DE2308996A1 - Fasern aus polyolefinischen materialien und verfahren zu ihrer herstellung und verwendung - Google Patents

Description

Fasern aus polyolefinischen Materialien und Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Fasern aus polyolefinischen Materialien, die zur Papierherstellung nach üblichen Verfahren der Papierindustrie besonders geeignet sind; sie bezieht sich außerdem auf die nach diesem Vorfahren erhaltenen Fasern sowie auf die diese Fasern enthaltenden Papierhalbstoffe (Papierpulpen).

Die allgemeine Bezeichnung "synthetisches Papier" umfaßt gewöhnlich alle faserartigen oder nicht-faserartigen Träger, die das traditionelle Papier bezüglich der Fähigkeit, das Beschreiben und die Druckeinwirkung beim Drucken auszuhalten, ersetzen, obgleich sie oft vom traditionallen Papier sehr unterschiedliche Eigenschaften zeigen.

Als nicht-faserartige Träger zum Ersatz vor* natürlichem Papier haben zur praktischen Verwendung Filme aus polymeren! Material an Verbreitung gewonnen, die gewöhnlich mono- oder biorientiert sind und deren Oberflächen durch Aufbringung eines Überzugsmateriais, durch chemisch-physikalische Behandlungen

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oder durch Mitverwendung von Trübungs-, Streckmitteln usw. modifiziert wurden.

Als Ersatz für traditionelles Papier haben derartige Träger bei der Verwendung sowohl beim Bedrucken als auch bei den technischen Papierverarbeitungsvorgängen Nachteile; dies gilt auch bezüglich des Preises, und deshalb bleibt ein solcher Träger auf sehr spezielle Verwendungszwecke beschränkt und vom Massenverbrauch ausgeschlossen.

Vom Gebiet der faserartigen synthetischen Papiere werden alle aolchen Trägar umfaßt, die insgesamt aus synthetischen Fasern oder Mischungen synthetischer Fasern mit natürlichem Fasermaterial, insbesondere Cellulosehalbstoff (Cellulosepulpe), gebildet werden. Das Interesse an einer Verwendung synthetischer Fasern auf diesem Gebiet kann daher einmal durch die Notwendigkeit zum Modifizieren der Eigenschaften von traditionellem Papier und zweitens durch die Notwendigkeit zum Auffinden neuer Quellen des faserartigen Materials aufgrund der wachsenden Nachfrage nach üblichen Halbstoffen erklärt werden.

Die wesentlichen, faserartigen Träger, die vollständig aus synthetischem Material bestehen, sind sog. "spinngebundene" ("spin-bonded") Materialien; man erhält sie direkt aus thermoplastischen polymeren Ausgangsmaterialien, die nach dem Schmelzen durch einen üblichen Spinnvorgang in kontinuierliche oder diskontinuierliche Fäden umgewandelt werden. Diese werden dann in üblicher Weise zur Bildung einer Art von Vlies verteilt und vorzugsweise mittels Leimen und Klebemitteln und in manchen Fällen durch Einwirkung von Hitze und Druck zusammen verbunden. Die Verbreitung der Spinn-Bindungs-Vsrfahren findet ihre Grenzen sowohl durch die komplizierte Technologie, die zur Bildung der Filze bzw. Vliese und bei den anschließenden Umwandlungsbehandlungen erforderlich sind, sowie in den Eigenschaften des so erhaltenen "Papiers", das

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fast ausschließlich nur zum Verpacken, jedoch nicht zum Bedrucken, verwendet «erden kann.

Auf dem Gebiet der Träger aus faserartigen Materialien hat sich das Interesse neuerdings auf die Entwicilung von Verfahren zur Herstellung von solchen synthetischen Fasern oder Fibrillen (Fäserchen) gerichtet, die die Cellulosefasern in Papierhalbstoffen, möglichst unter Verwendung der zur Papierherstellung üblichen Verfahren und Anlagen, mindestens teilweise ersetzen können. Aufgrund der unterschiedlichen Natur der synthetischen Fasern im Gegensatz zu

cellulosischen Fasern kann die Verwendung von Halbstoffen aus einer Faserwesentliche mischung/Veränderungen im Papierherstellungszyklus erfordern. Ideal wäre die Verfügbarkeit von Fasern, die nach Zugabe zu Standard-Papierhalbstoffen, in derselben Weise wie normale Fasern behandelt werden könnten. Versuche zur Herstellung von Fasern aus synthetischen Materialien mit diesen Eigenschaften würden bereits unternommen; so sind in den US-Patentschriften 2 999 7Θ8 und 2 9Θ8 782 Verfahren zur Herstellung faserartiger Teilchen von sehr geringer Dicke und 10-100 ,u Länge, die gewöhnlich Fibrillen (oder "Fibride") genannt werden, beschrieben, die dadurch gekennzeichnet sind, daß man allmählich eine synthetische Polymerisatlösung unter gleichzeitigem heftigem Rühren zu einem Ausfällungsmittel für das Polymerisat Zugibt. Dieses Verfahren ist jedoch auf die Verwendung von Kondensationspolymerisaten begrenzt; außerdem fanden die so hergestellten Mikrofasem aufgrund ihrer hohen Kosten - trotz ihrer interessanten Eigenschaften - keine praktische Anwendung.

In der französischen Patentschrift 2 037 342 sind Papierarten beschrieben, die aus Polypropylenfasern in Mischung mit cellulosischen Fasern hergestellt sind. Die Polypropylenfasern sind jedoch durch Verspinnen und anschließendes Schneiden des granulierten Polymerisates hergestellt; dies ist ein kostspieliges Verfahren, das die Herstellung von Papier aus solchen Fasern unwirtschaftlich macht. ■

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Neuerdings wurde die Herstellung von Fibrillen aus Olefinpolymerisaten direkt während der Polymerisation der Monomeren vorgeschlagen (Reaktorfasern), wobei die Polymerisation in Anwesenheit geeigneter Lösungsmittel und unter ständigem Rühren mit hoher Scherkraft durchgeführt wird. Ein derartiges Verfahren ist in der italienischen Patentschrift 876 479 beschrieben. Die so erhaltenen Fibrillen mit einer Länge zwischen einigen Zehntel Micron und einigen mm eignen sich besonders zur Einverleibung in Papierhalbstoffe in unterschiedlichem Prozentsatz, und ihre Eigenschaften erlauben ihre Behandlung in den üblichen Papierverarbeitungsvorrichtungen. Das letztgenannte Verfahren hat jedoch den Nachteil, besondere, speziell für dieses Verfahren konstruierte Reaktoren zu erfordern (da die üblichen Reaktoren zur Polymerisation von Olefinen zu diesem Zweck ungeeignet sind), die nur für diese besondere Produktion verwendbar sind.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist somit die Schaffung von Fasern im wesentlichen aus nach üblichen Polymerisationsverfahren erhaltenen Olefinpolymerisaten, wobei die Fasern eine ähnliche Form und Dimensionen haben wie die zur Papierherstellung verwendeten cellulosischen Fasern.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Herstellung dieser Fasern aus Lösungen dieser Olefinpolymerisate. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung die Papierherstellung aus Halbstoffen als Ausgangsmaterial, die solche Fasern enthalten, sowie das so erhaltene Papier.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Fasern ist dadurch gekennzeichnet, daß man durch eine Düse eine Lösung eines Olefinpolymerisates mit einer höheren Temperatur als der Siedetemperatur des Lösungsmittels in normalem Zustand und bei autogenem oder mehr als autogenem Druck in eine Umgebung von niedrigerem Druck ausstößt,, die ausgestoßene Lösung sich in dieser

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Umgebung mindestens teilweise expandieren läßt, worauf man auf die mindestens teilweise expandierte Lösung einen Strahl aus einer fließbaren Masse bei einer Temperatur unter derjenigen der Lösung mit hoher Geschwindigkeit und in einem Winkel zur Ausstoßrichtung der Lösung auftreffen läßt. Erfindungsgemäß werden Winkel aus der Ausstoßrichtung der Lösung und der Richtung des Strahles mit hoher Geschwindigkeit zwischen 30 und 90 , insbesondere zwischen 40 und 90 , bevorzugt, da sie Fasern mit einer günstigen Verzweigung und besonders vorteilhaften Verhältnissen zwischen Länge und Durchmesser liefern.

Das Verfahren ist anwendbar auf (kristalline) Polyolefine, hergestellt aus Monomeren der Formel R-CH=CH₂· in welcher R für eine Alkyl- oder Arylgruppe oder ein Wasserstoffatom steht, wie z.B. Polyäthylen, Polypropylen, Polypenten-,1, Poly-4-methylpenterv-i, Polystyrol, und die Mischpolymerisate aus Mischungen solcher Monomeren pzw. Mischungen solcher Polymerisate.

Als besonders geeignet haben sich lineares Polyäthylen der Art erwiesen, wie es mittels auf einem Träger abgeschiedener Ziegler-Katalysatoren erhalten wird (vgl. z.B. die italienischen Patentschriften 853 733, 853 734 und 860 130), sowie Polypropylen mit hohem isotaktischem Index, erhalten mittels Ziegler-Natia-Katalysatoren (vgl. z.B. die italienische Patentschrift 526 101) und Mischungen dieser Polyolefine mit geringeren Mengen anderer Polymerisate, wie Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polymethylmethacrylat, Polyamide, Polxoymethylen, Celluloseacetat usw.

Zur Herstellung von Fasern mit hoher Kohäsionskraft kann man Polyolefine der oben angegebenen allgemeinen Formel verwendet, die durch Einführung polarer Gruppen modifiziert worden sind.

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Es ist zweckmäßig, jedoch nicht unbedingt erforderlich, daß das in der Lösung verwendete Lösungsmittel eine Siedetemperatur unter der Schmelztemperatur des Polymerisates hat. Gewöhnlich sind alle flüssigen oder unter normalen Bedingungen gasförmigen Lösungsmittel verwendbar, die unter den Arbeitsbedingungen homogene Lösungen des Polymerisates liefern.

Geeignete Lösungsmittel sind z.B.; aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie n- oder Isobutan, Pentan, Hexan, Heptan, Octan; cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Cyclohexan; aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol, Xylol; chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie Chlorbenzol, Trichlorethylen, Tetrachloräthylen, Trichlorfluormethan usw.

Im Verfahren kann man einen weiten Bereich an Konzentrationen der Polymeriv satlösungen-verwenden, die vom Molekularge-wicht und der Art des verwendeten Polymerisates abhängen. Gewöhnlich verwendet man Lösungen mit 1-700 g/l Polymerisat; wobei für beste Ergebnisse Lösungen mit 50-400 g/l Polymerisat bevorzugt werden.

Oie besten Arbeitsbedingungen zur Herstellung von Fasern homogener Dimensionen und ohne besondere Behandlung in Papierhalbstoffen verwendbarer Fasern bestehen in der Verwendung polymerer Lösungen, die unter den Arbeitsbedingungen absolute Viskositäten besitzen, die bei 130 C. ähnlich sind wie diejenigen einer Lösung aus 100 g Polyäthylen in 1 1 Hexan mit einem [*)] 'inTetralin" bei 135 C. von_0.9.

