NO140478B - Fremgangsmaate for fremstilling av fibriller - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en forbedring ved

en fremgangsmåte for fremstilling av fibriller fra polymerer med høy molekylvekt. Mer spesielt angår oppfinnelsen en forbedring ved fremgangsmåten til fremstilling av fibriller fra polyolefiner med høy molekylvekt, spesielt polyetylener og polypropylener, hvorved det resulterende papir eller andre arklignende strukturer til hvilke disse fibriller eller fibrillmaterialer forarbeides blir forbedret. Fibrill-

ene som■fremstilles ifølge foreliggende oppfinnelse er istand til å danne koherendte selvbærende vannholdige flak som kan benyttes for fremstilling av arklignende strukturer med forbedret kvalitet i henhold til kjente fremgangsmåter ved papirfremstilling.

I norsk patent nr. 133-815 og allment tilgjenge-

lig norsk søknad 4322/72 er det beskrevet fremgangsmåter for fremstilling av fibriller med høy kvalitet som spesielt er egnet til og lett tilpassbare til innarbeiding i papir eller andre arklignende strukturer som fremstilles ved kjente papirfremstillingsmetoder. Oppfinnelsen som heri er beskre-

vet, er en forbedring av disse prosesser.

I det ovenfor angitte patent fremstilles fibriller fra en oppløsning av et polyolefin med meget høy molekylvekt, spesielt polyetylen eller polypropylen, hvori oppløsningen underkastes skjærkrefter hvorved polymermolekylene i opp-løsningen orienteres og hvor den oppløste polymer umiddel-

bart deretter bringes til utfelling fra oppløsningen kun ved hjelp av termiske hjelpemidler, noe som oppnås ved hurtig senking av temperaturen, f.eks. i et avkjølingsbad eller på

annen måte. Slik som tidligere beskrevet er de mest brukbare systemer for denne type fibrillfremstilling de systemer som benytter polyolefiner og egnede flytende hydrokarbonopp-løsningsmidler for disse polyolefiner. Avkjølingen av disse orienterte oppløsninger gjennomføres vanligvis under betingelser uten skjærpåvirkning og ved temperaturer godt under utfellingstemperaturene for polymeroppløsningene for å oppnå dannelse av oppløsningsmiddelsvellede fiberaktige masser. De oppløsningsmiddelsvellede fiberaktige masser omdannes deretter på vanlig måte til fibriller ved hjelp av en serie etterfølgende trinn som vanligvis omfatter fjerning av overskytende oppløsningsmiddel fra den fiberaktige masse, kutting av denne til stykker med ønsket lengde og raffinering av den oppdelte eller skårne masse til individuelle fibre til bruk ved fremstilling av papir eller andre arklignende stoffer på papirfremstillingsmaskiner ved hjelp av de fremgangsmåter som vanligvis benyttes.

Mens papirhåndklær som fremstilles i henhold til de ovenfor beskrevne fremgangsmåter er av god kvalitet, ble det bemerket at noen av de arklignende strukturer ikke var helt glatte. Disse papirhåndklær som ikke var helt glatte så ut til å inneholde små knutelignende klumper av varierende størrelse som rager frem fra overflaten av arket. Dette,

dvs. det at de inneholdt små klumper eller knuter av varierende størrelse, var mer synlig ved å holde papirhåndklærne opp mot en sterk lyskilde for observasjon. Det ble antatt at klumpene i de resulterende papirark var forårsaket av partikler av ikke helt oppløst polymer i utgangspolymeropp-løsningen, hvorfra fibrillene ble oppnådd. Derfor ble de opprinnelige polyolefin/hydrokarbonoppløsningsmiddeloppløs-ninger hvorfra fibrillene ble fremstilt undersøkt før begyn-nelsen av prosessen for fremstilling av fibriller. Denne undersøkelse resulterte ikke i noe entydig svar og ga heller ingen åpenbare henvisninger med henblikk på det faktum at uoppløst polymer kunne være tilstede i oppløsningene og således resultere i eller komme tilsyne som knuter eller klumper i papirhåndklærne som ble fremstilt fra fibrillene som var fremstilt fra disse polymeroppløsninger.

