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Verfahren zwm Herstellen von gurzfasern aus thermoplastischen Polymerisaten
Verfahren zum Herstellen von Kurzfasern aus thermoplastischen Polymerisaten sind
in einer Relhe von Varianten bekannt. Die meisten dieser Verfahren haben sich aus
wirtschaftlichen und/ oder technischen Gründen nicht in die Praxis eingeführt. Die
in der Praxis eingeführten Verfahren sind indessen ebenfalls noch mit erheblichen
Mängeln belastet.
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Dementsprechend lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein wirtschaftlich-technisch fortschrittliches Verfahren zum Herstellen von Kurzfasern
aus thermoplastischen Polymerisaten aufzuzeigen.
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Wie gefunden wurde, kann die gestellte Aufgabe gelöst werden mittels
eines Verfahrens bei dem man (1) ausgeht von einem homogenen Gemisch aus oder im
wesentlichen aus (1.1) 30 bis 70, vorzugsweise 40 bis 70 Gewichtsteilen eines Äthylenpolymerisats
oder Propylenpolymerisats, wobei diese Polymerisate zu wenigstens 80 Gewichtsprozent
aus einpolymerisierten Äthylen- bzw. Propyleneinheiten bestehen und (1.2) 30 bis
70, vorzugsweise 30 bis 60 Gewichtsteilen eines Styrolpolymerisats, das zu wenigstens
90 Gewichtsprozent aus einpolymerisierten Styroleinheiten besteht, mit der Maßgabe
daR die Summe der Gewichtsteile unter (1.1) und (1,2) 100 beträgt, (2) aus dem Gemisch
(1) bei einer Temperatur im Bereich von 100 bis 390, vorzugsweise 120 bis 2500C
und mit einer Austrittgeschwindigkeit im Bereich von 10 bis 300, vorzugsweise 2Q
bis 100 m/min ein Flächengebilde mit einer Dicke im Bereich von 0,1 bis 10, vorzugsweise
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bis 30 mm sowie einer,Querschnittsfläche im Bereich 2 von 1 bis 5000, vorzugsweise
10 bis 500 mm extrudiert, (3) das Flächengebilde aus (2) unter Kühlung auf eine
Temperatur im Bereich von 60 bis 150,vorzugsweise 90 bis 1200C im Verhältnis 1 :
2 bis 1 : 40, vorzugsweise 1 : 10 bis 1 : 30 längsverstreckt, (4) das Längsverstreckte
Flächengebilde aus (3) in Querrichtung in 1 bis 5t vorzugsweise 2 bis 4 cm lange
Stücke zerschneidet und (5) die Stücke aus C4) in üblicher Weise zu Fasern aufschließt.
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Wie weiter gefunden wurde, kann das neue Verfahren mit besonders gutem
Ergebnis durchgeführt werden, wenn man von einem Gemisch (1) ausgeht das als eine
weitere Komponente (1.3) bis zu 1 Gewichtsteil eines üblichen Treibmittels enthält,
Zu dem neuen Verfahren ist im einzelnen das folgende zu sagen: (1) Geeignete Kamponenten
für das als Ausgangsmaterial dienende homogene Gemisch (1) sind insbesondere: (1.1)
Homopo-iymerisate des ethylens mit Dichten von 0,89 bis 0,965 g/cm und Schmelzindices
(Auflagegewicht: 2,16 Kp, Tempertur: 190°/C) von 0,1 bis 120 g/10 min; Homopolymerisate-des
Propylens mit Schmelzindices (Auflagegewicht: 5 Kp, Temperatur: 230°C) von 0,1 bis
100; Copolymerisate des Äthylens, die bis zu 15 Gewichtsprozent (bezogen auf das
Gewicht des Copolymerisats) Vinylacetats Xthyl- n-Propyl-, i-Propyl-, n-Butyl-,
i-Butyl-und/oder tert.-Butylacrylat einpolymerisiert enthalten und Schmelzindices
(Auflagegewicht: 216 Kp, Temperatur: 19O°C) von 0,1 bis 120 haben.
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(1.2) Homopolymerisate des Styrols mit Schmelzindices (Auflagegewicht:
5 Kp, Temperatur: 200°C) von 0,1 bis 30; Colymerisate des Styrols mit Acrylnitril
und/oOer Butadiens die bis zu 10 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gewicht des Copolymerisats)
des Comonomeren einpolymerisiert enthalten und Schmelzindices
(Auflagegewicht:
5 Kp, Temperatur: 2000C) von 0,1 bis 30 haben.
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(1.3) Ein Buten, ein Butan, wie n-Butan und/oder ein Pentan, wie n-Pentan.
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(2) Das Extrudieren von Flächengebilden aus dem Gemisch (1) kann mittels
einschlägig üblicher Extruder erfolgen. Vor allem ist wichtig, daß mit Austrittsgeschwindigkeiten
von 10 bis 300 und vorzugsweise von 20 bis 100 m/min gearbeitet wird, d.h. mit relativ
hohen Austrittsgeschwindigkeiten.
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(3) Das Längsverstrecken der Flächengebilde kann wiederum auf einschlägig
üblichen Vorrichtungen in einschlägig üblicher Weise erfolgen, wobei die geforderten
Temperaturen einzuhalten sind.
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(4) Diese Verfahrensstufe - für sich allein betrachtet - weist keine
Besonderheit auf und kann vom Fachmann mittels der ihm geläufigen Verfahrensweisen
durchgeführt werden.
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(5) Das Aufschließen zu Fasern kann in einschlägig üblichen Vorrichtungen
trocken oder nass erfolgen, z.B. in einem Holländer.
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Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Kurzfasern eignen
sich - gegebenenfalls im Gemisch mit Zellulosefasern -insbesondere für die Herstellung
von Papier und Karton.
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Beispiel 1 Es wird ausgegangen von einem homogenen Gemisch aus (1.1)
50 Gewichtsteilen eines Äthylenhomopolymerisats mit einer Dichte von 0,92 g/cm3
und einem Schmelzindex (Auflagegewicht: 2,16 kp, Temperatur: 1900C) von 2 g/10 min,
(1.2) 50 Gewichtsteilen eines Styrolhomopolymerisats mit einem Schmelzindex (Auflagegewicht:
5 kp, Temperatur: 2000C) von 7, und (1.3) 0,8 Gewichtsteilen n-Butan.
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Dieses Gemisch wird weiter verarbeitet, es man zunächst (a) aus dem
Gemisch bei einer Temperatur von 190°C und mit einer Austrittsgeschwindigkeit von
30 a/min ein Flãchengebilde mit einer Dicke von 0,8 = sowie einer Querschnittsfläche
von 3j2 extrudiert, dann (b) das Flächengebilde aus (a) unter Kühlung auf eine Temperatur
von etwa 90°C im Verhältnis 1 : 2,5 längsverstreckt, daraufhin (c) das ingsverstreckte
Flächengebilde aus (b) in Querrichtung in 2 cm lange Stücke zerschneidet und schließlich
(d) die Stücke aus (c) in üblicher Weise in einem Holländer nass zu Fasern aufschließt.
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Auf diese Weise werden Fasern erhalten die eine Lange von etwa 1 bis
2 mm und einen Durchmesser von etwa 5 bis 10 mikron haben.
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Beispiel 2 Es wird ausgegangen von einem homogenen Gemisch aus (1.1)
50 Gewichtsteilen eines Äthylenhomopolymerisats mit einer Dichte von 0,952 g/cm3
und einem Schmelzindex (Auflagegewicht: 2,16 kp, Temperatur: 190°C) von 1,8 g/10
min sowie (1.2) 50 Gewichtsteilen eines Styrolcopolymerisats, das zu 90 Gewichtsprozent
aus einpolymerisierten Styroleinheiten und zu 10 Gewichtsprozent aus einpolymerisierten
Acrylnitrileinheiten besteht und einen Schmelzindex (Auflagegewicht: 5 Lrp, Temperatur:
200°C) von 0,7 g/10 min hat.
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Dieses Gemisch wird weiter verarbeitet indem man zunächst (a) aus
dem Gemisch bei einer Temperatur von 20000 und mit einer Austrittsgeschwindigkeit
von 25 mimin ein Flächengebilde mit einer Dicke von 1 mm sowie einer Querschnittsfläche
von 32 mm² extrudiert, dann (b) das Flächengebilde aus (b) unter Kühlung auf eine
Temperatur von 115°C im Verhältnis 1 : 4 längsverstreckt, sodann (c) das längsverstreckte
Flächengebilde aus (b) in Querrichtung in 3 cm lange Stücke zerschneidet, und schließlich
(d) die Stücke aus (c) in üblicher Weise in einem Holländer nass zu Fasern aufschließt.
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Auf diese Weise werin Fasern erhalten die eine Länge von 2 bis 3 mm
und einen Durchmesser von etwa 10 bis 15 mikron haben.