DE2262532A1 - Verfahren zum erzeugen von fuer die papierherstellung geeigneten fibrillen - Google Patents
Verfahren zum erzeugen von fuer die papierherstellung geeigneten fibrillenInfo
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- DE2262532A1 DE2262532A1 DE19722262532 DE2262532A DE2262532A1 DE 2262532 A1 DE2262532 A1 DE 2262532A1 DE 19722262532 DE19722262532 DE 19722262532 DE 2262532 A DE2262532 A DE 2262532A DE 2262532 A1 DE2262532 A1 DE 2262532A1
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- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/40—Formation of filaments, threads, or the like by applying a shearing force to a dispersion or solution of filament formable polymers, e.g. by stirring
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- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/02—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D01F6/04—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from polyolefins
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Description
Verfahren zum Erzeugen von für die Papierherstellung
geeigneten Marillen
Für diese Anmeldung wird die Priorität vom 25. Dezember 1971
aus der USA-Patentanmeldung Serial No. 211 562 in Anspruch genommen.
Die Erfindung "betrifft ein neues Verfahren zur Erzeugung
von Fibrillen aus Polymerisaten von sehr hohem Molekulargewicht.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein verbessertes Verfahren, um aus Polyolefinen, insbesondere Polyäthylen
und Polypropylen, Fibrillen herzustellen, die sich besonders zur Verarbeitung zu Papier und anderen bahnartigen Erzeugnissen
nach Papierherstellungsverfahren eignen. Die Erfindung umfasst auch die nach dem erfindungsgemässen Verfahren
hergestellten synthetischen F-ibrillen.
Eines.der Hauptanwendungsgebiete der nach dem erfindungsgemässen
Verfahren erzeugten Fibrillen beruht auf ihrer Fähigkeit, zusammenhängende, selbsttragende, aus wässriger Dispersion
abgeschiedene Blätter bzw. Vliese zu bilden, die sich zur Herstellung von bahnartigen Erzeugnissen nach den Methoden der
Papierherstellung eignen.
Es sind bereits zahlreiche Versuche unternommen worden, um synthetische Polymerisate und aus diesen hergestellte Fa-
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S-481 2,
sern zu Erzeugnissen zu verarbeiten, die dem natürlichen CeI-lulosepapier
ähneln und in nassem Zustand einen solchen Zusammenhalt besitzen, dass sie sich in herkömmlichen Papiermaschinen
verarbeiten lassen. Die meisten dieser Versuche sind
aber erfolglos geblieben. Dies gilt besonders für die Olefinpolymerisate, wie Polyäthylen und Polypropylen, weil aus ihnen hergestellte Pasern hydrophob sind, sich nicht leicht hydratisieren oder fibrillieren lassen und sich in der Papiermaschine nicht in selbstbindende Bahnen überführen lassen
(vgl. Seite 51 der Veröffentlichung "Web Formation With
Synthetic Organic Polymers" von H. Mark, vorgetragen auf dem
Symposium über "Consolidation of the Paper Web", Cambridge,
September 1965)· Diese Misserfolge können zum 'feil darauf zurückzuführen sein, dass nach gewöhnlichen Herstellungsverfahren erzeugte synthetische Pasern zum Unterschied von natürlichen Cellulosefasern beim Mahlen in Wasser nicht fibrilliert
werden, sondern nur in kleine Stückchen zerfallen. Trotzdem
verwendet man jetzt bei der Entwicklung zahlreicher Spezialpapiere sowie anderer ungewebter Paseratoffprodukte, die herkömmlicherweise nicht mit der Papierindustrie in Zusammenhang gebracht werden, synthetische hydrophobe Textilfasern» die
hauptsächlich für Textilzwecke entwickelt worden sind. Besondere Mühe ist für die Herstellung von Papier und papierähnlichen Bahnen aus diesen Polymerisatfaserprodukten aufgewandt
worden, und zwar entweder für ihren Endverwendungszweck in
nicht umgewandelter Form in Spezialpapier oder zur Kombination mit anderen Stoffen, z.B. bei der Herstellung von Schichtstoffen. Zu diesen Endverwendungszwecken war es aus offensichtlichen Gründen, wie aus Gründen der leichten .tirhältlichkeit und der Wirtschaftlichkeit, vorteilhaft, sich der bekannten, herkömmlichen Papierherstellungsanlagen und -verfahren zu bedienen.
aber erfolglos geblieben. Dies gilt besonders für die Olefinpolymerisate, wie Polyäthylen und Polypropylen, weil aus ihnen hergestellte Pasern hydrophob sind, sich nicht leicht hydratisieren oder fibrillieren lassen und sich in der Papiermaschine nicht in selbstbindende Bahnen überführen lassen
(vgl. Seite 51 der Veröffentlichung "Web Formation With
Synthetic Organic Polymers" von H. Mark, vorgetragen auf dem
Symposium über "Consolidation of the Paper Web", Cambridge,
September 1965)· Diese Misserfolge können zum 'feil darauf zurückzuführen sein, dass nach gewöhnlichen Herstellungsverfahren erzeugte synthetische Pasern zum Unterschied von natürlichen Cellulosefasern beim Mahlen in Wasser nicht fibrilliert
werden, sondern nur in kleine Stückchen zerfallen. Trotzdem
verwendet man jetzt bei der Entwicklung zahlreicher Spezialpapiere sowie anderer ungewebter Paseratoffprodukte, die herkömmlicherweise nicht mit der Papierindustrie in Zusammenhang gebracht werden, synthetische hydrophobe Textilfasern» die
hauptsächlich für Textilzwecke entwickelt worden sind. Besondere Mühe ist für die Herstellung von Papier und papierähnlichen Bahnen aus diesen Polymerisatfaserprodukten aufgewandt
worden, und zwar entweder für ihren Endverwendungszweck in
nicht umgewandelter Form in Spezialpapier oder zur Kombination mit anderen Stoffen, z.B. bei der Herstellung von Schichtstoffen. Zu diesen Endverwendungszwecken war es aus offensichtlichen Gründen, wie aus Gründen der leichten .tirhältlichkeit und der Wirtschaftlichkeit, vorteilhaft, sich der bekannten, herkömmlichen Papierherstellungsanlagen und -verfahren zu bedienen.
Die herkömmlichen Papierherstellungsmethoden zerfallen
in zwei Grundtypen und arbeiten entweder mit der Langsiebmaschine oder mit der Rundsiebmaschine. Beide Maschinen haben
eine Nasspartie, die aus einer Siebpartie, in der das Papier-
in zwei Grundtypen und arbeiten entweder mit der Langsiebmaschine oder mit der Rundsiebmaschine. Beide Maschinen haben
eine Nasspartie, die aus einer Siebpartie, in der das Papier-
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vlies oder: Papierblatt aus einer wässrigen. Suspension der Papierstoffasern
gebildet und die Hauptmenge des Wassers entfernt wird, nachdem der Papierstoff .zu einem Vlies verformt
worden ist, und einer Pressenpartie "besteht, in der das frisch
gebildete Vlies' verdichtet oder gepresst wird. An die Nasspartie schliesst sich im allgemeinen eine Trockenpartie an,
wo die nasse Papierbahn kalandergetrocknet und geglättet wird. Die Vliesbildung wird im allgemeinen als der kritischste Teil
des Verfahrens angesehen; denn wenn sich das Vlies erst einmal gebildet hat, liegen seine wesentlichen Eigenschaften fest.
