DK141296B - Fremgangsmåde til fremstilling af en syntetisk pulp egnet til fremstilling af et ikke-vævet banemateriale. - Google Patents

Description

141296

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af en syntetisk pulp egnet til fremstilling af et ikke-vævet banemateriale, ved hvilken en under tryk stående, opvarmet emulsion af vand 5 og en opløsning af en olefinpolymer i et opløsningsmiddel ledes i hurtig strøm, fortrinsvis gennem en dyse, og trykaflastes under fordampning af opløsningsmiddel og fældning af fibrøs polymer i vandig suspension, som eventuelt formales. Den herved fremstillede syntetiske 10 pulp er navnlig beregnet til papirfabrikation på grundlag af olefinpolymere.

Papir fremstilles traditionelt ud fra en pulp af cellulosefibre (primært træfibre); men der er tidligere gjort mange forsøg på at anvende syntetiske 15 polymere som erstatning for træ ved papirfremstilling.

Blandt de tidligste er anvendelsen af konventionelle stabelfibre. Polymere fibre er et produkt, som fås ved ekstrudering af en smelte eller en opløsning af polymeren gennem en snæver åbning eller dyse, således 20 at der dannes et kontinuerligt filament, der enten benyttes direkte som monofilament eller opskæres i stykker af ønsket længde, dvs. til stabelfibre der tvindes og spindes til garner til brug hovedsageligt ved vævning af tekstiler. Til brug i ikke-vævede tek-25 stiler og papir lægges fiberlængder som en filtet masse, der sammenbindes eller limes, eventuelt under varme og tryk (tørring og presning). Stabelfibre af syntetiske polymere giver ikke noget godt papir, da de er for glatte til brug i ikke-vævet banemateri- 30 ale. Stabelfibre har meget lavt overfladeareal således 2 som bestemt ved gasadsorption (på under 1 m /g), hvilket bevirker høj dræningshastighed, dvs. at en sådan pulp alt for hurtigt løber tør på viren ved papirfabrikation.

35 Der er dog allerede fremsat mange forslag til fremstilling af syntetiske fibre med en mere kompli- 141296 2 ceret, dvs. ikke-glat, struktur end polymere stabelfibres til anvendelse ved fremstilling af ikke-vævet banemateriale såsom papir, især fordi polymere fibre er billige at masseproducere, og træmasse er ved at 5 blive en mangelvare.

F.eks. beskrives i USA-patentskrift nr.

2.999.788 dannelsen af såkaldte "Fibrider", der kan benyttes til at indføre et indhold af syntetisk materiale i almindeligt papir, hvor det fungerer som 10 bindemiddel ved varmebehandling efter vådlægning. Disse fibrider fremstilles ved udsprøjtning af en opløsning af polymer i et fældningsmiddel for polymeren.

Endvidere beskrives i USA-patentskrift nr.

3.081.519 og tilsvarende tysk patentskrift nr.

15 1.292.301 flash-spinding, dvs. trykaflastning til for dampning af opløsningsmiddel fra en nydannet polymer filmstreng straks efter ekstrusion gennem en dyse, hvilken fordampning foregår under sådanne betingelser, at alt opløsningsmidlet fjernes til frembringelse af 20 såkaldte "pleksifilamenter", der er opbygget af meget tynde filmbånd, der er indbyrdes forbundet til dannelse af et ensartet tredimensionalt netværk. Denne netstruktur omfatter et kompliceret opbygget, sammensat legeme af filmagtige eller båndagtige elementer, 25 der forenes og adskilles med tilfældige intervaller.

En anden struktur, som består af egentlige fibre egnet til papirfremstilling, beskrives i tysk offentliggørelsesskrift nr. 21 21 512 som en samling fibriller forenet til en grovere trådstruktur forsynet 30 med ret få udadvendende fibrilender, dvs. et bundt af fibriller eller fine bånd.

Ved den i ovennævnte tyske offentliggørelsesskrift nr. 21 21 512 beskrevne fremgangsmåde benyttes også flash-spinding, idet der først dannes en emul-35 sion af en polymeropløsning og vand, som ekstruderes gennem en dyse til frembringelse af fibre, hvorfra 141296 3 opløsningsmiddel fordampes ved forholdsvis høj temperatur og tryk. Vand er til stede som kontinuerlig fase i emulsionen og udgør fortrinsvis mere end 200 rumfangsprocent af polymeropløsningen. Overfladeaktive 5 midler kan benyttes, nemlig til frembringelse af en stabil emulsion, hvis partikelstørrelse er en kritisk faktor. Fremgangsmåden kræver tilstedeværelse af en stor mængde vand, som må opvarmes kraftigt før ekstrusionen. Dette forøger systemets energibehov, 10 så metoden bliver uøkonomisk, hvilket man så forsøger at afhjælpe ved at benytte høj polymerkoncentration i opløsningen, der emulgeres med vand, og ved at ekstrudere og afspænde fra et ret højt overtryk ved højst mulig temperatur under flash-spindingstrinet.

15 Men ved den høje polymerkoncentration og høje temperatur er der en tendens mod pleksifilamentdannelse dvs. dannelse af fibrøse sammenhængende netagtige masser, som er vanskelige at findele eller raffinere til løse enkelte fibre, som er hensigtsmæssige til 20 brug ved papirfremstilling ved gængs teknik med vådlægning i vand. Regulering af emulsionens partikelstørrelse inden for de i ovennævnte tyske offentliggørelsesskrift anførte kritiske grænser er en vanskelig opgave, og formalingen skal være kraftig for 25 at frembringe løse fibre, som dog ofte bliver for korte eller bliver til pulver, da den fibrøse masse er temmelig sprød.

I tysk offentliggørelsesskrift nr. 2.144.409 beskrives en lignende fremgangsmåde, hvor der kan an-30 vendes mindre vand - sædvanligvis lige rumfangsdele vand og opløsningsmiddel men stadig foreskrives dog anvendelse af forholdsvis høje temperaturer og tryk, der som allerede nævnt frembringer pleksifila-ment eller et fibrøst netagtigt produkt, som det er 35 vanskeligt at raffinere eller findele til særskilte fibre. For at nøjes med så lidt vand kræves tilstede- 4 141296 værelse af et materiale, der absorberer en del af vandet i de solvatiserede polymerpartikler, og et sådant vandsugende materiale i de anvendte store andele bliver tilbage og vil på skadelig måde påvirke de 5 fremstillede fibres styrkeegenskaber. I øvrigt lider fremgangsmåden af samme mangler som ved tysk offentliggørelsesskrift nr. 2.121.512.

