DE2632926B2 - Zur Herstellung eines synthetischen Zellstoffes geeignetes Fasermaterial und Verfahren zur Herstellung eines solchen Fasermaterials - Google Patents
Zur Herstellung eines synthetischen Zellstoffes geeignetes Fasermaterial und Verfahren zur Herstellung eines solchen FasermaterialsInfo
- Publication number
- DE2632926B2 DE2632926B2 DE19762632926 DE2632926A DE2632926B2 DE 2632926 B2 DE2632926 B2 DE 2632926B2 DE 19762632926 DE19762632926 DE 19762632926 DE 2632926 A DE2632926 A DE 2632926A DE 2632926 B2 DE2632926 B2 DE 2632926B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- fiber material
- finely divided
- hydrophobic
- inorganic
- copolymer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/11—Flash-spinning
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H13/00—Pulp or paper, comprising synthetic cellulose or non-cellulose fibres or web-forming material
- D21H13/10—Organic non-cellulose fibres
- D21H13/12—Organic non-cellulose fibres from macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D21H13/14—Polyalkenes, e.g. polystyrene polyethylene
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H5/00—Special paper or cardboard not otherwise provided for
- D21H5/12—Special paper or cardboard not otherwise provided for characterised by the use of special fibrous materials
- D21H5/20—Special paper or cardboard not otherwise provided for characterised by the use of special fibrous materials of organic non-cellulosic fibres too short for spinning, with or without cellulose fibres
- D21H5/202—Special paper or cardboard not otherwise provided for characterised by the use of special fibrous materials of organic non-cellulosic fibres too short for spinning, with or without cellulose fibres polyolefins
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Paper (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein zur Herstellung eines synthetischen Zellstoffes geeignetes Fasermaterial,
bestehend aus einer hydrophilen Verbindung mit hohem Molekulargewicht, einer hydrophoben, feinzerteilten,
anorganischen, partikelförmigen Substanz und einem Olefinpolymeren als wesentliche Komponenten, sowie
ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Fasermaterials. Das Fasermaterial soll insbesondere hydrophile
und selbstklebende Eigenschaften haben.
In der nicht vorveröffentlichten DE-OS 24 24 291 ist
für die Herstellung von anorganisches Pigment enthsltencJen hydrophilen Polyolefinfasern die Verwendung
einer hochmolekularen hydrophilen Verbindung, einer hydrophoben, feinzerteilten, anorganischen Substanz
und eines Olefinpolymers beschrieben, wobei als oberflächenaktive Mittel einige hydrophile, hochmolekulare
Verbindungen wirksam sein können.
Bei einem in der DE-OS 24 42 382 beschriebenen Verfahren zur Herstellung von papierbildendem Material
werden ein oberflächenaktives, wasserlösliches Mittel, eine hochmolekulare, hydrophile Verbindung
und feinzerteilte anorganische Substanzen verwendet, die in der Hauptsache hydrophil sind.
Bei diesem Verfahren ist die Bindung oder Integration der anorganischen Substanzpartikel innerhalb des
faserförmigen oder zellstoffähnlichen Materials nicht zufriedenstellend, wobei auch die Oberflächenfestigkeit
eines aus einem derartigen Fasermaterial hergestellten Papiers nicht sehr hoch ist
Es sind auch andere Verfahren bekanntgeworden, um aus einem Polyolefin eine Masse aus Fasermaterial
herzustellen, das für einen sogenannten synthetischen Zellstoff verwendet wird. Ein typisches Verfahren lit
ίο das Emulsions-Spülspinnen, bei dem man eine wäßrige
Emulsion einer Polyolefinlösung bei erhöhter Temperatur und erhöhten Druck durch eine Düse in die
Atmosphäre ausströmen läßt, wie es beispielsweise in
der japanischen Patentpublikaüon Nr. 32 133/1972 und der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 31 916/1974
beschrieben ist Die auf diese Weise erhaltene Fasermaterialmasse wird einer Schlag- bzw. Auflösebehandlung
bzw. einer Veredelungsbehandlung unterworfen, um ein zellstoffähnliches Produkt zu ergeben. Das
2n zellstoffähnliche Produkt, das aus einer Masse von
Fibrillen besteht, hat eine große spezifische Oberfläche und zeigt ein gutes Dispersionsvermögen in Wasser und
selbstbindende bzw. selbstklebende Eigenschaften. Das zellstoffähnliche Produkt wird daher allein oder in
r> Verbindung mit Holzstoffmasse zur Herstellung von Papier großer Festigkeit verwendet
Um die Güte des Papiers zu verbessern, die Materialkosten zu reduzieren und Petroleum- bzw.
Erdölrohstoffe einzusparen, ist es erwünscht und auch
jo bereits vorgeschlagen worden, bei dem Emulsions-Spülspinn-Verfahren
eine große Menge feinzerteilter, anorganischer Substanzen zusammen mit dem Polyolefinrohmaterial
einzusetzen. Die üblichen feinzerteilten Partikeln können jedoch fast nicht auf dem Wege des
r> Emulsion-Spülspinnens in das zellstoffähnliche Produkt
integriert bzw. eingearbeitet werden. Die Verwendung konventioneller anorganischer Partikel beim Emulsion-Spülspinnen
ist in der veröffentlichten japanischen Patentpublikation Nr. 10 484/1973 beschrieben. Bei
4(i diesem Verfahren werden jedoch die anorganischen
Partikel nicht wirksam mit dem zellutoffähnlichen Produkt integriert. Dieses rührt daher, daß die meisten
konventionellen, feinzerteilten, anorganischen Substanzen grundsätzlich hydrophil sind oder hydrophile
■n Gruppen, etwa Hydroxylgruppen, an der Oberfläche
aufweisen. Wenn eine wäßrige Emulsion einer Polyolefinlösung zubereitet wird, neigen die feinzerteilten,
anorganischen Substanzen dazu, in der wäßrigen Phase gegenwärtig zu sein und nicht in dem Lösungsmittel, in
in dem das Polyolefin gelöst ist. Wenn man die wäßrige
Emulsion des Polyolefins in die Atmosphäre ausströmen läßt, wird der größte Teil der feinzerteilten, anorganischen
Substanzen mit einer überwiegenden Wassermenge aus der Masse bzw. aus dem Gemengsei des
μ Fasermaterials verdrängt bzw. entfernt, während
geringe Teile der feinzerteilten, anorganischen Substanzen zusammen mit einer kleineren Wassermenge in der
Fasermaterialmasse verbleiben. Der Teil der feinzerteilten, anorganischen Substanz, der zusammen mit Wasser
ho in der Fasermaterialmasse verbleibt, wird, wenn diese
Fasermaterialmässe in Wasser aufgelöst wird, aus der Fasermaterialmasse in das Wasser ausgetrieben. Zusammenfassend
kann somit festgestellt werden, daß die meisten konventionellen feinzerteilten, anorganischen
ir. Substanzen die Neigung haben, während der Papierherstellung aus der Polyolefinmasse verdrängt zu werden.
Eine solche Verdrängung bzw. Abtreibung der feinzerteilten, anorganischen Substanzen bedeutet nicht mir
einen wirtschaftlichen Verlust, sondern macht auch das
von dem Papierherstellungsprozeß stammende Abwasser trübe bzw. schlammig und setzt die Papierqualität
herab.
Es ist auch ein anderes Verfahren zur Herstellung von Fasermaterial beschrieben worden, bei dem man eine
Lösung von Polyolefin in einem Lösungsmittel bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck durch eine
Düse in die Atmosphäre ausströmen läßt Gemäß der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 55 264/1973 kann
der Polyolefinlösung eine feinzerteilte, anorganische Substanz zugesetzt sein. Da bei diesem Verfahren kein
Wasser verwendet wird, ist die feinzerteilte, anorganische Substanz in dev Lage, in dem im Spülverfahren
hergestellten Fasermaterial zu verbleiben. Wenn diese Fasermaterialmasse jedoch in Wasser aufgelöst wird,
wird eine bestimmte Menge der feinzerteilten, anorganischen Substanz unvermeidlich aus dem Fasermaterial
in das Wasser ausgetrieben, da die feinzerteilte, anorganische Substanz eine größere Affinität zu Wasser
als zu Polyolefin hat
Eine aus einem solchen Fasermateri'tl hergestellte zellstoffähnliche Masse oder Pulpe ist außerdem nur
wenig oder überhaupt nicht hydrophil und hat nur sehr geringe selbstklebende bzw. selbstbindende Eigenschaften.
