DE2064932C3 - 31.10.69 Japan 86842-69 Verfahren zur Herstellung von Papier aus synthetischen Fasern Ausscheidung aus: 20 12 918 Hitachi Chemical Co., Ltd., Tokio - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung von synthetischem Papier.

Die Herstellbarkeit von synthetischen Papieren ist in ' Anbetracht der ausgezeichneten Eigenschaften der ^l ^synthetischen Materialien bereits intensiv untersucht J worden. Bisher wurde jedoch noch kein Verfahren .'* gefunden, das sowohl hinsichtlich der Verfahrensfüh-¹V rung als auch wirtschaftlich zufriedenstellend gewesen .wäre. Der Grund dafür liegt sowohl im beträchtlichen ^"'kostenunterschied zwischen dem Faserbrei aus synthe- ;:"■'' tischem Material und demjenigen aus natürlichen "·; Materialien sowie ferner darin, daß eine gute mechanische Verfilzung, wie sie für die Papierherstellung notwendig wäre, bei Kunststoffen schwierig zu erreichen ist.

Der Kostenunterschied ist darauf zurückzuführen, CiQ die Kunststoffe selbst teuer sind und der kunststoffhaltige Faserbrei über ein Spinnverfahren hergestellt wird, das selbst nur geringe Produktivität aufweist Die durch Verspinnen erhaltenen Fasern werden auf geeignete Längen geschnitten. Um die - -Kosten zu senken, wurde hauptsächlich versucht, die - Produktivität des Spinnprozesses zu verbessern.

Die Erzielung der mechanischen Verfilzung der Fasern ist bei Kunststoffen ebenfalls sehr problematisch: Fasern für Papierfaserbreie aus Kunststoff sind ■ "durch Mahlen bzw. Zerschlagen nur schwierig herzu- * ttelien, insbesondere ist die Zerfaserung mangelhaft. >^r Das daraus erzeugte Papier hat mithin keine brauchbare ' Naßfestigkeit, da die Fasern praktisch nicht verfilzt sind. Ohne Anwendung eines besonderen Bindemittels oder Zumischen von Faserbrei aus natürlichen Fasern kann ,daher kein Papier erzeugt werden, und die Festigkeit 'des Papiers im getrockneten Zustand beruht allein auf der Bindewirkung des Bindemittels oder der bei der HersteUungzugemischten natürlichen Fasermasse

Abgehend von Kunststoffen erzeugte Brei asern haben im allgemeinen - abgesehen von PolyvinylalkohSera - eine hohe Elastizität im Naßzustand und suid nicht miteinander verträglich. Entsprechend sind daraus nur Papiere von geringer Fkchen- bzw. Faserdichte.d.h.grobePapiere.herstellbar

Weiter ist die Festigkeit im trockenen Zustand bei Verwendung von synthetischen Fasern ungleich im Gegensatz zu Produkten aus einem natürlichen Faserbrei nicht nur wegen der schlechten mechanischen Verfilztng gering, sondern auch aufgrund fehlender Wasserstoffbrückenbindungen beruhender Wechselwirkung zwischen den Fasern. ..... ,

Es wurde daher bereits verschiedentlich versucht, eine der Wasserstoffbrückenbindung entsprechende Haftung zu erzielen. So wurde beispielsweise ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem die Neigung nichtacetylierter Polyvinylalkoholfasern zur Lösung und Haftung im wasserhaltigen Zustand ausgenutzt werden soll, ferner ein Verfahren zur Papierherstellung aus einer Mischung von nicht-acetylierten Polyvinylalkoholfasern als Haftmittel zusammen mit anderen Fasern sowie ein Verfahren, bei dem den Fasern ein schmelzbarer Kunststoff in faseriger oder pulveriger Form zugesetzt, die resultierende Mischung zu Papierbahnen verarbeitet getrocknet und darauf zur Erzielung einer Haftung aufgeheizt wird, sowie schließlich ein Verfahren zur Imprägnierung und Beschichtung von Fasern mit einer Klebmittellösung. Daneben ist ein Verfahren zur Herstellung von Papier aus einer Mischung von synthetischen mit natürlichen Fasern zur Verstärkung der Festigkeit der synthetischen Fasern angegeben worden.

Zur Lösung des erwähnten F^oblems der Zerfaserung von synthetischem Material wurde beispielsweise in der JA-PS 2 64 543 ein Verfahren zum Zerschlagen und Zerfasern von Polyvinylalkoholfasern in Gegenwart eines grenzflächenaktiven Mittels unter unvollständiger Acetylierung beschrieben; in der JA-PS 4 18 361 wird ein Verfahren zum Zerschlagen von Acrylfasern in einer verdünnten wäßrigen Lösung einer starken Säure angegeben, und der JA-PS 4 28 833 ist schließlich ein Verfahren zu entnehmen, bei dem Polyamid-, Acryi- oder Polyesterfasern in Gegenwart eines Quellmittels heftig gerührt werden.

Keines dieser Verfahren ist jedoch befriedigend. Das noch am ehesten interessierende Verfahren unter den bekannten Lösungsversuchen ist in der JA-Patentveröflemiicming wdi/iot/ usovnuvuvn, «^-_σο.~.. ~.—,— zip darin besfht, eine Mischung aus zumindest zwei normalerweist festen, wechselseitig unverträglichen thermoplastischen Kunststoffen zu einem dünnen Draht mit einer bestimmten kontinuierlichen Zusammensetzung zu extrudieren, den Draht in der Kälte zu recken, den so in Längsrichtung orientierten Draht zu zerschneiden und die kleinen Drahtstückchen bzw. Schnitzel in einem inerten Lösungsmittel mechanisch zu zerschlagen. Der resultierende Faserbrei wird für die Papierherstellung mit natürlichem Faserbrei gemischt und dann nach bekannten Verfahren zu Papier verarbeitet

Auch durch dieses Verfahren wird jedoch das eingangs erwähnte Kostenproblem nicht gelöst, da die Extrusion von dünnen Fäden, d. h. der Spinnprozeß, ein Verfahren mit nur geringer Produktivität ist Weiter wurde bei der Untersuchung dieses Verfahrens gefun-

den. daß der Zerfaserungsschritt relativ lange dauert und die Eigenschaften des Faserbreies für die Papierfabrikation bei alleiniger Verwendung ohne weitere Zusätze nicht voll befriedigend sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein möglichst wirtschaftliches und zugleich möglichst einfaches Verfahren zur Herstellung von Papier auf der Basis eines synthetischen Faserbreies aus inkompatiblen Poiymermaterialien durch eine be^ondei e Nachbehandlung des abgelegten Flächengebudes zur Erzeugung ι ο eines Papiers mit hoher Festigkeit anzu er.prt, das keine Zugabe weiterer Komponenten erford" r*

Die Lösung der Aufgabe beiül··, larauf, daß das Produkt nach der Verarbeitung J.r ^brillierten Fasern zu Fischengebilden zur Ver .aiigung unter Druck auf eine Temperatur unte jem Schmelzpunkt zumindest einer der orientierbaren ü. rmoplastischen Komponenten, aber über dem Erweichungspunkt des damit unverträglichen cder wenig verträglichen thermoplastischen Polymermaterials aufgeheizt wira und/oder mit einer Flüssigkeit oder einem Gas behandelt wird, die kein Lösungsvermögen für zumindest eine orientierbare thermoplastische Komponente, aber ein Lösungs- bzw. Quellvermögen für das damit unverträgliche oder wenig verträgliche thermoplastische Polymermaterial besitzen.

Für die Faserbreiherstellung werden vorzugsweise möglichst dünne Folien verwendet, die insbesondere in Form von Paketen oder Bündeln gereckt werden.

Der zunächst hergestellte Faserbrei bzw. die Fasermasse besteht aus einem vollständig zerfaserten Material aus Fasern mit einem Durchmesser von 50 μιη oder darunter mit feinen Verzweigungen mit einigen μιτι Durchmesser oder darunter an der Oberfläche oder an den Enden und weist ausgezeichnete Verfilzung zwischen den Fasern auf. Das Material besitzt eine genügende Naßfestigkeit für die Papierherstellung au^r üblichen Papiermaschinen ohne besondere Zumischung von natürlichem Faserbrei.

Die Erfindung wird im folgenden näher erläutert:

Der gemischte Kunststoff aus zumindest einem orientierbaren Thermoplast urd zumindest einem damit nicht oder wenig verträglichen Thermoplast gemäß der Erfindung besteht beispielsweise aus einer Mischung von Polyäthylen mit einem oder mehreren Vertretern der Gruppe: Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyester, Polyvinylalkohol, Polyvinylacetat od. dgl. oder aus Mischungen von Polypropylen mit einem oder mehreren Vertretern der Gruppe: Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyester, 5& Polyvinylalkohol, Polyvinylacetat od. dg!.

Es wird vorausgesetzt, daß in dieser Mischung zumindest eine Komponente im geschmolzenen Zustand mit der oder den anderen nicht oder nur wenig ^erträglich und nur durch mechanische Knetwirkung TCyiermischbar ist, und weiter, daß die Komponente bei Anwendung einer mechanischen Knetwirkung in der ^anderen in Form relativ makroskopischer Teilchen einer Größe von einigen hundert A bis zu einigen μπι dispergiert wird.

Zum mechanischen Verkneten können verschiedene bekannte Verfahren angewandt werden, die für das 'Vermischen von Kunststoffen üblich sind. Es wurde jedoch festgc -teilt, daß es ausreicht, wenn die Ausgangsmaterialien direkt in einen Extruder eingebracht werden, wobei dann der Knetprozeß zwischen Zylinder und Schnecke des Extruders stattfindet.

Die Extrusion zu einer Folie kann über eine SchHtzdüsenvorrichtung oder über eine Duic mr Schlauchfertigung erfolgen, wobei ein herkömmlicher Bahn- oder Folien-Extruder verwendet werden kann.

Die Recktemperatur kann irgendeine Temperatur zwischen etwa dem Erweichungspunkt der Folie und deren Schmelzpunkt sein bzw. eine Temperatur, bei der die Folie merkliche Fließfähigkeit zeigt. Für die Wirksamkeit bei der nachfolgenden Zerfaserung sind jedoch Bedingungen erwünscht, unter denen ein möglichst hohes Reckverhältnis erreicht werden kann. Die Foliendicke nach dem Recken liegt vorzugsweise im Bereich von einigen 10 bis etwa 10 μπι.

Beim Recken der Folien in Form eines Bündels oder Stapels können Filmfehler oder durch Einbau von Fremdstoffen bedingte fehlerhafte Bereiche in einer Folie durch die übrigen Folien kompensiert und ein hohes Reckverhältnis erreicht werden, mit dem wiederum die Leichtigkeit dp«· Zerfaserung in der nachfolgenden Verfahrensstufe eng zusammenhängt.

Die so erhaltene uniaxial gereckte Folie wird auf geeignete Längen geschnitten und zerfasert. Die Länge der Filmschnitzei längs der Reckrichtung ist vorzugsweise die gleiche, wie sie schließlich als Faserlänge für die Fasermasse gewünscht wird, die üblicherweise C 2 — 5,0 cm beträgt.

Die Schnitzel der uniaxial gereckten Folie kennen in Wasser dispergiert und so in einer üblichen Zerkleinerungsvorrichtung für aie Papierherstellung zerschlagen bzw. zerfasert werden (falls erforderlich, zusammen mit einem geeigneten Dispergierungsmiuel wie Carboxymethylcellulose [CMC] od. dgl.). Weiter kann in diesem Fall das Wasser durch eine andere gegenüber den gemischten Polymermaterialien inerte Flüssigkeit wie beispielsweise einen niedrigen Alkohol wie Methanol. Äthanol, Butancl od. dgl. für Mischungen von Polyäthylen, Polypropylen und Polystyrol ersetzt v. erden.

In bekannten Mahl- und Zerkleinerungsvorrichtungen, wie im Holländer, in der jordanmühle und ähnlichen Vorrichtungen wirken jedoch starke Scherkräfte, Zugkräfte u. dgl. auf die Fasern ein, wenn diese zwischen Meiäliflächen ede.· einander äußerst eng benachbarten Metallflächen hindurchgeleitet werden, was eine Schneidwirkung in Faserlängsrichtung bedingt. Demgemäß ist für die Zerfaserung des erfindungsgemäßen uniaxial gereckten Films ein Verfahren erwünscht, bei dem ein durch hochtourige, rotierende Schaufeln (Umfangsgeschwindigkeit am Schaufelende:

5—100 m/s) angetriebener Wasserstrom seinen Impuls an die Folie weitergibt. Bei diesem Verfahre,! kann die Zerkleinerung innerhalb von einigen Minuten bis zu einigen zehn Minuten erreicht werden.

Für das Zerfasern des uniaxiai gereckten ilicrmcplastischen Materials werden Anlagen bevorzugt, die in der Lage siⁿd, eine äußere Kraft 0 gemäß der Beziehung a 11 > σ > οχ auszuüben, wobei 011 und Οι die parallel bzw. senkrecht zur Reckrichtung einwirkenden minimalen äußeren Kräfte sind, die für ein Zerreißen der Folie erforderlich sind.

Gemäß dieser Beziehung werden die Schnitzel einer uniaxial, d.h. in einer Richtung gereckten Folie bevorzugt in Wasser oder einer interten Flüssigkeit in einem Gefäß mit rotierenden Schaufeln zerschlagen, bei dem der Abstand der Schaufeln untereinander und der Abstand zwischen den Schaufeln und der Gefäßwand mshr als einige Zehntel der Länge (in Reckrichtung) der zu verarbeitenden uniaxial gereckten thermoplastischen Folie und mehr als 1 mm beträgt, wobei die Geschwindigkeit am Schaufelende über 5 m/s liegt. Bei Verwen-

dung einer solchen Zerkleinerungsvorrichtung werden die Filmschnitzel gespalten, aber kaum in Längsrichtung zerteilt bzw. zerrissen.

Ferner kann die Folie nicht nur in einer Flüssigkeit gemahlen, sondern auch unter Anwendung mechanischer Kräfte in Luft zerfasert werden.

Der so erhaltene Faserbrei aus synthetischem Material ist in der Struktur einem Brei aus natürlichen Fasern ähnlich, wobei die Fasern die gewünschte Länge und eine Dicke von weniger als einigen ΙΟμίτι haben und auch Verzweigungen mit einer Dicke von weniger als einigen μιη besitzen. Bei der Papierherstellung aus einem solchen Faserbrei aus synthetischen Fasern nach bekannten Verfahren kann ein in Oberflächenzustand und Bedruckbarkeit ausgezeichnetes Papier erhalten werden, ohne daß irgendeine Zumischung von natürlichem Faserbrei erforderlich wäre.

Das Verfahren zur Herstellung von Papier aus synthetischen Fasern wird im folgenden näher erläutert.

Die äußere Oberfläche der in der vorstehenden Weise zerfaserten kurzen Fasern ist nicht gänzlich mit dem orientierten und zerfaserten thermoplastischen Harz bedeckt, sondern besitzt zahlreiche kleine Haftstellen der anderen Harzkomponente, das heißt Spuren von aktiven Punkten. Demgemäß wird dieser Teil gut gelöst in oder angequollen mit einer Flüssigkeit oder einem Gas, die ii. der Lage sind, die andere Harzkomponente zu lösen oder anzuquellen. Durch die Behandlung des aus den obigen kurzen Fasern beispielsweise durch übliche Papierherstellung erhaltenen Papiermaterials etwa in Form eines Blattes oder einer Bahn mit der erwähnten Flüssigkeit oder dem Gas, die lösend oder anquellend wirken können, oder auch, wenn ein sehr dichtes, stark gebundenes Papier erhalten werden soll, durch zusätzliches Verpressen oder Wärmeverpressen des resultierenden Papiermaterials werden die Fasern an den Kreuzungs- oder Berührungspunkten durch angelöstes oder angequollenes Harz aneinander Fixiert

Papier aus synthetischen Fasern kann ferner auch durch Erzeugung von Bahnen oder Bögen aus dem Faserbrei etwa durch übliche Papierherstellung und Aufheizen und Verpressen bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes zumindest einer der orientierbaren thermoplastischen Komponenten, jedoch über dem Erweichungspunkt des damit unverträglichen oder wenig verträglichen thermoplastischen Polymermateriris oder — nach Aufheizen oder Verpressen — durch Aufbringen eines Lösungsmittels erhalten werden, das bei normaler Temperatur kein Lösungsvermögen für zumindest eine orientierbare thermoplastische Komponente der Ausgangsmischung, aber ein Lösungsvermögen für das damit unverträgliche oder wenig verträgliche thermoplastische Polymermaterial aufweist.

Papier soll allgemein die Eigenschaft der Opazität, Bedfuc-kbarkeii. Weiße, Li-'tdurchlassigkeii (erforderlich zum Stapeln) od. dgl. aufweisen; zur Erzielung dieser Eigenschaften bei synthetischem Papier ist es entsprechend erforderlich, daß sich Hohlräume im Papiermaterial befinden. Erfindungsgemäß ist jede Faser des Papiermaterials aus einer Dispersion von zumindest zwei inkompatiblen thermoplastischen Harzen ineinander zusammengesetzt; wenn diese Fasern der erfindungsgemäßen Nachbehandlung unterzogen werden, weist entsprechend jede Faser Bindungsstellen auf. und die Bindung erfolgt an allen Stellen, an denen die Fasern miteinander in Kontakt stehen. Darüber hinaus wird die Bindung durch die im anderen Harz fein verteilte Harzkomponente erreicht, wodurch das Bindungsgebiet selbst klein bleibt Durch diese Art der Faserverknüpfung wird entsprechend der Anteil der Hohlräume im Papiergewebe nicht verringert Erfin-

dungsgemäß werden also zahlreiche und sehr kleine Bindungspunkte erhalten, wodurch eine große Zahl von .Hohlräumen im resultierenden Papiermaterial auch nach der speziellen Nachbehandlung verbleibt. Das entstandene Papier weist infolgedessen die für Papiere

ίο geforderten obengenannten Eigenschaften in besonderem Maße auf.

Die große Anzahl von Bindungspunkten der Fasern des Papiermaterials hat ferner eine große Festigkeit des papierartigen Materials zur Folge. Durch die Dispersion der Bindungskomponente in der orientierbaren Harzkomponente, die in jeder der Fasern vorliegt wird ein »Verankerungs«effekt erzielt, wodurch die Bindungsfestigkeit an den entsprechenden Bindungspunkten besonders hoch wird.

Diese Verhä.tnisse werden durch die nachstehende Skizze veranschaulicht:

Bindungskomponente B

orientierbare
Harzkomponente A

Aus der schematischen Skizze ist ersichtlich, daß die Bindungsfestigkeit am Bindungspunkt nicht nur von der Bindung zwischen B und B, sondern auch von der Bindung zwischen A und B abhängt

Wenn im Gegensatz dazu zwei Fasern, die jeweils aus einer einzigen Komponente bestehen, durch Schmelzen einer der Fasern verbunden werden, wird die nichtgeschmolzene Faser von der geschmolzenen Faser etwa folgendermaßen eingehüllt:

Bindungskomponente B

Komponente (\),
ungeschmolzen

Die Bindung zwischen den Komponenten A und B beruht hier nur auf dem Oberflächenkontakt der beiden Komponenten, wodurch entsprechend kein »Verankerungs«effekt erzielbar ist und die Adhäsion gering ist

Im erfindungsgemäßen Fall ist die Komponente B gemischt in der Komponente A dispergiert: die Anwesenheit der Komponente B führt entsprechend zu einer Art »Verankerung« in der Α-Komponente. Die Bindungsfestigkeit zwischen A und B ist infolgedessen

sehr hoch und die Festigkeit am Bindungspunkt insgesamt groß. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann also auf einfache Weise eine hohe Bindungsfestigkeit erzielt werden, wobei eine nur kurze Aufheizzeit ausreichend ist und nur geringe Solventmengen

benötigt werden. Dadurch wird gleichzeitig eine Abnahme der Hohlräume im Papiergewebe vermieden. Die Bindungspunkte sind in erfindungsgemäß hergestellten Produkten gleichmäßig im Papiergewebe

(ο

verteilt; aufgrund der gleichmäßigen Verteilung dieser Zeichnung sowie von Beispielen näher erläutert:
Bindungspunkte im Material (wodurch eine kurze F ig. 1 zeigt eine vergrößerte Aufnahme ei. ^r «emäß

,Heizzeit und nur geringe Solventmengen erforderlich der Erfindung erhaltenen Fasermasse und
sind) kann sogar eine Erhöhung der Anzahl der Fig.2 eine vergrößerte Aufnahme eines durch ' Hohlräume erzielt werden. 5 Zerschlagen bzw. Zerfasern erhaltenen Papierbreies.

Die £'jf Fibrillierung herangezogene Komponente „ . , . .

"kann erfindungsgemäß ferner ebehfatls als Bindüngs- Beispiel ι

-.' ' komponente bei <lei"erfindungsgehiäßen Nächbeharid- Handelsübliches Polypropylen und handelsübliches

j lung dienen. Es ist infolgedessen nicht erforderlich. Polystyrol wurden im Verhältnis von 80:20 zu einer unabhängig weitere Komponenten zuzugeben, die «o Folie von 900 mm Breite und 200 μπι Dicke extrudiert; ^ lediglich der Bindung dienen, da in derartigen Fällen die resultierende Folie wurde bei 120 — 125° C um das _: zugesetzte weitere Komponenten oft die Eigenschaften 8- bis 9fache uniaxial, also in einer Richtung, gereckt und des Endprodukts verschlechtern; das erfindungsgemäß bei dieser Temperatur etwa eine Minute tang belassen, hergestellte synthetische Papier weist infolgedessen wodurch eine uniaxial gereckte Mischfolie mit einer hohe Qualität auf. '5 Enddicke von 60 μπι erhalten wurde. Die Folie wurde

Wenn das orientierbar thermoplastische Polymerma- auf Längen von 10 mm geschnitten und dann in einer terial beispielsweise Polyäthylen oder Polypropylen ist Menge von 2 — 4 g auf 800 g Wasser in eine und das damit unverträgliche oder nur wenig verträgli- Zerkleinerungsmaschine gebracht und darin zerfasert, ehe Polymermaterial aus Polystyrol besteht, kann Die Maschine hatte einen Inhalt von 11 und hatte die j entsprechend mit Lösungsmitteln wie Ketonen oder ₂₀ Gestalt eines Zylinders, in dem vier Schaufeln mit einem ■ Ketongemischen, aliphatischen oder halogenierten Abstand zwischen den Enden von 6 cm mit aliphatischen Kohlenwasserstoffen, aromatischen oder 10 000 U/min im unteren Abschnitt rotierten. Nach etwa halogenierten aromatischen Kohlenwasserstoffen, 5 — 15 min Betrieb wurde ein Faserbrei aus syntheti-Estern, Äthern od. dgl. oder deren Gemischen mit sehen Fasern von 10 — 40 μπι erhatten, der verzweigte Wasser, Alkohol und anderen Nichtlösungsmitteln 25 Fasern mit "inem Durchmesser von einigen μπι oder j behandelt werdea weniger enimelt

Oh Behandlung mit einer Flüssigkeit oder einem Gas Der resultierende synthetische Faserbrei wurde auf

mit Löse- oder Quellvermögen kann dabei etwa durch einer Versuchspapiermaschine unter Verwendung von Eintauchen, Besprühen oder andere Beschichtungsmaß- Carboxymethylcellulose (CMQ als Dispergiermittel zu nahmen. Exponieren in einer Gasatmosphäre und 30 einer Bahn mit guter Naßfestigkeit verarbeitet,
ähnliche Verfahren erfolgen.

Zur Erzielung besonders fester, hochdichter Papiere Beispiel 2

ist ein weiteres Verpressen und Erwärmen erforderlich. In gleicher Weise wie in Beispiel 1 wurde ein

Wenn dabei nur ein geringer Druck angewandt wird, Mischfilm aus handelsüblichem Polypropylen und sind hochopake Papiere von geringer Dichte erzielbar, 35 handelsüblichem hochschlagfestem Polystyrol im Menwährend mit hohem Druck hochdichte Papiere erhält- genverhältnis 70 :30 hergestellt und zerfasert wobei lieh sind und mit extrem hohen Drücken niedrigopake das gleiche günstige Ergebnis wie in Beispiel 1 erzielt Papiere erhalten werden. wurde.

Die erfindungsgemäße Verfahrensweise, bei der

lediglich verpreßt und auf eine Temperatur aufgeheizt 40 B e 1 s ρ 1 e I 3

wird, die unter dem Schmelzpunkt zumindest einer der In gleicher Weise wie in Beispiel 1 wurde eine Folie

orientierbaren thermoplastischen Komponenten der unter Verwendung von 90 Gewichtsteilen eines synthetischen Fasermasse, jedoch aber dem Erwei- handelsüblichen Polyäthylens hoher Dichte und 10 chungspunkt des damit unverträglichen oder wenig Gewichtsteilen eines handelsüblichen Polystyrols herverträglichen Polymermaterials liegt, bringt ferner den 45 gestellt und bei 90⁰C auf etwa das lOfache gereckt und Vorteil hoher Produktivität mit sich. dann in der in Beispiel 1 angegebenen Weise zerfasert.

Papiere oder papierähnliche Materialien, die zur Auf diese Weise wurde das gleiche günstige Ergebnis Erzielung starker Bindung einem hohen Druck ausge- ->A«e in Beispiel 1 erzielt
■setzt werden, werden allerdings üblicherweise leicht
transparent und damit als Druckpapiere ungeeignet 50 Beispiel 4

Im Gegensatz dazu führt die Lösungsmittelbehand- Eine Folie mit einer Dicke von 40 μπι aus 70

lung nach dem Erwärmen und Verpressen zu für das Gewichtsteilen eines Polyäthylens hoher Dichte und 30 Bedrucken geeigneten Materialien, ohne daß die Gewichtsteilen eines handelsüblichen Polystyrols wurde Undurchsichtigkeit beeinträchtigt wird, da es möglich bei 100°C um das lOfache uniaxial gereckt und dann zu ist beim Verpressen und Erwärmen deshalb niedrigere 55 Schnitzeln verarbeitet Für die Zerfaserung wurden Brücke and Temperaturen anzuwenden, weil das diese Schnitzel in einer Menge von 2 g auf 800 g Wasser Lösungsmittel zusätzlich an den bereits durch das in eine Zerkleinerungsmaschine eingebracht die mit Erwärmen und Verpressen verdichteten Stellen der sechs rotierenden Schaufeln mit einem Abstand der Fasern einwirkt und dort durch Anlösen zu verstärkter Enden von 6 cm versehen war und mit einer Drehzahl Bindung führt 60 von 9000 U/min betrieben wurde: der Zylinder hatte

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen einen Durchmesser von 10 cm und einen verschließba-Verfahrens liegt darin, daß die einzelnen Verfahrensstu- ren Deckel. Es wurde ein gleich günstiges Ergebnis «-se fen in einfacher Weise durchführbar sind und zu einer Jn Beispiel 1 erzielt
Verringerung der Produktionskosten gegenüber herkömmlichen Verfahren führen. 65 Beispiel 5

Da Bindemittelzusätze entfallen, besteht ferner keine Eine Folie mit einer Dicke von 150 μπι wurde aus

Gefahrder Bildung uneinheitlicher Stellen. Polypropylen hergestellt und bei 140⁰C um das 12fache

Die Erfindung wird im folgenden anhand der gereckt dann auf Längen von 100 mm in Reckrichtung

* ίο

nnifcppnpn 7Prriico« „,„H„„_h „„ - . . ^{ein Pa}P'er mit hohem Weißheitsgrad und hoher

SMrfS 1 T w 2 "^rZe ?^{5εΓΠ mit} _L ^emer Festigkeit erhalten wurde. >

Märke von 30-50μm und einer Länge erhalten

wuroen, die etwa mit der ursprünglichen Länge von

10 mm übereinstimmte. Die kurzen Fasern zeigten die 5 Beispiel 10 ').

gleichen Eigenschaften wie die Breifasern nach .'

^E.^{in duri}·'" Papierherstellung und Trocknen in gleicher I Weise wie in Beispiel 7 erhaltenes Papier wurde t

Bc spiel 6 gleichmäßig mit Benzol imprägniert und dann ohne

ό Druck- und Wärmeanwendung getrocknet, wodurch ein

Ein Schlauch mit einer Dicke von 0.1 mm und einem uTgu^tlü^SZ S' ^" ^" Durchmesser von 1 mm aus Polyäthylen hoher Dichte »-estigkeit erhalten wurde.

wurde bei 100⁰C uniaxial um das lOfache gereckt und

dann in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 zerfasert, 15 Beispiel 11

wodurch kurze Fasern mit einem Durchmesser von

ertalteS W¹LeT¹ ""' "" ^{UrSprÜnglichen Unge} _u ^{Ein d}"«* Papierherstellung und Trocknen in gleicher erhalten wurden. _{Weise wie jn Bejspie| η herges} ⁶ _te,_{|tes Papjer v/urd} ^e _{e 5 mjn}

einer Benzoldampf-Atmosphäre ausgesetzt. Danach

B e i s ρ i e 1 7 ^{20 w}.^u™^{e das} aufgenommene Benzol verdampft, wodurch

ein ähnliches Papier wie in Beispiel 10 erhalten wurde.

Ein handelsübliches Polypropylen und ein handelsübliches Polystyrol wurden im Verhältnis 80:20 zu einer Beispiel 12 Folie von 40 um Dicke extrudiert Die resultierende ₂₅

Folie wurde bei 150°C uniaxial um das 15fache gereckt π,,,-rh ρ».π,^ ...

Sie wurde dann auf Längen von 10 mm geschnitten in teitenPolS2 Tu " « ^M _u ^Ischung ^{aus 70 GewIch},^lseiner Menge von 2_g auf 800g wLer in eine Ä^^ ä^V? ? °^^ Zerklemeningsmaschine gebracht und darin zerfasert Diese FoI e wurde bef i5? \/ Die Zerkleinerungsmaschine hatte einen Rauminhalt 30 und dann in SSL· w ^C.^aU.^{f das} . , - , von 11 und die Gestalt des Zylinders, in dem vier " FasernTe arbd et ™ " ^Be!S?ld ' ""'

Schaufeln mit einem Endabstand von 6 cm etwa Die re«iltW«7H ν

10 000 U/min im unteren Teil rotierten. Durch Betrieb Weis! w?e Tn ntt" ■ΪΎ" ^p24^{ern wurden m gleiche}! über 5 - 15 min wurden kurze Fasern mit einer Dicke getrocknet woduX ρ"· ^?*^Ρ™ .^vetatbf^ ^und von etwa 10-40μm erhalten, die mit verzweigten ₃₅ KÄ^f ^" Flächenge-Fasern einer Dicke von einigen μη, oder wenfger 5*«^ÄSfc S,^³''⁶" _f ^Würde-^Dan^h wurde das angereichert waren. ⁸ unter ρ,^Γ η ,^{g mt Aceton im}P^rägniert und dann

Die resultierenden kur.cn Fasern wurden in einer »ΧΤάη^Γ^ΐ ^°° *? ' ' Versuchpapiermaschine zu einem Papier mit einem Oberfläche erhalten w„H ^Fest'g^ke" und Ffächengewicht von 100 g/m² verarbeitet Nach dem 40 ^de·

Trocknen wurde das resultierende Papier mit Methylethylketon in einer Menge von 30 g/m² sprühbeschichtet Beispiel 13 und dann 3 Minuten lang unter einem Druck von

2 kg/cm² auf 6O⁰C aufgeheizt Das resultierende Papier In eleichpr w^icr - · _D · - , ■ „ ·

hatte eine glatte Oberfläche. Zerreiß- und Zugfestigkeit « her2 · ^C!" ^B-^e'^{Spiel 12 wurde ein Pap}'^ef

waren gleich derjenigen eines Papiers von hoher ZuSÄi h 4" ⁿ°^{Ch mcht volIstandi}g trockenem QualitätoderhöhendalPapierwarfüidasBeschretn Sd in gif _cTe^^^^^^^^

mit Bleistiften, Füllhaltern oder Kugelschreibern sowie unte S seS, ZT u^ ^ ^aufgehelZt ""^d zum Bedrucken mit einer Druckfarbe geeignet EigenschTien!rhahe_n wSe "'" "'" "" *

50 Beispiel 8

Beispiel 14

Ein durch Papierherstellung und Trocknen in gleicher 70 Gewicht«^! d 1

Weise wie in Beispiel 7 hergestelltes Papier wurde « Polvstvr^ ^n T ^Pol>T^{ropyIen und 30} Gewichtstelle !gleichmäßig mit Aceton imprägniert und in der gleichen 65 mm c , ™„^en.^trocken l^{emischt und mit e}}^nem .Weise wie in Beispiel 7 aufgeheizt und unter Druck εχΐΓ^ΓΓΤ ^Z^ ^Ι"°^{Πε etwa 40}J¹"^{1 Dicke} gesetzt, wodurch ein Papier mit hohem Weißheitsgrad auf liin^ Jl ^{auf das 8fache} g^ereckt- ^dann

^sfnd hoher Festigkeit erhalten wurde. vtl^u^ ^V°" ^{Omm m} senkrechter Richtung zur

^ Γίη ρ V^ng f ^eschn'"en und schließlich mit Wasser zu

60 einem Brei zerfasert wurde.

Beispiel 9 ?Λ^Γ resultierende Faserbrei wurde in einer 2%igen

deunTh j⁰-¹⁰™^ dispergiert; anschließend wur-

Ein wie in Beispiel 7 durch Papierherstellung und inn ^{g Dund},^{enes Pa}P«er mit einem Flächengewicht von Trocknen erhaltenes Papier wurde gleichmäßig mit * d!s _r3 T^te"^L

«inem 50:50-Gemisch aus Methylethylketon und unter de^, m, ^unS^{ebundene p}ap<er wurde 5 min Äthanol imprägniert und dann in gleicher Weise wie in aufgehet» _n"^ap^hroIp^nd angegebenen Bedingungen Beispiel 7 aufgeheizt und unter Druck gesetzt, wodurch ben· Ergebnisse sind in Ta : eile 1 wiedergege-

Tabelle 1

Nr. Temp. Druck

(°C) kg/cm* (kg/cm)

Zugfestig
keit

Un-

durch-

sichtig-

keit

(o/o)

Bemerkungen

Papierherstellung unterworfen, wodurch ein ungebundenes Papier mit einem Flächengewicht von 100 g erhalten wurde. Die nach Aufheizen und Pressen erhaltenen Ergebnisse sind in TabeHe 2 angegeben.
Tabelle 2

100
100
100
110
110
110

30
50

120
30
50

120

7 120 30

8 120 120

Kontrolle:

ungebundenes

Papier

0,4
0,5
0,8
0,7
0,7
U

0.9
2.0

0,05

98

95 97 97 92

96 86

99

Nr. Temp. Druck

(°C) (kg/cm>)

Zugfestigkeit
(kg/cm)

Undurchsichtigkeit

teilweise transparent

teilweise transparent

1	100
2	100
3	100
4	110
5	110
6	110
7	120
8	120

Beispiel 15

In gleicher Weise wie in Beispiel 14 beschrieben wurde zur Herstellung eines synthetischen Faserbreics aus 60 Gewichtsteilen Polyäthylen und 40 Gewichtsteilen Polystyrol eine folie hergestellt, die bei 100"C bis unmittelbar vor dem Zerreißen gereckt und dann zerfasert wurde.

In gleicher Weise wie in Beispiel 14 wurde aus diesem Faserbrei ein ungebundenes Papier hergestellt und unter einem Druck von 120 kg/cm² auf 100"C aufgeheizt, wodurch ein gebundenes Papier mit einer Zugfestigkeit von 1 kg/cm und einer gewissen Transparenz erhalten wurde.

16

Beispiel

Ein in gleicher Weise wie in Beispiel 14 hergestellter Faserbrei wurde im Verhältnis 7 :3 mit Papierbrei aus Laubholz (CSF-Wert 275 ml) gemischt und die resultierende Mischung in gleicher Weise wie in Beispiel 14 der

50 0,7 97

80 1,0 97

120 1,2 96

50 0,7 97

80 0,9 94

120 1,2 94

50 1,6 97

120 2,0 94

Kontrolle:

Ungebundenes Papier 0,05 98

Beispiel 17

Aus 70 Gewichtsteilen Polypropylen und 30 Gewichtsteilen eines hochschlagfesten Polystyrols wurde ein Faserbrei hergestellt, aus dem ein ungebundenes Papier mit einem Flächengewicht von 100 g/m² hergestellt wurde. Das resultierende ungebundene Papier wurde unter einem Druck von 30 k'5/cm² auf H0°C aufgeheizt und dann eine bestimmte Zeit bei einer bestimmten Temperatur einer mit Toluoldampf gesättigten Atmosphäre ausgesetzt, um so eine Aufnahme des Lösungsmittels aus der Gasatmosphäre und eine Bindung der Breifasern durch Anlösen und Schmelzen des Harzes an den Kreuzungspunkten der Fasern der unter Druck gesetzten Fasermasse zu erzielen. Danach wurde das Produkt in Luft bei 70⁰C zur Entfernung des Lösungsmittels getrocknet, wodurch ein gebundenes Papier erhalten wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 wiedergegeben:

Tabelle 3	Expositions	Gew.-% des	Zugfestigkeit	Undurch	Be
Ergebnisse	bedingungen	von den Fasern		sichtigkeit über	merkungen
Nr.	(TempVZeit [min])	absorb. Gases	(kg/cm)
	75-77° C/5	14	2.8	95%
	75-77<*C/10	25	33	95%
1	80-82° C/2	10	4,2	95%
2	80-82°C/5	30	4,8	95%
3	80—82°C/20	ÖO	2,9	95%
4	95-97° C/2	50	—	—	Schrumpfen
5					der Fasern
6	Kontrolle: unhehanrielt	0	0.8	über 95%

Beispiel 18

Ein in gleicher Weise wie in Beispiel 17 erhaltenes aufgeheiztes und gepreßtes Papier wurde rasch durch flüssiges Benzol geleitet und dann bei 70° C getrocknet, wodurch ein Papier mit einer Zugfestigkeit von 2,5 kg/cm und einer Undurchsichtigkeit von 95 erhalten wurde.

Beispiel 19

Eine Mischung von 80 Gewichtsteilen eines wie in Beispiel 17 erhaltenen Faserbreis und 20 Gewichtsteilen eines Holzfaserbreies (Laubholzbrei: CSF-Wert:

275 ml) wurde zu einem ungebundenen Papier mit einem Flächengewicht von 100 g verarbeitet. Das resultierende ungebundene Papier wurde unter einem Druck von 30 kg/cm auf 110'C aufgeheizt, dann in einer mit Toluol gesättigten Atmosphäre 5 min bei 8O⁰C gehalten und schließlich bei 60° C getrocknet, wodurch ein Papier mit einer Zugfestigkeit von 4 kg/cm und einer Undurchsichtigkeit von mehr als 96% erhalten wurde.

Ein ohne Behandlung mit Lösungsmitteldampf aufgeheiztes und verpreßtes Papier besaß eine Zugfestigkeit von 0,7 kg/cm und eine Undurchsichtigkeit von über 95%.

Hierzu 1 Blatt Zeichnurⁿen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   < Verfahren zur Herstellung von Papier aus synthetischen Fasern durch s

   (a) Extrudieren, Verstrecken und Zerschneiden von Folien aus einem Gemisch von zumindest zwei miteinander unverträglichen thermoplastischen Polymermaterialien, von denen mindestens eines orientierbar ist, wobei das Verstrecken bei ι ο einer Temperatur zwischen Erweichungspunkt und Schmelzpunkt erfolgt,

   (b) Zerfasern der erhaltenen Schnitzel unter Bildung eines Faserbreis und

   (c) Erzeugung von Bahnmaterial oder Bögen mit einer Papiermaschine,

   dadurch gekennzeichnet, daß das Produkt nach der Verarbeitung der fibrillierten Fasern zu Flächengebilden zur Verfestigung unter Druck auf eine Temperatur unter dem Schmelzpunkt zumindest einer der orientierbaren thermoplastischen Komponenten, aber über dem Erweichungspunkt des damit unverträglichen οder wenig verträglichen thermoplastischen Polymermaterials aufgeheizt wird und/oder mit einer Flüssigkeit oder einem Gas, die kein Lösungsvermögen für zumindest eine orientieroare thermoplastische Komponente, aber ein Lösungs- bzw. Quellvermögen für das damit unverträgliche oder wenig verträgliche thermoplastische Polymermaterial be itzen, behandelt wird. 3^r-