FI59623C - Foerfarande foer framstaellning av polyolefinfibrer - Google Patents

Description

rBl M1v KUULUTUSJULKAISU CQ^7 IBJ <11) UTLÄGGNINGSSKRIPT

C ^ Pator.Vtl ay knotty 10 09 1901 ^ T ^ (51) Kv.ik?/int.ci.3 D 01 F 6/04, D 21 H 5/20 # D 01 D 5/04 SUOMI —FINLAND (21) P»t«nttlhtktmu.-P«.nttn.elci.lnf 2688/73 (22) H«k*ml*ptlvt — Anaeknlngtdag 29·08.73 ' (23) Alkupiivi—Glltlghutidag 29·08.73 (41) Tulkit luikituksi — Bllvlt offuntllg 01.03 · 7^ . , . . . (44) Nlhtivlkilpunon |t kuuLjulkalsun pvm. — _ n.

Patent· och registeratyrelaen ' Aiwdktn utlagd och utl.«krtft*n puMkurad 29.05.8l (32)(33)(31) Pjryduttjr «uotkuu»—Begird prlorltut 30.08.72 usa(us) 285386 (71) Crown Zellerbach International Inc. , Delaware, US; One Bush Street,

San Francisco, California 9^119, USA(US) (72) John Henry Kozlowski, Vancouver, Washington, Paul Clyde Litzinger,

Camas, Washington, Frank John Steffes, Camas, Washington, USA(US) (7*0 Berggren Oy Ab (54) Menetelmä polyolefiinikuitujen valmistamiseksi - Förfarande för framställning av polyolefinfibrer

Esillä oleva keksintö koskee sellaisten kuitujen valmistamista, joilla on sopiva laatu paperin tai senkaltaisten ei-kudottujen rainojen valmistamiseksi.

Erilaisia menetelmiä on ehdotettu aikaisemmin tällaisten ' kuitujen valmistamiseksi pikahaihduttamalla synteettisen kuituja muodostavan polymeerin seosta haihtuvassa nesteessä. Seosta pika-haihdutettaessa se paisuntahaihdutetaan käyttäen korotetussa paineessa toimivaa suutintä, josta syöttö tapahtuu sellaiseen vyöhykkeeseen, jolla on alempi paine, jolloin nesteen lämpötila ennen pikahaihdutus-ta on sellainen, että haihduttamisen aikana neste kiehuu,so. ainakin osa nestettä haihtuu alemmassa paineessa. Menetelmiä, joissa liuoksessa oleva polymeeriliuos pikahaihdutetaan kuitujen muodostamiseksi, on esitetty US-patentissa 3 081 519> brittiläisessä patentissa 1 262 531 ja saksalaisessa hakemusjulkaisussa 19 58 609· Sellaisia menetelmiä, joissa sulan polymeerin vesidispersio pikahaihdutetaan, on esitetty US-patentissa 3 402 231 ja ranskalaisessa patentissa 1 350 931.

2 59623

Tarkoituksella aikaansaada parempilaatuinen kuitu edellä esitetyistä menetelmistä saatuihin kuituihin verrattuna on ehdotettu pikahaihduttaa emulsiota, joka sisältää polymeerin, tämän polymeerin liuottimen ja vettä. Tällaisia ehdotuksia on tehty brittiläisessä patenttijulkaisussa 1 323 174, saksalaisessa hakemusjul-kaisussa 21 44 409 ja suomalaisessa patentissa n:o 55 379· Näissä aikaisemmissa emulsio-pikahaihdutusmenetelmissä sisältää pikahaih-dutettu neste vettä jatkuvana faasina, johon on dispergoitunut liuo-tintippoja, jotka muodostavat dispergoituneen faasin.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä polyolefiinikuitujen, etenkin polyeteeni- ja polypropeenikui-tujen valmistamiseksi, jonka avulla saadaan sellaisia kuituja, jotka ovat joko ylivoimaisia paperinvalmistuksen helppouden kannalta, tai joista voidaan valmistaa aikaisempaa huomattavasti parempaa paperia. On todettu, että kuidut, jotka saadaan pikahaihduttamalla polymeeri-emulsiota, liuotinta ja vettä, ovat parempia silloin, kun liuotin muodostaa jatkuvan faasin ja vesi dispergoituneen faasin, kuin silloin, kun vesi muodostaa jatkuvan faasin ja liuotin dispergoituneen faasin.

Käänteinen (vesiöljyssä) emulsio, jossa vesi muodostaa dispergoituneen faasin, on yleensä vaikeampi muodostaa kuin ne emulsiot, joita tavallisimmin esiintyy emulsioteknologiassa ja jotka ovat öljy-vedessä-emulsioita, ja olemme todenneet, että on mahdollista muodostaa ja pikahaihduttaa sellaisia vesiöljyssä-emulsioita, jotka sisältävät polymeeriä ja että käänteisen emulsion pikahaihdutus aikaansaa erittäin hyviä kuituja.

Yllättävänä vaikutuksena pikahaihdutettaessa vesiöljyssä emulsiota, joka sisältää polymeeriä, on se, että tuote saadaan suhteellisen erillisinä kuituina pikemminkin kuin jatkuvana säikeenä. Useimpien aikaisempien menetelmien tarkoituksena on ollut muodostaa jatkuvia säikeitä mikä ei ole toivottavaa sellaisen kuitutuotteen kannalta, joka on tarkoitettu käytettäväksi ei-kudottujen rainojen valmistuksessa.

Näin ollen tämä keksintö tarkoittaa menetelmää polyolefii-nikuitujen, etenkin polyeteeni- ja polypropeenikuitujen valmistamiseksi (1) muodostamalla seos, joka sisältää vettä ja polyolefiinin liuosta orgaanisessa nesteessä, (2) paisuntahöyrystämällä seos 120-l60°C:n lämpötilassa vyöhykkeestä, jossa vallitsee korotettu paine, alemman paineen vyöhykkeeseen, jolloin orgaaninen neste haihtuu ja polyolefiini saostuu kuituina, minkä jälkeen kuidut raffinoidaan.

3 59623

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että vesi sekoitetaan polyolefiiniliuoksen kanssa veden dispergoimiseksi pisaroina jatkuvaan faasiin, jonka muodostaa liuos. Keksinnön mukaisessa menetelmässä poly-olef iini saostuu kuitujen muodossa, jotka voidaan hienontaa suhteellisen helposti ja muodostaa paperirainoik-si tavanomaisella tavalla.

Polymeeri liuotetaan edullisesti nesteeseen niin, että käsittelyn ensimmäisessä vaiheessa muodostunut seos, joka pikahaihdu-tetaan käsittelyn toisessa vaiheessa, käsittää emulsion, jossa vesi on dispergoituneena faasina ja liuos jatkuvana faasina.

Polymeeri on edullisesti termoplastinen polymeeri ja keksinnön suurin käyttökelpoisuus esiintyy valmistettaessa kuituja jostain polyolefiinista.

Syystä, jota ei täysin ymmärretä tällä hetkellä, on todettu, että kuidut, jotka on valmistettu keksinnön mukaisella menetelmällä, ovat ominaisuuksiltaan ylivoimaisia verrattuna sellaisiin kuituihin, jotka on valmistettu pikahaihduttamalla sellaista vastaavaa seosta, jossa polymeeriliuos on dispergoitunut faasi vedessä.

Ominaisuuksien yksityiskohtainen vertailu on esitetty alempana, mutta lyhyesti voidaan sanoa, että verrattaessa sellaisia kuituja, jotka on valmistettu pikahaihduttamalla vastaavaa seosta veden ollessa jatkuvana faasina, on keksinnön mukaisella menetelmällä saaduilla kuiduilla suurempi pinta-ala, ne kuivuvat nopeammin, ne ovat lujempia ja ne aikaansaavat sellaisia paperiarkkeja, joilla on yleisesti ottaen ylivoimaiset ominaisuudet. Nämä parantuneet kuitujen ominaisuudet eivät ole ainoastaan yllättävät vaan myös erittäin tärkeät, koska kuitujen tällaiset ominaisuudet ovat erittäin tärkeitä oikealaatuisen paperinvalmistusmassan aikaansaamiseksi! Suurempi pinta-ala antaa suuremman valkoisuuden ja loiston kuiduille ja paremmat adsorptio-ominaisuudet. Paremmat lujuusominaisuudet, kuten murtolujuus, puhkeamislujuus, katkeamislujuus jne. tekevät myös nämä kuidut kilpailukelpoisemmiksi luonnosta saatavien selluloosa-massojen kanssa.

Lisäksi voidaan keksinnön mukaisen menetelmän avulla saada tällaisia parantuneita kuituja, joilla-On myös suhteellisen slhain > polymeerikimppujen ja kuitukasautumien pitoisuus. Vähäinen polymee-rikimppujen ja kuitukasautumien määrä on erittäin tärkeä, jotta kuituja voitaisiin käyttää erilaisiin paperilaatuihin, esimerkiksi painopapereissa, koska telapaineet aiheuttavat paperinvalmistuskäsitte-lyn aikana sen, että nämä kasautumat ja kimput muodostavat paperissa läpinäkyviä kohtia.

* 11 59623

Se polymeeri, jota käytetään keksinnön mukaisessa menetelmässä, on edullisesti termoplastinen kuituja muodostava polymeeri. (Kuituja muodostavalla tarkoitamme sellaista polymeeriä, joka kykenee muodostamaan kuituja tavanomaisia kehruumenetelmiä käytettäessä). On edullista käyttää kiteisiä tai osittain kiteisiä polyolefiineja, kuten matalapaine (Ziegler-Natta)-polyetyleeniä, isotaktista tai osittain isotaktista polypropyleeniä ja etyleeni-propyleeni-kopolymee-rejä. Polybuteenit ja polymetyylipenteenit ovat muita sellaisten polyolef iinien esimerkkejä, joita voidaan käyttää keksintöä toteutettaes- i ..... . .

'* sa. Kiteisiä tai osittain kiteisiä polyamideja ja polyestereitä voidaan myös käyttää. Käyttökelpoisia ovat myöe ei-kiteiset polymeerit, kuten polykarbonaatit, polysulfonit, polyvinyylikloridi, poly-metyylimetakrylaatti, polyakrylonitriili ja polystyreeni. Käyttökelpoisia ovat myös edellä mainittujen polymeerien seokset toistensa (tai muiden polymeerien kanssa.

j Edullisimpia käyttökelpoisia polyolefiineja ovat sellaiset, ^joiden rajaviskositeetti ylittää noin 0,7 dl/g, joka polyetyleenin kysymyksessä ollessa vastaa keskimääräistä molekyylipainoa noin 30 000-40 000.

f Ne polymeerit, joita käytetään keksinnön mukaista menetelmää (oteutettaessa, voivat olla kuivatun jauheen tai pallosten muodossa, ai ovat edullisesti kostean kakun, lietteen tai polyolefiiniliuoksen muodossa reaktioliuottimessa, jollaisia tuotteita saadaan polymeroi-misen jälkeen.

Yleisesti ottaen voidaan mitä hyvänsä substituoitua tai substituoimatonta alifaattista tai aromaattista tai syklistä hiilivetyä, joka on polymeerin liuotin korotetussa lämpötilassa ja paineessa, ja joka on suhteellisen inertinen käsittelyolosuhteissa, ja jonka kiehumispiste on edullisesti ilmakehän paineessa alhaisempi kuin käsiteltävän polymeerin pehmenemispiste, ja joka on pääasiallisesti sekoittumaton veden kanssa tai muodostaa sellaisen polymeeri-liuoksen, joka on oleelli®sti veteen sekoittumaton,käyttää orgaanisena nesteenä keksinnön mukaisessa menetelmässä. Tämä liuotin voi olla nestemäinen tai kaasumainen huoneenlämpötilassa ja ilmakehän paineessa. On edullista, että se on nestemäinen normaaliolosuhteissa, koska muussa tapauksessa järjestelmää on mahdollisesti pidettävä pikahaih- dutusvyöhykkeen jälkeen ylipaineessa. Sellaisia tyypillisiä liuottimia, joita voidaan käyttää, ovat aromaattiset hiilivedyt (esimerkiksi bentseeni ja tolueeni), alifaattiset hiilivedyt (esimerkiksi butaani, pentaani, heksaani, heptaani, oktaani ja näiden isomeerit ja homolo- 5 59623 git), alisykliset hiilivedyt (esimerkiksi sykloheksaani), klooratut hiilivedyt (esimerkiksi metyleenikloridi, hiilitetrakloridi, kloroformi, etyylikloridi ja metyylikloridi), korkeammat alkoholit, esterit, eetterit, ketonit, nitriilit, amidit, fluoratut yhdisteet (esimerkiksi fluorihiilivedyt, nitrometaani) ja edellä mainittujen liuottimien ja muiden liuottimien seokset.

Keksinnön mukainen polymeeri-liuotin-vesi-seos voidaan, riippuen sen vesipitoisuudesta, muodostaa usealla eri menetelmällä. Niinpä voidaan lähteä sellaisesta polymeerin liuottimessa olevasta liuoksesta, joka saadaan liuos-polymerointimenetelmästä joko käyttäen samaa polymeerin liuottimessa olevaa väkevyyttä tai sitä laimennettuna tai väkevöitynä ja vesi voidaan sitten lisätä liuokseen tai päinvastoin. Tällaisessa menetelmässä käytetään yleensä kuumaa vettä polymeerin saostumisen estämiseksi. Vaihtoehtoisesti voidaan lähteä polymeeriosasten liuottimessa olevasta lietteestä, jollainen on valmistettu lietepolymerointimenetelmällä, ja sopiva vesimäärä lisätään tähän lietteeseen tai päinvastoin. Eräs lisämahdollisuus on lähteä kuivasta polymeerijauheesta tai rakeista tai märästä polymeerikakusta, joka on valmistettu polymeerin valmistuslaitoksessa liuottimen poistamisen jossain vaiheessa, ja sopiva liuottimen jareden määrä sekoitetaan sitten kuivan polymeerin kanssa missä hyvänsä järjestyksessä.

Kuten alempana esitetään, on edullista, että liuotin on läsnä ennen veden lisäämistä, koska veden lisääminen liuottimeen eikä päinvastoin auttaa sen seikan varmistamista, että liuotin tai poly-meeriliuos muodostaa muodostettavan seoksen jatkuvan faasin. Tämä viimemainittu seikka on tärkeä käytettäessä sellaista vesimäärää, joka on lähellä käänteisen reaktion rajaa, so. lähellä sitä kohtaa, jossa vesimäärä on sellainen, että se voi muodostaa jatkuvan faasin. Vesimäärää pidetään oleellisesti tällaisen käänteisreaktion raja-arvon alapuolella, erikoisesti alle 30 tilavuus-? seoksesta, sillä tällöin voidaan käyttää mitä hyvänsä sopivaa sekoitusmenetelmää tai materiaalien lisäämisjärjestystä.

Polymeerin väkevyys liuottimeen verrattuna ei ole kriittinen ja läsnäolevan liuottimen määrän on ylitettävä 100 paino-? polymeeristä laskettuna ja oltava riittävän aikaansaamaan käytetyssä liuo-tuslämpötilassa sellaisen viskositeetin, että saatua tuotetta voidaan helposti käsitellä, so. viskositeetin tulee olla pienemmän kuin noin 500 poisea. Polymeeriväkevyys vaihtelee yleisesti välillä noin 2-30 paino-? liuottimen plus polymeerin määrästä laskettuna ja on edullisesti alueella noin 5-15 ?.

6 59623

Veden eräänä tehtävänä on pienentää kuitumassan lämpötilaa vyöhykkeessä, joka seuraa välittömästi suuttimen jälkeen. Veden lisääminen suurentaa järjestelmän kokonaishöyrynpainetta pienentäen täten sen kiehumispistettä. Käytännössä on vettä kuitenkin käytettävä vähintään noin 1 S? ja edullisesti yli 10 tilavuus-% liuottimen ja veden seoksesta laskettuna. Alennettaessa täten seoksen kiehumispistettä pienenee pikahaihdutuksen jälkeen muodostuneen kuitumassan lämpötila ja saatujen kuitujen ominaisuudet paranevat paperinvalmis-tuskarkoitukset huomioonottaen.

Veden eräs toinen vaikutus on se, että se toimii hydrofiili-sen veden dispergoimisaineen kantaja-aineena kuituja muodostettaessa.

I On todettu, että on erittäin edullista, että veden dispergoimisai- i netta on läsnä pikahaihdutusta suoritettaessa ja kuitumaista polymee- i | riä valmistettaessa. Vaikkakin veden dispergoimisaineen esiintyminen kuiduilla, jotka on valmistettu tällä menetelmällä, on edullista, ovat näistä parhaita aineita sellaiset, joita voitaisiin pitää haitallisina vesiöljyssä emulsion kannalta katsottuna. Siitä huolimatta on hydrofiilisten veden dispergoimisaineiden läsnäolo seoksessa ennen pikahaihdutusta edullinen. Saman aineen ekvivalenttinen määrä, joka lisätään myöhemmässä vaiheessa jo muodostettuihin kuituihin, ei aikaansaa samaa kuitujen puhtausastetta. Tämän johdosta vettä tulee olla läsnä riittävä määrä siihen hydrofiilisen aineen määrään verrattuna, jota käytetään antamaan kuitumaiselle polymeerille halutun dispergoi-tumiskyvyn veteen, edullisesti sen liuoksena. Suurempaa vesimäärää tähän veden minimimäärään verrattuna, joka vaaditaan hydrofiilisen aineen vastaanottamiseksi, voidaan käyttää sopivan viskositeetin antamiseksi vesiliuokselle tai dispergoimisaineelle, so. veden dispergoimisaineen vesiliuos ei saa olla niin viskoottinen,että esiintyy vaikeuksia käsittelyssä tai lisäämisessä polymeeriliuokseen dispergoituna faasina. Vesi voi lisäksi auttaa seoksen viskositeetin pienentämistä arvoon, joka on alhaisempi kuin pelkästään polymeeri-liuoksen viskositeetti mikä mahdollistaa suuremmat polymeeriväkevyy-det. Yleensä on vesiliuoksen ja/tai seoksen viskositeetin oltava pienempi kuin noin 500 poisea käytetyssä lämpötilassa.

Veden lisätehtävänä on aikaansaada energiaa (enthalpia) liuottimen haihtumisen edistämiseksi pikahaihduttamisen aikana, koska ei ole toivottavaa, että lämpötila on niin korkea, että riittävästi energiaa kohdistuu pelkästään liuottimeen sen täydellisen haihtumisen aikaansaamiseksi. Kuitenkaan vesimäärä ei saa olla niin suuri, että se vaatii tarpeettornien lämpömäärien käyttöä halutun 7 59623 pikahaihdutuslämpötilan aikaansaamiseksi, so. kun vesimäärä sopivan viskositeetin aikaansaamiseksi on määrätty, voidaan lisää vettä käyttää rajoitetussa määrässä koska se auttaa alentamaan seoksen viskositeettia ja auttaa myös liuottimen haihduttamista, mutta tämä lisämäärä ei saa olla liian suuri.

Se vesimäärä, joka tarvitaan edellä mainittujen tehtävien suorittamiseksi, on aina pienempi kuin se määrä, jossa tapahtuu kään-teisreaktio, so. jossa vesi muodostaa seoksen jatkuvan faasin. Eräs ehto, joka on välttämätön takaamaan sen, että orgaaninen neste tai liuos muodostaa jatkuvan faasin, on se, että veden määrä seoksessa on riittävän alhainen. Mikäli veden määrä on suurempi kuin 70 #, on erittäin vaikeata muodostaa millään keinolla vesiöljyssä emulsiota. Myös käytettäessä jonkin verran alhaisempia vesimääriä, sanokaamme yli 60 #, on kaikilla tavanomaisilla sekoitusmenetelmillä taipumus muodostaa öljyvedessä emulsioita. Veden määrän laskiessa tulee helpommaksi muodostaa vesiöljyssä emulsioita. Sellaisissa seoksissa, joissa vedellä on taipumus olla pysyvämpi jatkuvana faasina, on toivottavaa käyttää hyväksi erikoisia sekoitusmenetelmiä tarkoituksella aikaansaada vesi vähemmän pysyväksi epäjatkuvaksi faasiksi. Tällaiset sopivat menetelmät ovat tunnettuja alan asiantuntijoille ja niitä on kuvattu esimerkiksi Kirk-Othmer' in kirjassa ’’Encyclopaedia of Chemical Technology", osa 8, toinen korjattu painos.

Eräs edullinen menetelmä vesiöljyssä emulsion takaamiseksi silloin, kun veden määrä on riittävä aikaansaamaan sen, että joko vesi tai orgaaninen neste voi muodostaa jatkuvan faasin, on lisätä vesi nesteeseen hitaasti, so. riittävän hitaasti niin, että lisäämis-hetkeliäkään ei esiinny paikallista vesiylimäärää orgaaniseen nesteeseen verrattuna ja jo muodostuneeseen emulsioon verrattuna, samalla kun seosta sekoitetaan niin, että vesi hajaantuu pieniksi tipoiksi sitä mukaa kun sitä lisätään. Veden lisääminen voidaan pitää riittävän hitaana mittaamalla orgaanisen nesteen sähkönjohtokyky ja säätämällä sitten tätä sähkönjohtokykyä sen seikan takaamiseksi, että lisäämisnopeus määrätyissä sekoitusolosuhteissa on sellainen, että sähkönjohtokyky pysyy pienempänä kuin alkuperäisen sähkönjohtokyvyn kaksinkertainen arvo.

Käyttökelpoisena ohjeena voidaan sanoa, että on edullista käyttää tällaisia erikoisia sekoitusmenetelmiä jos vesimäärä on noin 30 tilavuus-# tai enemmän seoksesta laskettuna. Erikoisesti käytetyn veden määrän ollessa noin 30 tilavuus-# tai enemmän, on toivottavaa muodostaa ensin polymeerin ja liuottimen liuos ja lisätä sitten 8 59623 vesi tähän liuokseen samalla voimakkaasti sekoittaen. Tässä suhteessa "polymeeriliuos" tarkoittaa sellaista turvonnutta tai liuennutta seosta, joka saadaan sekoitettaessa liuotin polymeerin kanssa tavallisesti korotetussa lämpötilassa. Edelleen on toivottavaa, että seoksen koko massaan kohdistetaan jatkuvasti tällainen sekoittaminen sekä veden lisäämisen aikana että sen jälkeen. Sekoitussäiliö tai -laitteisto voidaan muotoilla sellaiseksi, että aikaansaadaan tällainen tasalaatuinen ja voimakas sekoittaminen esimerkiksi käyttämällä säiliön sopivaa rakennetta, välipohjia ja oikeata sekoitustek-niikkaa. Tällä tavoin voidaan välttää sellaiset erittäin hitaan sekoittamisen alueet, jotka voivat aikaansaada faasin muuttumisen.

On edullista toteuttaa tämä sekoituskäsittely silloin kun sekä vesi että polymeeriliuos ovat suhteellisen kuumia. Polymeeri-liuoksen tulee edullisesti olla lämpötilassa, joka ylittää sulatteen liukenemislämpötilan, ja lisätyn veden lämpötilan tulee olla riittävän korkean niin, että seos pysyy tämän sulatteen liukenemislämpötilan yläpuolella veden lisäämisen aikana ja sen jälkeen. Tällainen käsittely auttaa estämään faasin muuttumisen veden lisäämisen aikana.

Jos vesi- ja polymeeriliuos-faasien annetaan erottua veden lisäämisen aikana tai sen jälkeen, voi tapahtua faasin muuttuminen. Tämän johdosta on toivottavaa lisätä vesi sellaisella nopeudella, että vältetään faasien erottuminen, ja ylläpitää voimakasta sekoittamista veden lisäämisen aikana ja sen jälkeen samassa tarkoituksessa. Kuten edellä mainittiin, lisätään vesi edullisesti vähitellen sellaisella nopeudella, että se sekoittuu nopeasti tasalaatuisesta polymee-riliuoksen kanssa. Toisin sanoen vettä ei saa lisätä nopeammin kuin mitä se dispergoituu pieninä pisaroina jatkuvaan polymeeriliuotin-faasiin.

Seoksen sisältäessä noin 30 % tai vähemmän vettä muodostetaan edullisesti vesiöljyssä emulsio, eikä myöskään ole välttämätöntä lisätä vettä orgaanisiin nesteisiin. Käytettäessä veden alhaisia pitoisuuksia voidaan nämä molemmat nesteet myös sekoittaa keskenään ja sekoittaa niitä tämän jälkeen tai lisätä liuos (tai polymeeri-osasten liete orgaanisessa nesteessä) veteen.

Täten ei seuraavissa esimerkeissä 1-6 veden väkevyyden ollessa ainoastaan 16 % käytetty mitään erikoisia sekoituskäsittelyjä. Esimerkin 7 mukaisessa kokeessa n:o 1, jossa veden väkevyys oli 40 %, lisättiin vesi vähitellen liuokseen. Veden väkevyydet, jotka ovat suuruusluokkaa 40-50 %, ovat todellisuudessa edullisimpia keksinnön mukaisessa menetelmässä, vaikkakin tällöin on kohdistettava enemmän 9 59623 huomiota sen seikan takaamiseksi, että vesi on epäjatkuvana faasina.

Jatkuvassa pikahaihdutuskäsittelyssä, kun osa täten muodostunutta seosta pikahaihdutetaan suuttimen lävitse, voidaan polymeeri-liuoksen ja veden lisämääriä lisätä jatkuvasti samalla sekoittaen jäljellä olevaan seokseen sopivina annoksina, jotka on aikaisemmin esitetty, veden pitämiseksi jatkuvana faasina seoksessa.

Eräs keksinnön piirre on se, että on todettu, ettei ole välttämätöntä muodostaa pysyvää "emulsiota", jolloin eliminoidaan emulgoimisaineiden käytön välttämättömyys. Keksintö käsittää kuitenkin myös tällaisten aineiden käytön seoksessa tarkoituksella edistää pikahaihdutuksen jälkeen muodostuneen kuitumaisen polymeerin disper-goitumista veteen. Nämä aineet ovat edullisesti vesiliukoisia tai osittain vesiliukoisia suurimolekyylisiä aineita. Ne voivat kuitenkin olla myös sellaisia aineita, jotka liukenevat tai liukenevat vain osittain liuottimeen. Muutamat näistä aineista voidaan teknisesti luokitella "emulgoimisaineiksi", mutta niitä ei käytetä ainoastaan riittävässä määrässä halutun dispergoitumisasteen aikaansaamiseksi, eikä sellaisissa määrissä, joita yleensä tarvitaan pysyvien emulsioiden muodostamiseksi. Todellisuudessa, koska veden dispergoimisaineet ovat jossain määrin hydrofiilisiä,eivät ne ole sitä lajia, joita tavallisesti käytetään muodostettaessa vesiöljyssä tyyppisiä emulsioita, so. tavallisesti käytetään sellaista hydrofobista (lipofiilista) emulgoimisainetta, jolla on suhteellisen alhainen HLB-arvo (hydro-fiilis-lipofiilinen tasapaino) vesiöljyssä emulsion muodostamiseksi. Käytetyn veden dispergoimisaineen määrä voi olla alueella noin 0,1-15 paino-# polymeeristä laskettuna, edullisesti noin 0,1-5 paino-#. Edullisin veden dispergoimisaine on polyvinyylialkoholi, jonka hydro-lyysiaste on suurempi kuin noin 77 # ja edullisesti suurempi kuin noin 85 #, ja jonka viskositeetti (4 #:sena vesiliuoksena lämpötilassa 20°C) on suurempi kuin noin 2 sentipoisea. Polyvinyylialkoholi lisätään edullisesti veden kanssa seoksen muodostusajankohtana. Sellaisia muita tyypillisiä veden dispergoimisaineita, joita voidaan käyttää, ovat kationinen guari, kationinen tärkkelys, perunatärkkelys, metyyliselluloosa ja "Lytron 820" (styreiini-maleiinihappo kopoly-meeri).

Seoksen aineosat voidaan panna mihin hyvänsä sopivaan astiaan, joka voidaan kuumentaa korotettuun lämpötilaan ja paineeseen. Yleensä käytetään autoklaavia. Kuitenkin on tärkeätä, että käytetty astia on varustettu sellaisella sekoituslaitteella, joka kykenee pitämään seoksen jatkuvassa sekoitetussa tilassa, sillä muussa tapauksessa 10 59623 ei muodostu pysyvää emulsiota, ja seistessään seos erottuu nopeasti kahteen erilliseen faasiin.

Aineosat kuumennetaan sitten sopivaan lämpötilaan ja niitä sekoitetaan seoksen muodostamiseksi, jossa vesi esiintyy epäjatkuvana tai dispergoituna faasina polymeeriliuoksen jatkuvassa faasissa. Käytetty lämpötila on edullisesti polymeerin sulatteen liukenemis-lämpötilan yläpuolella käytetyssä liuottimessa. Määrätyn polymeerin sulatteen liukenemislämpötila liuottimessa määrätään lisäämällä pieniä polymeerimääriä (esimerkiksi 0,1 ja 1,0 paino-?) liuottimeen ampullissa, joka suljetaan sitten ja pannaan öljyhauteeseen. öljykylvyn lämpötilaa nostetaan hitaasti (esimerkiksi 10°C/tunti) siksi, kunnes polymeerin viimeiset jätteet häviävät. Tämä lämpötila on sulatteen liukenemislämpötila. Muutamissa tapauksissa voi olla edullista toimia käyttäen lämpötilaa, joka on sulatteen liukenemislämpö-tilan alapuolella, jossa tapauksessa polymeerin on kuitenkin esiinnyttävä ainakin turvonneessa tilassa.

Käytetyn maksimilämpötilan tulee olla alhaisemman kuin liuottimen kriitillinen lämpötila ja/tai polymeerin hajoamislämpötila.

On kuitenkin edullista käytää jonkin verran alhaisempia lämpötiloja. Polyetyleeniä ja polypropyleeniä käytettäessä on edullista työskennellä lämpötilassa välillä noin 120 ja l80°C ja kaikkein edullisimmin lämpötilassa välillä noin 130 ja l60°C.

Se paine, jota käytetään kuumennetun seoksen sisältävässä astiassa, on edullisesti pääasiallisesti autogeeninen. Sellaisia paineita, jotka ylittävät oleellisesti autogeenisen paineen, ei tarvita, ja määrätynlaista suuttimen rakennetta käytettäessä voi tästä olla seurauksena huono kuitujen muodostus. Voi olla edullista käyttää inertistä kaasua, kuten typpeä, pikahaihdutuskäsittelyn aikana seoksen nopeuden pitämiseksi suuttimen lävitse vakioarvossa.

Pikahaihdutus suoritetaan edullisesti suuttimen lävitse (jolla on pitkänomaiset dimensiot) mieluummin kuin käyttäen terävä-reunaista aukkoa (jolla ei voida katsoa olevan pitkittäissuuntaisia dimensioita), koska on todettu, että on erittäin toivottavaa aikaansaada leikkausvoimia seoksessa (erikoisesti sen polymeerikomponentis-sa) välittömästi ennen pikahaihdutusta. Tällainen leikkausvaikutus edistää kuitujen muodostumista ja parantaa kuitujen ominaisuuksia paperinvalmistustarkoituksissa. Suutin voi olla poikkileikkaukseltaan pyöreä tai ei pyöreä ja se voi olla myös rengasmainen.

11 59623

Pikahaihdutus suoritetaan johtamalla polymeerin, liuottimen ja veden seos suuttimen lävitse alemman paineen omaavaan vyöhykkeeseen. Alemman painevyöhykkeen paine on edullisesti pääasiallisesti sama kuin ilmakehän paine tai sen alapuolella, koska mitä korkeampi paine on sitä korkeampi on kuitutuotteen lämpötila sen valmistamisen jälkeen. Yleisesti sanoen tulee emulsion paineen olla ennen 2 sen pikahaihdutusta ilmakehän paineeseen alle noin 3,5 kp/cm , edulli- 2 sesti alle noin 1,0 kp/cm .

Pikahaihdutus suoritetaan pääasiallisesti adiabaattisesti vaikkakin tämä voi vaihdella jossain määrin.

Pikahaihdutuksen aikana polymeeri saostuu "kuituköytenä", joka on kuitujen löyhä sovitelma, joka on joskus jatkuvassa muodossa.

Esillä olevan keksinnön erään edullisen toteuttamismuodon mukaisesti lisätään matalapainehöyryä (paine alle noin 1,4 kp/cm ) kuituköyteen pikahaihdutuksen jälkeen tulevassa vyöhykkeessä liuotin-jäännösten poistamiseksi kuiduista. Tämä voidaan toteuttaa säiliössä tai edullisesti sellaisessa käytävässä, joka sijaitsee välittömästi suuttimen jälkeen.

Kuituköysi otetaan talteen sopivaan vastaanottoastiaan, joka on edullisesti sellainen, joka mahdollistaa haihdutetun liuottimen erottamisen tästä.

Tehdasmittakaavaa olevassa käsittelyssä lisätään kuituköyteen vettä sopivaan laimennukseen asti, joka on alle noin 5 % ja edullisesti alle 2 paino-#, ja johdetaan sitten vesilietteenä lautas-hienontajan lävitse tarkoituksella saattaa kuidut sellaiseen muotoon, että ne soveltuvat optimaalisesti paperin valmistukseen. KuitukÖyden hienontaminen erottaa kuidut toisistaan ja sitä voidaan myös käyttää kuitujen pituuksien säätämisessä. Useampi johtaminen hienontajan lävitse on yleensä toivottava. KuitukÖyden hienontaminen lautasten avulla ei kuitenkaan ole välttämätöntä.

Kuidut voidaan hienontamisen jälkeen laimentaa sopivaan väkevyyteen ja muodostaa synteettisiksi paperirainoiksi joko yksinään tai sekoitettuina tavanomaisten selluloosapitoisten paperinvalmistus-kuitujen kanssa. Vaihtoehtoisesti voidaan kuiduista poistaa vesi, puristaa ne paaleiksi, varastoida ja kuljettaa käyttöpaikalle.

Vaikkakin edellä on kuvattu jaksottainen menetelmä, jossa polymeerin, liuottimen ja veden seos valmistetaan sopivassa astiassa, on myös mahdollista valmistaa seos jatkuvalla menetelmällä sekoittamalla polymeeriliuos ylikuumennetun veden kanssa jatkuvasti sopivassa sekoituslaitteessa juuri ennen pikahaihduttamista suuttimen lävitse.

12 59623

Sen seikan määrääminen, onko vesi läsnä epäjatkuvana faasina tai jatkuvana faasina, voidaan suorittaa seuraavalla tavalla.

Seos muodostetaan käyttäen sopivaa lämpötilaa ja painetta ja sellaista sekoitusmäärää, jota yleensä käytetään. Elektrodit, jotka on valmistettu kahdesta sähköä johtavasta metalliosasta ja joiden välimatka on noin 1 cm tai suurempi, upotetaan nesteseokseen. Elektrodit yhdistetään patterin napoihin ja aikaansaatu signaali rekisteröidään sellaisen mittauslaitteen avulla, joka on yhdistetty sarjaan elektrodien kanssa. Aikaansaatu signaali on suoraan verrannollinen seoksen sähkönjohtokykyyn. Hyvin pientä määrää ionisoituvaa ainetta, kuten natriumkloridia, voidaan käyttää vedessä sen sähkönjohtokyvyn parantamiseksi. Veden ollessa epäjatkuvana faasina saadaan erittäin alhainen sähkönjohtokyvyn arvo tai nolla-arvo, so. suunnilleen sama sähkön-! johtokyky kuin seoksen polymeeri-liuotin-faasilla.

Täten voidaan todeta, että muodostettaessa haluttu vesi-epäjatkuva seos on seoksen sekoitusnopeus riittävän suuri seoksen sähkönjohtokyvyn pitämiseksi suunnilleen saman suuruisena kuin mitä on polymeeriliuosfaasin sähkönjohtokyky. Samalla tavoin muodostettaessa tällaisia seoksia, joissa veden väkevyys on edullisesti niin suuri, että jatkuva vesifaasi on mahdollinen, on vesi lisättävä poly-meeriliuokseen riittävän hitaasti seoksen sähkönjohtokyvyn pitämiseksi suunnilleen samansuuruisena kuin polymeeriliuosfaasin sähkönjohtokyky.

Muita sopivia menetelmiä sen seikan määräämiseksi saadaanko öljyvedessä- tai vesiöljyssä-tyyppinen emulsio, on kuvattu Kirk-Othmer'in teoksessa "Encyclopedia of Chemical Technology",osa 8, sivut 146-147, toinen korjattu painos, 1965·

Esimerkki 1 Käytetty liuotusastia on tässä esimerkissä 3600 1 suuruinen lasilla vuorattu, välipohjilla varustettu säiliö, jossa on keskelle sovitettu 7,5 hevosvoiman sekoituslaite, joka käsittää kaksi 4-siipis-tä turbiinityyppistä sekoittajaa. Alemman turbiinin halkaisija oli 68 cm ja ylemmän turbiinin 48 cm. Sekoituslaitetta käytettiin koko käsittelyn ajan. 270 1 vettä, joka sisälsi 1 paino-5t:n polyvinyyli-alkoholia ("Monsanto Gelvatol", viskositeetti 4-6 CP ja hydrolysoitunut 87,7-89 %) laskettuna käytetyn polyetyleenin painosta, lisättiin säiliöön ja tämän jälkeen 45,4 kg suuren tiheyden omaavaa polyetyleeniä, jonka rajaviskositeetti oli 1,4 dl/g ja sulamisindeksi 5,5 ("Mitsui 2200P"). Säiliö suljettiin ja siihen lisättiin 1350 1 n-heksaania.

15 59623

Veden ja heksaanin tilavuussuhde seoksessa oli 1:5 ja polyetyleenivä-kevyys 40 g litraa kohden heksaania. Säiliön sisältö kuumennettiin lämpötilaan 130-135°C ja paineeseen 8,5 kp/cm^. Tämän jälkeen avattiin säiliön pohjalla oleva venttiili ja seos johdettiin 12,5 cm pitkän putken kautta, jonka halkaisija oli 7,5 cm, "Valtek"-kulmatyyp-piseen säätöventtiiliin, jonka aukon halkaisija oli 9»5 mm ja pituus 7 mm. Nippelin muotoinen tulppa muodosti venttiilin aukossa renkaan aukon seinämän kanssa. Venttiiliä käytettiin niin, että se oli noin 1/4 avoin. Seos virtasi renkaan lävitse, joka muodosti pikahaihdutus-suuttimen nopeudella 180 g polyetyleeniä minuutissa. Seos pikahaih-dutettiin johtoon, jonka halkaisija oli 2,5 cm. Noin 15 cm etäisyydel-lä suuttimen jälkeen johdettiin matalapainehöyryä (0,7 kp/cm ) 2,5 cm:n johtoon liuottimen poistamiseksi, joka ei aikaisemmin ollut haihtunut kuitumassasta. Suunnilleen 5»4 m et äisjydellä suuttimesta aukeni tämä 2,5 cm:n johto höyry-erotusastiaan ja höyryt poistettiin tämän astian yläosasta. Kuumaa laimennusvettä, jonka lämpötila oli l85°C, johdettiin höyry-erotussäiliön yläosaan nopeudella noin 22,6 1 minuutissa. Vesi ja kuitumassa putosivat höyry-erotussäiliön pohjalle ja ne johdettiin lämpötilassa 80-90°C ja noin 1 %:n väkevyydessä Jones'in kaksoislautaserottajaan (kiekkojen halkaisija 30 cm), joka oli varustettu murskaustyyppisillä lautasilla (Jones'in lajit 1, 1, 1,5 + 10°). Lautasia pyöritettiin nopeudella 2117 kierr/min välyksen ollessa 0,1 - 0,1 mm. Kuidut johdettiin kaikkiaan neljästi hienonta-jan lävitse ja toinen - neljäs käsittely suoritettiin massan lämpötilan ollessa 40-50°C. Lisäksi lisättiin 1 paino-)5 ''Gelvatol 20-30" poly-vinyylialkoholia (polyetyleenin painosta laskettuna) massasäiliöön ja massaan kohdistettiin viides hajoituskäsittely levyjen välyksen ollessa 0,25 - 0,1 mm. Polyetyleenikuiduilla oli seuraava kuitufrak-tio kun niitä tutkittiin menetelmällä TAPPI Standard T233 su 64:

Taulukko IA

Mesh Paino

Seulalla n:o 20 10,3 " " 35 33,8 " " 65 23,8 " " 150 17,4 " " 270 5,0 Läpi n:o 270 9,7

Kuitujen valumisarvo oli 0,24 sekuntia/g.

m 59623

Osa saaduista kuiduista muodostettiin käsin arkeiksi käyttäen menetelmää TAPPI Standard T-205 m-58 ja modifioitua märkäpuris-tusta (28 kp/cnr) ja lämpösitomisvaihetta (121°C minimipaineessa). Kuitujen toinen osa sekoitettiin suhteessa 50:50 valkaistun leppä-voimamassan kanssa, jonka Canadian Standard Freeness-arvo oli 410 ml ja joka oli muodostettu käsin arkeiksi samaa menetelmää käyttäen.

Saadut käsin valmistetut arkit kokeiltiin ja tulokset olivat seuraavat:

Taulukko IB

Ominaisuus 100 % 50 % seos -

Peruspaino, g/m 61,2 6l,2

Tiheys, g/ml 0,36 0,48

Opasiteetti, % 83,4 78,9

Valkoisuus, % (Elrepho n:o 8) 88,9 84,4

Katkeamispituus, m 139 24l6 TEA, kg-cm/cm2 0,06 34,3

Sisäinen sitoutuneisuus,

Scott-yksiköt 14 90

Repeämislujuus, g/arkki 6 28 TEA = Vetoenergian absorptio (= sitkeys)

Polyetyleenikuitujen toinen erä sekoitettiin valkaistun leppävoimamassan kanssa, jonka Canadian Standard Preeness-arvo oli 410 ml, sellaisen massan valmistamiseksi, joka sisälsi 40 paino-? polyetyleenikuituja ja 60 paino-? voimamassakuituja. Saatu seos hienonnettiin Jordan-myllyssä sellaisen massan valmistamiseksi, jonka Canadian Standard Preeness-arvo oli 250 mm, ja muodostettiin paperiksi paperikoneessa. Paperikonetta käytettiin niin, että aikaansaatiin lämpösitoutuminen kahdessa eri lämpötilassa (107° ja 135°C, arkkien lämpötila). Saaduilla paperiarkeilla oli seuraavat ominaisuudet: !5 59623

Taulukko 1C

Ominaisuus Lämpösitomislämpötila

107°C 135°C

2

Peruspaino, g/m 66,6 63,3

Kaliiperi, mm 0,132 0,11

Tiheys, g/ml 0,504 0,573

Repeämislujuus, g/arkki MD 23 24 XD 26 27

Vetolujuus, kg/15 mm MD 2,93 3,11 XD 1,49 1,70

Venymä, % MD 1,6 1,7 XD 3,5 3,8 TEA, kg-cm/cm2 MD 0,019 0,020 XD 0',025 0,032

Kaksoistaittoluku (MIT) MD 3 7 XD 2 3 Jäykkyys, g/cm (Taber) MD 1,17 0,96 XD 0,46 0,45

SisäinenpSitoutuminen (Scott) kg-cm/crn x lO”"2 152 285

Sileys, ml/min (Sheffield) WS 328 327 PS 352 293

Huokoisuus, ml/min (Sheffield) 249 278 öljyn absorptio, % 45 32

Sokeriväri, sec. WS 0 2,1 PS 0 1,6

Valkoisuus, % (Elrepho n:o 8) 85,4 80,9

Opasiteetti, % 80,4 69,1

Hqjoamiskerroin 408 253

Katkeamispituus, m MD 2931 3271 XD 1492 1786

Huom.

WS = viirapuoli MD = koneen suunta PS = huopapuoli XD = kohtisuora suunta koneen suuntaa vastaan

Kaliiperi = paksuus määrättynä määrätyllä paineella määrätynlaista laitetta käyttäen.

Edellä olevassa esimerkissä ja seuraavissa esimerkeissä määrättiin peruspaino, kaliiperi, repeämislujuus, kaksoistaittoluku ja käsin tehtyjen arkkien tiheys käyttäen menetelmää TAPPI Standard T-220. Sellaisien arkkien suhteen, jotka oli valmistettu paperikoneella, määrättiin peruspaino menetelmällä TAPPI Standard T-410, kaliiperi 16 59623 menetelmällä TAPPI Standard T-411, repeämislujuus menetelmällä TAPPI Standard T-410 ja kaksoistaittoluku menetelmällä TAPPI-5H ja tiheys menetelmällä TAPPI Standard T-426. Vetolujuus, venymä, TEA-arvo (vetoenergian absorptio) ja katkeamispituus sekä käsin että paperikoneella tehdyille arkeille määrättiin käyttäen menetelmää TAPPI Standard T-. Jäykkyys kummallekin arkille määrättiin käyttäen menetelmää TAPPI Standard T-489-70. "Elrepho"-valkoisuus n:o 8 määrättiin kummallekin arkille käyttäen menetelmää TAPPI Standard T-525· Molempien arkkien sileys määrättiin menetelmällä TAPPI Routine Control Method n:o 285. öljyn absorptio määrättiin kummallekin arkille käyttäen menetelmää TAPPI Routine Control Method n:o 26 (1966). Opasiteetti ja valon hajoamiskerroin määrättiin kummallekin arkille käyttäen menetelmää TAPPI Standard T-^25. Muiden kokeiden suoritustavan osoittavat ne laitteet, joita käytettiin näiden kokeiden suorittamisessa, jotka kaikki ovat hyvin tunnettuja paperiteollisuudessa. Kuivumisarvo, joka vastaa suhteellisen tarkasti kuitujen hydrodynaamista pinta-alaa ja joka on tarkemmin suhteessa niiden kuitujen kuivumisominaisuuksiin, joita käytetään paperinvalmistuksessa, kuin kaasun adsorptiopinta-ala, määrättiin pääasiallisesti kokeella TAPPI test T221 OS-63 modifioimalla vähäisessä määrässä laskemismenetelmää. Lyhyesti sanoen noin 10 g kuitunäyte punnittiin ja dispergoitiin veteen. Liete lisätään sitten tavanomaiseen arkin muodostuskoneeseen ja vettä lisätään merkkiin saakka. Lietettä sekoitetaan käyttäen neljää tavanomaisen sekoitus-laitteen ylös- ja alaspäin suunnattua liikettä ja sekoituslaite poistetaan sitten. Veden lämpötila muotissa mitataan ja poistoventtiili avataan. Se aika, joka on venttiilin avaamisen ja todetun imun ensimmäisen toteamisen välillä, merkitään muistiin. Menetelmä toistetaan käyttäen ainoastaan vettä (ei kuituja) arkinvalmistuslaitteessa ja lämpötila ja valumisaika merkitään muistiin. Kuivumis- tai valumis-arvo sekunneissa grammaa kohden lasketaan sitten seuraavasta kaavasta DF = /D + 0,3 (h - 1) (D - i»27 - /d + 0,3 (i - 1) (d - *07 ”iji * rp w jossa kaavassa DF = valumiskerroin, sekuntia/gramma D = laitteessa olevan massan valumisaika, sekuntia d = valumisaika ilman massaa, sekuntia

VT = veden viskositeetti lämpötilassa T

W = kokeessa käytettyjen kuitujen paino, grammaa 17 59623

Suure - 1) taulukoidaan edellä mainitun kokeen TAPPI Test T221-OS-63 avSlla. Tämä suure kerrotaan luvulla 0,3, joka on määrätty empiirisesti ko. kuiduille.

Esimerkki 2

Esimerkin 1 mukainen käsittelytapa toistettiin lukuunottamatta seuraavia seikkoja: a) polyetyleenin väkevyys oli 80 g/1 b) seos johdettiin suuttimen lävitse nopeudella 250 g per minuutti, ja c) hienontamisolosuhteet olivat seuraavat: 1) ensimmäinen käsittely suoritettiin lämpötilassa 80-90°C käyttäen levyjen välyksenä 0,1 mm; 2) toisesta kuudenteen käsittelyt suoritettiin lämpötilassa 40-50°C levyjen välisen välyksen suuruuden ollessa 0,1 mm.

Mitään polyvinyylialkoholilisäystä ei suoritettu.

Saaduilla kuiduilla oli seuraava kuitufraktiointi:

Taulukko 2A

Mesh Paino-/&

Seulalla n:o 20 6,4 " " 35 33,5 " " 65 29,2 " " 150 17,4 ,f " 270 6,3 Läpi n:o 270 7,2 Näiden kuitujen valumiskerroin oli 0,46 sekuntia/g.

Arkkeja valmistettiin käsin samalla tavoin kuin esimerkissä 1, jolloin 1 ryhmä sisälsi 100 % polyetyleenikuituja ja toinen ryhmä oli valmistettu 50/50 seoksesta esimerkissä 1 kuvatun valkaistun leppä-voimamassan kanssa. Ominaisuudet olivat seuraavat:

Taulukko 2B

Ominaisuus 100 % 50 %:n seos 2

Peruspaino, g/m 63,5 63,4

Tiheys, g/mm 0,36 0,44

Opasiteetti, % 90,3 84,7

Valkoisuus, % ("Elrepho" n:o 8) 92,2 86,0

Katkeamispituus, m 145 2036 TEA, g-cm/cm2 0,06 29,8

Sisäinen sitoutuneisuus,Scott- yksikköjä 25 82

Repeämislujuus, g/arkki 3 30 18 59623

Osa näitä kuituja sekoitettiin esimerkissä 1 kuvatun valkaistun leppävoimamassan kanssa (40 paino-# polyetyleenikuituja, 60 paino-# voimamassaa) ja muodostettiin paperirainaksi paperikoneella käyttäen kahta erilaista lämpösitomiskäsittelyä samalla tavoin kuin esimerkissä 1. Saadun rainan ominaisuudet olivat seuraavat:

Taulukko 2C

Ominaisuus Sitomislämpötila

107°C 135°C

2

Peruspaino, g/m 66,6 63,3

Kaliiperi, mm 0,132 0,11

Tiheys, g/ml 0,504 0,573

Repeämislujuus, g/arkki MD 23 24 i XD 26 27

Vetolujuus, kg/15 mm MD 2,93 3,11 XD 1,49 1,70

Venymä, # MD 1,6 1,7 XD 3,5 3,8 TEA, kg-cm/cm^ MD 0,019 0,020 XD 0,025 0,032

Kaksoistaittoluku (MIT) MD 3 7 XD 2 3 Jäykkyys, g/cm (Taber) MD 1,17 0,96 XD 0,46 0,45

Sisäinen-sitoutumislujuus (Scott), kg-cm/crn x 10"^ 152 285

Sileys, ml/min (Sheffield) WS 328 327 PS 352 293

Huokoisuus, ml/min (Sheffield) 249 278 öljyn absorptio, # 45 32

Sokeriväri, sek. WS 0 2,1 PS 0 1,6

Valkoisuus ("Elrepho" n:o 8) 85,4 80,9

Opasiteetti, # 80,4 69,1

Katkeamispituus, m MD 3155 3714 XD 1553 1900

Esimerkki 3

Esimerkin 1 mukainen käsittelytapa toistettiin lukuunotta matta seuraavia seikkoja: 19 59623 a) polyetyleenin väkevyys oli 80 g/1 b) seos johdettiin suuttimen lävitse nopeudella 150 g/min ja c) puhdistusolosuhteet olivat seuraavat: 1) ensimmäinen käsittely suoritettiin lämpötilassa 80-90°C ja levyjen välyksen ollessa 0,05 - 0,1 mm 2) 2-6 käsittelyt suoritettiin lämpötilassa 20°C levyjen välyksen ollessa 0,05 - 0,1 mm. Mitään polyvinyylialkoholilisäystä ei suoritettu.

Saaduilla kuiduilla oli seuraavat kuitufraktio-ominaisuudet:

Taulukko 3A

Mesh Paino

Seulalla n:o 20 2,3 " " 35 21,2 " 65 32,7 " " 150 26,2 " " 270 9,0 Läpi n:o 270 8,6

Kuitujen valumisarvo oli 1,10 sekuntia/g.

\

Koearkkeja valmistettiin samalla tavoin kuin esimerkissä 1, jolloin yksi ryhmä sisälsi 100 % polyetyleenikuituja ja toinen ryhmä valmistettiin 50/50 seoksesta valkaistun voimamassan kanssa, joka on kuvattu esimerkissä 1. Ominaisuudet olivat seuraavat:

Taulukko 3B

Ominaisuus 100 % 50/50 seos p

Peruspaino, g/m 62,2 62,3

Tiheys, g/mm 0,4l 0,50

Opasiteetti, % 93,7 88,2

Valkoisuus, % ("Elrepho" n:o 8) 93,7 88,4

Katkeamispituus, m 305 2534 TEA, g-cm/cm^ 2,4 47,6

Sisäinen sitoutuneisuus, Scott- yksikköjä 20 82

Repeämislujuus, g/arkki 5 29

Osa kuituja sekoitettiin esimerkissä 1 kuvatun valkaistun leppävoimamassan kanssa (40 paino-5i polyetyleenikuituja, 60 % voima-massaa) ja muodostettiin paperirainaksi paperikoneella käyttäen kahta erilaista lämpösitomisarvoa kuten esimerkissä 1. Saadun rainan ominaisuudet olivat seuraavat: 20 59623

Taulukko 3C

Ominaisuus Sitomislämpötila

1Q7°C 135°C

2

Peruspaino, g/m 60,3 59,9

Kaliiperi, mm 0,130 0,ll8

Tiheys, g/ml 0,461 0,504

Repeämislujuus, g/arkki MD 31 31 XD 33 36

Vetolujuus, kg/15 mm MD 2,83 3,65 XD 1,39 1,80

Venymä, % MD 1,6 1,7 XD 3,8 3,5 TEA, kg-cm/cm^ MD 0,019 0,025 XD 0,027 0,034

Kaksoistaittoluku (MIT) MD 5 12 XD 2 7 Jäykkyys, g/cm (Taber) MD 1,2 1,1 XD 0,51 0,56

Sisäinen sitoutumislujuus (Scott), kg-cm/cm^ x 10“3 147 466

Sileys, ml/min (Sheffield) WS 329 363 PS 325 3^6

Huokoisuus, ml/min (Sheffield) 265 400 öljyn absorptio, % 53 35

Sokeriväri, sek. WS 0 14,6 PS 0 16,9

Valkoisuus ("Elrepho” n:o8) 87,4 79,5

Opasiteetti, % 85,9 65,4

Katkeamispituus, m MD 3152 4068 XD 1543 2108

Esimerkki 4 Tässä esimerkissä se säiliö, jota käytettiin pikahaihdutus- seoksen valmistamiseksi, oli sellainen 4,54 1 suuruinen "Benco Model o 575"-reaktioastia, joka oli varustettu 10,5 kg/cm höyryvaipalla, typen syöttö- ja poistojohdolla ja keskeisesti sijaitsevalla ilma-käyttöisellä sekoitusakselilla, jossa oli mekaaninen tiivistys. Halkaisijaltaan 10 cm suuruinen 6-siipinen turbiini (Bench Scale Equipment Co.) oli sovitettu no3n ]2,5 cm etäisyydelle säiliön pohjasta akselille, ja nopeasti pyörivä potkuri oli sovitettu noin 9 cm turbiinin alapuolelle. Säiliö oli varustettu neljällä saman matkan 21 59623 etäisyydellä toisistaan olevalla pystysuoralla väliseinällä. Säiliö oli varustettu elektrodilla, jonka muodosti metallilankakappale, joka oli tiiviisti sovitettu lyhyen lasiputken toisen pään lävitse. Metallilangan toinen pää oli työnnetty 30 cm pituisen ruostumatonta terästä olevan putken lävitse (ulkohalkaisija 6,3 mm) ja lasiputki ja metalliputki oli yhdistetty "Swagelok"-liitäntälaitteen avulla. Elektrodi oli sovitettu astiaan siten, että metallilanka sijaitsi veden pinnan yläpuolella alempana kuvatussa seoksessa. Metallilanka kiinnitettiin vastusmittarin toiseen päähän sarjaan patterin kanssa. Ruostumatonta terästä oleva vaippa, joka oli erotettu metallilangasta eristyksen avulla koko pituudeltaan, niiden välisen aukon ollessa noin 15 mm, yhdistettiin toiseen napaan. Todettiin, että pelkästään suolaveden antama arvo oli noin 140 millivolttia, kun taas pelkästään n-heksaanin antama arvo oli noin 0-1,0 millivolttia. Säiliön pohjasta lähti 19 mm putki, jossa oli palloventtiili 5 cm säiliön pohjan alapuolella. Välittömästi palloventtiilin vieressä oli suutin. Tämän suuttimen muodosti 10*1 mm pitkä pronssitulppa, jossa oli keskeisesti sovitettu halkaisijaltaan 3,5 mm:n suuruinen siihen porattu pesä. Suuttimen tulppa oli sovitettu tähän 19 mm:n putkeen, joka jatkui suunnilleen 60 cm matkan suuttimen toiselle puolelle ja päättyi ulkoilmaan. Säiliöön johdettiin 500 ml:aa vettä, 2500 ml n-heksaania, 100 g polyetyleeniä ("Mitsui 2200P", kuvattu esimerkissä 1),2 g "Gelvatol 20-30" polyvinyylialkoholia ja 20 tippaa 25 %:sta natrium-kloridivesiliuosta. Säiliö suljettiin, huuhdottiin typellä ja sen sisältöä kuumennettiin lämpötilassa l*J5-150oC samalla kun sekoittaja pyöri nopeudella 650 kierr/min. Säiliön sisältöä pidettiin lämpötilassa 1^5-150°C noin 1 1/2 tuntia polymeerin täydellisen liukenemisen varmistamiseksi. Seoksen johtokyky oli noin 0,*<-l,2 millivolttia, mikä osoitti, että vesi muodosti epäjatkuvan faasin. Palloventtiili avattiin sitten ja seos johdettiin suuttimen kautta samalla kun paine pidettiin säiliössä vakiona typpeä lisäämällä. Kuitumainen tuote otettiin talteen saattamalla se törmäämään metallilankaverkkoa vasten. Kuidut puhdistettiin johtamalla ne huoneen lämpötilassa yksinkertaisen "Sprout Waldron"-lautashienontajan lävitse, jossa oli 60 cm:n levyt ("Sprout Waldron", kuvio C-29-78-B) ja joka toimi kierrosnopeu-della 2800 kierr/min, levyjen välisen välyksen ollessa 0,005 mm, ja kaikkiaan suoritettiin neljä käsittelyä.

Saatujen kuitujen jakautuma oli seuraava: 22 59623

Taulukko 4A

Mesh Paino-%

Seulalla n:o 20 2,2 " " 35 18,8 " " 65 35,3 ” ” 150 24,6 ” " 270 9,5 Läpi seulan n:o 270 9,6

Kuitujen valumisarvo oli 4,3 sekuntia/g.

Koearkkeja valmistettiin samalla tavoin kuin esimerkissä 1, jolloin yksi ryhmä sisälsi 100 % polyetyleenikuituja ja toinen valmistettiin 50/50 seoksesta esimerkissä 1 kuvatun valkaistun leppävoi-mamassan kanssa. Ominaisuudet olivat seuraavat:

Taulukko 4B

Ominaisuus 100 % 50/50 seos p

Peruspaino, g/m 58,6 63,3

Tiheys, g/ml 0,35 0,55

Opasiteetti, % 95,3 89,5

Valkoisuus, % ("Elrepho”n:o 8 ) 95,3 88,4 TEA, g-cm/cm^ 0,009 0,06

Sisäinen?sitoutuminen (Scott), kg-cm/cnr x 10“5 76,7 271,o

Repeämislujuus, g/arkki 8,8 29,6

Vetolujuus, kg/15 mm 0,54 3,4

Venymä, % 3,4 3,7

Esimerkki 5

Esimerkki 4 toistettiin lukuunottamatta sitä, että polyvi-nyylialkoholi jätettiin pois seoksesta. Seoksen sähkönjohtokyky oli sama kuin esimerkissä 4. Sekoittaminen lopetettiin lyhyeksi aikaa elektrodien tarkastamiseksi ja sähkönjohtokyky lisääntyi nopeasti noin 100 millivoltiksi, mikä osoitti faasien erottumisen. Kun sekoittaminen oli jälleen aloitettu, sähkönjohtokyky palautui nopeasti 0,4-1,2 millivoltiksi. Seosta pidettiin lämpötilassa l40°C puoli tuntia ja se johdettiin sitten suuttimen lävitse vakiopaineessa 11,5 2 kp/cm . Valmistettuja kuituja ei voitu hienontaa tai valmistaa käsin arkeiksi ennen kuin niitä oli käsitelty 1 paino-?:11a kuiduista laskettuna "Gelvatol 20-30” polyvinyylialkoholia sekoittamalla tämä kuitujen kanssa vesipitoisessa lietteessä. Kuidut hienonnettiin sitten käsittelyn jälkeen samalla tavoin kuin esimerkissä 4 ja niillä oli seuraava fraktioituminen: 23 5 9 6 2 3

Taulukko 5A

Mesh Paino-%

Seulalla n:o 20 0,8 " n:o 35 11,7 " n:o 65 3^,1 " n:o 150 31,^ " n:o 270 14,0 Läpi seulan n:o 270 8,0

Kuitujen valumisarvo oli 16,5 sekuntia/g.

Koearkit valmistettiin esimerkin 1 mukaisella menetelmällä, jolloin toinen ryhmä valmistettiin 100 Arista polyetyleenikuiduista ja toinen 50/50 seoksesta esimerkissä 1 kuvatun valkaistun leppä-voimamassan kanssa. Ominaisuudet olivat seuraavat:

Taulukko 5B

Ominaisuus 100 % 50/50 seos

Kaliiperi, mm 5,1» l»,l . 2

Peruspamo, g/m 59,0 58,8

Tiheys, g/ml 0,1*3 0,57

Opasiteetti, % 9^,8 89,1*

Valkoisuus, % ("Elrepho" n:o 8) 9^,3 89,0 TEA, cm-g/cm2 27,2 1*1»,5

Sisäinen sitoutuneisuus, Scott- yksiköt 60 102

Repeämislujuus, g/arkki 16,0 33,0

Vetolujuus, kg/cm 0,57 1,91

Venymä, % 6,0 3,1»

Katkeamispituus, m 955 3255

Esimerkki 6

Esimerkin 1* mukainen käsittely toistettiin käyttäen sellaista polypropyleeniä, jonka rajaviskositeetti oli 1,7 dl/g ("Hercules Profax" 6301). Eräässä käsittelyssä seos sisälsi 500 ml vettä, 2500 ml n-heksaania, 200 g polypropyleeniä ja 2 g "Gelvatol 20-30" poly-vinyylialkoholia. Tämä seos kuumennettiin lämpötilaan ll*0oC ja pidettiin tässä lämpötilassa 1 tunti ennen pikahaihdutusta. Toinen käsittely oli identtinen ensimmäisen käsittelyn kanssa lukuunottamatta sitä, että polypropyleeniä käytettiin 100 g. Kolmas käsittely oli identtinen toisen käsittelyn kanssa, lukuunottamatta sitä, että seoksen lämpötila nostettiin arvoon 175-l80°C ennen pikahaihdutusta. Kaikissa tapauksissa saatiin kuitumaista tuotetta.

2" 59623

Esimerkki 7 Vertailuesimerkki

Suoritettiin kaksi koetta tarkoituksella verrata niitä kuitutuotteita, jotka oli valmistettu keksinnön mukaisesti (koe n:o 1), sellaisen kuitutuotteen kanssa, joka oli valmistettu ekvivalenttisis-sa kuitujen valmistusolosuhteissa, mutta käyttäen sellaista pikahaih-dutusseosta, jossa vesi muodosti jatkuvan faasin (koe n:o 2).

Kummassakin näissä kokeessa käytettiin 10 litran suuruista höyryvaipalla varustettua säiliötä, jossa oli typen syöttö- ja poisto-putki, elektrodi sähkönjohtokyvyn mittaamiseksi ja keskellä sijaitseva pystysuora sekoitusakseli, joka oli varustettu mekaanisella tiivisteellä. Halkaisijaltaan 10 cm:n suuruinen ylöspäin pumppaava siipi-turbiini oli sovitettu akselille 5 cm:n päähän säiliön pohjasta.

Kaksi halkaisijaltaan 10 cm:n suuruista suorasiipistä potkuria oli sovitettu akselille 15 cm ja 25 cm säiliön pohjan yläpuolelle. Halkaisijaltaan 10 cm:n suuruinen alaspäin pumppaava turbiini ja halkaisijaltaan 7,5 cm:n suuruinen alaspäin pumppaava turbiini oli sovitettu akselille vastaavasti 35*6 cm ja 45,7 cm säiliön pohjan yläpuolelle. Kolme pystysuoraa väliseinää oli sovitettu yhtä suurien etäisyyksien päähän radiaalisesti toisistaan niiden ulotessa astian seinämästä sisäänpäin.

Tämä rakenne takaa sen, että koko seosta sekoitetaan ja vältetään sellaiset alueet, joissa tapahtuu ainoastaan vähäinen sekoittaminen mikä voisi aikaansaada jatkuvan vesifaasin muodostumisen.

Säiliön pohjaan oli sovitettu halkaisijaltaan 19 mm suuruinen putki, jossa oli 19 mm palloventtiili sovitettuna putkeen 5 cm säiliön pohjan alapuolelle. Välittömästi palloventtiilin vieressä oli suutin, jossa oli pronssitulppa, jonka pituus oli 28 mm ja jonka keskelle oli porattu halkaisijaltaan 1,78 mm:n suuruinen reikä. Suuttimen tulppa oli sovitettu sisähalkaisijaltaan 19 mm suuruiseen -putkeen, jonka pituus oli 2,4 mm ja joka päättyi pikahaihdutussäiliöön, jota pidettiin ulkoilman paineessa.

Kummassakin kokeessa olivat ne materiaalit, joita käytettiin pikahaihdutusseoksen muodostamiseksi, samat, nimittäin 4800 ml n-heksaa-nia, 384 g polyetyleeniä ("Mitsui Hyzex 5000P", rajaviskositeetti 2,0), 3200 ml vettä ja 7,7 g "Gelvatol 20-30” polyvinyylialkoholia (88 % hydrolysoitua, molekyylipaino 10 000). Kuitenkin tämän pjkahaihdutus-seoksen muodostaminen näistä materiaaleista oli erilainen näissä kahdessa kokeessa.

25 59623

Kokeessa n:o 1 (keksinnön mukainen esimerkki) johdettiin säiliöön ensin liuotin ja polymeeri, säiliö suljettiin sitten ja huuhdottiin typellä ja sen sisältö kuumennettiin lämpötilaan noin l44°C ja pidettiin tässä lämpötilassa, sekoituslaitteen pyöriessä nopeudella 1000 kierr/min, noin 2 tuntia polymeerin täydellisen liukenemisen takaamiseksi. Tämän jälkeen PVA liuotettiin veteen erillisessä säiliössä ja tämä liuos kuumennettiin lämpötilaan noin l44°C. Kuumennettu liuos johdettiin sitten paineen alaisena säiliöön, joka sisälsi kuumennetun polymeeriliuoksen, nopeudella noin 500 ml/minuutti. Tämä hidas ja vähittäinen lisäysnopeus aikaansai sen, että vesi muodosti ja pysyi dispergoituna faasina seoksessa. Vesipitoisen PVA:n lisäämisen aikana pyörii sekoituslaite polymeeriliuoksen sisältävässä säiliössä nopeudella 100 kierr/min. Tämän seoksen sekoittamista jatkettiin 15 minuuttia ja tämän jälkeen seoksen johtokyky mitattiin ja sen todettiin olevan oleellisesti nolla millivolttia, mikä osoitti, että vesi oli epäjatkuva faasi seoksessa.

Kokeessa n:o 2 (vertailuesimerkki) suoritettiin pikahaihdu-tusseoksen valmistaminen käyttäen esimerkin 4 mukaista menetelmää, so. säiliöön, jota käytettiin kokeessa n:o 1, johdettiin kaikki materiaali huoneenlämpötilassa ja seosta kuumennettiin ja sekoitettiin sitten samalla nopeudella kuin kokeessa n:o 1 polymeerin liukenemisen ja PVA:ta sisältävän veden dispergoimisen aikaansaamiseksi. Sekoittamisen jälkeen lämpötilassa välillä 110 ja 140°C 2 tunnin ajan mitattiin tämän seoksen johtokyky ja todettiin sen ylittävän 100 millivolttia, mikä osoitti, että vesi oli jatkuvana faasina ja polymeeriliuos epäjatkuvana faasina.

Kummassakin kokeessa 1 ja 2 seos muodostettiin kuvatulla tavalla ja kuumennettiin tämän jälkeen lämpötilassa 144°C ja pika- p haihdutettiin tässä lämpötilassa ja paineessa 11,2 kp/cm käyttäen esimerkin M mukaista menettelytapaa, ja pikahaihdutettu materiaali hienonnettiin käyttäen esimerkissä 4 kuvattua laitteistoa, lukuunottamatta sitä, että käytetyt hienonnuslevyt olivat sellaiset, joissa oli ’’Sprout Waldron”-kuvio P-29-76-B. Hienonnus suoritettiin vedessä konsistenssin ollessa suunnilleen 3 %· Levyjen väliset välykset olivat seuraavat: Ensimmäinen käsittely 6,4 mm, toinen käsittely 0,6 mm, kolmas käsittely 0,3 mm, neljäs ja lisäkäsittelyt 0,05 mm. Kustakin käsittelystä saatua pikahaihdutettua materiaalia hienonnettiin tällä tavoin siksi, kunnes kuitutuotteella oli suunnilleen 1,2 mm:n luoki- 26 5 9 6 2 3 tettu kuitupituus (CPL). Osa tuotteita kustakin kokeesta hienonnettiin sitten käyttäen lisäkäsittelyä tämän prosessin avulla sellaisen kuitutuotteen valmistamiseksi, jonka luokitettu kuitupituus (CPL) oli noin 0,8 mm. Näiden kuitutuotteiden ja niistä käsin valmistettujen arkkien (siten kuin esimerkissä 1 on kuvattu) ominaisuudet määrättiin ja niitä vertailtiin keskenään, jolloin saatiin seuraavat tulokset: 27 59623

Ph CO OJ VO -3- O rH ΙΛ (M LTV VO C— Φ «s Λ Λ Λ Λ

C rl O rH VO i—I OJ 0V OO VO

(D 6 W -3" H H

•Ö •rt OJ O «

Ό rH

·> c

44 ·Η 0) O

II C H

-P f- -3~

μ O D H Oi VO CV t— ON OJ

0 > O Λ Λ *· Λ *· Λ **

rt k !*i rH 3· H 4 ^ CO VO

Eh CÖ i—I ΙΌ *—li—I rH

pH

co o

CVJ

C H 00 -3-

0) E <P CO CO -3" CO O VO OJ

J 1 rQ O *t n A A n A A

CD ·ΗΟΟ« O O LPl 0- O OO CTi

O * C\i rH rH

CO «G

♦rt J4 *rt «a; rt 0) o

o- G <u G

•rt -P rH

O g -PO OO OO

Λ1 O O > <D C~- VO O O VO -3" VO

££ 2 U O * 0% * * 0%

rt G EHrtWO rH rH K"V OJ Ον ί—I

rH Φ OJ OJ rH ΙΌ rt Ό rt rt

Eh 40

•rt rt M

E m g co Φ

« G

r-v Φ GJ <u fe Sh O Ä (x< w to (U Ό ta e k rt jC Λ rt rt to to o Ό

-p Φ <u m C

•rt E E rH 60 rt a 'h. 40

rt O LTi C ^ CO

44 oj ro rt 60 rt

•rt rH \ CO G

rt 44 rt rt rt oj rt ÄOrHrHOJ E " *rt •rt rH H CO O Ό CO 3 44 rt rt ·* > rt

3 P AI H rt -rt rt U C

3 rH rt rt 3 Λ rrt rt rt

co O^ODWiortio O

•rt -P $h CO CO H rt » *rt rt ·γΗ rt φ rt E h G Λ 4) w w K Λ 4) rt •rt O *rt f-ι C rH fc

E rt 3 rt -rt rt CO

O Gl « « Ph > O

59623 28 XÖ CÖ

I (\l ·Η α·η OO VO

•H «Ρ ft pf H m OJ

pH tn op oj in ojin^ro t" ;H H ·· rH ·Η « *> Ο « « Ή p ·Η · *«. 3 φ ο in in m o m £ £ o cö Ρ3 Ο m oj ·· Φ , LfVr-) Td k Φ J d m

O H L· WP CO

LPi >>U O W d CO Ό

-Ρ<-Η·ΗΕΉΚΊ m CO

p <i " u trt a in oomoo r~- h i>i cö ,¾ g nj « « vo « #> I—( ΛΗ'Π «Η·Η o o coc^-mo

^ O 3H n) o X H" OJ

< ftp S > > XÖ CÖ I CO ·Η Ο,ΤΓ) •H «pj ft d d o co <D p c\j cr\

•H S r—I -H -¾- -=T CO

pH p li in oj i—i o o vo

10 C C O CÖ Ρέ O « «CM « « rH

• · Φ m-r-pcö i*i o invomo vu φ ι-P d co m cm 0 h t, co p co un >>ö 3 m ώ -P H ·Η E H" H" p Φ « ft cö cg H o -=r

•rl >) (ί \ E VO OO -=T VO O H

PxJ H *r-p *T|-I *H φ « « |—( «Λ 1*--

tr Q P E 5) O O O O CO m O H

<=C ftP E > > H" CM

1 I

H Ph p o o cvi

Φ CU H

Ό « E Φ oo Os

O ·η «5 E O m ojcOwhOJ O

O p <“a n in o i—i

W CO 3 CU Of^c-no " rH

•H ·· P « OJ O

CÖ ΪΛ *H iH

•H O 5 C

CQ E O *H ·<Η

0- O H £ O

Φ £ H VO

O C P Φ rH |v_

ΛΦ·ΗΗΟΦ C\l VO O CO OJ

Ρί ·Η Pi >> > O *i « -=r « O O

3 Pi frJJ lr M Q t— m m « rH

H ϋ << Φ id -=r H H O

3 u a cö

EH

£ I

Φ >3 ‘r-j p O >3 Φ > P >3 £

.£ H CÖ Φ O I OJ

P ft ι-j

£ Ph Φ o C\J

•H ·Η o O 4- j· σν in 4· in

M P !*5 n n IT\ n o O

xön«> o oj oo os « h

S*h ·· <0 OJ O

Ή E d E O p o ·ηοο h d « P*< O H 33- P *H oo co •H £ £ Φ p- o un co vo in Ρ*!Φ·ΗΟ ·> «m «h in

tr Φ O X 0000000« H

< rH £ -=J- H H O

E

•r « m i to d cm d d d E o p _ h d p υ p to Ö3 g -r~3 ·Η S ·Η Pd 3 ^ d ft E 03 «·η 3 bO H (0 O CO 03 03 03 Ti I £ d X'-' •H « ·Η ·Η E « PO Φ d >> XÖ

Λ n id»jPl cni'H

£ >> äPd Φ E ·Η -H p £

•H φ 0)Jh Pii >3 « XÖ Φ P P

E jp Q.CÖP E< οΐΕΟΦ O ·ΗΦ^.α3ΦΡ3·Η^οΕ 9-i K bO « > EH co p co w 29 5 96 2 3

Verrattaessa kokeista 1 ja 2 saatujen kuitutuotteiden kuitu-ominaisuuksia ja koearkkien ominaisuuksia, jotka oli hienonnettu oleellisesti samaan luokitettuun kuitupituuteen, voidaan helposti todeta, että ne kuitutuotteet, jotka on valmistettu keksinnön mukaisesti (koe 1), ovat täysin ylivoimaisia niihin nähden, jotka on valmistettu pikahaihduttamalla vastaava seos, jossa vesi esiintyy jatkuvana faasina (koe 2). Keksinnön mukaisesti valmistettujen kuitutuotteiden valumisarvo on huomattavasti korkeampi samoin kuin tällaisista kuitutuotteista käsin valmistettujen arkkien lujuusominaisuudet. Näissä tuotteissa todettiin myös kuitukimppujen ja poly-meerikasautumien esiintyvän erittäin vähäisessä määrässä.

Claims (5)

30 59623

1. Menetelmä polyolefiinikuitujen, etenkin polyeteeni- ja poly-propeenikuitujen valmistamiseksi (1) muodostamalla seos, joka sisältää vettä ja polyolefiinin liuosta orgaanisessa nesteessä, (2) paisuntahöyrystämällä seos 120-l60°C:n lämpötilassa vyöhykkeestä, jossa vallitsee korotettu paine, alemman paineen vyöhykkeeseen, jolloin orgaaninen neste haihtuu ja polyolefiinin saostuu kuituina, minkä jälkeen kuidut raffinoidaan, tunnettu siitä, että vesi sekoitetaan polyolefiiniliuoksen kanssa veden dispergoimiseksi pisaroina jatkuvaan faasiin, jonka muodostaa liuos.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vettä lisätään seokseen pienempi määrä kuin 30 tilavuus-# seoksesta.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että polyolefiinia on läsnä määrässä noin 2-30 paino-# liuottimesta plus polyolefiinista.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polyolefiini on polyeteeni tai polypropeeni, jonka raja-viskositeettiarvo on suurempi kuin noin 0,7 dl/g, ja että sitä on läsnä määrässä noin 5-15 paino-# liuottimesta plus polyolefiinista.

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että A. muodostetaan liuos, joka sisältää: (1) ainakin osittain kiteistä polyolefiinia, ja (2) polyolefiinin pääasiallisesti veden kanssa sekoittamatonta orgaanista liuotinta määrässä 70-98 tilavuus-# polyolefiinin ja liuottimen yhteispainosta laskettuna, B. tähän liuokseen lisätään vettä lämpötilassa, joka on polyolefiinin sulanaliukenemislämpötilan yläpuolella, ja määrässä 30-70 tilavuus-# seoksesta, samalla kun liuosta hämmennetään riittävästi veden dispergoimiseksi siihen dispergoituneeksi faasiksi, C. täten muodostettu seos pidetään hämmentäen lämpötilassa, joka ylittää mainitun sulatteen liukenemislämpötilan ja autogeeni-sessa paineessa tai tätä korkeammassa paineessa, ja D. seos johdetaan suuttimen lävitse alemman paineen vyöhykkeeseen.