Selbst wenn eine derartige Pulpe aus synthetischer Zellstoffmasse mit einer Holzstoffmasse kombiniert
wird, hat das daraus hergestellte Papier nur eine sehr geringe mechanische Festigkeit, wie Zugfestigkeit und
insbesondere auch Oberflächenfestigkeit. Ein solches Papier läßt sich nicht in bevorzugtem Maße für
Druckereizwecke verwenden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fasermaterial zu schaffen, das als synthetischer Zellstoff
bzw. als synthetische Zellstoffpulpe verwendbar ist, wobei dieses Fasermaterial, das hydrophil sein und
verbesserte selbstklebende bzw. selbstbindende Eigenschaften ausweisen soll, eine feinzerteilte, organische
Substanz enthalten soll, die wirksam mit der Polymermasse df ^ Fasermaterials integriert bzw. darin eingearbeitet
ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Fasermaterial, welches aus einer hydrophilen Verbindung mit hohem
Molekulargewicht, einer hydrophoben, feinzerteilten, anorganischen, partikelförmigen Substanz und einem
Olefinpolymeren besteht, erfk dungsgemäß dadurch
gekennzeichnet, daß es außerdem ein wasserlösliches, oberflächenaktives Mittel und ein öllösliches, oberflächenaktives
Mittel, das als Dispersionsmittel für die hydrophobe, feinzetftilte, anorganische, partikelförmig
ge Substanz dient, enthält, und daß die hydrophobe,
feinzerteilte, anorganische, partikelförmige Substanz,
die in das Polymermaterial des Fasermaterials integriert ist, in einem Gewichtsverhältnis zum Olefinpolymeren
von 1: 10 bis 2Ü : 1 vorhanden ist.
Der Hinweis, daß die hydrophobe, feinzerteilte, anorganische, partikelförmige Substanz in das Polymermaterial
des Fasermaterials integriert ist, soll zum Ausdruck bringen, daß diese Substanz in einem solchen
Umfang gebunden ist, daß, wenn das Fasermaterial in der für die Herstellung einer Pulpe üblichen Weise in
Wasser aufgelöst wird, ein wesentlicher Teil der feinzerteilten, anorganischen Substanz in der Lage ist,
innerhalb des Polymermaterials jeder Fibrille oder zwischen möglicherweise miteinander verschlungenen
bzw. verketteten Mehrfibrillen zu verbleiben.
Die erfindungsgcr'äße Verwendung eines öllöslichen,
oberflächenaktiven Mittels zusätzlich zu einem wasserlöslichen, oberflächenaktiven Mittel und der hydrophilen,
hochmolekularen Verbindung führt zu folgenden Vorteilen:
a) Die Wirksamkeit der hydrophoben, feinzerteilten, anorganischen, partikelförmigen Substanz in dem
Produkt, d. h. die Bindung oder Integration der anorganischen Substanzpartikel innerhalb des
faserförmigen oder zellstoffähnlichen Materials wird beträchtlich erhöht;
ίο b) die Oberflächenfestigkeit eines aus einem solchen
Fasermaterial hergestellten Papiers ist sehr hoch und
c) die Schüttdichte und Opazität eines daraus
c) die Schüttdichte und Opazität eines daraus
hergestellten Papiers wird ebenfalls verbessert
Das öllösliche, oberflächenaktive Mittel dient dabei als Dispersionsmittel für die hydrophobe, feinzerteilte, anorganische Substanz.
Das öllösliche, oberflächenaktive Mittel dient dabei als Dispersionsmittel für die hydrophobe, feinzerteilte, anorganische Substanz.
Das Verfahren zur Herstellung eines Fasermaterials für die Herstellung eines synthetischen Zellstoffes,
2n wobei man eine Emulsion, ^ie eine hydrophile Verbindung mit hohem Molekulai gewicht, ein Olefinpolymer,
eine hydrophobe, feinzerteilte, anorganische, partikelförmige Substanz, Wasser und ein Lösungsmittel
für das Olefinpolymer umfaßt, bei einer Temperatur :■-, von mindestens 1000C durch eine Düsenöffnung in eine
Umgebung mit niedrigerem Druck ausströmen läßt, ist dadurch gekennzeichnet, daß man von einer Emulsion
ausgeht, die außerdem ein wasserlösliches, oberflächenaktives Mittel und ein öllösliches. oberflächenaktives
jo Mittel, das als Dispersionsmittel für die hydrophobe, feinzerteilte, anorganische, partikelförmige Substanz
dient, enthält, und daß die hydrophobe, feinzerteilte, anorganische, partikelförmige Substanz, die in das
Polymermaterial des Fasermaterials integriert ist, in }■-, einem Gewichtsverhältnis zum Olefinpolymeren von
1:10 bis 20 :1 vorhanden ist.
Bei dem für die Herstellung des erfindungsgemäßen Fasermaterials verwendeten Olefinpolymer handelt es
sich vorzugsweise um Homopolymerisate und Mischpolymerisate von Olefinmonomeren wie Äthylen, Propy-'en,
Buten-1 und 4-Methylpenten-l. Es kann sich dabei
vorzugsweise auch um Mischpolymerisate eines Olefinmonomers und eines polaren Vinyl- oder Vinylidenmonomers
handeln, das mit dem Olefinmonumer zu einer v-, intensiven Mischpolymerisatbüdung neigt Das Olefinpolymer
kann in Kombination mit einer kleineren Menge, d. h. weniger als 40 Gewichtsprozent, eines
weiteren hydrophoben Polymers benutzt werden, und zwar basierend auf dem Gesamtgewicht des Olefinpoly-■)0
mers und des hydrophoben Polymers. Derartige hydrophobe Polymere umfassen beispielsweise Polystyrol,
Polymethylmethacrylat und Polyvinylchlorid.
Bei der hydrophilen Verbindung mit hohem Molekulargewicht handelt es sich vorzugsweise um Polyvinylal-V)
kohol, Polyacrylamid, Polyäthylenoxyd, Carboxymethylzellulose,
Natriumpolyacrylat und lösliche Stärke.
Das oberflächenaktive wasserlösliche Mittel dient zur Bildung und Stabilisierung einer wäßrigen Emulsion, die
zusammengesetzt ist aus
ho 1. einer nichtwäßrigen Phase, in der das Olefinpolymer
gelöst ist, und in der die feinzerteilte, anorganische Substanz in einem Lösungsmittel für
das Olefinpolymer dispergiert ist, und
2. eine wäßrige Phase, in der die hydrophile hi Verbindung mit hohem Molekulargewicht in Wasser gelöst ist
2. eine wäßrige Phase, in der die hydrophile hi Verbindung mit hohem Molekulargewicht in Wasser gelöst ist
Das oberflächenaktive, wasserlösliche Mittel hat vorzugsweise ein hohes Molekulargewicht, wobei es
sich jedoch von der obenerwähnten hydrophilen Verbindung mit hohem Molekulargewicht darin unterscheidet,
daß diese letztere Verbindung keine Funktion bei der Bildung und Stabilisierung der obengenannten
wäßrigen Emulsion hat, und die nur dazu verwendet wird, um dem resultierenden zellstoffähnlichen Produkt
eine verbesserte Affinität gegenüber Wasser zu erteilen. Die hydrophile Verbindung mit hohem Molekulargewicht
dient dazu, dem zellstoffähnlichen Produkt eine Affinität gegenüber Wasser und Holzstoffmasse zu
verleihen. Wenn jedoch das oberflächenaktive Mittel nicht verwendet wird, d. h., wenrl das sogenannte
Emulsion-Spülverfahren nicht durchgeführt wird, ist das
resultierende zellstoffähnliche Produkt nicht zufriedenstellend, und es ist aus groben und großstückigen
Partikeln zusammengesetzt und enthält nur eine kleinere Menge der hydrophilen hochmolekularen
Verbindung.
Das oberflächenaktive Mittel kann anionisch, kationisch,
nichtionisch oder ampholytisch bzw. amphoter sein.
Das wasserlösliche, oberflächenaktive Mittel hat vorzugsweise ein hohes Molekulargewicht und besteht
daher insbesondere aus wenigstens einem Mischpolymerisat der Gruppe von:
I. einem Mischpolymerisat, abgeleitet von mindestens einem Monomer der Formel:
CIl (Il
C O C O
OA OB
OA OB
um) muidc-tens einem Monomer der lormel:
(11, C
wobei A ein Li-. Na-, '/2 Ca-, '/2 Zn- oder Vj Al-Atom, B
ein Wasserstoffatom. einen Kohlenwasserstoffrest mit I bis 20 Kohlenstoffatomen, Li, Na, 1/2 Ca, V2 Mg, '/2 Zn
oder '/3 Al, Ri ein Wasserstoffatom oder einen
Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen und Ri ein Wasserstoffatom, — COOR3 (wobei R3 ein
Wasserstoffatom oder ein Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen ist), — OCORi (wobei Rj ein
Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen ist). Halogen oder -CH2OH bedeuten;
II. einem Mischpolymerisat abgeleitet von mindestens einem Monomer der Formel:
CH,=--CH
1
1
C =O
OA
C-C
CO
CO
OA
und nniuleMens einem Monoiiiei der l-oriiiel:
eil, c
wobei A, Ri und R2 die oben angegebene Bedeutung
haben,
111. einem Mischpolymerisat, abgeleitet von Äthyler
und einem Monomer der Formel:
(II. CH
wobei Ri einen der Reste —OH oder — CH2OH
bedeutet, oder
IV. einem vinylmonomergepfropften Vinylalkohol.
Bei dem Mischpolymerisat vom Typ I handelt es sich insbesondere um ein Styrol-Natriummaleat-Mischpo
lymerisat oder ein Äthyien-Natnummaieat-Mischpo
lymerisat. vorzugsweise aber um ein Styrol-Alkylmeth acrylat-Natriummaleai-Mischpölymerisai. Hei derr
Mischpolymerisat vom Typ Il handelt es sich Vorzugs weise um ein Äthylen-Natriumacrylat-Mischpolymeri
sat oder cm Äthylen-Natriummethacrylat-Mischpo-
Das Mischpolymerisat vom Typ III ist vorzugsweise ein verseiftes Äthyle.n-Vinylacetat-ivlischpolymerisai
oder kann beispielsweise ein Äthylen-Äthylalkohol Mischpolymerisat sein.
Als Mischpolymerisat vom Typ IV wird vorzugsweise ein styrolgepfropfter Polyvinylalkohol verwendet. Auf
gepfropfte Vinylmonomere können aber auch sein Vinylacetat und Alkylester der Acryl- oder Methacryl
säure. Der gepfropfte Polyvinylalkohol hat vorzugswei se ein Molekulargewicht von 200 bis 4000, ausgedrücki
in Werten des mittleren Polymerisationsgrades. Dei Zusatz an Vinylpolymeren zu dem Polyvinylalkohol be
der Pfropfpolymerisation beträgt vorzugsweise etwa i bis 2000 Gewichtsprozent.
Die Menge an oberflächenaktivem Mittel beträgi
vorzugsweise 0,05 bis 10%, bezogen auf das Gewichi des Fasermaterials.
Die für die Herstellung des Fasermaterials verwende te hydrophobe, feinzerteilte, anorganische Substanz isi
wasserabstoßend, wobei sie im allgemeinen, wenn sie ir Wasser gegeben wird, ohne Naßwerden zur Oberfläche
steigt, wenn diese beispielsweise 3 g/l des oberflächenaktiven, wasserlöslichen Mittels enthält Die hydrophobe,
anorganische, partikelförmig Substanz hat eine gute Affinität gegenüber organischen Lösungsmittel
und kann darin leicht dispergiert werden. Diese hydrophobe Substanz hat vorzugsweise eine Partikelgröße
unter 5 Mikron, insbesondere unter 2 Mikron, unc optimal unter 1 Mikron. Diese hydrophobe Substanz
soll nicht eine mittlere Korngröße haben, die größer isi als die Korngröße der Emulsion, die bei der Herstellung
des erfindungsgemäßen Fasermaterials gebildet wird.
Die hydrophobe Substanz wird in der Weise hergestellt, daß konventionelle, feinzerteilte, anorganische
Stoffpartikel chemisch oder physikalisch behandeil werden. Eine solche hydrophobe Behandlung umfaßi
beispielsweise die Veresterung mit Alkohol vor Hydroxygruppen, die an der Oberfläche eines feinzerteilten
Metalloxyds wie T1O2 und S1O2 vorhanden sind
oder die Alkylsilyl-Veresterung von solchen Hydroxygruppen
mit Silan wie Alkylchlorsilan, Alkylhydroxysilan oder Alkylalkoxysilan. Diese Behandlung umfaßt
weiterhin die Oberflächenbehandlung von feinzerteiltem Calciumkarbonat mit einer Fettsäure, einer
Harzsäure oder einem Amin. Es besteht auch die Möglichkeit, feinzerteiltes Kaolin oder Talk bei einer
erhöhten Temperatur in Dampf von Me^Si(OMe)J zu
bringen.
Die erfindungsgemäß verwendete hydrophobe, feinzerteilte, anorganische Substanz ist gegenüber üblichen
anorganischen Substanzpartikeln hinsichtlich der folgenden Punkte vorteilhaft.
Die erfindungsgemäß verwendete Substanz, hat eine gute Affinität gegenüber organischem Lösungsmittel,
jedoch nur eine geringe oder keine Affinität gegenüber Wasser, so daß, wenn diese Substanz einer Emulsion
zugesetzt wird, die aus einer nichtwäßrigen Phase, die das in einem Lösungsmittel gelöste Olefinpolymer
enthält, und einer wäßrigen Phase besteht, in der die hydrophile Verbindung mit hohem Molekulargewicht in
Wasser gelöst ist, diese Substanz in der nichtwäßrigen Phase gegenwärtig ist. Wenn man diese Emulsion in
einen Raum mit niedrigem Druck ausströmen läßt, ist diese hydrophobe Substanz demzufolge wirkungsvoll
mit dem Polymermaterial der Fasermaterialmasse integriert. Die erfindungsgemäß verwendete Substanz
hat weiterhin eine erhöhte Affinität gegenüber dem Olefinpolymer, und die Adhäsion dieser Substanzpartikel
an dem Polymerkörper des Faser- bzw. Fibermaterials ist so fest, daß, wenn das Fasermaterial während
des Schiagens in Wasser einer Schwerkraft ausgesetzt wird, nur eine vernachlässigbare Menge dieser hydrophoben
Substanz aus der Fasermaterialmasse ausgetrieben wird.
Die hydrophobe, anorganische Substanz ist in dem Fasermaterial in einer Menge von nicht mehr als dem
20fachen des Gewichtes des Olefinpolymeren vorhanden. Die untere Grenze der Menge an anorganischer
Substanz ist nicht kritisch, wobei diese Menge jedoch vorzugsweise so groß sein sollte, daß einerseits eine
wesentliche Herabsetzung der Herstellungskosten und weiterhin eine wesentliche Verbesserung der Eigenschaften
des zellstoffähnlichen Produktes erreicht werden. Der Einsatz an anorganischer Substanz über
der obengenannten oberen Grenze führt zu einer unerwünschten Reduzierung der Festigkeit und zu einer
Herabsetzung der Formstabilität des Fasermaterials. Der bevorzugte Bereich des Gewichtsverhältnisses von
hydrophober anorganischer Substanz zu Olefinpolyrneren liegt bei 1:10 bis 10 :1.
Die wäßrige Emulsion wird in der Weise hergestellt,
daß ein wasserlösliches, oberflächenaktives Mittel, ein öHösliches, oberflächenaktives Mittel, eine hydrophile
Verbindung mit hohem Molekulargewicht, ein Olefinpolymer, eine hydrophobe, feinzerteilte, anorganische,
partikelförmige Substanz, Wasser und ein Lösungsmittel
für das Olefinpolymer kombiniert werden. Das verwendete Lösungsmitte! besteht vorzugsweise aus
einem Kohlenwasserstoff wie Pentan, Hexan, Petroleumäther, Cyclopentan, Cyclohexan, Benzol und
Toluol, oder z. B. einem halogenierten Kohlenwasserstoff wie Methylenchlorid und Trichlorethylen. Das
Lösungsmittel kann allein oder in Kombination verwendet werden.
Das Verhältnis von Wasser zu Lösungsmittel wird, bezogen auf das Volumen, vorzugsweise in dem Bereich
von 0,1 bis 6 ausgewählt Wenn das Verhältnis von
Wasser zu Lösungsmittel niedriger als 0,1 ist, liegt das
aus einer Düse ausströmende Produkt im wesentlichen in Form von kontinuierlichen Litzen vor. Diese
kontinuierlichen Litzen werden durch Schlagen oder sonstige Aufbereitung nicht in eine ausreichende
Fibrillenform gebracht. Im Gegensatz dazu ist ein Verhältnis von Wasser zu Lösungsmittel über 6 vom
Standpunkt der Herstellungskosten nachteilig. Das Verhältnis von Wasser zu Lösungsmittel wird vorzugsweise
so ausgewählt, daß eine Öl-in-Wasser-Emulsion gebildet werden kann, um das oben beschriebene
oberflächenaktive Mittel wirkungsvoller werden zu lassen.
Die Art und Weise, wie die hydrophobe, anorganische,
partikelförmige Substanz in die wäßrige Emulsion eingearbeitet wird, ist nicht kritisch. Es ist jedoch
vorteilhaft, diese partikelförmige Substanz zuerst in dem Lösungsmittel zu dispergieren, um eine Agglomeration
dieser partikeiformigen Substanz in der wäßrigen Emulsion zu verhindern, und um diese wäßrige Emulsion
gleichförmiger zu machen. Wenn die anorganische Substanz in der wäßrigen Emulsion agglomeriert, kann
diese Substanz aus dem Fasermaterial verdrängt bzw. ausgetrieben werden, wenn das Fasermaterial geschlagen
oder ansonsten aufbereitet wird. Es ist am vorteilhaftesten, die hydrophobe anorganische Substanz
zuerst unter Verwendung eines Dispersionsmittels, wie einem öllöslichen oberflächenaktiven Mittel, zu dispergieren
und die mischung fest umzurühren.
Der Feststoffgehalt, d. h. der gesamte Anteil an dem
Olefinpolymer und der hydrophoben, feinzerteilten Substanz in der nichtwäßrigen Phase, beträgt, bezogen
auf das Gewicht der nichtwäßrigen Phase, vorzugsweise 5 bis 40 Gewichtsprozent Der Anteil der hydrophilen
Verbindung mit hohem Molekulargewicht in der wäßrigen Phase beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht
des Olefinpolymeren und der hydrophoben, anorganischen Substanz, vorzugsweise 0,1 bis 50
Gewichtsprozent, insbesondere 0,2 bis 20 Gewichtsprozent. Die Menge an oberflächenaktivem Mittel wird so
ausgewählt, daß diese in dem resultierenden Fasermaterial, bezogen auf dessen Gewicht, vorzugsweise im
Bereich von 0,05 bis 10 Gewichtsprozent liegt.
Der Emulsion können geeignete Mengen an Zusätzen, wie beispielsweise einem Viskositätsreduziermittel,
einem Antioxydationsmittel, einem Verwitterungsschutzmittel und einem antistatischen Mittel zugemischt
werden.
Die Emulsion wird auf einer Temperatur von mindestens 1000C gehalten, um das Olefinpolymer in
derr Lösungsmittel zu lösen und, wenn die Emulsion durch Ausströmen aus der Düse verarbeitet wird, das
Lösungsmittel so schnell und so vollständig wie möglich aus dem ausgeströmten Produkt zu verdampfen.
Die zubereitete Emulsion wird unter dem Eigendruck des Lösungsmittels und des Wassers extrudiert oder
durch Extrudieren unter Druck mittels eines Inertgases, wie Stickstoff und Kohlendioxyd, durch eine Düsenöffnung
in eine Umgebung mit geringem Druck. Der Ausdruck »Umgebung mit einem niedrigeren Druck«
bedeutet eine Umgebung, in der der Druck niedriger ist
als der Emulsionsdruck vor dem Extrudieren. Der Druck der Umgebung ist vorzugsweise atmosphärisch. Es kann
eine übliche Düse verwendet werden, die jedoch vorzugsweise eine solche Form haben soll, daß eine
Fasermaterialmasse gewünschter Form und Feinheit hergestellt werden kann.
Wenn die Emulsion durch eine Düsenöffnung
extrudiert wird, werden die Polymerkomponenten unter dem Einfluß der in der Düse auftretenden Scherkraft
orientiert und verforrnt, und in dem Augenblick, in dem die Emulsion aus der Düse in eine Umgebung mit
niedrigerem Druck austritt, werden die Polymerkomponenten infolge der plötzlichen Verdampfung des
Lösungsmittels und des Wassers und infoige der durch die Verdampfung hervorgerufenen Abkühlung verfestigt,
wobei die Polymerkomponenten miteinander verkettet bzw. vernetzt und hinsichtlich ihrer Länge
beschränkt werden. Auf diese Weise wird eine Masse aus mit in bestimmtem Umfang miteinander verschlungenen
bzw. verketteten Fasern bzw. Fibern verhältnismäßig kurzer Länge gebildet. Wie es bereits zum
Ausdruck gebracht ist, bleibt bei und nach dem verfestigen der Polymerkomponenten die hydrophobe
anorganische, partikclförmige Substanz, die in der nichtwäßrigen Phase der Emulsion vorhanden gewesen
ist, im wesentlichen innerhalb des Öietinpoiymeren des Fasermaterials, und ein wesentlicher Teil der hydrophilen
hochmolekularen Verbindung aus der wäßrigen Phase der Emulsion bleibt auch in dem Olefinpolymer
integriert. Die hydrophobe anorganische Substanz ist daher wirksam mit dem Polymermaterial des Faserbzw.
Fibermaterials integriert.
Das Fasermaterial kann leicht zu zellstoffähnlichen Partikeln aus .miteinander verschlungenen bzw. verketteten
Fibrillen geschlagen bzw. aufgelöst werden, wobei diese Partikel auf eine gewünschte Größe gebracht
werden können, beispielsweise eine solche Größe, daß mindestens 95% der Partikel ein Sieb der Siebgröße
24 Mesh gemäß dem japanischen Industriestandard P 8207 (lichte Maschenweite 0,701 mm) passieren
können. Es ist auch möglich, zellstoffähnliche Partikel verhältnismäßig großer Länge durch geringeres Schlagen
bzw. Auflösen der Fasermaterialmasse aufzubereiten.
Die innere Struktur des zellstoffähnlichen Produkts, das aus dem Fasermaterial hergestellt worden ist, kann
vorteilhafterweise in der folgenden Weise geprüft bzw. untersucht werden. Eine Probe des zellstoffähnlichen
Produktes wird in ein Polymerharz eingebettet, und das Polymerharz wird in sehr dünne Stücke zerschnitten.
Diese Stücke werden mit einem Farbstoff gefärbt, der nur die hydrophile hochmolekulare Verbindung einfärbt,
und die Stücke werden anschließend mittels eines Elektronenmikroskopes untersucht. Dabei kann festgestellt
werden, daß die hydrophobe, anorganische, partikelförmige Substanz wirksam in den Polymerkörper
der Fibrülen integriert ist, und daß die hydrophile Verbindung mit hohem Molekulargewicht in einer
linearen Form von kontinuierlicher Länge und/oder einer kurzen Länge parallel zur Fiberachse angeordnet
ist Eine derartige spezifische Innenstniktur kann nicht durch ein Lösungs-Sprühspinnverfahren erhalten werden,
bei der man ein Polymer nicht in Form einer Emulsion, sondern als Lösung ausströmen läßt, so wie es
in der japanischen Offenlegungsschrift 55 264/1973 beschrieben ist
Bei einem bekannten Verfahren zur Papierherstellung aus einer Pulpe bzw. zellstoffähnlichen Masse, die
eine konventionelle, feinzerteilte, anorganische Substanz enthält, wird eine große Menge der anorganischen
Substanz aus der Pulpe bzw. Zellstoffmasse während des Schlag- bzw. Auflösungsprozesses in das Wasser
verdrängt bzw. ausgetrieben, und die wäßrige Dispersion wird opak bzw. undurchlässig. Im Gegensatz dazu
ist die wäßrige Dispersion aus dem erfindungsgemäßen
zellstoffähnlichen Produkt, welches die hydrophobe, feinzerteilte, anorganische Substanz enthält, nur wenig
oder überhaupt nicht undurchsichtig.
Das aus dem erfindungsgemäßen Fasermaterial hergestellte zellstoff- bzw. pulpenähnliche Produkt ist
gegenüber bekanntem, aus Polyolefin hergestelltem synthetischem Zellstoffmaterial in verschiedener Hinsicht
vorteilhaft. Bei dem erfindungsgemäßen Fasermaterial sedimentiert das zellstoffähnliche Produkt in
Wasser ähnlich wie eine Holzstoffmasse, so daß es leicht ist, eine gleichförmige wäßrige Dispersion aus dem
zellstoffihnlichen Material oder aus einer Mischung davon mit Holzstoffmasse herzustellen. Die Materialkosten
für das zellstoffähnliche Produkt sind gering, wenn die hydrophobe, feinzerteilte, anorganische Substanz
weniger kostet als das Olefinpolymer, so daß Petroleum- bzw. Erdölvorräte eingespart werden können.
Das zellstoffähnliche Produkt hat weiterhin eine verbesserte Wärmeiormbesiändigkeii, so daß, wenn
eine daraus geformte nasse Bahn in einem Trockner, der Teil eines Papierherstellungsprozesses ist, getrocknet
wird, die Undurchsichtigkeit der Bahn nicht herabgesetzt
wird. Wenn das zellstoffähnliche Produkt einen überwiegenden Anteil der feinzerteilten, anorganischen
Substanz enthält, kann das aus Mischungen daraus mit Holzstoffmasse hergestellte Papier, wenn es einer
hohen Temperatur oder einer Hochgeschwindigkeitsbehandlung unterworfen wird, nicht leicht schmelzen,
wobei auch keine unerwünschten nadelähnlichen Kunststoffeinschlüsse gebildet werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen beschrieben, in denen die Prozentsätze und
Anteile, wenn nicht anders angegeben, auf das Gewicht bezogen sind.
60 g eines feinzerteilten Polyäthylenpulvers, 60 g feinzerteiltes hydrophobes Calciumcarbonat, 2 g Sorbitanmonolaurai
und 1,2 Liter Hexan wurden in einem Heimmischer gut umgerührt. Ein Autoklav mit einem
Fassungsvermögen von 5 Liter wurde mit der o! igen Mischung sowie mit 1,8 Liter Wasser, 60 g Polyvinylalkohol
und 3 g eines Natriumsalzes eines Styrol-Maleinanhydrid-Methylmethacrylat-Mischpolymerisats
beschickt. Der Autoklavinhalt wurde auf 140° C erhitzt und
unter Umrühren 20 Minuten lang auf dieser Temperatur gehalten, um zu emulgieren. Die Emulsion wurde durch
eine am Boden des Autoklaven angebrachte Düse von 1 mm Länge und 1,6 mm Durchmesser in die Atmosphäre
extrudiert. Der Calcumcarbonatgehalt in dem auf
diese Weise erhaltenen Fibermaterial wurde gemessen, indem man das Fibermaterial 2 Stunden lang bei 800° C
in einem Schmelztiegel brannte, der sich in einem elektrischen Kapellenofen befand. Das aus dem
Autoklaven extrudierte Faserprodukt enthielt, bezogen auf das Trockengewicht, 49,4% Calciumcarbonat
25 g (absolutes Trockengewicht) des auf diese Weise hergestellten Faserproduktes wurden in 5 Liter Wasser
geschlagen bzw. aufgelöst wobei ein Einscheibenauflöser des Sprout-Waldron-Types verwendet wurde, bis
das Fasermaterial in Fibrillenform gebracht und auf eine solche Länge zerkleinert worden war, daß mindestens
95% des aufgelösten Produktes ein Sieb mit der Siebgröße 24 Mesh = lichte Maschenweite 0,701 min
(geir.U3 dem japanischen Industriestandard P 8207) passieren konnte. Das geschlagene bzw. aufgelöste
Produkt wurde auf einen Siebbelag von 200 Mesh (lichte Maschenweite 0,075 mm) gegeben und gewaschen.
indem 20 Minuten lang Wasser darauf gegossen wurr^e,
und anschließend getrocknet. Der Calciumcarbonatgehalt dt:· auf diese Weise erhaltenen pulpenährilichen
Produktes wurde in der gleichen Weise gemessen wie zuvor für das F;aserprodukt beschrieben. Das pulpenähnliche
Produkt enthielt nach dem Waschen, bezogen auf das Trockengewicht, 43,9% Calciumcarbonat.
Vergleichsbeispiel 1
Ein Autoklav aus nichtrostendem Stahl mit einem Fassungsvermögen von 5 Liter wurde mit 1,0 Liter
Hexan, 1,5 Liter Wasser, 40 g eines feinzerteilten Polyäthylenpulvers, 40 g feinzerteiltem Calciumcarbonat
der im Beispiel 1 verwendeten Art, 4 g Polyvinylalkohol und 2 g eines Natriumsalzes eines Styrol-Maleinanhydrid-Methylmethacrylat-Mischpolymerisates
beschickt. Der Autoklavinhalt wurde in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise emulgiert, in die Atmosphäre
extrudiert und iriesintegriert bzw. aufgelöst, um pin
pulpenähnüches Produkt zu erhalten. Das pulpenähnliche
Produkt enthiel' nach dem Waschen, bezogen auf das Trockengewicht, 31,9% Calciumcarbonat.
Beispiel 2 und Vergleichsbcispiele 2-1 und 2-2
Diese Beispiele zeigen die Wirkung eines öllöslichen oberflächenaktiven Mittels auf das resultierende pulpenähnliche
bzw. zellstoffähnliche bzw. papierbildende Material.
In einen aus rostfreiem Stahl bestehenden Autoklaven
mit einem Fassungsvermögen von 5 Liter wurden 1.0 Liter Hexan, 1,5 Liter Wasser, 40 g eines
feinzerteilten Polyäthylenpulvers, 120 g eines feinzerteilten, hydrophoben Calciumcarbonats, 16 g Polyvinylalkohol
und 3 g eines Natriumsalzes eines Styrol-Ma-
leinanhydrid-Methylmethacrylat-L.aurylmethacrylat-Mischpolymerisats
(molares Verhältnis von 30/50/15/5, wasserlösliches oberflächenaktives Mitte!) gefüllt. Als
das zu verwendende feinzerteilte hydrophobe Calciumcarbonat wurden die im folgenden beschriebenen
Zubereitungen A, B und C jeweils für sich allein benutzt.
A. (Beispiel 2) 120 g eines feinzerteilten hydrophoben Calciumcarbonals wurden in 1 Liter Hexan
geschüttet; anschließend wurden noch 2 g eines
Verwendete Polymerzusammensetzungen feinzerteilten Calcium-ß-Lauryiiminopropionats
(öllösliches oberflächenaktives Mittel) zugegeben. Die Mischung wurde 3 Minuten lang mit einem
Küchenmixer mit hoher Drehgeschwindigkeit umgerührt, um ein in den Atuoklaven einzuführendes
Präparat zu erhalten.
B. (Vergleichsbeispiel 2-1) l?0 g eines feinzerteilten hydrophoben Calciumcarbonats wurden in 1 Liter
Hexan geschüttet, und die Mischung wurde ι .i·. einem Küchenmixer umgerührt, um das in den
Autoklaven einzuführende Präparat zu erhalten.
C. (Vergleichsbeispiel 2-2) Es wurde irn wesentlichen
gemäß Präparat B ein Präparat hergestellt. Dieses Präparat wurde in den Autoklaven zusammen
mit einer wäßrigen Lösung von 2 g Natrium/J-Lauryliminopropionat
(wasserlösliches oberflächenaktives Mittel) eingefüllt.
Dft Antnklavrninhalt wnrrfp auf 140T erhit7t nnrl
unter Umrühren 20 Minuten lang auf dieser Temperatur gehalten, um eine Emulsion zu erhalten. Man ließ die
Emulsion durch eine am Hoden des Behälters angeordnete Düse mit der Öffnung von 1 rnrn Länge und 1,6 mm
Durchmesser in die unter Atmosphärendruck stehende Umgebung ausströmen. Das auf diese Weise erhaltene
faserige Produkt wurde zerkleinert, um in der im wesentlichen im Beispiel 1 beschriebenen Weise ein
zellstoffähnliches bzw. pulpenähnliches Produkt zu erhalten.
Es wurde eine nasse bzw. feuchte Bahn aus einer Mischung von jeweils 2 Teilen von jedem der
Zellstoffprodukte und 8 Teilen einer Holzstoffmasse (eine 2 :8-Gewichtsmischung von N.BKP und L.BKP,
kanadischer Stoffdurchlässigkeitsstandard von 450 ml) gebildet, indem eine Rechteck-Bahnbildemaschine benutzt
und gemäß dem japanischen Industriestandart P 8209 vorgegangen wurde. Die feuchte Bahn wurde 2
Minuten lang bei 110°C in einem Trockner getrocknet
und dann zu Papier kalandriert.
Die Zusammensetzung der in den Autoklaven eingefüllten Substanzen ist in der folgenden Tabelle I
beschrieben. Die Anteile an Calciumcarbonat in den Faserprodukten und den zellstoffähnlichen Produkten
und die Gesamtwirksamkeit des Calciumcai i-onats sind
in der Tabelle II beschrieben. Die Papiereigenschaften ergeben sich aus der Tabelle !!!.
Probe | ΡΕΦ | PV A@ | CCIM |
Ig) | (g) | (g) | |
A | 40 | 16 | 120 |
B | 40 | 16 | 120 |
C | 40 | 16 | 120 |
Erläuterung: |
Oberflächenaktives Mittel (g)
öllöslich® wasserlöslich®
öllöslich® wasserlöslich®
Feinzerteiltes Polyäthylenpulver. ®: Polyvinylalkohol. ®: Hydrophobes Calciumcarbonat
©: Calcium-^-LauryliminopropionaL
®: Für die Proben A und B: Na-SaIz eines Styroi'Malcinanhydrid/Methylmethacryiau Laurylmethacrylat-Mischpolymerisates
(3 g).
Für Probe C: Das obenbeschriebene Mischpolymerisat (3 g) + Na-zJ-LauryliminoDrODionat (2 g).
Probe
CaCoj-Gehalt (%) im Fasermaterial
im zellstnfTartigen Produkt
A
B
C
68,8 69,5 70,1
65,5 63,1 62,8
100,
86,1
75,0
76,1
(100 - B)IB
wobei A an prozentuale Anteil von CaCoj in dem zellstofTahnlichen bzw. pulpenähnlichen Produkt
und B der prozentuale Anteil von CaCo3 in dem Faserprodukt isL
Tabelle III | Grundgewicht | Dicke | SchüttcMchte | Bruchlänge | Oberflächen- | Weißgrad | Opazität |
festigkeit | |||||||
Papiereigenschaften | (G/m2) | (Mikron) | (g/cm3) | (km) | (Wachs Nr.) | (%) | (%) |
Probe | 49,5 | 70,7 | 0,699 | 5,27 | 9A | 90,7 | 73,2 |
50,3 | 74,2 | 0,678 | 5,30 | 7A | 90,5 | 72,1 | |
51,7 | 76,6 | 0,675 | 5,02 | 7A | 90,6 | 70,6 | |
A | 50,1 | 74,0 | 0,677 | 5,75 | HA | 86,3 | 62,4 |
B | |||||||
C | |||||||
Holzpulpe'j) |
Wie es die Tabellen Il und Hl zeigen, werden eine
gute Gesamtwirksamkeit des Calciumcarbonats und eine gute Papierqualität erreicht, v/enn feinzerteiltes
hydrophobes Calciumcarbonat einer Vorbehandlung mit einem öllöslichen oberflächenaktiven Mittel, z. B.
Calcium-ß-Lauryliminopropionat, unterworfen wird.
Gemäß Beispiel 1 wurden Faserprodukte und zellstoff- bzw. pulpenähnliche Produkte hergestellt, -π
v.'obei das feinzerteilte hydrophobe Calciumcarbonat in einer dem Beispiel 2 entsprechenden Weise einer
Vorbehandlung mit öllöslichen oberflächenaktiven
Die verwendeten Polymerzusammensetzungen sind in Tabelle IV beschrieben. Die Anteile an CaCoj in den
Produkten und die Gesamtwirksamkeiten von CaCoj ergeben sich aus Tabelle V.
Probe | PE«. | 60 | PVA® | CCRS^ | Oberflächenaktives Mittel (g) | wasserlöslich *' |
(g) | 60 | (8) | (g) | öllöslich | 2 | |
Vergleichs-Beispiel 3 60 | 60 | 6 | 60 | _ | 2 | |
Beispiel 3 1 | 60 | 6 | 60 | Sorbitan-2-monolaurat | 2 | |
Beispiel 3-2 | 6 | 60 | Sorbitan-2-monooleat | 2 | ||
Beispiel 3-3 | Tabelle I | 6 | 60 | Sorbitan-2-monostearat | 2 | |
Beispiel 3-4 | 6 | 60 | Oleinsiiure-2-triathanolaminsalz | |||
Erläuterung: | ||||||
<>'. 'S) und a siehe | ||||||
Na-SaI/ eines Slyrol/Maleinanhydrid/Methylmethacrylal-MischpolymensHls
Tabelle V | 26 32 | 926 | 18 | |
17 | Probe | |||
CaCoj-Gehalt (%) | Gesamtwirksaimkeit (%) | |||
Vergleichsbeispiel 3 | im Faserprodukt | im ZellstofRPulpen)- | ||
Beispiel 3-1 | Produlct | 52,0 | ||
Beispiel 3-2 | 47,4 | 31,9 | 79,9 | |
Beispiel 3-3 | 50,9 | 45,2 | 78,0 | |
Beispiel 3-4 | 52,5 | 46,3 | 71,5 | |
50,3 | 41,9 | 78,7 | ||
47,0 | 41,1 | |||
Gemäß Tabelle V führt die Vorbehandlung des hydrophoben Calciumcarbonats mit öllöslichen und
oberflächenaktiven Mitteln zu einer Erhöhung der Gesamtwirksamkeit des Calciumcarbonats. Es wird
angenommen, daß die öllöslichen oberflächenaktiven Mittel in vorteilhafter Weise ein Agglomerieren der
hydrophoben, feinzerteilten, anorganischen, partikelför-
migen Substanzen verhindern und das Dispersationsvermögen der anorganischen, partikelförmig:;:! Substanzen in den zellstoff- bzw. pulpenähnlichen Produkten verbessern; auf diese Weise kann das Wandern der
anorganischen partikelförmigen Substanzen aus dem zellstoff- bzw. puipenähniichen Produkt in Wasser
vermieden oder herabgesetzt werden.
Es wurden gemäß der im Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweise Faserprodukte aus den in der Tabelle
VI angegebenen Zusammensetzungen hergestellt und
aus diesen Faserprodukten wurden zellstoffähnliche
Produkte zubereitet Der Anteil an feinzerteilten, anorganischen Substanzen ist in Tabelle VII angegeben.
Tabelle VI | CCRQj | Oberflächen | Sorbitanmono- | 3 |
zellstoffähnlichen Produkten.
Dip 7plktnff5hnlirhrn Pro |
Hexan (I) | Wasser (I) |
Verwvndele Polymerzusammensetzungen | aktives Mittel® laurat | 3 | |||||
Beispiel PEG) PVA® | (g) | (g) | 3 | ||||
30 | 3 | 3 | 1,0 | 1,5 | |||
(g) (g) | 120 | 3 | 1,0 | 1,5 | |||
4 30 4 | 180 | 3 | 1,0 | 1,5 | |||
5 30 4 | 270 | 3 | 1,0 | 1,5 | |||
6 30 4 | |||||||
7 30 4 | Φ : Feinzerteiltes Polyäthylenpulver, ähnlich wie im Beispiel I. | 'V : Ein Nalriumsalz aus einem Slyrol-Maleinanhydrid-Methylmelhacrylat-Mischpolymerisat- | |||||
Erläuterungen: | (i>: Polyvinylalkohol, ähnlich wie im Beispiel | Tabelle VII | |||||
Ii : Hydrophobes Calciumcarbonat, ähnlich wie im Beispiel I. | |||||||
inkte. d. h. | die creschlaee- | ||||||
im Faserprodukt im zellstofRihnlichen
Produkt
4 | 48,9 | 41,0 |
5 | 77,2 | 73,6 |
6 | 84,6 | 81,3 |
7 | 88.8 | 86,3 |
Dieses Beispiel behandelt die Herstellung von Papier aus den gemäß den Beispielen I und 4 bis 7 erhaltenen
nen bzw. aufgelösten Papierprodukte, die gemäß den Beispielen 1 und 4 bis 7 erhalten worden waren, waren
in der Lage, sich aus Wasser abzusetzen und zeigten ein gutes Dispersionsvermögen.
Es wurde eine nasse bzw. feuchte Bahn aus einer Mischung von jeweils 2 Teilen von jedem der
Zellstoffprodukte und 8 Teilen einer Holzstoffmasse (eine 2 :8-Gewichtsmischung von N.BKP und [.BKP,
kanadischer Stoffdurchlässigkeitsstandard von 450 ml) gebildet, indem eine Rcchteck-Bahnbildemaschine benutzt und gemäß dem japanischen Industriestandard
P 8209 vorgegangen wurde. Die trockene Bahn wurde 2 Minuten lang bei 1100C in einem Trockner getrocknet
und dann zu Papier kalandriert.
Tabelle VIII | Gewicht | Dicke | Dichte | Reißlänge | Oberflächen | Weißgrad | Undurchsich |
festigkeit | tigkeit | ||||||
Papiereigenschaften | (g/m2) | (Mikron) | (g/cm1) | (km) | (Wachs Nr.) | (%) | (%) |
Beispiel Nr. | 49,9 | 70 | 0,71 | 3,98 | 7A | 84,0 | 70,5 |
49,2 | 67 | 0,73 | 3,73 | 7A | 85,8 | 73,1 | |
48,3 | 67 | 0,72 | 4,17 | 7-8A | 84,3 | 72,8 | |
I | 47,1 | 67 | 0,70 | 4,02 | 7-8 A | 84,2 | 72,2 |
4 | 49,2 | 68 | 0,72 | 4,02 | 7A | 86,2 | 71,4 |
5 | 51,9 | 67 | 0,78 | 5,09 | 8-9A | 81,5 | 62,8 |
6 | Vergleichsbeispiel 4 | ||||||
7 | |||||||
Holzpulpe | |||||||
|ί Ein Autoklav is<l einem Fassungsvermögen von
^ 5 Liter wurde nsit 1,2 Liter Hexan, 30 g eines
Μ
feinzerteilten Polyäthylenpulvers (ähnlich dem im
[ f Beispiel 1 verwendeten Pulver) und 30 g feinzerteilter
\ä
Kieselsäurepartikel beschickt Der Inhalt wurde auf
|§ 1400C erwärmt und unter Umrühren auf dieser j·;
>-$
ließ diese Lösung durch eine Düse mit einer Öffnung
;; von lmm Länge und 1,6 mm Durchmesser in die
I-■]
Atmosphäre ausströmen. Das auf diese Weise erhaltene
; kontinuierliche litzenähnliche Faserprodukt enthielt so
bezogen auf das Trockengewicht, 50% Kieselsäure.
i;; Dieses Produkt wurde auf eine Länge von 1 cm
zerschnitten und dann mittels eines Auidereitungsappa
rates geschlagen und gemäß der im Beispiel 1
6 beschriebenen Weise mit Wasser gewai -hen. Das auf r,
diese Weise erhaltene zellstoffähnliche Produkt enthielt nur (bezogen auf das Trockengewicht) 27,8% der
Kieselsäure.
Gemäß dem im Beispiel 8 beschriebenen Verfahren wurde Papier aus einer 2:8-Gewichtsmischung des
zellstoffähniichen Produktes und einer Holzstoffmasse hergestellt, ähnlich wie es im Beispiel 8 beschrieben ist
Das Papier hatte ein Grarxigewicht von 50,6 g/m2, eine
Dicke von 98,0 Mikron, eine Dichte von 0,52 g/cm3, eine
Reißfestigkeit von 2,90 kg, eine Oberflächenfestigkeit von unter 2 A, einen Weißgrad von 86,2% und eine
Opazität von 72,3%. Dieses Papier ist hinsichtlich seiner Festigkeit, insbesondere seiner Oberfestigkeit, von
geringerer Qualität als das Papier, das unter Verwendung des erfindungsgemäßen Fasermaterials hergestellt
worden ist.
Claims (6)
1. Zur Herstellung eines synthetischen Zellstoffes geeignetes Fasermaterial, bestehend aus einer
hydrophilen Verbindung mit hohem Molekulargewicht, einer hydrophoben, feinzerteilten, anorganischen,
partikelförmigen Substanz und einem Olefinpolymeren
als wesentliche Komponenten, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem
ein wasserlösliches, oberflächenaktives Mittel und ein öllösliches, oberflächenaktives Mittel, das als
Dispersionsmittel für die hydrophobe, feinzerteilte, anorganische, partikelförmige Substanz dient, enthält
und daß die hydrophobe, feinzerteilte, anorganische partikelförmige Substanz, die in das Polymermaterial
des Fasermaterials integriert ist, in einem Gewichtsverhältnis zum Olefinpolymeren von 1:10
bis 20 :1 vorhanden isL
2. Fasermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserlösliche oberflächenaktive
Mittel wenigstens ein Mischpolymerisat ist aus der Gruppe von:
I. einem Mischpolymerisat, abgeleitet von mindestens einem Monomer der Formel:
CH== CH
C -O C = O
I I
OA OB
und mindestens einem Monomer der Formel:
i
CH, C
CH, C
wobei A ein Li-, Na-, '/2 Ca-, >/2 Zn- oder 1/3
Al-Atom, B ein Wasserstoffatom, einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, Li, Na,
'/2 Ca, '/2 Mg, '/2 Zn oder ·/} Al, R, ein Wasserstoffatom
oder einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen und R2 ein Wasserstoffatom,
-COOR] (wobei Rj ein Wasserstoffatom oder ein
Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen ist), -OCOR*(wobei R4 ein Kohlenwasserstoffrest
mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen ist), Halogen oder -CH2OH bedeuten;
II. einem Mischpolymerisat abgeleitet von mindestens einem Monomer der Formel:
CN, CH
C O
( )A
(II, C (II,
C O
C O
OA
und mindestens einem Monomer der Formel;
R.
CH1=C
CH1=C
wobei A, Ri und R2 die oben angegebene Bedeutung
haben,
HI. einem Mischpolymerisat, abgeleitet von Äthylen und einem Monomer der Formel:
—CH.—CH—
I
R5
R5
wobei R5 einen der Reste —OH oder —(
bedeutet, oder
bedeutet, oder
IV. einem vinylmonomergepfropften Vinylalkohol.
3. Fasermaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischpolymerisat von
Typ I ein Styrol-Alkylmethacrylat-Natriummaleat-
2) Mischpolymerisat ist.
4. Fasermaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischpolymerisat vom
Typ II ein Äthylen-Natriumacrylat-Mischpolymerisat oder ein Äthylen-Natriummethacrylat-Mischpo-
JO lymerisat ist.
5. Fasermaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischpolymerisat vom
Typ III ein verseiftes Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisat ist.
r>
6. Fasermaterial nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Mischpolymerisat vom Typ IV ein styrolgepfropf ter Polyvinylalkohol ist.
7. Fasermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die enthaltene hydrophobe,
to feinzerteilte, anorganische Substanz durch Hydrophobisieren
von feinzerteiltem, partikelförmigem Kieselsäureanhydrid, Titanoxyd, Calciumcarbonat,
Kaolin oder Talk hergestellt worden ist.
8. Fasermaterial nach Anspruch 1, dadurch •π gekennzeichnet, daß die hydrophile Verbindung mit
hohem Molekulargewicht Polyvinylalkohol ist.
9. Fasermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Olefinpolymer-Komponente
Polyäthylen, Polypropylen oder ein Mischpolyme-
Mi risat aus Äthylen und Propylen ist.
!O Fasermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an der hydrophilen
Verbindung mit hohem Molekulargewicht 0,1 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht von
Vi Olefinpolymeren und hydrophober, feinzerteilter,
anorganischer Substanz, beträgt.
11. Fasermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an oberflächenaktivem
Mittel zwischen 0,05 bis 10 Gew.-%, bezogen
w> auf das Gewicht des Fasermaterials, beträgt.
12. Verfahren zur Herstellung eines Fasermaterials für die Herstellung eines synthetischen
Zellstoffes, wobei man eine Emulsion, die eine hydrophile Verbindung mit hohem Molekularge-
h', wicht, ein Olefinpolyrner, eine hydrophobe, feinzerteilte,
anorganische, partikelförmige Substanz, Wasser und ein Lösungsmittel für das Olefinpolymer
umfaßt, bei einer Temperatur von mindestens 10O0C
durch eine Düsenöffnung in eine Umgebung mit niedrigerem Druck ausströmen läßt, dadurch gekennzeichnet,
daß man von einer Emulsion ausgeht, die außerdem ein wasserlösliches, oberflächenaktives
Mittel, und ein öllösliches, oberflächenaktives Mittel, das als Dispersionsmittel für die hydrophobe,
feinzerteilte, anorganische, partikelförmige Substanz
dient, enthält und dabei die hydrophobe, feinzerteilte, anorganische, partikelförmige Substanz
in einem Gewichtsverhältnis zum Olefinpolymeren von 1:10 bis 20 :1 vorhanden isL
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Emulsion des Typs
Öl-in-Wasser verwendet
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst die hydrophobe,
feinzerteilte, anorganische, partikelförmige Substanz in dem Lösungsmittel unter Verwendung des
öllöslichen, oberflächenaktiven Mittels dispergiert, bevor man die Emdsion bereitet.
15. Verfahren nach Ansprüche 12 bis !4, dadurch
gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel für das Olefinpolymere einen Kohlenwasserstoff mit 5 bis 7
Kohlenstoffatomen, Methylenchlorid oder Trichlorethylen verwendet
16. Verfahren nach Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Olefinpolymere und die
hydrophobe, anorganische, feinzerteilte, partikelförmige Substanz in einer nichtwäßrigen Phase
vorliegen mit einer Lösungsmittelgesamtkonzentration von 5 bis 40 Gcv/.-%, bezogen auf das Gewicht
der nichtwäßrigen Phase.
17. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrophile Verbindung mit
hohem Molekulargewicht in einer wäßrigen Phase vorliegt, und dabei die Menge der hydrophilen
hochmolekularen Verbindung 0,1 bis 50 Gew.-°/o, bezogen auf das Gesamtgewicht von Olefinpolymeren
und hydrophober, feinzerteilter, anorganischer, partikelförmiger Substanz, beträgt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9016875A JPS5822564B2 (ja) | 1975-07-25 | 1975-07-25 | ゴウセイパルプヨウセンイジヨウブツノ セイゾウホウホウ |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2632926A1 DE2632926A1 (de) | 1977-01-27 |
DE2632926B2 true DE2632926B2 (de) | 1979-08-16 |
DE2632926C3 DE2632926C3 (de) | 1980-04-24 |
Family
ID=13990944
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19762632926 Expired DE2632926C3 (de) | 1975-07-25 | 1976-07-22 | Zur Herstellung eines synthetischen Zellstoffes geeignetes Fasermaterial und Verfahren zur Herstellung eines solchen Fasermaterials |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5822564B2 (de) |
BE (1) | BE844466A (de) |
CA (1) | CA1082861A (de) |
DE (1) | DE2632926C3 (de) |
FR (1) | FR2318977A1 (de) |
GB (1) | GB1520382A (de) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2950499C2 (de) * | 1977-05-11 | 1989-11-30 | Tullis Russell Co Ltd | Batterie-Separator-Material und dessen Verwendung |
US4387144A (en) | 1977-05-11 | 1983-06-07 | Tullis Russell & Company Limited | Battery separator material |
FR2449160A1 (fr) * | 1979-02-14 | 1980-09-12 | Montedison Spa | Nouveaux types de stratifies et procede pour leur preparation |
IT1151747B (it) * | 1982-04-27 | 1986-12-24 | Montedison Spa | Fibre sintetiche bicomponenti atte a sostituire le fibre celulosiche in campo cartorio ed extracartario, e procedimento per la loro preparazione |
JPH054625Y2 (de) * | 1987-07-15 | 1993-02-04 | ||
EP3615617B1 (de) * | 2017-04-24 | 2023-08-09 | Imertech Sas | Beschichtetes calciumkarbonat gegen stickies und zellstoffharz |
CN116514430A (zh) * | 2023-05-26 | 2023-08-01 | 重庆交通大学 | 竹骨料的改性方法及组合物的用途 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2278840A1 (fr) * | 1973-09-08 | 1976-02-13 | Toray Industries | Procede de production de matieres fibreuses formant du papier a partir de polyolefine et nouveaux produits ainsi obtenus |
DE2424291C3 (de) * | 1974-05-18 | 1978-09-21 | Hoechst Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zur Herstellung von anorganisches Pigment enthaltenden hydrophilen Polyolefinfasern |
-
1975
- 1975-07-25 JP JP9016875A patent/JPS5822564B2/ja not_active Expired
-
1976
- 1976-07-20 CA CA257,339A patent/CA1082861A/en not_active Expired
- 1976-07-21 GB GB3036276A patent/GB1520382A/en not_active Expired
- 1976-07-22 DE DE19762632926 patent/DE2632926C3/de not_active Expired
- 1976-07-23 FR FR7623109A patent/FR2318977A1/fr active Granted
- 1976-07-23 BE BE169190A patent/BE844466A/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2318977B1 (de) | 1979-09-07 |
CA1082861A (en) | 1980-08-05 |
GB1520382A (en) | 1978-08-09 |
FR2318977A1 (fr) | 1977-02-18 |
JPS5215626A (en) | 1977-02-05 |
BE844466A (fr) | 1976-11-16 |
DE2632926C3 (de) | 1980-04-24 |
JPS5822564B2 (ja) | 1983-05-10 |
DE2632926A1 (de) | 1977-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69324337T2 (de) | Verfahren zur Behandlung von Abfallsuspensionen | |
EP0401790B1 (de) | Hochkonzentrierte wässrige Suspension aus Mineralien und/oder Füllstoffen und/oder Pigmenten | |
DE60036202T2 (de) | Bioabbaubare gegenstände aus celluloseacetat und tabakrauchfilter | |
DE69731986T2 (de) | Zusammensetzung von Nanofibrillen von Cellulose mit carboxylierter Cellulose mit hohem Substitutionsgrad | |
DE60026460T2 (de) | Wasserzersetzbares Fasertuch mit Gelverbindung | |
DE69908353T2 (de) | Pigmentprodukte | |
US4600545A (en) | Process for the preparation of fibers from polymeric materials | |
DE2516097B2 (de) | ||
DE2424291A1 (de) | Verfahren zur herstellung von anorganisches pigment enthaltenden hydrophilen polyolefinfasern | |
DE2632926C3 (de) | Zur Herstellung eines synthetischen Zellstoffes geeignetes Fasermaterial und Verfahren zur Herstellung eines solchen Fasermaterials | |
DE2147461A1 (de) | Verfahren zur Herstellung feiner Fasergefüge | |
DE1130271B (de) | Verfahren zur Verbesserung der Retention mineralischer Fuellstoffe bei der Bildung von Papiervliesen | |
DE2508455C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von basisches Pigment enthaltenden hydrophilen Polyolefinfasern | |
DE2006398C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von hochspannungsfestem, öldichtem und wärmebeständigem Isolierpapier für elektrische Kraftkabel | |
DE2352190C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von wässrigen Suspensionen aus Polyolefin-Kurzfasern | |
DE2346081A1 (de) | Verfahren zur herstellung von waessrigen suspensionen aus polyolefin-kurzfasern | |
DE2414003C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von synthetischem Faserpapier und synthetisches Faserpapier | |
DE2442382C3 (de) | Verfahren zur Herstellung eines papierbUdenden Materials | |
DE60011129T2 (de) | Organisches pigment sowie ein verfahren zu seiner herstellung | |
EP0750069B1 (de) | Mittel zum Leimen von Papier, Pappe und Karton und ihre Verwendung | |
DE2748243C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines zum Papierstreichen geeigneten Talkumpigments | |
DE2535515C2 (de) | Verfahren zur Gewinnung von zellstoffähnlichen, hydrophil ausgerüsteten Fasern | |
DE2237606C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von wäßrigen Dispersionen von Polyolefinfasern | |
DE2335754A1 (de) | Blattartige struktur und verfahren zu ihrer herstellung | |
DE2529745A1 (de) | Zubereitung zur herstellung von gasdurchlaessigen gegenstaenden |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |