DE2335754A1 - Blattartige struktur und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

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 -

3 0 9 8 8 5/1110

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 -

309885/1110

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 ₊ V_a - V_f)

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 = W_f I W_fc (3)

3 0 9 8 8 5/1110

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.

3 0 9 8 8 5/1110

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 - W_f, wobei W_f 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

- 6 3 Q 9 8 a 5 / 1 1 1 O

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

309885/1110 BAD ORK2INAL

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.

- 8 309885/1110

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.

Tabelle I

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

309885/ 1110

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

Tabelle II

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 -

309885/ 1110

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.

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

309885/1110

- 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 W_f 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.

- 12 309885/1110

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

- 13 3 0 9885/1110

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.

309885/1Π0

- 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

- 15 30988 5/1110

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

- 16 3098-8 5/ 1 1i 1 0

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-

309885/1110 - 17 -

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.

Beispiel 1

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.

Beispiel

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

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.

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.

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.

Beispiel 4

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.

Beispiel 5

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

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.

Beispiel 6

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

Feinverteilte Kieselsäure B, 85 Teile

Methylenchlorid,800 Teile

Polyäthylen mit hoher
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

Feinverteilte Kieselsäure B, 60 Teile

Methylenchlorid,8OO Teile

150⁰C
kg/cm

Düsendur chifse sser 1,5 mm

Feine flockenartige Struktur

200⁰C

Polyäthylen mit hoher
Dichte, 30 Teile

Calciumcarbonat A,70 T. _.,

Düsen-

Methylenchlorid,800 Teile durchmes-

kg/cm*

Feine flockenartige; Struktur

a pt» 1 mm

309885/ 1110

- 26 -

Tabelle III (Portsetzung)

Versuch-

Nr. Eingesetzte Zubereitung Spritzbedingungen Produkt

Polyäthylen mit hoher
Dichte, 20 Teile

Calciumcarbonat B, 80 Teile Methylenchlorid, 75O Teile 20o°C

kg/cm* Düsen-

Feine flockenartige Struktur

Polyäthylen mit hoher
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

Magnesiumcarbonat,

70 Teile

Methylenchlorid,800 Teile 200°C, ₂ kg/cm Düsendurchmes ser lmm

Feine flockenartige Struktur

Polyäthylen mit hoher
Dichte, 15 Teile

Magnesiumcarbonat,

85 Teile

Methylenchlorid,820 Teile 170⁰C kg/cnr Düsendurchmes ser 1 mm

Polyäthylen mit hoher
Dichte, 40 Teile

Diatomeenerde, 60 Teile Methylenchlorid,78O Teile l80°C ₂ kg/cm Düsendur chmesser 1 mm

Polyäthylen mit hoher
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/cm^c

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

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

Tabelle III (Fortsetzung)

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

Tabelle III (Fortsetzung)

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, 22O^WC

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

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

Tabelle III (Fortsetzung)

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 durchmes^{ser 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

Methylenehlorid,800 Teile

Kristallines Polypropylen,

30 Teile

Talk,
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

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

Polyacrylnitril, 50 Teile

Feinverteilte Kieselsäure A, 50 Teile

Wasser, 30.0 Teile Acetonitril, 500 Teile 230°C
80 kg/cm Dusendurchmesser 1 mm

Feine Faserbandartige Struktur

- 32 -

ORIGINAL INSPECTED

'J 0 9 8 8 5/1 1 10

Tabelle III (Fortsetzung)

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),

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

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

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

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

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 %

l80°(

N-Pulpe

Polyäthylen mit hoher

Dichte, 40 Teile «

Feinverteilte Kieselsäure ⁶° *%^/m L-Pulpe 35%

60 Teile Düsen-

Methylenchlorid, 900 Teils-JjT⁰J^⁸I_n Partiell hydrolysiertes
Polyacrylamid 4 %

200^QC

Polyäthylen mithoher Dichte, 30 Teile _{6q kg/om}3 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

T a, b e 1 1 e IV (Fortsetzung)

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 %

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 %

Carboxymethyl cellulose 2 %
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

Stärke 2 % 50 kg/cm Polyfdx 1%

100^wC

Düsendurch
messer 1,0 mm

1,5

3,0 - 4,0

5,0 - 7,0

cn cn ι

Tabelle IV (Fortsetzung)

Herstellungsbedingungen für die flockenartige oder Faserband-artige Struktur Herstellungsbedingungen für
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?

Stärke 2 % .
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 ■/

Polyacryl
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

Polyacryl
amid 4 %

2,0

2,0 - 3,0

2,5 - 3,5

cn -j cn

Tabelle IV (Fortsetzung)

Herstellungsbedingungen für die flockenartige oder Faserband-artige Struktur Herstellungsbedingungen für
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

₀ L-Pulpe 10%

C.

Düsendurchmes
ser 1,5 mm

Polyacryl·
amid 4 %

50 kg/cm
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

309&85/1T1Q

Dehnung des kalandrierten Blattes betrug etwa 10 % und war vergleichbar mit derjenigen eines normalen Papierproduktes.

BeispiellQ

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

2
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.

Tabelle V

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 "

Herstellungsbe^ingUiigen -für
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 %

50_nkg/cm 80°C

7,0

Polyäthylen mit hoher
Dichte/ ^O Teile

Talk, 60 Teile
Methylenehlorid, 800 Teils

§0 kg/ Düsen-

ser l_s0 mm

Carboxyme'

1,5

Polyäthylen, mit hoher
Dichte, 40 T.eile

Diatomeenerde, 60 Teile

900 TeÜe

5Q

durchmes--' ser 1,0 mm

L-Pulpe 35 15 'Carboxymethy I^
cellulose I %

50 kg/cm 2,0 1OQ^PC

7 a fae 1 I. β V

lgI
floskenartige oder
Struktur

Herstellungsbedingungen für das Blatt

Eingesetzt© Zubereitung dingungen KäXandrier-

mit Additiv bedingungen

Zähigi

verhältnis

Polyäthylen mit ^

Feinverteilt©
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 _17n0_r

^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

Eingesetzte Zubereitung

Spritzbe- ^; Kalandrier-

dingungen Gemischt mit Additiv bedingungen

Zähigkeits-
verhältnis

.Kristallines Polypropylen, 30 Teile.

.Peinverteilte Kieselsäure A, 70 Teile

Methylenchlorid, 1000 Teile

16O⁰C

ρ
kg/cm

Dusendurchmesser l,p mm

Polyacryl·
amid 3 %

5,0

Claims (23)

Patentansprüche

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 W_f der nachfolgenden Beziehung genügt:

0,9 * W. I ^

f "or ₊ v_a - v_f)

worin W_f ein Gewichtsbruchteil der feinverteilten anorganischen Substanz, V ein spezifisches Volumen des synthetischen, polymeren Materials ist, V_o ein Grobvolumen der fein

verteilten anorganischen Substanz unter einem Druck von

ρ
10 kg/cm G bedeutet und V_f 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

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 ist_s V ein, Grobvolumen der

- ·. et

feinverteilten anorganischen Substanz unter einem Druck

2
von 10 kg/cm G bedeutet und V_f 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 ^{+ V}a - ^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.

18. Verfahren nach Anspruch l6, dadurch gekennzeichnet, daß die resultierende blattartige Struktur
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.

21. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Faser-bildende, synthetische,
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.

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.

3 09885/1110