Der Polyolefinlösung können Pigmente, Füllmittel, Stabilisierungsmittel, antistatische Mittel und/oder andere Substanzen zur Modifizierung der Oberflächeneigenschaften der Fasern zugefügt werden. Als besonders zweckmäßig hat sich die Zugabe oberflächenaktiver Mittel zur Lösung erwiesen, die die Erzielung von in Wasser leicht dispergierbaren Fasern ermöglichen. Die Dispergierbarkeit der

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Fasern in Wasser let ein sehr wesentlicher Faktor bei ihrer Verwendung zur Herstellung von Papier nach üblichen Verfahren. Das Fehlen hydrophiler Eigenschaften bei den Polyolef infasern macht eine solche Dispersion in der Herstellungsstufe der wässrigen Substanzen schwer handhabbar. Dagegen hat die Zugabe oberflächenaktiver Verbindungen zum Wasser vor oder während der Dispergierung der Fasern bestimmte Nachteile, wie die Schaumbildung; letztere bewirkt eine Schichtbildung des synthetischen Materials,wenn man z.B. mit Mischungen aus Polyalefinfasern und Cellulosefaser^ arbeitet. Durch Zugabe eines Netzmittels unmittelbar zur Polyolefinlösung vor deren Strangpressung werden diese Schwierigkeiten überwunden.

Die verwendeten oberflächenaktiven oder Netzmittel müssen im Lösungsmittel und im Polyolefin einheitlich löslich oder mischbar sein. Man kann anionische·, kationische, nicht-ionische oder amphotere Mittel verwenden. Als anionische oberflächenaktive Mittel eignen sich zu diesem Zweck z.B. die Seifen von Fettsäuren, die Seifen von Naphthensäuren, die Salze von Schwefelsäureestern, die Alkalisulfonate, die Alkylester der phosphorigen Säure bzw. Phosphorsäure, die Salze von Alkylphosphorsäureestern, die Natriumsalze von Schwefelsäureestern von Alkylphenol-Polyäthylenglykolen, Verwendbare, kationische, oberflächenaktive Mittel sind z.B. die quatemären Ammoniumalkylverbindunge, die aliphatischen Amine, die basischen Salze von Alkylpyridinium oder Alkylpicolinium sowie die Alkylbenzimidazolderivate. Geeignete amphotere oberflächenaktive Mittel sind Verbindungen von Batein- und Sulfobetain-Typ sowie die arophoteren Verbindungen aus der Gruppe von Schwefelsäure-und Phosphorsäureestern. Als nicht-ionische, oberflächenaktive Mittel wären zu rennen: die Polyoxyäthylen-elkylester und -father, die Polyoxyäthylen-j'alky!arylester, die

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Ester von Fettsäuren mit höheren Alkoholen, die Polyäthylen-alkylamine, die Alkanolamide von Fettsäuren, die Polyoxyäthylen-Polyoxypropylen-elockmischpolymerisate und die Polyoxy äthylen-aLkylthioäther.

Es ist erforderlich, daß das verwendete oberflächenaktive Mittel in der Faser einverleibt bleibt o"der mindestens weitestgehend an der Faseroberfläche haftet. Dazu sollte das oberflächenaktive Mittel eine höhere Siedetemperatur als .diejenige der Lösung zum Zeitpunkt des Strangpressens haben. Durch geeignete Wahl des oberflächenaktiven Mittels ist es somit möglich, die Faser— eigenschaften zur Bildung einer Suspension im wässrigen Medium wesentlich zu verbessern. Gleichzeitig werden die antistatischen Eigenschaften der Fasern sowie die Oberflächeneigenschaften der daraus hergestellten Folien verbessert.

Erfindungsgemäß muß der Polyolefinlösung eine Menge an oberflächenaktivem Mittel über 0,05 Gew.-sfa, bezogen auf das Olefinpolymerisat, zugegeben werden. Für optimale Ergebnisse werden jedoch Mengen an oberflächenaktivem Mittel über 0,1 Gew.-^), bezogen auf das Polyolefin, bevorzugt.

Aus wirtschaftlichen Gründen kann die der Polymerisatlösung zugegebene Höchstmenge an oberflächenaktiven Mittel für optimale Ergebnisse unter 5 Gew.-JJi des Polymerisates gehalten werden, da größere Mengen keine merklichen Vorteile bezüglich der Dispergierbarkeit der Fasern in Wasser mit sich bringen.

Das erfindungsgemäß verwendete_# oberflächenaktive Mittel kann vor, nach oder während des Lösens des Polyolefins in diesem Lösungsmittel in einem organischen Lösungsmittel gelöst oder dispergiert werden.

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Die Geschwindigkeit, mit welcher die Lösung des Polyolefinmaterials durch die Düse ausgestoßen wird, kann zwischen 1000-200 000 m/std, vorzugsweise zwischen -1500-50 000 ra/std variieren. Die auszustoßende Lösung sollte eine Temperatur haben, die mindestens 40 C, vorzugsweise jedoch 60°C. über der Siedetemperatur des Lösungsmittels unter normalen Bedingungen liegt. Zur Erzielung von Fasern mit äußerst zweckmäßiger Morphologie sollte die fließbare Masse mit hoher Geschwindigkeit zweckmäßig auf die Polyolefinlösung auftreffen, nachdem diese sich mindestens teilweise in der Umgebung niedrigeren Druckes, in welche sie ausgestoßen wird, ausgedehnt hat. Dies wird gewöhnlich dadurch erreicht, daß man die Düse für die fließbare Masse hoher Geschwindigkeit in solcher Weise anbringt, daß die fließbare Masse die Lösung trifft, wenn sich letztere in einem bestimmten Abstand von ihrer Austrittsdüse befindet. Dieser Abstand hängt im wesentlichen von der Austrittsgeschwindigkeit der Lösung ab und beträgt unter den bevorzugten erfindungsgemäßen Arbeitsbedingungen zwischen 1,5-15 mm.

Als auftreffende fließbare Masse kann jede flüssige, gasförmige oder verdampfte Substanz verwendet werden, die inert ist und unter den Arbeitsbedingungen keine lösende Wirkung auf das verwendete Polyolefin hat sowie vorzugsweise mit dem Lösungsmittel der polymeren Lösung nicht mischbar ist. Zu diesem Zweck hat sich Wasserdampf als besonders geeignet erwiesen, da er im Vergleich zu anderen verwendbaren fließbaren Substanzen den weiteren Vorteil der Befeuchtung der Fasern bietet; dadurch werden sie leichter gesammelt, und man eliminiert das Zusammenkleben aufgrund statischer Elektrizität, mit der sich die Fasern leicht aufladen. Gegebenenfalls kann man jedoch auch ein Gas,

di
wie Stickstoff, Sauerstoff, Kohlenoxid, Verbrennungsgas oder fein zerteilte

■WaBserbxpfen und Mischungen derselben verwenden.

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Die Geschwindigkeit der auftreffenden fließbaren Masse hat sich als wichtig in Bezug auf die Viskosität der verwendeten Lösung oder in Bezug auf die Geschwindigkeit, mit welcher diese Lösung durch die Düse ausgestoßen wird, erwiesen. Optimale Arbeitsbedingungen erzielt man,· wie gefunden wurde, bei einer Auftreffgeschwindigkeit der fließbaren Masse zwischen>200-600 m/sec. Innerhalb dieses Bereiches von Arbeitsbedingungen zeigen sich einige flifeßbare Massen als optimal zur Erzielung von Fasern einer solchen Länge und eines solchen Verhältnisses zwischen Länge und Durchmesser, daß sie sich als Ersatz von Cellulosefasern bei der Papierherstellung eignen.

Die Arbeitsbedingungen umfassen auch die Werte des Winkels, der durch die Richtung des fließbaren Strahles und der Richtung der Lösung gebildet wird; diese Werte liegen zwischen 50° und 55° für Stickstoff, zwischen 80° und für Kohlendioxid und Wasserdampf und zwischen 40° und 60° für Sauerstoff. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Masse des auf treffenden fließbaren Material gegen die Lösung in Form einer Masse gerichtet, die geometrisch koaxial zu der die Lösung ausstoßenden Oüse liegt. Bei Verwendung dieser bevorzugten Verfahren erhält man sehr einheitlich geformte Fasern, was u.a. äußerst günstig zur Herstellung von Papier mit guten Oberflächeneigenschaften ist.

Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen das erfindungsgemäße Verfahren und die Art der so erhaltenen Fasern. Fig. 1 ist ein Diagramm der Anlage zur Durchführung des srfindungsgemäßen Verfahrens in kontinuierlicher Weise.

Fig. 2 zeigt ein System aus den Düsen 5 und 6 im Detail, die im rechten Winkel angeordnet sind und für die auf treff ende fließbare Masse bzw. die polymere Lösung in der Vorrichtung von Fig. 1 verwendet wird.

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Fig. 3 ist ein Längsschnit einer Vorrichtung mit Düsen zur Durchführung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens; dabei wird die "auftreffende fließbare Masse" in Form einer Masse geometrisch koaxial zur Ausstoßdüse der Polyolefinlösung verwendet.

Fig. 4 ist eine 54-fache Vergrößerung von erfindungsgemäß erhaltenen Faserarten.

In Fig. 1 wird die Polymerisatsuspension im organischen Lösungsmittel durch Leitung 1 in den mit einem Rührer 3 versehenen Autoklaven 2 eingeführt. Die durch Leitung 4 eingeführte auftreffende fließbare Masse wird durch die Düse 5 ausgestoßen und trifft auf die Polymerisatlösung auf, die durch Düse 6 aus dem Autoklaven 2 ausgestoßen wird. Die Düse 5 kann in unterschiedlicher Stellung zu Düse 6 liegen, so daß die fließbare Masse die Lösung unter verschiedenen Winkeln und bei unterschiedlichem Abstand von Düse 6 trifft. Dann werden die so gebildeten Fasern in einem Sammelgefäß 7 gesammelt.

Die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung hat zwei ineinander liegende koaxiale Leitungen 1 und 2, die zur Einführung der Polymerisatlösung und der auftreffenden fließbaren Masse tagstimmt sind und in den Düsen 3 und 4 enden. Eine Kammer 5 in Form eines abgestumpften Kegels bildet eine Zone niedrigeren Druckes im Bezug zum Druck in der Düse 3 während des Arbeitens; in dieser Kammer 5 findet die Expansion der Lösung statt. Die Endzonen 6 und 7 der Wände der beiden Leitungen sind so beschaffen, daß die Achse des durch diese Wände bestimmten Zwischenraumes 8 mit der Achse der Düse 3 in Ausstoßrichtung einen Winkel(X vorzugsweise zwischen etwa 30 und 90 bildet. Beim Arbeiten mit einer solchen Vorrichtung wird die Lösung umgeben und an jedem Punkt infeinem Winkel· von der durch Düse 4 ausgestoßenen fließbaren Masse getroffen.

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Durch geeignete Größenveränderung der Zonen 6 und 7 und möglichst der Düse 4 können die erfindungsgemäßen Arbeitsbedingungen selbstverständlich auch eingestellt werden, indem man die Beschickungsleitung 1 mit der fließbaren Masse hoher Geschwindigkeit und die Leitung 2 mit der Polymerisatlösung beschickt. In diesem Fall bleibt die fließbare Masse von der Lösung umgeben und trifft auf diese von innen in einem Winkel auf.

Von den möglichen Vorrichtungen zur Erzielung der bevorzugten Verfahrensbe— dingungen hat sich diejenige mit der koaxialen Düse als besonders zweckmäßig erwiesen, da sie sehr kompakt ist und diese Bedingungen auf zwei Weisen realisieren kann.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung, ohne sie zu beschränken.
Beispiel 1

In einen 50-1-Autoklaven aus Inox-Stahl, der mit einem Mantel und Schaufelrührer mit einer maximalen Umdrehungsgeschwindigkeit von 300 Umdr./min versehen war, wurden 30 1 technisches Hexan und 2 kg Polyäthylen, erhalten mittels eines auf· einem Träger abgeschiedenen Ziegler-Katalysators und mit Propylen modifiziert, eingeführt; das Polyäthylen hatte die folgenden Eigenschaften: Schmelzindex « 0,021; Ct]J ⁱⁿ Tetralin bei 135°C. = 3,0; Dichte » 0,950; Anzahl der Methylgruppen pro 100 Kohlenstoffatome « 0,83; Schmelztemperatur (durch DSC) · 132 C.

Dann wurde der Autoklav durch Zirkulieren van Wasserdampf im Mantel erhitzt, bis man unter folgenden Bedingungen eine Lösung erhielt: Druck a 2,2 kg/cm ;

' ο

Temperatur der Lösung « 10B C.

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Dann wurde die Lösung durch eine ringförmige Düse von 2 mm Durchmesser unter den oben genannten Temperatur- und Druckbedingungen bei einer Fließgewschwindigkeit von 50 1/std aus dem Autoklaven in die Atmosphäre ausgestoßen und in einem Abstand von 2,5 mm von der Düse durch einen Wasserdampfstrahl mit einer Auftreffgeschwindigkeit von 470 m/sec getroffen, der aus einer Düse von 4 mm Durchmesser im rechten Winkel zur Düse der Lösung ausgestoßen wurde.

Dadurch erhielt man eine Mischung aus Wasserdampf, Fasern und organischem Lösungsmittel, die über eine Leitung zu einem Filter geführt wurde, auf welchem die feuchten Fasern von der Mischung getrennt wurden. Der Fasergehalt im organischen Lösungsmittel lag unter 0,3 Gew.-^t.

Bei einer visuellen Analyse unter einem VISOPAN Mikroskop bestand das Produkt . aus etwa 50 % einzelnen Fasern mit einer Länge zwischen 1-10 mm und einem Durchmesser zwischen 5-50 /U und etwa 50 % einzelnen, flachen, um sich selbst gerollten Fasern einer Länge von 1-10 mm, einer Breite von 100-500 ,u und einer Dicke von 5-50 ,u. Durch spezifische Oberflächenmessung mittels einem PERKIN ELMER Srptometer durch Absorption von N„ ergab sich, daß das Produkt

2 insgesamt ein Oberflächengebiet unter 1 m /g hatte.

150 g der so erhaltenen Fasern wurden mit 350 g RAUMA Cellulose in 25 1 Wasser gemischt. Diese Mischung wurde in einem Lorentzen-Wettres-Holländer raffiniert, und in Abständen wurden wiederholt Proben des Halbstoffes abgezogen, mit denen man nach entsprechender Verdünnung nach üblichen Verfahren und unter Verwendung von Laboratoriums-FolienformvorricHungen Folien herstellte. Die Eigenschaften der so erhaltenen Folien sind in Tabelle 1 aufgeführt.

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Beispiel

Der in Beispiel 1 beschriebene Autoklav wurde mit 30 1 technischem Hexan und 3 kg Polyäthylen der in Beispiel 1 angegebenen Art beschickt. Durch Einführung von Wasserdampf in den Heizmantel erhielt man unter den folgenden Arbeitsbedingungen im Autoklaven eine Lösung:

2 Druck 2,4 kg/cm

Temperatur 104 C.

Mittels der in Beispiel 1 beschriebenen Düsenvorrichtung wurde dann die Lösung aus dem Autoklaven mit einer Fließgeschwindigkeit von 45 1/std in die umgebende Atmosphäre ausgestoßen und in einem Abstand von 2,5 mm von der Austrittsdüse von einem Wasserdampfstrahl einer Auftreffgeschwindigkeit von 470 m/sec getroffen.

Das auf dem Filter gesammelte Produkt bestand zu etwa 50 % aus einzelnen Fasern einer Länge von 1-20 mm und einem Durchmesser von 5-50 ,u und zu etwa 50 % aus einzelnen, flachen, um sich selbst gerollten Fasern mit einer Länge von 1-20 mm, einer Breite von 100-500 /U und einer Dicke von 5-50 ,u mit einem

2 Oberflächengebiet von etwa 1 m /g.

150 g dieses faserartigen Produktes wurden dann mit 350 g RAUMA Cellulose in 25 1 Wasser gemischt und diese Mischung nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren zur Herstellung von Folien verwendet. Die Eigenschaften dieser Folien sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Beispiel 3

Der in Beispiel 1 beschriebene Autoklav wurde mit einer Lösung aus 30 1 technischem Hexan und 2,5 kg Polyäthylen der in Beispiel 1 beschriebenen Art beschickt. Nach Erhitzen der Lösung im Autoklaven wurden die folgenden Bedingungen eingestellt:

2 Druck 2,2 kg/cm

Temperatur ictfc. 309836/1114

Dann wurde die Lösung mittels der in Beispiel 1 beschriebenen DüsenvorricHtung aus dem Autoklaven mit einer Fließgeschwindigkeit von 60 1/std ausgestoßen und in einem Abstand von 2. stm von der Austrittsdüse von einem Wasserdampf strahl einer Auftreffgeschwindigkeit von 470 m/sec getroffen.

Das gesammelte Produkt bestand zu etwa 80 % aus einzelnen Fasern von 1-5 mm Länge und 5-20 /U Durchmesser und zu etwa 20 % aus einzelnen flächen, um · sich selbst gerollten Fasern mit einer Länge von 1-5 mm, einer Breite von 50-100 ,u und einer Dicke zwischen,5-20 ,u, wobei das Oberflächengebiet etwa In/g betrug.

Dann wurde eine Reihe von Mischungen hergestellt, die aus 120 g des obigen Produktes und 280 g Cellulose vom RAUMA-, Birken-, MODO- und Kraft-Typ in 20

1 Wasser bestanden. Diese Mischungen wurden zur Herstellung von Folien gemäß den in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren verwendet. Die Eigenschaften der

so erhaltenen Folien sind in Tabelle 2 aufgeführt.

Beispiel 4

In dem in Beispiel 1 beschriebenen Autoklaven, der auf folgenden Bedingungen

gehalten wurde:

2 Druck 14,5 kg/cm

Temperatur 134 C.

wurde eine Lösung aus 30 1 Trichlorfluormethan und 3 kg Polyäthylen, erhalten mittels auf einem Träger abgeschiedenen Ziegler-Katalysatoren, hergestellt; das Polyäthylen hatte die folgenden Eigenschaften: Schmelzindex « 18,5;

£/HJ in Tetralin bei 135°C. «0,9; Dichte ■ 0,952; Anzahl der Methylgruppen

pro 100 Kohlenstoffatome - 0,65; Schmelztemperatur (durch DSC) = 130°C.

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Diese Lösung wurde mittels der in Beispiel 1 beschriebenen Düsenvorrichtung bei einer Fließgeschwindigkeit von 90 1/std aus dem Autoklaven in die umgebende Atmosphäre ausgestoßen und in einem Abstand von 3 mm von der Austrittsdüse von einem Wasserdampfstrahl mit einer Auftreffgeschwindigkeit von 470 m/sec getroffen.

So erhielt man ein faserartiges Produkt, das zu etwa 80 % aus einzelnen Fasern mit einer Länge von 1—3 mm und einem Durchmesser von 5-15 ,u und zu etwa 20 $> aus einzelnen flachen, um sich selbst gerollten Fasern mit einer Länge zwischen 1-5 mm, einer Breite zwischen 50-100 ,u und einer Dicke zwischen 5-15

,u bestand, wobei das Oberflächengebiet des Produktes 2 m /g betrug.

Aus einer Mischung aus 150 g der so erhaltenen Produktes mit 350 g RAUMA Cellulose in 25 1 Wasser wurden wie in Beispiel 1 Folien hergestellt, deren Eigenschaften in Tabelle 1 aufgeführt werden.

Beispiel 5

In dem in Beispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurde bei folgenden Bedingungen:

2 Druck 5,1 kg/cm Temperatur 137 C.

eine Lösung aus 30 1 technischem Hexan und 3 kg Polyäthylen, erhalten mittels auf einem Träger abgeschiedener Ziegler-Katalysatoren hergestellt; das Polyäthylen hatte die folgenden Eigenschaften: Schmelzindex » 1Θ; £^ J in Tetralin bei 135°C. = 0,9; Dichte = 0,962; Anzahl der Methylgruppen pro 100 Kohlenstoffatome = 0,21 und Schmelztemperatur (mit DSC) - 131,5°C. Mit der in Beispiel 1 beschriebenen Düsenvorrichtung, deren Düsen jedoch zur Bildung eines Winkels von 65 arrangiert waren, wurde die Lösung aus dem Autoklaven bei einer Fließgeschwindigkeit von 95 1/std in die umgebende Atmosphäre ausge-

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stoßen und in einem Abstand von 3 mm von der Austrittsdüse bei Zimmertemperatur von einem CO₂ Strom mit einer Auftreffgeschwindigkeit von 220 m/sec getroffen.

Das so erhaltene. Produkt bestand zu etwa 90 % aus einzelnen Fasern einer Länge zwischen 2-4 mm und einem Durchmesser von etwa 5 /U und zu etwa 10 % aus flachen Fasern mit einer Lange von 2-4 mm, einer Breite von etwa 50 ,u und einer Dicke von etwa 5 ,u, wobei das Oberflächengebiet 3,5 m /g betrug. Beispi el 6

In dem in Beispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurde bei folgenden Bedingungen:

2 Druck 4,8 kg/cm

Temperatur 135 C.

eine Lösung aus 30 1 techmischem Hexan und 3,5 kg Polyäthylen, erhalten mittels auf einem Träger abgeschiedener Ziegler-Katalysatoren hergestellt; das Polyäthylen hatte die folgenden Eigenschaften: Schmelzindex = 49; /"w J in Tetralin bei 135°C.» 0,9; Dichte = 0,952; Anzahl der Methylgruppen pro 100 Kohlenstoff atome ■ 0,28 und Schmelztemperatur (durch DSC) = 131°C. Es wurde die in Beispiel 1 beschriebene Düsenvorrichtung verwendet, wobei jedoch der Winkel aus den beiden Düsen Θ5 betrug. Die Lösung wurde in die umgebende Atmosphäre ausgestoßen und in einem Abstand von 2,5 mm von der Austrittsdüse durch einen Wasserdampfstrahl getroffen. Die Fasern wurden bei den folgenden Bedingungen gebildet:

FlieBgeschwindigkeit der ausgestoßenen Lösung · 55 1/std Auftreffgeschwindigkeit des Wasserdampfes 320 m/sec

Das bo erhaltene faserartige Produkt bestand zu etwa 70 $> aus einzelnen Fasern mit einer Länge von 2-5 mm und einem Druchmesser von 1-5 .u und zu etwa 30 % aus einzelnen flachen Fasern mit einer Länge von 2-5 mm, einer Breite von

ρ 50-100 yu und einer Dicke von 1-5 ,u, wobei das Oberflächengebiet etwa 3 m /g

betrug.

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Aus einer Mischung aus 150 g des so erhaltenen Produktes und 350 g Cellulose (60 $, Birke, 20 # MODO und 20/Kraft) wurden gemäß Beispiel 1 Folien hergestellt, deren Eigenschaften in Tabelle 3 aufgeführt sind. Beispiel 7
In dem in Beispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurde unter Aufrechterhaltung

der folgenden Bedingungen:

2 Druck 5,9 kg/cm

ο Temperatur 160 C.

eine Lösung aus 30 1 technischem Hexan und 4,B kg Polyäthylen von Beispiel 6 hergestellt. Das Verfahren erfolgte in der in Beispiel 1 beschriebenen Düsenvorrichtung, wobei jedoch die Düsen so angebracht waren, daß sie einen Winkel von BO bildeten. Die Lösung wurde in die umgebende Atmosphäre ausgestoßen und in einem Abstand von 3,5 mm von der Düsen von einem Wasserdampfstrahl getroffen.

Die Arbeitsbedingungen zur Herstellung der Fasern waren* Fließgeschwindigkeit der ausgestoßenen Lösung 125 1/std Auftreffgeschwindigkeit des WasserdampfStrahls 320 m/sec

Das so erhaltene Produkt bestand zu etwa 80 % aus Fasern mit einer Länge von 2-5 mm und einem Durchmesser von 1-5 ,u und zu etwa 20 % aus flachen Fasern mit einer Länge von 2-5 mm, einer Breite von 50-100 ,u und einer Dicke

2 von 1-5 yU, wobei das Oberflächengebiet 5 m /g betrug.

Nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurden aus einer Mischung aus 150 g des so erhaltenen Produktes und 350 g Cellulose (60 % Birke, 20 °/> MODO und 20 ·/» Kraft) Folien hergestellt, deren Eigenschaften in Tabelle 3 aufgeführt sind.

Beispiel S

In dem in Beispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurde unter Aufrechterhaltung

der folgenden Bedingungen:

2 Druck ' 5,9 kg/cm

* ο Temperatur 155 C.

eine Lösung aus 30 1 technischem Hexan und 1,8 kg Polyäthylen von Beispiel 6 hergestellt. Es wurde die in Beispiel 1 beschriebene Düsenvorrichtung verwendet, deren Düsen jedoch zur Bildung eines Winkels von 50 arrangiert waren. Die Lösung wurde in die umgebende Atmosphäre ausgestoßen und in einem Abstand von 3,5 mm von der Austrittsdüse bei Zimmertemperatur unter den folgenden Bedingungen von einem Sauerstoffstrahl getroffen:

Fließgeschwindigkeit der Lösung 120 1/std

_%Aüftreffgeschwindigkeit des SauerstoffStrahls 470 m/sec

Das Produkt bestand fast vollständig aus einzelnen Fasern einer Länge von etwa 4-5 mm und eines Durchmessers von etwa 5 ,u, wobei das Oberflächengebiet 11 m /g betrug. Der Gehalt der Fasern an organischem Lösungsmittel lag unter 0,3 Gew.-ff,. Beispiel 9

In dem in Beispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurde unter Aufrechterhaltung

der folgenden Bedingungen:

Druck 5,5 kg/cm

¹ ο Temperatur 145 C.

eine Lösung aus 35 1 technischem Hexan und 3 kg Polyäthylen, erhalten mittels auf einem Träger aufgebrachten Ziegler-Katalysatoren,hergestellt; das Polyäthylen hatte die folgenden Eigenschaften: Schmelzindex = 13,6; fiu J in

ο '

Tetralin bei 135 C. - 1; Dichte » 0,9543; Anzahl der Methylgruppen pro 100 Kohlenstoffatom - 0,6; Schmelztemperatur (durch DSC) ■ 130°C.

_ 309836/1114*'

In der in Beispiel 1 verwendeten Düsenvorrichtung waren die Düsen im rechten Winkel angeordnet. Die Lösung wurde in die umgebende Atmosphäre ausgestoßen 'und in einem Abstand von 3 mm von der Austrittsdüse durch einen Sauerstoffstrahl bei Zimmertemperatur unter den folgenden Bedingungen getroffen: Fließgeschwindig'keit der ausgestoßenen Lösung 100 1/std Auftreffgeschwindigkeit des SauerstoffStrahls 470 m/sec

Das Produkt bestand zu etwa BO % aus Fasern von 1-3 mm Länge mit einem Durchmesser von 5-20 /U und zu etwa 20,% aus flachen Fasern von 1-3 mm Länge, / ·

50-100 /U Breite und einer Dicke von 5-20 ,u, wobei das Oberflächengebiet

2 des Produktes 4 m /g betrug.

Gemäß Beispiel 1 wurden aus einer Mischung aus 150 g des so erhaltenen Produktes und 350 g RAUMA Cellulose Folien hergestellt, deren Eigenschaften in Tabelle 4 aufgeführt sind.

Beispiel 10

In dem in Beispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurde unter Aufrechterhaltung

der folgenden Bedingungen:

Druck 5,4 kg/cm Temperatur 142 C.

eine Lösung aus 30 1 technischem Hexan, 2,4 kg Polyäthylen von Beispiel 9 und 0,6 kg eines Äthylen/Äthylacrylat-Mischpolymerisates ("Zetafin ö0" der Dow Chemical) hergestellt. Es wurde die in Beispiel 1 beschriebene Düsenvorrichtung verwendet, wobei die Düsen im rechten Winkel angeordnet waren. Die Lösung wurde in die umgebende Atmosphäre ausgestoßen und in einem Abstand von 3 mm aus der Austrittsdüse durch einen Wasserdampfstrahl unter den folgenden Bedingungen getroffen:

Fließgeschwindigkeit der ausgestoßenen Lösung 100 1/std Auftreffgeschwindigkeit des Wasserdampfstrahles 470 m/sec

_ 309836/1114"'

Das Produkt bestand zu etwa 80 <fc aus Fasern von 1-3 ram Länge und 5-20 ,u Durchmesser und zu etwa 20 % aus flachen Fasern von 1-3 mm Länge, 50-100 ,u Breite und 5-20 ,u Dicke, wobei das Oberflächengebiet des Produktes 4 m /g und die Dichte der Fasern 0,9450 betrugen.

Gemäß Beispiel 1 wurden aus einer Mischung aus 150 g des so erhaltenen Produktes und 350 g RAUMA Cellulose Folien hergestellt, deren Eigenschaften in Tabelle 4 aufgeführt sind.

Beispiel TI In dem in Beispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurde unter Aufrechterhaltung

der folgenden Bedingungen:

2 Druck 5,3 kg/cm

Temperatur 139 C.

eine Lösung aus 35 1 technischem Hexan, 2,55 kg Polyäthylen von Beispiel 9 und 0,45 kg Polyvinylchlorid (Κ-Wert » 45) hergestellt. Es wurde die Vorrichtung von Beispiel 1 mit rechtwinklig angeordneten Düsen verwendet. Die Lösung wurde in die umgebende Atmosphäre ausgestoßen und in einem Abstand von 4 mm von der Austrittsdüse durch einen Wasserdampfstrahl getroffen. Die Bedingungen bei

der Faserbildung waren wie folgt:

Fließgeschwindigkeit der ausgestoßenen Lösung 110 1/std Auftreffgeschwindigkeit des Wasserdampfstrahles 470 m/sec

Das Produkt bestand zu etwa B5 % aus Fasern von 1-3 mm Länge und 5-15 ,u Durchmesser und zu etwa 15 % aus flachen Fasern von 1-3 mm Länge 50-100 .u Breite und 5-15 ,u Dicke; das Oberflächengebiet betrug 5,5 m /g, die Dichte der Fasern 0,9905, und der Gehalt an organischem Lösungsmittel in den Fasern lag unter 0,3 Gew.-JJi).

Gemäß Beispiel 1 wurden aus einer Mischung aus 150 g des so erhaltenen Produktes und 350 g RA(JMA Cellulose Folien hergestellt, deren Eigenschaften in Tabel-

309836/11U

le 4 aufgeführt werden. Die Folienherstellung wurde durch die größere Dichte der Fibrillen erleichtert.

Beispiel 12_

In dem in Beispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurde unter Aufrechterhaltung

der folgenden Bedingungen:

2 Druck 3,4 kg/cm Temperatur 124 C.

eine Lösung aus 35 1 technischem Hexan und 3 kg Polyäthylen von Beispiel 9

hergestellt, zu welcher 3 Gew.-% TiOp₁ bezogen auf das Polyäthylen, zugefügt wurden. In der in Beispiel 1 verwendeten Düsenvorrichtung waren die Düsen

jedoch zur Bildung eines Winkels von 50 angeordnet. Die Lösung wurde in die umgebende Atmosphäre ausgestoßen und in einem Abstand von 5 mm aus der Austrittsdüse durch einen Btickstoffstrahl unter folgenden Bedingungen bei Zimmertempe-.ratur getroffen:

Fließgeschwindigkeit der ausgestoßenen Lösung 95 1/std AuftreffgeBchwindigkeit des StickstoffStrahles 470 m/sec

Das Produkt bestand zu etwa 80 % aus Fasern von 2-4 mm Länge und 1-5 ,u Durchmesser und zu 20 % aus flachen Fasern von 2-4 mm Länge, 50-100 ,u Breite und

1-5 ,u Dicke. Das Oberflächengebiet des Produktes betrug 3,5 m /g und die
Dichte der Fasern 0.98.

Gemäß Beispiel 1 wurden aus einer Mischung aus 150 g des so erhaltenen Produktes und 350 g flAUMA Cellulose Folien hergestellt, deren Eigenschaften in Tabelle 4 aufgeführt werden.

309836/1 IU

Beispiel 13

In dem in Beispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurde unter Aufrechterhaltung der folgenden Bedingungen:
Druck 5,5 kg/cm
Temperatur 163 C.

eine Lösung aus 30 1 technischem Hexan, 2,1 kg Polypropylen mit hohem isotakti-Bchem Index (erhalten mittels'Ziegler-Katalysatoren) hergestellt. Das Polypropylen hatte die folgenden Eigenschaften: Schmelzindex - 6,7; Dichte = 0,9085; Schmelztemperatur (durch DSC) = 165°C.

Bei der in Beispiel 1 verwendeten Düsenvorrichtung waren die Düsen zur Bildung eines Winkels von 70 angeordnet. Die Lösung wurde in die umgebende Atmosphäre ausgestoßen und in einem Abstand von 7 mm von der Austrittsdüse 'durch einen Wasserdampfstrahl unter folgenden Bedingungen getroffen: Fließgeschwindigkeit der ausgestoßenen Lösung 40 1/std Auftreffgeschwindigkeit des WasserdampfStrahls 470 m/sec

Das Produkt bestand fast vollständig aus Fasern von 1-5 mm Länge und 5-20 ,u

2 Durchmesser. Das Überflächengebiet des Produktes betrug 7 m /g.

Gemäß Beispiel 1 wurden aus einer Mischung aus 150 g des so erhaltenen Produktes und 350 g Cellulose (60 % Birke, 20 % MODO und 20 % Kraft) Folien hergestellt, deren Eigenschaften in Tabelle 5 aufgeführt werden.

Beispiel 14_

In dem in Beispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurde unter Aufrechterhaltung

der folgenden Bedingungen:

ρ Druck 4,5 kg/cm

ο *

Temperatur 155 C.

eine Lösung aus 30 1 technischem Hexan und 3 kg niedrig dichtem Polyäthylen mit den folgenden Eigenschaften hergestellt: Schmelzindex - 4,6; Dichte = 0,9235; Schmelztemperatur (durch DSC) - 11B°C.

309836/1114

-2A-

Bei der in Beispiel 1 verwendeten Düsenvorrichtung waren die Düsen zur Bildung

ο
eines Winkels von 60 angeordnet. Die Lösung wurde in die umgebende Atmosphäre ausgestoßen und in einem Abstand von 7 mm von der Austrittsdüse durch einen Stickstoffstrahl bei Zimmertemperatur unter folgenden Bedingungen getroffen: Fließgeschwindigkeit der ausgestoßenen Lösung 30 1/std Auftreffgeschwindigkeit des Stickstoffstrahls 470 m/sec

Das so erhaltene Produkt bestand im wesentlichen aus Fasern von 1-3 mm Länge

und 5-15 ,u Durchmesser, wobei das Oberflächengebiet 13 m /g und der Gehalt / ·

der Fasern an organischem Lösungsmittel weniger als 0,3 Gew.-^i betrugen.

