DE2502458A1

DE2502458A1 - Verfahren und anlage zur herstellung von polyolefinfasern

Info

Publication number: DE2502458A1
Application number: DE19752502458
Authority: DE
Inventors: Joseph Aboulafia; Richard Le Fustec; Claude Schranz
Original assignee: Groupement Europeen de la Cellulose; Compagnie Francaise de Raffinage SA
Current assignee: Groupement Europeen de la Cellulose; Compagnie Francaise de Raffinage SA
Priority date: 1974-01-31
Filing date: 1975-01-22
Publication date: 1975-08-14
Also published as: JPS50157620A; FR2259923A1; BE824870A; FR2259923B1; SE7500853L; NL7501030A; IT1028383B; NO750293L; GB1452041A; CA1072278A

Description

Verfahren und Jiiage zur Herstellung von Polyolefinfasern

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Polyolefinfasern aus einer Lösung des jeweiligen Polyolefins in einem Verdünnungsmittel, ferner auf eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens sowie die Verwendung der Polyolefinfasern bei der Papierherstellung und die so gewonnenen Papiere.

Es ist bekannt, Polyolefinfasern durch adiabatische Entspannung einer Polyolefinlösung herzustellen, wobei die Lösung zur Entspannung durch eine Düse hindurchströmen gelassen wird. Das Lösungsmittel wird zumindest teilweise verflüchtigt, und die Pasern werden dann gesammelt (I¹E-PSI 596 107 und 2 141 748).

Weiterhin ist es bekannt, Fasern aus Polyolefinen

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hohen Molekulargewichts dadurch herzustellen, daß man eine Polyolefinlösung unter der Einwirkung hoher Scherkräfte in einem Fällungsmittel dispergiert. Die Polyolefinlösung muß vor der Einführung in das Fällungsmittel eine Temperatur höher als die Lösungstemperatur der geschmolzenen Polyolefinmasse aufweisen. Bei einer besonderen Ausführungsform dieses Verfahrens weisen Lösungsmittel und Fällungsmittel dieselbe chemische Struktur auf (EB-PS 2 132 903).

Bei einem weiterhin bekannten Verfahren zur Ausfällung von Polymerisatfasern aus einer Lösung des jeweiligen Polymerisats wird ein Lösungsmittelstrom tangential zur Außenfläche des Fällungsbehälters eingeführt. Die in der Lösung auftretenden Scherkräfte, welche durch die Rotation im Behälter hervorgerufen werden, bewirken die Ausfällung des Polymerisats in Form von Fasern (FE-PS 2 181 952).

Schließlich ist ein Verfahren zur Herstellung eines fasrigen Gels mit einem Gehalt von mindestens 30 Gewichtsprozent an Polyolefinen durch Olefinpolymerisation bekannt, wobei das Reaktionsgemisch Scherkräften ausgesetzt wird,welche durch mechanische Bewegung hervorgerufen werden. Das fasrige Gel kann auch dadurch gewonnen werden, daß man eine Lösung eines vorher gebildeten Polymerisats unter Einwirkung starker, durch mechanische Bewegung erzeugter Scherkräfte abkühlt, wobei die Lösung zu Anfang eine Temperatur höher als die Lösungstemperatur der geschmolzenen Polyolefinmasse aufweist (FR-PS 2 131 14-5).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Polyolefinfasern zu schaffen, bei welchem

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weder eine Lösungsmittelverdampfung stattfindet, noch ein Fällungsmittel verwendet werden muß, noch schließlich Organe zur mechanischen Bewegung erforderlich sind, um in der Lösung starke Scherkräfte hervorzurufen.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sich Polyolefinfasem herstellen lassen, wenn eine Lösung eines Polyolefins in einem Verdünnungsmittel unter besonderen Bedingungen strömen gelassen wird, und wenn die Temperatur dieser Lösung in bestimmten Grenzen gehalten wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Polyolefinfasem aus einer Lösung des jeweiligen Polyolefins in einem Verdünnungsmittel ist daher durch die im Hauptanspruch angegebenen Merkmale gekennzeichnet. Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 11 gekennzeichnet.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren muß nicht ein makroskopisch homogenes, flüssiges Ausgangsmaterial eingesetzt werden. Beispielsweise kann auch eine Lösung eines Polyolefins in einem Verdünnungsmittel abgekühlt werden, welche zusätzlich Fasern enthält, die im Verdünnungsmittel unlöslich sind. Ausgehend von einer Lösung von Polyäthylen in Zyklohexan, welche zusätzlich Zellulosefasern enthält, kann auf diese Weise ein Gemisch aus Polyäthylenfasern und Zellulosefasern erhalten werden.

