DE2363672B2 - Verfahren zur Herstellung von Kurzfasern aus Polyolefinen, deren Verwendung sowie Kurzfasern aus Polyäthylen - Google Patents

Description

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch ge- vom Lösungsmittel befreiten Kurzfasern sind stark kennzeichnet, daß als Lösungsmittel technische hilfsmittelhaltig und daher nur für begrenzte Anwen-Benzinschnitte verwendet werden, die Pentan in dungsfälle brauchbar. So werden z. B. bei der Hereiner Menge von 5 bis 50 Gewichtsprozent ent- »0 stellung von Papiervliesen aus den so erhaltenen Pohalten. lyolefin-Kurzfasern die Faserbindung und die initiale

3. Kurzfasern aus Polyäthylen, dadurch ge- Naßfestigkeit der Blätter durch die Anwesenheit von kennzeichnet, daß sie eine spezifische Oberfläche grenzflächenaktiven Stoffen und Schaumbekämpzwischen 10 bis 50 m²/g, einen Schopper-Riegler- fungsmitteln nachteilig beeinflußt.

Wert zwischen 15 bis 30° SR, eine Faserlänge as Nach einem anderen bekannten Verfahren können

zwischen 1 bis 40 mm und Faserdicken zwischen die Lösungsmittelreste durch einen Lösungsmittelaus-

2 bis 30 mm aufweisen. tausch entfernt werden. Hierbei werden die Lösungs-

4. Verwendung der Kurzfasern gemäß den An- mittel, vor allem Cyclohexan und η-Hexan, in einer Sprüchen 1 und 2 zur Herstellung von papier- ersten Extraktionsstufe durch ein anderes Lösungsoder textdähnlichen Flächengebilden. 30 mittel, z. B. Isopropanol, ersetzt, das in einer zweiten

Extraktionsstufe mit Hilfe von Wasser ausgewaschen

wird. Diese Methode ist aufwendig und zeitraubend.

Die nach den bekannten Verfahren erhaltenen

Kurzfasern können nicht durch Kämmen z. B. mit

35 Hilfe von öffner, Wolf, Stachelwalze oder Krempel aufgelockert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das ein-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- gangs beschriebene Verfahren so abzuwandeln, daß

lung von Kurzfasern aus Polyolefinen durch Lösen die Nachteile der bekannten Verfahren vermieden

eines Polyolefins in einem organischen Lösungsmit- 40 werden. Es sollen also unmittelbar Kurzfasern anfal-

tel unter Druck bei einer Temperatur, die, gemessen len, die in ihrer Morphologie Cellulosefasern weitge-

unter normalem Druck, oberhalb des Siedepunkts des hend ähneln. Demzufolge sollen sie einen hohen Fi-

Lösungsmittels liegt, und Entspannen der Lösung brillierungsgrad besitzen, eine hohe spezifische Ober-

durch eine öffnung in einen unter niedrigem Druck fläche haben, beim Verdunsten oder Abdampfen des

stehenden Raum. 45 Lösungsmittels nicht agglomerieren, beim Liegenlas-

Kurzfasern aus Polyäthylen werden z. B. herge- sen an der Luft nicht oder nur unwesentlich schrumpstellt, indem man Polyäthylen in einem organischen fen und auch in Abwesenheit von Hilfsmitteln isoliert Lösungsmittel bei höherer Temperatur unter Druck werden können.

löst und die Lösung dann durch eine Düse entspannt. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

Dabei entstehen als Primärprodukte zusammenhän- 50 löst, daß man als Lösungsmittel Pentan oder ein Lö-

gendi; faserartige Geflechte bzw. Plexusfäden (deut- sungsmittelgemisch einsetzt, das mindestens so viel

sehe Patentschrift 12 90 040) oder faserförmige Gele Pentan enthält, daß sich das Polyolefin beim Ent-

(deutsche Offenlegungsschriften 21 17 370, 22 27 021 spannen der Lösung in Form von diskreten Kurzfa-

und 22 37 606). sern abscheidet. Im Gegensatz zu den bekannten Ver-

Um aus den Plexusfäden oder den zusammenhän- 55 fahren erhält man einzelne Kurzfasern, die auch Figenden faserförmigen Geflechten Kurzfasern freizu- brillen genannt werden. Sie sind miteinander versetzen, müssen diese erst in Stapellängen geschnitten filzt. Üierraschenderweise agglomerieren die eriin- und anschließend in Flüssigkeiten durch Einwirkung dungsgemäßen Polyolefin-Kurzfasern nicht, wenn hoher Scherkräfte zu diskreten Kurzfasern aufge- man sie z. B. bei erhöhter Temperatur trocknet odei schlossen werden. Die auf diese Weise freigesetzten 60 das restliche Lösungsmittel aus einer wäßrigen Faser-Kurzfasern sind verhältnismäßig kurz und zeigen eine suspension abdestilliert,
nur geringe Fibrillierung. Es etitsteht unmittelbar ein Faserprodukt, das

