DE2335754A1 - Blattartige struktur und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents
Blattartige struktur und verfahren zu ihrer herstellungInfo
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Description
Blattartige Struktur und Verfahren zu ihrer Herstellung
Die vorliegende Erfindung betrifft neue, aus flockenartigen oder Kardenband-artigen bzw. Faserband-artigen Strukturen
und einer Cellulosepulpe hergestellte Strukturen. Die flokkenartigen
oder Faserband-artigen Strukturen bestehen aus einer fexnverteilten anorganischen Substanz und einem Faserbildenden,
synthetischen, polymeren Material, worin die feinverteilte anorganische Substanz derart inkorporiert
ist, daß ihre brauchbaren Eigenschaften in wirksamer Weise nutzbar gemacht werden. Die Erfindung betrifft ferner ein
Verfahren zur Herstellung derartiger neuer blattartiger
Strukturen.
Es wurden bereits Versuche unternommen, die Eigenschaften von blattartigen Strukturen, bestehend aus organischen,
polymeren Materialien, durch Inkorporieren von feinverteilten anorganischen Substanzen zu verbessern oder zu
modifizieren, und es werden eine Reihe derartiger in die Praxis überführten Ergebnisse bei der Herstellung von Gummifolien
bzw. -Grobfolien, plastischen Filmen, oder bei der
034-(105O)-UmL - 2 -
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2 3 3 5 7 b A
Papierhe'rstellung in großem Umfang angewandt. Bei diesen Anwendungsgebieten werden feinverteilte anorganische Substanzen
als Verstärkungsmittel oder zur Erhöhung der Dimensionsstabilität, der Steifigkeit, der Wärmewiderstandsfähigkeit
j der Bewitterungsfähigkeit oder der (Druckeigenschaften,
oder als Füllstoff zur Herabsetzung der Produktkosten, verwendet. Anorganische Substanzen zeigen innewohnende
Eigenschaften, die an organischen, polymeren Materialien nicht zu beobachten sind, wie z.B. eine hohe Widerstandsfähigkeit
gegenüber einer Verformung unter Hitzeeinwirkung, eine hohe Steifigkeit und eine hohe Oberflächenaktivität.
Jedoch wurden diese brauchbaren Eigenschaften von anorganischen Substanzen bisher noch nicht in vollem
Umfang in den oben angeführten Anwendungsgebieten nutzbar gemacht.
Es wurde gefunden, daß zur vollen Nutzbarmachung der vorteilhaften
Eigenschaften der feinverteilten anorganischen Substanz diese in dem Produkt in Verhältnisanteilen zugegen
sein sollte, die durch die nachfolgende Formel definiert sind
1 - Wpmin = Wf = Wfc <*>
worin W„ einen Gewichtsbruchteil der feinverteilten anorganischen
Substanz in dem Produkt ist, W„ ein Gewichtsbruchteil der feinverteilten anorganischen Substanz in einer
angenommenen Verbundstruktur bedeutet, die durch Verdichten der feinverteilten anorganischen Teilchen unter einem Druck
von 10 kg/cm und vollständiges Ausfüllen der Poren mit dem Polymeren ohne Zerstörung der Verbundstruktur hergestellt
ist, und W . eine minimale Gewichtsfraktion des Polymeren
darstellt, das benötigt wird, um der Verbundstruktur ausreichende mechanische Eigenschaften zu verleihen, und der
OBIGINAL INSPECTED- 3 -
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wünschenswerterweise zumindest einen Wert von 0,1 besitzt. W„ wird als kritischer Gewichtsbruchteil der feinverteilten
anorganischen Substanz angeführt und kann durch die nachfolgende Gleichung ausgedrückt werden:
W = VP (2)
Wfc -(Vp + Va - Vf)
in welcher V das wahre spezifische Volumen des Polymeren,
V„ ein wahres spezifisches Volumen der feinverteilten anorganischen
Substanz und V das Grobvolumen (bulkiness) der
feinverteilten anorganischen Substanz bedeutet. V kann
durch Messen eines Volumens eines gegebenen Gewichtes der feinverteilten anorganischen Substanzen, die unter einem
2 '
Druck von 1Ό kg/cm verdichtet wurden, bestimmt werden.
Dementsprechend ist die Verbundstruktur, enthaltend ein faserbildendes
j organisches, polymeres Material und eine feinverteilte anorganische Substanz, welche für die Herstellung
einer blattartigen Struktur der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, mit der feinverteilten anorganischen Substanz
stark beschwert. Wenn ein Gewichtsbruchteil der feinverteilten anorganischen Substanz kleiner als der kritische
Wert w* ist, ist es unmöglich, die vorteilhaften Eigenschaften
der feinverteilten anorganischen Substanz in der Verbundstruktur vollständig zu entwickeln oder nutzbar zu
machen. Andererseits sind Strukturen, in denen ein Gewichtsbruchteil der feinverteilten anorganischen Substanz
über einem Wert von 0,9 liegt, nicht erwünscht, da sie schlechte mechanische Eigenschaften aufweisen. Dementsprechend
sollte ein Gewichtsbruchteil an feinverteilter anorganischer
Substanz in der Struktur der nachfolgenden Beziehung genügen:
0,9 = Wf I Wfc (3)
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SAD ORfQlNAL
Es ist extrem schwierig, eine gewünschte blattartige Struktur mittels herkömmlicher Verfahren aus der Verbundstruktur
zu formenj die mit einer derartig großen Menge an feinverteilter
anorganischer Substanz beschwert ist, wie sie der Gleichung (3) genügt. Dies ist eine Folge der folgenden
Tatsachen. Da eine derartig große Menge einer feinverteilten anorganischen Substanz mit einem synthetischen polymeren
Material gemischt werden soll, ist es schwierig, eine gleichmäßige Zubereitung durch bloßes Mischen von beiden
teilchenförmigen Komponenten zu erhalten und die geschmolzene Mischung durch Anwendung eines herkömmlichen Extruders
zu extrudieren. Der Transport und die Extrusion einer derartigen Mischung wird eine übermäßige Scherspannung benötigen
und die verwendete Anlage stark beschädigen.
Dementsprechend wurden bisher spezi'elle Verformungs verfahren,
die die Anwendung von Kalanderwalzen einbeziehen, angewandt, um eine geformte Struktur aus einer derartigen
Verbundstruktur herzustellen. Jedoch ist es extrem schwierig, mittels derartiger spezieller Verformungsverfahren
eine gewünschte dünne und gleichmäßige, blattartige Struktur herzustellen.
Es wurde nun gefunden, daß eine blattartige Struktur mit den gewünschten Eigenschaften aus einer feinverteilten anorganischen
Substanz und einem Faser-bildenden, synthetischen, polymeren Material durch Verwenden einer speziellen flockenartigen
oder Faserband-artigen Struktur als Rohmaterial, die aus dem polymeren Material und der anorganischen Substanz
besteht, und Mischen der flockenartigen oder Faserband-artigen Struktur mit Cellulosepulpe, hergestellt werden
kann.
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Gemäß einem Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird eine
blattartige Struktur geschaffen* hergestellt aus einer flockenartigen oder Faserband-artigen Struktur und zumindest
3 Gew.-%,.bezogen auf das Gewicht der blattartigen
Struktur, Cellulosepulpe. Die flockenartige ;Oder Faserband-artige-Struktur
besteht aus einer feinverteilten anorganischen Substanz'in einem Gewichtsbruchteil W„ und einem
Faser-bildenden, synthetischen, polymeren Material in einem Gewichtsbruchteil von 1 - Wf, wobei Wf der nachfolgenden
Beziehung genügt:
VP
worin W„ ein Gewichtsbruchteil der feinverteilten anorganischen
Substanz, V ein spezifisches Volumen des synthetischen,
polymeren Materials ist, V ein Grobvolumen der
et . -
feinverteilten anorganischen Substanz unter einem Druck von 10 kg/cm G bedeutet und V„ em wahres spezifisches Vo-.
lumen der feinverteilten anorganischen Substanz ist, wobei die Struktur eine Vielzahl von feinen, irregulären
Poren darin besitzt, und wobei die Dicke der Wände, welche derartige Poren bilden, nicht größer als 5 Mikron ist.
Nach einem anderen Gegenstand der vorliegenden Erfindung
wird ein Verfahren zur Herstellung einer blattartigen Struktur aus einer flockenartigen oder Faserband-artigen
Struktur und Cellulosepulpe geschaffen, wobei die floekenartige oder Faserband-artige Struktur aus einer feinverteilten
anorganischen Substanz und einem Faser-bildenden, synthetischen, polymeren Material in den oben angegebenen
Gewichtsbruchteilen besteht, wobei das Verfahren die nachfolgenden Stufen umfaßt:
(1) Das Dispergieren der flockenartigen oder Faserbandartigen Struktur und der Cellulosepulpe in einem flüssigen
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Medium, in welchem sowohl die flockenartige oder Faserbandartige
Struktur und die Cellulosepulpe im wesentlichen un-löslich sind, wobei die Menge der Gellulosepulpe zumindest
3 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der. resultierenden blattartigen
Struktur, beträgt;
(2) das Einwirken einer mechanischen Kraft·auf die Dispersion,
durch welche die flockenartige oder Paserband-artige
Struktur und die Cellulosepulpe unter Bildung Fibrid-artiger Strukturelemente vermählen und/oder verfeinert wird;
(3) das zwei- oder dreidimensionale Ablagern der Fibridartigen Strukturelemente unter Bildung eines Gewebes mit
angrenzenden Strukturelementen, verwirrt und/oder an ihrer in Berührung stehenden Fläche gebunden;
und anschließendem) Entfernen des flüssigen Mediums aus dem Gewebe,
Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung der blattartigen
Struktur wie oben beschrieben geschaffen, welches die nachfolgenden
Stufen umfaßt:
(1) Das Dispergieren der flockenartigen oder Faserbandartigen
Struktur und der Cellulosepulpe, getrennt in zwei flüssigen Medien;
(2) das Anlegen einer mechanischen Kraft auf die zwei Dispersionen
in getrennter Weise, wodurch die flockenartige oder Faserband-artige Struktur und die Cellulosepulpe unter
Bildung von Fibrid-artigen Strukturelementen vermählen und/ oder verfeinert wird;
(3) das Mischen der zwei Arten der Fibrid-artigen Strukturelemfinfce
miteinander in einem Verhältnis derart, daß die Menge an Cellulosepulpe zumindest 3 Gew.-%, bezogen auf
das Gewicht der resultierenden blattartigen Struktur, beträgt;
(4) das zwei- oder dreidimensionale Ablagern der Mischung
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Fitarid-artigen Strukturelemente unter Bildung eines Gewebes
mit angrenzenden Strukturelementen, verwirrt und/oder
an ihrer Berührungsfläche gebunden, und, anschließend (5) Entfernen des. flüssigen Mediums aus dem Gewebe.
Die .hier angeführte "feinverteilte anorganische Substanz"
stellt anorganische Teilchen dar, die imstande sind, durch ein 100 mesh-Sieb (Japanese Industrial Standard) hindurchzugehen
und das eine Maximalgröße von bis zu 500 'μ aufweist.
Beispiele derartiger anorganischer Substanzen umfassen z.B. Asbest, Tonerde, Antimontrioxid,- Baryt,. Calciumcarbonat,
Calciumsulfat, Kaolinton, Ruß, Diatomeenerde, Feldspatpulver, Terra alba, Quarz, Graphit, Magnesiumcarbonat,
Magnesiumhydroxid, Magnesiumoxid, Glimmer, Molybdändisulfid,
Agalmatolit-Ton, Sericit, pyrogene Kieselerde, feinverteilte
Kieselsäure, amorphe Kieselerde, Silikasand, Silicat, Titanoxid,
Schlämmkreide, Schiefermehl u. dergl. Diese anorganischen Substanzen können entweder allein oder als Mischung
von zwei oder mehreren dieser anorganischen Substanzen eingesetzt werden. '
Das hier genannte "polymere Material" oder die "polymere Komponente" stellt eine Faser-bildende, organische, lineare
Verbindung von hohem Molekulargewicht dar, die Stabilisatoren, Antistatika, flammenhemmende Zusätze und andere
übliche Additive enthalten kann. Beispiele für die polymeren Materialien sind Polyolefine, wie z.B. Polyäthylene,
Polypropylen, Polybuten-1, Polystyrol und Polyisobutylen;
Polyamide wie z.B. Polyhexamethylensebacamid, Polycaprolactam und. Polypyrrolidon; Polyester, wie z.3. Polyäthylenterephthalat,
Poly-ß-valerolacton und Poly-p-(ß-oxyäthoxy)-benzoat;
Polycarbonate, Polyurethane, Polyäther, wie z.B.
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Polyoxymethylen und Poly-p-(2,6-dimethylphenoxid); Homopolymere
und Copolymere von Vinylverbindungen, wie z.B. Acrylnitril, Vinylchlorid, Vinylacetat, Vinylidenchlorid
und Methylmethacrylat; ein Copolymeres von Vinylalkohol und Äthylen, erhalten durch Hydrolyse eines Copolymeren
von Vinylacetat und Äthylen. Diese polymeren Materialien können entweder allein oder als Mischung von zwei oder mehreren
dieser polymeren Materialien eingesetzt werden.
Die Eigenschaften von typischen polymeren Materialien und feinverteilten anorganischen Substanzen, die bei der praktischen
Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind in den nachfolgenden Tabellen I und II
niedergelegt.
Feinverteilte anorganische Teilchen- V V Spez.Ober-Substanz
größe , ., fläche
(μ) (cnrVgHcnrVg) (mVg)
Feinverteilte Kieselsäure A (SiO2.nK2O)
Feinverteilte Kieselsäure B (SiO2.nH2O)
Feinverteilte Kieselsäure C (SiO2)
Diatomeenerde
Magnesiumcarbonat
Talk
0,020 | 0,50 | 1,91 | 150 |
Durchs chnitt 0,040 |
0,51 | 2,09 | 80 |
0,008 | 0,45 | 6,00 | 380 |
95% 10 oder darunter |
0,55 | 1,50 | 20 |
Durchschnitt 0,1 |
0,46 | 1,81 | 20 |
98* 2 oder darunter |
0,38 | 0,72 | 20 |
98 % 4 oder darunter |
0,37 | 0,87 | 13 |
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T a bell .e I (Fortsetzung)
Peinverteilte anorganische Teilchen- V V Spez.
Substanz größe " \ * Oberfläche
(μ) (cnrVg) (Cm^)2
Calciumcarbonat A
Calciumcarbonat B
Magnesiumcarbonat/
Calciumcarbonat
(4/3 auf Gewichtsbasis)
Feinverteilte Kieselsäure B/Calciumcarbonat (3/2 auf
Gewichtsbasis)
Diatomeenerde/Calciumcarbonat
(4/3 auf Ge-Wichtsbasis)
Magnesiumcarbonat/Talk 4/3 auf Gewichtsbasis)
Durchschnitt | 0,38 | 1 | ,10 | 6 |
Durchschnitt 4,0 |
0,40 ' | ° | ,70 | |
- | 0,43 | 1 | ,39 | 14 |
- | 0,46 | 1 | ,49 | 50 |
- | 0,48 | 1 | ,31 | 14 |
0,42 | ± | ,29 | 12 |
Polymeres Vp (Cm3/S>
Erweichungspunkt
Polyäthylen mit hoher Dichte
Polyäthylen mit niederer Dichte
Kristallines Polypropylen
Polyacrylnitril Polyäthylenterephthalat Polyvinylchlorid Polystyrol
Nylon-66
Polymethlmethacrylat
1,05 | 135 |
1,10 | 100 |
1,09 | 160 |
0,86 | 232 |
0,77 | 200 |
0,70 | 150 |
0,95 | 160 |
0,88 | 240 |
0,84 | l4o |
- 10 -
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In der Tabelle I ist V ein Grobvolumen einer feinverteil-
ten anorganischen Substanz und wird unter einer Belastung
2
von 10 kg/cm in einer unter vermerkten Weise gemessen.
von 10 kg/cm in einer unter vermerkten Weise gemessen.
Die Messung wird bei einer Temperatur von 25 C im trockenen Zustand unter Verwendung eines Zylinders von 15 cm Höhe und
2//i~ cm Innendurchmesser mit einem entfernbaren flachen
Boden und versehen mit einem mittels eines LuftZylinders
auf und ab bewegbaren Kolbens, der in der Lage ist eine Be-
lastung von 10 kg/cm zu erzeugen, durchgeführt. Ein vorherbestimmter
Anteil (Wg) der zu messenden feinverteilten anorganischen Substanz wird gewogen und in dem Zylinder
placiert. Die Probe in dem Zylinder wird dann durch sanftes Schlagen des Zylinders mit einem Holzhammer eingeebnet. Anschließend
wird eine Belastung von 10 kg/cm auf den Kolben über den Luftzylinder aufgelegt und 1 Min. lang stehengelassen.
Der Kolben wird dann gehoben. Ein anderer Teil (Wg) der Probe wird in den Zylinder eingeführt und das oben beschriebene
allgemeine Verfahren wiederholt.Das Verfahren wird insgesamt 10-mal wiederholt. Ein Volumen der in dem Zylinder
aufgeschichteten Probe (10 χ Wg) wird gemessen und ein Grobvolumen der Probe daraus berechnet. Der Wert von
W,der bei dieser Messung verwendet wird, hängt von der besonderen,
feinverteilten anorganischen Substanz und dem Verfahren zur Herstellung der Substanz ab und wird wie folgt
bestimmt. Ein geeigneter. Teil der Probe wird gewogen und in einem, mit einer Skala versehenem Glaszylinder mit einem
Innendurchmesser von 2//1T cm und einer Länge von 30 cm,
sowie einem flachen Boden derart, daß der Zylinder bis zu einer Tiefe von etwa 20 cm mit der Probe gefüllt werden kann,
placiert. Man läßt dann den Zylinder über eine Entfernung von 2 cm 60-mal pro Min. auf eine fixierte Fläche fallen.
Die Höhe der Probe in dem Zylinder wird allmählich bis zu einem Gleichgewichtswert erniedrigt. Von diesem Wert und dem
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- 11 -
Gewicht der Probe wird eine Schüttdichte der Probe berechnet
und als W in der vorstehenden Messung eingeführt.
Die in der Tabelle I angegebenen Werte von V„ wurden nach
einem Verfahren gemäß JIS-K-5IOI bestimmt. Die Werte des
Erweichungspunktes und für V , die in der Tabelle II angegeben sind, wurden nach Verfahren gemäß ASTM.-D-1526
bzw. JIS-K-676O bestimmt.
Wie aus der oben, angeführten Gleichung (2) zu ersehen ist, ist der kritische Gewichtsbruchteil W~ der feinverteilten
anorganischen Substanz umso niedriger, je größer die Differenz zwischen den scheinbaren und den wahren spezifischen
Volumina der feinverteilten anorganischen Substanz sind. Wenn eine flockenartige oder Faserband-ähnliche Struktur
aus einer feinverteilten anorganischen Substanz mit einem niedrigen kritischen Gewichtsbruchteil Wf und dem polymeren
Material gebildet wird, können die vorteilhaften Eigenschaften der anorganischen Substanz in wirksamer
Weise in der flockenartigen oder Faserband-artigen Verbundstruktur nutzbar gemacht werden, sogar in dem Fall, wo
die feinverteilte anorganische Substanz in einer relativ geringen Menge angewandt wird. Wie gleichfalls aus der
oben erwähnten Gleichung (3) entnommen werden kann, beträgt der maximale Gewichtsbruchteil der feinverteilten
anorganischen Substanz in der Verbundstruktur 0,9. Daher erlaubt eine feinverteilte anorganische Substanz mit einem
niedrigen kritischen Gewichtsbruchteil die Auswahl der chemischen Zusammensetzung innerhalb eines weiteren Bereiches.
Bevorzugte anorganische Substanzen sind feinverteilte hydratisierte oder wasserfreie Kieselsäure, basisches
Magnesiumcarbonat,. Diatomeenerde, Calciumcarbonat und eine Kombination daraus.
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Wie in dem ersten Beispiel in Tabelle III gezeigt wird, sollte ein System, enthaltend ein Polyäthylen mit hoher
Dichte und eine feinverteilte Kieselsäure A zumindest ^2,7
Gew.-% an Kieselsäure enthalten. Dies entspricht zumindest 57j5 Vol.-? der feinverteilten Kieselsäure A. Ganz allgemein
ist in den Verbundstrukturen gemäß Erfindung ein Volumenbruchteil der feinverteilten anorganischen Substanz
höher als der des polymeren Materials.
Die Lösungsmittel, welche bei der Herstellung der flockenartigen oder Faserband-artigen Verbundstruktur, wie sie
im erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, eingesetzt
werden können, sollten einen Siedepunkt besitzen, der niedriger als der Erweichungspunkt des angewandten
Polymeren ist und sie sollten imstande sein, das Polymere unter den Extrusionsbedingungen, d.h. bei erhöhter Temperatur
und Druck, zu lösen. Sie sollten gegenüber dem Polymeren und den Materialien, aus dem sich die verwendete
Anlage zusammensetzt, inert sein.
Beispiele für geeignete Lösungsmittel sind Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Butan, Hexan, Cyclohexan, Penten,
Benzol und Toluol; halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie z.B. Methylenchlorid, Chloroform, Methylchlorid, Propylchlorid,
Trichloräthylen, Trichloräthan, Fluortrichlormethan und l,l,2-Trichlor-l,2,2-trifluoräthan; Alkohole
wie z.B. Methanol, Äthanol, Propanol, und Butanol; Ketone wie z.B. Aceton, Methyläthylketon und Hexafluoraceton;
Ester wie z.B. Methylacetat, Äthylacetat und γ-Butyrolacton, Äther, wie z.B. Äthyläther, Tetrahydrofuran und Dioxan;
Nitrile, wie z.B. Acetonitril und Propionitril; und Trifluoressigsäure, Kohlenstofftetrachlorid, Schwefelkohlenstoff,
Nitromethan, Wasser und Schwefeldioxid; und eine
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Kombination derselben. Je nach der Natur des besonderen polymeren Materials sollte ein geeignetes, zugehöriges
Lösungsmittel ausgewählt werden*
Die für die Herstellung der erfindungsgemäßen blattartigen
Struktur verwendete flockenartige oder Paserband-artige Struktur kann wie folgt hergestellt werden. Es wird eine
Mischung der feinverteilten anorganischen Substanz in einem Gewichtsbruchteil von W_, und des polymeren Materials
in einem Gewichtsbruchteil von 1 - W ,dispergiert in einem Lösungsmittel, welches den vorstehend erwähnten Anforderungen
genügt, hergestellt und in einem geschlossenen Behälter zur Auflösung des polymeren Materials in dem
Lösungsmittel erhitzt. Ein Verhältnis des angewandten Lösungsmittels
zu der Mischung der feinverteilten anorganischen
Substanz und des polymeren Materials sollte wünschenswerterweise so beschaffen sein, daß die erhaltene erhitzte
Mischung, welche die polymere Komponente darin gelöst enthält,
fließfähig genug ist, um gepumpt zu werden. Die Mischung wird unter einem Eigendruck von zumindest 5 kg/cm ,
vorzugsweise bei zumindest 10 kg/cm gehalten und unter diesem
Eigendruck oder unter höheren Drucken durch eine Düse in eine Zone mit einem niedrigeren Druck und einer niedrigeren
Temperatur, vorzugsweise in eine umgebende Atmosphäre, extrudiert» um das Lösungsmittel plötzlich zu verdampfen und hierdurch die gewünschte poröse floekenartige
oder Faserband-artige Struktur zurückzubehalten. Der zuletzt
erwähnte Arbeitsvorgang kann als "Spratzen" bezeichnet
werden. Die so hergestellte Struktur hat die Form von ' Flocken oder Faserbändern und besitzt eine Vielzahl von
feinen» irregulären Poren darin, wobei die Dicke der Wände» welche derartige Poren bilden,, nicht größer als 5 Mikron
ist.
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- in -
In der Praxis der Herstellung einer derartigen flockenartigen oder Faserband-artigen Struktur kann ein beliebiger
geeigneter Apparat, einschließlich eines herkömmlichen Autoklaven, verwendet werden, vorausgesetzt daß
der Apparat mit einer Düse versehen ist, durch welche die erhitzte Mischung bei erhöhter Temperatur und erhöhten
Drucken extrudiert oder ejiziert werden kann. Geeigneterweise kann ein kontinuierlicher Extruder verwendet
werden, der einen Druckteil, einen Kompressionsteil, einen Beheizungsteil, einen Dosierteil sowie einen Spritzkopf,
der eine oder mehrere Düsen aufweist, umfaßt.
Das oben erwähnte Verfahren zur Herstellung der flockenartigen
oder Faserband-artigen Struktur, in welchem eine Mischung der feinverteilten, anorganischen Substanz und des synthetischen,
polymeren Materials in einem Lösungsmittel mit einem niedrigen Siedepunkt dispergiert, und nach Behandlung
unter erhöhtem Druck und Temperatur in eine Zone niedrigen Druckes und niedriger Temperatur extrudiert wird,
ist in verschiedener Hinsicht technisch fortschrittlich. Erstens wird die verwendete Apparatur nicht stark beschädigt
und ist für längere Zeiträume verwendbar. Zweitens kann das Verfahren im Vergleich zu herkömmlichen Arbeitsweisen
für die Herstellung einer Faserband-artigen oder flockenartigen Struktur, die mit feinverteilter organischer
Substanz beschwert ist, sehr leicht durchgeführt werden. Drittens wird eine einheitliche Mischung erhalten, selbst
wenn sie zum Zwecke der Nutzbarmachung der vorteilhaften
Eigenschaften der feinverteilten anorganischen Substanz stark mit einer feinverteilten anorganischen Substanz beschwert
ist. Weiterhin ist das in hohem Maße mit eirter feinverteilten
anorganischen Substanz beschwerte Produkt von poröser Struktur mit einer Vielzahl von feinen irregulären
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Poren darin, wobei die Dicke der Wände, welche derartige Poren bilden, nicht größer als 5 Mikron ist, und es können
daher die vorteilhaften Eigenschaften der feinverteilten anorganischen Substanz in einer weit wirksameren Weise
nutzbar gemacht werden. Ebenso kann die Herstellung einer blattartigen Struktur aus der flockenartigen oder Faserband-artigen
Struktur ohne starke Schäden an der Apparatur erzielt werden, obwohl die flockenartige oder Faserbandartige
Struktur stark mit einer feinverteilten anorganischen Substanz beschwert ist. Nachfolgend werden Verfahren erläutert
,durch welche die blattartige Struktur gemäß Erfindung
aus der flockenartigen oder Faserband-artigen Struktur
und Cellulosepulpe hergestellt wird. Bei einer Arbeitsweise wird sowohl die flockenartige oder die Faserband-artige
Struktur und die Cellulosepulpe (nachfolgend der Kürze halber als "Pulpe" bezeichnet) in einem flüssigen Medium
dispergiert, in welchem sowohl die flockenartige oder die
Faserband-artige Struktur und die Cellulosepulpe im wesentlichen unlöslich sind. Anschließend läßt man eine mechanische
Kraft auf die Dispersion einwirken, wodurch sowohl die flockenartige oder die Faserband-artige Struktur unter
Bildung von Fibrid-artigen Strukturelementen vermählen und/
oder zerteilt werden. Bei dem Vermählen und/oder Zerteilen der flockenartigen oder Faserband-artigen Struktur und der
Pulpe zur Bildung der Fibrid-artigen Strukturelemente können verschiedene Typen von Holländern und/oder Refinern
für die Papierherstellung geeigneterweise verwendet werden.
Bei einer anderen Arbeitsweise werden die flockenartige
oder Faserband-artige Struktur und die Pulpe getrennt in zwei flüssigen Medien dispergiert. Die zwei flüssigen Medien
können entweder gleiche oder verschiedene Flüssigkeiten sein, die miteinander mischbar sind. Anschließend läßt
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man eine mechanische Kraft auf jede der zwei Dispersionen einwirken, wodurch die flockenartige" oder Paserband-artige
Struktur und die Pulpe unter Bildung von Fibrid-artigen Strukturelementen vermählen und/oder refinert werden. Anschliessend
werden die zwei Fibrid-artigen Strukturelemente miteinander in geeigneten Verhältnissen gemischt. Es können
gleichfalls verschiedenartige Typen von Holländern und/oder Refinern für das Vermählen und/oder die Zerteilung angewandt
werden.
Die so hergestellten, Fibrid-artigen Strukturelemente werden zwei- oder dreidimensional abgelagert, wodurch ein Gewebe
mit angrenzenden Strukturelementen gebildet wird, die an ihrer Berührungsfläche verwirrt und/oder verbunden sind.
Anschließend wird das in dem Gewebe zurückbleibende flüssige Medium aus dem Gewebe entfernt, wodurch eine gewünschte
blattartige Struktur erhalten wird., Zur Ablagerung der
Fibrid-artigen Strukturelemente unter Ausbildung eines Gewebes können geeigneterweise herkömmliche Maschinen für
die Papierherstellung eingesetzt werden.
Ein flüssiges Medium, in welchem die flockenartige oder Faserbandartige
Struktur und die Pulpe dispergiert werden können, sollte vorzugsweise aus solchen Medien ausgewählt
werden, die flüchtig (z.B. einen Siedepunkt von niedriger als 2000C aufweisen), billig, nicht-toxisch, nicht-explosiv
sind und leicht wiedergewonnen oder beseitigt werden können. Beispiele für derartige bevorzugte flüssige Medien
schließen Wasser, und eine Wasser-enthaltende Mischung, und halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise
Methylenchlorid, Trichloräthylen, Tetrachloräthylen, Trichloräthan
und Trichlortrifluoräthan, ein.
Die Mengenverhältnisse der flockenartigen oder Faserband-
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artigen Struktur und der Pulpe sind nicht besonders entscheidend und hängen von den gewünschten Eigenschaften
und der beabsichtigten Verwendung der endgültig fertiggestellten, blattartigen Strukturen ab. Jedoch sollte
die Pulpe zumindest 3 Gew.-%s bezogen auf das Gesamtgewicht
der blattartigen Struktur, ausmachet!, um.die Vorteile der blattartigen Struktur gemäß Erfindung in vollem
Umfang zu entfalten. Im allgemeinen liegt eine obere Grenze der Menge an in der blattartigen Struktur vorhandenen
Pulpe vorzugsweise bei 80 Gew.-%. .
Die blattartige Struktur gemäß Erfindung ist zusammenfassend dadurch gekennzeichnet, daß sie erstens aus Cellulosepulpe
und zweitens aus einer flockenartigen oder Faserbandart igen, porösen Struktur, die stark mit einer
feinverteilten anorganischen Substanz beschwert ist, besteht. Infolge dieses Charakters ist die erfi'ndungsgemäße
blattartige Struktur hinsichtlich verschiedener Eigenschaften herkömmlichen Blättern und Papier überlegen, und
außerdem bringt das Verfahren zur Herstellung der blattartigen Struktur in mehrfacher Hinsicht einen technischen
Portschritt gegenüber Verfahren nach dem Stande der Technik. Beispielsweise kann, selbst wenn das für die Herstellung
der flockenartigen oder Faserband-artigen Struktur verwendete polymere Material ein hydrophobes Polyolefin,
ist, die flockenartige oder Faserband-artige, poröse Struktur mit Erfolg in einem wässerigen Medium, zusammen
mit hydrophiler Cellulosepulpe zur Schaffung einer Aufschlämmung, in welcher Fibrid-artige Strukturelemente gut
dispergiert vorliegen, vermählen und/oder zerteilt werden.
Ferner treten keine Schwierigkeiten beim vollständigen Einarbeiten
von Additiven, wie beispielsweise von die Zähig-
- 18 309885/1110
keit erhöhenden Mitteln, Verleimungsmitteln, feuerhemmenden
Mitteln, u. dergl. in die Dispersion der flockenartigen
oder Faserband-artigen Struktur und der Pulpe vor der Gewebebildung daraus, auf. Dies zeigt, daß die blattartige
Struktur gemäß Erfindung extrem hydrophil ist.
Die erfindungsgemäße, blattartige Struktur zeigt eine erhöhte Nachverarbeitbarkeit im Vergleich mit ähnlichen,
durch Verfahren nach dem Stande der Technik erhaltenen Produkten, da die erfindungsgemäße Struktur niedrigere
Dichten aufweist und mehr Poren enthält, und demzufolge verschiedene, darauf aufgebrachte Mittel in einem größeren
Ausmaß adsorbieren kann. So können antistatische Mittel, flammenhemmende Mittel und andere Additive leicht auf die
blattartige Struktur gemäß Erfindung aufgebracht werden. Darüberhinaus kann sie durch ein herkömmliches Verfahren,
das die Imprägnierung der blattartigen Struktur mit einem Monomeren oder einer Lösung eines polymeren Materials umfaßt,
zu einem Gefüge oder zu laminierten Strukturen verarbeitet werden.
Die blattartige Struktur gemäß Erfindung kann bei einer geeigneten Temperatur kalandriert werden. Es wurde gefunden,
daß die kalandrierten Produkte überraschenderweise einen hohen Anfangsmodul aufweisen. Sie besitzen ebenso eine ausgezeichnete
Dimensionsstabilität. Beispielsweise schrumpft ein kalandriertes Blatt, das 40 Gew.-Teile eines Polyäthylens
hoher Dichte und 60 Gew.-Teile feinverteilter Kieselsäure
enthält und das gemäß dem Verfahren der Erfindung erhalten wurde, beim Erhitzen auf Temperaturen leicht unterhalb
des Schmelzpunktes des Polyäthylens, wenig oder überhaupt nicht. Wenn es entzündet wird, schreitet die Verbrennung
mit geringer oder ohne Schrumpfung voran. Diese
- 19 309885/1110
Ergebnisse sind üoerraschend und waren aus dem Verhalten
der vergleichbaren, blattartigen Polyolefin-Produkte, die nach Verfahren gemäß dem Stande der Technik hergestellt
wurden und die in ausgedehntem Maße bei bloßer Annäherung an eine Heizquelle schrumpfen, nicht zu erwarten. Das kalandrierte
Blatt gemäß Erfindung ist einem Papier auf Cellulose-Basis
in seiner hydrophoben Eigenschaft überlegen.
Falls gewünscht, können die blattartigen Strukturen der Erfindung mittels eines Walzen- oder Plattenpaares zur
Ausstattung derselben mit einem gewünschten Muster geprägt werden, um ihnen dann ein papierähnliches Aussehen zu geben,
oder den Weißgrad, die Opazität und/oder die Aufnahmefähigkeit für. Druckfarben zu erhöhen.
Die Erfindung wird in den nachfolgenden Beispielen näher beschrieben, in denen die feinverteilten anorganischen Teilchen
und die polymeren Komponenten die in den Tabellen I und "II angegebenen sind, es sei denn, daß ausdrücklich
etwas anderes gesagt wird. Die angegebenen Teile sind Gewichtsteile.
In den Beispielen wurden die Messungen an Proben ausgeführt, die eine Länge von 18O mm oder 45 mm und eine Breite von
15 mm aufwiesen, mit einem Verstreckungsverhältnis von
5P mm/Min.
Ein Autoklav wurde mit einer Mischung aus 60 Teilen feinverteilter
Kieselsäure B, 40 Teilen Polyäthylen mit hoher Dichte und 900 Teilen Methylenchlorid beschickt, verschlossen,
auf eine Temperatur von 2O0°C unter Rühren des Inhaltes
- 20 20 98 8 5 / 1 1 1 C .
erhitzt und mit Stickstoff bis auf einen Innedruck von
2 50 kg/cm aufgepreßt. Die Bedingungen wurden für etwa
5 Min. aufrecht erhalten. Am Ende dieses Zeitraums wurde die Mischung durch eine, am Boden des Autoklavens vorgesehene
Düse mit einem Durchmesser von 1,0 mm in die Atmosphäre herausgespritzt. Das so erhaltene Produkt waren
diskrete,flockenartige Strukturen, welche feine poröse Körper mit einer Vielzahl von Poren darin enthielten,
wobei die Dicke der Wände welche jede Pore bildeten, kleiner als 5 μ war.
Unter Verwendung eines Scheibenrefiners von hoher Konsistenz (geliefert von Kumagai Riki Kogyo Co., Ltd.), wurde eine
Mischung von 45 g der flockenartigen Strukturen, die getrocknet
worden waren, und 5 g Cellulosepulpe("Laubholzgebleichte Kraftpulpe", nachfolgend als "L-Pulpe" bezeichnet)
in Wasser zur Schaffung einer wässerigen Dispersion, enthaltend sehr feine und gleichmäßig darin dispergierte
Fibrid-artige Strukturelemente vermählen (Mahlbedingungen: eine Konzentration an faserartigem Material,
1.0 Gew.-?; eine lichte Weite zwischen benachbarten Scheiben,
0,2 mm). Von dieser Dispersion wurde ein handgeschöpftes Blatt mittels einer Blattmaschine vom TAPPI-Standardtyp
hergestellt, das sehr weiß und opak und voluminös war, und eine Zähigkeit
5.1 % aufwies.
Ein Autoklav wurde mit einer Mischung von 84 Teilen feinverteilter
Kieselsäure A, 56 Teilen Polyäthylen hoher Dichte und 1000 Teilen Methylenchlorid beschickt, verschlossen,
ρ mit Stickstoff bis auf einen Druck von 10 kg/cm abgepreßt
309885/1 1 1ü
2
eine Zähigkeit von 0,06 kg/mm und eine Bruchdehnung von
eine Zähigkeit von 0,06 kg/mm und eine Bruchdehnung von
und durch Außenheizung auf eine Innentemperatur von 170 C
2
und einen Druck von etwa 50 kg/cm gebracht und ein am Boden des Autoklaven vorgesehenes Ventil geöffnet und die Mischung durch eine Düse mit einem Durchmesser von 1,0 mm in die Atmosphäre gespritzt, wodurch Aggregate von Flocken erhalten wurden, die aus dem Polymeren und der feinverteilten Kieselsäure bestanden.
und einen Druck von etwa 50 kg/cm gebracht und ein am Boden des Autoklaven vorgesehenes Ventil geöffnet und die Mischung durch eine Düse mit einem Durchmesser von 1,0 mm in die Atmosphäre gespritzt, wodurch Aggregate von Flocken erhalten wurden, die aus dem Polymeren und der feinverteilten Kieselsäure bestanden.
Unter Verwendung eines Scheibenrefiners (geliefert von Hasegawa Tekkosho Co., Ltd.) wurde eine Mischung" von
45 g der flockenartigen Strukturen, die getrocknet worden
waren, und 5 g Cellulosepulpe, bestehend aus 70 Gew.-%
L-Pulpe und 30 Gew.-% Cellulose-Pulpe ("Nadelholz-gebleichte
Kraftpulpe",_ nachfolgend als "N-Pulpe" bezeichnet)
in Wasser zur Schaffung einer wässerigen Aufschlämmung mit einem Vermahlungsgrad von etwa 350 cm vermählen, wie
dies von dem Canadian Standard-Vermahlungsgrad-Prüfgerät gemessen wird.
Von der so erhaltenen Aufschlämmung wurde auf einer Pourdrinier-Papiermaschine
ein Blatt hergestellt, das eine Zähigkeit von 0,31 kg/mm in 1
in Querrichtung aufvries.
in Querrichtung aufvries.
2 2
keit von 0,31 kg/mm in Maschinenrichtung und 0,21 kg/mm
Wenn das Blatt bei einer Temperatur von 105°C und einem linearen Druck von 50 kg/cm kalandriert wurde, erhöhte
sich die Dichte in Maschinenrichtung um etwa das 5,6-fache,
und ein Modul wurde gleichfalls in einem wesentlichen Ausmaß erhöht.
Beispiel 3 Ein anderer Teil der in Beispiel 1 angewandten Mischung
- 22 309885/11Ί α■
wurde in einem Autoklaven bis auf eine Temperatur von 1700C unter Rühren und unter einem autogenen Druck erhitzt
und anschließend mit Stickstoff bis auf einen Druck von
2 50 kg/cm abgepreßt. Während dieser Arbeitsweise schmolz
das Polyäthylen mit hoher Dichte bei einer Temperatur von annähernd 130°C und die Dispersion war bei einer Temperatur
von 1700C gleichmäßig im Aussehen. Die so hergestellte Dispersion
wurde dann durch eine Düse von 1,0 mm Durchmesser in die Atmosphäre gespritzt, wodurch man feine flockenartige
Strukturen mit darin enthaltenen irregulären Poren erhielt.
Die feinen flockenartigen Strukturen wurden dann in Wasser
mittels eines Refiners zur Schaffung einer Aufschlämmung vermählen (Mahlbedingungen: eine Konzentration von 0,5
Gew.-% und eine lichte Weite von 0,15 mm).
Zu der so erhaltenen Aufschlämmung wurde eine wässerige Aufschlämmung von Cellulosepulpe, die getrennt vermählen
worden war, in einer solchen Menge zugesetzt, daß die etwa 3 Gew.-%, bezogen auf die gesamten faserigen Materialien
der Cellulosepulpe, in der vereinigten Aufschlämmung zugegen waren. Die vereinigte und gerührte Aufschlämmung
wurde zu einem Blatt verformt, das anschließend kalandriert wurde.
1000 Teile Methylenchlorid wurden zu einer Mischung von 56 Teilen kristallinem Polypropylen und 84 Teilen feinverteilter
Kieselsäure B, die vorher unter einem vermindertem Druck bei 2000C 3 Std. lang getrocknet worden war,
zugegeben.Die erhaltene Mischung wurde nach der in Beispiel 1 beschriebenen allgemeinen Arbeitsweise in die
- 23 3 0 9 8 8 5/1110 _ιΛ1κ»μ INSPECTED
2336754
Atmosphäre bei 16O°C und etwa 60 kg/cm Druck zur Herstellung
von feinen flockenartigen Strukturen verspritzt. Zur Verbesserung der Dispergierbarkeit dieser Strukturen in
Wasser und der Benetzung durch Wasser wurden etwa 10 Gew.-%
Cellulosepulpe (L-Pulpe) zugesetzt. Das vereinigte faserige Material wurde dann in Wasser mittels eines Scheibenrefiners
vermählen, wodurch eine wässerige Aufschlämmung von guter Gleichmäßigkeit erhalten wurde. Die so erhaltene
Aufschlämmung wurde, nachdem 5 Gew.-^, bezogen auf den
gesamten Feststoffgehalt in der Aufschlämmung, eines die Zähigkeit steigernden Mittels (ein Polymeres von Acrylamid)
das üblicherweise für die Steigerung der Zähigkeit von
Cellulose-Papier verwendet; wird, dazu zugegeben worden war, durch Zusatz von Aluminiumsulfat ausgeflockt und
anschließend zu einem Blatt mit herabgesetztem Volumen und hohem Weißgrad geformt. Das Blatt wurde dann bei einer
Temperatur von 85 C und einem linearen Druck von 50 kg/cm kalandriert, worauf die Zähigkeit um etwa das 4-fache anstieg.
Es wurde eine Mischung von (1) 5 kg der flockenartigen,
in einer wie in Beispiel 2 beschriebenen Weise erhaltenen Strukturen, enthaltend das Polyäthylen mit hoher Dichte
und die feinverteilte Kieselsäure, und (2) 5 kg Cellulosepulpe, bestehend aus 30 Gew.-« N-Pulpe und 70 Gew.-%
L-Pulpe, mittels eines Scheiben-Refiners in Wasser bei einer Feststoffkonzentration von etwa 1 Gew.-*, mit einer
lichten Weite zwischen den benachbarten Scheiben von 0,15 m zur Herstellung einer wässerigen Aufschlämmung vermählen.
Die Aufschlämmung wurde nach Zusatz von 0,7 Gew.-% eines die Zähigkeit erhöhenden Mittels ausgeflockt, mit Wasser
309885/1110 bad ORKSüNäL
2 3 3 5 7 5 A
auf etwa 0,3 Gew.-% an Feststoff verdünnt, auf einer
Fourdrinier-Papiermaschine zu einem Blatt geformt und auf eine Walze aufgewickelt. Das hergestellte Blatt hatte
eine gute Textur und einen hohen Weißgrad.
Das Blatt wurde dann bei einer Temperatur von 85 C und
2
einem Lineardruck von 50 kg/cm kalandriert, wodurch man
einem Lineardruck von 50 kg/cm kalandriert, wodurch man
ein kalandrier.tes Blatt mit einer Zähigkeit von über
2 kg/mm , als auch einem guten Weißgrad, und einer ausgezeichneten
Eignung für ein Bedrucken erhielt.
Es wurden nach dem allgemeinen Arbeitsverfahren, wie es in Beispiel 1 beschrieben ist, eine Reihe von Mischungen
aus einer polymeren Komponente, feinverteilten anorganischen Teilchen und einem Lösungsmittel, wie in Tabelle III angegeben,
getrennt verspritzt unter den in der Tabelle III angegebenen Spritzbedingungen. Das Aussehen eines jeden
Produktes ist gleichfalls in der gleichen Tabelle angegeben. Jedes der gespritzten Produkte wurde mit N-Pulpe und/oder
L-Pulpe gemischt. Ein Verhältnisanteil der gesamten, eingesetzten Cellulosepulpe lag üblicherweise im Bereich von
5 bis 50 Gew.-^, bezogen auf die vereinigten Feststoffe,
und bis zu 70 bis 80 Gew.-JS, wenn man idie Verbesserung eines
Cellulosepulpe-Papiers beabsichtigte.
Die so erhaltene Mischung wurde vermählen, zu einem Blatt verformt und bei einer Temperatur von 85° bis 105°C
und einem Lineardruck von 50 bis 60 kg/cm kalandriert.
- 25 3 0 9 8 8 5/1110 ORIGINAL INSPECTED
T a be 1 1 e III
Spritzbedin | Produkt | |
Versuch- | gungen | |
Nr. Eingesetzte Zubereitung | 1500C | Feine |
Hochdichtes Polyäthylen, | flocken artige Struktur |
|
30 Teile | 60 kg/cm" DuSen- |
|
1 Feinverteilte Kieselsäu re A, 70 Teile |
durchmes | |
Methylenchlorid,800 Teile | ser 1 mm | |
ΟΟΓι C | Feine | |
Polyäthylen mit hoher | C,C.\J \j 80 kg/cm |
Faserband |
Dichte, 60 Teile | Düsen | artige |
2 Feinverteilte Kieselsäu | durchmes ser 1,5mm |
Struktur |
re B, 40 Teile | ||
Methylenchlorid, 800Teile | ||
Polyäthylen mit hoher
Dichte, 15 Teile
Dichte, 15 Teile
Feinverteilte Kieselsäure B, 85 Teile
Polyäthylen mit hoher
Dichte, ' 50 Teile
Dichte, ' 50 Teile
Feinverteilte Kieselsäure A, 85 Teile
Methylenchlorid,850 Teile
1500C
ρ kg/cm
Düsendurchmes ser 1 mm
Feine flockenartige Struktur
Polyäthylen mit hoher
Dichte, 40 Teile
Dichte, 40 Teile
Feinverteilte Kieselsäure B, 60 Teile
Methylenchlorid,8OO Teile
1500C
kg/cm
kg/cm
Düsendur chifse sser 1,5 mm
Feine flockenartige Struktur
2000C
Polyäthylen mit hoher
Dichte, 30 Teile
Dichte, 30 Teile
Calciumcarbonat A,70 T. _.,
Düsen-
Methylenchlorid,800 Teile durchmes-
kg/cm*
Feine flockenartige; Struktur
a pt» 1 mm
309885/ 1110
- 26 -
Versuch-
Nr. Eingesetzte Zubereitung Spritzbedingungen Produkt
Polyäthylen mit hoher
Dichte, 20 Teile
Dichte, 20 Teile
Calciumcarbonat B, 80 Teile Methylenchlorid, 75O Teile
20o°C
kg/cm* Düsen-
Feine flockenartige Struktur
Polyäthylen mit hoher
Dichte, 50 Teile
Dichte, 50 Teile
Magnesiumcarbonat,
50 Teile Methylenchlorid,800 Teile
2200C
kg/cm2 Düsendurchmes ser 1,5 mm
Feine Faserbandartige Struktur
Polyäthylen mi t hoher
Dichte, 30 Teile
Dichte, 30 Teile
Magnesiumcarbonat,
70 Teile
Methylenchlorid,800 Teile 200°C, 2
kg/cm Düsendurchmes ser lmm
Feine flockenartige Struktur
Polyäthylen mit hoher
Dichte, 15 Teile
Dichte, 15 Teile
Magnesiumcarbonat,
85 Teile
Methylenchlorid,820 Teile 1700C kg/cnr
Düsendurchmes ser 1 mm
Polyäthylen mit hoher
Dichte, 40 Teile
Dichte, 40 Teile
Diatomeenerde, 60 Teile Methylenchlorid,78O Teile
l80°C 2 kg/cm Düsendur chmesser 1 mm
Polyäthylen mit hoher
Dichte, 20 Teile
Dichte, 20 Teile
Diatomeenerde, 80 Teile Methylenchlorid,8O0 Teile kg/cm
Düsendur c hme sser lmm
Feine flockenartige Struktur
- 27 -
309885/ 1110
T a b e lie III (Fortsetzung)
Versuch-
Nr.
Eingesetzte Zubereitung Spritzbedingungen Produkt
13
Polyäthylen mit hoher Dichte, 20 Teile
Ton, 80 Teile
Methylenchlorid,,750 Teile
1900C , 62 kg/cmc
Düsendurchmesser
1 mm
Feine
£r£?|in-
Struktur
Polyäthylen mit hoher Dichte, hO Teile
Talk, 60 Teile
Methylenchlorid,800 Teile
60 kg/cm
Düsendurch messer lmm
Feine Fas erb ander ti ge Struktur
Polyäthylen mit hoher Dichte, 20 Teile
Talk, 80 Teile
Methylenchlorid,800 Teile 150°C p
62 kg/cm Düsendurchmes ser 1 mm
Feine flockenartige Struktur
16
Polyäthylen mit hoher Dichte HO Teile
Feinverteilte Kieselsäure A, 60 Teile
Trichlortrifluor-
äthan 700 Teile 2000C
60 kg/cm" Düsendur chmeser 1 mm
60 kg/cm" Düsendur chmeser 1 mm
17
Kristallines Polypropylen,
40 Teile
Feinverteilte Kieselsäure B, 60 Teile
Methylenchlorid,78O Teile
60 kg/cm Düsendurchmes ser 1
mm
Feine flockenartige Struktur
18
Kristallines Polypropylen,
40 Teile
Feinverteilte Kiselsäure B, 60 Teile
Methylenchlorid,80O Teile 15o°C 2
62 kg/cm Düsendurchmes ser 1 mm
309885/1 1 10 - 28 ORIGINAL INSPECTED
Versuch-Nr.
Eingesetzte Zubereitung
Spritzbedingungen Produkt
19
200°C
Kristallines Polypropylen
60 Teile 65 kg/cm-Feinverteilte
Kieselsäu- QUsen-
«0 Teile »-"
Methylenchlorid, 800 Teile
Feine flockenartige Struktur
Kristallines Polypropylen,
50 Teile
20 Feinverteilte Kieselsäu- Düsen-
re B, 50 Teile durchmes-
Methylenchlorid 780 Teile
Ser
mm
Kristallines Polypropylen,
Teile 155 C 2
21 Feinverteilte Kieselsäu- ^?. kS/cm
re A> 70-Teile'°^durch.
Methylenchlorid, 810 Teile messer 1mm
22
Kristallines Polypropylen,
Feine flocken
Feinverteilte Kiselsäu- Düsen- , . re A, 85 Teile durchmes- ?zl,Sf
Methylenchlorid, 810 Teile ser 1 mm
Struktur
23
Kristallines Polypropylen,
50 Teile
Magnesiumcarbonat, 50 Teile Methylenchlorid, 800 Teile
23O°C
Kristallines Polypropylen,
30 Teile Magnesiumcarbonat, 70 Teile
Benzol, 800 Teile durchmes
ser 1,5 mm
30 9885/1110
Versuch-Nr.
Eingesetzte Zubereitung Spritzbedingungen
Produkt
Kristallines Polypropylen
30 Teile Magnesiumcarbonat,70 Teile
Methylenchlorid, 800 Teile 1500C
60 kg/cm Düsendurchmes ser 1 mm
Feine flockenartige Struktur
Kristallines Polypropylen,
15 Teile,
Magnesiumcarbonat,85 Teile Methylenchlorid, 820 Teile
■vO,
Kristallines Polypropylen, Teile, 22OWC
Calciumcarbonat A,70 Teile Düsen-™
Benzol, 65O Teile durchmes-Butan, 150 Teile se.r 1,5 mm
Kristallines Polypropylen,
30 Teile Calciumcarbonat, 70 Teile
Methylenchlorid, 800 Teile 150°C 60 kg/cm Düsendur chme s
ser τ mm
Kristallines Polypropylen,
40 Teile
Calciumcarbonat, 60 Teile Methylenchlorid, 750 Teile
1500C
60 kg/cm Düsendurchmes ser 1 mm
60 kg/cm Düsendurchmes ser 1 mm
Feine Faserbandartige Struktur
Kristallines Polypropylen,
50 Teile
Feinverteilte Kieselsäure / C al ei umc arb onat
(3/2 auf Gewichtsbasis)
50 Teile, ser
Methylenchlorid, 800 Teile 1800C " '
60 kg/cm Düsendur chme ε-mm
Feine flockenartige Struktur
- 30 -
3 09885/1110
Versuch-
Nr. Eingesetzte Zubereitung Spritzbedingungen Produkt
Kristallines Polypropylen Teile l80°C
Diatomeenerde /Calcium- 60 kg/cm, carbonat (4/3 auf Gewichts- Düsenbasis),
70 Teile
Methylenehlorid,800 Teile durchmesser
1 mm
Feine flockenartige Struktur
32
Kristallines Polypropylen,
40 Teile
Diatomeenerde, 60 Teile Methylenehlorid,750 Teile
33
150°C
Kristallines Polypropylen,
30 Teite
Diatomeenerde, 70 Teile ^ kg/cm
Düsen-Methylenchlorid, 800 Teile durchmesser 1 mm
Feine
flockenartige Struktur
34
Kristallines Polypropylen
30 Teile
Talk, 70 Teile
Methylenehlorid,8OO Teile
18O0C 60 kg/cm Düsendurchmes ser 1 mm
Feine flockenartige Struktur
35
Kristallines Polypropylen
20 Teile
Ton, 80 Teile
Kristallines Polypropylen,
30 Teile
Talk,
Cyclohexan,
Cyclohexan,
70 Teile 800 Teile 236°C 2 65 kg/cm Düsendurchmes
ser 1 mm
Polyäthylenterephthalat,
60 Teile Calciumcarbonat, 40 Teile
Methylenehlorid,150 Teile 200°C
60 kg/cm Düsendurchmes ser 1 mm
60 kg/cm Düsendurchmes ser 1 mm
309885/1110 ORIGINAL INSPECTED
- 31-
Tab eile III ( Fortsetzung)
Versuch- Spritzbedin-
Nr. Eingesetzte Zubereitung gungen Produkt
Kristallines Polypropylen,
30 Teile
Magnesiumcarbonat/Calciumcarbonat (4/3 auf Gewichtsbasis) , 70 Teile
Methylenchlorid,800 Teile 14O°C .
55 kg/cm Düsendurchmes ser 1 mm
Feine ■flockenartige Struktur
Kristallines Polypropylen.,
30 Teile
Magnesi umcarbonat,65 Teile
Titanoxid, 5 Teile MethylenChlorid, 800 Teile
1600C 60 kg/cm Düsendurchmesser
1 mm
Kristallines Polypropylen,
30 Teile
Magnesiumcarbonat/Talk,
(4/3 auf Gewichtsbasis),
70 Teile
Methylenchlorid, 800 Teile
Kristallines Polypropylen,
30 Teile
Polyäthylen mit niedriger Dichte, 10 Teile
Feinverteilte Kieselsäure B, 60 Teile
Methyl ench.lorid, 800 Teile l60°C
58 kg/cm Düsendurchmes ser 0,8 mm
58 kg/cm Düsendurchmes ser 0,8 mm
Polyacrylnitril, 50 Teile
Feinverteilte Kieselsäure A, 50 Teile
Wasser, 30.0 Teile Acetonitril, 500 Teile
230°C
80 kg/cm Dusendurchmesser 1 mm
80 kg/cm Dusendurchmesser 1 mm
Feine Faserbandartige Struktur
- 32 -
'J 0 9 8 8 5/1 1 10
Versuch- Spritzbedin-
Nr. Eingesetzte Zubereitung gungen Produkt
Kristallines Polypropylen,
30 Teile
Polymethylmethacrylat,
10 Teile
Magnesi umcarbonat,
60 Teile
Methylenchlorid,600 Teile
Eutan, 200 TeiIe 190°C
80 kg/cm2 Düsendurchmes ser 1 mm
Feineflockenartige Struktur
Polyäthylenterephthalat,
50 Teile
Feinverteilte Kieselsäure A/Caleiumcarbonat
(3/2 auf Gewichtsbasis),
(3/2 auf Gewichtsbasis),
50 Teile
Methylenchlorid,750 Teile 200°C
63 kg/cm Düsendurchmes ser 0,5 mm
Polyäthylen mit hoher
Dichte, 40 Teile Magnesiumcar-Donat j 60 Teile Hexan, 750 Teile 2 3O°C
Dichte, 40 Teile Magnesiumcar-Donat j 60 Teile Hexan, 750 Teile 2 3O°C
65 kg/cm Feine Düsen- flockendurchartige
messer 1 mm Struktur
Polyvinylchlorid,60 Teile
Feinverteilte Kieselsäure 40 Teile
Methylenchlorid,300 Teile Hexan, 50 Teile
20O0C p
80 kg/cm Düsendurchmes ser 0,8 mm
Polyäthylen mit niedriger Dichte, 60 Te:Ie
Feinverteilte Kieselsäure B, 40 TeiIe
Methylenchlorid,500 Teile
18C°C 2 C)O kg/cm Düsendurchmesser
0,8 mm
Fei ne flocken
- 33 -
8'8 5/1110
BAD
Tabelle III (Fortsetzung)
Versuch-
Nr.
Eingesetzte Zubereitung Spritzbedingungen
Produkt
Polyäthylen mit niedriger Dichte, 50 Teile
Magnesiurnearbonat,50 Teile
Methylenchlorid, 600 Teile l80°C
55 kg/cm Düsendur chmesser 0,8 mm
55 kg/cm Düsendur chmesser 0,8 mm
Feine flockenartige Struktur
Polyäthylen mit niedriger Dichte 40 Teile
Feinverteilte Kieselsäure A 60 Teile
Methylenchlorid, 750 Teile l60°C
60 kg/cm Düsendurchmes ser 0,8 mm
60 kg/cm Düsendurchmes ser 0,8 mm
Feine flockenartige Struktur
50
Polyäthylen mit niedriger Dichte k0 Teile
Diatomeenerde 60 Teile Methylenchlorid, 700 Teile 1600C
60 kg/cm au^S rimesser 0,8 mm
Äthylen/Vinylacetat-(88/12
auf Gewichtsbasis)-Copolymeres (Vp: 1,08), 30 Teile
Feinverteilte Kieselsäure A, 70 Teile
Methylenchlorid, 800 Teile l80°C 2 60 kg/cm
Düsendurchmesser
1 mm
52
Polyäthylen mit hoher Dichte
30 Teile
Feinverteilte Kieselsäure B, 70 Teile
Methylenchlorid, 820 Teile 155°C
60 kg/cm Düsendurchmes ser 0., 5 mm
60 kg/cm Düsendurchmes ser 0., 5 mm
Feine flockenartige Struktur
Polyäthylen mit hoher Dichte,
60 Teile 220 C
Feinverteilte Kieselsäure J? kg/cm B ''HO Teile Dusen"
Methylenchlorid ,65O Teile
Butan, . 50 Teile durchmesser 1 mm
Faserbandartige Struktur
09885/1110 ORIGINAL INSPECTED
2 3 3b 7.b 4
Beispiel 7
Ein Autokla-v wurde mit einer Mischung von 3 -kg feinver- ·
teilter Kieselsäure (A), 2 kg Polyäthylen mit hoher Dichte und 40 kg Methylenchlorid beschickt, verschlossen, mit Stickstoff
bis auf einen Druck von etwa 10 bis 15 kg/cm abgepreßt und auf eine Temperatur von 180 unter- Rühren des Inhaltes
erhitzt. Sobald die Innentemperatur 180 C erreicht hatte, wurde die Mischung durch eine Düse, die am Boden
des Autoklaven angebracht war und einen Durchmesser von 1,0 mm und eine Länge von 1,0 mm hatte, in die Atmosphäre
verspritzt, Dan so erhaltene Produkt bestand aus diskreten, flockenartigen Strukturen, welche feine poröse Körper enthielten
mit einerVielzahl von Poren darin, wobei die Dicke
der Wände die jeweils eine der Poren bildete, kleiner als 5 μ war.
Eine Mischung von 1 kg der flockenartigen Strukturen und
1 kg Cellulosepulpe, bestehend aus 30 Gew„-$ L-Pulpe und
70 Gew.-35 N-Pulpe, wurde in 200 I Wasser eingebracht und
in einem Scheibenrefiner zur Herstellung einer Aufschlämmung vermählen. Das Mahlen wurde bei einer lichten Weite der
benachbarten Scheiben von 0,15 mm durchgeführt. Die so
erhaltene Aufschlämmung war eine wässerige Dispersion, welche feine, Fibrid-artige Strukturelemente gleichmäßig
darin verteilt enthielt. Die Dispersion, zu welcher 4 % eines die Zähigkeit steigernden Mittels vom Polyacrylamid-Typ,
1,5 % eines Harzleimmittels und 4 % Titanoxid züge- '
setzt wurden, wobei alle Prozentsätze auf den Feststofffehalf.
in der Aufschlämmung bezogen sind, wurde durch Zusatz von Aluminiumsulfat fixiert, mit Wasser zu einer Aufschlämmungskonzentration
von 0,3 Gew.-% verdünnt und auf einer Foürdrinier-Papiermaschine
zu einem Blatt verarbeitet, wodurch man
,' ■ -, OWGlNAL INSPECTED
3 0 9 8 8 5/1110
ein Walzpapier mit einer gleichförmigen Textur und einem
hohen Weißgrad erhielt.
Das Produkt hatte eine Zähigkeit von 2,1 bis 2,6 kg/mm in Maschinenrichtung und von I3O bis 1,6 kg/mm in Querrichtung
und eine Dehnung, die vergleichbar war mit derjenigen von kommerziell verfügbaren Produkten.
Bei, s ρ i el.^8
Es wurden nach der in Beispiel 7 beschriebenen allgemeinen
Arbeitsweise jeweils einzelne Mischungen aus einer Reihe von Mischungen aus einer Polymer-Komponente, feinverteilten
anorganischen Teilchen und einen Lösungsmittel, wie
dies in Tabelle IV angegeben ist, in einem Autoklaven erhitzt. Ein am Boden des Autoklaven vorgesehenes Ventil
wurde geöffnet und die Mischung durch eine Düse in die Atmosphäre verspritzt. Die Spritzbedingungen sind gleichfalls
in Tabelle IV niedergelegt. Jedes der verspritzten Produkte wurde mit 5 bis 50 Gew.-!S5 bezogen auf das Gesamtgewicht
des vereinigten Materials, eines anderen Pulpenmaterials, wie es in Tabelle IV angegeben ist, vermischt
und in Wasser bei einer Konzentration von 1,0 Gew.-ΐ refinert.
Die refinerte Aufschlämmung wurde nach Zugabe von ?■ ,3 bis 10 % eines die Zähigkeit steigernden Mittels,
0,03 bis 1,5 % eines Leimungsmittels und 0,5 bis 6,0 %
eines Füllstoffes, wobei alle Prozentsätze auf -das Feststoff gewicht der Aufschlämmung bezogen sind, durch Zusatz
von Aluminiumsulfat fixiert, mit Wasser bis zur optimalen
Verdünnung verdünnt und auf einer Fourdrinier-Masch:ne zu
einem Blatt verarbeitet. Das se hergestellte Blatt hatte eine zwei-bis dreifach so große Zähigkeit im Vergleich zu
einer, ohne Additive hergestellten Produkt. Wenn man das
QJNAt. - 36 -
J09 88 5/V110
Blatt kalandrierte, wurde ein weiterer Anstieg der Zähigkeit beobachtet. Die Kalandrierbedingungen waren Temperaturen
von 85 bis 1050C und Lineardrucke von 30 bis 60 kg/cm.
In Tabelle IV bedeutet das Zähigkeitsverhältnis ein Verhältnis einer Zähigkeit eines Blattes, das die angegebenen
Additive enthält, zu derjenigen eines vergleichbaren Blattes ohne Additive.
- 37 3 0 9 8 8 5/1110
Tabelle IV
Herstellungsbedingungen für die flockenartige oder Faserband-artige
Struktur Herstellungsbedingungen für das Blatt
Spritzibe-Eingesetzte Zubereitung dingungen
Gemischt mit Additiv
Kalandrierbedingungen
Polyäthylen mit hoher Dichte, 40 Teile
170 C
50 kg/cm
Feinverteilte Kieselsäure B, 60 Teile Düser)r,
Methylenchlorid, 900 Teile durchmesser 1,5 mm
N-Fulpe 9 % 2 L-Pulpe21 %
Partiell hydrolysiertes
Polyacrylamid 3 %
Polyacrylamid 3 %
l80°(
N-Pulpe
Polyäthylen mit hoher
Dichte, 40 Teile «
Feinverteilte Kieselsäure 6° *%/m L-Pulpe 35%
60 Teile Düsen-
Methylenchlorid, 900 Teils-JjT0J^8In
Partiell hydrolysiertes
Polyacrylamid 4 %
Polyacrylamid 4 %
200QC
Polyäthylen mithoher Dichte, 30 Teile 6q kg/om3
Calciuracarbonat, 70 Teile Düsen-Methylenchlorid,800
Teile f^G3?m^
ser XjU m
N-Pulpe 21 %
Polyacrylamid 5 %
mm 50 kg/cm
aoo°c
Zähig« keitsverhält' nis
2,0
3,0
4,0 - 6,0
Herstellungsbedingungen für die flockenartige oder Faserband-artige
Struktur Herstellungsbedingungen für das Blatt
Zähigkeits-
Eingesetzte Zubereitung Spritzbe- Gemischt mitAdditiv
dingungen
Kalandrier- verhältbedingungen nis
O CO CO CO
Polyäthylen mit hoher 1700C
Dichte, 30 Teile
Magnesiumcarbonat, 70 Teile £?.
Methylenchlorid,800 Teile durchmesser 1,0 mm L-Pulpe 30 %
N-Pulpe 20 %
N-Pulpe 20 %
2 %
Polyacrylamid 2 %
l6o°C
Polyäthylen mit hoher Dichte, 40 Teile
Talk, 60 Teile Düsen_
Methylenchlorid, 800 Teile durchmesser 1,0 mm L-Pulpe 7 %
ρ
kg/cm N-Pulpe 3 %
kg/cm N-Pulpe 3 %
Carboxymethyl cellulose 2 %
Stärke 1 ·
Stärke 1 ·
50 kg/cm 1000C
Polyäthylen mit hoher Dichte, 40 Teile
Diatomeenerde, 60 Teile Methylenchlorid,900 Teile
18O0C
50 kg/cm* L-Pulpe 20
N-Pulpe 10
N-Pulpe 10
Stärke 2 % 50 kg/cm Polyfdx 1%
100wC
Düsendurch
messer 1,0 mm
messer 1,0 mm
1,5
3,0 - 4,0
5,0 - 7,0
cn cn ι
Herstellungsbedingungen für die flockenartige oder Faserband-artige
Struktur Herstellungsbedingungen für
das Blatt
das Blatt
Eingesetzte Zubereitung
Spritzbedingungen Gemischt mit
Additiv
Kalandrierbedingungen
Zähigkeits- verhält
nis
Polyäthylen mit hoher Dichte, 40 Teile
Feinverteilte Kieselsäure, 60 Teile
Trichlortrifluoräthan, 800 Teile
200°C
60 kg/cm "Düsendurchmesser 1,0 'mm
L-Pulpe 20%
N-Pulpe 105?
N-Pulpe 105?
Stärke 2 % .
Polyfix 1 %
Polyfix 1 %
Kristallines Polypropylen, 40 Teile
Feinverteilte Kieselsäure B, 60 "Teile Methylenchlorid,800 Teile
l60°C
ρ 50 kg/cm
Düsendurchmes ser 1,0 mm L-Pulpe 21
N-Pulpe 9 ■/
N-Pulpe 9 ■/
Polyacryl
amid 4 %
amid 4 %
Kristallines Polypropylen, 50 Teile
Feinverteilte Kieselsäure B, 50 Teile Methylenchlorid,800 Teile
20o°C L-Pulpe 21 ?
62 kg/cm2 N-Pulpe 9%
Düsendurchmes
ser 1,0 mm
ser 1,0 mm
Polyacryl
amid 4 %
amid 4 %
2,0
2,0 - 3,0
2,5 - 3,5
cn -j cn
Herstellungsbedingungen für die flockenartige oder Faserband-artige
Struktur Herstellungsbedingungen für
das Blatt
das Blatt
Zähigkeitsverhält
Spritzbe-Kalandrier- . Eingesetzte Zubereitung dingungen Gemischt mit Additiv bedingungen
Kristallines Polypropylen, 30 Teile
Feinverteilte Kieselsäure A, 70 Teile
Methylenchlorid, 900 Teile 15O0C
5,0 kg/cm
5,0 kg/cm
0 L-Pulpe 10%
C.
Düsendurchmes
ser 1,5 mm
ser 1,5 mm
Polyacryl·
amid 4 %
amid 4 %
50 kg/cm
1000C
1000C
Bei s ρ i e 1 9
Ein Autoklav wurde mit einer Mischung von 3 kg feinverteilter
Kieselsäure (A), 2 kg Polyäthylen mit hoher Dichte und 40,5 kg Methylenchlorid beschickt, verschlossen, mit
Stickstoff bis auf einen Anfangsdruck von 10 kg/cm abgepreßt
und bis auf eine Temperatur von l80°C unter Rühren
des Inhaltes erhitzt. Diese Innentemperatur wurde 10 Min.
lang aufrecht erhalten. Am Ende dieses Zeitraums wurde die Mischung durch eine am Boden des Autoklaven vorgesehene
Düse mit einem Durehmesser von 1,0 mm und einer Länge von
1,0 mm in die Atmosphäre verspritzt, Das so erhaltene Produkt bestand aus diskreten, flockenähnlichen Strukturen,
welche feine poröse Körper mit einer Vielzahl von Poren darin enthielten, wobei die Dicke der jeweils die Poren bildenden
Wände kleiner als 5 U war.
Nach Eintragen von 1 kg der flockenartigen Strukturen in 100 £ Wasser wurde die Mischung in einem Sehelbenrefiner
zur Herstellung einer Aufschlämmung vermählen. Das Reflnern
wurde während eines Zeitraums von 25 bis 6:0- Min. mit einer
lichten Weite der benachbarten Scheiben von etwa 0,5 mm
durchgeführt. Die so erhaltene Aufschlämmung war eine wässerige
Dispersion, welche feine Fibrid-artige Strukturelemente
gleichmäßig darin verteilt enthielt. Es wurde unter
Verwendung dieser Dispersion, zu welcher 0,5 % eines die
Zähigkeit erhöhendes Mittel vom Polyacrylamid-Typ zugesetzt
worden war, ein Blatt mit hoher Zähigkeitr hergestellt.
Das so hergestellte Blatt hatte eine Zähigkeit von über
ρ
100 kg/cm , wobei seine Zähigkeit nach Kalandrieren bei einer Temperatur von 100°C und einem linearen Druck von 50 kg/cm um das etwa 5- bis 7-fache gesteigert wurde. Die
100 kg/cm , wobei seine Zähigkeit nach Kalandrieren bei einer Temperatur von 100°C und einem linearen Druck von 50 kg/cm um das etwa 5- bis 7-fache gesteigert wurde. Die
309&85/1T1Q
Dehnung des kalandrierten Blattes betrug etwa 10 % und war
vergleichbar mit derjenigen eines normalen Papierproduktes.
Zu einer refinerten wässerigen Aufschlämmung von feinen
flockenartigen Strukturen, hergestellt in einer wie in Beispiel 9 beschriebenen Weise und enthaltend 5 kg Feststoff,
wurde eine refinerte wässerige Aufschlämmung von Cellulosepulpe, enthaltend 5 kg Feststoff, zugegeben und
sorgfältig gerührt. Die erhaltene gemischte Aufschlämmung wurde nach Zugabe von 4 % eines die Zähigkeit steigernden
Mittels vom partiell hydrolysierten Polyacrylamid-Typ,
1,5/6 eines Harzverleimungsmittels und 4 % Titanoxid, wobei
alle Prozentsätze auf das Gewicht des in der vereinigten Aufschlämmung vorhandenen Peststoffes bezogen sind, durch
Zusatz von Aluminiumsulfat fixiert und mit Wasser bis auf eine Konzentration von 0,3 Gew.-% verdünnt. Die erhaltene
Aufschlämmung, die einen Vermahlungsgrad von etwa 200 bis
300 cm hatte, wurde zur Herstellung eines Blattes auf
einer Pourdrinier-Papiermaschine verwendet, wodurch ein
Walzpapier mit einer gleichmäßigen Textur und einem hohen Weißgraö erhalten wurde. Das Walzpapier-Produkt hatte eine
2
Zähigkeit von 2,0 bis 2,5 kg/mm in Maschinenrichtung und
Zähigkeit von 2,0 bis 2,5 kg/mm in Maschinenrichtung und
2
1,0 bis 1,5 kg/mm in Querrichtung und Dehnungswerte von.
1,0 bis 1,5 kg/mm in Querrichtung und Dehnungswerte von.
1,0 bis 2,0 %, bzw. 5,0 bis 8,0 %. in Maschinen- bzw. Querrichtung*
B e i s ρ j β 1 11
Gemäß der allgemeinen Arbeitsweise des Beispiels 9 wurde
jede Mischung aus einer Reihe von Mischungen aus einer
Polymer-Komponente, feinverteilten anorganischen Teilchen
und einem Lösungsmittel, wie es in Tabelle V angegeben ist, in einem"Autoklaven erhitzt und durch eine am Boden
des Autoklaven vorgesehene Düse in die Atmosphäre verspritzt. Die angewandten Spritzbedingungen sind gleichfalls
in Tabelle V angegeben. Jedes der verspritzten Produkte wurde vermählen und mit einer getrennt vermahlenen Cellulosepulpe
gemischt. Zu der so erhaltenen gemischten Aufschlämmung wurden Additive, wie sie in Tabelle V angegeben
sind, zugesetzt. Unter Verwendung der erhaltenen Basis-Aufs chlämmung wurde die Papierblatt-Herstellung durchge-..
führt. Unter Verwendung von 0,3 bis 10 % der angegebenen Additive wurde normalerweise ein Zähigkeitsanstieg um etwa
das 2- bis 3-fache beobachtet. Das Kalandrieren wurde bei einer Temperatur von 85 bis IO5 C und einem Lineardruck
von 20 bis 60 kg/cm durchgeführt.
-Hk-309885/1110.
Herstellungsbedingungen für die flockenartige oder Faserband-artige
Struktur Herstellungsbedingungen für das Blatt
Eingesetzte Zubereitung
Spritzbe- - Kalandrier-
dingungen Gemischt mit Additiv bedingungen
Polyäthylen mit hoher Dichte, 40 Teile
Feinverteilte Kieselsäure B5 60 Teile
Methylenchlorid, 900 Teile
18O0C ρ 50 kg/cm Düsendurchmes
ser 1,0 mm
L-Pulpe
Partiell hydrolysiertes Polyacrylamid 5 %
Polyäthylen mit hoher Dichte, 30 Teile
Feinverteilte Kieselsäure, 70 Teile
Methylenchlorid, 800 Teile 2000C ρ
52 kg/cin Düsendurchmes ser 1,0 mm
N-Pulpe 21 % L-Pulpe . 9 %
Stärke 3,0$
Polyfix 1,0
50 kg/cm 800C
Zähigkeits- verhältnis
3,0
5,0
Polyäthylen mithoher Dichte, 30 Teile
Calciumcarbonat,70 Teile Methylenchlorid, 800 Teile 50 kg/cm
Düsendurchmes ser 1,0 mm
N-Pulpe L-Pulpe 9
Polyacryl· amid H %
3,0
cn •ο
αϊ ι
1T a b .st l 1 e V (Fortsetzung)
Herstellungsbedingungen· für die
floekenartige oder Faserband^artige Struktur "
floekenartige oder Faserband^artige Struktur "
Herstellungsbe^ingUiigen -für
das BiLatt
das BiLatt
Eingesetzte Zubereitung dingungen Gemischt Mit Additiv bedingungen
■Zähig- ^ keits-Ξ"
verhält-
Polyäthylen mit hoher*
Dichte,, 30 Teil©
, 7P
Methylenehlorid, 800 Teile
17O0C
2 50 kg/cm
Düsen*· dur chmes ·*
sep 1,0 mm
L-Pwipe 21
N-PuXpe 9 5 FοIyacrylamid
4 %
50nkg/cm 80°C
7,0
Polyäthylen mit hoher
Dichte/ ^O Teile
Dichte/ ^O Teile
Talk, 60 Teile
Methylenehlorid, 800 Teils
Methylenehlorid, 800 Teils
§0 kg/ Düsen-
ser ls0 mm
Carboxyme'
1,5
Polyäthylen, mit hoher
Dichte, 40 T.eile
Dichte, 40 T.eile
Diatomeenerde, 60 Teile
900 TeÜe
5Q
durchmes--'
ser 1,0 mm
L-Pulpe 35
15 'Carboxymethy I^
cellulose I %
cellulose I %
50 kg/cm 2,0 1OQPC
7 a fae 1 I.
β
V
lgI
floskenartige oder
Struktur
floskenartige oder
Struktur
Herstellungsbedingungen für das Blatt
Eingesetzt© Zubereitung dingungen KäXandrier-
mit Additiv bedingungen
Zähigi
verhältnis
Polyäthylen mit ^
Feinverteilt©
A, 60 Teils
A, 60 Teils
Trichlortrifluoräthan,
800 Teile ■
2000C 60 kg/cm
βer 1,0 mm L-Pulpe 7 %
N-Pulpe 3 %
Polyacry-3
2,0
Kristallines Polypropylen 17n0r
^tO Teile
■ ' 60 w
Feinver»teilte Kieselsäure Düsen-B,
60 Teile
Methylenchlorid, 800 Teile L-Pulpe 7 %
N-Pulpe 3 5f
Polyacrylamid 5 ^
2,0
Kristallines Polypropylen, 50 Teile
Feinverte,ilte Kieselsäure S, 50 Teile
900
60 kg/cm
Düsen-
durchmes-
ser lj5 mra
L'Pulpe 7 N»Pulpe 3
Polyacrylamid 3 #
50 kg/cm 800C
7,0
Tabelle V (Fortsetzung)
-Cr CO
Herstellungsbedingungen für die flockenartige oder Faserband-artige
Struktur Herstellungsbedingungen für
das Blatt
das Blatt
Eingesetzte Zubereitung
Spritzbe- ; Kalandrier-
dingungen Gemischt mit Additiv bedingungen
Zähigkeits-
verhältnis
verhältnis
.Kristallines Polypropylen, 30 Teile.
.Peinverteilte Kieselsäure A, 70 Teile
Methylenchlorid, 1000 Teile
16O0C
ρ
kg/cm
kg/cm
Dusendurchmesser l,p mm
Polyacryl·
amid 3 %
amid 3 %
5,0
Claims (23)
1. Blattartige Struktur, hergestellt aus einer flockenartigen oder Kardenband-artigen bzw. Paserband-artigen Struktur
und zumindest 3 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der blattartigen Struktur, Cellulosepulpe, wobei die flockenartige
oder Kardenband-artige bzw. Faserband-artige Struktur aus einer feinverteilten anorganischen Substanz in einem
Gewichtsbruchteil W„ und einem Faser-bildenden, synthetischen,
polymeren Material in einem Gewichtsbruchteil von 1 - W„ besteht,
wobei Wf der nachfolgenden Beziehung genügt:
0,9 * W. I ^
f "or + va - vf)
worin Wf ein Gewichtsbruchteil der feinverteilten anorganischen
Substanz, V ein spezifisches Volumen des synthetischen, polymeren Materials ist, Vo ein Grobvolumen der fein
verteilten anorganischen Substanz unter einem Druck von
ρ
10 kg/cm G bedeutet und Vf ein wahres spezifisches Volumen der feinverteilten anorganischen Substanz ist und die flokkenartige oder Kardenband-artige bzw. Faserband-artige Struktur eine Vielzahl von feinen, irregulären Poren darin besitzt, und wobei die Dicke der Wände, welche derartige Poren bilden, nicht größer als 5 Mikron ist.
10 kg/cm G bedeutet und Vf ein wahres spezifisches Volumen der feinverteilten anorganischen Substanz ist und die flokkenartige oder Kardenband-artige bzw. Faserband-artige Struktur eine Vielzahl von feinen, irregulären Poren darin besitzt, und wobei die Dicke der Wände, welche derartige Poren bilden, nicht größer als 5 Mikron ist.
2. % Blattartige Struktur nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die blattartige Struktur ferner noch zumindest ein normalerweise bei Blattherstellungsverfahren
verwendetes Additiv enthält.
3. Blattartige Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chnet, daß das Faser-bildende, syn-
- H9 309885/1110
OWGINAL INSPECTED
thetische, polymere Material ein Olefin-Polymeres ist.
4. Blättartige Struktur nach Anspruch 3, d ad u r c h
g e k e η η ζ e i c""h η e t, daß das Olefin-Polymere
kristallines Polyäthylen und/oder kristallines Polypropylen ist. ■
5» Blattartige Struktur nach Anspruch I5 dadurch
gekennzei chnet, daß das Faser-bildende,
synthetische, polymere Material Polyathylenterephthalat ist.
6. Blattartige Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekenn ζ e i chnet, daß die feinverteilte anorganische
Substanz eine durchschnittliche Teilchengröße von nicht mehr als 500 Mikron besitzt.
7. Blattartige Struktur nach Anspruch 1, dadurch
gekennzei chnet, daß- die feinverteilte anorganische
Substanz Caleiurnearbοnat, Calciumsulfat, Kaolin-Ton,
Ruß, Diatomeenerde, Magnesiumcarbonat, Magnesiumhydroxid,
pyrogene Kieselerde, Kieselsäure, amorphe Kieselerde, Silikasand,
Silicat, Titanoxid, Terra alba, Tonerde, Feldspat, Quarz, Grap.hitasbest, Glimmer, Molybdändisulf id, Agalmatolit-Ton,
Antimontrioxid, Magnesiumoxid, Sericit, Schlämmkreide
und/oder Schiefermehl ist.
8. Verfahren zur Herstellung einer blattartigen Struktur, dadurch gekennzeichnet, daß es die
Stufen umfaßt:
(1) Das Dispergieren der flockenartigen, oder Kardenbandartigen bzw. Faserband-artigen Struktur und der Cellulosepulpe
in einem flüssigen Medium,, in welchem sowohl die flockenartige oder die Kardenband-artige bzw. Faserband-
ORiGINAL INSPECTED - 50 3Q0885/1
110
233ο/o
artige Struktur und die Cellulosepulpe im wesentlichen unlöslich sind, wobei die Menge der Cellulosepulpe zumindest
3 Gew.-?, bezogen auf das Gewicht der resultierenden blattartigen
Struktur beträgt, und wobei die flockenartige oder Kardenband-artige bzw. Paserband-artige Struktur aus einer
feinverteilten, anorganischen Substanz in einem Gewichts- x
bruchteil W„ und einem Faser-bildenden, synthetischen, polymeren
-Material in einem Gewichtsbruchteil von 1 -.W„ besteht,
wobei W„ der nachfolgenden Beziehung genügt:
' ■ V 0 Q * W * ., P
1V^a - V
worin VL. ein Gewichtsbruchteil der feinverteilten anorganischen
Substanz, V ein spezifisches Volumen, des synthetischen, polymeren Materials ist, V ein Grobvolumen der
feinverteilten anorganischen Substanz unter einem Druck
2
von 10 kg/cm G bedeutet und V„ ein wahres spezifisches
von 10 kg/cm G bedeutet und V„ ein wahres spezifisches
Volumen der feinverteilten anorganischen Substanz ist, und wobei die flockenartige oder Kardenband-artige bzw.
Paserband-artige Struktur eine Vielzahl von feinen, irregulären Poren darin besitzt, und wobei die Dicke der Wände,
welche derartige Poren bilden, nicht größer als 5 Mikron ist;
(2) das Einwirken einer mechanischen Kraft auf die Dispersion, durch welche die flockenartige oder Kardenband-artige
bzw. Paserband-artige Struktur und die Cellulosepulpe unter Bildung Fibrid-artiger Strukturelemente vermählen
und/oder zerkleinert wird;
(3) das zwei- oder dreidimensionale Ablagern der Pibridartigen
Strukturelemente unter Bildung eines Gewebes mit angrenzenden Strukturelementen,verwiirt und/oder an ihrer
in Berührung stehenden ,Fläche gebunden;
BAD öfttälNAL 51
'3D3885/ 1110
und anschließend
(4) das Entfernen des flüssigen Mediums aus dem Gewebe.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die flockenartige oder Kardenbandartige bzw. Faserband-artige Struktur hergestellt wird
durch
(.1) Herstellen einer Mischung der feinverteilten anorganischen
Komponente in einem Gewichtsbruchteil von W und der
polymeren Komponente in einem Gewichtsbruchteil von 1 - W , dispergiert in einem Lösungsmittel mit einem niedrigeren
Siedepunkt als einem Erweichungspunkt der polymeren Komponente, das imstande ist, die polymere Komponente bei erhöhten
Temperaturen aufzulösen, wobei W„ der nachfolgenden
Beziehung genügt:
' ~ f " Tv +. ν - v„)
p el X '
worin W„ ein Gewichtsbruchteil der feinverteilten anorganischen
Komponente, bezogen auf das kombinierte Gewicht der feinverteilten anorganischen und polymeren Komponenten,
V ein spezifisches Volumen der polymeren Komponente ist,
V ein Grobvolumen der feinverteilten anorganischen Kompoa
nente bedeutet und V„ ein wahres spezifisches Volumen der
feinverteilten anorganischen Komponente ist,
(2) Erhitzen der Mischung zur Auflösung der polymeren Komponente in dem Lösungsmittel, und
(3) Extrudieren der erhitzten Mischung unter einem Druck von zumindest dem autogenen Druck durch eine Düse in eine
Zone eines niedrigeren Druckes und einer niedrigeren Temperatur zur Verdampfung des Lösungsmittels daraus.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurchgeke. nn-
- 52 -■ 309885/1110 ÖAD ORK3INAL
zeichnet, daß die erhaltene blattartige Struktur
kalandriert wird.
11« Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das Faser-bildende, synthetische, polymere Material ein Olefin-Polymeres ist.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß das Qlefin-Polymere kristallines Polyäthylen und/oder isotaktisches Polypropylen ist.
13* Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzei ehnet, daß das Faser-bildende, synthetische,
polymere Material Polyäthylenterephthalat ist.
14. Verfahren nach Anspruch 8,dadurch gekennzeichnet,
daß die feinverteilte anorganischen Substanz eine durchschnittliche Teilchengröße von nicht mehr
als 500 Mikron besitzt.
15. Verfahren nach Anspruch 8,dadurch gekennzei
chnet, daß die feinverteilte anorganische Substanz Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Kaolin-Ton, Ruß,
Diatomeenerde, Magnesiumcarbonat, Magnesiumhydroxid, pyrogene
Kieselerde, Kieselsäure, Silikasand, amorphe Kieselerde, Silicat, Titanoxid, Terra alba, Tonerde, Feldspat,
Quarz, Graphit, Asbest, Glimmer, Molybdändisulfid, Agalmatolit-Ton,
Antimontrioxid und Magnesiumoxid, Sericit, Schlämmkreide und/oder Schiefermehl ist.
16. Verfahren zur Herstellung einer blattartigen Struktur, dadurch gekennzeichnet, daß es die
Stufen des
- 53 309885/1110
(1) Dispergierens der flockenartigen oder Kardenbandartigen bzw. Faserband-artigen Struktur und der Cellulosepulpe,
getrennt in zwei flüssigen Medien, wobei die flockenartige oder Kardenband-artige bzw. Faserband-artige
Struktur aus einer feinverteilten anorganischen Substanz in einem Gewichtsbruehteil W^. und einem
Faser-bildenden , synthetischen, polymeren Material in
einem Gewichtsbruchteil von 1 - W„ besteht, wobei W„ der
nachfolgenden Beziehung genügt:
ö Q *
worin W„ ein Gewichtsbruchteil der feinverteilten anorganischen Substanz, V. ein spezifisches Volumen des synthetischen»
polymeren Materials ists V ein, Grobvolumen der
- ·. et
feinverteilten anorganischen Substanz unter einem Druck
2
von 10 kg/cm G bedeutet und Vf ein wahres spezifisches Volumen der feinverteilten anorganischen Substanz ist, , wobei die flockenartige oder Kardenband-artige bzw, Faserband-artige Struktur eine Vielzahl von feinen, irregulären Poren darin besitzt, und wobei die Dicke der iiände, welche derartige Poren bilden, nicht größer als 5 Mikron ist;
von 10 kg/cm G bedeutet und Vf ein wahres spezifisches Volumen der feinverteilten anorganischen Substanz ist, , wobei die flockenartige oder Kardenband-artige bzw, Faserband-artige Struktur eine Vielzahl von feinen, irregulären Poren darin besitzt, und wobei die Dicke der iiände, welche derartige Poren bilden, nicht größer als 5 Mikron ist;
(2) Anlegens einer mechanischen Kraft auf die zwei Dispersionen
in getrennter Weise, wodurch die flockenartige oder Kardenband-artige bzw. Faserband-artige Struktur und
die Ceirulosepulpe unter Bildung von Fibrid-artigen Struktürelementen
vermählen und/oder verfeinert wird;
(3) MiSehens der zwei Arten der Fibrid-artigen Strukturelemente miteinander in einem Verhältnis derart, daß die
Menge an Cellulosep.ulpe zumindest 3 Gew.-$, bezogen auf
das Gewicht der resultierenden blattartigen Struktur, beträgt;
(H) zwei- oder dreidimensionalen Ablagerns der Mischung
3038SSZIHQ
- 5h -
unter Bildung eines Gewebes mit angrenzenden Strukturelementen,
verwirrt und/oder an ihrer Berührungsfläche gebunden, und, anschließend,
(5) Entfernens des flüssigen Mediums aus dem Gewebe,
umfaßt.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die flockenartige oder Kardenbandartige bzw. Faserband-artige Struktur hergestellt wird
durch
(1) Herstellen einer Mischung der feinverteilten anorganischen Komponente in einem Gewichtsbruchteil von W und
der polymeren Komponente in einem Gewichtsbruchteil von 1 - W^, dispergiert in einem Lösungsmittel, welches einen
niedrigeren Siedepunkt aufweist, als ein Erweichungsmittel der polymeren Komponente", und das imstande ist, die polymere
Komponente bei erhöhten Temperaturen aufzulösen, wobei W>, der nachfolgenden Gleichung genügt:
V '9 " f <vp + Va - Vf>
worin W^, ein Gewichtsbruchteil der feinverteilten anorganischen
Komponente, bezogen auf das vereinigte Gewicht der feinverteilten anorganischen und der polymeren Komponenten,
ist, V ein spezifisches Volumen des synthetischen, polymeren Materials bedeutet, V ein Grobvolumen der fein-
et
verteilten anorganischen Komponente ist und V ein wahres
spezifisches Volumen der feinverteilten anorganischen Substanz darstellt,
(2) Erhitzen der Mischung zur Auflösung der polymeren Kornponente in dem Lösungsmittel, und
(33 Extrudieren der erhitzten Mischung unter einem Druck
- 55 -1 11 i
233575A
von zumindest dem autogenen Druck durch eine Düse In eine
Zone mit einem niedrigeren Druck und einer niedrigeren
Temperatur zur Verdampfung des Lösungsmittels daraus.
Zone mit einem niedrigeren Druck und einer niedrigeren
Temperatur zur Verdampfung des Lösungsmittels daraus.
18. Verfahren nach Anspruch l6, dadurch gekennzeichnet,
daß die resultierende blattartige Struktur
kalandriert wird.
kalandriert wird.
19. Verfahren nach Anspruch 16, d a d u r c h gekennzeichnet,
daß das Faser-bildende, synthetische, polymere
Material ein Olefin-Polymeres ist.
20. Verfahren nach Anspruch IQ, dadurch ge.kennzeichne
t, daß das Olefin-Polymere kristallines
Polyäthylenund/oder isotaktisches Polypropylen ist.
Polyäthylenund/oder isotaktisches Polypropylen ist.
21. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß das Faser-bildende, synthetische,
polymere Material Polyäthylenterephthalat ist.
polymere Material Polyäthylenterephthalat ist.
22. Verfahren nach Anspruch l6, dadurch gekennzeichnet,
daß die feinverteilte anorganische Substanz eine durchschnittliche Teilchengröße von nicht mehr
als 500 Mikron besitzt.
als 500 Mikron besitzt.
23. Verfahren nach Anspruch l6, dadurch gek en nzeichnet,
daß die feinverteilte anorganische Substanz Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Kaolin, Ton, Ruß, Diatomeenerde,
Magnesiumcarbonat, Magnesiumhydroxid, pyrogene Kieselerde,
Kieselsäure, amorphe Kieselerde, Silikasand, Silicat, Titanoxid, Terra alba, Tonerde, Feldspat, Quarz, Graphit,
Asbest, Glimmer, Molybdändisulfid, Agalmatolit-Ton, Antimontrioxid, Magnesiumoxid, Serieit, Schlämmkreide und/oder
Schiefermehl ist.
Asbest, Glimmer, Molybdändisulfid, Agalmatolit-Ton, Antimontrioxid, Magnesiumoxid, Serieit, Schlämmkreide und/oder
Schiefermehl ist.
3 09885/1110
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JP1349073A JPS49101605A (de) | 1973-02-02 | 1973-02-02 |
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Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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