DE2255152C3

DE2255152C3 - Produkt mit flocken- bzw. splitterähnlichen porösen Strukturen von polymeren Materialien und Verfahren zur Herstellung desselben sowie dessen Verwendung zur Herstellung von Bahnmaterial

Info

Publication number: DE2255152C3
Application number: DE2255152A
Authority: DE
Inventors: Masayuki Igawa; Syoji Imao; Fujio Itani; Masahiko Miyanoki; Munehiro Okumura; Yoshiaki Taniyama; Takeshi Uotani; Toshio Yoshihara
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1971-11-12
Filing date: 1972-11-10
Publication date: 1974-06-06
Also published as: CA995849A; FR2159458B1; DE2255152A1; IT970438B; DE2255152B2; NL157360B; GB1416894A; NL7215279A; FR2159458A1

Description

0,9 S: W₁ ^

(D

"5

in der W₁ die Gewichtsfraktion der feinzerteilten anorganischen Komponente, V_p das spezifische Volumen der polymeren Komponente, V_a das Füllvolumen der feinzerteilten anorganischen Komponente (bei Verdichtung mit 10 kg/cm²) und V_s das wahre spezifische Volumen der anorganischen Komponente ist, und daß die Struktur eine Mehrzahl von darin enthaltenen feinen irregulären Hohlräumen aufweist, wobei die solche Hohlräume begrenzenden Wände eine Dicke von nicht mehr als 5 μ haben.

2. Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die polymere Komponente ein Olefin Polymere:;, insbesondere Polyäthylen oder Polypropylen.. Polyäthylentereplithalat oder eine polyolefinhaltige Mischung ist.

3. Verfahren zur Herstellung der Produkte mit Flockenstrukturen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man (!) eine Mischung der feinzerteilten anorganischen Komponente in einer Gewichtsfraktion W₁ und der polymeren Komponente in eineir Gewichtsfraktion 1 - W₁- in einem Lösungsmittel dispergiert, dessen Siedepunkt unter dem Erweichungspunkt der polymeren Komponente liegt und das in der Lage ist, die polymere Komponente bei erhöhten Temperaturen aufzulösen, wobei Wf der oben angegebenen Gleichung (I) genügt, (2) besagte Dispersion zur Auflösung der polymeren Komponente in dem Lö- 4> sungsmittel aufheizt und (3) besagte erhitzte Mischung unter einem Druck von zumindest dem selbst erzeugten Druck der Mischung durch eine Düse oder öffnung in eine Zone von niedrigcrem Druck und geringerer Temperatur zur Abdampfung des Lösungsmittels extrudiert bzw. herausspritzt.

4. Verfahren nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Lösungsmittel dispergierle Mischung aus feinzerteilter anorganischer Komponente und polymerer Komponente in einem geschlossenen System auf eine ausreichende Temperatur erhitzt wird, daß der selbst erzeugte Druck zumindest 5 kg/cm² ausmacht und daß die aufgeheizte Mischung unter einem Druck, der zumindest gleich dem selbst erzeugten Druck ist, durch eine Düse oder öffnung in eine Zone von praktisch atmosphärischem Druck extrudiert bzw. hcrausgcspritzt wird.

5. Verwendung der Produkte mit llockcnähn- <>5' licher Struktur nach Anspruch 1 zur Herstellung von flächenhaften Strukturen aus einem mit feinzertcilten anorganischen Substanzen hochbeladenen faserbildenden organischen Polymermaterial dadurch gekennzeichnet, daß man (1) die flocken- oder faserähnlichen poröson Strukturen in einem flüssigen Medium dispergiert, in dem diese praktisch unlöslich sind, (2) mechanische Kräfte aul besagte Dispersion unter Zerschlagen bzw. Zerkleinern der Strukturen zu feinfaserigen Struklurelementen einwirken läßt, (3) besagte Strukturelemente in zwei- oder dreidimensionaler Form zur Bildung eines Netzes oder Bahnmaterials mi! aneinandergrenzenden Strukturelementen, die an ihren Kontaktbereichen ^verhakt« und /oder verbunden sind, abscheidet und (4) das flüssige Medium von dem Bahnmaterial entfernt.

6. Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die flocken- oder splitterähnlichen porösen Strukturen in einem wäßrigen Medium zusammen mit Holzstoffmasse ,erarbeitet.

Die Erfindung bezieht sich auf neue flocken- bzw. splitterähnliche poröse Strukturen aus mit feinzerteilten anorganischen Materialien beladenen faserbildenden synthetischen Polymermaterialien, in denen das feinzerteilte anorganische Material derart enthalten ist, daß seine nützlichen Eigenschaften wirksam zur Geltung kommen. Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Verfahren zur Herstellung solcher Strukturen sowie auch auf die Erzeugung von Bahnmaterialien aus mit feinteiligen anorganischen Substanzen beladensn Polymeren mit flocken- oder spliucra'hnlicher Struktur.

Es wurden bereits zahlreiche Versuche unternommen, die Eigenschaften von flächenhaften Gebilden aus organischen polymeren Materialien durch Einbringen von feinzerteilten anorganischen Substanzen zu verbessern, von denen einige bereits weitgehend in der Praxis zur Herstellung von Gummibahnen. Kunststoffolien oder -filmen oder in der Papierherstellung angewandt werden.

In diesen Bereichen werden fein/erteilte anorganische Substanzen als Verstärkungsmittel oder zum Zweck der Steigerung der Dimensionsstabilität. Steifheit. Wärmebcständigkeit. Witterunjsbestandigkeil oder Bedruckbarkeit oder auch als Füllstoff zur Verminderung der Produktkosten angewandt Anorganische Substanzen !;aben Eigenschaften, die den organischen polymeren Materialien abgehen, wie eine höht Resistenz gegenüber thermischer Verformung, holu Steifigkeit und eine hohe Oberflächenaktivilät. Diest. nützlichen Eigenschaften der anorganischen Substanzen wurden bislang jedoch zwangsweise nicht vol ausgenutzt.

Eswurdenun gefunden, daß zur völligen Ausnutzung der nützlichen Eigenschaften einer feinzerteilten anorganischen Substanz diese im porösen Produkt in Mengenverhältnissen anwesend sein sollte, die durch die folgende Gleichung gegeben sind:

- H _p(min) 5> W_f

W_r

in der W_f die Gewichtsfraktion der fein/erteilter anorganischen Substanz im Produkt und W_fr dit

jewichtsfraktion der feinzerteilten anorganischen iubstanz in einer gedachten Kompositstruklur ist, lie durch Verdichten der feinzerteilten anorganischen Partikeln unter einem Druck von 10 kg/cm² und /ollständige Ausfüllung der Hohlräume mit dem Polymeren erhalten worden ist, und W_p(min| die erorderliche Gewichtsfraktion des Polymeren, um der Kompositstruktur ausreichende mechanische Eigenschaften zu verleihen und vorzugsweise zumindest gleich 0,1 ist.

W_fc wird als kritische Gewichtsfraktion der feinzerteilten anorganischen Substanz bezeichnet und kann durch folgenden Ausdruck wiedergegeben werden :

(2)

in dem V_p das spezifische Volumen des Polymeren, \ , das wahre spezifische Volumen der feinzerteilten anorganischen Substanz und V_a ihre »Sperrigkeit« hzw. ihr Füllvokiinen ist. V_a kann durch Messung des Volumens eines gegebenen Gewichts feinzerteilter anorganischer Substanz bestimmt werden, die unter e-nem Druck von 10 kg/cm² verdichtet wurde.

Die faserbildendes organisches Polymaterial und t;ne feinzerteilte anorganische Substanz umfassende eifmdungsgemäße Kompositstruktur ist mithin stark mit feinzerteilter anorganischer Substanz beladen. '.venn die Gewichtsfraktion der feinzerteilten anorganischen Substanz unter dem kritischen Wert von '<-'■>■,, liegt, ist es nicht möglich, die nützlichen EigensLnaften der feinzerteilten anorganischen Substanz π der Kompositstruktur völlig zur Entfaltung zu

ringen oder auszunutzen. Aur'de. anderen Seite sind K'üoch auch Strukturen unerwünscht, bei denen die (iewichtsfraktion der feinzerteilten anorganischen Subuinz über 0,9 liegt, da diese nur mindere mechanische eigenschaften haben. Die Gewichtsfraktion der fein- -erteilten anorganischen Substanz in der Struktur sollte daher der folgenden Gleichung genügen:

0,9 > W₁ > W_fc.