Daher werden die Eigenschaften des fertigen Papiers oder papierähnlichen Erzeugnisses stark von den papierbildenden Fasern
und der Art beeinflusst, wie die Pasern bei der Bildung
des nassen Vlieses abgelegt werden. So beeinflusst ζ.B0 die
Steuerung der Vliesbildung Eigenschaften des Endprodukts, wie die Festigkeit, das Aussehen und den Betrag der Dehnung und
Kontraktion des Vlieses bei verschiedenen Feuchtigkeitsgehalten. Eine gute Vliesbildung ist bei allen Papiersorten wichtig,
und zwar bei einigen Sorten wichtiger als bei anderen. Besonders wesentlich ist sie für Papier, das zum Drucken bestimmt
ist, und im allgemeinen ist eine gesteuerte Bahnerzeugung noch wichtiger bei den Leichtpapieren, wie z.B. Kohlepapier,
Tissue und dergleichen.
Eine wichtige Eigenschaft der Fasern ist ihr Verfilzungs-•und
Verflechtungsvermögen, das ihnen Eignung für viele Zwecke, z.B. als Füllstoff oder für die Filzherstellung, verleiht.
Einer der Hauptanwendungszwecke für solche Fasern beruht aber
auf ihrer. Fähigkeit, zusammenhängende, selbsttragende Vliese aus wässriger Suspension zu bilden, die zur Herstellung von
bahnartigen Erzeugnissen nach der Papierherstellungstechnik verwendet werden können.
Für die Herstellung bahnartiger Erzeugnisse nach der Papierherstellungstechnik
können die Fasern gemahlen oder ■ungemahlen sein, und man kann Leim zu der wässrigen Fasersuspension
zusetzen, die auf herkömmliche Weise auf einem Drahtnetz
abgelagert wird. Die nassen, aus wässriger Dispersion abge-
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schiedenen Vliese werden dann mit oder ohne Zusatz von Bindemitteln
bei Temperaturen unterschiedlicher Höhe gepresst, und die schliessliche Bindung der Faserbann erfolgt durch Bindemittel
oder durch Verschmelzen der thermoplastischen Fibrillen. Die so erhaltenen geformten Erzeugnisse haben im trockenen
und im nassen Zustand eine gute mechanische Festigkeit,
und ihre übrigen Eigenschaften hängen von der Natur der verwendeten
Fasern ab.
Die bisher zur Papierherstellung verwendeten synthetischen Fasern wurden durch sehr kleine Öffnungen entweder aus
Lösung oder aus der Schmelze ersponnen und fielen in Form von langen Fäden mit sehr glatten und gleitfähigen Oberflächen
an. Diese Fäden als solche lassen sich nicht leicht miteinander verfilzen und nicht gleichmässig in wässrigen Flüssigkeit
ten dispergieren, wie es bei Naturfasern der Fall ist.
Synthetische Polymerisate in flüssiger Form lassen sich
nach verschiedenen Verfahren unmittelbar in feste, faserförroige
Produkte überführen. Beispiele für solche Verfahren sind das herkömmliche Verspinnen von Polymerisatlösungen, Polyraerisatschmelzen,
weichgestellten Polymerisatmassen oder reaktionsfähigen Polymerisatbildnern durch Spinndüsen mit vielen
Spinnlöchern, Spritzpistolenmethoden, bei denen ein flüssiger
Polymerisatstrom durch Luftstrahlen oder elektrische Felder verfeinert wird, Scherausfällungsmethoden und andere. Polymerisate
von hohem Molekulargewicht, die den Fasern vorteilhafte physikalische Eigenschaften, wie erhöhte Festigkeit und Biegsamkeit,
verleihen, lassen sich oft nicht aus herkömmlichen Spinndüsen verspinnen, weil ihre Schmelz- oder Lösungsviscositäten
oft zum Verspinnen unter technisch in Betracht kommenden Drücken zu hoch sind. Nach der Spritzpistolenmethode, der
Scherausfällungsmethode und ähnlichen Methoden erhält man kurze, feine Fasern von regelloser Länge und unregelmässigcr Gestalt
bei höheren Erzeugungsgoachwindifjkeiten und mit weniger
kritischen Verfahrensbeschränkungen als beim herkömmlichen Spinnen durch Spinndüsen mit vielen Spinnlöchern. So hergestellte
Faserprodukte können für textile und andere Anwendungs-
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zwecke geeignet sein, haften jedoch keine ausreichende Festigkeit
und Gleichmässigkeit für die allgemeine Verwendung in Erzeugnissen hohen Gütegrades»
In den letzten Jahren ist in der Technik das Bedürfnis
nach besserem Papier aufgetreten, welches eine oder mehrere Arten von synthetischen Fasern enthält. Bs sind bereits mehrere
Papiermassen aus synthetischen Fasern und Verfahren bekannt, nach denen solches Papier hergestellt werden kann.
Diese bekannten Papierstoffe sind für recht beschränkte und spezielle Verwendungszwecke erfolgreich gewesen. Da aber die
in diesen Papierstoffen enthaltenen synthetischen Fasern in ihrer Struktur den natürlichen Papierstoffasern ganz unähnlich
sind, haben sich diese Stoffzusammensetzungen in der
grossen Mehrzahl der Fälle, in denen ein Erzeugnis verlangt wird, das die wesentlichen Eigenschaften des Papiers, aufweist
und ausserdem einige Eigenschaften hat, die bei natürlichem Papier nicht zu finden sind, nicht bewährt. Ein solches Papier
soll nämlich eine verbesserte Biegsamkeit, eine höhere Widerstandskraft, sowohl nass als auch trocken eine hohe Zug-
und Berstfestigkeit aufweisen, gegen hohe Temperaturen mindestens so beständig sein wie aus Naturfasern hergestelltes Papier,
und sich einfach und wirtschaftlich herstellen lassen.
Eine der kritischsten Verfahrensstufen bei der Papierherstellung
aus synthetischen Fasern ist das Abnehmen des nassen, aus wässriger Dispersion abgeschiedenen Vlieses von
dem Sieb im Falle der Langsiebmaschine oder von dem Zylinder im Falle der Eundsiebmaschineo In dieser Verfahrens stufe muss·,
das Vlies so fest sein, dass es sich, obwohl es völlig nass ist, selbst trägt. Die meisten für die Papierherstellung erzeugten synthetischen Fasern sind nicht imstande, sich zu
einem nennenswerten Grad miteinander zu verfilzen, und daher
haben die aus ihnen geformten Vliese nicht die nötige Festigkeit.