Die faserförmigen Gele sind stark lösungsmittel- nicht mehr durch Lösungsmittel gequollen ist; ein haltig und ergeben beim Liegenlassen an der Luft faserförmiges Gel bildet sich nicht aus.
hartes, krümelige Massen, die keine Fasereigenschaf- 65 Unter Polyolefinen im Sinne der Erfindung sollen ten mehr aufweisen. Die faserförmigen Gele schrump- z. B. partiell kristalline Polymerisate verstanden werfen und kleben zusammen, wenn man sie an der Luft den, vor allem Polymerisate von Olefinen mit 2 bis lieeenläßt. 8 Kohlenstoffatomen. Geeignete partiell kristalline

Olefinpolyiuerisate haben bei einer Temperatur von 25° C eine Röntgenkristallinität von mehr als 5 Gewichtsprozent. Vorzugsweise verwendet man Polyäthylene, deren Dichten zwischen 0,915 und 0,965 g/cm³ liegen und Polypropylen. Das Molekulargewicht der Polyäthylene wird durch den Schmelzindex charakterisiert, der höchste Wert für das Molekulargewicht durch den Schmelzindex (gemessen bei einer Temperatur von 190° C und einem Auflagegewicht von 21,6 kg) von 0,01 g/10 min, der niedrigste Wert für das Molekulargewicht durch einen Schmelzindex (190° C/2,16 kg) von 100 g/10 min. Der Schmelzindex wird nach ASTM D 1238-65T bestimmt. Die Polyäthylene werden nach den bekannten Hoch- und Niederdruckpolymerisatior.sverfahren hergestellt. Sie sind im Handel erhältlich ebenso wie Polypropylen, dessen Molekulargewicht durch eine Grenzviskosität (gemessen bei ]30° C in Dekalin) von vorzugsweise 1,5 bis 8 dl/g charakterisiert wird.

Geeignet sind auch Copolymerisate von Äthylen mit anderen äthylenisch ungesättigten Verbindungen, beispielsweise Copolymerisate aus Äthylen und Propylen, Copolymerisate aus Äthylen und Butylen, Copolymerisate aus Äthylen und 4-Methylpenten-l sowie Copolymerisate aus Äthylen und Vinylestern, die sich z. B. von gesättigten Carbonsäuren mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen ableiten, Copolymerisate aus Äthylen und Acrylsäureestern mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, Copolymerisate aus Äthylen und Methacrylsäureestern mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, Copolymerisate aus Äthylen und Fumarsäure, Maleinsäure, Itaconsäure und deren Ester sowie Copolymerisate, die Acrylsäure und Methacrylsäure einpolymerisiert enthalten. Besondere Bedeutung haben Copolymerisate aus Äthylen und Vinylacetat, Copolymerisate aus Äthylen und n-, iso- oder tert.-Butylacrylat, Copolymerisate aus Äthylen und Acrylsäure sowie Copolymerisate, die mehrere der genannten äthylenisch ungesättigten Comonomeren einpolymerisiert enthalten, beispielsweise Copolymerisate aus Äthylen, Acrylsäure und Vinylacetat oder Copolymerisate aus Äthylen, Acrylsäure und tert.-Butylacrylat. Es ist selbstverständlich auch möglich, Kurzfasern aus Mischungen von verschiedenen Polymerisaten herzustellen, beispielsweise aus einer Mischung von Hoch- und Niederdruckpolyäthylen im Verhältnis 1:1 oder einer Mischung aus 8O°/o Hochdruckpolyäthylen und 20 Gewichtsprozent eines Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisats mit einem Vinylacetatgehalt von 15 Gewichtsprozent. Die Äthylencopolymerisate enthalten in der Regel bis zu 50 Gewichtsprozent eines oder mehrerer Comonomeren, vorzugsweise 5 bis 40 Gewichtsprozent des Comonomeren.

Erfindungsgemäß verwendet man als Lösungsmittel für die Polyolefine Pentan oder Lösungsmitteigemische, die Pentan enthalten. Im vorliegenden Zusammenhang sind unter Pentan alle Isomeren des Pentans zu verstehen, wie n-Fentan, Isopentan, Cyclopentan und Neopentan. In der Regel setzt man ein Isomerengemisch ein, beispielsweise aus n-Pentan und i-Pentan. Man kann jedoch auch selbstverständlich reines n-Pentan, i-Pentan oder Neopentan verwenden.