Det har nu vist sig, at man kan fremstille en syntetisk pulp, der er særlig egnet til papirfremstiΙ-ΙΟ ling, men også kan benyttes med held til andre ikke--vævede banematerialer, ved flash-spinding af en emulsion af vand og polymer opløst i et opløsningsmiddel, der er opvarmet og står under tryk, til dannelse af en fibrøs polymermasse i vandig suspension, som 15 eventuelt opbrydes til særskilte fibre ved formaling i gængse apparater såsom en hydrafiner, nemlig såfremt man overholder visse betingelser for forholdet . mellem vand og opløsningsmiddel, emulsionens temperatur og fordampningen ved trykaflastningen, så 20 praktisk talt alt opløsningsmidlet fordamper i kraft af den i vandet indeholdte enthalpi - uden at en væsentlig del af vandet fordamper - hvorved polymeren udfældes ved opløsningsmidlets fjernelse, nemlig både ved sin ringe· vandopløselighed og den op-'25 ståede afkøling ved opløsningsmidlet momentane fordampning, hvor varmen kun tages fra vandet, idet polymeren fra at være opløst i den ene af emulsionens faser fældes ved dennes bortgang fra den hurtigt strømmende emulsion og fremkommer som fibre suspenderet 30 i den anden fase. For at undgå umiddelbar sammenklumpning af de friske og endnu bløde fibre skal emulsionen desuden indeholde et overfladeaktivt stof, der virker som dispergeringsmiddel for fibrene i vand (og eventuelt tillige som emulsionsstabilisator) og ikke 35 uden videre vaskes bort, men bliver tilbage på fibrene under deres videre anvendelse, navnlig ved papirfrem- 5 141298 stilling. På grund af den kraftige turbulens under emulsionens strømning og især ved trykaflastningen og lynfordampningen er det endvidere vigtigt at vælge et dispergeringsmiddel, som ikke skummer.

5 I overensstemmelse hermed er fremgangsmåden ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at der anvendes en emulsion, hvor rumfangsforholdet for opløsningsmiddel/ vand er fra 1:2 til 2:1, at emulsionen af vand og polymeropløsning opvarmes til en temperatur på op til 10 160°C og under omtrent antogent tryk til afdampning af praktisk talt alt opløsningsmidlet ved fordampningen og at emulsionen indeholder et polymert, ikke-skummende, overfladeaktivt middel, som ikke kan vaskes af fibrene, i tilstrækkelig mængde til at gøre de fremkomne fibre 15 vanddispergerbare.

Herved opnås, at polymeren fældes under mildere betingelser, så den ikke fremkommer som en stærkt sammenhængende fibrøs masse, og at den ikke er sprød (og derved pulveriseres under formaling) eller for blød 20 (og derved klæber sammen til et netværk); men at polymerfibrene ved mild formaling af gængs type såsom hydrafinering er lette at adskille til enkeltfibre, som på grund af deres lådne overfladestruktur alligevel er lette at sammenfiltre til et ikke-vævet banemateriale, 25 specielt papir ved vådlægningsmetoden. Hertil kommer, at man let kan regulere polymerfibrenes hårdhed og til en vis grad også deres længde blot ved at ændre lidt på forholdet mellem vand og opløsningsmiddel i emulsionen inden for de specificerede grænser.

30 I ovennævnte tyske offentliggørelsesskrift nr.

21 21 512 benyttes ganske vist også et overfladeaktivt middel i emulsionen; men det ses, at dette tjener som emulsionsstabilisator og er en detergent, der altså vil vaskes fuldstændig bort med vand fra de fæl-35 dede fibre uden at efterlade nogen rest på disse. Derimod vil fibrene, som fås ved fremgangsmåden ifølge op- 6 141296 findelsen, være udmærket dispergeret straks ved deres dannelse i den vandige suspension og stadig beholde en tilpas mængde uafvaskelig dispergeringsmiddel på deres overflade til, at de er særdeles nemme at behandle ved 5 efterfølgende vådlægning uden utilbørlig sammenklumpning, (eller ligefrem udskillelse fra vandet).

Også med hensyn til øvrige fysiske egenskaber opnås ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen en pulp, der er meget velegnet til fremstilling af ikke-vævet 10 banemateriale og især papir på basis af en overvejende andel af syntetiske polymerfibre.

Ifølge den foreliggende opfindelse tilvejebringes således en syntetisk pulp, især til papirfremstilling, og som omfatter en masse af særskilte, vanddis-15 pergerbare polyolefinfibre, som har en kompressibili-tetskonstant mellem 0,3 og 0,4 og en dræningsfaktor på over 1,0 sekund pr. g. Det hydrodynamiske overfladeareal for pulpen, som fremstilles ifølge opfindelsen, 2 er større end 1,0 m /g og ligger fortrinsvis i området 2 20 1,0-2,0 m /g. Dræningstiden for pulpen fremstillet ifølge opfindelsen er mellem 6 og 8 sekunder.

Dræningstid, dræningsfaktor og hydrodynamisk overfladeareal er indbyrdes forbundne egenskaber, hvoraf den førstnævnte er den letteste at måle, men den '25 mindst pålidelige indikation for pulpens opførsel.

Ved papirfremstilling indicerer kompressibilitetskon-stanten N mere kvaliteten for det papir, der vil fremstilles af pulpen. Med hensyn til disse egenskabers betydning og måling henvises til nærværende beskriv-30 eises slutning. Det bemærkes, at hydrodynamisk overfladeareal er forskellig fra overfladearealet som målt ved gasadsorption.

Fibrene fremstillet ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen har en gennemsnitslængde på mellem 0,5 og 35 10 mm (således som målt ved Tappi-prøve T 232 SU 68), til anvendelse som erstatning for normale cellulose- 141296 7 fibre. Til særlige anvendelser eller specialformål kan de dog om ønsket fremstilles med gennemsnitslængder på over 10 mm, og til visse anvendelser kan fremstilles fibre med gennemsnitslængder på op issod 100 mm eller 5 endog længere. De har en gennemsnitsgrovhed (således som målt ved Tappi-prøve 234 SU 67) på mellem ca. 1 og 10 decigrex (mg/100 m).

Efter hydrafinering, som er det foretrukne afslutningstrin ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, 10 har fibrene en sådan størrelse at mindre end ca. 10 vægtprocent af fibrene holdes tilbage på en 20 mesh sigte (Tylers standardsigteserie), men mindst ca.

25 vægtprocent holdes tilbage på en 65 mesh sigte, og fortrinsvis holdes mindst ca. 25 vægtprocent tilbage 15 på en 35 mesh sigte. Typisk er fibrenes vægtgennemsnitslængde efter hydrafinering mellem ca. 1,4 og 3,0 mm, deres vægtgennemsnitsgrovhed er typisk mellem ca. 3,3 og 8,0 decigrex, og forholdet mellem deres gennemsnitslængde og gennemsnitsgrovhed taget efter 20 vægt er typisk 0,37 til 0,51:1.

Fibrene fremstillet ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen er overvejende opbygget af lagagtige eller filmlignende elementer, der er oprullet eller sammen-snoet til sammenfoldede strimler (som kan ses ved 500 25 ganges forstørrelse) med en diameter mellem ca. 0,5 og 30 μ og med lignende længder som cellulosefibre.

Når disse sammenrullede strimler sammenhobes i en masse af pulp, bringes de ved filtrering til rent mekanisk at hænge sammen, uden at der dog er nogen materiel kon-30 tinuitet mellem de enkelte strimler eller strenge.

Strukturen adskiller sig altså klart fra pleksifilamen-ters og de andre ovenfor omtalte kendte produkters materielt sammenhængende tredimensionale netværk. Der kan dog forekomme en vis indbyrdes sammenhæng mellem 35 enkelte strenge, hvilket f.eks. er tilfældet, hvor den oprindelige film er revet itu og de løst vedhængende δ 141296 dele af det iturevne lag er rullet eller snoet sammen til særskilte strimler eller strenge, der stadig hænger fast ved den ikke-iturevne del af det oprindelige filmlag og derved stadig forbinder de enkelte sammenrullede 5 strimler.

Foruden ovennævnte struktur med sammenrullede strimler, hvor de enkelte ruller er synlige ved 500 ganges forstørrelse, har fibrenes overflade en karakteristisk ru "hajskinds" tekstur, som dog først ses ved 10 10.000 ganges forstørrelse. De fremstillede fibre (taget fra en hvilken som helst given prøve) udviser render eller dale, der forløber i rullens eller strengens længderetning, og rynker, der forløber på tværs heraf.

Disse fibres overfladeareal kan variere fra 15 2 til 150 m /g således som målt ved gasadsorptionstek nik på frysetørrede prøver. (Dette er ikke det hydro-dynamiske overfladeareal).

Ud fra disse fibre, som har en trækstyrke, både i våd og tør tilstand, på mellem 0,2 og 5 g pr. denier, 20 kan fremstilles papiragtige ark eller baner.

Skønt pulpen som fremstillet ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen udgøres af en sammenfiltret masse af sammenrullede eller sammenfoldede strenge, kan disse strenge dog adskilles fra hinanden, da de som nævnt 25 ikke er fysisk sammenbundne, men kun mekanisk sammenfil trede, og det er disse individuelle sammenrullede strenge eller strimler, der i sig selv betragtes som "fibre".

De ovennævnte mere eller mindre sammenhængende 30 fibre, som fås ved fremgangsmåden, når opløsningsmidlet afdampes under forholdsvis milde betingelser, hvorved polymeren fældes i vandig suspension, tåler at opbrydes ved gængs behandling uden at nedbrydes i overdreven grad når de formales, bankes eller stampes, f.eks i en 35 skivemølle eller hydrafiner, til udredning eller adskillelse af fibrene i hensigtsmæssig omfang til brug som pulp.

141296 9

Fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse karakteriseres navnlig ved milde temperaturbetingelser, hvor fremgangsmåden gennemføres ved, at en opløsning af polyolefinen i opløsningsmiddel dispergeres i vand til 5 frembringelse af en vandig emulsion, som opvarmes og i en kraftig strøm føres fra en zone med højere tryk til en zone med lavere tryk således at opløsningsmidlet fordamper, idet der efterlades en fibrøs masse af polymer suspenderet i vand. Fremgangsmåden sigter på at 10 frembringe særskilte fibre frem for en kontinuerlig tre-dimensionel struktur, der som allerede nævnt fås ved den kendte flash-spinding af polyolefiner. I stedet for at indrette fremgangsmåden på strenge temperatur-og trykbetingelser med henblik på effektiv opbrydning 15 af den tredimensionale struktur foreslås nu tvært imod mildere betingelser end tidligere benyttet. Det har herved vist sig, at man faktisk kan nøjes med at holde emulsionen alene ved det tryk, der hidrører fra emulsionens opvarmning til over opløsningsmidlets kogepunkt 20 ved atmosfæretryk, dvs autogent tryk og derfor ikke behøver tilførsel af ekstra trykgas, og trykket over- 2 stiger i hvert tilfælde ikke 20 kg/cm . Opløsningen opvarmes tilstrækkelig til at få polymeren til at opløses i opløsningsmidlet, således at emulsionens 25 enthalpi er tilstrækkelig til at fordampe opløsningsmidlet, når trykket udløses eller formindskes. Det er herved ikke nødvendigt, at det autogene tryk over-2 stiger 20 kg/cm . Den opvarmede emulsions temperatur overstiger således ikke 160°C, og i almindelighed 30 foretrækkes en temperatur i intervallet 130-160°C.

Den opvarmede emulsions temperatur er naturligvis heller ikke så høj, at det pågældende opløsningsmiddel sønderdeles.

I almindelighed er opløsningsmidlets enthalpi 35 ikke i sig selv høj nok til at få alt opløsningsmidlet til at fordampe; men ved fremgangsmåden ifølge 10 141296 opfindelsen er forholdet mellem opløsningsmiddel og vand således, at når emulsionen føres fra zonen med højere tryk til zonen med lavere tryk, er dens enthaipi - i kraft af vandets tilstedeværelse og den deri inde-5 holdte enthalpi - tilstrækkelig til at bringe alt opløsningsmidlet til at fordampe.

Disse forhold betinger mild opvarmning og tryk, som begunstiger lav koncentration af polymer - både i opløsning og i emulsion - hvorved fibrene bliver ud-10 fældet enkeltvis eller er lette at adskille. Et meget lavt indhold af polymer indebærer dog varmespild til fordampning af unødvendigt meget opløsningsmiddel, hvorimod for højt polymerindhold gør den udfældede fibrøse masse ubearbejdelig. Derfor er det ifølge opfindelsen 15 hensigtsmæssigt, at mængden af polyolefin er fra 0,5 til 15 vægtprocent af opløsningsmidlet.

I almindelighed kan opløsningsmidlet vælges blandt et hvilket som helst substitueret eller usub-stitueret aliphatisk, aromatisk eller alicyclisk car-20 bonhydrid, der er et opløsningsmiddel for den olefin-polymer, der anvendes ved fremgangsmåden, ved den benyttede temperatur, og som er forholdsvis indifferent under driftsbetingelserne og i det væsentlige ublandbart med vand eller danner en polymeropløsning, som er 25 praktisk talt ublandbar med vand. Opløsningsmidlet skal have et kogepunkt ved atmosfæretryk på under polyole-finens blødgøringspunkt og ønskeligt i intervallet fra ca. 30°C til 120°C, hvor der anvendes polyethylen og polypropylen som polyolefin. Opløsningsmidlet kan være 30 flydende eller gasformigt ved stuetemperatur og atmosfæretryk, men er fortrinsvis en væske. Således som anført må opløsningsmidlet ikke sønderdeles ved den ved fremgangsmåden benyttede temperatur. .

Blandt de anvendelige opløsningsmidler kan næv-35 nes aromatiske opløsningsmidler, f.eks. benzen og toluen, aliphatiske carbonhydrider, f.eks. pentan, hexan, 11 141296 heptan, octan og deres isomere og homologe, alicycliske carbonhydrider, f.eks. cyclohexan, cyclohexen og methyl-cyclohexan, halogenerede carbonhydrider, f.eks. chlor-benzen, carbontetrachlorid, chloroform, ethylchlorid, 5 methylchlorid, alkoholer, estere, ethere, ketoner, ni-triler, amider, fluorerede forbindelser såsom fluor-carbonhydrider, svovldioxid, nitromethan og blandinger af de netop nævnte opløsningsmidler.

Et af de særlige træk ved den foreliggende op-10 findelse er, at det har vist sig ikké at være nødvendigt at danne en "stabil" emulsion, hvorved behovet for anvendelse af særskilte emulgatorer elimineres. Derimod benyttes ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen sådanne midler i blandingen, som gør den fremkomne fibrøse 15 polymer dispergerbar i vand. Disse midler, som herefter benævnes "vanddispergeringsmidler", er i hvert fald .delvis vandopløselige, polymere materialer, som er i det væsentlige ikke-skummende i vandige opslæmninger ved de anvendte koncentrationer. Ved "polymer", forstås poly-20 mere med en molekylvægt fortrinsvis over ca. 1000.

Blandt disse foretrækkes polyhydroxylerede polymere med mange hydroxylgrupper fordelt langs polymerkæden, dvs. ikke udelukkende endestillede hydroxylgrupper.

Dog kan også benyttes polymere med andre hydrofile grup-25 per såsom aminogruppér, syregrupper og salte og estere deraf fordelt langs polymerkæden. Nogle af disse midler kan teknisk klassificeres som "emulgatorer", men de anvendes her kun i en mængde tilstrækkelig til fremkaldelse af den fornødne grad af vanddispergerbarhed hos 30 de dannede fibre og ikke i den mængde, der almindeligvis kræves til frembringelse af en stabil emulsion.

Midlerne skal være praktisk talt ikke-skummende i vandige opslæmninger ved de anvendte koncentrationer (de fleste almindelige emulgatorer bevirker skumning, hvis 35 de benyttes i en tilstrækkelig mængde til at fremkalde vanddispergerbarhed hos fibrene). De anvendelige dis- 141296 12 pergeringsmidler er polymere materialer, fordi de skal modstå fjernelse fra fibrene ved disses fældning i vandige opslæmninger og vask med vand ved efterfølgende hydrafinering.

5 Den anvendte mængde vanddispergeringsmiddel ud gør derfor op til 15 vægtprocent og fortrinsvis fra 0,1 til 5 vægtprocent (men er helst mellem ca. 0,7 og ca.

2,5 vægtprocent) beregnet på polyolefinen.

Det foretrukne vanddispergeringsmiddel til brug 10 ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen er en vandopløselig polyhydroxyleret alkohol, især polyvinylalkohol, da dette har vist sig at yde et effektivt, billigt og pålideligt dispergeringsmiddel for de frembragte poly-olefinfibre i den vandige opslæmning. Navnlig foretræk-15 kes på grund af gode resultater ved dispergering, jfr. udførelseseksemplerne nedenfor,, polyvinylalkohol med en hydrolysegrad på over ca. 77% og fortrinsvis over ca.

85% og med en viskositet (målt i en 4%'s vandig opløsning ved 20°C) på over ca. 2 centipoise. Polyvinyl-20 alkoholen tilsættes fortrinsvis sammen med vandet som opløsning deri til det tidspunkt, hvor emulsionen dan nes. Illustrative for andre vanddispergeringsmidler, som kan anvendes, er polyacrylsyre, polyacrylater, gelatine, casein, kationisk guargummi, kationisk 25 stivelse, kartoffelstivelse, cellulosederivater såsom carboxyethyl- og carboxymethyl-polymere aminer og styren-maleinsyrecopolymere.

Som mål for den grad, hvori fibrene er disper-gerbare i vand, kan benyttes "dispergerbarhedsindekset", 30 hvis talværdi måles ved at dispergere 2 g fibre (tør vægt) i 400 ml vand (total rumfang) i en Waring-blander, der løber med tophastighed i 5 sekunder. Den fremkomne fiberopslæmning anbringes i en 500 ml gradinddelt cylinder, som vendes på hovedet 4 gange og anbringes oven 35 på et fladt bord. Rumfanget af klart vand under fiberopslæmningen noteres eller optegnes efter 10, 20, 30, 141296 13 40, 50, 60, 80 og 120 sekunders forløb. Værdierne lægges sainmen, og summen divideres med 4, hvilket giver dis-pergerbarhedsindeks. Desto lavere tallet herfor er, jo bedre er dispergerbarheden. Til frembringelse af et pas-5 sende ark ud fra fibre ved konventionel papirfremstillingsteknik med vådlægning i vand er det ønskeligt, at dispergerbarhedsindekset er under 350 og fortrinsvis under 300. Pulp fremstillet ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen har typisk et dispergerbarhedsindeks på noget 10 under 300.