Abgesehen von dem Problem der Nassfestigkeit des synthetischen
Faserpapiers besteht auch noch die Schwierigkeit der
Erzeugung von Rohfasern der für die Papierherstellung erfor- ■
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- ο —
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derlichen Länge und Feinheit. Dies beruht weitgehend auf der Schwierigkeit der Umwandlung von gesponnenen Endlosfäden von
geeigneter Feinheit in für die Papierherstellung erfordernehe Stapelfasern. Auf Grund der Erfindung ist es nun möglich,
bessere Dispersionen und ein daraus hergestelltes Papier zu erzeugen, das vollständig aus synthetischen Fibrillen besteht.
Es gibt bereits eine Anzahl bekannter Verfahren und Vorrichtungen zur Erzeugung von für die Herstellung von Papier
und ähnlichen Erzeugnissen geeigneten Polymerisatfibrillen. Hierzu gehören bekannte Methoden, nach denen das Polymerisat
aus Lösung un'ter solchen Bedingungen ausgefällt wird, dass es in Fibrillenform anfällt. Einige Patentschriften, wie die
USA-Patentschriften 2 999 788 und 2
<j)f38 782, beschreiben ausführlich Verfahren zum Ausfällen von Polymerisaten aus Lösungen
in einem Bereich, wo die Lösung zum Zeitpunkt der Ausfällung einer Scherung ausgesoüzt wird.
Im Qegensatz zu den bekannten Verfahren wurde nun gefunden,
dacs man Fibrillen von hohem Gütegrad erzeugen kann, indem
man eine Polymerisatlösung durch Scherung orientiert und unmittelbar die". Ausfällung der>
gelösten Polymerisats herbeiführt. Dies lässt sich am besten in Systemen aus Polymerisat
und Lösungsmittel bewerkstelligen, bei denen sich das Polymerisat
auf echt thermische Weise, d.h. durch schnelle Abkühlung, ausfällen lässt. Besondere! wertvolle Systeme dieser Art
sind die Polyolefine und Lösungsmittel für Polyolefine, wie flüssige Kohlenwasserstoffe.
Eine sehr vorteilhafte Methode zur Erzeugung von orientierten Polymerifiatlösungen besteht erfindungsgemäss darin,
dass man eine heisse, zähflüssige Lösung durch Strangpressen einer Scherung unterwirft, indem man die Lösung unter Bedingungen
der laminaren Strömung durch einen langgestreckten Düsenkanal oder ein enges Rohr leitet. Dies erfolgt, indem
man die heisse Lösung einem langgestreckten Düsenkanal von verhältni3mä3sig kleinem Durchmesser zuführt und sie durch
den Düaenkanal hindurchtreibt, wobei die Lösung der Scherung
ausgesetzt wird und die in ihr enthaltenen Moleküle des gelö-
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BAD ORiGlNAt
sten Stoffes infolgedessen orientiert werden. Nach dem Hindurchtreiben
durch den Düsenkanal tritt die Lösung in Form eines Stranges aus. Diese zähflüssige Lösung in Strangform
wird dann unter Bedingungen, unter denen keine Scherung erfolgt, unter Spannung durch eine Kühl zone oder ein Kühlbad ..
geführt, wo sie sich schnell abkühlt und das Polymerisat in orientiertem Zustand ausfällt, so dass ein von Lösungsmittel
gequollener Faserstrang entsteht. Der Strang kann in einer
Reihe von nachfolgenden Arbeitsvorgängen in Fibrillen übergeführt werden. Bei diesen nachfolgenden Arbeitsvorgängen
kann das überschüssige Lösungsmittel aus dem laserstrang ausgepresst,
der Strang in Stücke der gewünschten Länge geschnitten und der zerschnittene oder zerhackte Paserstrang
dann in einem Mischer, einer Stoffmühle oder einer ähnlichen
Vorrichtung zu einzelnen Pibrillen gemahlen werden.
Das Verfahren gemäss der Erfindung eignet sich zur Herstellung
t von Polyolefinfibrillen, die in erster Linie für die
Herstellung von Papier und anderen bahnartigen Erzeugnissen in Betracht kommen. Diese Fibrillen erhält man aus einem Paserstrang,
der bei dem crfindungsgemäsfjen. Verfahren durch Ausfällen
eines Polymerisats aus einer Lösung durch Kühlen einer Polymerisatlösung erhalten wird, die zuvor in einem langgestreckten
Düsenkanal oder engen Rohr dor Seherung unterworfen worden ist. Dieser Paserstrang wird in einer zweiten Verfahrensstufe
zerhackt und einem Mahl- oder Vercdlungsvorgang unterworfen. Für diese zweite Verfahrens;itufe kann man herkömmliche
Mahlvorrichtungen, wie z.B. Holländer, verwenden, wie sie gegenwärtig in der Papierindustrie üblich sind. Die' so
erhaltenen Fibrillen können dann zu Aufschlämmungen angemacht
werden, die bei den.· Ablagerung auf einem Sieb Vliese von höherer
Zähigkeit bilden, als sie für die Verarbeitung derselben erforderlich ist.
Der Erfindung liegt also die ""Aufgabe zugrunde, ein verbessertes
Verfahren zur Erzeugung von FibrjIlen zur Verfügung
zu stellen, die sich besonders für die Herstellung von Papier oder bahnartigen Erzeugnissen in der Papiermaschine
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— 7 — ~ s
-1^ ^ ::- ... ■= QAD ORlOlMAL ■
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eignen. Der Ausdruck "Papiermaschine" umfasst hier sowohl
Langsiebmaschinen als auch RundSiebmaschinen und1 andere'herkömmliche
Papierherstellungsvorrichtungen» in denen eine wässrige Aufschiämnmng durch Ablagerung auf einem Sieb im ein
Vlies übergeführt wird.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Abbildung
Bezug genommen, die ein Block- oder Vliesdiagramm der verschiedenen Stufen des erfindungsgemässen Verfahrens zeigt.
Das Verfahren gemäss der Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass man eine heisse, zähflüssige Polymerisatlösung
derart durch einen langgestreckten Düsenkanal oder ein enges Rohr und dann durch ein auf einer Temperatur wesentlich
unterhalb der Ausfälltemperatur der Polymer! satlöswig gehaltenes
Kühlbad leitet, dass man einen von lösungsmittel gequollenen
Paserstrang erhält, der dann in eine Vielzahl von Pibrillen übergeführt wird.
