DE2235999A1

DE2235999A1 - Warmschweissbares papier und seine herstellung

Info

Publication number: DE2235999A1
Application number: DE19722235999
Authority: DE
Inventors: Joseph Calvin Davis; Francis Ross Galiano
Original assignee: Gulf Research and Development Co
Current assignee: Gulf Research and Development Co
Priority date: 1971-07-23
Filing date: 1972-07-21
Publication date: 1973-02-01
Also published as: FR2147612A5; NL7210135A; GB1362344A

Description

GULP RESEARCH & DEVELOPMENT COMPANY

Gülf Building, 7th Avenue and Grant Street, Pittsburgh,

Pennsylvania, V.St.A.

Warmschweissbäres Papier und. seine Herstellung

Die Erfindung betrifft Papier und. papierartige Produkte und insbesondere ein warmschweissbares Papier, d. h..ein Papierblatt gemäss der Erfindung lässt sich leicht nach an sich bekannten Methoden mit sich selbst oder einem anderen, gleichen Papierblatt warmverschweissen, und. jeglicher hierauf unternommene Versuch zur Auftrennung der Warmschweissnaht zwischen den Papierstücken führt zu einem Reissen der Papierfasern und nicht einem Versagen der Verschweisauög.

Auf die Erzeugung eines Papieraustauschstoffs oder papierartigen Austauschstoffs, insbesondere von Plast-Papier, ist schon viel Mühe verwandt worden, vrobei zu den Gründen hierfür die Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit von Plasten und deren Dauerhaftigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit und anderen erwünschten Eigenschaften gehören. Versuche zur Papierherstellung aus Plastfasern sind häufig auf Grund des Unvermögens der Fasern erfolglos geblieben, sich während der Stoffbildung genügend zu verfilzen, was zu Papier minderer Festigkeit führt. Verfilzung beruht primär auf einer Ineinanderwirrung

209885/1042

BAD

zwischen mikroskopischen Fibrillen auf der Oberfläche einer Faser und den Fibrillen anderer Fasern. Die Herstellung der Kunstfasern, die für Papier empfohlen worden sind, ist häufig durch Extrudieren oder Spinnen im gelösten oder geschmolzenen Zustand durch sehr feine öffnungen zur Bildung langer Endlosfaden erfolgt, deren Oberflächen recht glatt und gleitfähig sind. Als solche besitzen diese Fasern keine Fibrillen zur Verfilzimg. Ebensowenig sind sie zur leichten und gleichmäsßigen Dispergierung im wässrigen Hediurn oder zur Fibrillierung ira in V/asser dispergierten Zustand durch Schlagen bzw* Mahlen befähigt, wie es bei natürlichen Fasern der Fall ist. Ein spezifisches Beispiel für die Schwierigkeiten, die diese Art von Fasern bietet, hat sich bei einem VeI¹SUCh ergeben, ein Papierblatt aus einem Vinylohlorid-Acrylnitril-Mischpolymeren. ("Dynel") zu bilden* Bei der Extrudierung dieses Hr-xzes zu feinen. Fäden, aera Hacken derselben auf eine Länge von 3,2 bis 6,4 mra und dann herkömmlicher Blattbildung auf einer Laboratorium fe-IIandbütte Hess sich das angefallene Blatt von dem »Sieb nicht ohne Zerrc-iesen abnehmen, und das Blatt war nicht selbsttragend.

Zur Erzielung eines höheren Verfilzungsgrades sind andere Papierprodukte empfohlen worden, die sich dahingehend charakterisieren lassen, dass sie Kunstfasern aufweisen, deren Oberfläche und Enden zu winzigen, rankenartigen Fortsätzen oder Fibrillen ausgefranst sind. Der Plaststoff oder Kunstfasern, die für diese Papierprodukte gebildet v/erden, ähneln normalem Cellulosestoff· Aus diesem Faserstoff hergestelltes Papier jedoch hat bisher nur eine geringe oder keine Bindungsfestigkeit erbracht und war ausgesprochen mechanisch schwach und inkohärent. Ein Reinplastfaserpapier mit zufriedenstellender Festigkeit und anderen papierartigen Eigenschaften, wie Beschreibbarkeit, Flexibilität und dergleichen, ist daher allgemein noch nicht bekannt bzw. noch nicht hergestellt oder verwendet worden. Es ist dementsprechend notwendig μεν/οΰβη, entweder die Fasern durch Vämeeinwirkung zu binden oder eine

— 2 — 209885/1042 BAD ORIGINAL

Lö"sungsmittel-"Verschweissung" anzuwenden, wobei ein steifes, pappeartiges Papier unternormaler Beschreibbarkeit anfiel.

