DE2147477C3

DE2147477C3 - Fibrillierbare Fasern für die Papierherstellung aus einem Polymerisatgemisch

Info

Publication number: DE2147477C3
Application number: DE19712147477
Authority: DE
Inventors: Masahiro Aoki; Kenji Fujisawa; Kanji Kashiwara; Takuichi Kobayashi; Fumikatsu Makino; Masanobu Morikawa; Hiromu Takeda; Kenji Yoshimura
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1970-09-25
Filing date: 1971-09-23
Publication date: 1978-10-05
Also published as: DE2166178C3; SE388446B; DE2147477A1; DE2166178A1; FR2108395A5; DE2147477B2; GB1357817A; CA958136A; DE2166178B2

Description

3. Fibrillierbare Fasern nach Anspruch 1 und 2, *° offenbart Fasern aus einem Poiyolehn und einem

dadurch gekennzeichnet, daß diese wenigstens um das 3,5fache ihrer ursprünglichen Länge gereckt sind.

Mischpolymer aus hydrophobem folymeranteü und hydrophilem Polyvinylacetatanteil.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, Fasern tür ein synthetisches Papier zu bekommen, die leichter durch Behandlung in einem Holländer nbriliiert werden können, sich gut miteinander verflechten und beim Zusammenpressen automatisch aneinander anhatten, so daß sie ein Papier mit besseren physikalischen iügenschaften, wie Zerreißfestigkeit, ergeben.

Die erfindungsgemäben fibrillierbaren Fasern für die Papierherstellung aus einem Polymerisatgemisch, das zu 15 bis 90 Gew.-"/o aus einem faserbiidenden hydrophoben Polymer (A) und zu 10 bis 85 Gew.-°/o aus einem Pfropfmischpolymer (B) besteht, welch letzteres einen mit dem hydrophoben Polymer (A) verträglichen hydrophoben Anteil und einen daran chemisch gebundenen hydrophilen Anteil in einer Menge von 20 bis 80 Gew.-°/o, bezogen auf das Gewicht des Pfropfmischpolymers (B) enthält, sind dadurch gekennzeichnet, daß das hydrophobe Polymer (A) ein Polymer der Acrylreihe mit wenigstens

—, „ . 60 Gew.-°/o Acrylnitrilmonomereinheiten ist und der

von synthetischem Papier verwendet werden können. hydrophile Anteil des Pfropfmischpolymers (B) ein Da synthetische Fasern nieht, wie Cellulosefaser^, ⁶S pdyvinylalkohol-Anteil ist und als in unabhängiger von Naiur aus nörühert oder laserig sind, war es mit _{phase jn dem} hydrophoben Polymer (A) dispergierte, herkömmlichen Naßverfahren tür die Papierherstel- entlang der Faserachse orientierte Teilchen mit einem lung bisher nicht möglich, synthetisches Papier guter kleinsten Durchmesser von weniger als 2,5 μ, mit

Die Erfindung betrifft fibrillierbare Fasern aus einem Polytnerisatgemisch, die für die Herstellung

einer Länge von wenigstens dem Zehnfachen des rners (B) in dem hydrophoben Polymer (A) gelöst ist,

Durchmessers und in einer Zahl von wenigstens 4 je können die Fasern gut gesponnen werden, obwohl

5 μ mal 5 μ des Faserquerschnittes quer zur Streck- die Dispersionskomponente, das Pfropfmischpolymer

richtung vorliegt, und daß die Fasern gegebenenfalls (B), den chemisch gebundenen hydrophilen Anteil

zusätzlich bis zu 20 Gew,-°/o, bezogen auf das Ge- 5 enthält, Außerdem führt mechanisches Strecken zu-

wicht der Gesamtfasern, eines hydrophilen Homo- sätzlich zu der Molekülorientierung des hydrophoben

polymers (C) enthalten, welches in Richtung der Polymers (A) zu einer Orientierung des Pfropfmisch-

Faserachse orientiert in dem hydrophoben Polymer polymers (B) in der Richtung der Faserachse.

(A) dispergiert vorliegt. Wenn die Fasern zusätzlich zu dem hydrophoben Beispiele von Polymeren der Acrylreihe mit wenig- 10 Polymer (A) und dem Pfropfmischpolymer (B) noch

stens 60 Gew.-% Acrylnitrilmonomereinheiten sind ein hydrophiles Homopolymer (C) enthalten, liegt Polyacrylnitril und Polyacrylnitrilmischpolymere aus diesem in einer Menge von nicht mehr als 5°/o, be-Monomerengemisch, die wenigstens 60 Gew.-°/o zogen auf das Gewicht der Gesamtfasern, vor. Hierin Acrylnitril enthalten und deren andere Komponente ist die Menge des hydrophilen Anteils des Pfropfbeispielsweise Methylacrylat, Methylmethacrylat, 15 mischpolymers (B) nicht einbezogen.
Natriumstyrolsulfonat, Natriumarylsulfonat, Vinyl- Die beim Schlagen oder bei der Behandlung im acetat, Styrol, Itaconsäure, Maleinsäure, Vinylchlorid Holländer an dem hydrophilen Anteil des Pfropf- und Vinylidenchlorid sein kann. mischpolymers (B) gebildeten Fibrillen werden vom