Das,Polymerisat, aus dem die Pibrillen erzeugt werden
sollen, wird zunächst in einem Iiösegefäss 10 gelöst» dessen
Inhalt durch den Rührer 12 gerührt wird. Am unteren Snde des
Rührers befinden sich Schaufeln oder Flügel 14» und der Rührer wird durch einen (nicht dargestellten), ausserhalb des
Iiösegefässes 10 befindlichen Motor in Umdrehung versetzt.
Das in dem Lösegefäss 10 enthaltene lösungsmittel für
das Polymerisat soll eine inerte Flüssigkeit sein, die Polymerisate
von hohem Molekulargewicht bei erhöhten Temperaturen löst. Einige der erfindungsgemäss bevorzugten lösungsmittel
sind Leuchtöl, Benzin, Tetrahydronaphthalin, Xylole, Decahydronaphthalin,
chlorierte Lösungsmittel und dergleichen. Vorzugsweise besteht aas Lösungsmittel jedoch aus Kohlenwasser*r
stoffen von massig hol;ein Siedepunkt, die imstande sind, Olefinpolyroeri3ate
von hohem Holelrulargewicht (besonders lineares
Polyäthylen) bei erhöhten Temperaturen zu lösen. Besonders bevorzugt werden im wesentlichen aliphatisch^ Kohlenwasserstoffe
mit einem Siedebereich von etwa 155 bis 180° C. Das Lösungsmittel wird gewöhnlich in vorerhitetem Zustande dem Lösegefäss
10 durch Leitung 11 zugeführt.
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Das in dem Lösungsmittel zu lösende Polymerisat soll ein hohes Molekulargewicht haben; insbesondere verwendet man ein
Polyolefin von hohem Molekulargewicht, wie Polyäthylen und Polypropylen. Vorzugsweise ist das Polymerisat ein lineares
Äthylenpolymerisat von. sehr hohem Molekulargewicht. Besonders bevorzugt werden erfindungsgemäss zur Herstellung von verbesserten
Pibrillen Olefinpolymerisate von sehr hohem Molekulargewicht, die eine inhärente Viscosität von mindestens 3,5 aufweisen.
Die inhärente Viscosität des Polymerisats ist durch ' die folgende Gleichung definiert:
• i* Vt0
Inhärente Viscosität =
Hierin bedeutet t die !"allzeit oder Durchgangszeit der Polymerisatlösung
durch das Viscosimeter, tQ bedeutet die !allzeit
des Lösungsmittels, und c bedeutet die Konzentration des Polymerisats, in dem Lösungsmittel. Die hier angegebenen inhärenten
Viscositäten werden an Lösungen von 0,05 g Polymerisat je
100 ml Decahydronaphthalin bei 135° 0 bestimmt.
Das Äthylen- oder das sonstige Olefinpolymerisat wird in den Kohlenwasserstoffen bei erhöhter Temperatur, im allgemeinen
im Bereich von 140 bis 160 G, gelöst, nachdem es dem Lösegefäss
10 durch die Zuführungsleitung 15 zugeführt worden ist. In dem Lösegefäss 10 wird die Polyäthylenlösung, die etwa
0,5 bis 30 Gewichtsprozent Polymerisat enthält, ständig von dem Puührer 12 in Bewegung gehalten. Vorzugsweise hat die
Lösung in dem Lösegefäss 10 eine Konzentration von 3,0 bis 20,0 Gewichtsprozent an Polyäthylen» Diese Polymerisatkonzentrationen
sind jedoch nicht zwingerd; sie v/erden nur bevorzugt.
Die Olefinpolymerisatkonzent 'ationen in der Lösung sollen sich nicht nach dem gewichtspruzentualen Gehalt, sondern
nach 'der gewünschten Viscosität de." Lösung richten. Um die gewünschten Fibrillen zu erhalten, soll so viel Olefinpoly- ·
merisat zu dem Lösungsmittel zugesetzt werden, dass die entstehende Lösung, bestimmt bei 145 0, eine Viscosität von
mindestens 0,2 Kilopoise (kP) aufweist. Gegebenenfalls kann
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BAD ORJQJNAL
a WM
man mit Lösungen von erheblich höherer Viscosität arbeiten. Die Viscosität der Lösung richtet sich nach dem Durchmesser
und der Länge des Düsenkanals sowie nach der Pumpgeschwindigkeit oder dem Druckabfall in dem Düsenkanal. Die Polymeric
satlösung kann ausserdem Stabilisatoren enthalten, die die Zersetzung des Polymerisats bei diesen erhöhten Temperaturen
verhindern. Solche Stabilisatoren sind z.B. "Ionol",
"Santonox R" und Thiodipropionsäuredilaurylester.
Die Polymerisatlösung wird aus dem Lösegefäss 10 von
der Pumpe 18 durch Leitung 16 abgezogen und durch Leitung 20 dem Einlass eines langgestreckten Düsenkanals oder engen
Rohres 22 zugeführt. Die heisse, zähflüssige Polymerisatlösung wird mit Hilfe der Pumpe 18 durch den Düsenkanal 22 hindurchgetrieben
und nimmt dabei eine strangartige Form an. Beim Durchgang durch den Düsenkanal 22 unterliegt die heisse
Polymerisatlösung der Scherung, wobei die Moleküle des gelotsten Stoffes orientiert werden» Die in Form eines Stranges
aus dem Düsenkanal 22 austretende Lösung hat eine ausreichende Konsistenz, um sich hantieren, spannen und weiterverarbeiten
zu lassen.
Der Düserikanal 22 braucht ke-ine besondere Querschnittsgrösse,
Länge oder Querschnittsforni aufzuweisen. Es wurde jedoch gefunden, dass man die besten Pibrillen erhält, wenn die
kleinste Querschnittsabmessung des Düsenkanals 22 (die im * Falle eines kreisförmigen Querschnitts der Durchmesser ist)
etwa 1 bis 6,4 mm beträgt. Ferner wurde gefunden, dass zur Erzeugung der besten Fibrillen die Länge des Düsenkanals oder
des engen Rohres 22 etwa das Hundertfache der kleinsten Querschnittsabuiessung
betragen soll,, Die heisse, zähflüssige Lösung wird durch den lüsenkanal ,'2 unter Bedingungen der laminaren
Strömung hindurchgetrieben, so dass sie einer Scherung
unterliegt und die Moleküle des gelösten Stoffes in ihr
orientiert werden. Es kann zweclcmässig sein, einen Düsenkanal 22 von kreisförmigem Querschnitt zu verwenden; der Düsenkanal
kann jedoch auch andere Querschnittsformen aufweisen und z.B.
als länglicher Schlitz ausgebildet sein.