Det er imidlertid ifølge oppfinnelsen funnet at det kan fremstilles papirhåndklær eller andre arklignende strukturer med en høyere og forbedret kvalitet i forhold oil de tidligere kjente, hvis den varme polyolefin/hydrokarbon-oppløsningsmiddeloppløsning hvorfra fibrillene som skai innarbeides i papirark dannes, først homogeniseres ved føring eller sirkulering gjennom en innretning som legger en høy skjærkraft på oppløsningen før fibrilldannelsestrirmet i prosessen. Ved å innarbeide dette ytterligere trinn og denne forbedring i fibrilldannelsesprosessen, dvs. at polymeropp-løsningen hvorfra fibrillene dannes føres gjennom en innretning som legger en høy skjærkraft på denne, kan det fremstilles papirark fra de resulterende fibriller, som er frie for knuter og klumper og som samtidig har en helt glatt overflate. Dette homogeniseringstrinn i fibrilldannelsesprosessen gjennomføres best ved å føre polymeroppløsningen før orientering av denne gjennom en tannhjulspumpe eller en annen lignende innretning som legger en høy skjærkraft på væsken for å sikre at det ikke er noen små usynlige kuler av delvis opp-løst polymer tilstede i oppløsningen før dannelse av fibrillene. Den varme oppløsning av polyolefin og hydrokarbon-oppløsningsmiddel bør føres gjennom innretningen som legger skjærkraft på oppløsningen minst en gang og kan sirkuleres gjennom denne et hvilket som helst antall ganger eller kontinuerlig, alt etter ønske, til oppløsningen transporteres til det neste trinn i fibrilldannelsesprosessen. En ytterligere og uventet fordel ved å benytte denne forbedring og det ytterligere trinn i prosessen er at man ved å innarbeide en innretning som legger høy skjærkraft på polymeropp-løsningen, slik som en tannhjulspumpe, så er det mulig ved fibrilldannelsesprosessen å benytte oppløsningen med høyere viskositet. Et .resultat av dette, når oppløsninger med høyere viskositet benyttes, er at kravene til de store volumer av oppløsningsmiddel som benyttes meget sterkt reduseres på samme måte som størrelseskravene for beholderne som benyttes ved behandling av polymeroppløsningene.

De nye karakteristiske trekk ved oppfinnelsen er angitt i de ledsagende krav. Oppfinnelsen selv skal beskrives nærmere under henvisning til de ledsagende tegninger, hvor

fig. 1 er et flytdiagram som i opptrukne linjer viser forbedringstrinnet ved fibrilldannelsesprosessen, og hvor resten av fremgangsmåtetrinnene er vist i stiplede linjer.

Forbedringen ifølge oppfinnelsen i fremgangsmåten for fremstilling av fibriller som lett kan innarbeides i papirfremstillingsprosesser for fremstilling av papirark med forbedret kvalitet, og fri for små knuter eller klumper og med en helt glatt overflate, består i det vesentlige av homogenisering av den varme viskøse oppløsning av polyolefin og hydrokarbonoppløsningsmiddel før det fra denne dannes

fibriller. Dette homogeniseringstrinn gjennomføres best ved

å føre den varme polymeroppløsning gjennom en innretning, f.eks. en tannhjulspumpe, som legger en høy skjærkraft på oppløsningen. Med henblikk på fremstilling av fibriller og fremgangsmåten for fremstilling av papirark skal det henvises til det ovenfor angitte norske patent 133-815-

Under henvisning til fig. 1 i tegningen er det der vist det trinn som er nødvendig for å gjennomføre forbed-ringene ifølge oppfinnelsen. Fremgangsmåten og forbedringen går ut på først å oppløse en polymer, hvorfra fibrillene skal dannes i en beholder 10 hvor innholdet omrøres ved hjelp av et røreverk 12 med dertil festede blader nær den nedre ende, hvilket røreverk drives av en ikke vist ytre motor. Oppløsningsmidlet som benyttes og som befinner seg i beholderen 10 hvori polymeren skal oppløses, bør være som beskrevet i det ovenfor angitte patent, dvs. en inert væske som oppløser polymeret med høy molekylvekt ved forhøyede temperaturer. Mer spesielt er oppløsningsmidler slik som kerosen, white spirit, tetralin, xylener, klorerte oppløs-ningsmidler og lignende noen av de foretrukne oppløsningsmid-ler som kan benyttes og som det er ønskelig å benytte i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Helst er imidlertid opp-løsningsmidlet et hydrokarbonoppløsningsmiddel med middels høyt kokepunkt som er istand til å oppløse olefinpolymeren med høy molekylvekt, (spesielt lineært polyetylen), ved forhøyede temperaturer, og mer spesielt er oppløsningsmidlet et i det vesentlige alifatisk hydrokarbonoppløsningsmiddel med et kokeområde fra omkring 155°C og opp til omkring 180°C. Dette oppløsningsmiddel kommer inn i beholderen 10 gjennom en tilførselslinje 11 for oppløsningsmidlet fra. en egnet kilde, og det forvarmes vanligvis til omtrent 135°C. Polymeren som skal oppløses i det varme oppløsningsmiddel i beholderen 10 er en polymer med høy molekylvekt, mer spesielt et polyolefin, slik som et polyetylen eller polypropylen.

Helst er polymeren en lineær etylenpolymer med meget høy molekylvekt. Mer spesielt er den foretrukne polymer som benyttes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for å oppnå de forbedrede fibriller en olefinpolymer med meget høy molekylvekt og med en indre viskositet på minst 3,5 og derover, slik som vist i de følgende eksempler. Den indre viskositet i polymeren defineres ved følgende formel:

hvori t er lik falltiden eller tiden for gjennomgang for poly-meroppløsningen gjennom viskosimeteret, t er falltiden for oppløsningsmidlet og c ,er konsentrasjonen av polymeren i opp-løsningsmidlet. Ved alle målinger for indre viskositet slik som heri angitt ble bestemmelsen foretatt ved en konsentrasjon på 0,05 g polymer pr. 100 ml dekalin ved 135°C.

Polyetylen eller en annen olefinpolymer oppløses i hydrokarbonoppløsningsmidlet ved en forhøyet temperatur, vanligvis innen området l<i>)0-l60°C etter å ha blitt tilmåtet beholderen 10 gjennom polymertilførselslinjen 15 fra en egnet kilde. Oppløsningen av polyetylen i hydrokarbonoppløsnings-midlet i beholderen 10 sirkuleres og omrøres kontinuerlig ved hjelp av røreverket 12 og inneholder fra omkring 0,25 og opp til 3 vekt-% faststoffer eller polymer. Helst inneholder oppløsningen i beholderen 10 fra 0,5 og opp til 2,5 vekt-% polyetylen. Imidlertid er disse konsentrasjoner for polymerer i oppløsningsmidlet ikke bestemmende, men kun foretrukket. Konsentrasjonene av olefinpolymer i polymeroppløsningsmiddel-oppløsningen bestemmes ikke av vektprosentandelen av polymer som er tilstede, men av den ønskede resulterende viskositet i oppløsningen. Det er funnet at det for å oppnå de ønskede fibriller må tilsettes tilstrekkelig polymer til oppløsnings-midlet til at det oppnås en resulterende oppløsning med en viskositet på fra omkring 50 til omkring 30.000 eps., målt ved 145°C. PolymeropplØsningsmiddeloppløsningen kan i tillegg inneholde stabilisatorer for å forhindre polymernedbryting ved disse forhøyede temperaturer. Stabilisatorer slik som "Ionol", "Santonox R", dilauryltiodipropionat og lignende er blant dem som kan benyttes.

Etter at polymeroppløsningen er oppnådd i beholderen 10 føres denne ut av beholderen 10 gjennom rørledningen 16 ved hjelp av pumpen 18.

I prosessen i det ovenfor angitte patent pumpes polymeroppløsningen gjennom en rørledning til inntaket for en sentrifugalspinneapparatur eller hammermølle. Den varme polymeroppløsning utsettes for virkningen av denne apparatur hvori den omdannes til en fiberaktig masse som er svellet med oppløsningsmiddel. Den svellede fiberaktige masse og dertil, bundet oppløsningsmiddelvæske trer ut av apparaturen gjennom bunnuttaket etter at den har passert gjennom apparaturen og er blitt påvirket i denne.

Mens sentrifugalspinnerapparaturen er i drift, strømmer det i dennes ytre eller perifere deler avkjølt væske for å fremme dannelse av fibermasse fra polymeroppløsningen som passerer gjennom og påvirkes i apparaturen. Den avkjølte væske som trer inn i spinneapparaturen kan være et hvilket som helst ikkeoppløsningsmiddel for polymerer som er oppløst i beholderen 10, men helst benyttes den samme væske som er benyttet til å oppløse polymeren i beholderen 10 som avkjø-lingsmiddel som pumpes inne i spinneapparaturen. Dette er mulig, da mange av de oppløsningsmidler som benyttes er ikke": oppløsningsmidler for disse polymerer ved lavere temperaturer.

På denne måte unngås problemer i forbindelse med gjenvinning

av oppløsningsmidlet. Det avkjølte oppløsningsmiddel som

trer inn i spinneapparaturen kan komme fra den samme kilde

som det som blir pumpet til beholderen 10 og i dette til-

felle føres det først gjennom en kjøler for avkjøling til en temperatur på 10°C eller mindre.

Produktet som trer ut fra spinneapparaturen gjennom uttaket i bunnen av denne, består av en oppløsningsmiddelsvel-let fiberaktig masse med vedheftende oppløsningsmiddel og dette føres til en væskefjerner. I væskefjerneren separeres

den svellede fiberaktige masse fra mesteparten av medføl-

gende væsker som oppløsningsmiddel og avkjøiingsmiddei som,

slik det er beskrevet ovenfor, kan være samme væske. Separe-ringen gjennomføres ved en pressing av den fiberaktige masse og kan eventuelt foregås av en filtrering gjennom en skjerm hvor størstedelen av væskene separeres fra den fiberaktige masse. De separerte væsker, både oppløsningsmiddel og kjøle-middel hvis det er benyttet samme væske tii dette, trer ut av væskefjerneren og føres tilbake gjennom en rørledning tii hydrokarbonoppløsningsmiddelkilden for senere bruk. Fibril-

lene i form av en fiberaktig masse og i lett svellet tilstand fjernes fra væskefjerneren og føres videre gjennom en uttaks-kanal til en raffinør for ytterligere behandling. En alkohol slik som isopropanol når det benyttes polyetylen som polymer, hvorfra fibrillene lages, føres til raffinøren gjennom en isopropanol-matelinje fra en tilførselskilde for å under-

støtte ytterligere behandling, raffinering og fjerning av overskytende eller ytterligere oppløsningsmiddel fra denfiber-aktige masse. I tillegg til å understøtte fjerning av overskytende oppløsningsmiddel fra den fiberaktige masse virker alkoholen som suspensjonsmedium for fibrillene i raffinøren. Den oppløsningsmiddelsvellede fiberaktige masse skjæres eller hakkes til fibriller med ønsket lengde, f.eks. fra i og opp tii 5 mm, for bruk ved fremstilling av papir eller andre arklignende strukturer på en papirfremstillingsmaskin. Raffinøren kan være en blander, en skiveraffinør eller en annen egnet apparatur. Raffineringen som gjennomføres bør fortsettes i et tidsrom tilstrekkelig til å bryte ned den oppløsningsmiddelsvellede fiberaktige masse til et antall individuelle fibriller.

Hvis ønskelig, kan raffineringen som skjer i raffinøren gjennomføres i et annet enn alkoholisk medium. Slike andre media kan omfatte aceton, hydrokarbonoppløsningsmidler, spesielt alifatiske hydrokarboner og lignende. Således kan en hvilken som helst væske som ikke er oppløsningsmiddel for olefinpolymerer og som i seg selv er oppløselig i poiymeroppiøsningsmidiet benyttes som raffinerings- og suspensjonsmedium, inkludert poiymer-oppiøsningsmidiet selv som benyttes i oppløsningstrinnet når raffineringen gjennomføres ved en tilstrekkelig lav temperatur. Det er som forklart ovenfor mulig fordi mange av disse oppløs-ningsmidler ikke er oppløsningsmidler for olefinene ved noe lavere temperaturer. Raffineringen i raffinøren utføres til tider i andre enn alkoholiske media, slik som hydrokarbonoppløsningsmidler og spesielt et alifatisk hydrokarbon, av den grunn at det i enkelte tilfelle kan være ønskelig å benytte et ikke-vandig eller organisk medium slik som et hydrokarbon i bane- eller arkdannelsestrinnet. Således vil det være ønskelig å benytte fibriller som er raffinert i et hydrokarbonmedium. Et slikt system (under an-vendelse av et hydrokarbon) kan være kommersielt brukbart i områder hvor det ikke er tilgjengelig tilstrekkelig vann for vanlig papirfremstilling eller der industriell forurensning forbundet med vandige systemer ikke kan aksepteres. Således er det funnet at det kan lages meget sterke papirhåndklær fra systemer som kun benytter hydrokarboner.

Når fibrillene skal benyttes i et vandig eller i det vesentlige vandig papirfremstillingssystem, bør raffineringen som gjennomføres i raffinøren redusere oppløsnings-middelinnholdet i fibrillene til et punkt slik at oppløs-ningsmidlet utgjør mindre enn 5% på vektbasis. Da det imidlertid uventet er funnet at man ved å etterlate noe oppløs-ningsmiddel i fibrillene oppnår et bedre og sterkere papir, bør oppløsningsmidlet ikke fjernes helt. Det er således funnet at det resulterende papir sterkt forbedres når fibrillene hvorfra papiret lages raffineres til et punkt slik at de inneholder mindre enn 5 vekt-% oppløsningsmiddel og helst mer enn 0,25 vekt-$ restoppløsningsmiddel. Denne raffinering av fibrillene til et punkt hvor de inneholder mindre enn 5 vekt-$ restoppløsningsmiddel kan også gjennomføres i et siste damp-strippingstrinn.

For et siste og avsluttende trinn i prosessen blir raffineringsproduktet bestående'av fibriller, alkoholen eller et annet suspensjons- og raffineringsmedium og i en viss grad oppløsningsmidlet som ble benyttet ved oppløsning av polymeren ført fra raffinøren og til et filter for endelig separering eller filtrering. Etter dette separerings- eller filtreringstrinn trer produktet ut fra filteret gjennom et faststoffuttak, og dette produkt er de forbedrede fibriller eller ikke-stive partikler som fremstilles ifølge oppfinnelsen. Gjennom et væskeuttak i filteret kommer også en kombina-sjon av alkohol og et annet tilsvarende suspensjonsmedium og en viss, men mindre mengde av oppløsningsmidlet som ble benyttet i systemet. Væsken som trer ut av filteret føres gjennom en uttaksrørledning til og gjennom en alkoholrenser, angitt som isopropanolrenser i fig. 1, da isopropanol benyttes i denne utførelsesform som suspensjonsmedium og raffinerings-hjelpemiddel, der polyetylen benyttes som polymer, hvorfra fibrillene dannes. Det rensede isopropanol fra renseren mates deretter gjennom en tilbakeføringslinje til isopro-panolkilden for ytterligere bruk. Det anvendte oppløsningsme-dium som separeres fra isopropanolen i renseren føres fra renseren til en oppløsningsmiddeltilbakeføringsledning og eventuelt tilbake til oppløsningsmiddelkilden. Hvis ønskelig, kan produktet fra filteret dampstrippes eller vaskes med vann. for å fjerne restmengder av alkohol. Dette ytterligere trinn er ikke nødvendigvis påkrevet, men kan være nødvendig hvis fibrillene skal benyttes i et papirfremstillingssystem som anvender et rent vandig medium. Hvis raffineringen gjennom-føres i et hydrokarbonmedium, kan det på dette punkt være ønskelig eller nødvendig å dampstrippe fibrillene for å fjerne en største eller vesentlig andel av gjenværende hydrokarbon. Trinnene i fibrilldannelsesprosessen ifølge foreliggende oppfinnelse opp til utslipp av oppløsning av beholderen 10 er de samme som1angitt ovenfor i den siterte teknikkens stand i forbindelse med fremstilling av fibriller. Fra dette punkt er det imidlertid en vesentlig forandring i fremgangsmåtetrinnene i prosessen ifølge foreliggende oppfinnelse sammenlignet med de ovenfor angitte prosesser. Det er denne forskjell i fibrilldannelsesprosessen som utgjør foreliggende oppfinnelse.

Etter at polymeroppløsningen som har den ønskede vekt-%-andel faststoffer og med den ønskede viskositet er oppnådd i oppløseren 10, trer denne ut av bunnen av denne til en rørledning 16 som i sin andre ende er forbundet til en innretning 18, f.eks. en tannhjulspumpe som er istand til å legge en høy skjærkraft på den flytende oppløsning. Polymer-oppløsningen fra oppløseren 10 som strømmer gjennom rørled-ningen 16 føres deretter eller sirkuleres deretter gjennom en innretning 18 som pålegger skjærkraft og hvilken innretning i sitt uttak er forbundet til en rørledning 20. Polymeropp-løsningen blir etter at den er utsatt for skjærkrefter i innretningen 18 ført gjennom uttaksrørledningen 20 og resirkule-res til beholderen 10 slik som antydet ved pilen 21. Slik det er angitt kan innretningen 18 som bevirker skjærkrefter være en tannhjulspumpe og helst en "Zenith" eller en "Viking" pumpe, gjennom hvilken den viskøse polymeroppløsning føres eller sirkuleres fra beholderen .10 gjennom rørledningen 16 og deretter tilbake, til beholderen 10 til rørledningen 20. For å oppnå fordelene ved denne forbedring i fibrilldannelsesprosessen er det kun nødvendig å føre den varme polymeroppløsning gjennom innretningen 18 en gang, men sterkere forbedringer og bedre resultater oppnås hvis polymeroppløsningen føres gjennom innretningen 18 mer enn en gang. Hvis ønskelig, kan poly-meroppløsningen som oppnås i beholderen 10 kontinuerlig sirkuleres gjennom innretningen 18 i en viss tid inntil det er ønskelig å fortsette med resten av fibrilldannelsesprosessen.

Åpenbart bevirker den skjærkraftbevirkende innretning 18 en homogenisering og ytterligere oppløsning av disse små usynlige kuler av delvis oppløst polymer som er tilstede i polymeroppløsningen når denne føres eller sirkuleres gjennom innretningen 18. Papir som fremstilles fra fibrillene som er dannet fra homogeniserte oppløsninger er derfor frie for knuter eller klumper og har en helt glatt overflate. Ved å benytte en innretning 18 f.eks. i form av en tannhjulspumpe,

som legger høy skjærkraft på polymeroppløsningen er det mulig å benytte oppløsninger med vesentlig høyere viskositet i fibrilldannelsesprosessen. Når det benyttes oppløsninger med høy viskositet ved denne prosess, kan de meget store volumer oppløsningsmiddel som vanligvis er nødvendig, reduseres vesentlig, og størrelsen av beholderne som er nødvendige for å be-handle disse store volumer av polymeroppløsninger kan reduseres på samme måte.

Når det er ønskelig å fortsette med resten av fibrilldannelsesprosessen trer den varme polymeroppløsning, etter at den er sirkulert gjennom innretningen 18, ut av denne gjennom rørledningen 20 og føres til en rørledning 22 og gjennom denne i retning av pilen 23 til de resterende trinn i fibrilldannelsesprosessen. Det første av disse gjenværende trinn er vanligvis et orienteringstrinn som følges av et av-kjølingstrinn, alt slik som beskrevet i den foregående beskri-velse av den ovenfor nevnte teknikkens stand angående fibrill-dannelsesprosesser.

Por å illustrere oppfinnelsen og forbedringen ved fibrilldannelsen nærmere skal det gis følgende illustrerende eksempler.

Eksempel 1.

I dette eksempel ble det fremstilt fibriller ved hjelp av den fremgangsmåte som er angitt i norsk patent nr. 133-815 slik som beskrevet tidligere, men uten å benytte for-bedringene ifølge foreliggende oppfinnelse. De resulterende fibriller ble benyttet til å fremstille et papirhåndkle på

en "Noble and Wood" arkfremstillingsmaskin som beskrevet.

Beholderen 10 ble chargert med 150 deler av det i det vesentlige alifatiske hydrokarbonoppløsningsmiddel "Speedsol" (kokeområde 155-l80°C) inneholdende 0,011 deler av en antioksydasjonsblanding bestående av like vektmengder "Ionol", "Santonox R" og dilauryl-tiodipropionat. Til denne blanding av oppløsningsmiddel og antioksydasjonsmiddel ble det tilsatt 2,25 deler av et lineært polyetylen med høy molekylvekt og med en indre viskositet på 13,33, målt ved en konsentrasjon på 0,05 g/100 ml dekalin ved 135°C. Denne opp-slemming ble deretter oppvarmet til 150°C under omrøring i en 2 timers periode og deretter holdt ved denne temperatur under omrøring (ved hjelp av et røreverk 12, fig. 1) i ytterligere 4 timer for å oppløse polyetylenet, og det ble oppnådd en oppløsning som inneholdt omkring 1,5 vektprosent polyetylen med en viskositet på 4.200 eps. (ved l45°C). Denne oppløsning ble deretter chargert til en sentrifugalspinneapparatur slik som en hammermølle for orientering og avkjøling, med en rotorhastighet på 11.100 omdr./min. mens et kjølemiddel, også "Speedsol" samtidig ble pumpet inn i kammeret i nevnte hammer-mølle. Ved å regulere temperaturen for kjølemidlet som kom inn i kammeret i hammermøllen var det mulig å regulere og å opprettholde temperaturen i blandesonen i kammeret til et hvilket som helst ønsket nivå. I dette spesielle eksempel ble temperaturen i blandesonen holdt på 0°C. Ved å arbeide under disse betingelser trådte den begynnende polyetylenoppløsning ut av hammermøllen gjennom uttaket i denne i form av en opp-løsningsmiddelsvellet fiberaktig masse som ble samlet på en skjerm for delvis å separere den fiberaktige masse fra vedheftende væsker og for ytterligere behandling av denne. Denne fiberaktige masse ble deretter ført gjennom en væskefjerner, hvor den ble presset fri for overskytende "Speedsol" og deretter ført til en raffinør for ytterligere raffinering. Raffinøren som ble benyttet i dette eksempel var en "Waring Blender". Den fiberaktige .masse ble raffinert i denne blander, hvortil isopropanol ble ført inntil det var oppnådd en en-hetlig suspensjon av fibriller. Suspensjonen ble filtrert, oppslemmet omigjen og suspendert omigjen i frisk alkohol og raffinert ytterligere i blanderen. Dette trinn ble deretter gjentatt en gang til. Filtratet som inneholdt resterende "Speedsol" oppløsningsmiddel kan gjenvinnes fra de malte og raffinerte fibriller. Det resulterende fibrillprodukt ble benyttet til fremstilling av papirhåndklær på en "Noble and Wood" arkfremstillingsmaskin. For å oppnå papirhåndklærne, ble fibrillprodukter fra fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen oppslemmet i inngangskassen i arkmaskinen';og det ble på denne dannet et ark ved hjelp av de fremgangsmåter som vanligvis benyttes for denne maskin. Noen av de fysikalske egenskaper for de.dannede ark er angitt i nedenfor følgende tabell:

Det resulterende papirhåndkle hadde selv om det var sterkt, en overflate som ikke var helt glatt. Ved å holde papirhåndkleet mot en sterk lyskilde ble det bemerket at arket hadde små klumper eller knuter av polymer som ga papir-arkets overflate en viss ruhet.

Eksempel 2

I dette eksempel ble det fremstilt fibriller ved

hjelp av den fremgangsmåte som er angitt i eksempel 1, men modifisert ifølge foreliggende oppfinnelse, og det ble fremstilt et papirhåndkle fra disse fibriller.

Apparaturen som ble benyttet i dette eksempel var lik den som ble benyttet i eksempel 1, bortsett fra at en "Viking" tannhjulspumpe 18 ble forbundet til uttaksrørledningen 16 for oppløsningsbeholderen 10 slik at polymeroppsiemmingen eller oppløsningen enten kunne sirkuleres via ledningen 20 i retning av pilen 21 tilbake tii beholderen eller pumpes ut av beholderen gjennom rørledningen 22 i retning av pilen 23 tii sentrifu-galspinneinnretningen. Apparaturen var anbrakt slik at begge ting kunne gjennomføres samtidig hvis ønskelig.