Zweckmäßig werden solche Pfropfmischpolymere Wasser nicht aus den Fasern herausgezogen, chi sie

(B) ausgewählt, ςίςτεη hydrophober Anteil dem ao chemisch an den hydrophoben Anteil des Mischhydrophoben Polymer (A) gleich oder ähnlich ist und polymers gebunden sind. Die Fibrillen ergeben eine sich in diesem löst. Für den hydrophoben Anteil des gute Verflechtung und ein automatisches Aneinander-Pfropfmischpolymers (B) kommen also die oben für haften beim Zusammenpressen, so daß man aus dem das hydrophobe Polymer (A) genannten Verbindun- erfindungsgemäßen Verfahren ein synthetisches gen oder auch kristallines Polyäthylen, kristallines 15 Papier mit guten mechanischen Eigenschaften ge-Polypropylen und Mischpolymere, die in der Haupt- winnen kann. Außerdern ermöglicht der hydrophile sache aus kristallinem Polyamid und kristallinem Anteil des Mischpolymers die Gewinnung stabiler, Polyester bestehen, in Betracht, und zweckmäßig be- wäßriger Dispersionen bei der Behandlung im Holsteht das Mischpolymer zu wenigstens 60 Gcw.-% länder.

aus einem Polymer der Acrylreihe. Beispiele kristal- 30 Das Polymerisatgemissh, aus dem die Fasern nach liner Polyamide siiid Polycaproamid, Polyhexa- der Erfindung bestehen, besteht vorzugsweise zu methylenadipamid, Poly-11-ur.decansamid, Poly-12- 55 bis 90 Gew.-°/o aus dem hydrophoben Polymer dodecanoamid, Polydodecamefhylenterephthalamid, (A) und entsprechend zu 10 bis 45 Gew.-°/o aus dem Polymetaxylylenadipamid und Polypari^ylylendecan- Pfropfmischpolymer (B). Wenn der Prozentsatz des dicarbamid. Beispiele kristalliner Polyester sind Poly- 35 hydrophoben Polymers (A) 90 Gew.-°/o überschreitet, äthylenterephthalat und Mischpolymere desselben, wird der Fibrillierungseffekt zu klein. Bezogen auf Polytetramethylenterephthalat, PoIy-(1,4-cydohcxan- das gesamte Fasergewicht ist es zweckmäßig, v/enn dimethylenterephthalat), Poly-(äthylenoxybenzoat), der Prozentsatz des hydrophilen Polymers 5 bis. 50, Poly-[äthylen-l^-bis-(phenoxy)-äthan-p.p'-dicarb- vorzugsweise mehr als 10 Gew.-^/o beträgt, da dies oxylatj, Poly-(äthylen-2,6-naphthalmdicarboxylat) 40 die Fibrillierung und die Verflechtungseigenschaften und Polypivalolacton. der Fibrillen fördert.

Als Pfropfmischpolymer (B) verwendet man Die erfindungsgemäßen Fasern können nach zweckmäßig Polyvinylalkohol mit aufgepfropftem irgendeiner bekannten Methode gesponnen werden, Acrylnitril, wobei bevorzugt der Polymerisationsgrad wie beispielsweise durch Schmelzspinnen, Trockendes Polyvinylalkohole 600 bis 3200 beträgt. Dieser 45 spinnen, Naßspinnen oder Phasentrennungsspinnen, mittlere Polymerisationsgrad des Polyvinylalkohole Man kann beispielsweise Polymerisatgemisch in ist geeignet zur Bildung einer besonders feinen Faser- einem organischen Lösungsmittel auflösen und in struktur des Polyvinylalkoholanteils in der Faser. einem Naßspinnverfahreii in ein wäßriges Koagulier-Wenn das Molekulargewicht kleiner als 600 ist, kann bad oder in ein organisches Lösungsmittel, das das keine besonders feine Faserstruktur dieses Misch- 50 Polymer (A) nicht löst, ausstoßen. Besonders v/enn polymeranteils gebildet werden, und wenn das Mole- man ein wäßriges Koagulierbad verwendet, beobkulargcwicht 3200 übersteigt, wird die Verträglich- achtet man je nach den Koagulierbedingungen die keit mit dem Polymer der Acrylreihe vermindert, so Bildung sehr feiner Löcher auf der Oberfläche des daß ein gutes Spinnen und Strecken schwierig oder hydrophoben Polymers (A), und manchmal fördern unmöglich wird. 55 diese Löcher die Fibrillierung. Als Koagulierbäder