Gemäß der Erfindung wird also eine flocken- oder splitterähnliche poröse Struktur aus einem stark mit einer feinzerteilten anorganischen Substanz beladenen faserbildenden organischen polymeren Material vorgeschlagen, in der die feinzerteilte anorganische Komponente in einer Gewichtsfraktion W_s und die l'olymerkomponentc in einer Gewichtsfraktion 1 - W_s enthalten ist, wobei W_r der folgenden Beziehung genügt

0,9 > W, > VJ(V_{n +} V_n- V₁),

in der W_s die Gewichlsfraktion der feinzerteilten anorganischen Komponente, V_t das spezifische Volumen der polymeren Komponente. K₁₁ das Füllvolumcn der feinzerteilten anorganischen Komponente unter 10 kg/cm² und V₁ das wahre spezifische Volumen der feinzerteilten anorganischen Komponente ist, wobei die Struktur eine Mehrzahl von feinen irregulären Hohlräumen aufweist, bei denen die Dicke der die Hohlräume bildenden Wände nicht größer als 5 μ ist. Es ist nun schwierig, ein solches Kompositprotlukt aus stark mit feinzerteilter anorganischer Substanz beladenem Polymermaterial durch bloßes Zusammenmischen beider Komponenten in verteiltem Zustand und Extrusion der geschmolzenen Mischung herzustellen. Transport und Extrusion einer solchen Mischung erfordern übermäßige Scherkräfte und führen zu einem raschen Verschleiß der benutzten Ausrüstung.
Gemäß der Erfindung wird daher ein Verfahren zur

ίο Erzeugung der oben definierten flocken- oder splitterähnlichen porösen Struktur vorgesehen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die feinzerteilte anorganische Komponente in einer Gewichtsfraktion W_f und die Polymerkomponente in einer Gewichtsfraktion 1 — Wf in einem Lösungsmittel dispergiert, das einen Siedepunkt unterhalb des Erweichungspunktes der Polymerkomponente besitzt und in der Lage ist, die Polymerkomponente bei erhöhten Temperaturen aufzulösen; daß man diese Zusammensetzung auf eine ausreichende Temperatur zur Auflösung der Polymerkomponente in besagtem Lösungsmittel aufheizt und die aufgeheizte Zusammensetzung unter einem zumindest autogenen oder selbstentwickelten Druck durch eine Düse in eine Zone von geringerem Druck und niedrigerer Temperatur zur Verdampfung des Lösungsmittels extrudiert bzw. herausspritzen läßt.

Die hier angeführte »feinzerteilte anorganische Substanz« ist in der lage, ein 100-mesh-Sieb der japanischen Industrienorm zu passieren und hat eine maximale Korngröße von bis zu 500 μ. Zu Beispielen für solche anorganischen Substanzen gehören etwa Asbest, Aluminiumoxid, Antimontrioxid, Baryt, CaI-ciumcarbonat, Calciumsulfat, Kaolin-Ton, Ruß, Diatomeenerde, Feldspatpulver, weiße Porzellanerde (terra abla). Quarz, Graphit, Magnesiumcarbonat, Magnesiumhydroxid, Magnesiumoxid, Glimmer, Molybdändisulfid, Agalmatolith-Ton, Sericit (sericite). pyrogene Kieselsäure, feinzerteilte Kieselsäure, amor-. phe Kieselsäure, Quarzsand, Silicat, Titanoxid, Wismutweiß, Schieferpulver u. dg! Eine Mischung von zwei oder mehreren dieser anorganischen Substanzen kann ebenfalls verwendet werden.

Als »Polymermaterial« oder »polymere Komponente« wird hier eine faserbildende organische lineare

4s hochmolekulare Verbindung verstanden, die Stabilisatoren. Antistatikmittel, flammenverzögernde Mittel und andere herkömmliche Zusätze aufweisen kann. Beispiele für die Polymermaterialien sind Polyolefine wie Polyäthylene. Polypropylen, Polybuten-(l). PoIystyrol und Polyisobutylen, Polyamide wie Puhliexamethylensebacinamid. Polycaprolactam und PoIypyrrolydon: Polyester wie Polyäthylcnterephthalat. Poly(/> - valerolacton) und Poly - [p -(/>'- oxyäthoxy)-benzoat]; Polycarbonate, Polyurethane, Polyäthcr wie Polyoxymcthylen und Poly - [p - (2,6 - dimethylphenoxid)]: Homopolymere und Copolymere von Vinylverbindungen wie Acrylnitril, Vinylchlorid. Vinylacetat. Vinylidenchlorid und Mcthylmcthacrylat. sowie ein Copolymcres von Vinylalkohol und Äthylen,

f>o das durch Hydrolyse eines C opolymcrcn von Vinylacetat und Äthylen erhalten wird. Eine Mischung von zwei oder mehreren dieser Polymeren kann ebenfalis verwendet werden.

Eigenschaften typischer Polymermaterialien und

frs fcin/.crtciiter anorganischer Substanzen, die bei der praktischen Durchführung der Erfindung verwendet werden können, sind in den nachfolgenden Tabellen 1 und II angegeben.

Tabelle I

Feinzerteil'.e anorganische Substanz	Teilchengröße	(ml/g)	V.	Spezifische Oberfläche
	M	0,50	(rol/E)	(mVg)
Feinzerteilte Kieselsäure A	Mittel		1,91	150
	0,020	0,51
Feinzerteilte Kieselsäure B	Mittel		2,09	80
	0,040	0,45
Feinzerteilte Kieselsäure C	0,010 bis 0,040	0,55	6,00	380
Diatomeenerde	95%		1,50	20
	10 oder weniger	0,46
Magnesiumcarbonat	Mittel		1,81	20
	0,1	0,38
Ton	98%		1,70	20
	2 od,er weniger	0,37
Talkum	98%		0,87	1,3
	4 oder weniger	0,38
Caiciumcarbonat A	Mittel I Λ	0,40	1,10	6
Calciumcarbonat B	Ι,τ- Mittei		0,70	2
	4,0	0,41
Caiciumcarbonat C	Mittel		2,8	2,5
	1,0	0,43
Magnesiumcarbonat/Calcium-	—		1,39	14
carbonat (Gewichtsverhältnis 4/3)		0,46
Feinzerteilte Kieselsäure/Calcium-	—		1,49	50
carbonat (Gewichtsverhältnis 3/2)		0,48
Diatomeenerde/Calciumcarbonat	—		1,31	14
(Gewichtsverhältnis 4/3)		0,42
Magnesiumcarbonat/Talkum	—		1,29	!2
(Gewichtsverhältnis 4/3)

Tabelle II

Polymer

Polyäthylen von hoher Dichte .. Polyäthylen von geringer Dichte

Kristallines Polypropylen

Polyacrylnitril

Pülyäthylentercphthalat

Polyvinylchlorid

Polystyrol

Nylor.-66

Polymethylmethacrylat

1,05 1,10 1,09 0,86 0,77 0,70 0,95 0,88 0,84

Er-

weichungs- * punkt

co

135 100 160 232 200 150 160 240 140

45

55

In Tabelle I ist V„ das Füllvolumen bzw. der Raumbedarf der feinzerteilten anorganischen Substanz und wird unter einer Last von 10 kg/cm² in der nachfolgend angegebenen Weise gemessen.

Die Messung erfolgt bei einer Temperatur von 25° C fo> unter trockenen Bedingungen unter Verwendung eines Zylinders von 15 cm Höhe und 2/ ficm Innendurchmesser mit einem abnehmbaren flachen Boden sowie einem mittels eines Luftzylinders auf- und abbewegbaren Kolben, der in der Lage ist, eine Last von 6s 10 kg/cm² aufzuprägeil. Eine bestimmte Menge (Wg) der zu messenden feinzertcilten anorganischen Substanz wird ausgewogen und in den Zylinder gebracht.

Diese Probe wird im Zylinder durch leichtes Klopfen gegen den Zylinder mit einem Holzhammer nivelliert. Eine Last von 10 kg/cm² wird dann dem (Plungen)Kolben über den Luftzylinder aufgeprägt und 1 Stunde lang belassen. Der Kolben wird dann abgehoben. Eine weitere Portion (Wg) der Probe wird in den Zylinder eingebracht und die allgemeine Verfahrensweise, wie oben beschrieben, wiederholt. Dieses Verfahren wird insgesamt zehnmal wiederholt. Das Volumen der im Zylinder aufgeschichteten Probe (10 χ Wg) wird dann gemessen und das Füllvolumen der Probe daraus berechnet.

Der bei dieser Messung verwendete Wert von H' hängt von der speziellen feinzerteilten anorganischen Substanz ab und wird in folgender Weise bestimmt: Fine angemessene Portion der Probe wird gewogen und in einen mit Skala versehenen Glaszylinder mit einem Innendurchmesser von 2/|/-Tcm und einer Länge von 30 cm mit flachem Beden gebracht, so daß der Zylinder bis zu einer Höhe von etwa 20 cm mit der Probe gefüllt werden kann. Der Zylinder wird dann mit einer Geschwindigkeit von 1 Hz (oOmal pro Minute) aus 2 cm Entfernung auf eine feste Oberfläche fallengelassen. Die Füllhöhe der Probe im Zylinder nimmt dabei allmählich bis auf einen Gleichgewichtswert ab. Aus diesem Wert und dem Gewicht der Probe wi.d die Schüttdichte (bulk density) der Probe berechnet und als W in obiger Bestimmung angepalM.

Die in Tabelle I angegebenen Werte von V_f wurden nach einem Verfahren gemäß JIS-K-5101 bestimmt. Die Werte für den Erweichungspunkt und V_1n die in

Tabellell angegeben sind, wurden nach Verfahren gemäß ASTM D-1526 bzw. JIS-K-6760 bestimmt.

Im Hinblick auf typische Systeme aus Polymeren und feinzertciltcr anorganischer Substanz wurden Werte für die kritische Gewichtsfraktion (W _fc) der feinzerteiltcn anorganischen Substanz gemäß Gleichung 2 berechnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle III wiedergegeben.

Tabelle III

Polymeres feinzerlciltc anorganische Substanz

Polyäthylen von hoher Dichte fcinzertciltc Kieselsäure A

Polyäthylen von hoher Dichte — feinzerteilte Kieselsäure C

Polyäthylen von hoher Dichte — CaI-ciumcarbonat A

Kristallines Polypropylen — Magnesiumcarbonat

Kristallines Polypropylen — Diatomeenerde

Kristallines Polypropylen — Ton

Kristallines Polypropylen -- Taiicum ..

Polyäthylen von hoher Dichte — CaI-ciumcarbonat A

Polyäthylen von hoher Dichte — CaI-ciumcarbonat C

Polyäthylen von hoher Dichte — Ton..

Kristallines Polypropylen Diatomccncrde Calciumcarbonat
(Gewichtsverhältnis 3/2)

Polyäthylentcrcphthalat — feinzertcilte Kiesclsäurc/Calciumcarbonat
(Gewichtsverhältnis 4 3)

Nyion 66 -- feinzerteilte Kieselsäure A

Polyvinylchlorid — feinzerteilte Kieselsäure A

Kristallines Polypropylen -- fcinzcrteilte Kieselsäure, Calciumcarbonat
(Gewichtsverhältnis 4 3)

Kristallines Polypropylen — Polyäthylen von niedriger Dichte (50/50) feinzertcilte Kieselsaure A

42,7 15.9 59.3 44,7

53,4 76,2 68,6

61.6

31.4

75.5

56,8

42.8 38.4

33.2

51.4

43.6

Wie aus Gleichung 2 hervorgeht, ist die kritische Gewichtsfraktion der feinzerteilten anorganischen Substanz um so kleiner, je größer die Differenz zwischen dem scheinbaren bzw. effektiven und dem wahren spezifischen Volumen der anorganischen Substanz ist, was die Auswahl der chemischen Zusammensetzung innerhalb eines weiten Bereichs ermöglicht. Bevorzugte anorganische Substanzen sind feinzerteilte Kieselsäure, basisches Magnesiumcarbonat, Diatomeenerde, Calciumcarbonat und eine Kombination derselben.

Wie das erste Beispiel der Tabelle III zeigt, sollte ein System aus Polyäthylen von hoher Dichte und feinzerteilter Kieselsäure A zumindest 42,7 Gewichtsprozent Kieselsäure enthalten. Das entspricht einem Wert von zumindest 57,5 Volumprozent an feinzerteilter Kieselsäure A. Allgemein ist die Volumfraktion der feinzerteilten anorganischen Substanz in erfindungsgemäßen Kompositstrukturen höher als die des Polymermaterials.

Lösungsmittel, die für die Erzeugung der flockcnodcr splitterähnlichen porösen Struktur verwendet werden können, sollten einen Siedepunkt unterhalb des Erweichungspunktes des angewandten Polymeren haben und in der Lage sein, das Polymere unter Extrusionsbedingungcn aufzulösen. Sie sollten dem Polymeren sowie den Materialien gegenüber, aus denen die angewandte Apparatur besieht, praktisch inert sein.

ίο Zur Veranschaulichung können als geeignete Lösungsmittel beispielsweise Kohlenwasserstoffe genannt werden wie Butan. Hexan. Cyclohcxan. Pentcn. Benzol und Toluol: ferner halogeniertc Kohlenwasserstoffe wie Mcthylcnchlorid, Chloroform. Mcthylchlo-

is rid. Propylchlorid. Trichlorethylen, Trichloräthan. Tetrachloräthylen. Tetrachloräthan und Chloibcnzole; Alkohole wie Methanol, Äthanol. Propanol und Butanol: Ketone wie Aceton. Cyclopentanon, Methylethylketon und Hexafluoraceton: Ester wie Methylacetat. Äthylacetat und --Biityrolaceton. Äther wie Äthyläther. Tetrahydrofuran und Dioxan: Nitril wie Acetonitril und PropionitriLTrifluorcssigsäurc. Tetrachlorkohlenstoff, Schwefelkohlenstoff. Nitromcthan. Wasser. Schwefeldioxid und eine Kombination dcrsclb?n. Abhängig von der Natur des besonderen PoIymcrmatcrials sollte das geeignete Lösungsmittel angemessen ausgewählt werden.

In der Praxis wird eine Mischung der fcinzerteilten anorganischen Substanz in einer Gewichtsfraktion W_f

yo und des Polymermatcrials in einer Gewichtsfraktion von 1 - W₁ dispergiert in einem Lösungsmittel, das den obengenannten Erfordernissen genügt, hergestellt und zur Auflösung des Polymermatcrials in besagtem Lösungsmittel in einem geschlossenen Gefäß erhitzt.

Der Anteil des dabei angewandten Lösungsmittels sollte vorzugsweise derart sein, daß die resultierende erhitzte Mischung mit darin aufgelöster Polymerkomponente genügend fließfähig ist. um gepumpt werden zu können. Die Mischung wird unter einem »autogenen« oder selbst erzeugten Druck von zumindest 5 kg. cm² vorzugsweise von zumindest 10 kg cm² gehalten und unter diesem autogenen Druck oder höheren Drücken durch eine Düse in eine Zone von geringerem Druck und niedrigerer Temperatur, vorzugsweise in die umgebende Atmosphäre zur praktisch augenblicklichen Verdampfung des Lösungsmittels unter Zurücklassung der gewünschten flecken- oder splitterähnlichen Struktur extrudiert. Diese Extrusion unter Druckentlastung in eine Zone von geringerer Temperatur kann auch als »Herausspritzen« bezeichnet werden.

Bei der praktischen Durchführung des Verfahrens kann irgendeine geeignete Apparatur einschließlich eines herkömmlichen Autoklavs verwendet werden, vorausgesetzt, daß sie mit einer geeigneten öffnung versehen ist, durch welche die erhitzte Mischung unter erhöhten Temperaturen und Drücken extrudiert bzw. ausgeworfen werden kann. Zweckmäßig kann ein kontinuierlicher Extruder verwendet werden, der Mittel zur Verdichtung, Druckaufprägung, Erhitzung, Messung oder Dosierung sowie einen Extnisionskopf mit einer Düse oder Düsen aufweist.

Gemäß der Erfindung wird schließlich noch ein Verfahren zur Herstellung von Bahnmaterialien bzw. flächenhaften Gebilden aus dem stark mit. feinzerteilter anorganischer Substanz beladenen faserbildenden organischen polymeren Material vorgesehen, das folgende Maßnahmen umfaßt: (1) Dispergieren der flok-

ken- oder splitterähnlichen porösen Strukturen der oben beschriebenen Art in einem flüssigen Medium. in dem diese praktisch unlöslich sind. (2) Aufprägen mechanischer Kräfte auf diese Dispersion /um Zerschlagen besagter Strukturen unter Bildung feinfaseriger Strukturelemente. (3) Ablagerung besagter Strukturelemep'e in zwei- oder dreidimensionaler Form /ur Bildung emes Vlieses oder Bahnmaterials mit ancinandergrenzenden Strukturelementen, die an ihren Kontaktbereichen »verhakt« und oder verbunden sind. (4) Entfernung des flüssigen Mediums von dem Bahnmateiiai und (5) gegebenenfalls Kalandrieren des Bahnmaterials.

Das flüssige Medium, in dem die flocken- oder splitterähnlichen porösen Strukturen dispergiert werden können, sollte vorzugsweise unter solchen Medien ausgewählt werden, die flüchtig (z. B. mit einem Siedepunkt von deutlich unter 200^: C). billig, nicht toxisch, nicht explosiv und bequem rückzugewinnen oder zu verwerfen sind. Beispiele für bevorzugte flüssige Medien umfassen Wasser und halogeniert^ Kohlenwasserstoffe wie Methylenchlorid, Trichloräthylen, Tetrachloräthylen, Trichloräthan und Trichlortrifluoräthan. Das Wasser kann Zusätze enthalten, wie sie bei einem normalen Schlagprozeß zur Erzeugung von Papierzeug verwendet werden, wie oberflächenaktive Mittel und Dispergierungsmittel.

Beim Schlagen und/oder Verfeinern der flocken- oder spjjtterähnlichen Strukturen zur Bildung der feinfaserigen Strukturelemente können bequem unterschiedliche Typen von Schlagwerken und oder Feinzeugholländer der Papierherstellung benutzt werden. Für die Ablagerung der feinfaserigen Strukturelemente zur Bildung eines Bahnmaterials oder Vlieses können übliche Papiermaschinen geeignet verwendet werden.