Außerdem eignen sich für das erfindungsgemäße Verfahren Lösungsmittelgemische, die mindestens so viel Pentan enthalten, daß sich das Polyolefin beim Entspannen der homogenen Lösung in einen unter einem niedrigeren Druck stehenden Raum in Form von diskreten Kurzfasern abscheidet. Geeignete Lösungsmittelgemische werden hergestellt, indem man zu organischen Lösungsmitteln, die Polyolefine lösen, Pentan zusetzt. Organische Lösungsmittel für Polyolefine sind z. B. Cyclohexan, Methylcyclohexan, η-Hexan, n-Heptan, n-Octan, Isooctan und aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol, Toluol, Xylol, Äthyibenzol, sowie chlorierte Kohlenwasserstoffe wie Methylenchlorid, Trichlormethan, Tetrachloräthylen, Chlorbenzol.

Besonders geeignete Lösungsmittel sind Benzinschnitte mit dem Siedebereich Kp 25 bis 140° C. Besonders vorteilhaft sind Petroläther (Kp 30 bis 60° C) und Leichtbenzin (Kp 55 bis 95° C). Auch Mischungen der genannten Lösungsmittel können eingesetzt werden.

Um aus den Polyolefinen Kurzfasern herzustellen, werden die Polyolefine in einem organischen Lösungsmittel gelöst. Die Löslichkeit des Polyolefins in den genannten organischen Lösungsmitteln ist stark von der Temperatur abhängig. Um eine möglichst konzentrierte Lösung herstellen zu können, löst man das Polyolefin vorzugsweise bei einer Temperatur, die oberhalb des Siedepunkts des jeweils verwendeten Lösungsmittels liegt. Es ist daher erforderlich, die Polyolefinlösung in einem Druckbehälter herzustellen. Dazu kann man beispielsweise einen Druckkessel mit Rührvorrichtung einsetzen oder das Polyolefin zunächst in einer Schneckenmaschine, z. B. in einem zweiwelligen Schneckenkneter, aufschmelzen und die Schmelze mit dem Lösungsmittel unter Druck mischen. Um gemäß der Erfindung aus den Polyolefinlösungen Fasern herzustellen, kann die Konzentration des Polyolefins in der Lösung 0,5 bis 30, vorzugsweise 10 bis 25 Gewichtsprozent, betragen.

Die Menge des jeweils erforderlichen Pentans in der Lösungsmittelmischung ist abhängig vom Molekulargewicht und der Molekulargewichtsverteilung des eingesetzten Polyolefins, von den Löseeigenschaften des angewandten Lösungsmittels und den Verfahrensbedingungen. Der erforderliche Pentananteil im Lösungsmittelgemisch kann für jedes Polyolefin leicht durch orientierende Versuche ermittelt werden, indem man beispielsweise Polyäthylen in verschiedenen Cyclohexan-Pentan-Viischungen in der Wärme löst und feststellt, aus welcher Mischung sich das Polyäthylen nicht mehr in gelartigem Zustand abscheidet. Geeignete Lösungsmittel/Pentan-Mischungen können beispielsweise bis zu 98 Gewichtsprozent Pentan enthalten.

Vorzugsweise setzt man Benzinschnitte als organische Lösungsmittel ein, die 5 bis 50, vorzugsweise 10 bis 30, Gewichtsprozent Pentan enthalten. Um möglichst hohe Konzentrationen an Polyolefin in der Lösung zu erreichen, setzt man zu Pentan die Lösungsmittel zu, die Polyolefine sehr gut lösen.

Die Polyolefinlösungen werden gemäß der Erfindung im allgemeinen in einem solchen Mischungsverhältnis hergestellt, daß sich bei Temperaturen von 80 bis 250, vorzugsweise 100 bis 180° C, ein Dampfdruck über der Mischung von etwa 4 bis 60, vorzugsweise 10 bis 20 atm, einstellt. Man kann die Lösung jedoch auch bei niedrigeren Temperaturen herstellen und bzw. oder Inertgas aufpressen, beispielsweise Stickstoff bis zu 60 atm.

Die homogenen Polyolefin-Lösungen werden dann durch eine öffnung, z. B. eine Düse oder ein Rohr, in einem Raum entspannt, der unter einem niedrige-

ren Drude steht. Vorzugsweise entspannt man die Polyolefin-Lösung in einem mit Stickstoff gefüllten Raum. Der Druck in diesem Raum kann dem Druck der Atmosphäre entsprechen oder auch vermindert sein.

Es ist jedoch auch möglich, die homogene Lösung in einem Behälter zu entspannen, in dem als Fällmedium z. B. das gleiche Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch enthalten ist, in dem auch das Polyolefin gelöst ist. Der Raum, in dem die Entspannung der homogenen Lösung vorgenommen wird, kann auch gegebenenfalls mit Wasser oder einem organischen Lösungsmittel, das als Nichtlöser für das verwendete Polyolefin bekannt ist, gefüllt sein.

Als Nichtlöser (Fällmedium) kommen beispielsweise Benzinschnitte, Pentan, Wasser, Aceton, Methyläthylketon, Methanol, Isopropanol, n-Hexanol etc. in Betracht.