Der an den hydrophoben Anteil chemisch gebun- sind im Hinblick auf die Koaguliereigenschaften., die dene hydrophile Anteil des Pfropfmischpolymers (B) Spinnbarkeit, Streckbarkeit und Transparenz der ist wichtig, da dieser hydrophile Mischpolymeranteil Fäden oder Fasern Lösungsmittel-Wasserbäder, die beim Schlagen oder bei der Behandlung int Hol- wenigstens 85 Gew.*°/o Wasser enthalten, Alkoholländer quillt und infolge des Quelldruckes Fibrillen Se bäder und Köhlenwasserstoffbäder bevorzugt. Bebildet. Da das hydrophile Polymer in der fertigen sonders wenn Dimethylsutfoxid als Lösungsmittel Faser an die Grundkomponente des hydrophoben verwendet wird, sind günstige Koagulierbäder solche Polymers (A) gebunden ist, wirkt es gleichzeitig als aus Dimethylsulfoxid und Wasser, aus Meihyl-Haftmittel für die Fibrillen der Grundkomponente, alkohol, Butylalkohol, Amylalkohol, Cyclohexanol und in diesem Fall ist die Haftwirkung stärker, wenn ⁶S oder Glycerin.

der hydrophile Anteil Kristallinität und/oder eine Nach dem Spinnen werden die Fasern um wenig-Fähigkeit zur Bindung an Wasserstoff besitzt. stens das 3,5fache, vorzugsweise das 4,5fache der

Da der hydrophobe Anteil des Pfropfmischpoly- ursprünglichen Faserlänge, gestreckt, um das Pfropf-

mischpolymer (B), d, ft, die dispergierte Komponente zwischen dem maximalen und dem minimalen Wert der Fasern, deren Durchmesser weniger als 0,5 μ be- einer Beanspruchungs-Spannungskurve, die yarn Beträgt, in der Richtung der Faserachse zu orientieren, ginn aes Einreißens bis zum Brechen des Teststilckes Wenn das Streckverhältnis weniger als 3,5 beträgt, aufgezeichnet wird, wird als die Einreißbelastung beist die Orientierung ungenügend, und die mechanische 5 zeichnet. Der Wert der Einreißbelastung, geteilt durch Festigkeit und der Fibrillierungsgrad schlecht. Das die Dicke (mm) des Teststückes wird als der Einreiß-Strecken und Schneiden kann mit einer Stapelfaser- faktor definiert,

maschine erfolgen. Durch das Strecken der Fasern Grad der Luftdurchlässigkeit (sec/100cc): nach wird auch das hydrophobe Polymer (A) in der Rich- JIS-P 8Π7-tung der Faserachse orientiert. Der Orientierungsgrad io
wird nach einer üblichen Methode aufgrund des Beugungspunktes gemessen, der auf dem Äquator im
Röntgenstrahlen-Weitwinkelbcugungsbild erscheint.
Beispielsweise besitzt dieser Orientierungsgrad, berechnet aufgrund des Beugungspunktes bei 2 Θ = 17° 15 B e i s ρ i e 1 1 auf dem Äquator des Röntgenstrahlen-Weitwinkelbeugungsbildes, einen Wert von wenigstens etwa

Die Bestimmung des Orientierungsgrades kann
durch Berechnung der Halbwertbreite der Ausdeh- ao

nung der Beugung im Falle einer Streuung des Beu- In 101 Dimethylsulfoxid wurde 1 kg vollständig gungspunktes in Richtung des Umfeiiges erfolgen, verseifter Polyvinylalkohol mit einem Polymerisawobei der Fall einer vollständig willkürlichen Orien- tionsgrad von 1400 gelöst, während die Temperatur in tierung zum Orientierungsgrad 0 und der Fall einer etwa 2 Stunden auf 50 bis 6O⁰C gehalten wurde. In vollständig monoaxialen Orientierung zum Orientie- »5 der resultierenden Lösung wurden 12,9 g Ammoniumrungsgrad 100 gemacht wird. persulfat und 60 g Dodecylmercaptan gelöst.

Vorzugsweise ist der Durchmesser der Teilchen Zu der erhaltenen Lösung, die auf 50⁰C gehalten des hydrophilen Anteils des Pfropfmischpolymers wurde, wurde 1 kg Acrylnitril und 11 Dimethylsulf-(B) kleiner als 1,0 μ, und die Zahl dieser Teilchen oxid tropfenweise während 50 Minuten zugesetzt, wenigstens 10 je 5 mal 5 μ des Faserquerschnitts quer 30 Die resultierende Lösung wurde 2 Stunden gerührt, zur Streckrichtung. Die Teilchenlänge besitzt vor- und wenn die Viskosität auf 200 Poise anstieg, wurden zugsweise wenigstens das lOfache ihres Durch- 6,22 g Hydrochinon zugegeben, und die Lösung wurde messers. weitere 30 Minuten gerührt, um die Polymerisation zu

Der Denierwert der erfindungsgemäßen Fasern ist beenden.

nicht wesentlich, doch sind gewöhnlich Werte von 35 Der Gehalt an Acrylnitrileinheiten in dem resultieetwa 0,5 bis 20 Denier bevorzugt. renden Pfropfpolymer von Acrylnitril auf Polyvinyl-