Det ble benyttet de samme stoffer som i eksempel i og de ble i samme andeler chargert til beholderen 10 og ble der om-rørt kontinuerlig ved hjelp av røreverket 12. Så snart oppvar-mingen var satt i gang, ble sirkuleringen av oppsiemmingen gjennom tannhjulspumpen 18 og tilbake til beholderen 10 startet. Polymeroppløsningen ble oppvarmet til 150°C og sirkulert i 2 timer. Etter dette tidsrom ble en prøve på den varme viskøse polymeroppløsning pumpet til sentrifugalspinneapparaturen og resten av frembangsmåtetrinnene i fibrilldannelsesprosessen ble gjennomført slik som i eksempel 1. Samtidig som denne første prøve av polymeroppløsningen ble pumpet til sentrifugalspinneapparaturen, ble resten av polymeroppløsningen pumpet tilbake til beholderen 10 og sirkuleringen fra beholderen 10 gjennom tannhjulspumpen 18 og tilbake til beholderen 10 ble fortsatt. Ytterligere prøver på polymeroppløsning ble tatt i 10 min. peri-oder hver time på den ovenfor angitte måte mens resirkuleringen i hvert tilfelle av resten av polymeroppløsningen bie fortsatt. I hvert tilfelle og med hver prøve ble resten av fremgangsmåtetrinnene i fibrilldannelsesprosessen gjennomført slik som i eksempel 1. I hvert tilfelle og for hver polymeroppløsning ble deretter fremstilt et papirhåndkle slik som i eksempel 1. Det resulterende papirhåndkle som bie fremstilt fra fibrillene oppnådd fra den første polymeroppiøsningsprøve hadde en ru overfiate-tekstur og inneholdt tallrike små knuter og klumper av polymer tilsvarende det som ble bemerket i det papirhåndkle som ble oppnådd i eksempel i. Papirhåndkledet som ble fremstilt fra fibrillene oppnådd fra den annen prøve av polymeroppløs-ningen hadde betydelig bedre overflateegenskaper med færre små klumper og knuter. Papirhåndkledet som ble laget fra fibriller fra den tredje prøve av polymeroppløsningen ble bemerket å være i det vesentlige fri for de tidligere bemerkede små knuter og klumper og det hadde en glatt overflate som i det vesentlige var fri for ruhet-

Claims (2)

1. Fremgangsmåte ifølge norsk patent nr. 133.815 for fremstilling av fibriller fra en polymer med høy molekylvekt hvilke er lett egnet til innarbeiding i en papirfremstillings-prosess, omfattende oppløsning ved en forhøyet temperatur av en olefinpolymer med en indre viskositet på minst 3,5 i et varmt hydrokarbonoppløsningsmiddel for å oppnå en varm poly-olefinoppløsning, skjærkraftpåvirkning av den varme polyole-finoppløsning for derved å orientere polymermolekylene i denne, føring av den skjærkraftpåvirkede oppløsning gjennom en avkjø-lingssone som holdes på en temperatur godt under utfellings- temperaturen for oppløsningen mens orienteringen av polymermolekylene i oppløsningen opprettholdes for derved ved termiske hjelpemidler å felle ut den oppløste, polymer fra oppløsningen i form av en oppløsningsmiddelsvellet fiberaktig streng, separering av en vesentlig andel av polymeroppløsningsmidlet fra den fiberaktige streng og deretter i et fibrilldannelses-trinn kutting av strengen og deretter raffinering av den oppdelte fiberaktige streng i en væske som ikke er oppløsnings-middel for polymeren og som er oppløselig i polymeroppløsnings-midlet i et tidsrom tilstrekkelig til å bryte ned den fiberaktige streng til et antall fibriller og separering av fibrillene fra den ikke oppløsende væske, karakterisert ved at nevnte varme oppløsning av polyolefin og hydrokar-bonoppløsningsmiddel homogeniseres for å fjerne alle små usynlige kuler av delvis oppløst polyolefin som kan være tilstede i nevnte oppløsning før fibrilldannelsestrinnet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at homogeniseringen skjer ved å legge høy skjærkraft på nevnte varmeoppiøsning av polyolefin og hydrokarbonoppløsnings-middel ved hjelp av en tannhjulspumpe.