Die öffnung, durch die die homogene Lösung entspannt wird, kann jeden beliebigen Querschnitt und jede beliebige geometrische Form haben. Verwendet man beispielsweise ein zylindrisches Rohr, durch das die Lösung entspannt wird, so kann der Innendurchmesser des Rohrs z. B. 1 bis 20, vorzugsweise 3 bis 10 mm, betragen.

Wenn man die homogene Lösung beispielsweise in einem Raum entspannt, der mit einer der obengenannten Flüssigkeiten als Fällmedium gefüllt ist, kann ein konstanter Flüssigkeitsstand über der Rohrmündung gehalten werden, durch die die Entspannung erfolgt. Die Entspannung der unter Druck stehenden Polymerlösung wird vorzugsweise isotherm unter Siedekühlung durchgeführt, wobei überschüssige Wärme mit Hilfe eines Kühlers abgeführt wird. Die erhaltene Fasermaische wird gegebenenfalls durch weiteren Zusatz des gleichen Lösungsmittels, in dem das Polymere gelöst ist, auf eine Stoffdichte eingestellt, bei der sich das Produkt beispielsweise hydraulisch fördern läßt.

Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens entspannt man die Polyolefin-Lösung tangential oder zentral in einem zylindrischen Raum. Dieser Raum befindet sich am oberen Ende eines senkrecht stehenden Rohrs, in dem die Fasern dann nach dem Verdampfen des Lösungsmittels herabfallen. Die bei der Entspannung entstehenden Lösungsmitteldämpfe werden durch Kühlen kondensiert. Die beim Entspannen gebildeten Fasern werden mit Hilfe von warmem Stickstoff getrocknet, der im Gegenstrom durch die Rohranordnung geführt wird. Am unteren Ende des Rohrs schleust man praktisch lösungsmittelfreie Polyolefinfasern aus.

Sofern man erfindungsgemäß eine Fasermaische erhält, werden die Fasern z. B. durch Abdampfen, Filtrieren, Zentrifugieren, Absaugen oder Abpressen weitgehend vom Lösungsmittel abgetrennt. Das Lösungsmittel kann unmittelbar wieder eingesetzt werden.

Die erfindungsgemäßen Kurzfasern können direkt nach dem Trocknen durch Kämmen, Bürsten oder Zupfen aufgelockert werden. Die danach erhaltenen Kurzfasern sind räesel- und förderfähig. Kurzfasern aus Polyäthylen haben hohe Werte für die spezifische Oberfläche, die zwischen etwa 10 und 50 mVg liegen (gemessen nach der BET-Methode durch Stickstoffadsorption). Die Längen der Polyäthylenfasern liegen im Bereich von 1 bis 40 mm, die Faserdicken zwischen 2 und 30 /<m.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vor allem auch darin zu sehen, daß es nicht mehr erforderlich ist, ein zusammenhängendes faserartiges Geflecht bzw. Gel mechanisch aufzuschließen. Dadurch ist es auch nicht mehr notwendig, zur Gewinnung diskreter lösungsnjittelfreier Kurzfasern dispergierend und stabilisierend wirkende Hilfsmittel oder ein zusätzliches Lösungsmittel für einen Lösungsmittelaustausch einzusetzen. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Kurzfasern unmittelbar oder nachdem sie mit einem für den jeweiligen Verwendungszweck geeigneten Hilfsmittel ausgerüstet worden sind, weiterverarbeitet werden können.

Die erfindungsgemäßen Polyolefin-Kurzfasem, die miteinander verfilzt sind, können beispielsweise zur Papierherstellung oder Herstellung von textilähnlichen Flächengebilden verwendet werden. Für die Papierherstellung suspendiert man beispielsweise die

ao Polyolefin-Kurzfasem in Wasser und verarbeitet die wäßrige Suspension auf der Papiermaschine zu Papierblättem. Für die Papierblattherstellung kann man auch von Mischungen aus Polyolefin-Kurzfasem und Cellulosefasern ausgehen. Die beiden Faserarten können in jedem beliebigen Verhältnis miteinander gemischt werden. Zur Herstellung der wäßrigen Suspensionen aus Polyolefin-Kurzfasem verwendet man Dispergierhilfsmittel in Mengen bis zu etwa 2 Gewichtsprozent, bezogen auf das Trockengewicht der

Polyolefin-Kurzfasem. Als Dispergierhilfsmittel eignen sich beispielsweise Melamin-Formaldehyd-Polykondensate, die durch Polykondensation von Melamin, Formaldehyd und Aminocarbonsäuren oder deren Alkalisalzen in wäßriger Lösung hergestellt werden. Außerdem kann man als Dispsrgierhilfsmittel ebenfalls bis zu 2 Gewichtsprozent, bezogen auf das Trockengewicht der Polyolefin-Kurzfasem, eines anionenaktiven Schutzkolloids einsetzen. Geeignete anionenaktive Schutzkolloide sind beispielsweise Kondensate aus Formaldehyd und dem Natriumsalz der /S-Naphthalinsulfonsäure, Polykondensate aus Harnstoff, Formaldehyd und dem Natriumsalz der Phenolsulfonsäure, mit Natriumbisulfat modifizierte Harnstoff-Formaldehyd-Polykondensate oder mit Natriumhydrogensulfit modifizierte Melamin-Formaldehyd-Polykondensate, Alkalisalze der Carboxymethylcellulose, Copolymerisate aus Maleinsäure und Vinylisobutyläther sowie Ammoniumsalze von Copolymerisaten aus Styrol und Acrylsäure.

Die aus den erfindungsgemäßen Polyolefin-Kurzfasern hergestellten Papiervliese zeichnen sich durch eine gute Faserbindung und durch hohe Trocken- und Naßfestigkeit aus.

Der hohe Fibrillierungsgrad der Kurzfasern (Fibrillen) kann beispielsweise durch Bestimmung des Mahlgrads nach der Schopper-Riegler-Methode (Korn/ Burgstaller, Handbuch der Werkstoffprüfung, 2. Auflage 1953, 4. Band, Papier- und Zellstoffprüfung, S. 388 f, Springer-Verlag) nachgewiesen wer-

den. Für die Durchführung dieser Bestimmung müssen die Kurzfasern mit Dispergiermitteln behandelt und in eine wäßrige Suspension mit konstanter Stoffdichte (2 g/l und 20° C) gebracht werden. Es wird diejenige Menge Wasser ermittelt, die unter bestimmten Bedingungen von den suspendierten Kurzfasern zurückgehalten wird. Die aufgenommene Menge Wasser (°Schopper-Riegler, ⁰SR) ist um so größer, je höher der Fibrillierungsgrad der Kurzfasern ist.

^J 8

Die Schopper-Riegler-Werte von erfindungsgemäßen 8 g/1 hat. Die Kurzfasern weisen eine Länge von 5

Kurzfasern aus linearem Polyäthylen liegen beispiels- bis 30 mm und eine Dicke von etwa 5 /<m auf. Die

weise bei 15 bis 30° SR. spezifische Oberfläche wurde zu 14,3 mVg gemessen.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Bei- Der Schopper-Riegler-Wert beträgt 22° SR.

spiele näher erläutert. Die in den Beispielen angege- 5

benen Teile sind Gewichtsteile. Beispiel 3

Beispiel 1 ^Man verfährt wie in Beispiel 1 und stellt aus den

_T . _. , ,..„ . ... _D... . , gleichen Ausgangsstoffen eine Polyäthylenlösung in

In einem Druckgefäß, das mit einer Ruhrvornch- _einem Leichtbenzin-Pentan-Gemisch her, die 15 Ge-

tung ausgestattet ist, werden 14 Teile eines linearen io _{wichlsprozent Polymeres enthält}. _{Diese Los steht}

Polyäthylens, das eine Dichte von 0 96g/cm\ einen _{bd 165}o_{c unter einem Druck von 18 bis} |_{Q ü}

Schmelzindex von 4,5 g/10 min (190° C/2,16 kp) und _{Man entspannt die} ^ _{durch ein Roh das} .

einen Schmelzpunkt von 130°Chat, meiner M.- _{Lä von 5m und} ^ _{Durchmesser von 6 mm}

οΐοΤ⁸Λ ^VOÜ ίίί τ, J*"*¹**?™ ^(KP ⁶* .^bls hat, tangential in einem zylindrischen Raum von 3 m 95° C) und 34,4 Teilen Pentan, das aus 80 Teilen .₅ Durchmesser und 1 m Höhe. Dieser Raum befindet n-Pentan und 20 Teilen Isopentan besteht bei 165° C _{sich am oberen Ende eines senkrecht stehendcn} gelost Es entwickelt S₁Ch ein Druck von 18 bis 20 atu. _{Rohrs von 3m Durchmesser und 6m Lä das} Diese Lösung wird dann über eine RohrleUung, die _{gekühh wird An diesen Kühlflächen kond}ensiert das eine Lange von 120 cm und einen Innendurchmesser _{bei dem Entspannen} verdampfende Lösungsmittel, von 4 mm hat, tangential in einem zylindrischen *o _{Die Fagem {a}„_{en durch ein konzentrisches> fo}_ Raum entspannt, der mit dem gleichen Losungsmit- _{riertes Innenrohr von 2m} Durchmesser. Im Gegentelgemisch beschickt ist, in dem das Polymere gelost _{strom wird Stickstof{ von etwa 60}o _{c durch die Rohr}. ist. Die öffnung des Rohrs, durch das die Entspan- anordnung geleitet, an deren unterem Ende die Fanung erfolgt, befindet sich unterhalb der Oberfläche _{sern ausgeschleust wer}den. Die Fasern sind locker der Flüssigkeit. Diese siedet unter Rückfluß, wodurch »5 _{und weich mit einem} Schüttgewicht von 15 g/l und überschüssige Wärme über einen Kuhler abgeführt _{sind prakt}i_sch f_rei von Lösungsmittel. Ihre Längen wird. Mit Hilfe eines Überlaufs wird die Fasermaische betragen 3 bis 25 mm, ihre Dicken 5 _flm. Die Kurzkontinuierlich ausgetragen. Bei einer Große des Lnt- _{{asern besit2en eine} spezifische Oberfläche von spannungsraums von 30 cm Durchmesser und 50 cm _{102 m}y_{g und} ergaben einen Schopper-Riegler-Wert Höhe ist dieser Überlauf derart angebracht, daß em 3° _von 21° SR.
konstanter Flüssigkeitsstand von etwa 15 cm eingehalten wird. Beispiel 4