Da die flocken- oder faserähnlichen Strukturen gemäß der Erfindung in einem wäßrigen Medium erfolgreich zerschlagen und/oder verfeinert werden können, können sie zusammen mit Holzschliff bzw. Zellstoffmasse für Erzeugung einer sowohl einfaserige Strukturelemente gemäß der Erfindung als auch zerschlagene Cellulosefasern enthaltenden gemischten Masse bzw. von gemischtem Papierzeug verarbeitet werden. In der Praxis können die flocken- oder splitterähnlichen Strukturen gemäß der Erfindung und eine Zeil- bzw. Holzstoffmasse zusammenlaufend in einer oder mehreren herkömmlichen Einrichtungen zerschlagen oder verfeinert werden.

Alternativ können die flocken- oder splitterähnlichen Strukturen gemäß der Erfindung auf vorbestimmte Feinheit bzw. freie Beweglichkeit zerschlagen und/oder verfeinert werden, und nach Zusatz von Holzstoffmasse kann der Zerschlag- und/oder Verfeinerungsprozeß fortgesetzt werden. Die Mengenverhältnisse von erfindungsgemäßen Strukturen zu Holzstoffmasse sind nicht kritisch und hängen von den gewünschten Eigenschaften sowie der beabsichtigten Verwendung der endgültigen bahnähnlichen Strukturen ab. Vorzugsweise sollte das Gewichtsverhältnis von flocken- oder splitterähnlichen Strukturen zu Holzstoffmasse jedoch bei zumindest 10:90 liegen, wenn die Vorteile der bahnähnlichen Produkte gemäß der Erfindung voll zur Geltung kommen sollen.

Das hier beschriebene Verfahren zur Erzeugung bahnäl.nlicher Strukturen bietet gegenüber Verfahren nach dem Stand der Technik in verschiedener Hinsicht technische Vorteile: Selbst wenn die Polymerkomponenle aus einem hydrophoben Polyolefin besteht, können die flocken- oder spiitterahnlichcn porösen Strukturen gemäß der Erfindung erfolgreich zusammen mil hydrophiler cellulosehaltiger Pulpe in einem wäßrigen Medium zerschlagen und oder verfeinert werden zur Bildungeines Breis, in dem die feinfaserigen Slrukturelemente gut dispergiert sind. Aus dem resultierenden Brei können brauchbare Bahnmaterialien erzeugt werden. Diese Tatsache läßt erkennen, daß die flocken- oder splitterähnlichen Strukturen und

ίο bahnähnlichen Produkte gemäß der lirfindung leidlich hydrophil sind und daß die nützlichen Eigenschaften der feinzerteilten anorganischen Substanz in den Strukturen gemäß der Erfindung voll ausgebildet oder ausgenutzt werden können.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene flächenhafte Produkte zeigen eine gesteigerte Nachverarbeitbarkeit verglichen mit ähnlichen Produkten, die durch Verfahren nach dem Stand der Technik erhalten werden, da erstcre geringere Dichten besitzen und mehr Hohlräume enthalten und folglich in einem größeren Ausmaß unterschiedliche Mittel adsorbieren können, die darauf angewandt werden. So können den flächenhaften Strukturen gemäß der Erfindung Antistatikmittel, flammenverzögernde Mittel und "andere Additive bequem beigebracht werden. Ferner können sie zu Komposit- oder Sehichtstrukturen nach herkömmlichen Verfahren verarbeitet werden, die ein Imprägnieren der flächenhaften Strukturen mit einem Monomeren oder einer Lösung eines polymeren Ma-

terials umfassen.

Die flächenhaften Produkt gemäß der Erfindung können bei einer geeigi cn Temperatur kalandricri sverden. Es wurde gefunden, daß die kalandrierten bzw prcßgewalzten Produkte einen überraschend hohe; Anfangsmodul (initial modulus) besitzen. Sie bcsit/eiweiter eine ausgezeichnete Dimensionsstabilität. S-erleidet beispielsweise ein kalandriertes Bahnmateria! das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren au-40 Gewichtsteilen Polyäthylen von hoher Dichte und 60 Gewichtsteilen feinzertcilter Kieselsäure erhalten wird, wenig oder keine Schrumpfung, wenn es au! Temperaturen leicht unterhalb des Schmelzpunktes des Polyäthylens aufgehei/t wird. Beim Brennen brennt es weiter mit wenig oder keiner Schrumpfung

Diese Ergebnisse sind überraschend und nach dem Verhalten vergleichbarer flächenhafier Produkte aus Polyäthylen, die nach herkömmlichen Verfahren crha'ten werden, durchaus unerwartet, da in herkömmlicher Weise erzeugte Produkte bei bloßer Annäherung an eine Wärmequelle stark schrumpfen.

Nach Wunsch können die erfindungsgemäßen flä chenhaften Produkte geprägt bzw. gepreßt werden, um ihnen ein papierähnliches Aussehen zu verleihen oder den Weißheitsgrad, die Undurchsichtigkeit und

oder die Aufnahme von Druckfarben zu steigern.

Die flächenhaften Produkte gemäß der Erfindung sind in den Bereichen brauchbar, in denen flächen"-hafte Produkte nach dem Stand der Technik Anwendungen finden. Unter anderem sind sie besonders brauchbar als Papierersatz für die Druckerei, da sie in Anbetracht der starken Beladung mit feinzerteilter anorganischer Substanz eine ausgezeichnete Aufnahmefähigkeit für Druckfarben besitzen. Die flocken- oder splitterähnlichen Strukturen gemäß der Erfindung

sind nicht nur als Ausgangsmateria] fiir die Erzeugung flächenhafter Produkäe, wie vorstehend beschrieben, brauchbar, sondern auch als primäres oder sekundäres Formmaterial für die Erzeugung mannigfaltiger

Wärmeisolierungen, Packungen, Schallabsorber und Absorptionsmittel. Die flocken- oder splitterähnlichen Strukturen gemäß der Erfindung können auch durch Pressen und Walzen zu bahnähnlichen Materialien geformt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend weiter an Hand von Beispielen erläutert, bei denen die feinzerteilten anorganischen Materialien und polymeren Komponenten solche sind, wie sie in den Tabellen 1 und II aufgeführt sind, wenn nichts anderes angegeben wird.

Zugfestigkeit, Bruchdehnung und Anfangsmodul der bahnähnlichen Strukturen wurden an Proben von 1 cm Länge bei 25° C und 65% relativer Feuchtigkeit mit einer Ziehgeschwindigkeit von 50% pro Minute bestimmt. Der Biegemodul der Proben wurde durch Messen des Ausmaßes der Durchbiegung bzw. Ablenkung einer an einem Ende gehaltenen Probe bei 25"C und 65% relativer Feuchtigkeit und Berechnung nach folgender Gleichung bestimmt:

E = 3e?/2yh²

in der E der Biegemodul, ρ die Dichte der Probe, / die vorragende Länge der Probe, y das Ausmaß der Durchbiegung bzw. Ablenkung am vorragenden Ende der Probe und h die Dicke der Probe ist. Die hervorragende Länge der Probe wurde so festgelegt, daß yjl einen Wert innerhalb des Bereiches von 0,2 bis 0,4 hatte. In den Beispielen sind alle Teile in Gewicht zu verstehen.

Beispiel 1

Eine Mischung von 60 Teilen feinzerteilter Kieselsäure mit einem Füllvolumen (bulkiness) von 2,0 mg/g, 40 Teiler Polyäthylen von hoher Dichte und 850 Teilen Methylenchlorid wurde in einen Autoklav gegeben und unter Rühren auf eine Temperatur von 200⁰C erhitzt. Der Innendruck des Autoklavs wurde mit Stickstoff auf einen Bereich von 60 kg/cm² gebt acht. Diese Bedingungen wurden etwa 10 Minuten lang aufrechterhalten. Nach Ablauf dieser Zeit wurde die Mischung durch eine am Boden des Autoklavs vorgesehene Düse mit einem Durchmesser von 1,0 mm in eine Luftatmosphäre herausgespritzt. Das so erhaltene Produkt bestand aus gesonderten flockenähnlichen Strukturen mit feinporösen Körpern mit einer Vielzahl von irregulären Hohlräumen darin, wobei die Dicke der hohlraumbildenden Wände geringer als 5 μ war.

