DE2632926C3

DE2632926C3 - Zur Herstellung eines synthetischen Zellstoffes geeignetes Fasermaterial und Verfahren zur Herstellung eines solchen Fasermaterials

Info

Publication number: DE2632926C3
Application number: DE19762632926
Authority: DE
Inventors: Takashi Fujita; Tadami Kamaishi; Masamitsu Tanimura
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1975-07-25
Filing date: 1976-07-22
Publication date: 1980-04-24
Also published as: GB1520382A; DE2632926B2; DE2632926A1; CA1082861A; JPS5822564B2; JPS5215626A; BE844466A; FR2318977A1; FR2318977B1

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 enthaltenden hydrophilen Polyolefinfasern die Verwendung einer hochmolekularen hydrophilen Verbindung, einer hydrophoben, feinzerteilten, anorganischen Substanz und eines Olefinpolymers beschrieben, wobei als oberflächenaktive Mittel einige hydrophile, hochmole= kulare 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 ist das Emulsions-Spülspinnen, bei dem man eine wäßrige Emulsion einer Polyolefinlösung bei erhöhter Temperatur und erhöhten Druck durch eine Düse in die Atmosphäre ausströmen Iä3t, wie es beispielsweise in der japanischen Patentpublikation Nr. 32 133/1972 und der japanischen Offenlegungsschrift Nr.31 916/1974 beschrieben ist Die auf diese Weise erhaltene Fasermaterialmasse wird eine.· Schlag- bzw. Auflö^ebehandlung bzw. einer Veredelungsbehandlung unterworfen, um ein zellstoffähnliches Produkt zu ergeben. Das 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 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 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 Emulsion-Spülspinnens in das zellstoffähnliche Produkt integriert bzw. eingearbeitet werden. Die Verwendung konventioneller anorganischer Partikel beim Emulsion-Spülspinnen ist in der veröffentlich!en japanischen Patentpublikation Nr. 10 484/1973 beschrieben. Bei diesem Verfahren werden jedoch die anorganischen Partikel nicht wirksam mit dem zellstoffähnlichen Produkt integriert. Dieses rührt daher, daß die meisten konventionellen, feinzerteilten, anorganischen Substanzen grundsätzlich hydrophil sind oder hydrophile 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 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 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 in der Fasermaterialmasse verbleibt, wird, wenn diese l-asermaterialmasse in Wasser aufgelöst wird, aus der Fasermaterialmasse in das Wasser ausgetrieben. Zusammenfassend kann somit festgestellt werden, daß die meisten konventionellen feinzerteiltcn, anorganischen Substanzen die Neigung haben, während der Papierherstellung aus der Polyolcfinmassc verdrängt zu werden. Eine solche Verdrängung bzw. Abtreibung der fein/erteilten, anorganischen Substanzen bedeutet nicht nur

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 dev Polyolefinlösung eine feinzerteilte, anorganische Substanz zugesetzt sein. Da bei diesem Verfahren kein Wasser verwendet wird, ist die feinzerteilte, anorganische Substanz in der Lage, in dem im Spülverfahren hergestellten Fasermateria! 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 Fasermaterial 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 Substar^ enthalten soll, die wirksam mit der Polymermasse des 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, erfindungsgemäß 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 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 erfindungsgevnäße Verwendung eines öllöslichen, oberflächenaktiven Mittels zusätzlich zu einem wasserlöslichen, oberflächenaktiven Mittel and 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 dt-r 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

hergestellten Papiers wird ebenfalls verbessert.
Das öllösliche, oberflächenaktive Mittel dient dabei als Dispersionsmittel für die hydrophobe, feinzerteilte, anorganische Substanz.

Das Verfahren zur Herstellung eines Fasermaterialj; für die Herstellung eines synthetischen Zellstoffes, wobei man eine Emulsion, uie eine hydrophile Verbindung mit hohem Molekulargewicht, ein Olefinpolymer, eine hydrophobe, feinzerteilte, anorganische, partikelförmige Substanz, Wasser und ein Lösungsmittel für das Olefinpolymer umfaßt, bei einer Temperatur 2) 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 so 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 jj einem Gewichtsverhältnis zum Olefinpolymeren von 1:10 bis 20 :1 vorhanden ist.

Bei dem für die Herstellung des erfindungsgemäßen Fasermaterials verwendeten Olefinpolymer nandelt es sich vorzugsweise um Homopolymerisate und Mischpo-■40 lymerisate von Olefinmonomeren wie Äthylen, Propylen, 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 Olefinmonomer zu einer « intensiven Mischpolymerisatbildung 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 Olefinpolyw mers und des hydrophoben Polymers. Derartige hydrophobe Polymere umfassen beispielsweise Polystyrol, Polymethylmethacrylat und Polyvinylchlorid.

Hei der hydrophilen Verbindung mit hohem Molekulargewicht handelt es sich vorzugsweise um Polyvinylai-■55 kohol, Polyacrylamid, Polyäthylenoxyd, Carboxymethyl Zellulose, Natriumpolyacrylat und lösliche Stärke.

Das oberflächenaktive wasserlösliche Mittel dient zur Bildung und Stabilisierung einer wäßrigen Emulsion, die zusammengesetzt ist aus

mi 1. einer nichtwäßrigen Phase, in der das Olefinpolymer gelöst ist, und in der dip fzinzerteilte, anorganische Substanz in einem Lösungsmittel für das Olefinpolymer dispergiert ist, und
2. eine wäßrige Phase, in der die hydrophile h> Verbindung mit hohem Molekulargewicht in Wasser gelöst ist.

Das oberflächenaktive, wasserlösliche Mittel hai 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 V/asser und Holzstoffmasse zu verleihen. Wenn jedoch das oberflächenaktive Mittel nicht verwendet wird, d. h., wenn 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:

CM CH

! I

C O C O

I I

OA OB

und mindestens einem Monomer der Formel:

R₁

CH,-= C

" I
R,

wobei A ein Li-, Na-, 1/2 Ca-, '/2 Zn- oder ^lh Al-Atom, B ein Wasserstoffatom, einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, Li, Na, '/2 Ca, '/2 Mg, '/2 Zn oder '/3 Al, R, ein Wasserstoffatom oder einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen und R₂ ein Wasserstoffatom, —COOR3 (wobei R₃ ein Wasserstoffatom oder ein Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen ist), — OCOR4 (wobei R₄ ein Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen ist), Halogen oder -CH₂OH bedeuten;

II. einem Mischpolymerisat abgeleitet von mindestens einem Monomer der Formel:

CH₁=CH

C=O

OA
CH^=C-CH,

" I

C=O
OA

und mindestens einem Monomer der Formel:

R,
CII, f

wobei A, Ri und R2 die oben angegebene Bedeutung haben,

III. einem Mischpolymerisa;, abgeleitet von Äthylen und einem Monomer der Formel:

(Tl, CH

wobei R₅ 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-Mischpolymerisat oder ein Äthylen-Natriummaleat-Mischpolymerisat, vorzugsweise aber um ein Styrol-Alkylmethacrylat-Natriummaleat-Mischpolymerisat. Bei dem Mischpolymerisat vom Typ II handelt es sich vorzugsweise um ein Äthylen-Natriumacrylat-Mischpolymerisat oder ein Äthylen-Natriummethacrylat-Mischpolymerisat.

Das Mischpolymerisat vom Typ III ist vorzugsweise ein verseiftes Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisat oder kann beispielsweise ein Äthylen-Äthylalkohol-Mischpolymerisat sein.

Als Mischpolymerisat vom Typ IV wird vorzugsweise ein styrolgepfropfter Polyvinylalkohol verwendet. Aufgepfropfte Vinylmonomere können aber auch sein: Vinylacetat und Alkylester der Acryl- oder Methacrylsäure. Der gepfropfte Polyvinylalkohol hat vorzugsweise ein Molekulargewicht von 200 bis 4000, ausgedrückt in Werten des mittleren Polymerisationsgrades. Der

der Pfropfpolymerisation beträgt vorzugsweise etwa 5 bis 2000 Gewichtsprozent.

Die Menge an oberflächenaktivem Mittel beträgt vorzugsweise 0,05 bis 10%, bezogen auf das Gewicht des Fasermaterials.

Die für die Herstellung des Fasermaterials verwendete hydrophobe, feinzerteilte, anorganische Substanz ist wasserabstoßend, wobei sie im allgemeinen, wenn sie in Wasser gegeben wird, ohne Naßwerden zur Oberfläche steigt, wenn diese beispielsweise 3 g/l des oberflächenaktiven, wasserlöslichen Mittels enthält Die hydrophobe, anorganische, partikelförmige Substanz hat eine gute Affinität gegenüber organischen Lösungsmitteln und kann darin leicht dispergiert werden. Diese hydrophobe Substanz hat vorzugsweise eine Partikelgröße unter 5 Mikron, insbesondere unter 2 Mikron, und optimal unter 1 Mikron. Diese hydrophobe Substanz soll nicht eine mittlere Korngröße haben, die größer ist 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 behandelt werden. Eine solche hydrophobe Behandlung umfaßt beispielsweise die Veresterung mit Alkohol von Hydroxygruppen, die an der Oberfläche eines feinzerteilten Metalloxyds wie TiO2 und S1O2 vorhanden sind,

oder die Alkylsilyl-Veresterung von solchen Hydroxygruppen mit Silan wie Alkylchlorsilan, Alkylhydroxysilan oder Alkyialkoxysilan. Diese Behandlung umfaßt weiterhin die Oberflächenbehandlung von fcinzerteiltem 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 Me2Si(OMe)2 zu bringen.

Die erfindungsgemäB verwendete hjc'rophobe, fein- to /erteilte, anorganische Substanz ist gegenüber üblichen anorganischen Substanzpartikeln hinsichtlich der folgenden Punkte vorteilhaft.

Die erfindungsgemäß verwendete Substanz hat eine gute Affinität gegenüber organischem Lösungsmittel, i^r> jedoch nur eine geringe oder keine Affinität gegenüber Wasser, so daß, wenn diese Substanz einer Emulsion zugesetzt wird, die aus einer nich*^w/^^^ri^iT?^ri P^^p, ^'^R 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 nicht wäßrig: π Phase gegenwärtig ist. Wenn man diese Emulsion in einen Raum mit niedrigem Druck ausströmen läßt, ist diese hydrophobe Substanz demzufolge wirkungsvoll 2^r> mit dem Polymermaterial der Fasermaterialmasse integriert. Die erfindungsgemäß verwendete Substanz hat weiterhin eine erhöhte Affinität gegenüber dem O'efinpolymer, und die Adhäsion dieser Substanzpartila' an dem Polymerkörper des Faser- bzw. Fibermate- jo rials 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. υ

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 -to 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 Olefinpolyme- >o ren liegt bei 1:10 bis 10 :1.

Die wäßrige Emulsion wird in der Weise hergestellt, daß ein wasserlösliches, oberflächenaktives Mittel, ein öllösliches, 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 Lösungsmittel besteht vorzugsweise aus einem Kohlenwasserstoff wie Pentan, Hexan, Petroleumäther, Cyclopentan, Cyclohexan, Benzol und Toluol, oder z. B. einem halogenierten Kohlenwasserstoff wie Methylenchlorid und Trichloräthylen. Das Lösungsmittel kann allein oder in Kombination verwendet werden. b5

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 partikelförmigen 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 100° C gehalten, um das Olefinpolymer in dem 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 verformt, 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 um¹ des Wassers und infolge 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, partikelförmige Substanz, die in der nichtwäßrigen Phase der Emulsion vorhanden gewesen ist, im wesentlichen innerhalb des Olefinpolymeren 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 Fiuuukicb wiiü in cm Foiymerharz eingebettet, uuu uas 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 Fibrillen 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 Innenstruktur 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 I>'-?persion wird opak bzw. undurchlässig. Im Gegensatz dazu ist die wäßrige Dispersion aus dem arfindungsgemäßen zellstoffähnlichen F.Ddukt, 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

ίο Wasser ähnlich wie eine Holzstoffmasse, so daß es leicht ist, eine gleichförmige wäßrige Dispersion aus dem zellstoffähnlichen Material oder aus einer Mischung davon mit Holzstoffmasse herzustellen. Die Materialkostcn für das zellstoffähnliche Produkt sind gering, wenn

ι-, 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 Wärmeformbeständigkeit, 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

2) 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.

'"' Beispiel 1

60 g eines feinzerteilten Polyäthylenpulvers, 60 g

feinzerteiltes hydrophobes Calciumcarbonat, 2 r Sorbitanmonolaurat und 1,2 Liter Hexan wurden in einem Heimmischer gut umgerührt. Ein Autoklav mit einem Fassungsvermögen von 5 Liter wurde mit der obigen

I :11/cn DI!II

kohol und 3 g eines Natriumsalzes eines Styrol-Maleinanhydrid-Methylmethacrylat-Mischpolymerisats be-

schickt. 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 mm (gemäß dem japanischen Industriestandard P 8207) passieren konnte. Das geschlagene bzw. aufgelöste Produkt wurde auf einen Siebbelag von 200 Mesh fliehte Maschenweite 0,075 mm) gegeben und gewaschen.

indem 20 Minuten lang Wasser darauf gegossen wurde, und anschließend getrocknet. Der Calciurr.carbonatgehalt des auf diese Weise erhaltenen pulpenähnlichen Produktes wurde in der gleichen Weise gemessen wie zuvor für das Faserprodukt 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 Polyftthvlenpulvers, 40 g feinzerteiltem Calciumcarbc ■ nat 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

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i/CSCiii iCirCncn »τ Ci3C CiuüigiCri, extrudiert und desintegriert bzw. aufgelöst, um ein pulpeitähnliches Produkt zu erhalten. Das pulpenähnliche Produkt enthielt nach dem Waschen, bezogen auf das Trockengewicht, 31,9% Calciumcarbonat.

Beispiel 2 und Vergleichsbeispiele 2-1 und 2-2

Diese Beispiele zeigen die Wirkung eines öllöslichen oberflächenaktiven Mittr's 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-Laurylmethacrylat-Mischpolymerisats (molares Verhältnis von 30/50/15/5, wasserlösliches oberflächenaktives Mittel) 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 Calciumcarbonats wurden in 1 Liter Hexan geschüttet; anschließend wurden noch 2 g eines

Tabelle 1

Verwendete Polymerzusammensetzungen

feinzerteilten Calcium-ß-Lauryliminopropionats (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) 120 g eines feinzerteilter, hydrophoben Calciumcarbonats wurden in 1 iV^r Hexan geschüttet und die Mischung wurde mit einem Küchenmixer umgerührt, um das in den Autoklaven einzuführende Präparat zu erhalten.

C. (Vergleichsbeispiel 2-2) Es wurde im wesentlichen gemäß Präparat B ein Präparat hergestellt. Dieses Präparat wurde in den Autoklaven zusammen mit einer wäßrigen Lösung von 2 g Nairium-j?- Lauryliminopropionat (wasserlösliches oberflächenaktives Mittel) eingefüllt.

Der Autoklaveninhalt wurde auf 140⁰C erhitzt und unter Umrühren 20 Minuten lang auf dieser Temperatur gehalten, um eine Emulsion zu erhalten. Man ließ die Emulsion durch eine am Boden des Behälters angeordnete Düse mit der öffnung von 1 mm 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.

3n 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 LBKP, kanadischer Stoffdurchlässigkeitsstandard von 450 ml)

i> gebildet indem eine Rechteck-Bahnbildemaschine benutzt und gemäß dem japanischen Industriestandart P 8209 vorgegangen wurde. Die feuchte Bahn wurde 2 Minuten lang bei 110⁰C 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 zellstoffähnliche.j Produkten und die Gesamtwirksamkeit des Calciumcarbonats sind in der Tabelle II beschrieben. Die Papiereigenschaften ergeben sich aus der Tabelle III.

Probe	PE©	PV A®	CCR®	Oberflächenaktives	Mittel (g)
	(g)	(B)	(g)	öllöslich®	wasserlöslich®
A	40	16	120	2	3
B	40	16	120	-	3
C	40	16	120	_	5

Erläuterung:

©: Feinzerteiltes Polyäthylenpulver. ®: Polyvinylalkohol. ®: Hydrophobes Calciumcarbonat. @: Caicium-jS-Lauryliminopropionat

©: Für die Proben A und B: Na-SaIz eines Styrol/Maleinanhydrid/Methylrnethacrylat/Laurylrnethacrylat-Mischpolymerisates (3 g).

Für Probe C: Das obenbeschrietene Mischpolymerisat (3 g) + Na-jS-Lauryliminopropionat (2 g).

Tabelle II

Probe

CaCo₃-Gehalt (%) im Fasermaterial

im zellstofTartigen Produkt

A
B
C

68,8 69,5 70,1

65,5 63,1 62,8

_ (100 - A)IA

Gesamtwirksamkeit®

86,1
75,0
76,1

Φ Gesamtwirksamkeit (%) = x 100,

wobei A der prozentuale Anteil von CaCoj in dem zellstoflahnlichen bzw. pulpenähnlichen Produkt und B der prozentuale Anteil von CaCo3 in dem Faserprodukt ist.

Tabelle III
Papiereigenschaften

Probe Grundgewicht Dicke

(g/m²) (Mikron)

Schüttdichte Bruchlänge (g/cm³) (km)

Oberflächenfestigkeit

(Wachs Nr.)

Weißgrad Opazität

A	49,5	70,7	0,699	5,27	9A	90,7	73,2
B	50,3	74,2	0,678	5,30	7A	90,5	72,1
C	51,7	76,6	0,675	5,02	7A	90,6	70,6
Holzpulpeo	50,1	74,0	0,677	5,75	HA	86,3	62,4

CD Nur aus Holzpulpe hergestellt.

Wie es die Tabellen II und Hl zeigen, werden eine gute Gesamtwirksamkeit des Calciumcarbonats und eine gute Papierqualität erreicht, wenn feinzerteiltes hydrophobes Calciumcarbonat einer Vorbehandlung mit einem öllöslichen oberflächenaktiven Mittel, z. B. Calcium-ß-Lauryliminopropionat,unterworfen wird.

Beispiele 3-1 bis 3-4 und Vergleichsbeispiel 3

Gemäß Beispiel 1 wurden Faserprodukte und 7e!lstoff- bzw. pulpenähnliche Produkte hergestellt, wobei das feinzerteilte hydrophobe Calciumcarbonat in einer dem Beispiel 2 entsprechenden Weise einer Vorbehandlung mit öllöslichen oberflächenaktiven Mitteln gemäß Tabelle IV unterworfen wurde.

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.

Tabelle IV

Verwendete Polymeiviisammcnset/.ungcn

Probe	im: <	PVAi-	CCR 3	Oberll.ichcnaktivcs Mittel (g)	wasserlöslich*
		'g)	(gl	öllöslich	2
Vergleichs-Bcispiel 3	(,0	r,	W)		2
Beispiel 3 I	(Xl	■'·	M)	Siirbitiin-2-m(inoUiurat	1
Beispiel 3- 2	1,11	f.	Wl	Sorhitan-2-monoolcat	2
Beispiel 3 -3	!.Il	(»	Wl	Sorbitan-2-monostearal	2
Beispiel 3 4	Ml		Wi	('!cins;uirc-2-lri;ithanolaniinsal/
l-rlnilerung
¹ . j und · siehe I ,il·	d! !
Na-SaI/ e	IMr- Sl-. I	; · -.,iilnclrul/	Ak¹Ih¹. iiii-'lh.icn.!	.il-Mi^rhnohnuTi-.iH

(130 21 -'

	Tabelle V	26 32	926	18
17	Probe

	CaCo₃-Gehalt (%)		Gesamtwirksamkeit (%)
Vergleichsbeispiel 3	im Faserprodukt	im ZelIstoff-{Pulpen)-
Beispiel 3-1		Produkt	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 öiiösiichen oberflächenaktiven Mittel in vorteilhafter Weise ein Agglomerieren der hydrophoben, femzerteilten, anorganischen, partikelförmigen Substanzen verhindern und das Djspersationsvermögen der anorganischen, partikelförmigen Substanzen in den zellstoff- bzw. pulpenähnlichen Produkten verbessern; auf diese Weise kann das Wandern der anorganischen partikeliörmigen Substanzen aus dem zellstoff- bzw. pulpenähnlichen Produkt in Wasser vermieden oder herabgesetzt werden.

Beispiele 4 bis 7

Es wurden gemäß der im Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweise Faserprodukte aus den in der Tabelle Vl angegebenen Zusammensetzungen hergestellt und

Tabelle Vl

Verwendete Polymerzusammensetzungen

aus diesen Faserprodukten wurden zellstoffähnliche Produkte zubereitet Der Anteil an feinzerteihen, anorganischen Substanzen ist in Tabelle VH angegeben.

Wasser (I)

Beispiel PE® PVA® CCR® Oberflächen- Sorbitanmono- Hexan (1)

aktives Mittel® laurat

4 30 4	30	3	3	zellstoffähnlichen Produkten.	1,0	1,5
5 30 4	120	3	3	1,0	1,5
6 30 4	180	3	3	1,0	1,5
7 30 4	270	3	3	1,0	1,5
Erläuterungen:
^ri) : Feinzerteiltes Polyäthylenpulver, ähnlich \	vie im Beispiel I.
<S): Polyvinylalkohol, ähnlich wie im Beispiel	1.
3 : Hydrophobes Calciumcarbonat, ähnlich wie im Beispiel I.
■'«': Ein Natriumsalz aus einem Styrol-MaleinanhyUrid-Methylmethicrylat-Mischpolymerisat.
Tabelle VH

Beispiel Nr. Anteil an anorganischer Substanz (%)

im Faserprodukl im zellstoffahnlichen Produkt

4	48,9	41,0
5	77.2	73,6
6	84,6	81,3
7	88,8	86,3

Beispiel 8

Dieses Beispiel behandelt die Herstellung von Papier aus den gemäß den Beispielen I und 4 bis 7 erhaltenen Die zellstoffähnlichen Produkte, d. h. die geschlagenen 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 Zellstoffproduktc und 8 Teilen einer Holzstoffmasse (eine 2 :8-Gewichtsmischung von N.BKP und LBKP, kanadischer Stoffdurchlässigkeitsstandard von 450 ml) gebildet, indem eine Rechteck-Bahnbildemaschine benutzt und gemäß dem japanischen Industriestandard P 8209 vorgegangen wurde. Die trockene Bahn wurde 2 Minuten lang bei 11O⁰C in einem Trockner getrocknet und dann zu Papier kalandriert.

Tabelle VIII
Papiereigenschaften

Beispiel Nr. Gewicht Dicke Dichte Reißlänge

(g/m²) (Mikron) (g/cm³) (km)

Oberflächen- Weißgrad
festigkeit

(Wachs Nr.) (%)

Undurchsichtigkeit

1	49,9	70	0,71	3,98	7A	84,0	70,5
4	49,2	67	0,73	3,73	7A	85,8	73,1
5	48,3	67	0,72	4,17	7-8 A	84,3	72,8
6	47,1	67	0,70	4,02	7-8A	84,2	72,2
7	49,2	68	0,72	4,02	7A	86,2	71,4
Holzpulpe	51,9	67	0,78	5,09	8-9A	81,5	62,8

Vergleichsbeispiel 4

Ein Autoklav mit einem Fassungsvermögen von ;,,-, 5 Liter wurde mit 1,2 Liter Hexan, 30 g eines feinzerteilten Polyäthylenpulvers (ähnlich dem im Beispiel 1 verwendeten Pulver) und 30 g feinzerteilter Kieselsäurepartikel beschickt Der Inhalt wurde auf 140⁰C erwärmt und unter Umrihren auf dieser Temperatur gehalten, um eine Lösung zu bilden. Man ließ diese Lösung durch eine Düse mit einer Öffnung von 1 mm Länge und 1,6 mm Durchmesser in die Atmosphäre ausströmen. Das auf diese Weise erhaltene kontinuierliche li'iTenähnliche Faserprodukt enthielt, jo bezogen auf das Trockengewicht 50% Kieselsäure. Dieses Produkt wurde auf eine Länge von 1 cm zerschnitten und dann mittels ein^s Atifbereitungsapparates geschlagen und gemäß de, im Beispiel 1 beschriebenen Weise mit Wasser gewaschen. Das auf diese Weise erhaltene zeüstoffähnüche 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 zellstoffähnlichen Produktes und einer Holzstoffmasse hergestellt ähnlich wie es im Beispiel 8 beschrieben ist. Das Papier hatte ein Grundgewicht 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

Patentansprüche:

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, anorganisehe partikelförmige Substanz, die in das Polymermaterial des Fasermaterials integriert ist, in einem Gewichtsverhältnis zum Olefinpolymeren von 1: 10 bis 20 :1 vorhanden ist

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: r>

CH CH

I i

c ο c ο

I j

ΟΛ OH

und ininilcslcns einem Monomer tier Formel:

K,

CU: C
R,

wobei A ein Li-, Na-, '/2 Ca-, '/2 Zn- oder '/3 Al-Atom, B ein Wasserstoffatom, einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, Li, Na, r> '/2 Ca, >/2 Mg, '/2 Zn oder '/3 Al, R, ein Wasserstoffatom oder einen Kohlenwasserstoffrest mil I bis 30 Kohlenstoffatomen und R2 ein Wasserstoffatom, —COORi (wobei R) ein Wasserstoffatom oder ein Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffato- ">" men ist), -OCOR₄(wobei R₄ ein Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen ist). Halogen oder —CH2OH bedeuten:

II. einem Mischpolymerisat abgeleitet von mindestens einem Monomer der Formel: vi

(II: CH

i
C O

hi*

ι >Λ

ι Hler

CH, C CII,

C Ο ( l\

uiul mindestens einem Monomer der Formel:

CHi =

wobei A, Ri und R2 die oben angegebene Bedeutung haben,

III. einem Mischpolymerisat, abgeleitet von Äthylen und einem Monomer der Formel:

-CH₂-CH-

wobei R₅ einen der Reste —OH oder -CH₂OH bedeutet, oder

IV. einem vinvlmonomereepfropften Vinylalkohol.

3. Fasermaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischpolymerisat von Typ I ein Styrol-AIkylmethacrylat-Natriummaleat-Mischpolymerisat ist.

4. Fasermateriai nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischpolymerisat vom Typ II ein Äthylen-Natriumacrylat-Mischpolymerisat oder ein Äthylen-Natriummethacrylat-Mischpolymerisat ist.

5. Fasermaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischpolymerisat vom Typ III ein verseiftes Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisat ist.

6. Fasermaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischpolymerisat vom Typ IV ein styrolgepfropfter Polyvinylalkohol ist.

7. Fasermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die enthaltene hydrophobe, feinzerteilte, anorganische Substanz durch Hydrophobisieren von feinzerteiltem, partikelförmigem Kieselsäureanhydrid, Titanoxyd, Calciumcarbonat, Kaolin oder Talk hergestellt worden ist.

8. Fasermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrophile Verbindung mit hohem Molekulargewicht Polyvinylalkohol ist.

9. Fasermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Olefinpolymer-Komponente Polyäthylen, Polypropylen oder un Mischpolymerisat aus Äthylen und Propylen ist.

10. Fasermaterial nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an der hydrophilen Verbindung mit hohem Molekulargewicht 0,1 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht von 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 auf das Gewicht des Fäsermaterisls, beträgt.

12. Verfahren zur Herstellung eines Fasermaterials für die Herstellung eines synthetischen Zellstoffes, wobei man eine Emulsion, die eine hydrophile Verbindung mit hohem Molekulargewicht, ein Olefinpolymcr, eine hydrophobe, Feinzcrteilte, anorganische, partikelförmige Substanz, Wasser und ein Lösungsmittel für das Olefinpolymer umfaßt, bei einer Temperatur von mindestens IOO"C

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 ist.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Emulsion des Typs ÖI-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 Emulsion bereitet.

15. Verfahren nach Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel für das Olefinpolymere einen Kohlenwasserstoff mit 5 bis 7 Kohlenstoffatomen, Methylenchlorid oder Trichloräthylen verwendet.

16. Verfahren nach Ansprüche i2 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 4ö Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der nichtwäßrigen Phase.

17. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrophil·- Verbindung mit hohem Molekulargewicht in einer wäßrigen Phase vorliegt, und dabei die Menge der hydrophilen hochmolekularen Verbindung 0,1 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht von Olefinpolymeren und hydrophober, feinzerteilter, anorganischer, partikelförmigcr Substanz, beträgt.

ίο