Die erfindungsgemäß hergestellten Polyolefinfasem bzw. Fasergemische, welche Polyolefinfasem enthalten, sind insbesondere zur Verwendung bei der Herstellung von Papier auf an

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sich bekannte Art und Weise geeignet. Diese Vervrendung ist Gegenstand des Anspruchs 12, die entsprechend hergestellten Papiere sind Gegenstand des Anspruchs 13·

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise in einer Anlage durchgeführt, welche im Anspruch 14- gekennzeichnet ist. Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Anlage sind in den Ansprüchen 15 bis 20 gekennzeichnet.

Um die für das erfindungsgemäße Verfahren kennzeichnende Zone kritischer Temperaturen zu definieren, muß zunächst die Lösungstemperatur eines Polyolefins in geschmolzenem Zustand definiert werden.

Unter der Lösungstemperatur eines geschmolzenen Polyolefins in einem Verdünnungsmittel ist diejenige Temperatur zu verstehen, bei welcher im Verdünnungsmittel eine makroskopisch homogene Fase des geschmolzenen Polyolefins bei Erwärmung erscheint. Man weiß, daß von dieser Temperatur ab keine wahre Lösung vorliegt, und daß man sich dieser wahren Lösung durch Temperaturerhöhung nähern würde, welch letztere von einer Viskosität serhöhung der Flüssigkeit begleitet ist.

Die Lösungstemperatur eines Polyolefins in geschmolzenem Zustand in einem Verdünnungsmittel hängt offensichtlich vom jeweiligen Polyolefin, dem jeweiligen Verdünnungsmittel und der jeweiligen Konzentration des Polyolefins im Verdünnungsmittel ab.

Bei der erwähnten kritischen Temperaturzone handelt es sich um einen Bereich von Temperaturen niedriger als die vor-

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stehend definierte Lösungstemperatur. Es handelt sich um diejenige Temperaturzone, in welcher das jeweilige Polyolefin gelöst bleibt, wenn das Lösungsgemisch in Ruhe gehalten wird, jedoch ausfällt, wenn das Gemisch bestimmten Störungen, wie beispielsweise Scherkraften,unterworfen wird. Die Breite der kritischen Temperaturzone hängt vom jeweiligen Polyolefin, vom jeweiligen Verdünnungsmittel und von der jeweiligen Konzentration des Polyolefins im Verdünnungsmittel sowie.von der Strömungsgeschwindigkeit des Gemisches ab. Die Zone kann sich beispielsweise für Lösungen von Polyäthylen mit einer Dichte größer als 0,935 über 1 bis 10° G erstrecken.

Wesentlich beim erfindungsgemäßen Verfahren ist das Strömen des das jeweilige Polyolefin enthaltenden Verdünnungsmittels unter bestimmten Bedingungen, und zwar bei einer Temperatur innerhalb der kritischen Temperaturzone oder geringfügig höher als die obere Grenze der kritischen Temperaturzone, wenn die besagte Strömung mit Wärmeverlusten verbunden ist.

Will man ausschließlich Fasern erhalten, dann muß die Strömungsgeschwindigkeit größer als eine kritische Strömungsgeschwindigkeit sein, welch letztere von der Natur des jeweiligen Polyolefins, der Natur des jeweiligen Verdünnungsmittels und der Konzentration des Polyolefins im Verdünnungsmittel abhängt. Diesseits dieser kritischen Strömungsgeschwindigkeit erhält man ein Gemisch von Pulver und Fasern des jeweiligen Polyolefins.

Die Strömung kann in einfacher Weise in einem Eohr oder einem Eohrbündel stattfinden. Die Strömung kann isotherm oder nicht isotherm sein. Findet sie unter isothermen Bedingungen statt, dann muß das das jeweilige Polyolefin enthaltende Ver-

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dünnungsmittel mit einer innerhalb der kritischen Temperaturzone liegenden Temperatur in das Rohr bzw. das Rohrbündel eingeführt werden. Findet die Strömung nicht unter isothermen Bedingungen statt, dann wirkt das Rohr bzw. das Rohrbündel wie ein Wärmeaustauscher zur Kühlung des durchströmenden Mediums- Dessen Temperatur kann also bei der Einführung* höher als die obere Grenze der kritischen Temperaturzone sein. Vorteilhafterweise wird die Abkühlung im letzten Fall auf homogene Art und Weise in dem durchströmenden Medium, also dem das jeweilige Polyolefin enthaltenden "Verdünnungsmittel, durchgeführt, und zwar unter Verwendung eines Rohrbündels.

Das Medium bzw. das das jeweilige Polyolefin enthaltende Verdünnungsmittel kann ein gerades Rohr oder Rohrbündel mit einer Geschwindigkeit größer als die kritische Strömungsgeschwindigkeit durchströmen. Die Länge des oder der Rohre ist für die Bildung von Fasern nicht maßgeblich. Als wirksame Länge ist derjenige Rohr- bzw. Rohrbündelabschnitt anzusehen, innerhalb welchem die Temperatur des durchströmenden Mediums innerhalb der kritischen Temperaturzone liegt.

Die zur Faserbildung erforderliche Geschwindigkeit kann auf unterschiedliche Art und Weise hervorgebracht werden. Beispielsweise kann dem Medium diese Geschwindigkeit mittels einer Umwälzpumpe von Anfang an vermittelt werden, wobei die Umwälzleitung einen konstanten Durchmesser aufweist. Statt dessen kann die besagte Strömungsgeschwindigkeit auch durch eine Querschnittsverminderung der Leitung stromabwärts von der Umwälzpumpe erhalten werden. In diesem Fall findet die Faserbildung nur im Leitungsabschnitt verminderten Durchmessers statt, welcher von einem Rohr oder einem Rohrbündel gebildet sein kann.

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Bei sonst gleichen Bedingungen muß bei einem Rohrbündel der Durchmesser jedes Eohres umso geringer sein, je größer die Anzahl der Eohieist.

Die Temperatur, bei welcher sich die Pasern bilden, wird im allgemeinen über einen mit beliebiger Geschwindigkeit erfolgenden und auf beliebige Art und Weise bewirkten Temperaturabfall erreicht, und zwar ausgehend von der Iiösungstemperatur des geschmolzenen Polyolefins. Dies insbesondere dann, wenn das Ausgangspolyolefin als Pulver oder Granulat vorliegt, welches im Verdünnungsmittel gelöst wird.

Nachstehend ist die Erfindung an Hand der Zeichnung beispielsweise beschrieben, deren einzige ELgur schematisch eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wiedergibt.

Ein Behälter 1, welcher ein Polyolefin in einem Verdünnungsmittel unter einem Stickstoff druck von 5 bao? enthält, ist über Leitungen 2 und 3 mit einem geraden Eohr 4 mit Enden A und B verbunden. Das Eohr 4, in welchem die !"aserbildung erfolgt, weist einen Querschnitt kleiner als derjenige der Leitungen 2 und 3 auf. Dem Eohr 4 ist ein Behälter 3 zur Paseraufnähme nachgeschaltet, welcher ein Gitter 6 aufweist, auf welchem sich die Fasern ablagern. Das Verdünnungsmittel sammelt sich im unteren Abschnitt 7 des Behälters 5» Ein Teil dieses Verdünnungsmittels wird über eine Leitung.8 im Kreislauf rückgeführt, während ein anderer Teil über eine Leitung 9 wieder in den Behälter 1 gelangt, wenn dieser zur Lösung des Polyolefins verwendet wird. Die Eückführung über die Leitung 8 kann in Wegfall kommen, wenn das im Abschnitt 7 angesammelte Verdünnungsmittel an Polyolefin erschöpft ist.

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In den Leitungen 2 und 3 ist jeweils eine Pumpe 10 bzw. 11 vorgesehen. Der Druck im Behälter 5 liegt bei 3 bar. Der Druckverlust im Rohr 4 hängt von der Geometrie dieses Rohres 4 und von dessen Material ab. Die Faserbildung im Rohr 4- erfolgt quasi-isotherm, so daß die Temperatur des durchströmenden Mediums am Ende A im wesentlichen derjenigen am Ende B entspricht, was impliziert, daß die Temperatur des Mediums am Ende A in der kritischen Temperaturzone liegt. Der Behälter 5 weist vorteilhafterweise dieselbe Temperatur auf, wie das Rohr 4.