Beispiele 2 bis 55

In der im Beispiel 1 allgemein beschriebenen Art und Weise wurden Mischungen von Polymerkomponenten, feinzerteilten anorganischen Komponenten und Lösungsmitteln, wie sie in der nachfolgenden Tabelle IV angegeben sind, in einen Autoklav gebracht, unter Rühren aufgeheizt und unter Druck gesetzt und dann durch eine am Boden des Autoklavs vorgesehene Düse herausgespritzt. Die Komponenten und Mengenverhältnisse der jeweiligen Beschickung und die Ausspritzbedingungen sind in Tabelle IV ange

.10 geben sowie auch das Aussehen der Produkte. Alk Produkte waren poröse Körper mit Hohlräumen vor irregulärer Konfiguration, wobei die hohlraumbil denden Wände eine Dicke von weniger als 5 μ hatten

Tabelle

Beispiel	Eingesetzte Mischung	30 Teile	Ausspritzbedingungen	Produkt
2	Polyäthylen von hoher Dichte	70 Teile	15O⁰C,	feine flockenähnliche
	feinzerteilte Kieselsäure A	800 Teile	60 kg/cm²,	Struktur
	Methyienchlorid		Düsendurchmesser
		60 Teile	1 mm
3	Polyäthylen von hoher Dichte	40 Teile	220° C,	feine splitterähnliche
	feinzerteilte Kieselsäure B	800 Teile	80 kg/cm²,	Struktur
	Methyienchlorid		Düsendurchmesser
		50 Teile	1,5 mm
4	Polyäthylen von hoher Dichte	50 Teile	220° C,	feine splitterähnliche
	feinzerteilte Kieselsäure B	800 Teile	80 kg/cm²,	Struktur
	Methyienchlorid		Düsendurchmesser
		15 Teile	1,5 mm
5	Polyäthylen von hoher Dichte	85 Teile	150° C,	feine flockenähnliche
	feinzerteilte Kieselsäure A	850 Teile	62 kg/cm²,	Struktur
	Methyienchlorid		Düsendurchmesser
		40 ^Teile	1 mm
6	Polyäthylen von hoher Dichte	60 Teile	150° C,	feine flockenähnliche
	feinzerteilte Kieselsäure B	800 Teile	55 kg/cm²,	Struktur
	Methyienchlorid		Düsendurchmesser
		30 Teile	1,5 mm
7	Polyäthylen von hoher Dichte	70 Teile	200° C,	feine flockenähnliche
	Calciumcarbonat A	800 Teile	60 kg/cm²,	Struktur
	Methyienchlorid		Düsendurchmesser
		1 mm

	13	2 255	Aussprit/bedingungcn	Produkt
		» 152 ό 14	200C. 60 kg cm². Düsendurchmesser 1 mm	feine flockenähnliche Struktur
Beispiel	Eingesetzte Mischung	Fortsetzung	220° C. 80 kg cm², Düsendurchmesser 1,5 mm	feine spliltcrähnlichc Struktur
8	Polyäthylen von hoher Dichte Calciumcarbonat B Methylenchlorid		200C. 60 kg cm². Düsendurchmesser 1 mm	feine flockenähnliche Struktur
9	Polyäthylen von hoher Dichte Magnesiumcarbonat Methylenchlorid	20 Teile 80 Teile 750 Teile	170 C. 58 kg cm². Düsendurchmesser 1 mm	feine flockenähnliche Struktur
10	Polyäthylen von hoher Dichte Magnesiumcarbonat Methylenchlorid	50 Teile 50 Teile 800 Teile	180 C. 59 kg cm². Düsendurchmesser 1 mm	feine flockenähnliche Struktur
;i	Polyäthylen von hoher Dichte Magnesiumcarbonal Methylenchlorid	30 Teile 70 Teile 800 Teile	180 C. 60 kg cm². Düsendurclimcsser 1 mm	feine flockenähnliche Struktur
12	Polyäthylen von hoher Dichte Diatomecnerde Methylenchlorid	15 Teile 85 Teile 820 Teile	190 C. 62 kg cm². Düsendurclimcsser 1 mm	feine flockenähnlKhc Struktur
13	Polyäthylen von hoher Dichte Diatomeenerde Methylenchlorid	40Teiie 60 Teile 780 Teile	150 C. 60 kg cirr. Diisendurchmcssci 1 mm	feine splitterähnliche Struktur
14	Polyäthylen von hoher Dichte Ton Methylenchlorid	20 Teile 80 Teile 800 Teile	150C. 62 kg cm². Düsendurchmesser 1 mm	feint .lockenähnlkiu Struktur
15	Polyäthylen von hoher Dichte Talkum Methylenchlorid	20 Teile 80 Teile 750 Teile	200¹C. 60 kg/enr. Düsendurchmesser 1 mm	feine flockcnäh^'icln Struktur
16	Polyäthylen von hoher Dichte Talkum Methylenchlorid	40 Teile 60 Teile 800 Teile	200⁰C, 60 kg/cm². Düsendurchmesser 1 mm	feine flockenähnlich« Struktur
17	Polyäthylen von hoher Dichte feinzerteilte Kieselsäure A Trichlortrifluoräthan	20 Teile 80 Teile 800 Teile	15O⁰C, 62 kg cm², Düsendurchmesser 1 mm	feine flockenähnlkh Struktur
18	Kristallines Polypropylen feinzerteilte Kieselsäure B Methylenchlorid	40 Teile 60 Teile 700 Teile	200⁰C. 65 kg/cm² Düsendurchmesser 1 mm	feine flockenähnlich Struktur
19	Kristallines Polypropylen feinzerteilte Kieselsäure B Methylenchlorid	40 Teile 60 Teile 780 Teile	200° C, 62 kg/cm², Düsendurchmesser 1 mm	feine flockenähnlich Struktur
20	Kristallines Polypropylen feinzerteilte Kieselsäure B Methylenchlorid	40 Teile 60 Teile 800 Teile
21	Kristallines Polypropylen feinzerteilte Kieselsäure 3 Methylenchlorid	60 Teile 40 Teile 800 Teile
50 Teile 50 Teile 780 Teile

Fortsetzung

16

Eingesetzte Mischung Ausspritzbedingungcn

Kristallines Polypropylen 30Teile

feinzerteilte Kieselsäure A 70 Teile

Methylenchlorid 810 Teile

»3 Kristallines Polypropylen 15 Teile

feinzerteilte Kieselsäure A 85 Teile

Methylenchlorid 810 Teile

Kristallines Polypropylen 50 Teile Magnesiumcarbonat 50 Teile Methylenchlorid 800 Teile

Kristallines Polypropylen 30 Teile Magnesiumcarbonat 70 Teile Benzol 800 Teile

I Kristallines Polypropylen 30 Teile

Magnesiumcarbonat 70 Teile

Methylenchlorid 800 Teile

Kristallines Polypropylen 15 Teile Magnesiumcarbonat 85 Teile

j Melhylenchlorid 820 Teile

J Kristallines Polypropylen 40 Teile j Calciumcarbonat A 60 Teile

Methylenchlorid 750 Teile

Kristallines Polypropylen 30 Teile

Calciumcarbonat 70 Teile

Benzol 650 Teile

Butan 150 Teile

M) ! Kristallines PoKpropylen 30 Teile

Calciumcarbonat 70 Teile

Methylenchlorid 800 Teile

j Kristallines Polypropylen 50 Teile

feinzerteilte Kieselsäure, 50 Teile Calciumcarbonat (Gewichtsverhältnis 3/2)

j Methylenchlorid 800 Teile

I Kristallines Polypropylen 80Teile ' Diatomeenerde Calcium- 70 Teile carbonat (Gewichtsverhältnis

4.3)

! Methvlenehlorid 800 Teile

l Kristallines Polypropylen 40 Teile j ! Diaiomeenerde 60 Teile j Methylenchlorid 750 Teile j

Kristallines Polypropylen 30 Teile Diatomeenerde 70 Teile Mcthylcnchlorid 8(K) Teile