Die Fasermaische wird durch Filtrieren weitgehend _Man verfährt wie im Beispiel 1 angegeben ist und

vom anhaftenden Lösungsmittel befreit. Das restliche _{löst 6 Tei}j_e Polyäthylen in einem Lösungsmiltelge-

Lösungsmittel wird in einem Trockner mit Hilfe ei- 35 _{misch aus 2}7 Teilen Cyclohexan und 67 Teilen Pen-

nes Stickstoffstroms bei einer Temperatur von 40 bis _{tan> das zu g0} Gewichtsprozent aus n-Pentan und zu

45° C entfernt. Man erhält ein weiches lockeres Fa- ₂0 Gewichtsprozent aus Isopentan besteht, bei

serprodukt (Schüttgewicht 18 g/l), das mit Hilfe einer 165° C. Es entwickelt sich ein Druck von etwa 10 atü.

Krempel zu einem Produkt mit Wattestruktur aufge- _Di_ese Lösung wird, wie in Beispiel 1 beschrieben,

lockert wird, das ein Schüttgewicht von 10 g/l auf- 4° _{entspannti wobei das} flüssige Fällungsmedium aus

weist. Die Faserlänge liegt zwischen 5 und 25 mm, _dem gleichen Cyclohexan-Pentangemisch besteht, das

die Faserdicke zwischen 3 und 6 ^m. Es wird eine _{bei 40 b};_s 45 c c unter Rückfluß siedet. Durch Filtrie-

spezifische Oberfläche von 11,2 mVg und für den Fi- _ren ^_{0 die} Fasermaische weitgehend vom anhaften-

brillierungsgrad ein Schopper-Riegler-Wert von _den Lösungsmittel befreit. Das restliche Lösungsmit-

24° SR ermittelt. 45 _tel wird dann in einem Trockner mit Hilfe eines

Beispiel 2 Stickstoffstroms entfernt, der eine Temperatur von

40 bis 45° C hat. Man erhält ein weiches, lockeres

14 Teile des in Beispiel 1 verwendeten linearen Faserprodukt mit einem Schüttgewicht von 25 g/l. Polyäthylens werden in einem zweiwelligen Sehne*- _Κε Faserlängen liegen zwischen 2 und 20 mm, die kenkneter aufgeschmolzen. Nach dem ersten Drittel 50 Faserdicke zwischen 3 und 8 um.
des Verfahrensteils des Extruders wird mit Hilfe einer Dosierpumpe ein Gemisch aus 43 Teilen Leicht- Vereleichsbeisoiel 1
benzin (Kp 65 bis 95° C) und 43 Teilen Pentan, das νergleichsoeispie l l
aus 80 Teilen n-Pentan und 20 Teilen Isopentan be- Ein lineares Polyäthylen mit den in Beispiel 1 ansteht, zugegeben. Am Extruderkopf wird ein Druck 55 gegebenen physikalischen Eigenschaften, das bei der von etwa 25 atü gemessen. Die Polymerenlösung Polymerisation als Lösung in Cyclohexan anfällt, wird durch ein Rohr, das eine Länge von 50 cm und wird mit Cyclohexan bei 165° C derart verdünnt, einen Innendurchmesser von 6 mm hat, in den in daß eine Lösung entsteht, die 3 Gewichtsprozent Po-Beispiel 1 beschriebenen zylindrischen Entspannungs- lymeres homogen gelöst enthält. Über der Lösung raum tangential entspannt. Der Entspannungsraum 60 wird ein Druck von 6 bis 7 atü gemessen. Diese Löist mit dem gleichen Lösungsmittelgemisch gefüllt, sung wird wie im Beispiel 1 beschrieben entspannt, in dem auch das Polymere gelöst ist Im weiteren wobei das flüssige Fällungsmedium aus Cyclohexan wird wie in Beispiel 1 beschrieben verfahren. besteht, das bei 80 bis 81° C unter Rückfluß siedet.

Man erhält ein weiches lockeres Faserprodukt Es entsteht ein opakes, schleimiges, weitgehend amor-

(Schüttgewicht 15 g/l), das sich durch kämmendes 65 phes, gelartiges Produkt. Nach dem Verdampfen des

Zupfen mit Hilfe einer Stachelwalze, die mit feinen Lösungsmittels entsteht unter starker Schrumpfung

Nadeln besetzt ist, zu einem rieselfähigen Faserpro- eine harte Folie, die keinen Fasercharakter mehr auf-

dukt auflockern läßt, das ein Schüttgewicht von weist. Bei größerer Schichtdicke des Filterkuchens

ίο

wird kontinuierlich einem Verdampfer zugeführt, in dem das Lösungsmittelgemisch unter vermindertem Druck bei einer Temperatur von 60 bis 70° C abdestilliert wird. Das Faserprodukt wird über ein Sieb 5 mit einer Maschenweite von 0,5 mm von Wasser abgetrennt.

Für die Papierherstellung wird das feuchte Faserprodukt mit Cellulose im Gewichtsverhältnis 1:1 in Wasser gegeben, dem 2 Gewichtsprozent, bezogen

gegebenen physikalischen Eigenschaften wird in i° auf das Trockengewicht der Polyolefin-Kurzfasern, Leichtbenzin (Kp 35 bis 75° C) gelöst, wie in Bei- eines Dispergiermittels zugesetzt wurden, das durch spiel 1 beschrieben. Die Polyäthylenkonzentration Polykondensation von Melamin, Formaldehyd und wird so eingestellt, daß 8 Teile Polymeres auf 82 dem Natriumsalz der f-Aminocapronsäure hergestellt Teile Leichtbenzin kommen. Bei 165° C wird über worden ist. Die Fasermaische wird im Kegelrefiner der Lösung ein Druck von 15 bis 18 atü gemessen. 15 gemahlen. Aus der gemahlenen Fasersuspension wird D id i i Biil 1 bhib i Pili l d i Fbid

fällt nach dem Trocknen in Folge Rißbildung eine harte, krümelige, opake Masse an.

Erhöht man die Polyäthylenkonzentration auf 6 bzw. 14 Gewichtsprozent, so erhält man ebenfalls ein gelartiges Produkt aus dem sich beim Trocknen harte, krümelige Massen bilden.

Beispiel 5 Ein lineares Polyäthylen mit den in Beispiel 1 an-

Diese !Lösung wird, wie in Beispiel 1 beschrieben, entspannt, wobei das flüssige Fällungsmedium aus Leichtbenzin (Kp 35 bis 95° C) besteht, das bei 50 bis 55^C C unter Rückfluß siedet. Es entsteht ein weißes Faserprodukt. Nach dem Verdampfen des Lösungsmiittels erhält man lockere Fasern, die einen härteren Griff besitzen als diejenigen, die gemäß Beispiel 1 erhalten werden. Die Kurzfasern besitzen eine Länge von 5 bis 15 mm und eine Dicke von 10 bis ifih Obfläh bä 269 V

ein Papiervlies gelegt, das eine gute Faserbindung und hohe Naß- und Trockenfestigkeit besitzt.

Beispiel 8

In einer Polymerisationsanlage wird nach dem Hochdruckverfahren ein Äthylencopolymerisat mit n-Butylacrylat hergestellt, das einen n-Butylacrylatanteil von 20 Gewichtsprozent, eine Dichte von 0,926 g/cm³

25 Jm Die spezifische Oberfläche beträgt 26,9 mVg. »5 und einen Schmelzindex (190° C/2,16 kp) von 1,6 g/ Es wird ein Schopper-Riegler-Wert von 17° SR ge- 10 min besitzt. Es fällt als Schmelze an. Dieser mischt messen. ^{man bei einer} Temperatur von 145° C auf einer

Schneckenmaschine, wie in Beispiel 2 beschrieben,

Beispiel 6 Pentan bei, das zu 80 Teilen aus n-Pentan und zu 20

Aus einem linearen Polyäthylen mit den in Bei- 30 Teilen aus Isopentan besteht, so daß eine 25 Gespiel 1 angegebenen physikalischen Eigenschaften wichtsprozent Polymeres enthaltende Lösung entwird in einer Leichtbenzin-Pentan-Mischung eine Lö- steht. Am Extruderkopf wird ein Druck von 20 bis sung hergestellt, so daß auf 8 Teile Polymeres 74 25 atü gemessen. Diese Lösung wird durch em Rohr Teile Leichtbenzin (Kp 35 bis 75° C) und 18 Teile von 1,5 m Länge und 10 mm Innendurchmesser, das Pentan kommen, das aus 60 Gewichtsprozent n-Pen- 35 sich am Ende auf 3 mm Innendurchmesser verjungt, tan und 40 Gewichtsprozent Isopentan besteht. Bei von oben zentral in ein senkrecht stehendes Rohr 165° C wird über der Lösung ein Druck von 18 bis von 2,50 m Durchmesser und 6 m Länge entspannt. 20 atü gemessen. Diese Lösung wird, wie im Bei- Im Gegenstrom wird Stickstoff von 50° C durch die spiel 1 beschrieben, entspannt, wobei das flüssige Rohranordnung geleitet. Am unteren Ende werden Fällungsmedium aus dem gleichen Leichtbenzin-Pen- 40 die Fasern, die praktisch frei von Lösungsmitteln tan-Gemisch besteht, das bei 45 bis 50° C unter sind, ausgeschleust. Die durch den Stickstoff ausge-Rückfluß siedet Man trocknet das Faserprodukt wie
in Beispiel 1 und erhält Fasern, die eine Länge von 2
bis 2Cl mm und eine Dicke von etwa 5 μΐη besitzen.
Die spezifische Oberfläche beträgt 9,7 m²/g, der 45
Schopper-Riegler-Wert 28° SR.