Die Leitung 12 zwischen dem Rohrende B und dem Behälter 5 kann fehlen, so daß das Rohr 4· unmittelbar in den Behälter 5 mündet. Desgleichen kann das Rohrende A unmittelbar mit dem Ausgang der Umwälzpumpe 11 verbunden sein.

Die Durchführung des Verfahrens kann die Verwendung einer nicht dargestellten Kühleinrichtung erforderlich machen, und zwar für die Leitung 2 oder die Leitung 3? wenn die Temperatur des Mediums am Rohrende A ohne eine solche Kühleinrichtung oberhalb der oberen Grenze der kritischen Temperaturzone liegen würde, und wenn im Rohr 4 kein bzw. praktisch kein Wärmeverlust gegeben ist.

Bei der dargestellten Anlage nimmt der Behälter 5 die die Pasern enthaltende Lösung auf, nachdem die Pasern im Rohr 4 ausgefällt worden sind. Weiterhin dient der Behälter 5 zur Sammlung dieser Pasern durch Filtrieren mittels des Gitters 6. Diese beiden Punktionen können jedoch auch auf verschiedene Behälter aufgeteilt werden, wobei in einem ersten Behälter die Lösung und die darin enthaltenen Pasern aufgenommen werden, mit der Möglichkeit, die Lösung wieder im Kreislauf zum Pällungs-

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rohr 4 rückzuführen, während in einem zweiten Behälter die Fasern gesammelt werden, beispielsweise durch Filtern. Der zweite Behälter ist mit dem ersten Behälter über eine Leitung verbunden und kann kontinuierlich oder diskontinuierlich beschickt werden. Das sich im zweiten Behälter ansammelnde Filtrat wird in den Behälter zum Lösen des Polymerisats geführt oder gegebenenfalls zum Fällungsrohr 4, zurückgeführt.

Bei einer anderen Ausführungsform des Verfahrens ist die Temperatur des strömenden Mediums am Rohrende A höher als die obere Grenze der kritischen Temperaturzone. In diesem Fall müssen in dem Rohr 4 oder in dem Rohrbündel, in welchem die Faserbildung erfolgt, Wärmeverluste gegeben sein. Das Rohr 4 bzw. das Rohrbündel wirkt wie ein Wärmeaustauscher, welcher das Medium bis auf eine Temperatur abkühlt, die innerhalb der kritischen Temperaturzone liegt. Auch in diesem Fall kann das Medium in das Fällungsrohr 4 oder in das Rohrbündel über eine Leitung gegeben werden, welcher eine Kühleinrichtung zugeordnet ist.

Auch kann das Verfahren so ausgeführt werden, daß man ein Fällungsrohr 4 oder ein Rohrbündel verwendet, welches lediglich einen geringen Wärmeaustausch bewirkt. In diesem Fall wird das Medium bzw. die Lösung in den Wärmeaustauscher mit einer Temperatur eingeführt, welche innerhalb der kritischen Temperaturzone liegt, oder welche sehr nahe an der oberen Grenze dieser Zone kritischer Temperaturen liegt.

Wirkt das Fällungsrohr 4 oder das Rohrbündel als Wärmeaustauscher, dann kann der Mantel, in welchem der Wärmeträger zirkuliert, entweder von einer Kammer oder aber von mehreren,ver-

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schiedenen Kammern gebildet sein, denen Wärmeträger derselben Temperatur oder verschiedener Temperaturen zugeführt werden.

Bei dem dem erfindungsgemäßen Verfahren unterworfenen Polyolefin kann es sich um Polyäthylen mit einer Dichte größer als 0,935 handeln, welches durch Niederdruckpolymerisation gewonnen worden ist, und dessen Molekulargewichtsverteilung breit oder aber enger ist. Beispielsweise kann Polyäthylen mit einer Dichte von 0,950 "und mit Mn « 8300 sowie Mw « 300 000, oder aber Polyäthylen mit einer Dichte von 0,960 und Mn ■ 11 500 sowie Mw = 80 000 verwendet werden. Ebenfalls können kristallisierte Polyolefine verwendet werden, wie beispielsweise Polypropylen oder Polybuten. Schließlich können auch Olefinkopolymerisate bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden.

Als Verdünnungsmittel kann ein Lösungsmittel verwendet werden, dessen Löslichkeitsparameter vorzugsweise in der Nähe desjenigen des jeweiligen Polyolefins liegt. Im Fall von Polyäthylen kann als ein solches Lösungsmittel handelsübliches Hexan oder Zyklohexan oder ein Xylolgemisch verwendet werden. Der Löslichkeitsparameter des Verdünnungsmittels kann jedoch sehr verschieden von demjenigen des jeweiligen Polyolefins sein.

Die Konzentration des Polyolefins im Verdünnungsmittel stellt einen Parameter dar, welcher die Lage und die Breite der Zone der kritischen Temperaturen beeinflußt. Beispielsweise kann bei Polyäthylen einer Dichte größer als 0,935 die Konzentration des Polyäthylens zwischen 0,5 und 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Verdünnungsmittel, schwanken.

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Man kann auch mit höheren Polyolefinkonzentrationen arbeiten, jedoch werden die aus Verdünnungsmittel und Polyolefin bestehenden Medien dann viskoser, und es muß für das Umwälzen des jeweiligen Mediums beträchtliche mechanische Energie aufgewendet werden.

Auch können lösliche Hilfsmittel dem Verdünnungsmittel zugesetzt werden, wie beispielsweise Polyisobutylene geringen Molekulargewichts oder Polyvinylalkohol. Diese Hilfsmittel werden bei der Bildung der Polyolefinfasern nicht ausgefällt. Die Konzentration der Hilfsmittel kann zwischen 0,1 und 50 % liegen, bezogen auf das jeweilige Polyolefin. Die Hilfsmittel werden zugegeben, um Fasern zu erhalten, welche leichter voneinander zu trennen sind.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können Fasern mit einer Länge zwischen 0,1 mm und 2 cm sowie mit einem Durchmesser zwischen 5/u und 200 /u. hergestellt werden. Der letztgenannte Wert entspricht nicht dem Durchmesser von erfindungsgemäß hergestellten Einzelfasern, sondern dem Durchmesser von Bündeln bestehend aus Einzelfasern.

Die erfindungsgemäß hergestellten Fasern sind für zahlreiche industrielle Anwendungen geeignet. Insbesondere können sie zur Herstellung von Vliesstoffen oder !Teilen zur Adsorption von Kohlenwasserstoff produkt en oder wässrigen Produkten verwendet werden. Außerdem können die erfindungsgemäß hergestellten Polyolefinfasern erwähntermaßen allein oder in Mischung mit Zellulosefasern zur Herstellung verschiedener Papiere verwendet werden, wobei die Papierherstellung auf übliche Art und Weise erfolgt.

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Die nachstehenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel I

In einem Behälter mit einem Volumen von 1 1 werden 28 g Polyäthylen mit einer Dichte von 0,960 und M_n = 11500 sowie M = 80000 bei einer Temperatur von 120⁰C in 600 ml Zyklohexan gelöst, was einer Konzentration von 5 Gewichtsprozent entspricht. Das genannte Polyäthylen ist unter dem Handelsnamen "Vestolen 6016" erhältlich.

Der Behälter ist.über eine Axialkolbenpumpe mit einer Kupferschlange von 10 m Länge und 4- mm Durchmesser verbunden, welche in einem Ölbad angeordnet ist, dessen Temperatur so geregelt wird, daß sich eine isotherme Strömung in der Schlange ergibt. Die Temperatur der Schlange ist daher gleichbleibend. Man beobachtet, daß bei einer Pumpenleistung von 70 l/h, was einer größten, linearen Geschwindigkeit des strömenden Mediums in der Schlange von 3 m/s entspricht, in dem Medium beim Durchströmen der Schlange Fasern erscheinen, wenn das Medium beim Eintritt in die Schlange eine Temperatur zwischen 82 und 78°C aufweist. Diese beiden Temperaturen definieren die kritische Temperaturzone.

Ist unter sonst gleichen Bedingungen die Temperatur höher als 82⁰C, dann ist keine Ausfällung von Polyäthylen zu beobachten, in welcher Form auch immer. Ist bei sonst gleichen Bedingungen die Temperatur niedriger als 78⁰C, dann beobachtet man das Ausfällen eines Gemisches von Fasern und Pulver, wobei der Pulveranteil umso größer ist, je niedriger die Temperatur

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liegt.

Liegt in demselben Temperaturintervall der Pumpendurchsatz bei 35 l/h, was einer höchsten, linearen Geschwindigkeit des Mediums in der Schlange von 1,5 m/s entspricht, dann sind die erhaltenen Fasern kurzer, und fallen sie in Mischung mit Pulver an. Diese Geschwindigkeit liegt daher unterhalb der kritischen Geschwindigkeit.

Beispiel II

Eine Anlage ähnlich derjenigen gemäß Beispiel I, wobei jedoch die Kupferschlange durch ein gerades Bohr aus Teflon mit einer länge von 4-0 cm und einem Durchmesser von 1,5 mm ersetzt ist, wird mit einer Lösung beschickt, welche aus 2 % Polyäthylen, 1 % Polyisobutylen geringen Molekulargewichts und 97 % handelsüblichem Hexan besteht. Die kritische Temperaturzone liegt zwischen 93 und 97°G.

Das Polyäthylen entspricht demjenigen, welches im Beispiel I angegeben ist. Bei dem Polyisobutylen handelt es sich um dasjenige, welches von der JFirma BASi¹ unter dem Handelsnamen "Oppanol B" vertrieben wird.

Beispiel III

Eine Anlage ähnlich derjenigen gemäß Beispiel I, wobei jedoch die Kupferschlange durch ein gerades Eohr aus Stahl mit einer Länge von 40 cm und einem Durchmesser von 2 mm ersetzt ist, wird mit einem Medium beschickt, welches aus 1 % Polyäthylen, 1 % Zellulosefasern und 98 % Zyklohexan besteht, wobei das Polyäthylen mit demjenigen gemäß Beispiel I identisch ist.

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Die Zone kritischer Temperaturen liegt zwischen 78 •und 82°C. In dieser Zone erhält man ein Gemisch aus Polyäthylen- und Zellulosefasern.

Beispiel IV

• Ein Medium bestehend aus 1 % Polyäthylen, 0,5 % Zellulosefasern und 98,5 Zyklohexan wird behandelt, wie in Beispiel III beschrieben. Die kritische Temperaturzone liegt zwischen 78 und 82⁰C.

Das Polyäthylen ist identisch mit .dem in Beispiel I angegebenen Polyäthylen.

Beispiel V

In einem Behälter mit einem Volumen von 2 1 werden 110 g Polypropylen mit M_n = 28000 und M » 45OOOO sowie einem Anteil an ataktischem Polypropylen von 5>3 °/° bei einer Temperatur von 140 C in 1,5 1 Heptan gelöst, was einer Konzentration von 5 Gewichtsprozent entspricht. Der Behälter ist über eine Axialkolbenpumpe, welche einen Durchsatz von 70 l/h liefert, mit einem geraden Rohr aus nicht rostendem Stahl mit einer länge von 40 cm und einem Durchmesser von 2 mm verbunden. Es ergibt sich ein Gewirr von Fasern in der kritischen Temperaturzone von 80 bis 88⁰C.

Das besagte Polypropylen ist unter dem Handelsnamen "Moplen Q 30 P" bekannt.

Beispiel VI
Mittels einer Axialkolbenpumpe, welche einen Durchsatz

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von 70 l/h liefert, wird eine 5 %ige Lösung des Polyäthylens gemäß Beispiel I in handelsüblichem Zyklohexan durch ein Rohr mit einer Länge von 90 cm und einem Durchmesser von 2 mm geleitet, welches mit einem äußeren Mantel versehen ist, der aus drei voneinander unabhängigen, aufeinanderfolgenden, j,e- ■ weils mit Strömungsmittel beaufschlagten Kammern mit einer Länge von 20 bzw. 30 bzw. 40 cm besteht. Die erste Kammer mit der Länge von 20 cm umgibt den Einlaufabschnitt des Rohres, die zweite Kammer mit der Länge von 30 cm den mittleren Rohrabschnitt und die dritte Kammer mit der Länge von 40 cm den Endabschnitt des Rohres.

Man beobachtet die Bildung von Fasern in einer Zone kritischer Temperaturen, welche sich von 80 bis 92⁰C erstreckt, wobei die Temperatur des in der ersten bzw. zweiten bzw. dritten Kammer umgewälzten Strömungsmittels bei 125°C bzw. 67°C bzw. 67⁰C liegt.

Beispiel VII

Durch eine Anlage, wie sie in Beispiel VI beschrieben ist, wird eine 5 %ige Lösung desselben Polyäthylens in einem industriellen Lösungsmittel geleitet, welches aus 49,4 % n-Hexan, 19 % 3-Methyl-pentan, 18,9 % 2-Methyl-pentan, 7,8 % Methyl-zyklopentan, 2,2-Dimethyl-pentan und 2,4-Dimethyl-pentan sowie 4,9 % verschiedener Stoffe besteht. Man beobachtet die Bildung von Fasern in einer kritischen Temperaturzone zwischen 95 und 102⁰C. Das Strömungsmittel, welches die erste bzw.zweite bzw. dritte Kammer durchströmt, weist eine Temperatur von 200⁰C bzw. 90°C bzw. 90°C auf.

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Beispiel YIII

Es werden Laboratoriumspapierblätter hergestellt, und zwar unter "Verwendung eines Gemisches aus Zellulosefasern und erfindungsgemäß hergestellten Polyäthylenfasern.

Gebleichte Kraft-Papiermasse aus Nadelhölzern wird im Laboratorium bis zu einem Tropfindex von 4-5⁰SE (Schopper-Riegler-Grad gemäß der AFNOE-Norm NF-Q 50 - OO3) raffiniert. Dieser Masse werden zuvor im Trocknen zerkleinerte Polyäthylenfasern zugemischt, so daß sich ein Gemisch ergibt, welches zu 60 % aus Polyäthylenfasern und zu 40 % aus Holzmasse besteht, und welches einen Tropf index von 30 SE aufweist. Daraus werden Papierblätter mit einem Eapid-Köthen-Gerät hergestellt, wobei dafür gesorgt wird, daß die Suspension nicht belüftet wird. Nach dem Trocknen werden die Blätter unter Druck im Ofen bei einer Temperatur von 136⁰C während 15 min einem Thermoschweißen unt erwo r f en.

Die physikalischen Charakteristiken dieser Blätter werden gemäß den AFNOE-Normen ermittelt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle angegeben, und zwar im Vergleich mit den Charakteristiken von Papierblättern, hergestellt aus Nadelholz-Zellulosefasern und Laubholz-Zellulosefasern. Die Ergebnisse beziehen sich auf Papierblätter mit einer Schwere von 70 g/m².

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TABELLE

Material	⁰SR	Eigenschaften bei	Bauschig- keit^⁷ (cm3/g)	Druck- opagj-	Reiß- ν länge·⁵' • (m)	Platζen⁴)	Reißen^	20⁰O, feuchter Zu stand (80 Teile Wasser je 20 Teile trockenen Materi als
		20⁰O und einer relativen Feuchtigkeit von 65 %	1,51	78	4 400	34	100	Reißlänge Dehnung (m) (%)
Gebleichte Masse, 60 % Laubholz fasern und 40 % Nadelholz fasern	31	Luftdurch lässigkeit	2,8	80	2 400	19	120	370 0
Gebleichte Masse, 40 % Nadelholz fasern und 60 °/o Polyäthylenfasern	30	9	1 000 4
70

1) AMOR-Norm WS Q 03 - 017; 2) iLFNOR-Norm M Q 03 - 024·, 3) AMOR-Norm WS 03 - 004;
4) AMOR-Norm NF Q 03 - 053; 5) AFNOR-Norm NF Q 03 - 011.

Die Ergebnisse zeigen, daß unter den angegebenen Bedingungen die erfindungsgemäß hergestellten Polyäthylenfasern die Herstellung eines Papiers ermöglichen, welches außergewöhnlich bauschig und sehr luftdurchlässig ist, und dessen mechanische Eigenschaften in konditioniert em Zustand (20 G; 65 % relative Feuchtigkeit) zufriedenstellend und in -feuchtem Zustand sehr gut sind.

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Claims

Ansprüche

MJ Verfahren zur Herstellung von Polyolefinfasern aus einer Lösung des geweiligen Polyolefins in einem Verdünnungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung mit einer Geschwindigkeit höher als eine kritische Geschwindigkeit durch ein Rohr (4) oder ein Rohrbündel hindurchströmen gelassen wird, wobei die Temperatur der Lösung mindestens in einem Abschnitt des Rohres (4) bzw. des Rohrbündels in einer für die Lösung kritischen Temperaturzone gehalten wird, worauf die im Rohr (4) bzw. im Rohrbündel gebildeten Easern vom flüssigen Verdünnungsmittel getrennt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchströmenlassen der Lösung durch das Rohr (4) bzw. durch das Rohrbündel isotherm bzw. quasi-isotherm erfolgt, wobei die Lösung in das Rohr (4) bzw. in das Rohrbündel mit einer Temperatur innerhalb der kritischen Temperaturzone eingeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Durchströmenlassen der Lösung durch das Rohr (4) bzw. durch das Rohrbündel keine isothermen Bedingungen aufrechterhalten werden, so daß die Temperatur der Lösung entlang des Rohres (4) bzw. des Rohrbündels in Strömungsrichtung abfällt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung in das Rohr (4) bzw in das Rohrbündel mit einer Temperatur höher als die obere Grenze der kritischen Temperaturzone eingeführt wird.

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5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lösung mit 0,5 bis 10 Gewichtsteilen Polyolefin je 100 Gewichtsteilen Verdünnungsmittel verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5? dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung ein im Verdünnungsmittel lösliches Hilfsmittel zur Viskositätserhöhung der Lösung enthält.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung ein im Verdünnungsmittel unlösliches Fasermaterial enthält.
8. Verfahren nach Anspruch 5? 6 oder 7> dadurch gekennzeichnet, daß Polyäthylen mit einer Dichte größer als 0,935 als Polyolefin eingesetzt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8 in Verbindung mit Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsmittel in einer Menge von 0,1 bis 50 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polyäthylen, in der Lösung vorliegt.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine polypropylenhaltige Lösung verwendet wird.
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Zyklohexan, Hexan oder ein XyIölgemisch als Verdünnungsmittel verwendet wird.
12. Verwendung der nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche

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1 bis 11 gewonnenen Fasern bzw. Fasergemische zur Papierherstellung auf an sich bekannte Art und Weise.
13. Papier, hergestellt unter Verwendung der nach dem fahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 gewonnenen Fasern bzw. Fasergemische.
14·. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch einen Behälter (1) zur Lösung des Polyolefins in Verdünnungsmittel, eine Pumpe (11) zum Umwälzen der erhaltenen Lösung, ein Rohr (4·) oder V ein Rohrbündel mit einem Querschnitt kleiner als derjenige der Speiseleitung (2) der Pumpe (11) und einem Behälter (5) zur Trennung der Fasern vom flüssigen Verdünnungsmittel.
15· Anlage nach Anspruch. 14·, gekennzeichnet durch einen dem Behälter (5) zur Trennung der Fasern vom flüssigen Verdünnungsmittel vorgeschalteten Behälter zur Aufnahme der die gebildeten Fasern enthaltenden Lösung.
16. Anlage nach Anspruch 14- oder 15» dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (5) zur Trennung der Fasern vom flüssigen Verdünnungsmittel ein Gitter (6) zum Abfiltern des Verdünnungsmittels aufweist.
17- Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (5) zur Trennung der Fasern vom flüssigen Verdünnungsmittel durch eine Leitung (8) zur Bückführung eines Teils des Verdünnungsmittels mit der Speiseleitung (2) der Pumpe (11) verbunden ist.

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18. Anlage nach einem der .Ansprüche 14 bis 17» dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (4·) bzw. das Rohrbündel zur vollständigen oder annähernd vollständigen Vermeidung von Wärmeverlusten isoliert ist.
19· Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 17? dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (4) bzw. das Rohrbündel als Wärmeaustauscher zur Kühlung der Lösung ausgebildet ist.
20. Anlage nach Anspruch 18 oder 19, gekennzeichnet durch eine Kühleinrichtung für die Lösung zwischen dem Behälter (1) zur Lösung des Polyolefins im Verdünnungsmittel und dem Rohr (4) bzw. dem Rohrbündel.

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