Wegen der Unterschiede der Quelleigenschaften alkohol (dispergierte Komponente B) betrug 58%. des hydrophilen Anteils und des hydrophoben Anteils der Gesamtgehalt an Polyvinylalkohol in dem Pfropfentsteht beim Aufschlämmen der Fasern in Wasser polymer betrug 63°/₀, und die Menge an unumgeselzeine innere Spannung, die beim Schlagen oder Be- 40 tem Polyvinylalkohol 19°/„.

handeln in einem Holländer zur Fibrillierang des Danach wurden in Dimethylsulfoxid 68 Teile Acrylhydrophilen Anteils führt. Hierzu können auch nitril-MischpoIymer (Grundkomponente A) aus Kugelmühlen oder rotierende Walzengruppen ver- 99,6 Molprozent Acrylnitril und 0,4 Molprozent Nawendet werden. triumarylsulfonat mit einem Molekulargewicht von

Aus den erfindungsgemäßen Fasern hergestellte 45 67000 und 32 Teile des obenerwähnten Pfropfsynthetische Papiere besitzen bessere Homogenität, mischpolymers gelöst und vermischt, um eine Spinn-Geschmeidigkeit und Festigkeit als alle bisher be- lösung zu gewinnen, deren Lösungskonzentration kannten Papiere aus synthetischen Fasern. Sie können 15 Gewichtsprozent in Dimethylsulfoxid betrug, daher beispielsweise zu Banknoten, Plakaten, Land- Diese Spinnlösung wurde mit einer gewöhnlicher, karten, Tapeten, Filterpapieren, Papiertüchern und 50 Naßspinnapparatur gesponnen. Genauer gesagt wurde VerstärkungsmittelnfürKunststoffeverarbeitetwerden. die Spinnlösung aus einer Spinndüse mit 200 Offnun-In «Jen folgenden Beispielen wurden einige spezielle gen, von denen jede einen Durchmesser von 0,03 mm physikalische Eigenschaften nach dem folgenden Ver- besaß, in ein n-Butanolbad von 25°C mit einer Ausfahren bestimmt: preügeschwindigkeit von 8 g je Minute ausgepreßt. Mahlungsgrad (cm"): nach JIS-P 8121. 55 Die ausgepreßten Fäden wurden in einem Bad aus Dichte (g/cm'): nach JIS-8118. Dimethylsulfoxid und Polyäthylenglykol (20/80) und Zerreißfestigkeit (kg/mm¹): nach JIS-P 8113. anschließend in einem Polyäthylenglykol-Bad bei Zugdehnung [⁰I₀): nach JIS-P 8132. 120⁰C um insgesamt das 6fache gestreckt. Young-Modul (kg/mm¹): berechnet aus dem An- Anschließend wurden die Fäden aufgewickelt, wähfangsgradienten einer Belastüngs-Spannungskurve in ^6o rend sie kontinuierlich in Wasser gewaschen und bei einem Zugtest. Raumtemperatur getrocknet wurden.

Einreißfaktor (kg/mm): Auf einem Teststück von Die Zerreißfestigkeit der erhaltenen Fäden betrug 100 mm Länge und 40 mm Breite wird ein 50 mm 3,2 g/d und ihre Dehnung 25%. Der Orientierungslanger Schlitz eingeschnitten, der in der Richtung der grad, berechnet nach einem Brechungspunkt von Länge verlfiuft, und zwar mittig bezüglich der Breite. ⁶S 2 0 = 17° dei von dem Polyacryinitrilanteil stammte, Beide Enden dieses Schlitzes werden durch obere und ^a"f dem Äquator der Röntgenstrahlen-Weitwinkeluntere Klammerf. an einer Testeinrichtung gehaltert, brechung der Fäden betrug 85%. um die Einreißbelastung zu messen. Der mittlere Wert Anschließend wurden die Fäden auf eine Länge von

6 mm zerschnitten, und 20 g der zerschnittenen Fäden wurden in 140 cm* Wasser dispergiert.

Danach wurde dieses dispergierte Material unter Verwendung einer Walzenmühle mit einem Abstand zwischen den Walzen und dem Mühlengehäuse von 0,1 mm, einem linearen Druck von 3,4 kg/cm und einer Umdrehungszahl der Walzen von 16 000 geschlagen oder gemahlen.

Nactj dem Mahlen oder Schlagen waren zahlreiche Fibrillen auf den Oberflächen der Fasern gebildet, und die Fasern waren durch die Fibrillen miteinander verflochten.

Die Durchmesser eines größeren Teils der Fibrillen betrug 0,1 bis 1 μ, ihre Länge betrug wenigstens 2 μ, und die Länge lunger I ihrillen betrug etwa ΊΟΟΟμ.

Der Mahlungsgrad des gemahlenen oder geschlagenen Materials betrug gemäß JIS P-8121 340cm³.

Die gemahlenen oder geschlagenen Fasern wurden zu Bögen nach dem folgenden Verfahren verformt, und die Eigenschaften des Papiers wurden bestimmt.