Beispiel 7

Man verfährt wie in Beispiel 1 und stellt aus den gleichen Ausgangsstoffen eine Polyäthylenlösung in einem Leichtbenzin-Pentan-Gemisch her, die 15 Gewichtsprozent Polymeres enthält Diese Losung steht bei 165° C unter einem Druck von 18 bis 20 atü.

Man entspannt die Lösung durch ein Rohr, das eine , , _w . „

Länge von 6 m, einen Durchmesser von 8 mm hat 55 aufweist, in 80 Teilen Pentan, das zu 80 Teilen aus und sich am Ende auf 4 mm verjüngt. Die Entspan- n-Pentan und zu 20 Teilen aus Isopentan besteht nung erfolgt tangential in einem zylindrischen Raum Über dieser Lösung wird ein Druck von etwa 18 atu von I m Durchmesser und 0,5 m Höhe, der bis zu gemessen. Man entspannt die Lösung wie im Beieiner Höhe von 15 cm mit Wasser gefüllt ist Die spiel 8 beschrieben und trocknet mit Stickstoff von Rohrmündung befindet sich etwa 10 cm unter dem 60 60° C im Gegenstrom. Es wird ein Faserprodukt erWasserspiegel. Durch Hinzuleiten von Frischwasser halten, das watteartig und weich ist Es weist ein hält man die Temperatur der Fasermaische während Sdiüttgewicht von etwa 15 g/l auf. Die Faserlängen des Entspannens auf 30 bis 40° C Die Fasermaische betragen 5 bis 20 mm, die Faserdicken 5 ^m.

tragenen Lösungsmitteldämpfe werden durch Kühlen kondensiert und erneut der Schneckenmaschine zugeführt.

Die Fasern sind weich, elastisch und zeigen ein Schüttgewicht von 20 bis 25 g/l. Es werden Faserlängen von 3 bis 40 mm und Faserdicken von 5 bis 15 /im gemessen.

Beispiel 9

Man verfährt wie in Beispiel 1 und löst bei 145° C in einem Druckgefäß mit Rührvorrichtung 20 Teile Polyäthylen, das eine Dichte von 0,918 g/cm³, einen Schmelzindex (190° C/2,16 kp) von 1,5 g/10 min

Claims (1)

Aus den faserförmigen Gelen können jedoch disPatentansprüche: krete Kurzfasern gewonnen werden, wenn das lö- sungsmittelhaltige Gel der Einwirkung mechanischer

1. Verfahren zur Herstellung von Kurzfasern Scherkräfte in einem flüssigen Medium unterworfen aus Polyolefinen durch Lösen eines Polyolefins 5 wird. Das flüssige Medium besteht aus Lösungsmitin einem organischen Lösungsmittel unter Druck tel und/oder dispergiermittelhaltigem Wasser.

bei einer Temperatur, die, gemessen unter nor- Nach Abtrennung des flüssigen Mediums wird das

malem Druck, oberhalb des Siedepunkts des Lö- restliche Lösungsmittel und/oder Wasser von den

sungsmittels liegt, und Entspannen der Lösung aufgeschlossenen Kurzfasern durch Abdampfen oder

durch eine öffnung in einen unter niedrigerem i° durch eine Wasserdampfdestillation entfernt. Hierbei

Druck stehenden Raum, dadurch gekenn- muß man jedoch in Gegenwart von oberflächenakti-

zeichnet, daß man als Lösungsmittel Pen- ven Stoffen, wie Polyhydroxyverbindungen (deutsche

tan oder ein Lösungsmittelgemisch einsetzt, das Offenlegungsschrift 22 37 606) und gegebenenfalls

mindestens so viel Pentan enthält, daß sich das Schaumbekämpfungsmitteln arbeiten, weil die Kurz-

Polyolefin beim Entspannen der Lösung in Form 15 fasern sonst bei der Wärmebehandlung agglomerie-

von diskreten Kurzfasern abscheidet. ren und ihren faserartigen Charakter verlieren. Die