Kristallines Polypropylen 30 Teile Talkum ' 70 Teile Mcthvlenchorid 800 Teile

155°C, 60 kg/cm², Düsendurchmesser 1 mm

15O⁰C, 60 kg/cm², Düsendurchmesser 1 mm 150° C,

60 kg/cm², D ν ^c«ndurchmesser

1 mm 23O°C, 65 kg,cm², Düsendurchmesser 1,5 mm

150 C. 60kg.-i.-m², Düsendurchmesser 1 mm

150^cC, 60 kg/cm². Düsendurchmesser 1 mm

150 C, 60 kg cm², Düsendurchmesser 1 mm

220 C. 65 kg cm². Düsendurchmesser 1 mm

150 C. 60 kg/cm², Düsendurchmesser 1 mm

180 C. 68 kg cm². Düsendurchmesser I mm

180 C. 60kg cm². Düsendurchmesser I mm

180 C. ()() kg cm². Düseadurehmesser 1 mm

150 C, 65 kg cm². Düsendurchmesser 1 mm

180 C. 60 kg cm². Düscndurchmesscr 1 mm

Produkt

feine flockenähnliche Struktur

feine nockenähnliche Struktur

feine flockenähnliche Struktur

feine splitterähnliche Struktur

feine flockenähnliche Struktur

! feine flockenähnliche j Struktur

■ feine flockenähnliche Struktur

feine floekenähnlichc Struktur

feine flockenähnliche Struktur

feine flockenähnlichc

Struktur

feine flockenähnlichc ' Struktur

	Eingesetzte Mischung	Fortsetzung	Ausspriubedingungen	Produkt
eispiel	Kristallines Polypropylen		180⁰C,	feine flockenähnliche
36	Ton	20 Teile	60 kg/cm²,	Struktur
	Methylenchlorid	80 Teile	Düsendurchmesser
		800 Teile	1 mm
	Kristallines Polypropylen		236°C,	feine flockenähnliche
37	Talkum	30 Teile	62 kg/cm²,	Struktur
	Cyclohexan	70 Teile	Düsendurchmesser
		800 Teile	1 mm
	Polyäthylenterephthalat		200° C,	feine flockenähnliche
38	Calciumcarbonat	60 Teile	60 kg/cm²,	Struktur
	Methylenchlorid	40 Teile	Düsendurchmesser
		150 Teile	0.5 mm
	Nylon 66		240^c C,	feine flockenähnliche
39	feinzerteilte Kieselsäure A	60 Teile	65 kg/cnr,	Struktur
	Wasser	4-0 Teile	Düsendurchmesser
		500 Teile	1,5 mm
	Polyoxymethylen		200 C,	feine flockenähnliche
40	feinzerteilte Kieselsäure B	50 Teile	60 kg/cm²,	Struktur
	Methylenchlorid	50 Teile	Düsendurchmesser
		800 Teile	1.5 mm
	Kristallines Polypropylen		150" C.	feine flockenähnliche
41	Magnesiumcarbonat, Calcium	30 Teile	55 kg cm².	Struktur
	carbonat (Gewichtsverhältnis	70 Teile	Düsendurchmesser
	4,3)		1 mm
	Methylenchlorid
	Kristallines PoKpropylen	800 Teile	160 C.	feine flockenähnliche
42	Magnesiumcarbonat	30 Teile	60 kg cm².	Struktur
	Titanoxid	65 Teile	Düsendurchmesser
	Methylenchlorid	5 Teile	1 mm
	Kristallines Polypropylen	8IX) Teile	160C.	feine flockenähnliche
43	Magnesiumcarbonat Talkum	30 Teile	60 kg, cm².	Struktur
	(Gewichtsverhältnis 4 3)	70 Teile	Düsendurchmesser
	Methylenchlorid		1 mm
	Kristallines Polypropylen	800 Teile	160 C.	feine flockenähnliche
44	Polyäthylen von niedriger	30 Teile	58 kg cm².	Struktur
	Dichte	10 Teile	Düsendurchmesser
	feinzerteilie Kieselsäure B		0.8 mm
	Methylenchlorid	60 Teile
	Polyacrylnitril	800 Teile	230 C.	feine splitterähnlidu·
45	feinzerteilte Kieselsäure A	501 eile	80 kg cm².	Struktur
	Wasser	50 Teile	Düsendurchmesscr
	Acetonitril	300 Teile	1 mm
	Kristallines Polypropylen	500 Teile	190 C.	feine flockenähnliche
46	Polvmethylmetnacrylat	30 Teile	80 kg cm².	Struktur
	Magnesiumcarbonat	10 Teile	Düsendurchmesscr
	Methylenchlorid	60 Teile	1 mm
	Butan	6(X)Teile
	'Polyäthylenterephthalat	2(X)Teile	200 C.	feine flockenähnliche
47	leinzerleilte Kieselsäure A	50 Teile	53 kg cm².	Struktur
	Calciumcarbonat (Gewichts	50 Teile	Düsendurchmesser
	verhältnis 3 2)		0.5 mm
	Methylenchlorid
	Polyäthylen von hoher Dichte	750 Teile	230 C.	feine flockenähnliche
48	Magnesiumcarbonat	40 Teile	65 kg cm*.	Struktur
	Hexan	60 Teile	Düsendurchmesscr
		750 Teile	1 mm

Fortsetzung

Beispiel	Eingeseute Mischung	60 Teile 40 Teile 300 Teile 50 Teile	Ausspritzbedingungen	Produkt
49	Polyvinylchlorid feinzerteilte Kieselsäure Methylenchlorid Hexan	60 Teile 40 Teile 500 Teile	200° C, 80 kg/cm², Düsendurchmesser 0,8 mm	feine flockenähnliche Struktur
50	Polyäthylen von niedriger Dichte feinzerteilte Kieselsäure B Methylenchlorid	50 Teile 50 Teile 600 Teile	180⁰C, 60 kg/cnr, Düsendurchmesser 0,8 mm	feine flockenäiinliche Struktur
51	Polyäthylen von niedriger Dichte Magnesiumcarbonat Methylenchlorid	40 Teile 60 Teile 750 Teile	180° C, 55 kg/cm², Düsendurchmesser 0,8 mm	feine flockenähnliche Struktur
52	PoWäthylen von niedriger Dichte feinzerteilte Kieselsäure A Methylenchlorid	40 Teile 60 Teile 700 Teile	160^cC, 60 kg, cm², Düsendurchmesser 0,8 mm	feine flockenähnliche Struktur
53	Polyäthylen von niedriger Dichte Diatomeenerde Methylenchlorid	30 Teile 70 Teile 820 Teile	160° C, 60 kg cm², Düsendurchmes.ser 0,8 mm	feine flockenähnliche Struktur
54	Polyäthylen von hoher Dichte feinzerteilte Kieselsäure B Methylenchlorid	60 Teile 40 Teile 650 Teile 50 Teile	155^rC. 60 kg, cm², Düsendurchmesser 0,5 mm	feine flockenähnliche Struktur
55	Polyäthylen von hoher Dichte feinzerteilte Kieselsäure B Methylenchlorid Butan	220 C. 68 kg cnr, Düsendurchmesser 1 mm	splitterähnliche Struktur

Beispiel 56

Eine Mischung von 30 Teilen Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren mit 12 Gewichtsprozent Vinylacetat und einem V_p von 1,08, 70 Teilen feinzerteilter KieselläureA und 800 Teilen Methylenchlorid wurde in einen Autoklav gegeben und unter Rühren auf eine Temperatur von 18O⁰C erhitzt. Der Innendruck des Autoklavs wurde mit Stickstoff auf einen Bereich von 60 kg/cm² angehoben. Diese Bedingungen wurden etwa 15 Minuten lang aufrechterhalten. Nach Ablauf dieser Zeit wurde die Mischung durch eine am Boden des Autoklavs vorgesehene öffnung mit einem Durchmesser von 1,0 mm in eine Luftatmosphäre herausge- $pritzt. Die Produktewaren flockenähnliche Strukturen tnit feinpcrösen Körpern mit einer Mehrzahl von darin enthaltenen irregulären Hohlräumen.

Beispiel 57

Ein Brei aus 40 Teilen kristallinem Polypropylen. 60 Teilen feinzertcilter Kieselsäure A und 0.2 Teilen ,'i-(4-Oxy-3,5-di-tert-butylphenyl)-propionsäurccstcr von Pentaerythrit in 800 Teilen Methylenchlorid wurde in einen Breitank gegeben und mittels einer am Boden des Tanks vorgesehenen Pumpe durch eine Rohrleitung zu einer Heizzone geschickt, wo er auf eine Temperatur von 130⁰C erhitzt wurde. Der Brei wurde dann unter Aufrechterhaltung dieser Temperatur zur Bildung einer homogenen Dispersion in einen Homogenisator geschickt und dann unter dtinem Druck von 58 kg/cm² durch eine am Kopf des Homogenisators vorgesehene Düse mit einem Durchmesser von 1,0 mm in die atmosphärische Luft hcrausgesnritz* Als Produkte wurden auf diese Weise Hockenähnliche Strukturen mit feinporösen Körpern erhalten, die eine Mehrzahl von irregulären Hohlräumen darin aufwiesen.

Beispiele 58 bis 73

Die allgemeine Verfahrensweise, wie sie im Beispiel 57 beschrieben ist, wurde wiederholt. Komponenten und Mengenverhältnisse des jeweiligen Breis und Ausspritzbedingungen sind in Tabelle V angehs geben, in der auch das Aussehen der Produkte angerührt ist. Alle Produkte waren poröse Körper mit irregulären Hohlräumen, wobei die Dicke der solche Hohlräume bildenden Wände geringer als 5 μ war.