Zuerst wurden etwa 3,0 g (berechnet auf Trockensubstanz) der geschlagenen Fasern in 500 cm³ Wasser dispergiert und sorgfältig in einem Mischer mazeriert. Anschließend wurden die mazerierten Fäden unter Verwendung einer Quadralbogenmaschine (Größe des Bogens 25 ■ 25 cm) zu einem Bogen verarbeitet. Der feuchte Bogen auf dem Drahtnetz wurde unter Verwendung einer Trockenwalze mit Hilfe von vier Löschpapierbögen entwässert. Danach wurde er zwischen vier andere Löschpapierbögen eingefügt, und ein Überdruck von 10 kg/cm² wurde unter Verwendung einer Bogenmaschinenpresse aufgebracht und der Bogen teilweise getrocknet. Der Wassergehalt in dem teilweise getrockneten Bogen betrug 130%. bezogen auf das Gewicht der Fasern.

Der teilweise getrocknete Bogen wurde dann auf der Trommel eines luftbeheizten Trommeltrockners bei einer Trommeloberflächentemperatur von 110°C während 2 Minuten getrocknet. Der erhaltene Bogen besaß ausgezeichnete Kompaktheit. Gleichmäßigkeit, Geschmeidigkeit und ausgezeichnetes Aussehen. Er besaß eine Dicke von 0,092 mm, eine Zerreißfestigkeit von 3.2 kg/mm², eine Zugdehnung von 6,8 %, einen Young-Modul von 184 kg/mm², einen Einreißfaktor von 0,95 kg/mm und eine Luftdurchlässigkeit von 8 see/100 cm³.

Vergleichsbeispiel 1

Gemäß dem Beispiel 2 der japanischen Auslegeschrift 11 851/1960 wurde ein Fasenmaterial aus einem Mischpolymer aus 94% Acrylnitril und 6% Methacrylat hergestellt.

Die Eigenschaften der Fasern und eines Bogens aus diesem Fasermaterial wurden unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 bestimmt und mit denen der Fasern und des daraus hergestellten Bogens gemäß Beispiel 1 in Tabelle I verglichen.

Das Fasermaterial besaß eine kleine Teilchengröße und war schwierig alleine in Papier umzuwandeln. Da es keine Stielfasern besaß, war die Festigkeit des erhaltenen Papiers, besonders die Einreißfestigkeit, sehr gering. Andererseits war das Fasermaterial nach Beispiel 1 leicht in Papier umzuwandeln und enthielt Stielfasern, so daß man ein ausgezeichnetes Papier mit hoher Festigkeit erhielt.

Tabelle I

S	I orni	Eigenschaften	Eigenschaften
	der Pulpe	des Fasermaterials	des Fasermaterials
		und des Papiers	und des Papiers
		nach der japanischen	nach Beispiel 1
		Auslegeschrift 11 8St/ 1960
Io			Form und Zu
		Sehr feine Teilchen	stand wie in
		mit Widerhaken.	Beispiel 1 er
		Sie enthielten	wähnt. Stiel
15		weder Stengel	fasern und Fi
		fasern noch Fibril	brillen unter
		len. In Wasser	schiedlich von
		dispergiert.	dem Fibrid der
			japanischen Aus
20	Mahlungs		legeschrift. In
	grad (cm³)		Wasser ähnlich
	Verhalten		wie natürliche
	bei Papier		Pulpe
	herstellung		dispergiert.
35			340 cm³
		Unter 70 cm³,
		schwierig zu messen.	Leicht von dem
Qn		Da die Teilchen	Diahtsieb ab
J^M		sehr fein waren.	zuheben. Es war
		war das Abheben	unnötig, zu
		des Bogens vom	verschneiden.
		Drahtsieb schlecht.
o:		Demnach war es
Jj	Zerreiß	erforderlich, in der
	festigkeit	Praxis mit der na
	(kg/mm²)	türlichen Pulpe
	Zugdeh	oder anderen syn
in	nung (%)	thetischen Fasern
	Einreiß	zu verschneiden	3,2
	festigkeit	1,3
	(kg/mm)
		6,8
45	2,1
		0,95
	0,09

50

Vergleichsbeispiel 2

Gemäß Beispiel 1 der japanischen Auslegeschrift 20 757/1961 wurden Fasern eines Mischpolymers aus 97% Acrylnitril hergestellt. Diese Faser wurde mit einem Holländer während 3 Stunden und 15 Minuten geschlagen oder gemahlen. Aus diesen gemahlenen Fasern wurde von Hand ein Papier unter den in der Veröffentlichung bezeichneten Bedingungen hergestellt. Die Eigenschaften der gemahlenen Fasern und des daraus hergestellten Papiers sind im Vergleich mit denen des Beispiels 1 in Tabelle II aufgeführt.

Fäbrülierung der geschlagenen oder gemahlenen Gelfaser trat in einem merklichen Umfang ein. Da jedoch die Fasern beim Zusammenpressen nicht automatisch aneinanderhafteten, war die Kompaktheit des Papiers gering und seine Zähigkeit schlecht.

Tabelle II

Tabelle MI (Fortsetzung)

	Eigenschaften der Fasern und des Papiers nach der japa nischen Auslege schrift 20 757/1961	Eigenschaften der Fasern und des Papiers nach Beispiel 1
Struktur der Faser	Nicht zusam mengefallene Faser mit Schwammstruk tur	Kompakte Faser ohne GeI- struktur
Dicke (mm)	0,12	0,092
Dichte (g/cm³)	0,48	0.5
Zerreißfestig keit (kg/mm²)	1,3	3,2
Zugdehnung	3,5	6,8
Young- Modul (kg/mm²)	77	184
Luftdu rch- läsf-gkeit (sec/lOOcm³)	0	8

S	Dispergier-	15	Eigenschaften	Eigenschaften	Eigenschaften
	barkeit iq		₂₀ des Papiers	der Fasern	der Fasern
	Wasser			und des Papiers	und des Papiers
		nach der japa	nach Beispiel I
		nischen Auslege
10		schrift 10655/1964	Dispergierbar-
as	Die Fasern ver	keit war sehr gut
flochten sich in	es wurde ein
Wasser, ver	gleichmüßiger
klumpten sich.	Bogen gebildet
bildeten keinen
Bogen	Wie im
Da die Fasern	Beispiel 1
ungleichmäßig	beschrieben
vcrklumplen.
konnte kein
Bogen her
gestellt und be
stimmt werden

VergJeichsbeispiel 3

Nach Beispiel 14 der japanischen Auslegeschrift 10 655/1964 wurden 4 mm lange, handelsübliche PoIyacrylnitrilfasern von 3 den in einem Quellmittel heftig gerührt, um verhakte Fasern zu bereiten. Die Eigenschaften dieser verhakten Fasern und eines daraus gewonnenen Bogens sind im Vergleich mit jenen gemäß Beispiel 1 in Tabelle III gezeigt.

Aus den verhakten Fasern alleine konnte ein selbsttragender Bogen unter Verwendung einer gewöhnlichen Bogenmaschine nicht gewonnen werden. Es war schwierig, die Eigenschaften des Bogens zu messen, selbst wenn die günstigste Probe ausgewählt wurde.

Tabelle MI

Beispiele 2 und 3
sowie Vergleichsbeispiele 4 und 5

Polyvinylalkohol (PVA) wurde als hydrophiler Polymeranteil und Polymere aus der Acrylnitrilreihe als hydrophober Polymeranteil des Mischpolymers (B) ausgewählt, und daraus wurde ein Pfropfpolymer (B) wie im Beispiel 1 hergestellt. Als Grundkomponente(A) wurde ein Acrylnitrilmischpolymer aus 99,6 Molprozent Acrylnitril und 0,4 Molprozent Natriumarylsulfonat mit einem Molekulargewicht von 67 000 verwendet.

(B) und (A) wurden in Dimethylsulfoxid in verschiedenen Mengenverhältnissen, die in Tabelle IV gezeigt sind, miteinander zu Spinnlösungen vermischt.

Tabelle IV

	Eigenschaften	Eigenschaften
	der Fasern	der Fasern
	und des Papiers	und des Papiers
	nach der japa	nach Beispiel 1
	nischen Auslege-
	schrirt 10655/1964	Länge des grö
Form der	Größe der ver	ßeren Teils der
gemahlenen	hakten Fasern	Fibrillen war
Faser	betrug das	wenigstens
	V₂- bis 2fache	5mal so groß
	derjenigen der	wie die der
	Stielfasern	Stielfasern

Nr.	50	1	B (Ge	A (Ge	PVA/ Gesamt polymer	Lösungsmittel
55 ²	wichts prozent )	wichts prozent)	(Gewichts prozent)
3	100	0	20	Dimethyl sulfoxid
4 60	95	5	20	Dimethyl sulfoxid
75	25	20	Dimethyl sulfoxid
50	50	20	Dimethyl sulfoxid

Diese vier Spinnlösungen wurden versponnen, und die Spinnbarkeit und Streckbarkeit sowie der Orientierungsgrad der resultierenden Fäden wurde ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle V zusammengestellt. Der Effekt einer Verwendung einer Grundkomponente war klar ersichtlich.

Tabelle V

	Nr.	Spinn- barkeit (m/min)	Maxi male St rück vergrö ßerung	Orientierungs grad des Acryl- nitrilnnteils in dem ge streckten Faden <7„)
Vergleichs- beispicl 4	1	2,0	2,5	56
Vergleichs seispiel 5	2	2,1	2,5	61
Beispiel 2	3	5,0	7,8	87
Beispiel 3	4	5,2	8,2	91

Danach wurde eine gleiche Spinnlösung wie die Nr. 3 in Tabelle IV in ein n-Butanolbad (25 bis 30 C) gesponnen, und die erhaltenen Fäden wurden in einem Verhältnis von 3 in einem ersten Polyäthylenglykolbad und in einem Verhältnis von 2 in einem zweiten Polyäthylenglykolbad gestreckt, um insgesamt auf das 6fache verstreckte Fäden zu erhalten. Die mechanischen Eigenschaften der Fäden nach dem Waschen mit Wasser und nach dem Trocknen waren folgende. Die in den Fäden enthaltene PVA-Menge betrug 20 Gewichtsprozent.

1. Die Zahlen in den Tabellen IV und V entsprechen einander.

1. Das Spinnen erfolgte unter Verwendung eines Koagulierbades von n-Butanol (25 bis 30 C) und eines Streckbades von Polyälhylenglykol (120 C).

.V Die Spinnbarkeit gibt die maximale Aufnahmegeschwindigkeit in einem n-Butanolbad (25 bis 30"C) an.

4. Der Orientierungsgrad wurde aus der Röntgenstrahlen-Weitwinkelbeugung ermittelt.

Denier (den): 3,4,
Zähigkeit (g/den): 3,5,
Dehnung ("/„>: 20,0,
Yoiing-Modul (g/den): 48,5,
S Schrumpfung in siedendem Wasser (°/„): 1;0,7,
Orientierungsgrad (%): 83.

Die erhaltene Faser wurde in gleicher Weise wie im

Beispiel 1 geschlagen oder gemahlen. Der Maihlungs-

grad der geschlagenen Faser und die Eigenschaften

des aus dieser Faser erhaltenen Papiers waren folgende:

Mahlungsgrad (cm³): 300,
Dichte (g/cm^:l): 0,548,
Dicke (mm): 0,10,

Zähigkeit (kg/mm²): 3,1,
Dehnung (⁰I_n): 7,5,
Young-Modul (kg/mm²): 152.

Wenn diese beiden Garnarten mit einer Walzenmühle gemahlen wurden, wurden beide von ihnen leicht fibrilliert. Durch das Naßsystem der Papierherstellung erhaltene Papiere wurden mit den Produkten verglichen, die man aus Polyacrylnitril alleine erhielt, und die Ergebnisse sind vorstehend aufgeführt.

Beispiele 4 und 5

Gemische eines Mischpolymers (B) der Acrylnitrilreihe, in dem der hydrophile Anteil und der hydrophobe Anteil verändert wurden, mit unterschiedlichen Polymeren (A) als hydrophobe Grundkomponente, wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 fibrilliert. Für die Eigenschaften der Fasern und des daraus erhaltenen Papieres wurden die folgenden Ergebnisse erzielt:

Tabelle VI Beispiel

Nr.

Grundkomponente (A)
Gewichtsprozent

Dispersionskomponente (B)

hydrophober
Anteil

Gewichtsprozent

hydrophiler
Anteil

Gewichtsprozent

Orientierungsgrad der Grundkomponente

(7o)

mittlerer
Durchmesser
der Fibrillen

(μ)

Vermahlungsgrad

(cm³)

PAN

P(AN-VdCl)

AN

75 Molprozent

VdCI

25 Molprozent

65
60

PAN 15
PAN 20

PVA 20
PVA 20

85
80

0,5 0,7

250
270

Tabelle VI (Fortsetzung)

Beispiel	Dicke	Dichte	Zerreißfestigkeit	Zugdehunng	Young-Modul	Einreißfaktor
Nr.	(mm)	(g/cm^J)	(kg/mm¹)	('/.)	(kg/mm¹)	(kg/nun)
4 5	0,10 0,10	0,55 0,56	3,2 2,8	6,0 4,6	163 160	0,62 0,71
PAN: Polyacrylnitril, AN: Acrylnitril, PVA: Polyvinylalkohol, VdQ: Vinylidenchlorid.

Beispiele 6 bis 8

Als Grundkomponente (A) wurde ein Acrylnitrilmischpolymer aus 4,1 Mol-°/o Methacrylat, 95,8 MoI-Vo Acrylnitril und 0,2 MoI-Vo Natriumarylsulfonat verwendet.

Als darin dispergiertes Mischpolymer (B) wurde ein Pfropfpolymer aus Polyvinylalkohol, auf den Acrylnitril als der hydrophobe Anteil aufgepfropft war, verwendet. Das Gewichtsverhältnis von Polyvinylalkohol zu Acrylnitril betrug dabei 1 : 3.

Unter Verwendung des resultierenden Polymers

(A) und des Polymers (B) und eines Lösungsmittels, Dimethylsulfoxid, wurde eine Spinnlösung mit einer Polymerkonzentration von 20 Gew.-'/o hergestellt, wobei der Polyvinylalkohol-Gehalt in dem Polymer 20 Gew,-°/o betrug. Diese Spinnlösung wurde in ein n-Butanolbad (Badtemperatur 25 bis 30° C) gesponnen und kontinuierlich in variierendem Grad in einem ersten Polyäthylenglykolbad (120° C) ge streckt, um Fäden zu erhalten, deren Acrylnitril-

Anteile unterschiedlich waren.

Die resultierenden Fäden wurden auf Längen von 6 mm zerschnitten und mit einer Walzenmühle gemahlen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle VII aufgeführt.

Tabelle VII

	Orient ic- rungsgrad	Vcrmah- lungsgrad	Mittlerer Durchmesser der F ibrillen	Ricke	Dichte	Zerreiß festigkeit	Zug dehnung	Young- Modul	['inreiß- faktor
	CVo)	(cm¹)	(μ)	(mm)	(g/cm³)	(kg/mm^!)	(Vo)	(kg/mm^!)	(kg/mm)
Beispiel 6	75	620	1	0,111	0,55	2,0	3,5	95	0,70
Beispiel 7	80	520	0,8	0,11!	0,55	2,4	4,7	125	0,44
Beispiel 8	90	t50	0,5	0,10	0,59	3,0	5,3	143	0,50

Claims

Patentansprüche: Qualität zu bekommen. Zunächst nahm man an, daß unter den synthetischen fasern jene der Poiyacrylreihe für eine Fibrilüerung besonders geeignet seien, doch ist der Fibrillierungsgrad von Polyacrylfasera wesentlich schlechter als aer von natürlicher i'ulpe, wobei die Polyacrylfasern schlecht automatisch anenianclernatten, wenn sie zusammengepreßt werden. Es war daher auch mit diesen nicht möglich, ohne spezielle Herstellungsmethoden, spezielle uispergier-

1. Fibrillierbare Fasern für die Papierherstellung aus einem Polymerisatgemisch, das zu 15 bis 90 Gew.-°/o aus einem faserbildenden hydrophoben Polymer (A) und zu 10 bis 85 Gew.-°/o

aus einem Pfropfmischpolymer (B) besteht, welch io mittel oder Klebstoiie und in vielen Fällen pnysikaletzteres einen mit dem hydrophoben Polymer lische oder chemische Machbehandlungsverfahren zu (A) verträglichen hydrophoben Anteil und einen einem brauchbaren synthetischen Papier zu gelangen, daran chemisch gebundenen hydrophilen Anteil Die JP-AS 10 65^/1964 beschreibt ein Vertanren

in einer Menge von 20 bis 80 Gew.-»/o, bezogen zur Fibrillierung synthetischer Fasern in einem Uuelauf das Gewicht des Pfropfmischpolymers (ti), 15 lungsmittel, wobei man Fasern mit kurzen, feinen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß HaKen erhält. Bei diesen kurzen Haken ist jedoch die das hydrophobe Polymer (A) ein Polymer der Verflechtung der Fasern nicht ausreichend, und sie Acrylreihe mit wenigstens 60 Gew.-^u/o Acryl- haften beim Zusammenpressen nicht automatisch annitrilmonomereinheiten ist und der hydrophile einander an, so daß man kein gieichtönniges Papier Anteil des Pfropfmischpolymers (B) ein Poly- ao erhält. Die JP-AS 20 757/1961 beschreibt aber, daß vinylalkohol-Anteil ist und als in unabhängiger gelartige, nicht zusammengefallene, feucht gePhase in dem hydrophoben Polymer (A) disper- sponnene Acrylfasern zum Fibrillieren neigen. Aus gierte, entlang der Faserachse orientierte Teil- diesen Fasern hergestellte Bögen besitzen jedoch chen mit einem kleinsten Durchmesser von weni- ebenfalls nur geringe Zerreißfestigkeit, da auch diese ger als 2,5 μ, mit einer Länge von wenigstens »5 Fasern beim Zusammenpressen nicht automatisch dem Zehnfachen des Durchmessers und in einer aneinander anhaften. Schließlich beschreibt die Zahl von wenigstens 4 je 5 μ mal 5 μ des Faser- JP-AS 11851/1960 synthetische Fasern mit fühlerquerschnittes quer zur Streckrichtung vorliegt, artigen Vorsprüngen, die zu einer Verflechtung in und daß die Fasern gegebenenfalls zusätzlich bis der Lage sind. Em daraus hergestelltes Papier besitzt zu 20 Gew.-°/o, bezogen auf das Gewicht der Ge- 30 jedoch schlechte physikalische Eigenschaiten, insbesamtfasern, eines hydrophilen Homopolymers (C) sondere geringe Zähigkeit, so dats derartige Fasern

nur dann zu Papier verarbeitet werden können, wenn man sie als Haftmittel zusammen mit anderen Fasermaterialien verwendet

Die FR-PS 1534 577 beschreibt Fasern für die Herstellung papierähnlicher Produkte aus hydrophobem Polycaproiactam und einem Plroplmiscnpoiymer aus hydrophobem Polycaproiactamanteü una hydrophilem Poiyoxyäthylenanteil. Die NL-OS 7 00/ 8/3

enthalten, welches in Richtung der Faserachse orientiert in dem hydrophoben Polymer (A) dispergiert vorliegt.

2. Fibrillierbare Fasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des PoIyvinylalkohol-Anteils des Pfropfmischpolymers (B) 5 bis 50 Gew.-o/o der gesamten Fasern ausmacht.