Die gewöhnliche Methode zur Verbindung von thermoplastischen Stoffen, insbesondere von-Filmen und Folien aus "denselben, ist die Varmverschweissung. Dabei werden die Oberflächen des thermoplastischen Haterials unter Einwirkung von Wärme und Druck so zusammengebracht, dass sich ein plastisches Fliessen zwischen den Oberflächen ergibt oder einstellt und eine feste Bindung gebildet wird. Die so-gebildete Bindung ist in ihrer Festigkeit derjenigen des thermoplastischen Materials selbst nahezu äquivalent. Bei den innormaler, und technischer Weise erzeugten Papier, das aus ITatur stoff oder Cellulosefaser hergestellt wird, ist diese Art von Bindung nicht möglich, weil die Cellulose durch die Wärme einem Abbau unterliegt, bevor irgendein plastisches Fliessen auftreten kann.

Die heutigen Ilethoden zur Verbindung von technisch und in normaler weise erzeugten. Papieren erfordern den Einsatz von Kleb-, stoffen, die auf die Papieroberflächen aufgetragen werden. Die Aufträgung dieser Klebstoffe kann in Form einer Lösung oder eines zu 100 % von Feststoff gebildeten Materials, wie im Falle eines Heisschmelzklebers, erfolgen. Papier kann durch Beschichten beider Oberflächen mit einem thermoplastischen Mate- * rial, was effektiv die Bildung eines Laminataufbaus bedeutet, heissiegelfähig gemacht werden, so dass bei Zusammenbringen der thermoplastbeschichteten Oberflächen unter Einwirkung von Wärme und Druck zwischen diesen, eine i'hermoplastbindung entsteht. BoLC-hichtungsarbeiten aber sind kostspielig, und die Erzielung einer guten Haftung zwischen dem Papier" und dem thermoplastische;}! Material erfordert beträchtliche Sorgfalt.

Der iStünd der Technik kennt die Herstellung von Papier und papiorartifjoii Produkten, cuo Katur- oder Cellulosestoff oder -J.Vr;r-rn übd. aus harzartigen Plast- oder 'J'hcrmoplactraateripJ.ien in Vorm von Ltofj" oder Far.;cri;. Daiiiborhincus ist eine Reihe von

0 9 8 8 5/1042 BAD ORKälNAL

Verfahren zur Gewinnung von Fasern aus thermoplastischen Harzen für die Herstellung papierartiger Produkte beschrieben worden. Der allgemeinen Erläuterung solcher bisherigen Produkte und Verfahren können die USA-Patentschriften 2 999 788, 3 068 527 3 081 519, 3 097 991, 3 123 518, 3 131 I13, 3 223 581, 3 402 231, 3 431 242, 3 560 318 und 3 560 324 dienen. Ein warmschweissbares Papier, das wesentliche Mengen an Naturfasern oder Cellulosestoff enthält und all die erwünschten und vorteilhaften Papiereigenschaften eines natürlichen Papiere, wie Beschreibbarkeit, Flexibilität und dergleichen, hat und dennoch warmschweissbar ist, jedoch ist noch nicht beschrieben worden. Die vorliegende Erfindung eines warmschv/eissburen Papiers bedeutet eine Verbesserung gegenüber den Produkten des Standes der Technik wie er z. B. in den obengenannten USA-Patentschriften zum Ausdruck kommt¹.

Die vorliegende Erfindung macht ein verbessertes Papier in Blattform verfügbar, das warraschweissbar ist, insbesondere ein Natur- oder Cellulosefaserpapier, das warmschweissbar ist und bei dem dennoch all die erwünschten Naturpapier-Eigenschaften erhalten bleiben, wie Beschreibbarkeit, Flexibilität, Festigkeit und dergleichen. Die Erfindung stellt weiter ein warmschv/eissbares Papier zur Verfügung, das wesentliche Ilengen an Natur- oder Cellulosefaser^ ent Im Itund das auf herkömmlichen und üblichen Papiermaschinen nach den bisher angewandten, üblichen und herkömmlichen Techniken erzeugb.ar ist. ScliliesBlich stellt die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zu/· Uarmnchvieissbarmachung eines Natur- oder Cellulosofa-serpapiers zur Verfügung.

Diese Ziele und Vorteile werden allgemein durch ein Papier- oder papierartiges Produkt in Blattform verwirklicht, das mindestens 10 Gew./y an aus linearem, hochmolekularem Polymeren des Äthylens hergestellten Fasern enthält, während der Kost des Papiers im 'wesentlichen aus Naturfasern oder Fasern aus Cellulose- bzw. Zellstoffmaterial besteht. Das lineare, hochmolekulare Athylenpolymere, aus dem die Polyäthylenfasern er- ' zeugt werden, soll einen Grosslast-Schmelzindex, bestimmt

209885/1042

BAD ORIGINAL

nach ASTM-Prüfnorm D1238-65T, Bedingung Έ ("High load Melt Index") - nachfolgend auch kurz: Schmelzindex - von 0,5 g/ 10 Min. oder darunter haben.

Es wurde gefunden, dass sich ein warmschweissbares Papier oder ₍ papierartiges Produkt in Blattform auf herkömmlichen Blattbilde- oder Papiermaschinen erzeugen lässt, indem man der I'aser-Ausgangsmischung, aus der das Papier herzustellen ist, Fasern aus linearem, hochmolekularem Polymerem des Äthylens schon in derart geringen Mengen wie 10 Gew.% einverleibt, wobei der Rest der Anfangsstoffmischung im wesentlichen aus Natur- oder Cellulose- bzw. Zellstoffasern besteht. Das Papier gemäss der Erfindung kann die Äthylenpolymer-lasern in · Mengen bis zu derartigen Höhen wie 90 Gew.% und darüber enthalten, während die auf 100 % ergänzende Kestmenge im wesentlichen von Ifatur- oder Gellulosefasern gebildet wird. Wenn gewünscht, kann man mit oder in den bei der Herstellung des Papiers gemäss der Erfindung verwendeten Polyäthylenfasern auch Füllstoffe, wie Caleiurnearbonat, Titandioxid, Tone wie Kaolin, Siliciumdioxide und dergleichen, einsetzen. Venn Füllstoff verwendet wird, werden normalerweise die !Füllstoffe von den Polyäthylenfasern von deren Herstellung her mitgeführt oder sie liegen schon in den !Fasern vor, bevor deren Vermischung mit" Natur- oder Cellulosefaser)! bei der Erzeugung des Papiers gemäss der Erfindung auf vertrauten Papiermaschinen erfolgt. Die bei der Herstellung des Papiers gemäss der Erfindung eingesetzte Polyäthylenfaser soll aus einem linearen Polymeren des Ithylens mit einem Schmelz index von untex^% 0,5 g/10 Min. und vorzugsweise einem linearen Polyäthylenharz mit einem solchen Index von unter 0,25 g/10 Mn. hergestellt sein. Wie'' sich gemäss der Erfindung gezeigt hat, muss man zur Erzielung hochwertiger Polyäthylenfasern, die mit den Cellulosefasern bzw. dem Stoff verträglich und bei dem herkömmlichen Papierherstellungsprozess bzw. auf der herkömmlichen Papiermaschine verwendbar' sind und das anfallende Papier oder Blatt warm-

2098 85/104 2

schweissbar machen, von einem sehr hochmolekularen A'thylenpolymeren ausgehen. Das Holekulargev;icht des Polymeren muss genügend hoch sein, damit sein Grosslast-Schmelzindex den geringen V/ert von 0,5 ß/10 Min. oder einen niedrigeren Wert hat. Dies gilt, wie sich gezeigt hat, besonders, wenn der Ausgangsmischung, aus der das Papier herzustellen ist, die Polyäthylenfasern in kleinen Mengen einverleibt werden. In der Tat soll bei Einverleibung von Polyäthylertfaser-i!engen von unter 20 Gew.% in die Ausgangsmischung der Grosslast-ßchnelzindex des Linearpolyäthylens, aus dem die l^?a3ern hergestellt werden, unter O.,25 g/10 Kin. liegen.

Die Polyäthylenfasern, die zusammen mit Naturfasern oder cellulosehaltigen Stoff der Mischung einverleibt werden, aus der das warraechweissbaro Papier herzustellen ist, sollen im allgemeinen eine Länge haben, die derjenigen der Cellulosematerial fasern - die im allgemeinen im Bereich von 1 bis etwa 5 ram liegt - gleich oder mit dieser verträglich ist. Während die Länge der l'asern in der Fasermischung wichtig ist, da hiervon die Eigenschaften des anfallenden Papiers abhängen, ist auch der Durchmesser der den Cellulosefasern einverleibten Polyäthylonfasern wichtig, da diese Grosse bestimmend ist für die Verträglichkeit der Polyäthylenfasern mit den Cellulosefasern in der Mischung und dem anfallenden Papier selbst (und wichtiger, auch dafür, ob sich aus der Mischung überhaupt ein Papier bilden lässt) wie auch die schliessliche Güte des gebildeten Papiers. Der Durchmesser der Polyäthylenfasern, die der Mischung für die; Herstellung des warmschweißobaron Papiers einverleibt werden, soll im Bereich von etwa 10 bis 30 Mikron liegen.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung, ohne dass diese auf sie beschränkt wäre. Teil- und Prozentangaben beziehen sich, wenn nicht anders Oe⁰⁰S** das Gewicht.

BAD ORiGfNAL,

209885/1042

Beispi e 1 - 1- ·

Es wurde Papier aus einer gleicht eiligen Ms ellung von PoIyäthylenf as em und ungehl eichten Kr aft fasern bzw. -faserstoff gebildet, wohei die Polyäthylenfasern aus einem linearen, hochmolekularen Polymeren des Äthylens mit einem Schmelzindex von 0,24.g/10 Min. hergestellt waren. Zur Papierherstellung wurden diese Poly&tliylenfasern und der ungehl eichte Kraftstoff in einer Mischung mit einem Gehalt von 1 g an den ersteren und 1 g an dem letzteren eingesetzt, und diese 2-g-Hischung wurde zu 500 ml Wasser mit einem Gehalt von 10 Tropfen an oberflächenaktivem Mittels (wie "Triton" 100) hinzugefügt, worauf die anfallende Aufschlämmung auf den Stoff kasten/ einer BlB.ttbilde~Ma.sch.ine der Bauart "Hoble and Wood" aufgegeben und darauf für die Blattbildung mit ungefähr 5 Volumina (ungefähr 2^00 ml) Wasser verdünnt wurde» Das Blatt wurde dann noch den üblichen und normalen Methoden gebildet, die beim Einsatz dieser Maschine angewandt werden, und hierauf getrocknet.

Hier wie auch in anderen Fallen wurde zur Prüfung der Warmschweissbarkeit des so gebildeten Papierblattes und der sich ergebenden Festigkeit der zu bildenden Varmschweissnalit,- soweit sich eine solche bildet, das getrocknete Papierblatt in zwei Teile zerschnitten, die dann sich überlapjjend übereinander angeordnet und nun zwischen die Backen" einer Warmschweiss-V or richtung der Bauart "Robot" gebracht wurden, auf der Waxiuschwcissungen zwischen den überlappten Blattstücken durchgeführt bzw. versucht wurden.. Die hierbei eingesetzte Wartn-Bcliweinsvörrichturig war-mit einem 5,2-mm-ötab versehen, wobei nur eine der Backen beheizt war, und die Verschweissung erfolgte 1 Sek. bei 165° C und 2,66 kg/cm². Zur Prüfung der WamvcrKchweiß&ung 'zwischen den beiden überlappten Blattstöcken und dor Festigkeit der Bindung zwischen diesen wurden die beiden Prüfstücke in einer Zugfestigkeitsprüfung durch

— ^rP —

BAD ORIGINAL

2Ü9885/ 1042

Anwendung eines stetigen, aber zunehmenden Druckes in entgegengesetzten Richtungen getrennt. Die Warmverschweissung bzw. Bindung zwischen den Blattstücken v/urde während wie auch nach der Trennung untersucht, da sich hieraus eine gewisse, quantitative Vorstellung über die Festigkeit der Versohweis-Eung zwischen den Blattstücken gewinnen lässt. In vorliegenden Fall blieb bei der Trennung der beiden Stücke die Verschwelssung zwischen den Blattstücken bestehen und ergab sich ein Reissen der Fasern der Blattstücke in der Umgebung der Bindung, was das Vorliegen einer hochfesten Bindung zwischen ihnen zeigt.

Be i s P₁ i e 1 2.

Es wurde ein ähnliches warmschweissbares Papierblatt wie in Beispiel 1 nach der dort beschriebenen Arbeitsweise unter Einsatz jedoch einer Ausgangsfasermischung aus 2 g ungebleichtem Kraftstoff und 1 g Faser aus dem Äthylenpolymeren von Beispiel 1 hergestellt, so dass das anfallende Blatt 33 1/3 Gew.% Polyäthylen fas er enthielt. Das auf der ilaschine von Beispiel 1 gebildete Blatt wurde wie in Beispiel 1 warnverschweisst und geprüft, wobei es sich als unter Ausbildung einer hochfesten Bindung warmschwelssbar erwies, die zur Trennung der Blattstücke voneinander ein Reissen der Fasern in der Umgebung der Verschweissung erforderte.

B G. i^s. ρ.,,.ί. ,P....1 2.

Nach der Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde auf der dort beschriebenen Maschine ein warmschweissbares Papierblatt mit einen Polyäthylenfaser-Gehalt von 25 Gew.% unter Eins&tn einer Ausgangsmischung aus 3 E ungebleichtem Ivraftfaserstoff und 1 g Polyäthylenfasern aus dem Polyäthylenharz von Beispiel 1 hergestellt. Das anfallende Papierblatt war auf der Vorrichtung von Beispiel 1 wamschwei.ssbar. Bei Prüfung der anfallenden WarmverschweisGUngen auf Festigkeit und Bindung wie in Beispiel 1 trat bei der Trennung benachbart der Verschwcisaune

- 8 -20988 5/1042 BAD ORIGINAL

ein Reigsen der Faser in den Blättern ein, was zeigt, dass die Verschwelssung hochfest ist·

B ei s ρ i e 1 4

Nach der Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde ein Papierblatt mit einem Polyäthylenfaser-Gehalt von ungefähr 5»⁸? Gew.% unter Einsatz einer Fasermischung aus 4,0 g ungebleicht ein Kraftstoff und 0,25 g Fasern aus dem Äthylenpolymeren von Beispiel 1 hergestellt. Nach der Arbeitsweise und auf der Voj>richtung von Beispiel 1 wurde die Bildung von Warmverschweissungen zwisehen zwei überlappten'Stücken des erhaltenen Papierblattes versucht. Dabei erwiesen sich Warmverschweissungen zwischen den überlappten Stücken des Papiers mit diesem geringen Gehalt an Polyäthylenfasern als nicht möglich; bein Trennversuch liessen sich die beiden Stücke ohne Eeisseii von Fasern trennen, was zeigt, dass zwischen ihnen keine Bindung entstanden war. '

B e i s p. i e 1 5 -

Es wurde ein v/armschv/eissbares Papierblatt ähnlich demjenigen von Beispiel 1 nach der dort beschriebenen Arbeitsmethode hergestellt, wobei das Blatt jedoch ungefähr 16,6 Gew.% an•Polyäthyl enf as ern enthielt, die aus einem sehr hochmolekularen, linearen Polymeren des Äthylens mit so geringem Schmelzindex hergestellt waren, dass dieser nach ASTM-Prüfnorn Β1238-65Ϊ, Bedingung F, nicht messbar war. Die Faserausgangsmischung' für das Blatt bestand aus 2,5 g ungebleichtem Kraftfaserstoff und 0,5 g der Polyäthylenfasern. Das anfallende Blatt erwies sich nach der Arbeitsweise und auf der Vorrichtung nach Beispiel 1 als warmschweissbar. Die sich ergebenden Warmverschweissüngen wurden auf Bindungsfestigkeit geprüft; bei der lⁿrennung der überlappten Blattstücke war ein Eeissen der Faser benachbart der Schweissnaht festzustellen, was zeigt, dass die

209886/1042

zwischen den Stücken vorliegende Bindung hochfest war. Beispiel 6

Nach der Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde auf der dort beschriebenen Vorrichtung ein warmschweissbares Papierblatt mit einem Gehalt an Polyäthylenfasern von ungefähr 11,1 Gew.% unter Einsatz einer Ausgangsmischung aus 2,0 g ungebleichtem Kraftstoff und 0,25 £ Fasern aus dem in Beispiel 5 eingesetzten Polyäthylenharz hergestellt. Das anfallende Blatt wurde wie in Beispiel 1 auf der dort beschriebenen Vorrichtung warnverschweisot- Wie ein Reissen der Fasern benachbart der Warmverschweiεsung währenddes Auseinanderziehens und der folgenden Trennung der Stücke von einander zeigt, war die anfallende Bindung zwischen den beiden Blattstücken hochfest.

Bei s ρ i e 1 7

Nach der Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde auf der dort beschriebenen Ilaschine unter Verwendung füllstoffhaitiger PoIyäthylenfcsern mit einem Gehalt von 10 Ggw.% an Calciumcarbonat als Füllstoff, erhalten aus dem in Beispiel 5 eingesetzten, hochmolekularen, linearen Äthylenpolymeren, und unter Einsatz einer A usgangsmischung aus 1 g ungebleichten Kraftfasern und

1 g der Polyäthylenfascm ein warmschv/eissbares Papierblatt mit einem Gehalt an den gefüllten Polyäthylenfasern von 50 Gew.% hergestellt. Zwischen zwei Stücken dieses Papierblaßtes auf der Vorrichtung von Beispiel 1 bei einer Schweisszeit von

2 Sek. bewirkte Warmschweissungen führten zu einer hochfesten Bindung, da bei Trennung der Blattstücke voneinander ein HeIssen der Blattfasern in der Umgebung der Schweissnaht zu beobachten v/ar.

Beispiel 8

Das in diesem Beispiel gebildete, warmschwciusbare -Papierblatt * ver

- 10 -

209885/1042

BAD

ähnelte dem in Beispiel 7 erhaltenen, mit der Abänderung, dass es 12,5 Gew.% der gefüllten Polyäthylenfasern enthielt. Zur Blattbildung diente eine Ausgangsfasermischung mit .einem Gehalt von 1,75 S a¹¹ ungebleichtem Kraftstoff und 0,25 g Polyäthylenfasern ähnlich Beispiel 7 (erhalten aus dem in Beispiel 5 eingesetzten, hochmolekularen, linearen Polyäthylen- harz und enthaltend 10 Gew.% Calciumcarbonat als Füllstoff). Das auf einer Maschine nach Beispiel 1 erhaltene und getrocknete Blatt wurde wie in Beispiel 1 auf einer Vorrichtung der dort beschriebenen Bauart 2 Sek. bei 177° C und 2,66 kg/cm wamiverschweisst. Wie das Eeissen der Blattfasern beim Trennen der waimverschweissteii Blattstücke zeigte, war die anfallende Bindung bzw- Schweissnaht hochfest.

B e i s ρ i ρ 1 9

Nach der Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde auf der dort beschriebenen Maschine ein warmschweissbäres Papierblatt mit einen Gehalt an Kraftfaser von ungefähr 12,5 Gew.%,. Best gefüllte Polyätliylenf asern, unter Einsatz einer Faserausgangsmischung aus 0,25 g ungebleichtem Kraftstoff und 1,75 G Polyäthylenfasern entsprechend Beispiel 7 (erhalten aus dem Äthylenpolymeren von Beispiel 5» ,jedoch enthaltend 10 Gew.% Calciumcarbonat als Füllstoff) gebildet. Das so erhaltene Blatt wurde wie in Beispiel -1 auf einer Vorrichtung der dort beschriebenen Bauart 2 Sek. bei 14-9° C und 2,66 kg/cm w&rmverschweisst. Wie ein Keissen der Fasern benachbart der Schweissnaht beim Trennen der beiden warmverschweissten Blattstücke zeigte, hatten die so erhaltenen Schweissnähte eine hohe Biridungsfestigkeit.

B e i s pie 1 10 "

Ec wurde ein warmschweissbares Papierblatt ähnlich demjenigen von Beispiel 7 mit der Abänderung gebildet, dass das anfallende Blatt 40,0 Gew.% gefüllte Polyäthylenfasern enthielt_v^

- 11 209885/1042 BAD ORIGINAL

die als Füllstoff einen Kaolinton in einer Menge von 20 Gew.% enthielten. Zur Bildung des Blattes diente eine Ausgangsfaseroischung mit einem Gehalt von 1,20 g an ungebleichtem Kraftstoff und 0,80 g der Polyäthylenfaßera (erhalten aus dem hochmolekularen, linearen Polyäthylenharz von Beispiel 5)· Das Blatt wurde aus dieser Mischung auf der Maschine von Beispiel 1 gebildet und wie dort getrocknet und 2 Sek. bei 177° C und 2,66 kg/cni^ warnverschweisst. Wie das Reissen der Blattfaseni benachbart der Schweissnaht beim Trennen der beiden warmverschweisf.ten Stücke zeigt, war die eingetretene Bindung hochfest.

Wie in Beispiel 7 bis 10 erläutert, kann man in den bei der Herstellung der Papiere gemäss der Erfindung eingesetzten Polyäthylenfasern oder um diese herum Füllstoffe vorlegen, wie Calciuracarbonat, Titandioxid, Tone wie Kaolinton, Siliciumdioxide und dergleichen. Der Einsatz solcher gefüllten PoIyäthylenfasern in den Blättern kann diesen erwünschte und vorteilhafte Eigenschaften erteilen, wie eine verbesserte Glattheit, einen weicheren Griff, Feuchtigkeitsbeständigkeit, Nassfestigkeit und dergleichen. Der Einsatz solcher Füllstoffe ist nicht Bedingung!!; wenn er erfolgt, kann nan mit Mengen bis zu einen Maximum von ungefähr 50 % vom Gewicht der Polyäthylenfasern arbeiten, die bei der Herstellung von Papier mit den zusätzlichen, erwünschten Eigenschaften Verwendung finden, die diese füllstoffe dem Papier zu erteilen vermögen.

B ei ε ρ i e 1 11

Auf der Maschine und nach der Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde ein Papierblatt mit einem Polyäthylenfaser-Gebalt von ungefähr 11,2 Gew./ά unter Einsatz einer His ellung aus 4 ,0 g ungebleichtem Kraftstoff und 0,5 g Polyäthylenfasern aus dem in Beispiel 1 verwendeten Harz gebildet. Auf der Vorrichtung und noch der Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde versucht, zwei

- 12 -209885/ 1042 %AD ORIGINAL

überlappte Stücke des so gebildeten Papiers warnizuverschweissen, wobei sich Warmverschv/eissungen zwischen den überlappten Stücken des diese Menge an Polyäthylen des vorliegenden Molekulargewichts und Schmelzindex enthaltenden Papierblatts als nicht möglich erwiesen, da beim Trennversuch sich die beiden Blattstücke ohne Eeissen von Faser trennten, was zeigt,^sdass sich zwischen ihnen keine Bindung bildete.

Das vorstehende Beispiel zeigt auf, dass bei Einverleibung kleiner Mengen an Polyäthylenfaser in die Ausgangsiaiscliung, aus der das Papierblatt gebildet wird, das Molekulargewicht und der ßchmelzindex des Polyäthylens wichtig und in der Tat kritisch sind, wenn das anfallende Papierblatt warcischweissbar sein soll. Ein Vergleich.des vorstehenden Beispiels 11 mit Beispiel 6 zeigt, dass bei einem sehr geringen Gehalt des Papierblattes an Polyäthylenfaser, d. h. von ungefähr 11 Gew.%, das Molekulargewicht des Linearpolyäthylens sehr hoch und sein Grosslast-Schuielzindex sehr gering sein muss, wenn das Papierblatt v/armschweissbar sein soll. Das in Beispiel 6 erzeugte Papierblatt, das ungefähr 11 Gew.% der Polyäthylenfasern enthält, erwies sich als waroischweissbar, 7/obei der Grosslast-Schmelzindex des linearen, hochmolekularen Ithylenpolymeren so niedrig war, dass er (nach ASTM' D1238-65T, Bedingung F)- nicht gemessen werden konnte, während das in Beispiel 11 gebildete Blatt, das ungefähr 11 Gew.% Polyäthylenfaser enthält, wobei der Schmelzindex des linearen, hochmolekularen Äthylenpolymeren 0,24 g/10 Min. betrug, nicht warmschweissbar war* ■

Bas wamschweiscbare Papier gemäss der Erfindung eignet sich in all den Füllen und bei all den Verwendungszwecken, bei denen in normaler Weise erzeugte Handelspapiere auf Grundlage' von naturfaser bzw. Cellulosetoff verwendet worden, bzw. verwendet worden können. DariToerhinaus finden die war:.i.schv;eiss~ b&rerj Papiere gen acc der Er flu due g Spesialamie^dur^en und

BAD ORIGINAL

2098 85/10A2

-einsätze auf dem Verpackungssektor und auf anderen Gebieten, auf denen ein Einsatz von warmschweissbarem Papier erwünscht

ist.

20988 8/ 10 42

Claims

P at ent an s ρ rücli e

1. Warmεchweissbares Papier in Perm eines aus einer Mischung von etwa 10 bis 90 Gew.% an natürlichen üellulosefasern · und der entsprechenden Menge im Bereich von etwa 90 bis 10 Gew./u an aus linearem, hochmolekular em Äthylenpolymerera erzeugten Pas em gebildeten Blattes, wobei im Palle,eines Anteils der Äthylenpolymer-Faser von mindestens etwa 20 % vom Gesamtgewicht der fasermischung die Äthylenpolymer-Paser eine aus Äthyl enpolymereni mit einem Grosslast-Schmelzindex von unter 0,5 g/10 Min., bestimmt nach ASTM-Prüfnorn D1238-65T, Bedingung P, gebildete Paser und im Palle. eines kleineren Anteils der Äthylenpolymei'-Faser eine aus einem Äthyl enp ο lyra er en mit einem Gclirnelzindex von unter 0,25 g/10 Min-, wie oben bestimmt, gebildete Paser ist.

2. Papier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung aus etwa 80 bis 90 Gew.% der Cellulosefasern und etwa 20 bis 10 Gew.% der Polyäthylenfasern besteht.

3· Papier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung aus den Gelluloseiasern und mindestens 20 ^c/o vom Gesamtgewicht der Fasermischung an den Pasern aus dem Äthylenpolymeren besteht.

^l\. Papier nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyäthylenfasern einen durchschnittlichen Paserdurchmesser im Bereich von etwa 10 bis JO Mikrcn aufweisen.

5· Papier nach einem oder mehreren der-'Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyäthylenfasern Ii¹UIlstoff er.tLalten, der in der Pasermisehung in einer Menge von etwa 10 bis 50 % vom Gewicht der in der Mischung .vorliegenden Folyäthylenfasern vorliegt.

BADORiGINAL - 15 -

209885/1042

6. Papier nach Anspruch 51 dadurch gekennzexclinet, dass der Füllstoff Calciuincarbonat ist.

7· Papier nach Anspruch 5? dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff Kaolinton ist.

8. Verfahren zur Herstellung des Papiers geinäss Anspruch 1 bis 7j dadurch gekennzeichnet, dass man ein Gemenge der Fasern mischt, die Mischung in eines wässrigen Medium suspendiert, die wässrige Suspension der Mischung .auf eine Vorrichtung zur Bildung von Blättern aus Cellulose-■ material aufgibt, auf dieser aus der wässrigen Suspension ein Blatt bildet und hierauf das gebildete Blatt trocknet.

9· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Fasermischung aus etwa 80 bis 20 Geu.% der Cellulose- und etwa 20 bis 80 Gew.% der Äthylenpolymer-JD'aser eir-setst, wobei die letztere eine aus einem Athyleiipolyraeron τα it einem Gchnelzindex von unter 0,5 g/10 Min. gebildete Faser ist.

- IG -

BAD ORIGINAL

9b85/ 1042