Tabelle V

Beispiel	Eingesetzte Mischung	60 Teile	Ausspritzbedingungen	Produkt
58	Polyäthylen von hoher Dichte	40 Teile	220° C	feine splitterähnhche
	feinzerteilte Kieselsäure B	650 Teile	68 kg/cm²,	Struktur
	Methylenchlorid	50 Teile	D üsendurchmesser
	Butan	30 Teile	1 mm
59	Polyäthyleu von hoher Dichte	70 Teile	155°C,	feine flockenähnliche
	feinzerteilte Kieselsäure A	820 Teile	60 kg/cm²,	Struktur
	Methylenchlorid		Düsendurchmesser
		15 Teile	0,5 mm
60	Polyäthylen von hoher Dichte	85 Teile	150° C,	feine flockenähnliche
	feinzerteihe Kieselsäure A	850 Teile	58 kg/cm².	Struktur
	Methylenchlorid		Düsendurchmesser
		50 Teile	0,5 mm
61	Polyäthylen von hoher Dichte	50 Teile	200° C,	feine flockenähnliche
	Magnesiumcarbonat	750 Teile	62 kg/cnr,	Struktur
	Methylenchlorid		Düsendurchmesser
		30 Teile	1 mm
62	Polyäthylen von hoher Dic'.te	70 Teile	160 C,	feine flockenähnliche
	Magnesiumcarbonat	800 Teile	60 kg/cnr,	Struktur
	Methylenchlorid		Düsendurchmesser
		30 Teile	C,5 mm
63	Kristallines Polypropylen	70 Teile	150 C.	feine flockenähnliche
	feinzerteilte Kieselsäure A	820 Teile	58 kg/cm².	Struktur
	Methylenchlorid		Düsendurchmesser
		40 Teile	0,5 mm
64	Kristallines Polypropylen	60 Teile	155 C.	feine flockenähnliche
	Magnesiumcarbonat	750 Teile	60 kg, cm².	Struktur
	Methylenchlorid		Düsendurchmesser
		20 Teile	0 5 mm
65	Polyäthylen von hoher Dichte	80 Teile	160 C.	feine flockenähnliche
	Calciumcarbonat A	500 Teile	58 kg cm².	Struktur
	Methylenchlorid		Düsendurchmesser
		30 Teile	1 mm
66 .	Kristallines Polypropylen	70 Teile	155 C.	feine flockenähnlichc
	Magnesiumcarbonat/Calcium-		57 kg, cm²,	Struktur
	carbonat (Gewichtsverhältnis		Düsendurchmesser
	4/3)	800 Teile	0.5 mm
	Methylenchlorid	80 Teile
67	Polyäthylen von hoher Dichte	20 Teile	200 C.	feine splilterähnliche
	feinzerteilte Kieselsäure C	800 Teile	50 kg/cm²,	Struktur
	Methylenchlorid		Düsendurchmesser
		80 Teile	1 mm
68	Kristallines Polypropylen	20 Teile	200 C.	feine splitterähnhche
	feinzerteilte Kieselsäure C	800 Teile	60 kg cm².	Struktur
	Methylenchlorid		Düsendurchmesscr
		70 Teile	I mm
69	Polyäthylen von hoher Dichte	30 Teile	200 C.	feine flockenähnlichc
	fcinzerteilte Kieselsäure C	1000 Teile	50 kg crrr.	Struktur
	Metliylcnchlorid		Düsendurchmesser
		50 Teile	1 mm
70	Polyäthylen von hoher Dichte	50 Teile	180 C.	sehr feine
	feinzerteilte Kieselsäure C	1000 Teile	50kg.cm²,	flockenähnlichc
	Methylenchlorid		Düsendurchmesser	Struklur
		20 Teile	1 mm
71*)	Polyäthylen von hoher Dichte	80 Teile	200 C.	extrem feine
	feinzjrteilte Kieselsäure B	1000 Teile	50 kg cm².	flockenähnlichc
	Methjlenchlorid		Düsendurchmesser	Struktur
		1 mm

*> So fein, diiß die Aufsammlung des Produktes mit einem Net/ schwierig war.

24

Forts

Beispiel	Eingesetzte Mischung	15 Teile	Aussprit/bedingungen	Produkt
72	Kristallines Polypropylen	85 Teile	180C,	extrem feine
	feinzerteilte Kieselsäure A	850 Teile	50 kg/cm².	flockenähnliche
	Methylenchlorid		Düsendurchmesser	Struktur
		70 Teile	I mm
73	Kristallines Polypropylen	30 Teile	200X,	extrem feine
	Calciumcarbonat	1000 Teile	50 kg/cm²,	flockenähnliche
	Methylenchlorid		Düsendurchmesser	Struktur
		1 mm

Beispiel 74

In einem Autoklav wurden 80 Teile Polyäthylen von hoher Dichte (MI = 0,3), 20 Teile feinzerteilte Kieselsäure (C) und 1000 Teile Methylenchlorid auf eine Temperatur von 200⁰C erhitzt und das Polyäthylen in Methylenchlorid gelöst. Beim Aufheizen wurde der Innendruck im Autoklav auf etwa 40 kg/cm² erhöht. Der Innendruck wurde weiter mit Stickstoff auf 50 kg/cm² gebracht. Die Mischung wurde dann durch eine am Boden des Autoklavs vorgesehene Düse mit einem Durchmesser von 1.0 mm hcrausgespritzt. Das so erhaltene Produkt hatte einen bahn- bzw. netzartigen Zusammenhalt mit bzw. aus Flocken von irregulärer Konfiguration. Durch Beobachtung des Querschnitts des Produktes wurde gefunden, daß es eine Mehrzahl von irregulären Hohlräumen aufwies mit Wänden von weniger als 5 μ Dicke.

Beispiel 75

Eine Mischung von 40 Teilen Polyäthylen von hoher Dichte (MI = 0.3), 60Teilen feinzerteilter Kieselsäure (B) und 1000 Teilen Methylenchlorid wurde in einen Autoklav gegeben und durch Stickstoff auf einen Druck von etwa 10 bis 15 kg/cm² gebracht. Der Autoklav wurde auf eine Temperatur von 200°C aufgeheizt und die erhitzte Mischung dann durch am Boden des Autoklavs vorgesehene öffnung mit einem Durchmesser von 1,0 mm in eine Luftatmosphäre herausgespritzt. Die so erhaltenen Produkte hatten flockenähnliche Struktur und bestanden aus Polyäthylen mit gleichmäßig darin dispergierter feinzerteilter Kieselsäure.

Unter Verwendung einer Schleudervorrichtung (biastgraph) wurden 40 Teile Polyäthylen und 60 Teile feinzerteilte Kieselsäure kompoundiert, jedoch konnte keine homogene Dispersion erhalten werden.

Beispiel 76

Eine Dispersion mit sehr feinfaserigen Strukturelementen wurde durch Rühren bzw. Bewegen von 8 g flockenähnlicher Strukturen bzw. Produkte, wie sie nach Beispiel 1 erhalten werden und 1,51 Methylenchlorid in einem Saftmixer mit 10 000 Upm für eine Dauer von 3 Minuten hergestellt. Unter Verwendung einer Handpapiermaschine ähnlich derjenigen, wie sie im TAPPI-Standardverfahren verwendet wird, wurde aus der Dispersion eine flächenhafte Struktur erzeugt. Das Produkt war ein hochweißes, undurchsichtiges und bauschiges bzw. dickes Bahnmaterial. Es hatte eine Festigkeit von 0,5 kg/mm² und eine Bruchdehnung von 40%. Das Bahnmaterial wurde dann zwischen einem Paar Kalandrierwalzen kalandriert zur Bildung eines glatten synthetischen Bahn materials mit einer Porosität von 40,1%. Das endgültige Bahnmaterial hatte eine Dicke von 125 μ. ein Flächengewicht von 118,4 g/m², eine Festigkeit von 3,1 kg/mm², eine Bruchdehnung von 34%, einen Anfangsmodul von 130 kg/mm² und einen Biegemodul von 300 kg/mm².

Beispiel

Unter Verwendung unterschiedlicher herausgespritzter Produkte wurden bahnähnliche Strukturer in ier im Beispiel 76 beschriebenen Art und Weise hergestellt. Die bahnähnlichen Strukturen wurder unter Bedingungen kalandriert, wie sie in Tabelle VU angegeben sind, zur Herstellung von synthetischer Bahnmaterialien. Die Eigenschaften der Endprodukt! sind in Tabelle VI wiedergegeben.

Aussprit?- produkt

nach Beispiel

19 20 21 22 23 24 25 26

	Tabelle VI	Bruch dehnung	Biege modul	Porosi tat
-estigkeit	Anfangs modul	1%)	(Kg mrrr)	<%l
(kg mrtri	Ikg mnvl	21	330	43
1.9	133	89	240	34
4,4	86	75	300	33
3,5	101	20	303	40
1.7	127	41	250	37
2,7	120	55	113	41
1,5	95	42	271	43
1,3	123	77	255	38
2,6	73	40	345	42
2,4	93	43	350	39
2,4	97	105	92	41
2,0	47	27	145	47
1,5	72	3,7	180	44
2,3	97	40	170	46
2,1	75	2,5	185	51
1.1	93	110	85	34
3,7	31	23	190	44
2,1	89	35	2Π	39
2,5	97	75	170	41
2,7	95	47	214	42
2,5	84	4	231	47
1,3	133	3	208	53
1,2	85	77	237	35
3,0	71	11	241	47
2,4	95'	13	230	36
2.6	101

25

J ^ VpTHZ-

■^L£ mm'' kE " ~"
Π5

65

41
47
51
89
11!