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*■.·■■- 10 -
BAD ORiGWAL
Die ixt Form eines geschmolzenen Stranges aus dem Düsenkanal
22 austretende Polymerisatlösung gelangt auf dem Weg
26 in das Kühlbad 24, durch das der geschmolzene Strang unter
Spannung hindurchgeleitet wird, um ihn bei seinem Durchgang
durch das Kühl "bad in dem hinsichtlich der Polymerisatinoleküle
orientierten Zustand zu halten, den er "bei seinem Durchgang
durch den Düsenkanal 22 infolge der Scherung angenommen hat. Der.Strang wird "bei seinem Durchgang durch das Kühlbad 24 dadurch-unter Spannung gehalten, dass er am Einlass und am Auslass des Bades über je eine Walze oder je ein Walzenpaar
läuft. Diese Walzen sind in der Zeichnung fortgelassen. Wenn
der geschmolzene Strang aus der Polymerisatlösung durch das Kühlbad 24 geleitet wird, das sieh beträchtlich unterhalb
der Ausfälltemperatur der Polymerisatlösung befindet, fällt
das Polymerisat unter Bedingungen aus, unter denen keine Scherung erfolgt, und tritt aus dem Bad 24 in Form eines von
!lösungsmittel gequollenen Faser strang es aus. Die Geschwindigkeit,
mit der der Strang aus dem Bad 24 durch die Walze bzw. Walzen aufgenommen wird, entspricht der Durehsatzgesehwindigkeit
durch den Düsenkanal 22. Im Sinne einer Ausführungsform
der Erfindung,· bei der ein Rohr -von kreisförmigem Querschnitt
mit einem Durchmesser von 6,4 mm und einer länge von 64 cm
als Düsenkanal 22 verwendet wurde, konnten bei Aufwickelgeschwindigkeiten des aus dem Bad 24 austretenden Stranges von
etwa 3 bis 21 m/min feine Fibrillen gewonnen werden, die sich
für die Papierherstellung eigneten.
Beim Betrieb wird dem Kühlbad 24 durch Leitung 28 eine gekühlte Flüssigkeit zugeführt, um die Ausfällung des Polymerisats
und die Bildung des von Lösungsmittel gequollenen Faserstranges aus der durch das Bad durchgesetzten und in dem
Düsenkanal 22 der Scherung unterworfenen Polymerisatlösung zu unterstützen. Die dem Bad 24 zugeiührte gekühlte Flüssigkeit
kann ein beliebiges Nichtlösungsmittel für das in dem Lösegefäss
10 gelöste Polymerisat sein, wie'Isopropanolo Torzugsweise
verwendet man jedoch die gleiche Flüssigkeit, die im Lösegefäss 10 zum Lösen des* Polymerisats verwendet wird, je-
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doch bei einer viel niedrigeren Temperatur, als Kühlmittel,
welches durch Leitung 28 dem Kühlbad 24 zugeführt wird. Die Möglichkeit, zum Lösen des Olefinpolymerisats im Lösegefäss
10 und zum Kühlen in dem Bad 24 die gleiche Flüssigkeit zu verwenden', ist deswegen gegeben, weil viele Lösungsmittel diese
Polymerisate bei niedrigeren Temperaturen nicht lösen. Auf diese Weise werden die mit der Lösungsmittelrückgewinnung ver^
bundenen Schwierigkeiten vermieden. Wenn das dem Bad 24 zugeführte gekühlte Lösungsmittel aus der gleichen Quelle kommt
wie das dem Lösegefäss 10 zugeführte Lösungsmittel, wird es zuerst durchweinen Kühler 30 geleitet, wo es mindestens auf
10° C heruntergekühlt wird. Das dem Bad 24 zugeführte Kühlmittel strömt aus dem Lösungsmittelvorrat durch Leitung 32 in
den Kühler 30, bevor es durch Leitung 28 zum Kühlbad 24 gelangt. In dem Kühler 30 wird das Kühlmittel auf eine solche
Temperatur gekühlt, dass das Bad 24 auf einer erheblich unter der Ausfalltemperatur der Polymerisatlösung liegenden Temperatur,
vorzugsweise im Bereich von etwa -10 bis +40° C1 gehalten
wird. Da sich die Kühlflüssigkeit in dem Kühlbad 24 mit dem Polymerisatlösungsmittel mischt, ist es zweckmässig
und wird bevorzugt, als Polymerisatlösungsmittel bei erhöhter Temperatur sowie als Nichtlösungsmittel für das Polymerisat
bei niedrigeren Temperaturen Kohlenwasserstoffe zu verwenden, so dass man als Lösungsmittel und Kühlmittel die gleiche
flüssigkeit verwenden kann.
Die Kühlzone 24 ist zwar als Bad beschrieben worden, braucht aber nicht als Bad ausgebildet zu sein. Zum Beispiel
kann der unter Spannung stehende geschmolzene Strang aus der Polymerisatlösung mit kalter Luft oder einem anderen gekühlten
Gas gekühlt v.rerden, um das Polymerisat aus der Lösung unter
Bedingungen auszufällen, unter denen keine Scherung stattfindet, so·' dass sich ein von Lösungsmittel gequollener
Paserstrang bildet. Um diesen von Lösungsmittel gequollenen Faserstrang und anschliessend Pibrillen nach dem erfindungsgemässen
Verfahren zu erhalten, braucht man den geschmolzenen
Strang nach seinem Durchgang durch den Düsenkanal 22 nur unter Spannung durch eine Kühlzone zu leiten, damit die durch
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die Scherung in dem Düsenkanal 22 erzeugte Molekularorientierung
erhalten bleibt, so dass das gelöste Polymerisat auf rein thermischem Wege (durch schnelle Herabsetzung der Temperatur)
ausgefällt wird, während sich seine Moleküle in orientiertem Zustand befinden.
Aus der Kuhlzone oder dem Kuhlbad 24 wird ein von Lösungsmittel gequollener Paserstrang zusammen mit dem lösungsmittel
und der Kühlflüssigkeit ausgetragen und gelangt auf dem Weg zu der Presse 36. In der Presse '36 wird der von lösungsmittel
gequollene Faserstrang von dem grössten Teil der Flüssigkeiten, wie Lösungs-und Kühlmittel, die, wie oben erwähnt, aus
dem gleichen Stoff bestehen können, getrennt. Die Trennung erfolgt durch Auspressen des Faserstranges in der Presse= 36.
Die abgetrennten Flüssigkeiten, und zwar· Lösungsmittel und Kühlmittel, wenn für beides die gleiche Flüssigkeit verwendet
wird, strömen aus der Presse 36 durch Leitung 38 ab und werden durch Leitung 4CL im Kreislauf in den Kohlenwasserstoffvorrat
für spätere Wiederverwendung zurückgeleitet. Die im Kreislauf in den Kohlenwasserstoffvorrat zurückgeführten
Flüssigkeiten können dann wieder erhitzt und zum Lösen von weiterem Olefinpolymerisat im Lösegefäss 10 verwendet werden
und/oder im Kühler 30 gekühlt und im Kreislauf in das Kühlbad 24 zurückgeleitet werden. Die Fibrillen werden in Form eines
Faserstranges in noch gequollenem Zustande aus der Presse 36 entfernt und gelangen durch Leitung 42 in die nächste Verfahrensstufe.
