FI82106B - Foerfarande foer framstaellning av pappersliknande produkter av fibrer behandlade med polymer. - Google Patents

Description

1 82106

Menetelmä paperimaisten tuotteiden valmistamiseksi polymeerillä käsitellyistä kuiduista Tämä keksintö kohdistuu menetelmään kuitumaisen polymee-rituotteen valmistamiseksi kuiduista kerrostamalla poly-olefiinipolymeeria erotetuille kuiduille. Tarkemmin sanoen tämä keksintö kohdistuu tällaisen tuotteen valmistukseen kerrostamalla polymeerin liuos kuiduille ja saostamalla polymeeri kuidun pinnalle. Tuotetta voidaan käyttää paperin, paperikartongin tai puuhiokekartongin tilalla esimerkiksi laatikoiden valmistuksessa.

US-patentissa 4 051 214 kuvataan menetelmää monomeerihä-viön hillitsemiseksi kuitu-kestomuovimatriisin valmistuksen aikana. Kuitumatto kyllästetään nestemäisellä vi-nyylimonomeerilla ja vapaaradikaali-initiaattori polyme-roi sen hallituissa olosuhteissa. Samoin US-patentissa 4 271 227 kuvataan läpinäkyvää, hartsilujitteista kuitu-arkkia, jossa monomeerejä käytetään kuitumateriaalin arkissa olevien aukkojen täyttämiseen.

Tämä keksintö kohdistuu menetelmään kuitu-polymeerituotteen valmistamiseksi, jolla on parantuneet märkälujuus- ja muut ominaisuudet, jotka ovat erityisen edullisia laatikoiden yms. valmistuksessa. Menetelmässä käsitellään erotettuja kuituja polyolefiinipolymeerin liuoksella liuottimessa, saostetaan polyolefiinipolymeeri kuiduille, poistetaan liuotin ja lärapökäsitellään kuituja lämpötilassa, joka riittää sulattamaan polymeerin ja muodostamaan tuotteen.

Tämän keksinnön menetelmä sallii halpojen kuitumateriaalien käytön kuitu-polymeerituotteiden valmistuksessa, jotka sisältävät polyolefiinipolymeeria, jota voidaan käyttää erityisen edullisesti sovellutuksissa, joissa suuri märkälujuus on toivottava, kuten laatikoiden valmistuksessa. Näin ollen tämän keksinnön tuotteet ovat sopivia paperin, paperikarton- 2 82106 gin, pahvin, aaltopahvin, puuhiokekartongin yms. valmistukseen, joita voidaan käyttää laatikoihin tai mihin tahansa muuhun tuotteeseen, jossa märkälujuus on toivottavaa. Esimerkiksi tämän keksinnön mukaisesti valmistettu pahvi on sopiva hedelmälaatikoihin ja juomatölkkien laatikoihin, jotka molemmat joutuvat tavallisesti alttiiksi suurelle kosteudelle.

Suurta joukkoa kuituja, sekä luonnon että synteettisiä, voidaan käyttää tämän keksinnön toteutuksessa. Esimerkiksi synteettisiä kuituja, kuten nylonia, polyesteriä, polyak-ryylinitriiliä, lasia yms. voidaan käyttää. Samoin luennon epäorgaaniset kuidut kuten asbesti ovat sopivia. Edullisimmin kuitenkin kuidut ovat selluloosakuituja, erityisesti puumassasta peräisin olevia. Halpa materiaali, jota on yleisesti saatavissa "nöyhtänä", joka on mekaanisesti hajotettua puukuitua, ja ilmalla kerrostetut matot, jotka on tehty tällaisesta "nöyhdästä", ovat erityisen sopivia.

Tämän keksinnön mukaisesti käsitellyt kuidut ovat erotetussa muodossa. Tämä pitää sisällään erilliset kuidut ja kuidut, jotka ovat löysästi kiinnittyneet mattojen tms. muotoon ja jotka voidaan fysikaalisesti helposti erottaa.

Tämä on pidettävä erillään kuiduista, jotka on läheisesti sidottu paperi- ja pahviarkeiksi tms.

Polyolefiinipolymeerit, joita käytetään kuitujen käsittelyyn tämän keksinnön menetelmän mukaisesti, voivat yleisesti koostua mistä tahansa polymeeristä, joka on liukoinen lämmitettyyn orgaaniseen liuottimeen ja joka saostuu jäähtyessään. Polyolefiinien, kuten polypropeenin ja polyeteenin eri muodoissaan on havaittu olevan erityisen edullisia. Näin ollen polypropeeni ja polyeteenit, kuten matalapainepolyeteeni, lineaarinen matalatiheyksinen polyeteeni, korkeapainepoly-eteeni ja polyeteenin ja polypropeenin eri kopolymeerit ovat edullisia käytettäväksi tässä keksinnössä. Polyolefiinipo-lymeerin ja kuitujen välinen painosuhde on 0,1-2:1.

Il 3 82106

Polymeerin liuottamiseen valittu liuotin liuosten valmistamiseksi kuitujen käsittelyä varten riippuu polymeeristä. Aromaattisia hiilivetyjä kuten tolueenia ja ksyleenia on edullista käyttää, koska ne ovat liuottimia edullisille polymeereille, kuten polyeteeneille ja polypropeeneille korotetuissa lämpötiloissa. Kun lämpötila lasketaan n. 100°C:een, nämä polymeerit saostuvat liuoksesta.

Tämän keksinnön menetelmää ei ole rajoitettu mihinkään polymeerin levitystapaan kuiduille, eikä mihinkään menetelmään liuottimen poistamiseksi käsitellyistä kuiduista. Niinpä kuitumassa voidaan liettää polymeerin liuokseen liuottimessa, kuten polyeteenin liuokseen tolueenissa tai ksyleenissä ja saostaa kuiduille jäähdyttämällä liete. Suuri osa liuot-timesta voidaan puristaa kuiduista ja loppuosa liuottimesta voidaan haihduttaa pois. Samoin polymeerin liuottimen kostuttama kuitu voidaan liettää veteen tai käsitellä sitä höyryllä liuottimen poistamiseksi.

Samoin mattomuodossa olevat kuidut voidaan ruiskuttaa polymeerin liuoksella tai kastaa siihen. Kuitua voidaan myös käsitellä polymeerin liuoksella ekstruiderissa tai vastaavassa laitteessa.

Olipa polymeerillä käsitelty kuitu saatu miten tahansa, se voidaan dispergoida veteen senjälkeen, kun ainakin osa liuottimesta on poistettu, ja kerrostaa tuotteen muodostamiseksi lämpökäsittelyllä, edullisesti painetta käyttäen. Näin ollen käsitellyistä kuiduista voidaan muodostaa tuotteita, kuten arkkeja paperinvalmistuslaitteistolla ja sulattaa yhteen sopivassa paineessa ja lämpötilassa haluttujen kuiva-ja märkälujuusominaisuuksien saamiseksi.

Käsitellystä polymeeristä voidaan muodostaa arkkeja käyttämättä vettä. Tämä toteutetaan edullisesti kerrostamalla polymeeri kuidun ilmalla levitetylle matolle, poistamalla liuotin ja käsittelemällä polymeerillä päällystettyä mattoa 4 82106 lämpötila- ja paineolosuhteissa, jotka riittävät muodostamaan maton, jossa kuidut ovat lujasti sitoutuneet toisiinsa .

Käsittelyolosuhteet voivat vaihdella laajasti riippuen käytetystä polymeeristä. Yleensä käytettäessä polypropeenia polymeerinä lopullisen tuotteen muodostus toteutetaan lämpötiloissa, jotka vaihtelevat välillä 10-225°C, ja paineissa välillä 69-13790 kPa, edullisesti välillä 3448-6895 kPa.

Sopivia pinta-aktiivisia aineita on edullista käyttää auttamaan polymeerillä käsiteltyjen kuitujen dispergoin-nissa veteen. On edullista käyttää ionittomia pinta-aktiivisia aineita, kuten fluorattuja pinta-aktiivisia aineita, joita on kaupallisesti saatavissa.

On huomattava, että joko käsiteltyjen tai käsittelemättömien kuitujen seoksia voidaan käyttää tämän keksinnön mukaisesti. Niinpä käsittelemättömiä selluloosakuituja voidaan sekoittaa polymeerillä käsiteltyihin selluloosakui-tuihin ja muodostaa tuotteeksi tavanomaisella valmistus-laitteistolla. Samoin käsiteltyjen kuitujen seoksia voidaan myös käyttää haluttujen erikoisominaisuuksien saamiseen .

Keksintöä kuvataan seuraavalla esimerkillä, jossa kaikki osat ovat paino-osia, ellei toisin mainita.

Esimerkki 1

Massakuitumattoa, joka koostui erotetuista massakuiduista (13,5 g), käsiteltiin polypropeenin (16 g) kuumalla (135°C) liuoksella ksyleenissä (150 ml). Jäähdytettäessä saatiin jäykkä huokoinen, levymäinen polymeeriarkki, johon erilliset massakuidut olivat liittyneet.

80 % liuottimesta poistettiin tästä arkista puristamalla arkkia paineella ja loppuliuotin ilmakuivauksella. (Valinnaisesti liuotin voidaan poistaa höyrytislauksella).

5 82106

Osa tästä arkista ahtopuristettiin lämmön ja paineen avulla täytetyksi polymeerilevyksi. Materiaalilla oli hyvä materiaalin virtaus puristuksen aikana johtuen vahvojen sidosten puuttumisesta massakuitujen väliltä.

Toinen osa massakuitumatosta dispergoitiin Waring-se-koittimessa ja muutettiin paperimaiseksi arkiksi käyttäen TAPPI-käsiarkkipaperin muodostuslaitteistoa.

Saadulla paperikäsiarkilla oli pieni lujuus muodostettuna, mutta se muutettiin vahvaksi paperimaiseksi arkiksi, jolla oli hyvät fysikaaliset ominaisuudet ja märkälujuus, kohdistamalla arkkiin lämpöä ja painetta. Arkin pyyhkäi-syelektronimikroskooppinen tarkastelu ennen ja jälkeen kuumapuristuksen osoitti, että polymeeri oli sulautunut yhteen massakuitujen ympäri puristusoperaation aikana, mikä johti parantuneisiin lujuus- ja fysikaalisiin ominaisuuksiin .

Claims (14)

1. Menetelmä kuitu-polymeerituotteen valmistamiseksi, tunnettu siitä, että se käsittää peräkkäiset vaiheet, joissa: a) käsitellään erotettuja kuituja polyolefiinipoly-meerin lämmitetyllä liuotinliuoksella kuitujen päällystämiseksi; b) saostetaan polymeeri kuiduille jäähdyttämällä päällystetyt kuidut lämpötilaan, jossa polyolefiini ei ole liukoinen; c) poistetaan ainakin pääosa liuottimesta nesteenä; d) lämpökäsitellään päällystettyjä kuituja lämpötilassa, joka on riittävä sulattamaan polymeerin yhteen ja muodostamaan tuotteen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että kuidut ovat selluloosakuituja.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polymeeri on polyolefiini.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polymeeri on eteenin tai propeenin polymeeri.

5. Patenttivaatimuksen 1, 2, 3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuidut ovat ilmalla levitetyn maton muodossa, josta muodostetaan arkki lämmön ja paineen alaisena saostus- ja liuottimenpoistovaiheiden jälkeen.

6. Patenttivaatimuksen 1, 2, 3, 4 tai 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polyolefiinilla käsitellyt kuidut dispergoidaan vesipitoiseen väliaineeseen, niistä muodostetaan arkki paperinvalmistuslaitteella ja arkkia käsitellään lämmön ja paineen avulla.

6 82106

7. Patenttivaatimuksen 1, 5 tai 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuidut ovat selluloosakuituja, 7 82106 polyolefiinipolymeeri on polypropeeni ja liuotin on ksyleeni.

8. Patenttivaatimuksen 1, 3, 4, 5 tai 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuidut ovat puukui-tunöyhtää.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että selluloosakuidut ovat puukuitunöyhtää.

10. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunne ttu siitä, että polymeerillä käsitellyt kuidut kerrostetaan lisäkuitujen kanssa, joita ei ole käsitelty polymeerillä.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että lisäkuidut ovat selluloosakuituja.

12. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisäkuidut ovat lasikuituja.

13. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polyole- fiinipolymeerin ja kuitujen välinen painosuhde on 0,1:1-2:1.

14. Patenttivaatimuksen 1, 2, 3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihe (d) suoritetaan käyttäen painetta. 8 82106