130
121

85
112
100

75
111
155

99

63

87
91

47

125

85

41

Br.,h-

	1.2
28
29	1.2
30	1.7
31
12	1.2 'S ¹I
34	1.2
35	i.-i
?6	1.3
37	1.3
38	4."
41	1.5
42	1.3
43	1.4
44
45	0.7
46	1 7
47	•\ ^
48	3.1
49	1.0
50	2/s
5!	2.7
	2.1 2.0
54	2.4
	3.5
56	2.3

!9

4<

104
63
27

100
45

110
99

95

93

15!

1"2 155 25>

244

IHO ■ns

21"

80 200

370

212 250

119

93

279

54

4*

44 43

5!

44

31 44

43 45 37 60 40 34 36

Tabelle VII

Ausipntz-

produkt

nach Beispiel

2—17
48

50—56
18—37
41-46
49
38
47

Temperatur

125

135

180

Kalandrieren

Druck
fkgcrrr!

in Jiw urpgehcr.üe Atmosphäre herausgcspnizt. Die s·"¹ crhjitencn Produkte waren diskrete fl'Vkenah !ichi: Gebilde mit porösen Körpern mit einer Mehrzahl M-'n irregulären Hohlräumen dann, wobei die Dicke der die Hohlräume bildenden Wände geringer ü\i 5 j war

l'nter \erwjndung von Wasser als flüssiges Medium wurde eine Mischung von 45 g der trockener; flockenahnlichen Gebilde und 5 s Hol/stolTmasse m einem Scheibenzerkleinerer (disc retiner) unter Schlagbedingungen von einer Fajerkon/entration \on 1.0 und einer lichten Weite von 0.2 mm /u einer wäßrigen Dispersion mit gleichmäßig darin dispergieren seht feinfaserigen Strukturelementen /erschlagen. Per Hand wurde aus dieser Dispersion mittels einer TAPPl-Standard-Papiermaschine ein Bogen er/eugt. der hovhweiß. undurchsichtig und bauschig bzw. dick war um eine Zähigkeit von 0.06 kg nmr und eine Bruchdeh nune von 5.1 % hatte

e 1 s ρ 1 e !

Geschwindigkeit im rain)

Beispiel

Eine Mischung von 60 Teilen feinzerteilter Kieselsäure B, 40 Teilen Polyäthylen von hoher Dichte und Teilen Methylenchlorid wurde in einen Autoklav gegeben und unter Rühren auf eine Temperatur von 200° C erhitzt. Der Innendruck im Autoklav wurde mit Stickstoff auf einen Bereich von 50 kg/cm² erhöht. Diese Bedingungen wurden etwa 5 Minuten lang aufrechterhalten. Nach Ablauf der Zeit wurde die Mischung durch eine am Boden des Autoklavs vorgesehene öffnung mit einem Durchmesser von 1 mm Eine Mischung von 70 Teilen wasserfreiem Gips

:; und 30 Teilen Polyäthylen von holier Dichte wurde in 720 ml Methylendichlorid in einem Autoklav di spergier:. und in diesen wurde Stickstof!" bis /11 einen Druck von etwa lOkgenr eingeführt Der Autoklav wurde dann zur Auflösung des Polyäthylens im Methy

ic lendichiorid aufgeheizt. Nach Anstieg der Innentem peratur auf ISO C wurde ein am Boden des -\utokla\ vorgesehenes Ventil geo et und die Mischung durcl dieses unter Durchtritt durch eine am l^;nde des Ventil vorgesehene öffnung von 1.0mm 1 änge und 1.0mn

3S Durchmesser in die umgebende Atmosphäre entlassen Als Produkt wurde ein l-'Kvkenbundel von flocker, ähnlichen Strukturen erhalten, die eine etwas steifer; Beschaffenheit halten als die fhvkcnähnlichcn Struk türen, die nach einem ähnlichen Verfahren mit fen zerteilter Kieselsäure als anorganische! Komponent erhalten werden.

Ähnliche Ergebnisse wurden mit gebranntem dip und hydratisiertem Gips erhallen.

Beispiel SO

Flockenähnlichc Strukturen mit (HHiewichtspro zent feinzerteilter Kieselsäure A und 40Ucwichtspro zent Polyäthylen von hoher Dichte wurden unte

5c Bedingungen hergestellt, wie sie im Beispiel P ange wandt wurden. Durch Eintauchen von I kg diese flockenähnlichen Strukturen in 1001 Wasser un Zerschlagen der Mischung in einer Zcrschlagv orrichj tung (refiner) wurde ein für die Papicrhcrstellun brauchbarer Brei erzeugt. Zu diesem Brei wurde ei Füllstoff sowie Leim und zähivikcitssleutcrnde Mut< hinzugefügt und mit Aluminiumsulfat fixiert in eine Weise, wie es herkömmlichcrwcisc bei der Papiei herstellung praktiziert wird. Danach wurde ein feud ter Bogen erzeugt und bei einer Temperatur von 80 ( getrocknet. Bei Verwendung von 5 Gcwichtsprozer (bezogen auf die Fasern des Breis) eines Acrylamk polymeren als zähigkeitsstcigerndes Mittel wurde ei Bahnmaterial mit einer Zähigkeit von 3.0kg,crr

erhalten. Dieses Bahnmutcrial wurde dann bci'einc Temperatur von 100° C und einem Wal/endruck vo 50 kg/cm² kalandriert zur Erzeugung eines kalandrie ten Produktes mit einer Zähigkeit bzw. Fcstigke

von 16 kg/cm² mit besseren mechanischen Eigenschaften in Wasser als aus natürlichen Fasern hergestellte Papierbahnen.

Beispiel 81

Unter Verwendung von Wasser als flüssiges Medium wurde eint. Mischung von (1) 90 Teilen von nach dem Verfahren gemäß Beispiel 18 hergestellten flockenähnlichen Strukturen mit 40 Teilen fcinzerteilter Kielelsäure B und 60 Teilen kristallinem Polypropylen mit (2) tO Teilen einer Holzstoffmasse bei einer Faserkonzentration von etwa 1 Gewichtsprozent zur Bildung eines Breis zerschlagen. Aus einem Anteil des to erhaltenen Breis wurde ein feuchter Bogen hergestellt und bei einer Temperatur von 8O⁰C getrocknet zur Bildung eines Bahnmaterials mit einer Dichte von etwa 0,2 g/cm³ und einer Bruchlänge von etwa 70 m. Durch Kalandrieren bei einer Temperatur von 105⁰C und einem Walzendruck von 50 kg/cm² wurde die Bruchlänge des Bahnmaterials auf einen Bereich von etwa 700 m erhöht.

Zu einem anderen Anteil des Breis wurden etwa 5 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gewicht der Fasern) eines zähigkeitssteigernden Mittels (ein Acrylamidpolymeres) hinzugefügt und daraus ein Bahnmaterial erzeugt. Die Zähigkeit dieses so erhaltenen Bahnmaterials war etwa doppelt so hoch wie die des aus dem Brei ohne Zugabe von zähigkeitssteigernden Mitteln erzeugten Produktes. Die Zähigkeit konnte weiter durch Kalandrieren des Bahnmaterials erhöht werden.

Beispiel 82

tine Mischung von 5 kg Holzstoffmasse und 5 kg nach dem im Beispiel 17 beschriebenen Verfahren erzeugten flockenähnlichen Strukturen mit 40 Gewichtsprozent Polyäthylen von hoher Dichte und 60 Gewichlsprozent feinzerteilter Kieselsäure A wurde in 1000 kg Wasser zur Bildung eines wäßrigen Breis mit einer Faserkonzentration von 0,3 Gewichtsprozent und einer Feinheit bzw. freien Beweglichkeit (freenes) von 240 cc verschlagen. Zu diesem Brei wurden 0,7 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gewicht der Fasern) eines zähigkeitssteigernden Mittels (ein Acrylamidpolymeres) hinzugefügt und durch Zusatz von Aluminiumsulfat ausgeflockl. Aus diesem Brei wurde ein feuchtes Bahnmaterial gebildet und bei 80 bis 90" C getrocknet zur Herstellung eines weißen und steifen Bogens mit einer Dichte von 0,5 g/cm³. Dieser Boger wurde dann bei einer Temperatur von 85° C und einerr Walzendruck von 50 kg/cm kalandriert zur Bildung eines Produktes mit einem Flächengewicht von etwt 90 g/m² und einer Zähigkeit von 3,15 kg/1,5 cm. Da: Produkt war hinsichtlich der Undurchsichtigkei Bahnmaterialien überlegen, die aus 100% Holzstoff masse erhalten wurden.

Claims

Patentansprüche:

1. Produkt mit flocken- oder splitterähnlicher poröser Struktur mit einer feinzerteilten anorganischen Komponente und einer polymeren Komponente, dadurch gekennzeichnet, daß die anorganische Komponente in einer Gewichtsfraktion Wf und die polymere Komponente in einer Gewichtsfraktion 1 — W₁ vorliegt, wobei W₁ ι ο der folgenden Gleichung genügt: