DE3780391T2

DE3780391T2 - Synthetische pulpe und diese pulpe enthaltendes absorbenz.

Info

Publication number: DE3780391T2
Application number: DE8787307932T
Authority: DE
Inventors: Koji Horimoto
Original assignee: Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 1986-09-08
Filing date: 1987-09-08
Publication date: 1992-12-17
Anticipated expiration: 2007-09-09
Also published as: US4833011A; KR960004688B1; KR880004168A; AU7817587A; AU606352B2; EP0261832B1; NZ221719A; EP0261832A1; DE3780391D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine synthetische Pulpe mit verbesserter Hydrophilität. Insbesondere bezieht sich vorliegende Erfindung auf eine aus einem thermoplastischen Harz bestehende synthetische Pulpe mit ausgezeichneter Benetzbarkeit auch im trockenen Zustand.
Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine hydrophilische, durch Schmelzspinnen erhaltene synthetische Pulpe. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine durch Schmelzspinnen eines thermoplastischen Harzes erhaltene synthetische Pulpe, welche Filamente anderer Produkte, wie einer natürlichen Fasermasse, einer Naturfaser oder einer Glasfaser partiell anbinden kann, durch Mischen der synthetischen Pulpe mit den genannten anderen Faserprodukten, Verwandlung der Mischung in ein Blatt oder in ein anderes Formling und Unterwerfung des Blattes oder eines ähnlichen einer thermischen Behandlung bei Hochtemperatur, um mindestens einen Teil der synthetischen Pulpe zu schmelzen. Die erhaltene synthetische Pulpe weist ausgezeichnete Netzbarkeit und Hydrophilität auch nach der Behandlung des Schmelzspinnens auf. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Faserprodukt enthaltend vorliegende synthetische Pulpe.
Eine sogenannte von einem thermoplastischen Harz als Ausgangsprodukt erhaltene synthetische Pulpe ist bekannt. US-A-3 900 508, zum Beispiel, offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Pulpproduktes, welches die Verladung einer erhitzten und unter Hochdruck stehenden Dispersion eines Olefins in ein Lösungsmittel aus Kohlenwasserstoff und Wasser in eine Zone unter vermindertem Druck, um Entspannen durchzuführen und eine Dispersion eines faserigen Stoffes aus Polyolefin in Wasser zu erhalten, und das Vermahlen und Verfeinern des Faserstoffes umfasst. Diese synthetische Pulpe ist hydrophob und besitzt keine wasserabsorbierende Eigenschaft. Es ist bekannt, dass zur Verleihung von Netzbarkeit und wasserabsorbierenden Eigenschaften einer synthetischen Pulpe die Oberflächenbehandlung durch Einverleibung von Polyvinylalkohol oder eines nichtionischen oberflächenaktiven Mittels in die synthetische Pulpe ausgeführt wird.
Eine auf der Oberfläche mit Polyvinylalkohol behandelte synthetische Pulpe auf Basis von Polyolefin zeigt jedoch beim Eintauchen in Wasser Dispergierbarkeit, aber im trockenen Zustand zeigt die synthetische Pulpe eine wasserabstossende Eigenschaft und weist nicht Netzbarkeit und wasserabsorbierende Eigenschaften auf.
Eine mit Polyvinylalkohol behandelte synthetische Pulpe vom Polyolefintyp zeigt wohl eine Dispergierbarkeit, wenn sie in Wasser eingetaucht wird, aber in dem trockenen Zustand zeigt die synthetische Pulpe eine wasserabstossende Eigenschaft und weist keine Netzbarkeit oder wasserabsorbierende Eigenschaften auf. Ausserdem ist eine mit einem oberflächenaktiven Mittel auf der Oberfläche behandelte synthetische Pulpe mangelhaft, da falls ein oberflächenaktives Mittel mit einem hohen HLB-Wert eingesetzt wird, obschon die synthetische Pulpe eine Benetzungseigenschaft besitzt, das Brodeln bei der Benetzungsdauer kräftig ist, und falls ein oberflächenaktives Mittel mit einem niedrigen HLB-Wert eingesetzt wird, die Netzbarkeit ungenügend ist.
US-A-1 001 151 beschreibt die Verwendung von verschiedenen anionischen Schutzkolloiden wie Formaldehydpolykondensaten und Sulfonsäuren oder Harnstoff und Salzen von Carboxymethylcellulose, um die Mängel, insbesondere das markante Brodeln, zu beseitigen, das mit den oberflächenaktiven Mitteln vom Typ Polyoxyalkylene wie Ethylenoxid/Propylenoxid-Polyaddukten und ethoxylierten oberflächenaktiven Mitteln aufgetreten ist, und beschreibt zudem die Notwendigkeit der Verwendung von Antischaummitteln mit diesen Stoffen.
Ferner ist die mit einem oberflächenaktiven Mittel auf der Oberfläche behandelte synthetische Pulpe mangelhaft, da falls die synthetische Pulpe mit anderen Faserprodukten, wie eine natürliche Fasermasse, eine Naturfaser oder Glasfaser, gemischt wird und einer thermischen Behandlung bei Hochtemperatur unterworfen wird, um die synthetische Pulpe zu schmelzen und Filamente der Faserprodukte partiell einander zu verbinden, das an der synthetischen Pulpe haftende oberflächenaktive Mittel oxidiert und zersetzt wird und somit die durch die Oberflächenbehandlung mit einem oberflächenaktiven Mittel der synthetischen Pulpe verliehene Hydrophilität verloren geht. Auch wenn die auf die Oberfläche nichtbehandelte synthetische Pulpe mit anderen Faserprodukten gemischt wird und ein Produkt, welches aus partialschmelzgebundenen Filamenten des Faserproduktes zusammen mit der synthetischen Pulpe erhalten worden ist, mit einem oberflächenaktiven Mittel auf der Oberfläche behandelt wird, um die aufgezeigten Mängel zu beheben, ist es schwierig, dass nur die synthetitsche Pulpe wirkungsvoll behandelt wird.
Die obenerwähnten Probleme betreffen nicht nur synthetische Pulpen wie oben beschrieben, sondern auch andere verschiedene Faserprodukte von thermoplastischen Harzen.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist dehalb eine synthetische Pulpe bereitzustellen, welche eine ausgezeichnete Hydrophilität und eine gute Benetzungsfähigkeit oder Wiederbenetzungsfähigkeit auch im trockenen Zustand aufweist und eine gute Aufschlämmung mit kontrolliertem Blubbern, wenn sie mit Wasser benetzt oder mit Wasser versetzt wird, ergibt.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine hydrophilische, schmelzgesponnene Pulpe bereitzustellen, bei der die Hydrophilität oder die Benetzungsfähigkeit oder die Wiederbenetzungsfähigkeit nicht wesentlich herabgesetzt wird, auch wenn die synthetische Pulpe geschmolzen wird, damit Filamente von anderen Faserstoffen, wie eine natürliche Fasermasse, eine Naturfaser oder Glasfaser, indem man die synthetische Pulpe mit den genannten weiteren Faserstoffen mischt und die Mischung einer thermischen Behandlung bei einer hohen Temperatur zur Partialschmelze der synthetischen Pulpe unterwirft, einander gebunden werden.
Noch ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein faseriges Formling, insbesondere ein Einsaugmittel, welches eine hohe Benetzungsfähigkeit und hydrophilische und anfeuchtende Eigenschaft aufweist.
Gemäss einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine synthetische Pulpe mit verbesserter Hydrophilität bereitgestellt, welche eine Fasermasse eines thermoplastischen Harzes und haftend an der Oberfläche der Fasern ein oberflächenaktives Mittel auf Basis von Polyoxyalkylenen enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das oberflächenaktive Mittel ein Polypropylenglykol mit einem Molekulargewicht von 200 bis 10'000 ist.
Gemäss einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine synthetische Pulpe mit verbesserten hydrophilischen Eigenschaften bereitgestellt, welche eine Fasermasse eines thermoplastischen Harzes und haftend an der Oberfläche der Faser eine Zusammensetzung enthaltend
(i) ein Polypropylenglykol mit einem Molekulargewicht von 200 bis 10'000 und
(ii) mindestens ein Stabilisiermittel ausgewählt aus der Gruppe von phenolischen Antioxidantien und Antioxidationsmitteln auf Basis von Phosphorsäureester enthält.
Gemäss einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein faseriges Formling, welches aus einer Mischung zur Papierherstellung besteht, die 5 bis 50 Gew.-% einer Fasermasse eines thermoplastischen Harzes und 50 bis 95 Gew.-% einer zweiten hydrophilen Kurzfaser enthält, wobei die Fäden der zweiten hydrophilen Kurzfaser mindestens teilweise mit einer andereren Fasermasse eines geschmolzenen thermoplastischen Harzes verbunden sind und wobei die Fasermasse des thermoplastischen Harzes eine Zusammensetzung auf der Oberfläche trägt, die
(I) ein Polypropylenglykol mit einem Molekulargewicht von 200 bis 10'000 und
(II) mindestens ein Stabilisiermittel ausgewählt aus phenolischen Antioxidantien und Antioxidationsmitteln auf Basis von Phosphorsäureestern enthält,
und ein aus diesem faserigen Formling gebildetes Einsaugemittel bereitgestellt.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungen

Die synthetische Pulpe der vorliegenden Erfindung weist eine ausgezeichnete Hydrophilität und eine gute Benetzungsfähigkeit oder Wiederbenetzungsfähigkeit auch in trockenem Zustand auf, und wenn die synthetische Pulpe mit Wasser benetzt oder in Wasser aufgeschlämmt wird, wird kein wesentliches Blubbern bewirkt und eine gute Aufschlämmung enthaltend eine gleichmässig dispergierte synthetische Pulpe kann erhalten werden.
Es ist bekannt, dass ein Polypropylenglykol mit einem Molekulargewicht von 200 bis 10'000 als oberflächenaktives Mittel verwendet werden kann. Eine synthetische Pulpe enthaltend ein Polyethylenglykol, welches eine analoge Verbindung bekannt als oberflächenaktives Mittel ist und an der Oberfläche der Pulpe haftet, besitzt keine wesentliche hydrophilische Eigenschaft. Wenn eine synthetische Pulpe mit einem anderen oberflächenaktiven Mittel auf der Oberfläche behandelt wird, wird die hydrophilische Eigenschaft verbessert, aber die auf die Oberfläche behandelte synthetische Pulpe ist mangelhaft, da das Blubbern kräftig ist, wenn sie in Wasser aufgeschlämmt wird. Demzufolge übt die erfindungsgemässe synthetische Pulpe, die eine verbesserte Hydrophilität aufweist und eine gute Aufschlämmung ohne wesentliches Blubbern, wenn sie in Wasser aufgeschlämmt wird, ergibt, einen sprunghaft ausgezeichneten Nutzeffekt aus.
Es ist offensichtlich, dass die Verbesserung der hydrophilischen Eigenschaft oder der Benetzungsfähigkeit oder Wiederbenetzungsfähigkeit gemäss vorliegender Erfindung nicht nur auf die Benützung der spezifischen Eigenschaft eines gewöhnlichen oberflächenaktiven Mittels sondern auch auf eine spezielle Wirkung dank einer spezifischen Kombination einer Fasermasse eines thermoplastischen Harzes und eines Polypropylenglykols mit einem spezfischen Molekulargewicht zurückzuführen ist.
Wenn ferner eine Fasermasse eines thermoplastischen Harzes mit nur einem Polypropylenglykol haftend an deren Oberfläche einer Hitzebehandlung bei einer solchen Hochtemperatur die fähig ist, die Fasermasse zu schmelzen, unterworfen wird, neigt die hydrophilische Eigenschaft oder die Benetzungsfähigkeit oder Wiederbenetzungsfähigkeit abzunehmen. Im Gegenteil dazu, da ein spezifisches Stabilisiermittel und ein Polypropylenglykol mit einem spezifischen Molekulargewicht in Kombination an der Oberfläche der synthetischen Pulpe der vorliegenden Erfindung haften auch nachdem die synthetische Pulpe einer Hitzebehandlung bei einer solchen Hochtemperatur, die das Schmelspinnen in mindestens einem Teil der Fasermasse (ungefähr 180 bis ungefähr 300ºC) bewirkt, wird der Effekt einer Verteilung der hydrophilischen Eigenschaft und der Benetzungsfähigkeit oder Wiederbenetzungsfähigkeit zu der synthetischen Pulpe durch das Polypropylenglykol nicht wesentlich reduziert. Dies ist ein sprunghaft ausgezeichneter Effekt, der durch die vorliegende Erfindung erreicht wird.
Die vorliegende Erfindung wird nun detailliert beschrieben.

Synthetische Fasermasse

Als die gemäss der vorliegenden Erfidung verwendete Faser eines thermoplastischen Harzes kann hier eine durch Schmelzspinnen eines thermoplastischen Harzes und Stückeln der entspannten Faser in einer vorbestimmten Länge erhaltene Kurzfaser, eine durch Entspannen einer Lösung oder Emulsion eines thermoplastischen Harzes erhaltene Fasermasse; eine fibrillierte durch Desintegrieren und Spalten eines ausgedehnten Filmes eines thermoplastischen Harzes erhaltene Kurzfaser; eine durch zusammengesetztes Schmelzverspinnen von mindestens zwei thermoplastischen Harzen, die sich im Schmelzpunkt und beim Desintegrieren und Stückeln der versponnenen Faser unterscheiden, erhaltene Faser und Analoge davon, erwähnt werden.
Als thermoplastische Harze können hier Polyolefine, Polyester, Polyacrylnitril und weitere hydrophobe thermoplastische Harze erwähnt werden. Kristalline Olefinpolymere, zum Beispiel, Polyethylen, Polypropylen und Copolymere von Ethylen mit mindestens einem α-Olefin, wie ein Ethylen/Propylen-Copolymerisat, ein Ethylen-1- buten-Copolymerisat und ein Ethylen/4-Methyl-1-penten-Copolymerisat werden insbesondere bevorzugt, weil eine Behandlung des Schmelzspinnens eines Faserproduktes zur Papierherstellung bei einer relativ niedrigen Temperatur durchgeführt werden kann und die Benetzungsstärke des faserigen Formlings relativ hoch ist. Aufgrund der Leichtigkeit der Behandlung eines Schmelzspinnens, ist es bevorzugt, dass der Schmelzpunkt der Fasermasse bei 70 bis 250ºC, besonders 90 bis 180ºC liege.
Eine Polyolefinfasermasse ist mangelhaft, wenn sie eine schwache Hydrophilität und Benetzbarkeit aufweist, aber diese Eigenschaften werden gemäss der vorliegenden Erfindung sprunghaft verbessert.
Das Verfahren zur Herstellung einer Fasermasse aus einem thermoplastischen Harz ist bekannt. Einige der aus einem thermoplastischen Harz erhaltenen Fasermassen, hergestellt gemäss den verschiedenen bekannten Verfahren können in vorliegender Erfindung verwendet werden, aber eine durch Entspannen einer Lösung oder Emulsion eines Polyolefins hergestellte Polyolefinfasermasse wird bevorzugt. Es wird bevorzugt, dass die Fasermasse oder Pulpe einen spezifischen Oberflächeninhalt von mindestens 0,1 m²/g haben soll.
Eine in vorliegender Erfindung sehr bevorzugte Fasermasse besteht aus polyverzweigten Filamenten von Polyethylen oder Polypropylen mit einer mittleren Länge von 0,1 bis 10 mm, insbesondere 0,5 bis 5mm, und die Dichte dieser Fasermasse ist 0,900 bis 0,980 g/cm³ (bestimmt gemäss der ASTM-Methode D-1505).
Die derartige Fasermasse wird durch Entspannen einer Dispersion enthaltend ein kristallines Polyolefin, ein organisches Lösungsmittel für das Polyolefin und Wasser, wobei Wasser in Form eines Dispersionsmediums vorhanden ist und das Polyolefin und das organische Mittel eine dispergierte Phase bilden bei einer solchen Temperatur und Druckbedingungen, dass im wesentlichen das ganze organische Lösungsmittel verdampft aber Wasser nicht im wesentlichen verdampft wird, und durch Vermahlen oder Verfeinern der gesponnenen Fasern erhalten. Im allgemeinen wird Polyvinylalkohol in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Faser, an der Oberfläche der Faser gehaftet und zwar so, um die Wasserdispergierbarkeit der Fasermasse bei der Vermahlungs- oder Verfeinerungsstufe zu verbessern. Dies kann durch Einverleibung einer wässerigen Lösung des Polyvinylalkohols in die dispergierte Phase der obengenannten Dispersion oder durch Beschichten der entspannten Faser mit einer wässerigen Lösung des Polyvinylalkohols, Trocknen der Faser wenn nötig, und Vermahlen oder Verfeinern der Faser, erfüllt werden.

Behandlung

Das für die Behandlung gemäss vorliegender Erfindung verwendete Polypropylenglykol wird durch Polymerisieren von Propylenoxid gemäss den üblichen Verfahren erhalten und das Molekulargewicht ist von 200 bis 10'000, vorzugsweise 400 bis 6000.
Das hier angegebene Molekulargewicht von Polypropylenglykol ist der mit der Gelpermeationchromatographie (GPC) gemessene Wert, aber das Molekulargewicht kann durch Vergleichen des OH-Wertes des Probestückes von PPG mit demjenigen des Dokumentations PPG, das einen bekannten OH-Wert hat, berechnet werden. Wenn das Molekulargewicht von Polypropylenglykol zu niedrig ist und unter dem obengenannten Bereich liegt, wird die Haftwirkung an der Fasermasse vermindert, und wenn das Molekulargewicht des Polypropylenglykols zu hoch ist, wird der Effekt zur Verleihung der Hydrophilität verringert.
Es wird bevorzugt, dass die Menge von dem an der Fasermasse festgewordenen Polypropylen 0,01 bis 10 Gew.-%, insbesondere 0,05 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Fasermasse sei. Falls die Menge von Polypropylenglykol zu niedrig ist und unter diesem Bereich liegt, kann keine substantielle Verbesserung der Hydrophilität oder der Benetzbarkeit oder Wiederbenetzbarkeit der Fasermasse erreicht werden. Falls die Menge von Polypropylenglykol zu hoch ist und den obenerwähnten Bereich übersteigt, wird die Wirksamkeit der Fasermasse als synthetische Pulpe gemindert.
Gemäss einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung wird das obenerwähnte Polypropylenglykol in Kombination mit mindestens einem Hitzestabilisator ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus phenolischen Antioxidantien und Antioxidationsmitteln auf Basis von Phosphorsäureestern als Behandlungsmittel für die Faseroberfläche eingesetzt.
Bekannte phenolische Antioxidantien können verwendet werden. Auf Grund der thermostabilisierenden Wirkung und der Verträglichkeit mit dem Polypropylenglykol wird ein styrolisiertes Phenol der folgenden Formel
worin R für ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen steht und n eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist, bevorzugt.
Dieses styrolisierte Phenol umfasst Mono-(α-methylbenzyl)phenol, Di-(α-methylbenzyl)phenol, Tri-(α-methylbenzyl)phenol und Mischungen enthaltend mindestens zwei dieser Phenole. In obiger Formel (I) ist die α-Methylbenzylgruppe im allgemeinen in ortho- oder para-Stellung zu der phenolischen Hydroxigruppe gebunden.
Verschiedene bekannte Antioxidationsmittel auf Basis von Phosphorsäureestern können verwendet werden. Auf Grund der thermostabilisierenden Wirkung und der Verträglichkeit mit dem Polypropylenglykol wird jedoch ein Trialkyl- oder Triarylphosphit der folgenden Formel (II)
R(OR')&sub3; (II)
worin R' für eine Alkylgruppe mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen oder einen Arylrest der folgenden Formel (III)
steht, in der Z für ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen steht, bevorzugt. Als besonders bevorzugte Beispiele der Antioxidationsmittel auf Basis von Phosphorsäureestern können hier Tridecylphosphit, Trioctadecylphosphit, Tristearylphosphit, Triphenylphosphit und Tris(nonylphenyl)phosphit erwähnt werden.
Die vorgenannten Hitzestabilisatoren können einzeln oder in Gemischen von zwei oder mehreren davon verwendet werden. Insbesondere, wenn das obengenannte phenolische Antioxidationsmittel und das Antioxidationsmittel auf Basis von Phosphorsäureestern in Kombination verwendet werden, kann der Effekt zur Beibehaltung einer hohen Hydrophilität oder einer guten Benetzbarkeit oder Wiederbenetzbarkeit in der Fasermasse der vorliegenden Erfindung auch nach dem Schmelzspinnen weiter verbessert werden. Selbstverständlich übt der Hitzestabilisator die Funktion zur Verhütung einer thermischen Zersetzung des Polypropylenglykols bei der Behandlung des Schmelzspinnens aus. Ferner übt der Hitzestabilisator vorteilhafterweise die Funktion zur Verhinderung der thermischen Zersetzung wie Ausdörrung der Fasermasse eines thermoplastischen Harzes, wie Polyethylen oder einer anderen mit der Fasermasse vermischten Faser wie eine Naturpulpe aus.
In der vorgenannten bevorzugten Ausführung wird das Polypropylenglykol in der obenangegebenen Menge eingesetzt. Es wird bevorzugt, dass der Hitzestabilisator in einer Menge von 0,001 bis 10 Gew.-%, insbesondere 0,01 bis 5,0 Gew.-%, bezogen auf die Fasermasse, verwendet werde. Falls die Menge des Hitzestabilisators zu gering ist und unter dem obendefinierten Bereich liegt, ist die Wirkung zur Verhütung einer thermischen Zersetzung ungenügend und die Hydrophilität wird verringert, wenn die Fasermasse der Behandlung des Schmelzspinnens unterworfen wird. Falls die Haftmenge des Hitzestabilisators den obenangegebenen Bereich übersteigt, neigt der Effekt zur Verleihung der Hydrophilität mit dem Polypropylenglykol abzunehmen.
Das Verfahren zur Anwendung des Polypropylenglykols oder der Zusammensetzung umfassend das Polypropylenglykol und den Hitzestabilisator auf der Oberfläche der Fasermasse ist nicht besonders kritisch, aber fakultative Massnahmen können vorgenommen werden. Zum Beispiel können hier
(1) ein Verfahren, bei dem das Polypropylenglykol oder dessen Mischung mit dem Hitzestabilisator oder deren wässerige Lösung oder Dispersion auf der Fasermasse gesprüht werden,
(2) ein Verfahren, bei dem die Fasermasse in das Polypropylenglykol oder dessen Mischung mit dem Hitzestabilisator oder in deren wässerige Lösung oder Dispersion eingetaucht wird, und
(3) ein Verfahren, bei dem das Polypropylenglykol oder dessen Mischung mit dem Hitzestabilisator oder deren wässerige Lösung oder Dispersion zu einer wässerigen Aufschlämmung der Fasermasse zugefügt werden,
erwähnt werden.
Verfahren (2) und (3) werden bevorzugt, weil das Polypropylenglykol oder dessen Mischung mit dem Hitzestabilisator ausreichend adsorbiert werden und an der Oberfläche der Fasermasse während des Rührens und der Mischung in einer wässerigen Lösung oder einer wässerigen Dispersion anhaften. Verfahren (3) wird besonders bevorzugt, weil die dazugehörigen Komponenten gleichmässig adsorbiert werden und in den gewünschten Mengen anhaften. Die für das Einsaugen und Anhaften des Polypropylenglykols oder dessen Mischung mit dem Hitzestabilisator an der Oberfläche der Fasermasse geeigneten Temperatur ist im allgemeinen 0 bis 90ºC und die Raumtemperatur wird bevorzugt.
Nachdem das Polypropylenglykol oder dessen Mischung mit dem Hitzestabilisator absorbiert worden sind und an der Fasermasse anhaften, wird die Fasermasse auf übliche Weise entwässert und wenn nötig getrocknet, womit die hydrophilische schmelzversponnene Fasermasse der vorliegenden Erfindung erhalten werden kann.

Verwendung

Die synthetische Pulpe kann in den Gebieten Verwendung finden, in denen synthetische Pulpen verwendet worden sind. Zum Beispiel kann die erfindungsgemässe synthetische Pulpe als Ersatz für eine Holzpulpe, als Material für Vliesstoffe, als wässeriges flüssigkeitsabsorbierendes Material, Oelabsorptionsmaterial, als Isolationsmaterial usw. verwendet werden.
Durch Mischen der Fasermasse der vorliegenden Erfindung mit einer Naturpulpe, einer Naturfaser, einer halbsynthetischen Faser, einer organischen Faser, wie einer synthetischen Faser mit einem höheren Schmelzpunkt als derjenigen der Fasermasse der vorliegenden Erfindung, oder einer anorganischen Faser, wie einer Glasfaser, Erzeugung eines Formkörpers gegebenenfalls mit einer Gestaltung wie ein Blatt und durch Unterwerfung des Formkörpers der Behandlung des Schmelzspinnens bei einer solchen Temperatur, dass mindestens ein Teil der synthetischen Fasermasse der vorliegenden Erfindung geschmolzen wird, erhält man ein faseriges Formling, bei dem Filamente von anderen hydrophilischen Kurzfasern mindestens teilweise mit der schmelzversponnenen Fasermasse auf Basis von thermoplastischen Harzen ineinander verbunden sind. Dieses faserige Formling weist eine ausgezeichnete Hydrophilität und Benetzbarkeit oder Wiederbenetzbarkeit auf und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Nassfestigkeit hoch ist.
Es wird beim faserigen Formling bevorzugt, dass das Gewichtsverhältnis der hydrophilischen schmelzgesponnenen synthetischen Fasermasse zu einer anderen hydrophilischen Kurzfaser im Bereich von 5/95 bei 50/50, insbesondere von 10/90 bis 45/55 sei. Wenn die verwendete Menge der synthetischen Fasermasse geringer als 5 Gew.-% ist, wird die mechanische Festigkeit, insbesondere die Nassfestigkeit durch die Behandlung des Schmelzspinnens erheblich verbessert. Die Mischung kann entweder mit der Nassmethode oder mit der Trockenmethode ausgepresst werden.
Ein Luftofen, eine Infrarotheizung oder ein ähnliches werden in der Regel für die Behandlung des Schmelzspinnens der Fasermasse auf Basis von thermoplastischen Harzen verwendet. Die Heiztemperatur ist von der Art des die Fasermasse ergebenden thermoplastischen Harzes abhängig, aber es wird bevorzugt, dass die Heiztemperatur im Bereich von dem Schmelzpunkt des thermoplastischen Harzes bis zu einer Temperatur von ungefähr 100ºC höher als der Schmelzpunkt des verwendeten thermoplastischen Harzes sei.
Das faserige Formling der vorliegenden Erfindung ist üblicherweise in der Form eines Gewebes und die Grösse des spezifischen Gewichtes kann einigermassen durch das Schmelzspinnen der Fasermasse auf Basis von thermoplastischen Harzen eingestellt werden, aber Produkte mit der erwünschten Grösse des spezifischen Gewichtes können durch Vornehmen einer Pressbehandlung gleichzeitig mit dem Schmelzspinnen je nach Bedürfnis erhalten werden.
Das faserige Formling der vorliegenden Erfindung kann zur Herstellung von Papierstoffen, wie Reliefpapier, Thermosiegelpapiere, Wasserschutzpapiere, elektrisches Isolationspapier, Formierpapiere und Landwirtschaftspapier, verschiedene Vliesstoffe, sanitäre Produkte, Baustoffe und Kartenpapier verwendet werden. Falls Holzfaserpapier als weitere hydrophilische Kurzfaser verwendet wird, kann das erfindungsgemässe faserige Formling in Form von verschiedenen Absorptionsmaterialien wie Wegwerfwindeln, Sanitätsbinden, medizinischen Schwämmen, Wundunterlagen und Handtüchern verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung wird nun ausführlich mit Bezug auf die folgenden Beispiele, die jedoch den Umfang der Erfindung nicht einschränken, beschrieben.

Beispiel 1

Zu 10 l Wasser wurden 100 g einer polyverzweigten, aus Polyethylen hergestellten Fasermasse (SWP E 400 geliefert von Mitsui Petrochemical Industries), welche eine Dichte von 0,96 g/c, einen Schmelzpunkt von 132ºC, eine mittlere Fasernlänge von 0,9 mm und einen Mahlungsgrad von 500 CFS hatte, zugegeben, worauf 1,0 g eines Polypropylensglykols mit einem Molekulargewicht von 2000 (geliefert von Wako Junyaku) hinzugefügt wurden. Die Zusammensetzung wurde in einen gewöhnlichen Mischer mit mehrmaligen Ansätzen geladen und 30 Sekunden bei Raumtemperatur kräftig gerührt, um das Polypropylenglykol an der Fasermasse zu haften. Die verrührte Zusammensetzung wurde entwässert, aus einer quadratischen Blattformmaschine von 25 cm x 25 cm gegossen und dann mit einer Handpresse weiter entwässert zur Bildung eines Blattes mit einem Wassergehalt von 50 Gew.-% und einem staubtrockenen Grundgewicht von 1500 g/m². Das Blatt wurde 8 Stunden bei 50ºC in einem Umlauftrockner getrocknet, um ein trockenes Blatt in dem staubtrockenen Zustand zu erzeugen. Bei 20±2ºC gehaltenes Wasser wurde auf die Oberfläche des trockenen Blattes getropft. Das Wasser wurde sofort in das Blatt absorbiert.
Als das trockene Blatt mit einem Zerstäuber vom Typ einer Hammermühle pulverisiert wurde, wurde das erhaltene flockige Produkt zu Wasser von 20±2+C bei einer Konzentration von 10 g/l zugefügt und die resultierende Zusammensetzung wurde langsam gerührt. Man erhielt eine homogene Aufschlämmung, Klumpen wurden mit einem Sieb entfernt. Es wurde gefunden, dass der Klumpengehalt niedriger als 10 ppm war und die Aufschlämmung einen guten Dispersionsgrad hatte.

Vergleichsbeispiel 1

Ein trockenes Blatt wurde in gleicher Art wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, dass die verwendete Fasermasse (SWP E 400) unmittelbar ohne Anhaften von Polypropylenglykol behandelt wurde. Als das bei 20±2ºC gehaltene Wasser auf das Blatt getropft wurde, wurden die Tropfen in das Blatt nicht absorbiert, sondern sie verblieben auf der Oberfläche des Blattes.

Vergleichsbeispiel 2

Ein trockenes Blatt wurde in der gleichen Art wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, dass 1,0 g von POE Nonylphenylether (Emulgen 910 geliefert von Kao, HLB = 12,2) als nichtionisches oberflächenaktives Mittel anstelle von Polypropylenglykol verwendet wurde. Obwohl dieses Blatt Wasser absorbierte, war das Brodeln zu kräftig, als das zerstäubte Flockenprodukt ins Wasser geschüttet und die Mischung gerührt wurde. Keine gute Aufschlämmung wurde erhalten.

Vergleichsbeispiel 3

Ein trockenes Blatt wurde in der gleichen Art wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, dass 1,0 g eines Polyethylenglykols mit einem Molekulargewicht von 2000 (geliefert von Wako Junyaku) anstelle des Polypropylenglykols verwendet wurde.
Als das 20±2ºC gehaltene Wasser auf das trockene Blatt getropft wurde, wurden die Tropfen in das Blatt nicht absorbiert.

Beispiel 2

Zu 10 l Wasser wurden 100 g einer polyverzweigten Fasermasse, hergestellt aus Polyethylen mit einem Polyvinylalkoholgehalt von 1,1 Gew.-% (SWP E 400 geliefert von Mitsui Petrochemical Industries), zugegeben und 1,0 g eines Polypropylenglykols mit einem Molekulargewicht von 2000 (PPG-2000 geliefert von Wako Junyaku) und 0,2 g von Mono-, Di- oder Tri-(α-methylbenzyl)-phenol (Nocrak SP geliefert von Ouchi Shinko Kagaku Kogyo) wurden weiter hinzugefügt. Die Zusammensetzung wurde sehr kräftig bei Raumtemperatur für 30 Sekunden gerührt, um das Polypropylenglykol und Nocrak SP an der Fasermasse zu haften.
Die verrührte Zusammensetzung wurde entwässert und mit einer quadratischen Blattformmaschine von 25 cm x 25 cm ausgegossen und wurde dann mit einer Handpresse weiter entwässert, um ein synthetisches Pypierblatt mit einem Wassergehalt von 50 Gew.-% und einem knochentrockenen Grundgewicht von 1500 g/cm² zu erhalten. Es wurde gefunden, dass mehr als 90% des verwendeten Polypropylenglykols und Nocrak SP an der Fasermasse angeklebt wurden.

Beispiel 3 - Herstellung eines Testmusters

Wasser wurde zu einer Mischung bestehend aus 78 Gewichtsteilen einer Glasmikrofaser (Code 106 geliefert von Johns-Manville) und 22 Gewichtsteilen der in Beispiel 2 verwendeten Fasermasse zugegeben, wobei die Konzentration der Mischung in der Aufschlämmung 5 g/l betrug. Die Zusammensetzung wurde für 30 Sekunden in einem Pulper vom Typ JIS gerührt, wobei eine wässerige Aufschlämmung gebildet wurde. Die erhaltene Aufschlämmung wurde entwässert und aus einer quadratischen Blattformmaschine von 25 cm x 25 cm ausgegossen und bei Raumtemperatur getrocknet zur Erhaltung eines Faserblattes mit einem Grundgewicht von 100 g/m². Das Faserblatt wurde bei einer in Tabelle 1 aufgeführten Temperatur in einem Umlauftrockner mit Warmluft thermisch behandelt, wonach die Hydrophilität gemessen wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Nebenbei wurde die Hydrophilität eines bei 140ºC thermisch behandelten Blattes, welches für die Durchführung eines Schmelzspinnens ungenügend war, auf übliche Weise getestet. Die erhaltenen Resultate sind in Tabelle 1 aufgeführt (Test für die Hydrophilität). Auf das Testblatt wurde 1 cm³ von bei 20±2ºC gehaltenem Wasser getropft und die erforderte Zeit für die vollständige Absorption von Wasser in das Blatt gemessen.

Beispiel 4 - Herstellung des Testmusters

Ein Faserblatt mit einem Grundgewicht von 300 g/cm² wurde in der gleichen Art wie in Beispiel 3 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, dass eine Holzpulpe (NBSP geliefert von Sanyo Kokusaku Pulp) anstelle einer Glasmikrofaser verwendet und die Konzentration der Mischung in der Aufschlämmung in 10 g/l geändert wurde.
Das Blatt wurde in der gleichen Art wie in Beispiel 3 beschrieben thermisch behandelt und die Hydrophilität des erhaltenen Faserblattes wurde gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt. Nebenbei wurde auf ähnliche Weise die Hydrophilität eines bei 140ºC thermisch behandelten Blattes getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.

Beispiel 5

Ein synthetisches Papierblatt wurde in der gleichen Art wie in Beispiel 2 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, dass Tristearylphosphit (C&sub1;&sub8;H&sub3;&sub7;O)&sub3;P anstelle von Nocrak SP verwendet wurde.

Beispiel 6

Ein schmelzgesponnenes Faserblatt wurde in der gleichen Art wie in Beispiel 3 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, dass die gemäss Beispiel 5 erhaltene synthetische Pulpe anstelle der gemäss Beispiel 2 erhaltenen synthetischen Pulpe verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Beispiel 7

Ein schmelzgesponnenes Faserblatt wurde in der gleichen Art wie in Beispiel 4 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, dass die gemäss Beispiel 5 erhaltene synthetische Pulpe anstelle der gemäss Beispiel 2 erhaltenen synthetischen Pulpe verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.

Vergleichsbeispiele 4 bis 7

Synthetische Pulpen wurden in der gleichen Art wie in Beispiel 2 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, dass die in Tabelle 3 aufgeführten Substanzen als hydrophilische Eigenschaften verleihende Mittel anstelle der Mischung aus Polypropylenglykol und Nocrak SP verwendet wurden.

Vergleichsbeispiele 8 bis 11

Schmelzgebundene Faserblätter wurden in der gleichen Art wie in Beispiel 3 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, dass die gemäss Vergleichsbeispielen 4 bis 7 erhaltenen synthetischen Pulpen anstatt der gemäss Beispiel 2 erhaltenen synthetischen Pulpe verwendet wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Vergleichsbeispiele 12 bis 13

Schmelzgebundene Faserblätter wurden in der gleichen Art wie in Beispiel 4 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, dass die gemäss Vergleichsbeispielen 4 und 6 erhaltenen synthetischen Pulpen anstatt der gemäss Beispiel 2 erhaltenen synthetischen Pulpe verwendet wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.

Beispiel 8

Fasermassen enthaltend ein Polypropylenglykol und einen Hitzestabilisator, die auf deren Oberflächen haften, wurden in der gleichen Art wie in Beispiel 2 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, dass die zugefügte Menge von Nocrak SP (Hitzestabilisator) in 0,01 g (Beispiel 1), 0,02 g (Beispiel 2), 0,05 g (Beispiel 3), oder 0,1 g (Beispel 4) geändert wurde.
Blätter wurden in der gleichen Art wie in Beispiel 3 beschrieben hergestellt unter Verwendung der entsprechenden Papierblätter, worauf die hydrophilischen Eigenschaften dieser Blätter gemessen wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 aufgeführt. Tabelle 1 Hydrophilität (Wasserabsorption, Zeit, Sekunden) Heissbehandlung Temperatur (ºC) Beispiel Vergleichsbeispiel Tabelle 2 Hydrophilität (Wasserabsorption, Zeit, Sekunden) Heissbehandlung Temperatur (ºC) Beispiel Vergleichsbeispiel Tabelle 3 Vergleichsbeispiel Nr. Mittel zur Verleihung der Hydrophilität Bemerkung PPG-30001) (ohne Hitzestabilisator) Emulgen 9102) Emulgen 910/Nocrak SP (1,0/0,2) 1) Polypropylenglykol mit einem Molekulargewicht von 3000 (geliefert von Wako Junyaku) 2) POE Nonylphenylether (geliefert von Kao) Tabelle 4 Hydrophilität (Wasserabsorption, Zeit, Sekunden) Thermische Behandlung Temperatur (ºC) Probe

Claims

1. Synthetische Pulpe, welche eine Fasermasse eines thermoplastischen Harzes und haftend an der Oberfläche der Fasern ein oberflächenaktives Mittel auf Basis von Polyoxyalkylenen enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das oberflächenaktive Mittel ein Polypropylenglykol mit einem mittleren Molekulargewicht von 200 bis 10'000 ist.

2. Synthetische Pulpe gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Harz der Fasermasse ein kristallines Polyolefin ist.

3. Synthetische Pulpe gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Harz der Fasermasse Polyethylen oder Polypropylen ist.

4. Synthetische Pulpe gemäss Anspruch 1 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasermasse eine polyverzweigte Polyethylen- oder Polypropylenfaser mit einer mittleren Faserlänge von 0,1 bis 10 mm darstellt.

5. Synthetische Pulpe gemäss Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasermasse eine polyverzweigte Polyethylen- oder Polypropylenfaser mit 0,01 bis 10 Gew.% Polyvinylalkohol auf der Oberfläche darstellt.

6. Synthetische Pulpe gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasermasse eine durch Entspannen einer ein kristallines Polyolefin, ein organisches Lösungsmittel für das Polyolefin und Wasser enthaltenden Dispersion und durch Vermahlen oder Verfeinern der erhaltenen Fasern hergestellte Fasermasse ist, wobei das Wasser als Dispergiermedium und das Polyolefin und das organische Lösungsmittel als dispergierte Phase vorhanden sind und wobei das Entspannen bei einer solchen Temperatur und bei Druckbedingungen erfolgt, bei denen das gesamte organische Lösungsmittel praktisch verdampft ist, während das Wasser im vesentlichen nicht verdampft ist.

7. Synthetische Pulpe gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dispergiermedium der Dispersion Polyvinylalkohol enthält.

8. Synthetische Pulpe gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasermasse eine durch Beschichten der entspannten Faser mit Polyvinylalkohol und durch Mahlen oder Verfeinern der Mischung erhaltene Fasermasse ist.

9. Synthetische Pulpe gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polypropylenglykol ein Molekulargewicht von 400 bis 6'000 hat.

10. Synthetische Pulpe gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polypropylenglykol in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.%, bezogen auf die Fasermasse vorhanden ist.

11. Synthetische Pulpe gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polypropylenglykol in einer Menge von 0,05 bis 5 Gew.%, bezogen auf die Fasermasse vorhanden ist.

12. Synthetische Pulpe gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein Stabilisiermittel ausgewählt aus phenolischen Antioxydationsmitteln und Antioxydationsmitteln auf Basis von Phosphorsäureestern enthält.

13. Synthetische Pulpe gemäss Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Polypropylenglykol in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.%, bezogen auf die Faser, und das Stabilisiermittel in einer Menge von 0,001 bis 10 Gew.%, bezogen auf die Faser, vorhanden sind.

14. Synthetische Pulpe gemäss Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Stabilisiermittel ein phenolisches Antioxydationsmittel ist, welches ein styrolisiertes Phenol der folgenden Formel (I)

darstellt, worin R für ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen steht und n eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist.

15. Synthetische Pulpe gemäss Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Antioxydationsmittel einen Phosphorsäureester enthält, welcher ein Trialkyl- oder Triarylphosphit der folgenden Formel (II)

P(OR')&sub3; (II)

ist, worin R' für eine Alkylgruppe mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen oder einen Arylrest der folgenden Formel (III)

steht, in der Z für ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen steht.

16. Synthetische Pulpe gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasermasse eine polyverzweigte Polyethylenfaser mit 0,01 bis 10 Gew.% von Polyvinylalkohol auf der Oberfläche darstellt.

17. Faseriges Formling bestehend aus einer Mischung zur Herstellung von Papier, welche 5 bis 50 Gew.% einer Fasermasse eines thermoplastischen Harzes und 50 bis 95 Gew.% einer zweiten hydrophilen Kurzfaser enthält, wobei die Fäden der zweiten hydrophilen Kurzfaser mindestens teilweise mit einer anderen Fasermasse eines geschmolzenen thermoplastischen Harzes verbunden sind und wobei die Fasermasse des thermoplastischen Harzes eine Zusammensetzung auf der Oberfläche trägt, die

(I) ein Polypropylenglykol mit einem Molekulargewicht von 200 bis 10'000 und

(II) mindestens ein Stabilisiermittel ausgewählt aus phenolischen Antioxydationsmitteln und Antioxydationsmitteln auf Basis von Phosphorsäureestern enthält.

18. Faseriges Formling gemäss Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass besagte zweite hydrophile Kurzfaser eine natürliche Fasermasse, eine Naturfaser oder eine Glasfaser ist.

19. Faseriges Formling gemäss Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass besagte hydrophile Kurzfaser eine natürliche Fasermasse ist.