

beispiel 8

eine |

8,2

260

0,28

4,3

251

gleich

förmig ,

ungleich

hat

mäßiger

Glanz,in

folge zu

langer

Faser

unendlich

Beispiel 9

Ein Äthylenmassenmischpolypropylenpulver einer Viskosität von 2,69 und einem RUokstand naoh Extraktion mit siedendem n-Heptan von 8713 fo und einem Gehalt von 9 % Äthylen (Schmelzpunkt 165°C) wurde hergestellt. Dieses Pulver wurde zu Methylenchlorid (Siedepunkt 39,8 C) unter Bildung eines Breies gegeben, der zu einer Emulsion in Wasser dispergiert wurde. Die volumenmäßige Zusammensetzung der Emulsion war 12 Teile Polymer, 88 Teile Methylenohlrid, 200 Teile Wasser.

Außerdem wurde 1 % Natriumdodeoylbenzolsulfonat, bezogen auf das Polymergewioht, der Emulsion als Netzmittel zugegeben. Die erhaltene Emulsion wurde im Autoklaven in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 auf 140 C erhitzt und aus einer Düse eines Durohmessers von 0,8 mm ausgestoßen, wobei der Druck 18 atm betrug. Das aus der Düse ausgestoßene Produkt war ein faseriges Kopiermaterial mit einem Durohmesser von etwa 120 ax und einer Länge von 3000/U. Dieses faserige Papiermaterial war weioh wie ein Schwamm, und bei Beobachtung unter einem Mikroskop zeigte sich, daß mehrere feine Fasern mit einer Dioke von etwa 8 /u in einem vernetzten Zustand vereinigt waren.

Dieses ausgestoßene faserige Papiermaterial wurde auf einem Drahtsieb von 60 Maeohen (Sieböffnung 0,25 ■■)

109847/1834 -36-

bei einem Abstand von 30 cm von der Düse aufgefangen und zu eine* Bogen geformt. Dieser Bogen wurde von dem Drahtnetz abgezogen, indem man Druckluft von der Rückseite des Drahtsiebes aufblies, wobei der Bogen leicht abgezogen wurde. Dann wurde er zwischen einem Paar mit Chrom plattierter Walzen bei Zimmertemperatur bezogen, um die Oberfläche zu glätten, und schließlich bei 115°C gebügelt. Der erhaltene Bogen hatte Papier-

form mit einem Grundgewicht von 86 g/m , einer Schüttdichte von 0,5^ g/cm , einer Zähigkeit von 0,31 kg/cm und einer Dehnung von 11 %,

Beispiel 10

Polypropylen des Handelsnamens "Noblen" FB, hergestellt von Mitsui Toatsu Chemioal Co., ^td. (Schmelzpunkt 165°C) wurde zu Methylenchlorid (Siedepunkt 39,8⁰C) gegeben, um einen Brei herzustellen, der in Wasser zu einer Emulsion dispergiert wurde. Die volumenmäßige Zusammensetzung der Emulsion betrug 12 Teile Polymer, 88 Teile Methylenohlorid, 200 Teile Wasser. Außerdem wurde 1 % Natriumdodeoylbenzolsulfonat, bezogen auf das Polymergewicht, zu der Emulsion als Netzmittel gegeben. Die erhaltene Emulsion wurde im Autoklaven auf 140⁰C erhitzt und aus einer Düse eines Durchmessers von 0,8 mm ausgestoßen. Das aus der Düse ausgestoßene Material war ein faseriges Papier mit einem Durohmesser von 100 bis 300 /U und einer Länge von etwa 3 mm. Dieses fasalge Papiermaterial war weich wie ein Schwamm, und

109847/1834 -37-

b ei Betrachtung unter dem Mikroskop zeigte sich, daß mehrere feine Fasern einer Dicke unterhalb 8 ,u in einem vernetzten Zustand zu einem faserigen Papiermaterial vereinigt waren. Dies ausgestoßene faserige Papiermaterial wurde auf einem Drahtsieb von 60 Maschen (0,25 mm Maschenöffnung) in einem Abstand von etwa 30 cm von der Düse aufgefangen und zu einem Bogen geformt. Durch Blasen von Druckluft gegen die Rückseite wurde dieser Bogen von dem Drahtsieb abgehoben und dann bei II5 C gebügelt. Der erhaltene Bogen hatte die Form

ο von Papier mit einem Grundgewicht von hh g/m , einem Schüttgewicht von 0,37 g/cm , einer Zähfestigkeit von 0,21 kg/cm und einer Dehnung von 8 $.

Beispiele 11 bis 32

Beispiel 1 wurde unter Abwandlung des Polymers, Lösungsmit ta. s, Dispergiermittels und der Heiztemperatur entsprechend Tabelle XV wiederholt. Auch die Ergebnisse finden sich in Tabelle IV.

- 38 109847/183 U

Tabelle IV

CD CD

OO

Bei

Polymer

Losungs

len

-Dis-

Was

1.8 )

Was

Tem

Teil

Größe des

i Länge

45°

Grund

Schütt

Zäh

Deh

Bemer

spiel

mittel

per-

ser

ser

pera

chen

Papierma

frei-

gewicht

gewicht

festig

nung

kungen

giei* mit

tur

größe in/u

terials in/u

10000

tra gende

g/m

g/cnr

keit _ kg/cm

in 5

tel

Methy-

/

Hänge

Petrochemical

len-

länge

Co.Ltd.)

5

Größe

in cm

11

Polypro

■Methy-

Hochdruck-

Was

chlo-

100~C

8,9

180

0,82

3,2

4

papier

pylen

len-

verfahren-

ser

rid

1000

artiger

(Z5J

chlo-

polyäthy-

Stoff

1,8 )

rid

len (her

10 000

gleich

gest.v.

mäßiger

Nieder

.

Mitsubishi

Struktur

12

druck -

Tri-

Chem.Co.Lt

Was

100

verfah

chlor-

10 1> PoIy-

ser

18O°C

6,8

126

0,41

0,6

7

B

äthy-

äthylen-

1000

ren -Poly

massen-

äthylen

Kisch-

(hergest.

polypro-

v.Mitsui

pylen

(ZU

13

Methy-

10 000

len-

chlo-

5

rid

i4o c

4,3

105

0,62

0,5

7

It

1000

14

i)

20 000

5

14 O0C

9,3

98

0,78

1,3

4

η

1000

(Fortsetzg.)

Tabelle IV (Fortsetssg)

Bei spj	.el	Lösuags« mittel	It	B-Is-- per- mit-	Tom- ' pera- < tiar ι	jröfle Ln/u	G-E1SiSs") säos Papierma terials in/U	20 000	frei- tra gende Hänge länge	gewicht g/n»	S ©Mitt gewicht 3 g/cm	fe stig keit kg/cm	Deh nung in cß> Z	Besaer- kungen
		Methy- len- chlo- rid	It	¥as- ser		5	Größe ιLänge	20 000	9,2	88	0,81	1,3 4	Papier- artiger Stoff gleich mäßiger Struktur
15	7 i> Vinyl- acetat- Mas send sch· polypmpy- len (Z671.8)	Methy- len- chlo- rid	It	Was ser	14O°C	5	1000	20 000	9,8	85	0,82	1,9 4	It
16	verseiftes Vinylace- tatpfropf- polypropy- len	5# Acryl- ι säurepfropf- j " polypsopy- J len(/7)7l,8)|	N	H	14O°C	5	1000	5 ooo	9,2	93	0,78	1,2 5	It
17	Polybuten-1 ]	M	14O°C	5	1000	5 ooo	3,2	110	0,65	0,3 9	η
TS	Poly-3- methylbu- ΙΆ73Α)	M	14O°C	5	1000	10 000	3,8	98	0,71	0,4 8	It
19	Poly-4- methylpen- ten-1 (7% 7rl.4)	If	i4o°c	5	1000	10 000	6,9	97	0,78	2.8 4	η
20	Polyhexen-1 {QJ 2,8)	If	14O°C	5	1000	5,8	105	0,68	1,2 6	η
21	1000

(Fortsetzg.)

Tabelle IV (Fortsetzg·)

	Bei spiel	Polymer	Lösungs mittel	Dis- per- gier- mlt- tel	Tem pera tur	Teil chen größe in/u	5	Größe des \ Papierma- ; terials in/u \	Läng«	000	bra tende länge länge Ln cm	Grund gewicht g/cm	Schütt- gewicht g/cm	Zäh- fe- stig- keit kg/an	Deh nung in % 2	Bemer kungen	(Fortsetzg	ro
	22	Polypropy-	Hexan	Was ser		14O°C	5	Größe	20	000	■ ,2	250	0,52	3,2	4	papierarti ger Stoff gleichmäßig« Struktur		ro οι NJ
	23	Polypropy- len	Cj&o- hexan	N		17O°C	20	1000	15	000	7,8	125	0,61	1,5	4	It
	24	Polypropy len (δΪ_/ 1»8	Cyclo- pentan	tt	200°C	10	1000	20	000	6,9	111	0,63	1,3	5	η
	25	Polypropy len (Λ7ι.«	Benzol	H	150°C	10	1000	10	000	5,8	113	0,71	1,2	3	•t
09847/18	20	Polypropy len (/ljL7 !f8	Xylol	It	190°C	50	600	20	000	6,2	108	0,68	1,1	4	η
οα	27	Polypropy-	Butyl- n-acetat	H	190°C	10	1000	24	000	6,6	106	0,70	1,2	5	η
	28	Polypropy- Cjvp 1.8	Tetra- chlor- kohlen- St Off	W	16O°C		1000	20		5,8	98	0,52	0,9	3	η
ι							1000
H I

Tabelle IV (Portsetzg.)

CD 00

Bei spiel	Polymer	Lösungs mittel	Μ« 1< 3 έ rs	Dis- per- gier- mit- tel	Was ser	Tem per ft' tür	Teil chen größe in/U	14O°C	100	Größe des Papierma terials in/U	Länge	^5° frei- tra gende Hänge länge in cm	3-rund— gewicht g/cm	Schütt- gewicht g/cmJ	Zäh- fe- stig- keit I kg/cm	Deh nung in £ >	Bemer kungen
29	Polypropy- lan (IVJ 1.8	Trichlor äthylen	•Was ser	190°C	10	Größe	20 000	6,1	100	0,61	0,8		papierarti ger Stoff gleich mäßiger Struktur
30	Polypropy len UnJ 1.8	Toluol	η	200°C	10	1000	20 QOO	6,3	110	0,72	1.3	3	η
31	Polypropy len (Ä7 1.8	η	4 -Butyl glycol	14O°C	5	1000	20 000	6,2	108	0,69	1,0	3	Il
32	Mischung von 50 i* Polymer de. Beispiels 11 und 50 * des Polyme: v.Beisp.12	sthy- sn- shlorid	1000	10 000	9,9	101	0,88	0,9	4	η
1000

'Die Zusammensetzungen hatten ein Verhältnis ,,

g Polymer/88 cm·³ Lösungsmittel/200 cm Dispergiermittel.

■Ρίο

cn NJ

Claims (1)

1. ti

   Patentansprüche

   1.) Verfahren zur Herstellung eines synthetischen Papiers aus einem Polyolefin, dadurch gekennzeichnet, daß man

   1) eine Dispersion aus

   a) einer Mischung, bestehend aus einem Polyolefin und einem Lösungsmittel für dasselbe und

   b) einem Dispergiermittel mit einem Siedepunkt, der niedriger als der Siedepunkt des Olefins ist, und das praktisch in dem Lösungsmittel unlöslich ist, zubereitet,

   2) die Dispersion unter mindestens einem autogenen, durch Erhitzen der Emulsion erhaltenen Druck aus einer Düse zu einem papierartigen faserigen Material ausstößt und

   3) das faserige Material auffängt und zusammenpreßt·

   2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dispersionsmittel in einer Bunge von etwa 30 bie 2000 Volumenprozent des Breies vorliegt.

   3.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzelohnt, daß das Dispersionsmittel in einer Menge entsprechend etwa

   dem Dreifachen des Breivolumens vorliegt.

   - 43 -

   109847/183 U

   bo) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Siedepunkt des Lösungsmittels niedriger als der Schmelzpunkt des Polyolefins ist.

   5.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchengröße der dispergierten Teilchen etwa 3 bis 400 /U beträgt.

   6.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennze±hnet, daß das Polyolefin au·- Polypropylen besteht, das gegebenenfalls mit einem wasserlöslichen Monomer pffbpfpolymerisiert ist.

   7«) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dispersionsmittel aus Wasser und das Lösungsmittel für das Polyolefin aus Hexan, Haptan oder Methylenchlorid besteht.

   8.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion auf eine Temperatur im Bereich zwischen der Auflösungstemperatur des Polyolefins bis etwa 280°C erhitzt und aus einer Düse unter mindestens einem dadurch erhaltenen autogenen Druck ausgestoßen wird.

   9.) Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Ausstoßdruck von 5 bis 70 kg/cm .

   10.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9» daduroh ge-

   - kk -109847/1834

   kennzeichnet, daß man

   ·*··) ein Olefinmonomer in Gegenwart eines Lösungsmittels für das Polyolefin zu einem das Polyolefin und das Lösungsmittel enthaltenden Brei polymerisiert,

   2) eine Emulsion aus dem Brei und einem Dispergiermittel von einem niedrigeren Siedepunkt als der Schmelzpunkt des Polyolefins, das praktisch in dem Lösungsmittel unlöslich ist, zubereitet,

   3) die Emulsion auf eine Temperatur oberhalb des Siedepunktes des Lösungsmittels erhitzt,

   k) die Emulsion unter mindestens einem autogenen, durch die Erhitzung erhaltenen Druck zu einem faserigen Papiermaterial ausstößt und

   5) das faserige Papiermaterial auffängt und zusammenpreßt.

   11.) Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin aus Polyäthylen, Polypropylen oder deren Mischpolymeren besteht.

   12.)Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Dispergiermittel in einer Menge von mindestens dem zweifachen Volumen des Breies verwendet wird.

   109847/1834

   13·) Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des Polyolefins im Lösungsmittel etwa 5 bis 70 Gew.-^& und die Menge des Breies etwa 10 bis 120 Gew.-^ des Dispergiermittels betragen.

   l4.) Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Dispergiermittel aus Wasser besteht.

   15.) Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß

   die Emulsion unmittelbar gegen eins poröse Auffangfläche t ausgestoßen wird.

   16.) Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das aufgefangene faserige Papiermaterial vor oder gleichzeitig mit der Zusammenpressung erhitzt wird.

   17.) Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Emulsion ein oberflächenaktives Mittel zugesetzt wird, das die Breiteilchen überdeckt und die Dispersion stabilisiert.

   18_e) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17» dadir ch gekennzeichnet, daß das Volumen des Dispergiermittels größer als das Volumen des Breies ist und die Teilchen eine mittlere Größe von 10 bis 1000/u und eine mittlere Länge von 50 bis 25 400/u haben und aus orientierten Fibrillen oder bandförmigen Körpern bestehen, deren Durchmesser oder Dicke in vereinigtem oder miteinander

   - 46 -

   109847/183 4

   verschlungenen dreidimensionalen Zustand nidifc mehr als 10 /U beträgt»

   109847/1834

   ι * ·♦ ■

   Leerseite