Gemäß Beispiel 1 wurden aus einer Mischung aus 150 g des so erhaltenen Produktes und 350 g Cellulose (60 °/₀ Birke, 20 % MODO und 20 % Kraft) Folien hergestellt, deren Eigenschaften in Tabelle 5 aufgeführt werden. Beispiel 15
In dem in Beispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurde unter Aufrechterhaltung

der folgenden Bedingungen:

2 Druck 3,0 kg/cm

Temperatur 140 C.

eine Lösung aus 30 1 technischem Hexan und 2,1 kg Polyäthylen (erhalten durch Ziegler-Katalysatoren ohne Träger) mit den folgenden Eigenschaften hergestellt: Schmelzindex = 0,47; Dichte = 0,9603; Anzahl der Methylgruppen pro 100 Kohlenstoffatome ^0,1; Sqhmelztemperatur = 134°C.

Bei der in Beispiel 1 beschriebenen Düsenvorrichtung bildeten die Düsen einen

Winkel von 70 . Die Lösung wurde in die umgebende Atmosphäre ausgeEboßen und

in einem Abstand von 5 mm von der Austrittsdüse durch einen CO₂ Strahl bei Zimmertemperatur unter den folgenden Bedingungen getroffen:

303836/1D

Fließgeschwindigkeit der ausgestoßenen Lösung 95 1/std Auftreffgeschwindigkeit des Kohlendioxidstrahls ,320 m/sec

Das so erhaltene Produkt bestand zu etwa 70 % aus Fasern von 1-10 mm Länge und 5-20 /U Durchmesser und zu etwa 30 % aus flachen Fasern von 1-10 mm Länge,

2 50-100 ,u Breite und 5-20 ,u Dicke. Das Oberflächengebiet betrug etwa 2 m /g.

Gemäß Beispiel 1 wurden aus einer Mischung aus 150 g des so erhaltenen Produktes und 350 g Cellulose (60 % Birke, 20 % MODO und 20 % Kraft) Folien hergestellt, deren Eigenschaften in Tabelle 5 aufgeführt werden.

Beispiel 16

In dem in Beispiel 1 beschriebenen Autoklaven wurde eine Lösung aus 30 1 technischem Hexan und 3 kg Polyäthylen von Beispiel 5 hergestellt. Nach Erhitzen

•der Lösung im Autoklaven wurden die folgenden Bedingungen angetroffen:

2 Druck 5,6 kg/cm

Temperatur 132°C.

Bei der in Beispiel 1 verwendeten Vorrichtung waren die Düsen im rechten Winb-Winkel angeordnet. Die Lösung wurde in die Atmosphäre ausgestoßen und in einem Abstand von 5 mm von der Austrittsdüse unter folgenden Bedingungen durch

einen Wasserclampfstrahl getroffen:

Fließgeschwindigkeit der Lösung 90 1/std

Auftreffgeschwindigkeit des WasserdampfStrahls 470 m/sec

Das erhaltene Produkt bestand zu etwa 90 % aus einzelnen Fasern von 1-3 mm Länge und 5-15 /U Durchmesser und zu etwa 10 ^t aus flachen, um sich selbst gewickelten Fasern einer Länge von 1-3 mm, einer Breite von etwa 50 ,u und einer Dicke von 5-15 /U. Das Oberflächengebiet betrug 2,5 m /g.

Die Herstellung wurde 6 Mal wiederholt, was 15 kg Produkt ergab.

309836/11U

12 kg des Produktes wurden mit 27,6 kg Cellulose (60 ¹^ Birke, 20 % MODO Und 20 % Kraft) und 9,5 kg Kaolin in etwa 120Ol Wasser gemischt. Dann wurde die Mischung kontinuierlich in einer konischen Raffinierungsvorrichtung bis zum Erreichen von 36 SR raffiniert, worauf 0,08 kg eines optischen Bleichmittels ("Calcofluor 4 MB), 0,8 kg Leim ("Aquapel 360 XZ") und 1,2 kg Kohilfsmittel ("Kymene 557") zugefügt wurden. Zu dieser Mischung wurde dann Wasser bis zum Doppelten des Suspensionsv/olumens zugegeben. Die Suspension wurde in den Beschickungsbottich einer kontinuierlichen Trommelmaschine mit einer verwendbaren Breite von etwa 55 cm übergeführt. Auf diese Weise wurden 40 kg Papier hergestellt, dessen Eigenschaften in Tabelle 6 (Test B) zusammen mit den Eigenschaften eines Vergleichspapieres nur aus 40 kg Cellulose (60 ⁰J₀ Birke, 20 ⁰Ja MODO und 20 % Kraft) (Test A) aufgeführt sind.

Ein Teil des aus dem die Polyäthylenfasern enthaltenden Halbstoffes hergestellten Papiers wurde zwischen zwei auf etwa 140 C. gehaltenen Walzen kalandriert; die Ergebnisse dieses Verfahrens sind ebenfalls in Tabelle 6 (Test Cj aufgeführt.

Die folgenden Beispiele zeigen die Verwendung von oberflächenaktiven Mitteln in der Polyolefinlösung.

Beispiel 17

In einen mit Heizmantel und Flügelrührer versehenen ISQ-l-rAutoklaven wurden 6 kg Polyäthylen mit den folgenden Eigenschaften eingeführte Schmelzindex β 4,1; Dichte « 0,9622; CH₃ Gruppen pro 100 Kohlenstoffatomen =0,1; Schmeltemperatur (durch DSC) ·» 133 C. Weiterhin wurden 30 g eines oberflächenaktiven Mittels aus äthoxyliertem Stearylamin und 70 1 technisches Hexan in den Autoklaven gegeben. Durch Erhitzen mittels Öl wurden die folgenden Bedingungen im Autoklaven eingestellt:

309836/1 114

Temperatur 150 C.

2
Gesamtdruck 7 kg/cm

Stickstoff- , _ . , 2
überdruck 1,6 kg/cm

Die Lösung wurde durch ein Rohr, das mit einem mit Wasserdampf erhitzten Mantel versehen war, zu einer Düse mit einem Durchmesser von 2 mm geführt, in die umgebende Atmosphäre ausgestoßen und in einem Abstand von 2,5 mm von der Aus— trittsdüse durch einen Stickstoffstrahl bei Zimmertemperatur getroffen, der aus einer zweiten Düse von 4 mm Durchmesser kam, die mit der ersten Düse einen Winkel von 50° bildete. .

Die Arbeitsbedingungen waren wie folgt:

Temperatur der Lösung an der Düse 15Θ C.

2 Druck der Lösung an der Düse 7,2 kg/cm

Stickstoffdruck an der Düse 21 kg/cm

Fließgeschwindigkeit der Lösung 100 kg/std

Auftreffgeschwindigkeit des Stickstoffs 320 m/sec

Das erhaltene Produkt wurde unter einem VISPAN (Richert) Mikroskop untersucht. Es bestand zu Θ0 ⁰Ja aus Fasern von 2-5 mm Länge und 1-5 ,u Durchmesser und zu 30 % aus flachen Fasern von 2-5 mm Länge, 20-50 ,u Breite und 1-5 ,u Dicke. Der Gehalt an Lösungsmittel lag unter 0,3 Gew.-i/o. Laut Messung mit einem

Perkin-Elmer-Sorptometer betrug des Oberflächengebiet des Produktes 2,9 m /g.

150 g der so erhaltenen Fasern wurden mit 350 g Cellulose (60 % Husum Birke, 20 % Husum Kraft und 20 % MODO Crown} in 25 1 Wasser gemischt. Die Mischung dispergierte sofort. Dann wurde die wässrige Mischung in einem Lorentzen-Wettres-Holländer raffiniert und nach geeigneter Verdünnung in üblicher Weise mittels einer Laboratoriums-Folienherstellungsmaschine zur Herstellung von Folien verwendet, deren Eigenschaften in Tabelle 7 aufgeführt werden.

309836/11U

OQ

Beispiel 1β_

In den Autoklaven von Beispiel 17 wurden 6 kg Polyäthylen mit den in Beispiel ^: 17 beschriebenen Eigenschaften, 30 g eines oberflächenaktiven Witteis aus Nonylphenoläthoxylat (molares Verhältnis von Nonylphenol/Athylenoxid = 1:6) und 70 l technisches Hexan gegeben. Nach Erhitzen mit Öl wurden im Autoklaven

die folgenden Bedingungen eingestellt:

Temperatur 155 C.

2 Gesamtdruck 6,2 kg/cm

• 2 Stickstoffüberdruck 1,6 kg/cm

In der in Beispiel 17 beschriebenen Vorrichtung waren die Düsen jedoch zur Bildung eines Winkels von 60 angeordnet. Die Lösung wurde wie in Beispiel 17 in die Atmosphäre ausgestoßen und in einem Abstand von 5 mm von der Austrittsdüse durch einen Stickstoffstrom bei Zimmertemperatur getroffen. Die Arbeitsbedingungen waren wie folgt: . Temperatur der Lösung an der Düse 175°C» Durchmesser der die Lösung ausstoßenden Düse 2 mm

Fließgeschwindigkeit der Lösung 108 kg/std

ο Druck der Lösung an der Düse 9 kg/cm

Durchmesser der Stickstoff ausstoßenden Düse 4 mm

Stickstoffdruck an der Düse 20 kg/cm

Auftreffgeschwindigkeit des Stickstoffs 370 m/sec

Das erhaltene Produkt bestand zu 80 % aus Fasern von 1-3 mm Länge und 1-10 ,u Durchmesser und zu 20 % aus flachen Fasern von 1-3 mm Länge, 20-50 ,u Breite

2 und 1-10 ,u Dicke, Das Oberflächengebiet des Produktes betrug 2,5 m /g.

309836/1114

150 g der so erhaltenen Fasern wurden mit 350 g Cellulose (60 % Husum Birke, 20 ¹Jt Husum Kraft und 20 % MODO Crown) in 25 1 Wasser gemischt, wodurch man eine sofortige, vollständige Dispersion der Fasern im Wasser erhielt. Gemäß Beispiel 1 wurden aus dieser wässrigen Mischung Folien hergestellt, deren Eigenschaften in Tabelle 7 aufgeführt werden.

Beispiel 19_

Der Autoklav von Beispiel 17 wurde mit 6 kg Polyäthylen von Beispiel 17, 30 g eines oberflächenaktiven Mittels aus Nonylphenoläthoxylat (1 Mol Nonylphenol pro 7,5 Mol Äthylenoxid) und 70 1 Heptan beschickt. Nach Erhitzen mit Öl wurden die folgenden Bedingungen im Autoklaven eingestellt:

Temperatur 165 C.

Gesamtdruck 7,0 kg/cm

2
Stickstoffüberdruck 2 kg/cm

In der in Beispiel 17 verwendeten Vorrichtung bildeten die Düsen einen Winkel von 85 . Die polymere Lösung wurde in die Atmosphäre ausgestoßen und in einem Abstand von 5 mm von der Austrittsdüse bei Zimmertemperatur von einem Kohlendioxidstrahl getroffen. Die Arbeitsbedingungen waren wie folgt: Temperatur der Lösung aus der Düse 172 C.

Durchmesser der die Lösung ausstoßenden Düse 2 mm

Fließgeschwindigkeit der Lösung 100 kg/std

2 Druck der Lösung an der Düse 9,0 kg/cm

Durchmesser der COp ausstoßenden Düse 4 mm

COp Druck an der Düse 19 kg/cm

Auftreffgeschwindigkeit des CO₂ 300 m/std

309836/11^4

Das Produkt bestand fast vollständig aus Fasern von 2-5 mm Länge und 1-5 ,u

Durchmesser; das Oberflächengebiet des Produktes betrug 2,5 m /g.

150 g der so erhaltenen Fasern wurden mit 350 g Cellulose (60 % Husum Birke, 20 i> MODO Crown und 20 $ Husum Kraft) in 25 1 Wasser gemischt und ergaben eine sofortige Dispergierung der Fasern.

Gemäß Beispiel 1 wurden aus dieser Paste Folien hergestellt, deren Eigenschaften in Tabelle 7 aufgeführt werden.

Beispiel 20

Der Autoklav von Beispiel 17 wurde mit 6 kg Polyäthylen von Beispiel 17, 30 g eines oberflächenaktiven Mittels aus einer Mischung von mit Äthylenoxid äth·- oxylierten C_1Q-C,p Alkoholen (molares Verhältnis der /vthoxylierung = 1:2) und 70 1 technischem Hexan beschickt.

Durch Erhitzen mit Öl wurden die folgenden Bedingungen im Autoklaven eingestellt:

ο
Temperatur 172 C.

Gesamtdruck 12 kg/cm

Stickstoffüberdruck 3,5 kg/cm

Bei der Vorrichtung von Beispiel 17 waren die Düsen zur Bildung eines Winkels von 65° angeordnet. Die so erhaltene Polyäthylenlösung wurde durch die Düse ausgestoßen und in einem Abstand von etwa 3 mm von der Austrittsdüse durch einen Stickstoffstrom bei Zimmertemperatur getroffen. Die Arbeitsbedingungen

waren wie folgt:

Temperatur der Lösung an der Düse 190 C.

Durchmesser der die Lösung ausstoßenden Düse 2 mm

Fließgeschwindigkeit der Lösung 105 kg/std

2 Druck der Lösung an der Düse 12 kg/cm

- 309836/11U

Durchmesser der Stickstoff ausstoßenden Düse 4 mm Druck des Stickstoff an der Düse 21 kg/cm

Auftreffgeschwindigkeit des Stickstoffs 320 m/sec

Das so erhaltene Produkt bestand vollständig aus Fasern von 1-3 mm Länge und

2 1-20 /U Durchmesser. Das Oberflächengebiet des Produktes betrug 4,5 m /g.

150 g der so erhaltenen Fasern wurden mit 350 g Cellulose (60 % Husum Birke, 20 % Husum Kraft und 20 % MODO Crown) in 25 1 Wasser gemischt und ergaben eine sofortige, vollständige Dispergierung. Gemäß Beispiel 1 wurden aus dieser Paste Folien hergestellt, deren Eigenschaften in Tabelle 7 aufgeführt werden.

Beispiel <M

Der Autoklav von Beipsiel 17 wurde mit 7 kg Polyäthylen von Beispiel 17, 3 kg eines calcinierten Tones mit 95% seiner Teilchen mit einer Größe unter 10 ,u, 35 Q eines oberflächenaktiven Mittels aus dem Kondensationsprodukt aus 1 Mol Stearinsäure mit 5,5 Mol Athylenoxid und 80 1 technischem Hexan beschickt. Durch Erhitzen wurden im Autoklaven die folgenden Bedingungen eingestellt:

Temperatur 14B C.

2 Gesamtdruck 7,7 kg/cm

2 Stickstoffüberdruck 2,2 kg/cm

Bei der in Beispiel 17 verwendeten Vorrichtung waren die Düsen zur Bildung eines Winkels von 55 angeordnet; die das Polyäthylen in Lösung enthaltende Mischung wurde durch die Düse in die Atmosphäre ausgestoßen und in einem Abstand von etwa 4 mm von der Austrittsdüse durch einen Sauerstoffstrom bei Zimmertemperatur getroffen. Die Arbeitsbedingungen waren wie folgt:

309836/11U

Temperatur der Lösung an der Düse 151 C.

Durchmesser der die Lösung ausstoßenden Düse 2 mm

Fließgeschwindigkeit der Lösung 70 kg/std

Druck der Lösung an der Düse 6 kg/cm

Durchmesser der Sauerstoff ausstoßenden Düse 4 mm

2 Sauerstoffdruck an der Düse 21 kg/cm

Auftreffgeschwindigkeit des Sauerstoffs 320 m/sec

Das so erhaltene Produkt bestand zu 80 % aus Fasern von 3-5 mm Länge und 1-5 >u Durchmesser und zu 20 % aus flachen Fasern von 3-5 mm Länge, 20-50 ,u
Breite und 1-5 ,u Dicke. Das Oberflächengebiet des Produktes betrug 2,5 m /g und die Dichte (bei 23°C.) 1,163 g/ccm.

'150 g der so erhaltenen Fasern wurden zusammen mit 350 g Cellulose (60 %
Husum Birke, 20 % Husum Kraft und 20 % MODO Crown) in 25 1 Wasser geknetet
und ergaben eine sofortige vollständige Dispergierung. Gemäß Beispiel 1 wurden mit dieser Paste Folien hergestellt, deren Eigenschaften in Tabelle 7 aufgeführt werden.

Beispiel 22

Der Autoklav von Beispiel 17 wurde mit 7 kg Polyäthylen von Beispiel 17, 3 kg des in Beispiel 21 beschriebenen Tones, 35 g eines oberflächenaktiven Mittels aus dem Monolaurinester von Sorbit und BO 1 technischem Hexan beschickt. Durch Erhitzen wurden im Autoklaven die folgenden Arbeitsbedingungen eingestellt:

Temperatur 147°C.

2
Gesamtdruck 6,7 kg/cm

2
Stickstoffüberdruck 3,5 kg/cm

309836/ 1 1U

Bei der in Beispiel 17 beschriebenen Vorrichtung waren die Düsen zur Bildung eines Winkels von 70 angeordnet. Die das Polyäthylen in Lösung enthaltende Mischung wurde zur Düse geführt, in die umgebende Atmosphäre augestoßen und in einem Abstand von etwa 4 mm von der Austrittsdüse durch einen Sauerstoffstrom bei Zimmertempperatur getroffen. Die Arbeitsbedingungen waren wie folgt:

Temperatur der Lösung an der Düse 165

Durchmesser der die Lösung ausstoßenden Düse 2 mm Fließgeschwindigkeit der Lösung 60 kg/std

Druck der Lösung an der Düse 8,3 kg/cm

Durchmesser der Sauerstoff ausstoßenden Düse 4 mm Sauerstoffdruck an der Düse 20 kg/cm

Auf treff geschwindigkeit des Sauerstoffs 320 m/sec

Das so erhaltene Produkt bestand zu 70 % aus Fasern von 1-5 mm Länge und 1-20 ,u Durchmesser und zu 30 °(a aus flachen Fasern von 1-5 mm Länge, 20-50 ,u

2 Breite und 1-20 ,u Dicke. Das Oberlächengebiet des Produktes betrug 2,5 m /g

und die Dichte (bei 23°C.) 1,166 g/ccm.

Eine Mischung aus 150 g der so erhaltenen Fasern und 350 g Cellulose (60 °/fa Husum Birke, 20 ^ Husum Kraft und 20 % MODO Crown) wurde in 25 1 Wasser geknetet und ergab eine sofortige vollständige Dispergierung. Gemäß Beispiel 1 wurden mit dieser Paste Folien hergestellt, decen Eigenschaften in Tabelle 7 aufgeführt werden.

Beispiel 23

Der in Beispiel 17 beschriebene Autoklav wurde mit 7 kg Polyäthylen von Beiepiel 17, 3 kg calciniertem Ton von Beispiel 21, 35 g eines oberflächenaktiven Mittels aus einer mit Äthylenoxid äthoxylierten C₁₀-C₁₂ Alkoholen (molares

*■

"*·" 309836/111*

Verhältnis der Äthoxylierung = 1:5) und 80 1 technischem Hexan beschickt. Durch Erhitzen wurden im Autoklaven die folgenden Arbeitsbedingungen eingestellt:

Temperatur 169 C,

Gesamtdruck 10,9 kg/cm *

Stickstoffüberdruck 2,8 kg/cm

Die Mischung wurde durch ein Rohr, das von einem mit Wasserdampf erhitzten Mantel umgeben war, durch eine Düse in die umgebende Atmosphäre ausgestoßen und in einem Abstand von etwa 2,5 cm von der Austrittsduse durch einen gesättigten Wasserdampfstrom getroffen, der aus einer zweiten, im Winkel von Ü5° angeordneten Düse stammte. Die Arbeitsbedingungen waren wie folgt: Temperatur der Lösung an der Düse 180 C.

Durchmesser der die Lösung ausstoßenden £Düse 2 mm

Fließgeschwindigkeit der Lösung 105 kg/std

2 Druck der Lösung an der Düse . 11,5 kg/cm

Durchmesser der Wasserdampf ausstoßenden Düse 4 mm

Ayftreffgeschwindigkeit des Wasserdampfes 450 m/sec

Das so erhaltene Produkt bestand zu 90 "}Ό aus Fasern von 2-5 mm Länge und 1-5 ,u Durchmesser und zu 10 °/a aus flachen FaseJm von 2-5 mra Länge, 20-50 ,u Breite und 1-5 ,u Dicke. Die Dichte des Produktes (.bei 23¹^C.) betrug 1,168 g/ccm.

Eine Mischung aus 150 g der so erhaltenen Fasern und 350 g Cellulose (60 % Husum Birke, 20 % Husum Kraft und 20 °/> MODO Crown) wurde mit 25 1 Wasser geknetet, und ergab eine sofortige, vollständige, homogene Dispersion. Gemäß Beispiel 1 wurden mi,t dieser Paste Folien hergestellt, deren Eigenschaften in Tabelle 7 aufgeführt werden.

~~ 309836/1114

Beispiel 24

-In einen mit Heizmantel und Rührer versehenen 50-1-Autoklaven wurden 1,4 kg Polyäthylen (hergestellt mit Ziegler-Katalysatoren ohne Träger) mit den folgenden £igenschafteru Schmelzindex = 1B; Dichte = 0,9630; Anzahl der CH Gruppen pro 100 Kohlenstoffatome = 0,26; Schmelztemperatur (DSC) = 133°C. zusammen mit 0,6kg vermahlenen Calciumcarbonat mit 90 % seiner Teilchen in einer Größe unter 10 /U, 40 g eines oberflächenaktiven Mittels aus mit 4 Mol Äthylenoxid äthoxyliertem Alkylphenol und 14 1 technisches Hexan gegeben.

Dann wurde die Mischung im Autoklaven durdh Zirkulieren von Wasserdampf im

Mantel bis zu den folgenden Bedingungen erhitzt:

Temperatur 150°C.

2 Druck 5,4 kg/cm

Die das Polyäthylen in Lösung enthaltende Mischung wurde durch eine Düse von 2 mm Durchmesser in die Atmosphäre ausgestoßen und in einem Abstand von etwa 5 mm von der Austrittsdüse durch einen gesättigten Wasserdampfstrahl getroffen, der aus einer Im-Winkel von etwa 90 angeordneten, zweiten Düse von 4 mm Durchmesser stammte. Die Arbeitsbedingungen waren wie folgt: Fließgeschwindigkeit der Lösung 15 kg/std

Auftreffgeschwindigkeit des Wasserdampfes 420 m/sec

Das so erhaltene Produkt bestand zu 70 % aus Fasern mit 1-3 mm Länge und 1-15 «u Durchmesser und zu 30 ^ aus flachen Fasern von 1-3 mm Länge, 50-100 ,u Breite und 1-15 /U Dicke. Der Gehalt an Lösungsmittel lag unter 0,3 Gew.-JJO; die Dichte des Produktes (bei 23°C.) betrug 1,162 g/ccm.

309836/1 IU

«•ι

Eine Mischung aus 150 g der so erhaltenen Fasern und 350 g Cellulose (60 % Husum Birke, 20 ^ Husum Kraft und 20 $ MODO Crown) wurde mit 25 1 Wasser geknetet und ergab eine sofortige Dispergierung der faserartigen Mischung im Wasser. Gemäß Beispiel 1 wurden mit der so erhaltenen Paste Folien hergestellt, deren Eigenschaften in Tabelle 7 aufgeführt werden. Beispiel 25

Dieses Beispiel zeigt die Herstellung von Fasern aus einer Polyäthylenlösung ohne oberflächenaktive Mittel, wobei die Dispergierbarkeit der so erhaltenen Fasern in Wasser mit derjenigen der in Anwesenheit eines oberflächenaktiven Mittels hergestellten Fasern (siehe die vorhergehenden Beispiele) verglichen wird.

Der Autoklav von Beispiel 24 wurde mit 2 kg Polyäthylen von Beispiel 24, 0,260 kg Talkum und 20 1 technischem Hexan beschickt. Durch Erhitzen wurden die folgenden Bedingungen eingestellt:

Temperatur 152 C.

2
Druck 5,2 kg/cm

Die das Polyäthylen in Lösung enthaltende Mischung wurde durch eine Düse von 2 mm Durchmesser in die Atmosphäre ausgestoßen und in einem Abstand von 1,5 mm von der Austrittsdüse durch einen Kohlendioxidstrahl aus einer zweiten Düse von 4 mn Durchmesser in einem Winkel von 90 getroffen. Die Arbeitsbedingungen waren wie folgt:

Fließgeschwindigkeit der Lösung 15 kg/std

Auftreffgeschwindigkeit des CO₂ 450 m/sec

309836/11U

L.

Das so erhaltene Produkt bestand zu 70 °J» aus Fasern von 1-2 mm Länge und 1-20 ,u Durchmesser und zu 30 % aus flachen Fasern von 1-2 mm Länge, 50-100 ,u Breite und 1-20 ,u Dicke. Die Dichte des Produktes (bei 23°C.) betrug 1,050 g/ccm.

150 g der so erhaltenen Fasern und 350 g Cellulose (60 °/o Husum Birke, 20 % Husum Kraft und 20 % MODO Crown) wurden in 25 1 Wasser gemischt. Die Erzielung einer guten Dispersion erforderte etwa 5 Minuten. Dann wurde die Paste wie in Beispiel 1 zu Folien verarbietet, deren Eigenschaften in Tabelle 7 aufgdührt werden.
Beispiel 26

Der Autoklav von Beispiel 17 wurde mit 7 kg Polyäthylen von Beispiel 17, 20 g eines oberflächenaktiven Mittels aus einem äthoxylierten Stearylamin, ÜO 1 technischem HBxan und 3 kg des calcinierten Tones von Beispiel 21 beschickt. Durch Erhitzen wurden im Autoklaven die folgenden Bedingungen eingestellt:

Temperatur 169°C.

2 Gesamtdruck 10,9 kg/cm

2 Stickstoffüberdruck 2,8 kg/cm

Die das gelöste Polyäthylen enthaltende Mischung wurde über ein Rohr, das von einem mit Wasserdampf "erhitzten"Mantel" umgeben war, zu einer Düse geführt und in die Atmosphäre ausgestoßen, wo sie in einem Abstand von 2 mm von der Austrittsdüse im rechten Winkel von einem gesättigtem Wasserdampfstrahl getroffen wurde. Die Arbeitsbedingungen waren wie folgt: Temperatur der Lösung an der Oüse 1B0°C.

Durchmesser der die Lösung ausstoßenden Düse 2 mm Fließgeschwindigkeit der Lösung 150 kg/std

Druck der Lösung an der Düse 11,5 kg/cm

309836/11U

Durchmesser der Wasserdampf ausstoßenden Düse 4 mm Auftreffgeschwindigkeit des Wasserdampfes 450 m/sec

Das so erhaltene Produkt bestand zu 70 % aus Fasern von 1-3 mm Länge und 1-15 ,u Durchmesser und zu 30 % aus flachen Fasern mit 1-3 mm Länge, 20-50 ,u Breite und 1-15 ,u Dicke. Die Dichte des Produktes (bei 23°C.) betrug 1,166 g/ccm.

Eine Mischung aus 150 g der so erhaltenen Fasern und 350 g Cellulose (60 ^d Husum Birke, 20 % Husuoi Kraft und 20 % MODO Crown) wurde mit 25 1 Wasser geknetet und ergab sofort eine homogene Dispersion. Gemäß Beispiel 1 wurden aus die-acr Paste Folien hsrgestellt, deren Eigenschaften in Tabelle 7 aufgeführt werden.

Die folgenden Beispiele zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die auftreffende fließbare Masse geometrisch koaxial zu der die Lösung ausstoßenden Düse verwendet wird.

Beispiel 27

In einen mit Heizmantel und Flügelrührer versehenen 20-1-Autoklaven aus rostfreiem Stahl wurden 800 g Polyäthylen, erhalten mit Ziegler-Katalysatoren im nicht-modifizierten Monostadium mit den folgenden Eigenschaften: Schmelzindex = 1,6; Dichte - 0,9525; Anzahl der CH₃ Gruppen pro 100 Kohlenstoffatome ^0,1; Schmelztemperatur (DSC) = 133 C; zusammen mit 6 g eines oberflächenaktiven Mittels aus äthoxy.liertem Stearylamin und 10 1 technischem Hexan eingeführt. Durch Erhitzen mit Öl wurden im Autoklaven die folgenden Bedingungen eingestellt:

309836/11U

Temperatur	185 C.
Gesamtdruck	ρ 13,0 kg/cm
Stickstoffüberdruck	2 3,5 kg/cm

So erhielt man eine Lösung aus Polyäthylen in Hexan. Zur Herstellung von Fasern aus dieser Lösung wurde ein System ringförmiger, koaxialer Düsen der in Fig. 3 beschriebenen Art mit den folgenden Eigenschaften verwendet: Durchmesser der die Lösung ausstoßenden Düse (3) 2 mm

Durchmesser der die auftreffende, fließbare Masse . ausstoßenden Düse (4)

Länge der Kammer (5) 10,4 mm

maximaler Durchmesser von Kammer (5) 7,5 mm

Winkel ^ . 80°

Wie in Fig. 3 wurde die Polyäthylonlösung durch eine thermisch isolierte Leitung in Leitung (i) eingeführt, während der gesättigte Wasserdampf in Leitung (2) geleitet wurde. Die Arbeitsbedingungen waren wie folgt: Fließgeschwindigkeit der Lösung 105 kg/ std

Auftreffgeschwindigkeit des Wasserdampfes 210 m/sec

Das erhaltene Produkt bestand zu 90 °jo aus Fasern von 4-5 mm Länge und 1-5 ,u Durchmesser und zu 10 % aus flachen Fasern von 4-5 mm Länge, 15-20 ,u Breite

2 und 1-5 yU Dicke. Das Oberflächengebiet des Produktes betrug etwa 4 m /g.

Beispiel 28

In den Autoklaven von Beispiel 27 wurden 900 g Polyäthylen von Beispiel 27 und 10 1 technisches Hexan eingeführt. Durch Erhitzen mit Öl wurden im Autoklaven die folgenden Bedingungen eingestellt:

Temperatur 170 υ.

Gesamtdruck 11,9 kg/cm

Stickstoffüberdruck 3,5 kg/cm

""" 309836/11U

Die Faserherstellung erfolgte in der Düsenvorrichtung von Beispiel 27, jedoch bei einem Winkel von 50 .

Über ein Rohr, das von einem mit Wasserdampf erhitzten Mantel umgeben war, wurde die Polyäthylenlösung in Leitung (1) geleitet, während ein Stickstoffstrom in Leitung (2) eingeführt wurde. Die Arbeitsbedingungen an den Düsen waren wie folgt:

Temperatur der Lösung 18 190 C.

Fließgeschwindigkeit der·Lösung 95 kg/std

Auftreffgeschwindigkeit des Stickstoffs 320 m/sec

Das so erhaltene Produkt bestand fast vollständig aus Fasern von 4-5 rnm Länge und 1-3 /U Dicke. Das Oberflächengebiet des Produktes betrug 3,5 m /g.

Beispiel 29

In den Autoklaven von Beispiel 27 wurden 720 g Polyäthylen mit hohem syndiotaktischem Index, erhalten mit Ziegler-Katalysatoren, mit den folgenden Eigenschaften: Schmelzindex = 6,5; Dichte = 0,9083; Schmelztemperatur (DSC) = 16Ü°C. •zusammen mit 6 g eines oberflächenaktiven Mittels aus der Kondensation van 1 Mol Stearinsäure mit 5,5 Mol Äthylenoxid und 10 1 technischem Hexan eingeführt.

Durch Erhitzen wurden im Autoklaven die folgenden Bedingungen eingestellt:

ο
Temperatur 171 C.

Gesamtdruck 8,8 kg/cm

Stickstoffüberdruck 3,0 kg/cm

Die Faserherstellung erfolgte im ringförmigen Düsensystem von Beispiel 27,

ο
owbei jedoch der Winkel A 45 betrug.

309836/1114

Durch ein Rohr, das mit einem mit Wasserdampf erhitzten Mantel versehen war, wurde Leitung (i) mit einer Polypropylenlösung beschickt, während Leitung (2) mit einem Sauerstoffstrom beschickt wurde. Die Arbeitsbedingungen an den Düsen waren wie folgt:

Temperatur der Lösung 190 C.

Flieii^eschwindigkeit der Lösung 90 kg/std

Auftreffgeschwindigkeit des Sauerstoffstromes 420 m/sec

Das so erhaltone Produkt bestand vollständig aus Fasern von 4-5 mm Länge und

2 1-3 ,u Durchmesser. Das übarflächengebiet betrug 4 m /g.

Tn dßn folgenden Tabellen wurden die Eigenschaften gemäß den ATICELCA Vorschriften (Associazione Tecnici Italiani Cellulosa e Carta} bestimmt.

309836/1 IU

Tabelle 1

Schlagen Gewicht Dicke R.S. g/cm η,

Bruchbeiast. kg

Dehnung bei Bruch

Länge bei

Bruch m

Berstfestigk, kg/cm

Oo <D ir,

-^Beispiel 4

25,5

34

45

61
58
59

2,1

2,5
3,0

2,0
2,0
2,0

2300 2900 2450

0,7
Ο,β
0,9

Reißfestigk. Porösität g

RAUMA-Cellulose*	22	61	130	44	2,5	4600	1,5	54	1550
J	27	64	130	43	2,5	4500	1,7	55	920
	35,5	62	120	4,7	2,5	5000	2,0	53	450
	4Γ	62	120	5.5	2.0	5900	2,1	50	320
Beispiel 1	21,5	62	150-200	1,9	2,0	2000	0,5	57	2050
	27	61	140-200	2,5	2,0	2750	0,8	60	850
	34	59	100-180	2,3	2,0	2600	0,9	60	450
	42	57	140	2,5	2,5	3000	0,B	50	300
Beispiel 2	22,5	64,	120-150	2,6	2,0	2700	0,9	70	1650
	34	63	120-140	2,6	1,5	2750	1,0	70	650
	42	67	120-150	3,5	1,5	25Ü0	1,2	70	250
	52	67	120-130	3,5	1,5	25Q0	1.2	64	100

3b
37
33

1000

1150

500

* m SuIfit-Koniferencellulose

fO LO O OO CO CO CD

Schlagen R.S. 2 Gewicht; g/m

RAUMA-Cellulose

28

44

54

66,6 65,7 65,8 66,4

,Bruchbelastung; kg 2,5 3,2 2,8 3,6

Dehnung bei Bruch; %

2,4 2,4 2,3 2,9

Länge bei Bruch; m 2500 3250 2850 3600

Tabelle

70 % RAUMA, 30 > Poly

äthylenfasern- ..

25

36

57

62,20 63,92 61,20 66,4QJ 1,52 1,90 1,63 1,98

2,3 2,6 2,4 2,6

1659 2000 1800 2000

72

80

Reißfestigk.; g 112 92 104

* Cellulose, hergestellt von der Firma Mooch Domsjö Co.

64

MODQ-Fasern*

34

44

56

64,4 62,2 64,5 63,6

3,8
2,6

4,3 4,7
3,2 3,2

400C 4450 4900

84

84

64

70 % MODO, 30 % Polyäthylenfasern

25

35. 45

63,96 60,92 61,16 61,64 1,97 1,66 2,06 2,56

2,6 1,8 2,0 2,9
2050 1800 2250 2750

94

74

72

•	Birkencelluloss*	33	43	58	70 %	Tabelle 2 Fortsetzung	2,04'	36 47	Kraft-Cellulose**	35	45	56	70 i» Kraft, 30 # äthylenfasern <	41	45	PoIy-
	25	65,0	67,0	65,0	22	Birke, 30 ^ Poly äthylenfasern	2,4	66,80 60,60	25	67,0	65,7	64,0	28	65£0	67,40	57
Schlagen S.R.	72,4	3,5	4,9	4,8	28	2150	"2,17 2,23	57,2	"7,O"	6,5 ~	7,9	64,20	""2,86"	3,18"	65,08
Gewicht; g/m	kg 2,5	2,5	3,2	3,4	65,76 63,80	68	2,9 2,7	5",3~"	3,7	3,2 '	3,8	2,'61"	3,2	3,3	3,ΐ6,
Bruchbelastung;	2,2	3550	4850	4900	1,63	2150 2500	3,1	6950	6650	7550	3,4	2900	3150	3,0
Dehnung bei Bruch; "ja	; m 2300	80	80	60	2,3	60 56	5300	108	132	104	2700	100	116	3200
Länge bei Bruch	60			1650		124		108		120
Reißfestigk.; g		52

* Cellulose aus Birkenholz . ** gebleichte Sulfatcellulose

CJ CD

to CD

- 45 -Tabelle 3

	Cellulose aus 60 Birke, 20 % MODO und 20 % Kraft	36,5	47,5	56	Beispiel 6	26,5	38	53	Beispiel 7	39	47,5
Schlagen; H	.S. 26	62	80	61	20,5	62	60	61	25	60	60
Gewicht; g/n·2	61	8	8	8	63	3,5	3,8	4,3	60	4	4,2
Bruchbe lastung ; kg	6,7	2,5	2,5	2,5	3,7	2,5	2,5	2,5	3,5	2,5	2,5
Dehnung bei Bruch; 0J0	2,5	8600	8830	8750	2,5	3760	4220	4700	2,5	4370	4590
Länge bei Bruch; m	7320	44	40	38	2850	39	39	38	3825	41	40
Reißfestig keit; g	41		40			40

309836/1114

	RAUMA	Cellulose	41,5	52	. Tabelle	30	40,5	4	Beispiel 10	29	38	46,5
	25,5	33	56	67	Beispiel 9	61	61		24	59	61	62
Schlagen; S.R.	62	67	4,4	5,0'	21,5	2,3	2,6	50	60	2,4	2,7	2,8
2 Gewicht; g/m	3,8	4,5V	2	2,5	61	2	2	öl	1,9	2,5	2,5	2
Bruchbelastung; kg	% 2,5	2,5	4450	4975	2,1	2500	2SQ0	2,6	2	2700	2950	3000
Dehnung bei Bruch;	4000	4480	52	55	2,5	4Π	40	2,5	2100	40	40	35
Länge bei Bruch; tn	62	5Θ			2300		3050	40
Reißfestigkeit; g			40	3B

Schlagen; S.H.

2 Gewicht; g/m Bruchbelastung; kg Dehnung bei Bruch; LSnge bei Bruchj. m Heißfestigkeit; g

Tabelle 4 Fortsetzung

Beispiel 11	26,5	37,5	44	Beispiel 12	2G	31,5	40,5
22	62	61	58	18	62	60	5?
61	2,3	2,7	2,8	62	1,9	2,1	2,6
2	2 ν	2	2	1,5	2	2	2
2	2470	2550	320C	2	2050	2300	3050
2iBÖ~	40	37	34	' '1600	41	40	32 .
40			40

K> CJ CD OO CO CO CD

Tabelle 5

•	Cellulose aus 60 ^ Birke, 20 °/0 MODO und 20 % Kraft	38,5	47,5	56	Beisp. 13	Beisp. 14	Beisp. 15
Schlagen S.R.	26	62	60	61	37,6	37,7	37,2
2 Gewicht; g/m	61	8	8	θ	60	52	60-
t Bruchbelastung; kg	6,7	2,5	2,5	2,5	.4,1	4,1	4,7
Dehnung bei Bruch; %	2,5	8600	8830	8750	■2,9	2,8	2,8
Länge bei Bruch; m	7320	44	40	38	4670	5400	5410
Reißfestigkeit; g	41		38	20	50

	A	Tabelle	B	6 .
	70,4	68,1	C
Gewicht; g/m"	6,6	3,51	69,5
Bruchbelastung in Längsrichtung; kg	2,04	, -1,35	4,8
Bruchbelastung in Querrichtung; kg	6300	•3440	1,8
Länge bei Bruch in Längsricht.; m	1930	1350	4250
Länge bei Bruch in Querricht.; m	4110	2400	1800
durcnschnittl. Länge bei Bruch; m	3,1	3,0	3020
Dehnung bei Bruch in Längsricht.; $	5,3	3,8	3,0
Dehnung bei Bruch in Querricht.; 1Jd		3,9

U) O CO

■ Tabelle 7 Beispiel 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

Schlagen bei 22°C.;
S.R.

Gewicht; g/m
Bruchbelastung; kg
Dehnung bei Bruch; %
Länge bei Bruch; m

41	45,5	40	37,5	35	43	33	38	38,5	38
63,8	64	65,5	66,6	62,5	64,3	65,9	62,4	64,4	63,8
5,35	5,09	5,61	4,20	4,72	4,62	5,33	4,08	5,56	4,70
2,3	2,05	2,4	1,9	2,3	2,0	2,9	2,2	2,3	2,0
5258	4962	5431	4026	4980	4485	4871	4087	5180	4595

CO O OO <D

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1.- Verfahren zur Herstellung synthetischer Fasern solcher Größe, daß sie ohne vorheriges Schneiden nach üblichen Verfahren zur Herstellung von Papier geeignet sind, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Lösung aus einem polyolefinischen Material und einem Lösungsmittel bei einer höheren Temperatur als dem Siedepunkt des Lösungsmittels unter normalen Bedingungen und unter autogenem oder mehr als autogenem Druck herstellt, diese Lösung unter den oben angegebenen Bedingungen durch eine Düse in eine Zone niedrigeren Druckes ausstößt, die ausgestoßene Lösung in dieser Zone niedrigeren Druckes sich mindestens teilweise expandieren läßt und auf die mindestens teilweise expandierte Lösung dann einen Strahl einer fließbaren Masse mit hoher Geschwindigkeit bei einer Temperatur unter der Temperatur der Lösung und in einem Winkel zur Ausstoß-_λrichtung der Lösung auftreffen läßt.

   2.- Verfahren rech Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Richtung der fließearen Masse mit hoher Geschwindigkeit und die Richtung der ausgestoBenen Lösung gebildete Winkel .zwischen 30 und 90 liegt.

   3.- Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyolefinmaterial Polyäthylen verwendet wird.

   4.~ Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyolefinmaterial ein Polyäthylen mit geringeren Mengen darin eirpolymerisierten, unterschiedlichen monomeren Einheiten verwendet wird.

   5,- Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyolefinmaterial'ein Polypropylen verwendet wird, das im wesentlichen aus isotaktischen Makromolekülen besteht.

   6,- Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyolefimaterial ein Mischpolymerisat aus mindestens zwei Qtfinen verwendet wird.

   309836/11U

   ?.— Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung neben den Polyolefinmaterial mindestens ein Polymerisat mit polaren Gruppen umfaßt.

   8,- Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftreffgeschwindigkeit des Strahl der fließbaren Masse hoher Geschwindigkeit zwischen 200-600 ra/sec liegt.

   8.- Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl der fließbaren Masse hoher Geschwindigkeit Wasserdampf ist.

   10.- Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der Richtung der fließbaren Masse und der ausgestoßenen Lösung zwischen 80

   und 85° liegt.

   dar-Strahl aus 11i— Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß/der fließbsren

   Masse hoher Geschwindigkeit aus Kohlendioxid bei Zimmertemperatur besteht.

   12,- Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der Richtung der fließbaren Masse und dsr ausgestoßenen Lösung zwischen und 85° liegt.

   13.- Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl aus der fließbaren Masse hoher Geschwindigkeit aus Stickstoff bei Zimmertemperatur besteht.

   14.- Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der Richtung der fließbaren Masse und der ausgestcßenen Lösung zwischen 50 und 55° liegt.

   15.- Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl aus der fließbaren Masse hoher Geschwindigkeit aus Sauerstoff bei Zimmertemperatur besteht.

   309836/1 1 U

   16.— Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwi schen der Richtung der fließbaren Masse und der ausgestoßenen Lösung zwischen 40° und 60° liegt.

   17,- Verfahren nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Zone niedrigeren Druckes atmosphärischen Druck hat.

   18,- Verfahren nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die PoIy- olefinlösung ein oberflächenaktives Mittel enthält.

   19.— Verfahren nach Anspruch 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die fließbare Masse hoher Geschwindigkeit in Form einer Masse verwendet wird, die sich geometrisch koaxial zu der die Polyolefinlösung ausstoßenden Düse bewegt.

   20,- Verfahren nach Anspruch 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Lösung mindestens 60 C. über der Siedetemperatur des Lösungsmittels unter normalen Bedingungen liegt.

   21.— Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel Hexan verwendet wird.

   22.— Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel Heptan verwendet wird.

   23.- Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel Trichlorfluormethan verwendet wird.

   24,- Verfahren nach Anspruch 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Poly olefinlösung mit einer Geschwindigkeit von 1000—200 000 m/std ausgestoßen wird.

   25,— Verfahren nach Anspruch 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Poly—, olefinlösung sehr fein zerteilte, anorganische Materialien enthält.

   309836/1114

   26,— Fasern zum vollständigen oder teilweisen Ersatz von Cellulosefasern bei der Herstellung von Papieren, hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 25.

   27.- Die Verwendung der Fasern gemäß Anspruch 26, gegebenenfalls zusammen mit cellulosisehen Fasern, zur Herstellung von Papier.

   Der Patentanwalt:

   309836/1 114

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