Die in dem Kühlbad 24 enthaltene Kühlflüssigkeit kann direkt durch den Kühler 30 im Kreislauf geführt werden,
ohne dass sie durch die Prasse 36 geleitet wird, damit sie fortlaufend und ohne Unterbrechung gekühlt und durch das Kühlbad
24 im Kreislauf geführt wird, um die Temperatur desselben unter der Ausfalltemperatur der Polymerisatlösung zu halten.
Der gequollene Faserstrang gelangt von dem Auslass der Presse 36 auf dem Weg 42 in einen Zerhacker 44 für die weitere
Behandlung. In dem Zerhacker 44 wird der von Lösungsmittel gequollene Faserstrang in Abschnitte der gewünschten Länge
zerhackt oder geschnitten, damit die später daraus entstehenden
Fibrillen eine für die Herstellung von Papier oder ähm-
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lichera Bahnmaterial in der Papiermaschine geeignete Länge haben.
Vorzugsweise wird der Faserstrang in dem Zerhacker 44 in Längen "bis etwa 7,6 cm zerschnitten oder zerhackt.
Nach dem Zerhacken zu den gewünschten Längen im Zerhacker
44 wird der nunmehr aus Einzelstücken bestehende Paserstrang
durch die Auslassleitung 46 des Zerhackers 44 einer Mahlvorrichtung 48 oder einem ähnlichen Refiner für die weitere
Behandlung zugeführt. Ein Alkohol, wie Isopropanol, welches bevorzugt wird, wenn man Polyäthylen als Werkstoff für
die herzustellenden Fibrillen verwendet, wird durch Leitung 50 in die Mahlvorrichtung 48 geleitet, um den nunmehr zu Einzelstücken
zerschnittenen oder zerhackten faserstrang weiter zu behandeln, zu veredeln und einen Teil des Lösungsmittels
daraus zu entfernen. Ausser der Unterstützung des Entfernens von überschüssigem oder zusätzlichem Lösungsmittel aus den
zerhackten Faserbündeln wirkt der Alkohol auch als Suspendiermittel für die Fibrillen in der Mahlvorrichtung 48. Die Mahlvorrichtung
48, in der der nunmehr in Form von zu bestimmten
Längen geschnittenen Fibrillenbündeln vorliegende, von Lösungsmittel gequollene Faserstrang veredelt wird, kann ein
Mischer, eine'Scheibenmühle, ein Holländer oder eine ähnliche
Raffiniervorrichtung sein. Der Mahlvorgang im Refiner 48 soll so lange dauern, bis die von Lösungsmittel gequollenen Faserbündel
in eine Vielzahl von einzelnen Fibrillen zerkleinert worden sind.
Gegebenenfalls kann man die Behandlung in der Mahlvorrichtung 48 in einem anderen als einem alkoholischen Medium
durchführen. Hierfür kann man z.B. Aceton, Kohlenwasserstoffe, besonders aliphatisch^ Kohlenwasserstoffe, und dergleichen
verwenden. Man kann als Raffinier- und Suspendiermittel jede Flüssigkeit verwenden, in der sich das Olefinpolymerisat nicht
löst, und die selbst in dem Polymerisatlösungamittel löslich
ist, sogar das in der Verfahrensstufe des Löscns verwendete
PolymerisatlösungSBiittel selbst, wenn der Mahl Vorgang bei hinreichend niedrigen Temperaturen durchgeführt wird. Dies ist,
wie bereits erwähnt, deshalb möglich, weil viele der bevorzug-
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ten Lösungsmittel die Polyolefine bei niedrigeren Temperaturen nicht lösen. Der im Refiner 48 durchgeführte Mahlvorgang erfolgt
mitunter in einem anderen als einem alkoholischen Medium, wie z.B. in Kohlenwasserstoffen und besonders in aliphatischen
Kohlenwasserstoffen, weil es unter Umständen angezeigt ist, für die Vliesbildung ein nichtwässriges oder organisches
Medium, z.B„ Kohlenwasserstoffe, zu verwenden. In solchen Fällen
ist es vorteilhaft, mit Fibrillen zu arbeiten, die bereits in einem aus Kohlenwasserstoffen bestehenden Medium gemahlen
oder veredelt worden sind. Ein solches System (unter Anwendung von Kohlenwasserstoffen) kommt technisch für Gegenden in Betracht,
in denen nicht genügend Wasser für die herkömmliche Papierherstellung zur Verfügung steht, oder in denen eine
durch wässrige Flüssigkeiten bedingte Verschmutzung nicht zugelassen
werden kann. Es wurde gefunden, dass man aus Aufschlämmungen in Kohlenwasserstoffen sehr feste handgeschöpfte
Papierbl,ätter erhäl-t.
Wenn die Fibrillen in einem wässrigen oder im wesentlichen wässrigen Papxerherstellungsverfahren verwendet werden,
sollen, soll die Veredlung in der Mahlvorrichtung 48 den Lösungsmittelgehalt der Fibrillen bis auf weniger als 5 Gewichtsprozent
herabsetzen. Da sich jedoch überraschenderweise gezeigt hat, dass man ein besseres und festeres Papier erhält,
wenn die Fibrillen noch etwas Lösungsmittel enthalten, soll •das Lösungsmittel nicht vollständig entfernt werden. In diesem
Sinne wurde gefunden, dass das schliesslich erhaltene Papier bedeutend bessere Eigenschaften hat, wenn die Fibrillen,
aus denen es hergestellt wird, so weit veredelt worden sind, dass sie weniger als 5 Gewichtsprozent, aber vorzugsweise
mehr als etwa 0,25 Gewichtsprozent Restlösungsmittel enthalten. Dieses Veredeln der Fibrillen bis zu einem Restlösungsmittelgehalt
von weniger als 5 Gewichtsprozent kann mit Hilfe einer nachgeschalteten Wasserdampfbehandlung erfolgeno
Für die letzte Stufe des Verfahrens wird das aus Fibrillen,
dem Alkohol oder dem sonstigen Suspendier- und Veredlungsmittel und zu einem gewissen Ausmasse dem zum Lösen des
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Polymerisats verwendeten Lösungsmittel bestehende Produkt aus
der Mahlvorrichtung 48 durch Leitung 52 in ein Filter 54 zur endgültigen Trennung oder Filtration gefördert. lach der
Trennung oder Filtration tritt das Produkt aus dem Filter 54 durch den Feststoffauslass 56 aus und besteht nunmehr aus den
verbesserten Fibrillen oder nicht-starren Teilchen gemäss der Erfindung. Ein Gemisch aus Alkohol oder dem sonstigen Suspendiermittel
und einer gewissen, aber geringeren Menge Lösungsmittel strömt aus. dem Filter 54 durch den Flüssigkeitsauslass
58 ab. Diese Flüssigkeit strömt durch den Alkoholreiniger 60. Das gereinigte Ieopropanol, das im Falle von linearem Polyäthylen
vorzugsweise als Suspendierungsmittel verwendet wird, wird aus dem Reiniger 60 durch die Kreislaufleitung 62 zur
weiteren Verwendung in den Isopropanolvorrat zurückgeleitet, das im Reiniger 60 von dem Isopropanol getrennte Lösungsmittel
strömt durch Leitung 64 aus dem Reiniger 60 in die Lösungsmittelkreis^aufleitung
-40 und gelangt so zurück zum Kohlenwasserstoffvorrat.
Gegebenenfalls kann das durch den Auslass 56 aus dem Filter 54 ausgetragene Produkt mit Wasserdampf behandelt
oder mit Wasser, gewaschen werden, um Alkoholrückstände daraus zu entfernen. Diese zusätzliche Verfahrensstufe ist nicht unbedingt
erforderlich, sie ist jedoch dann nötig, wenn die Fibrillen nach einem Papierherstellungsverfahren verarbeitet
werden sollen, bei dem ein rein wässriges Medium verwendet wird. Wenn das Veredeln und Mahlen in Kohlenwasserstoffen
durchgeführt worden ist, kann es an diesem Punkt des Verfahrens vorteilhaft oder notwendig sein, die Fibrillen mit Wasserdampf
zu behandeln, um den grössten Teil der restlichen Kohlenwasserstoffe daraus abzutreiben.
In diesem Beispiel werden Fibrillen nach dem Verfahren gemäss der Erfindung unter Verwendung eines Peilrohres von
kreisförmigem Querschnitt mit einem Durchmesser von 6,4 mm und einer Länge von 64 cm als Düsenkanal 22 hergestellt. Als
Lösegefäss 10 dient ein Autoklav, und die heisse Polymerisat-Lösung
wird, statt durch eine Pumpe 18, unter Argondruck aus
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dem Autoklaven ausgetragen und durch, den Düsenkanal 22 hindurchgetrieben.
Der Autoklav (das Lösegefäss 10) wird mit 1350 g eines
im wesentlichen aus aliphatischen Kohlenwasserstoffen mit . einem SiedeToereich von 155 bis 180° C bestehenden Lösungsmittel
und 60,0 g linearem Polyäthylen von hohem Molekulargewicht mit einer bei 135° G an einer 0,05 g Polyäthylen in
100 ml Decahydronaphthalin enthaltenden Lösung bestimmten inhärenten Viscosit&t von 13,33 beschickt. Das Polyäthylen
wird in dem Lösungsmittel bei T35° G zu einer 4,25-gewichtsprozentigen
Lösung mit einer bei 145° G bestimmten Viscosität von 700 kP gelöst. Diese Lösung wird aus dem Autoklaven unter
einem Argonüberdruck von 8,4 kg/cm . durch das oben beschriebene Peilrohr (Düsenkanal 22) getrieben. Die zähflüssige Lösung
tritt am anderen Ende des Peilrohres in Form eines geschmolzenen Stranges aus, der durch ein Isopropanol enthaltendes
Kühlbad gezogen·wird, in dem die Erstarrung zu einem
von Lösungsmittel gequollenen Faserstrang erfolgt. Beim Hindurchziehen
durch,das Kühlbad wird der Strang unter Spannung gehalten,und nach dem Austritt aus dem Kühlbad wird der von
Lösungsmittel gequollene Strang auf eine Abzugswalze aufgewickelt.
Dann wird der Strang von Hand in 12,7 mm lange Stücke geschnitten, und die zerschnittenen Faserbündel werden
einer Mahlvorrichtung 48 zur weiteren Behandlung und Veredlung zugeführt. In diesem Beispiel wird als Mahlvorrichtung
ein Waring-Mischer verwendet. Der zerschnittene Faserstrang
wird in diesem Mischer unter Zusatz von Isopropanal gemahlen, bis sich eine gleichmässige Fibrillensuspension ge-Y
bildet hat. Die Fibrillen werden aus der Suspension abfiltriert, wieder in frischem Isopropanol aufgeschlämmt und weiter
in dem Mischer gemahlen. Dieser Arbeitsgang wird noch einmal wiederholt. 'Das Filtrat, das die restlichen Kohlenwasserstoffe
enthält, kann von den gemahlenen und veredelten Fibrillen zurückgewonnen werden. Das Fibrillenprodukt fällt als Brei
mit geringem Gehalt an Kohlenwasserstoffen an und eignet sich für die Herstellung von Papier. In einer Papiermaschine nach
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Noble und Wood wird aus diesem Produkt Papier hergestellt. Um
in dieser Maschine handgeschöpfte Papierblätter zu erhalten, wird der Mbrillenbrei dem Stoffauflauf der Maschine als Aufschlämmung
zugeführt, und es wird auf bekannte Weise ein Vlies gebildet. Der so erzeugte Papierbogen hat das Aussehen von
herkömmlichem Papier, ist fest und zäh und weist gute Papiereigenschäften auf.
In diesen Beispielen werden zur Papierherstellung geeignete, feine, gleichmässige Fibrillen, wie in Beispiel 1 beschrieben,
hergestellt und veredelt, wobei jedoch mit verschiedenen Erzeugungs- und Abzugsgeschwindigkeiten gearbeitet
wird.
Ein 4 1 fassender Autoklav wird mit 1750 ml des in Beispiel 1 verwendeten Lösungsmittels und 60 g linearen) Polyäthylen
von hohem Molekulargewicht mit einer bei 135 G an einer 0,05 g Polyäthylen in 100 ml Decahydronaphthalin enthaltenden
Lösung bestimmten inhärenten Viscosität von 13,33 beschickt. Nachdem die Luft aus dem Autoklaven durch Argon
verdrängt worden ist, wird das Gemisch unter Rühren auf 133° C erhitzt, um das Polyäthylen in Lösung zu bringen. Die
so erhaltene, 4,25 Gewichtsprozent Polyäthylen enthaltende Lösung wird, wie in Beispiel 1 beschrieben, unter einem Argonüberdruck
von 8,4 kg/cm durch das 6,4 was weite Rohr getrieben.
Die aus dem Peilrohr in Form eines geschmolzenen Stranges austretende, zähflüssige Polymerisatlösung wird unter
Spannung durch ein Kühlbad gezogen, welches Isopropanol enthält und auf einer Temperatur von -25 G gehalten wird, und
wo das Polymerisat in dem Strang ausfällt. Der Strang tritt aus dem Kühlbad in Form eines von Lösungsmittel gequollenen
Paserstranges aus und wird auf eine Abzugswalze aufgewickelt. In vier gesonderten Zeitspannen wird die Abzugswalze mit vier
verschiedenen Geschwindigkeiten umlaufen gelassen, um vier verschiedene, von Lösungsmittel gequollene Paserstränge zu
erzeugen. Je eine Probe der vier Stränge wird durch Mahlen in Isopropanol in einem Waring-Mischer in feine, für die Papier-
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herstellung geeignete, gleichmässige Pibrillen übergeführt.
Die Abzugsgeschwindigkeit und das entsprechende Gewicht eines jeden Faserstranges in diesen vier ¥ersuchen sind in..der nachstehenden
Tabelle angegeben. -
Beispiel 2 3 4 5
Abzugsgeschwindigkeit, m/min
Gewicht des getrockneten Stranges, g/m
4, | 6 | 9, | 4 | 10, | 7 | 19 | ,2 |
o, | 147 | 0, | 086 | 0, | 057 | 0 | ,029 |
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Claims (21)
1. Verfahren zum Erzeugen von für die Papierherstellung
geeigneten Fibrillen aus Polymerisaten von hohem Molekulargewicht,
dadurch gekennzeichnet, dass man
(a) eine heisse Lösung eines eine inhärente Viscosität von
mindestens 3»5 aufweisenden Olefinpolymerisats zur Orientierung der Polymerisatmoleküle einer Scherung unterwirft,
(b) sodann durch Hindurchleiten der Lösung durch eine auf einer Temperatur wesentlich unter der Ausfälltemperatur
der Lösung befindliche Kühlzone unter Aufrechterhai tung der Orientierung der Polymerisatmoleküle das
Polymerisat" auf thermischem Wege in Form eines von Lösungsmittel
gequollenen Paserstranges ausfällt,
(c) einen wesentlichen Teil des Polymerisatlösungsmittel
von dem Paserstrang abtrennt,
(d) den Paserstrang in kürzere Stücke unterteilt und den un~
terteilten Strang in einer das Polymerisat nicht lösenden und in dem Polyraerisatlösungsmittel löslichen Flüssigkeit
mahlt, bis er zu einer Vielzahl von Pibrillen zerkleinert worden ist, und
(e) die Pibrillen von der nichtlösenden Flüssigkeit trennt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daso
man das Olefinpolymerisat in dem Lösungemittel bei erhöhter Temperatur löst.
_ 20 _ 309027/1048
3.- Verfahren macli Jbaeparucli 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass lan als Lösungsmittel hochsiedende Kohlenwasserstoffe
verwendet,
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass man die Orientierung der Polyinerisatmoleküle durch
Scherung durch Hindurehleiten der Lösung durch einen langgestreckten
Düsenkanal herbeiführt. .
5- Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
man die Kühlung in einen Kühlbad durchführt, das ein auf
einer beträchtlich unterhalb der Ausfall temperatur der Lösung
liegenden temperatur !befindliches flüssiges Kühlmittel enthält,
und einen wesentlichen feil des Polymerisatlösungsmittels und des flüssigen Kühlmittels von dem Faserstrang trennt.
6-. Verfahren nach-Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
nan die Orientierung in einem Düsenkanal durchführt, dessen
kleinste Querschnittsahmessung etwa 1 bis 6,4 mm und dessen Länge etwa das-Hundertfache der kleinsten Quer schnitt sabm-essung
beträgt. - !.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
man als Lösungsmittel Kohlenwasserstoffe mit einem Siedebereieh von 135 bis 250° G und als Olefinpolymerisat Polyäthylen
oder Polypropylen verwendet.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
man von einer heissen Polyolefinlösung ausgeht, die infolge ihrer Polyolefinkonzentration eine bei 145° C bestimmte Viscosität
von mindestens 200 Poise aufweist.
9- Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
man als Lösungsmittel aliphatische Kohlenwasserstoffe von
einem Siedebereich von 155 bis 180° G verwendet und in dem
Lösungsmittel lineares Polyäthylen bei Temperaturen im Bereich
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von 140 bis 16O° C löst.
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10. Verfahren nach Anspruch θ, dadurch gekennzeichnet, dass man das in Anspruch 5 genannte flüssige Kühleittel so stark
kühlt, dass die Temperatur des Kühlbades auf -10 bis 440° 0
gehalten wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass man als flüssiges Kühlmittel und als Lösungsnittel für das
Polymerisat die gleiche Flüssigkeit verwendet·
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass
man das abgetrennte Polymerisatlösungsmittel und flüssige
Kühlmittel sammelt, die gesammelte Flüssigkeit in zwei Teile teilt, den ersten Teil auf mindestens 140 G erhitzt und zum
Lösen Ton weiterem Olefinpolymerisat im Kreislauf führt, und den zweiten Teil auf unter 40° C kühlt und ihn ±u Kreislauf
in das Kühlbad zurückleitet.
13· Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass
man als Flüssigkeit beim Mahlen einen Alkohol verwendet.
14. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass
man als Flüssigkeit beim Mahlen aliphatlache Kohlenwasserstoffe
verwendet.
•15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass
man den Mahlvorgang durchführt, bis die Pibrlllen weniger als 5 $>
restliches Polymerisatlösungsmittel enthalten.
16. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
man von einer etwa 3,0- bis 10,O-gewichtsprozentigen Lösung
von linearem Polyäthylen mit einer inhärenten Viacosität von
mindestens 10,0 ausgeht, die Lösung durch einen langgestreckten Düsenkanal von kreisförmigem Querschnitt leitet, das
flüssige Kühlmittel so stark kühlt, dass die Temperatur dea Kühlbades zwischen »10 und +40° C gehalten wird, und als
nichtlösende Flüssigkeit beim Mahlen Isopropanol verwendet.
_22 309827/1048
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17. Verfaliren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass
man den Mahlvorgang so lange durchführt, bis die Fibrillen
etwa 0,25 bis 5 Gewichtsprozent restliches Polymerisatlösungsini
ttel enthalten.
18, Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass
man als Polymerisatlösungsmittel, als flüssiges Kühlmittel und. als nichtlösende Flüssigkeit die gleiche Flüssigkeit verwendet.
19· Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass
man den Rest der beim Mahlen verwendeten nicht lösenden !Flüssigkeit
durch Wasserdampfbehandlung von den Fibrillen abtreibt.
20. Mbrille, dadurch gekennzeichnet, dass sie nach dem Verfahren
gemäss Anspruch 1 bis 19 hergestellt ist.
21. Papier, dadurch gekennzeichnet, dass es aus nach dem
Verfahren gemäss Anspruch 1 bis 19 erzeugten FIbrillen hergestellt
ist„ ' -
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Le e rs e i te
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19722262532 Pending DE2262532A1 (de) | 1971-12-23 | 1972-12-21 | Verfahren zum erzeugen von fuer die papierherstellung geeigneten fibrillen |
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DE (1) | DE2262532A1 (de) |
GB (1) | GB1374640A (de) |
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1972
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- 1972-12-22 JP JP12837172A patent/JPS4868819A/ja active Pending
Also Published As
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JPS4868819A (de) | 1973-09-19 |
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