Selvom det ikke er nødvendigt ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen at tilsætte et særskilt overfladeaktivt middel til frembringelse af en "stabil"emulsion/ er der dog ikke noget til hinder herfor, og et sådant 15 overfladeaktivt middel kan tilsættes sammen med det ovenfor gennemgåede vanddispergeringsmiddel. Sådanne overfladeaktive midler kan være ikke-ioniske, kationiske eller amphotere og er fortrinsvis af den type, som fremmer en emulsion af typen olie-i-vand, dvs. et over-20 fladeaktivt middel med forholdsvis høj HLB-værdi (dvs. en hydrofil/lipofil balance på over ca. 7,0). Hvis et sådant overfladeaktivt middel anvendes, og når de fremstillede fibre skal bruges til at lave papirbaner ved vådlasgningsteknik, er det ønskeligt og ret let at fjer-25 ne det overfladeaktive middel fra fibrene ved vask med vand før banernes dannelse, for at hindre skumning.

Fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse kan om ønsket gennemføres i direkte tilslutning til en olefinpolymerisation, fra hvilken der fremkommer en varm 30 opløsning af polyolefin eller en dispersion af poly-olefinpartikler, der let kan opvarmes til opløsning af polyolefinen i opløsningsmiddel, eller fremgangsmåden kan gennemføres ved at gå ud fra en i forvejen fremstillet, fast polymer. Af økonomiske grunde foretræk-35 kes det førstnævnte) men for simpelheds skyld skal fremgangsmåden her beskrives under henvisning til sidst- 141296 14 nævnte, der udføres som portionsvis driftmetode, der illustreres på tegningen, i hvilken fig. 1 viser et skematisk billede af et apparat, til brug ved fremgangsmådens udøvelse, 5 fig. 2 viser et skematisk billede af en særlig del af et sådant apparat, i hvilket den fiberholdige vandige suspension frembringes, det fordampede opløsningsmiddel skilles fra, og den herved dannede friske pulp hydrafineres, 10 fig. 3 er et tværsnitsbillede af den i fig. 1 viste ventil 5 og dyse 6, fig. 4 er et mikrofotografi af pulp fremstillet ifølge nedenstående eksempel 10 prøve 1 forstørret 500 gange, og 15 fig. 5 er en forstørrelse af den centrale del af fig. 4 ved 10.000 ganges totalforstørrelse.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen skal herefter gennemgås under henvisning til en særlig hensigtsmæssig form for et apparat således som illustreret i tegning-20 ens fig. 1, der viser en autoklav 1 udstyret med omrører 2 og ventil 3 til tilførsel af vand til fremstilling af emulsionen og eventuelt indifferent gas, hvis der arbejdes over autogent tryk - og til gennemskylning af systemet for at fjerne uønskede gasser. Autoklaven er 25 forsynet med kappe, hvori opvarmningsfluidum kan cirkuleres til at opvarme dens indhold. Autoklaven 1 er også forsynet med en rørledning 4, som udmunder nær autoklavens bund og fører emulsion ud af autoklaven. Ved sin ydre ende er ledningen 4 forsynet med en ventil 5 30 (her en svømmerventil) forbundet med en fældningsdyse 6. Således som det ses klarere af tegningens fig. 3 udgør fældningsdysen 6 en indsnævring på rørledningen 4 lige efter ventilen 5. Fældningsdysen 6 er derefter forbundet gennem en overførselsledning 7 til et fordamp-35 ningskammer 8 således som afbildet i fig. 2. Fordampningskammeret 8 udgøres af en cyklon med en topafgangs- 141296 15 ledning 9 til fjernelse af fordampet opløsningsmiddel og en bundafgangsledning 10, gennem hvilken fibrene kan falde ned i en skivemølle 11; men alternativt kan andre alment tilgængelige udrivnings-, opbrydnings-, stampe-5 eller findelingsmøller anvendes. Fordampningskammeret 8 er også forsynet med sprøjteorganer 12 til sprøjteforstøvning af vand over de i dette kammer afleverede fibre.

Det indsprøjtede vand befinder sig ønskeligt ved en tilstrækkelig høj temperatur til ikke at fremkalde konden-10 sation af opløsningsmiddeldampene, som bevæger sig opad mod ledningen 9.

Autoklaven 1 er i bunden også forsynet med en udtømningsventil 13, der her udgøres af en kuglesvøm-merventil, som er forbundet med en kort fældningsdyse 15 14.

Ved sædvanlig drift af fremgangsmåden ifølge opfindelsen under anvendelse af det her eksemplificerede apparat kan polymeren og opløsningsmidlet derfor indføres i autoklaven 1 og polymeren opløses i opløsnings-20 midlet ved opvarmning og omrøring. Vand kan derefter indføres under omrøring til frembringelse af en emulsion med polymeropløsningen som den diskontinuerlige fase og vandet som den kontinuerlige fase. Et vanddis-pergeringsmiddel for fibrene, som skal dannes, sættes 25 også til autoklavens indhold; det er. her mest fordelagtigt, at dette middel tilsættes sammen med vand.

Alternativt kan vandet tilsættes først efterfulgt af tilsætning af polymeropløsning eller af opløsningsmiddel og derefter polymer.

30 Det i beholderen opretholdte tryk er praktisk talt autogent. Hvis der benyttes væsentligt højere tryk, resulterer dette i dårlig fiberdannelse, dvs. der dannes et fibrøst materiale, som er vanskeligt at hydrafinere eller på anden måde findele til fibre, 35 der er tilfredsstillende med hensyn til papirfremstilling.

141296 16

Den således dannede emulsion holdes under tryktætte betingelser i autoklaven og opvarmes til en tilstrækkelig temperatur til at holde polymeren opløst i opløsningsmidlet, men ikke højere end 160°C. Hvis tem-5 peraturen overstiger ca. 160°C, er der en tendens til, at et fibrøst produkt vil dannes, som er vanskeligt at findele eller adskille til fibre, som er hensigtsmæssige eller velegnede til papirfremstilling. Fortrinsvis er temperaturen mellem ca. 130°C og 160°C. Det valgte op-10 løsningsmiddel skal være stabilt ved disse temperaturer. Derefter kan afbryderventilen 5 åbnes, og emulsionen i autoklaven vil ved overtrykket i autoklaven tvinges hurtigt gennem ledningen 4 og derefter gennem fældningsdysen 6. Under emulsionens passage gennem led-15 ningen 4 og fældningsdysen 6 formindskes dens tryk, hvilket bevirker voldsom fordampning af opløsningsmidlet. Det ved denne fordampning fremkaldte varmetab får emulsionens temperatur til at falde. Dette temperaturfald sænker polymerens opløselighed i opløs-20 ningsmidlet, og tabet af opløsningsmiddel ved fordampning nedsætter også den mængde polymer, som kan forblive opløst. I konsekvens heraf fældes polymeren som fibre, efterhånden som emulsionen passerer gennem ledningen 4 og ud gennem fældningsdysen 6. Emulsionen 25 holdes hele tiden omrørt i autoklaven for at undgå, at opløsningsfasen og vandfasen skal adskilles, idet der ikke normalt er emulsionstabilisator tilstede (som dog i givet fald skal vaskes bort efter fibrenes fældning).

Efter udtømning fra fældningsdysen 6 gennem 30 ledningen 7 i fordampningskammeret 8, der holdes på væsentligt lavere tryk end det, der består i ledningen 4, og fortrinsvis ved atmosfæretryk eller ved subatmos-færisk tryk, fordampes praktisk talt alt opløsningsmidlet, hvilket efterlader fibrene dispergeret som 35 pulp i vandet. Denne pulp kan foreligge i form af et bundt løst sammenhobede fibre. Frie opløsningsmiddel- 141296 17 dampe fjernes gennem ledningen 9 og kan derefter kondenseres til genanvendelse. Ønskeligt indføres en sprøjteforstøvning med vand gennem sprøjteorganer 12 over de dispergerede fibre for at forhindre eller mod-5 virke fibrenes agglomerering og for at lette deres opdeling i særskilte fibre, f.eks. ved hydrafinering på skivemølle. Sprøjtevandets temperatur må være høj nok til at undgå kondensation af det fordampede opløsningsmiddel.

10 Fibrene males eller hydrafineres derefter for at formindske eller indstille materialets fiberlængde efter ønske og give en passende fiberlængdefordeling og en passende grad af fibrildannelse til den særlige ønskede endelige anvendelse.

15 Efter fibrenes dannelse kan de behandles med en yderligere mængde vanddispergeringsmiddel. Denne eventuelle behandling er et supplement til tilsætningen af vanddispergeringsmiddel ved emulsionens frembringelse. Dette kan hensigtsmæssigt gennemføres ved 20 at inkorporere midlet i vandet, der kan sprøjtes over fibrene ved hjælp af sprøjteorganerne 12 i fordampningskammeret 8, eller ved direkte tilsætning af midlet til fibrene i hydrafineren eller skivemøllen.

Det er således ifølge opfindelsen hensigts- 25 mæssigt, at der sættes vand, eventuelt indeholdende yderligere dispergeringsmiddel, til de fældede fibre i trykafspændingszonen Indeholdende fordampet opløsningsmiddel, idet vandets temperatur er højere end opløsningsmidlets kondensationstemperatur.

30 Til nogle anvendelser såsom i ikke-vævede tek stiler, isolationsmaterialer og olieabsorptionsmaterialer, vil det eventuelt ikke være nødvendigt at for- < male eller på anden måde opskære den ved fremgangsmåden fremstillede pulp.

35 En hvilken som helst krystallinsk polyolefin kan anvendes ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen 141296 18 til fremstilling af fibre, forudsat at et hensigtsmæssigt opløsningsmiddel kan findes til opløsning af polymeren. Bedst egnet til papirfremstilling og derfor foretrukne til brug ifølge opfindelsen er overvejende kry-5 stallinske polyolefiner valgt blandt polyethylen, polypropylen, ethylen-propylencopolymere og blandinger deraf. Desuden kan polybutener og polymethylpentener ønskeligt anvendes som polymerene ved praktiseringen af den foreliggende opfindelse.

10 Polyethylen er den foretrukne polyolefin, som anvendes ved fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse, og er ønskeligt en lavtrykspolyethylen med en gennemsnitsmolekylvægt målt efter viskositet i intervallet fra 20.000 til 2.000.000. Det mest fordelagtige 15 molekylvægtsområde for polyethylen har vist sig at være mellem ca. 25.000 og 200.000, da dette materiale har den viskositet og de øvrige egenskaber, som tillader den mest økonomiske fremstilling af fibre med god kvalitet ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen. Den fore-20 trukne polyethylen har et grænseviskositetstal på mellem ca. 0,85 og 35 og helst mellem ca. 1,0 og 5,3 dl/g.

For polypropylen er den gennemsnitlige molekylvægt efter viskositet fortrinsvis mellem 100.000 og 4.000.000 og ligger helst mellem 140.000 og 650.000.

25 Den foretrukne polypropylen har et grænseviskositetstal mellem ca. 1 og 20 og helst mellem ca. 1,3 og 4,3 dl/g af samme grunde som ovenfor anført med hensyn til det mest ønskelige interval for polyethylen.

De ved viskositet bestemte gennemsnitsmolekyl-30 vægte, hvortil der henvises, er bestemt ved først at måle polyolefinens specifikke viskositetsbrøk i deca-lin ved 135°C under anvendelse af Ubbelohde's visko-simeter nr. 50 eller nr. 75.

Polymeropløsningens viskositet er en variabel, 35 som har vigtig indflydelse på de fremstillede fibres karakter og kvalitet såsom deres længde, tykkelse og 1A12 9 6 19 sammenfiltningsgrad. Polymeropløsningens viskositet hænger sammen med både polymerens koncentration og dens molekylvægt. Polymeropløsningens viskositet forøges med koncentrationen og molekylvægten (eller grænseviskosi-5 tetstallet) for den valgte polymer; derfor kan viskositeten indstilles ved passende valg af polymerens molekylvægt og ved indstilling af polymeropløsningens koncentration.

Opløsningens viskositet skal være lav nok til, 10 at opløsningen bekvemt kan emulgeres med vand. Hvis viskositeten er for høj, er en god emulsion vanskelig at danne, der mødes strømningsproblemer, og produktet kan være en tyk "lang" masse, dvs. som kantrækkes ud i tråde, i stedet for det ønskede fibrøse materiale.

15 Til opnåelse af tilfredsstillende drift ligger polymer-, opløsningens viskositet ved de under driftstemperatur og -tryk herskende betingelser ved anvendelse af poly-ethylen som polymeren ønskeligt på under 3500 centi-poise ved anvendelse af længere dyser og ønskeligt under 20 500-1000 centipolse ved anvendelse af kortere dyser.

Opløsningens viskositet må være større end ca. 100 centipoise, for at der kan dannes tynde, velformede fibre af polyethylen.

Fibre kan fremstilles, når den anvendte polymer 25 udgør 0,5 vægtprocent eller endog mindre af opløsningsmidlet. Imidlertid er det sædvanligvis ønskeligt at benytte højere koncentrationer end 0,5 vægtprocent, fordi fibrenes egenskaber almindeligvis bliver bedre, når en mere koncentreret opløsning anvendes, og for-30 trinsvis udgør polymeren mellem 3,5 og 15 vægtprocent af opløsningen. Koncentrationens praktiske overgrænse bestemmes efter opløsningsviskositet således som ovenfor nævnt. Det foretrukne koncentrationsinterval· for polyethylen og polypropylen er mellem 25 og 100 g pr.

35 liter opløsningsmiddel, idet en koncentration mellem ca. 50 og 100 g pr. liter er særlig anvendelig.

141296 20

En anden variabel, som i høj grad indvirker på fibrenes karakter, især fiberlængden, -tykkelsen og -styrken samt den grad, i hvilken de sammenfiltres, er det anvendte forhold mellem opløsningsmiddel og vand.

5 For en given polymer, en given polymerkoncentration i opløsningsmidlet og givne fældningsbetingelser bliver de fremstillede fibre desto længere, tykke og mere sammenf iltrede, jo højere forholdet mellem opløsningsmiddel og vand er. Hvis forholdet mellem opløsningsmiddel og 10 vand er for højt og polymeropløsningen samtidig ligger over visse koncentrationer, kan det fremstillede produkt i nogle tilfælde være så tykt og sammenfiltret, at det er vanskeligt at hydrafinere eller på anden måde behandle de frembragte fibre til oparbejdning af et 15 fiberprodukt med ønskelige egenskaber. Hvis forholdet mellem opløsningsmiddel og vand er for højt, kan de fremstillede fibre være uønskeligt svagt ved anvendelse af visse lave polymerkoncentrationer, og fremgangsmåden bliver desuden uøkonomisk at gennemføre på grund af 20 bortdampning af meget opløsningsmiddel pr. fremstillet mængdeenhed af pulp.

Forholdet mellem opløsningsmiddel og vand beregnet på rumfangsbasis skal som allerede nævnt vælges fra 0,5:1 til 2:1 (og er fortrinsvis mellem 0,5:1 og 25 1:1). Det er ønskeligt, at forholdet mellem opløsnings middel og vand er lavt nok til, at vandet bidrager med tilstrækkelig latent varme (enthalpi), som let frigøres fra emulsionen, således at dennes totale tilgængelige varme er tilstrækkelig til at fordampe alt 30 opløsningsmiddel ved flash-spindingstrinet adiabatisk ved de anvendte temperatur- og trykforskelle. Endnu en anden variabel, som påvirker de fremstillede fibres karakter, har forbindelse med betingelserne, under hvilke fibrenes fældning finder sted. Dysen, gennem 35 hvilken dispersionen udtømmes, skal tilvejebringe en indsnævring af emulsionens strøm igennem sig, således 141296 21 at der etableres fornøden forskydningspåvirkning i emulsionen til at fremme polyolefinmolekylernes orientering.

Den minimale forskydningskraft, som kræves til frembringelse af passende fibre, er afhængig af et antal vari-5 able, herunder polymerens type og molekylvægt, polymeropløsningens koncentration og forholdet mellem opløsningsmiddel og vand således som ovenfor gennemgået. Forskydningskraften kan indstilles ved passende valg af dysens konfiguration, størrelse, f.eks. diameter, hvis 10 der anvendes en dyseåbning med cirkulært tværsnit, og længden af fældningsdysen og en hvilken som helst dertil knyttet ledning, som den står i forbindelse med, idet alle disse faktorer indvirker på den forskydningskraft, med hvilken den gennem dysen udtømte suspen-15 sion påvirkes.

Til polyolefiner, der krystalliserer hurtigere såsom polyethylen med høj massefylde, kan en forholdsvis kortere periode med forskydningspåvirkning benyttes.

1 tilfælde af, at der anvendes f.eks. polyethylen, kan 20 fibre fremstilles ved simpelthen at udtømme emulsionen direkte gennem en cirkulær dyse med en diameter på 2 mm og en længde på 2 mm, således som tilfældet f.eks. er ved udtømning gennem fældningsdysen i bunden af autoklaven 1 i det eksemplificerede apparat. Faktisk 25 kan tilstrækkelig forskydningspåvirkning frembringes ved simpelthen at føre emulsionen gennem en reduktionsventil med delvis åbne tværsnit, såsom en cirkelringformet åbning.

På den anden side kan det til en polymer, som 30 krystalliserer langsomt såsom polypropylen, være nødvendigt med henblik på frembringelse af ønskelige fibre at udtømme emulsionen gennem en ret lang zone med forskydningspåvirkning såsom en lille men aflang ledning 4 i det her eksemplificerede apparat og derefter gen-35 nem en endnu mindre zone med forskydningspåvirkning såsom en fældningsdyse 6 for at skabe en tilstrækkelig 141296 22 forskydningskraft eller turbulens, som indvirker på polymeren før og under dens fældning. I det her afbildede apparat findes et væsentligt trykfald langs ledningen 4 under strømning. Der må dog stadig være et 5 væsentligt trykfald over dysen eller ventilen 6 på måske 5 atmosfære eller endog højere for at opretholde en tilstrækkelig høj temperatur i ledningen 4 til hindring af for tidlig fældning af polymeren på ledningens vægge eller i dysen 6.

10 Emulsionens temperatur i beholderen skal holdes så høj, at når den udtømmes hurtigt gennem fældningsdysen ind i zonen med formindsket tryk, vil praktisk talt alt opløsningsmidlet fordampe; men den anvendte temperatur må ikke være så høj, at det bevirker nogen 15 væsentlig fordampning af vandet. Desuden skal trykket i beholderen være højt nok til at tvinge emulsionen gennem fældningszonen med tilstrækkelig hastighed til at skabe fornøden turbulens og forskydningspåvirkning til dannelse af fibre med ønskelige egenskaber som ovenfor 20 gennemgået. Det foretrækkes at anvende eller arbejde ved de indespærrede dampes autogene tryk på emulsionen, da driften herved er lettere at styre. Af de umiddelbart ovenfor og nedenfor anførte årsager indebærer dette i det afbildede apparatur under anvendelse af de 25 ovenfor anførte foretrukne komponenter i emulsionen, at trykket holdes mellem 6 og 15 kg/cm .

Det er derfor ifølge opfindelsen hensigtsmæssig, at trykket på emulsionen af vand og polymeropløsning er 2 6-15 kp/cm , der fortrinsvis opretholdes som autogent 30 tryk ved, at forholdet vand/opløsningsmiddel og emulsionens temperatur styres indbyrdes.

I tilfælde af anvendelsen af polyethylen og polypropylen i hexan som opløsningsmidlet og med vand som den kontinuerlige fase holdes temperaturen i be-35 holderen mellem 130 og 160°C og fortrinsvis fra ca.

140 til 150°C, før emulsionen udtømmes gennem fæld- 1A1296 23 ningszonen. Det autogene tryk, der udvikles af emulsionen i dette temperaturinterval, skaber det mest ønskelige tryk til at tvinge emulsionen gennem fældningszonen, f.eks. ledningen 4 og dysen 6, med tilstrækkelig hastig-5 hed og opholdstid i dysen til at skabe fornødne forskydningsspænding til frembringelse af god fiberkvali tet.

Hvis der benyttes et tryk væsentligt højere end 2 autogent tryk (f.eks. over 20 kg/cm ), er fibrene ikke 10 hensigtsmæssige til papirfremstilling, sandsynligvis på grund af den høje hastighed og lave opholdstid i dysen. Det bør bemærkes, at udtrykket "autogent" tryk kan indbefatte et lille patial-tryk udviklet af tilbageværende monomer, hvis fremgangsmåden udføres i direkte 15 tilslutning til en polymerisationsreaktion. Emulsionens tilgængelige varme ved denne tengperatur er også tilstrækkelig til at fordampe praktisk talt alt det egentlige opløsningsmiddel, når den udtømmes ved atmosfæretryk. Trykket holdes ønskeligt konstant under 20 hele driften ved indførelse af en indifferent gas såsom nitrogen i damprummet over emulsionen i beholderen (autoklaven).

Hvor en fældningsdyse med forholdsvis lille tværsnit anvendes ved enden af en forskydningszoneledning 25 med større tværsnit, er det ønskeligt, at emulsionens tryk umiddelbart før indtræden i dysen holdes højt nok til, at emulsionens temperatur ligger over polymerens opløsningstemperatur, således at den ikke fældes for tidligt på ledningens vægge. I praksis er trykket sæd-30 vanligvis på 5 atm og derover ved anvendelse af poly-ethylen og polypropylen.

Trykket i zonen med formindsket tryk (fieks.

fordampningskammeret 8) skal være lavt nok til, at emulsionens temperatur ved opløsningsmidlets fordamp- 35 ning falder under polymerens smeltepunkt eller blød- gøringspunkt. Dette tryk er sædvanligvis atmosfæretryk 2 eller lavere, men fortrinsvis ca. 1 kg/cm . Emulsionen kan flash-spindes i atmosfæren eller i en gas, for- U1296 24 trinsvis en indifferent gas såsom nitrogen. Eventuelt, men dog mindre ønskeligt hvis trykgradienten er stor nok, kan emulsionen flash-spindes direkte i en væske, som holdes under lavt tryk, og ved en temperatur over 5 opløsningsmidlets kogepunkt, men under vands kogepunkt og under polymerens blødgøringstemperatur.

Ved den her eksemplificerede udførelsesform fremkommer fibrene således under lynfordampning af opløsningsmiddel i fordampningskammeret 8, som hol-10 des ved atmosfæretryk, og praktisk talt alt opløsningsmiddel fordampes og føres bort gennem ledningen 9, hvorved fibrene efterlades dispergeret i vand. Vandet kommer intimt i kontakt med fibrenes overflade og hindrer med fordel sammensmeltning eller sammenklæb-15 ning mellem fibrene, hvorved de holdes dissocieret som en løs masse. Fibrene forbliver således i særskilt form i modsætning til det materielt sammenhængende og endog sammensmeltede produkt, der fremkommer ved den kendte teknik med smeltespinding eller spinding i op-20 løsningsmiddel (f.eks. pleksifilamenter).

Vandet har ikke alene evnen til på gunstig måde at påvirke det fremkomne produkt som netop nævnt, men tilvejebringer tillige andre fordele herudover.

Det antages, at under emulsionens strømning fremmer 25 vandet krystalorientering og fiberudvikling under og før polymerens fældning. Dette sker muligvis ved den opløste polymers udskillelse i individuelle dråber eller kugler, som lettere kan tillade dannelse af særskilte, indbyrdes uafhængige fibre, når disse dråber 30 eller kugler underkastes forskydningsspænding. Anvendelsen af vand kan på grund af dettes høje massefylde sammenlignet med de fleste opløsningsmidler også fremme turbulensen og forskydningskræfterne, som indvirker på dråberne af opløst polymer under strømning, hvorved 35 orientering og fiberdannelse fremmes.

Desuden er vandets fri energi eller enthalpi ved 141296 25 de forhøjede driftstemperaturer tilgængelig til fremme af opløsningsmidlets fordampning under strømning. Derfor tillader vandet, der har høj enthalpi, anvendelsen af lavere temperaturer i autoklaven før udtømning og 5 lynfordampning, medens der dog stadig bevirkes fordampning af praktisk talt alt opløsningsmidlet efter emulsionens afgang fra dysen. Denne mulighed for at anvende lavere temperaturer tilvejebringer tilsvarende mulighed for at anvende lavere tryk før udtømning med der-10 til knyttede eller dertil hørende økonomiske fordele ved drift ved lavere tryk. Vandet sænker også fibrenes temperatur efter lynfordampning på grund af det fænomen, at vand-opløsningsmiddel-blandingen har lavere kogepunkt end såvel det rene opløsningsmiddel som det rene 15 vand.

Desto lavere forhold der benyttes mellem opløsningsmiddel og vand, jo mere udtalt er denne virkning, og endnu lavere driftstemperaturer er mulige. Derfor foretrækkes de laveste forhold mellem opløsningsmiddel 20 og vand, f.eks. under 1:1 for polyethylen, hvor dette er foreneligt med de andre variable, som påvirker de ønskede fiberegenskaber. Hertil kommer, at vandet har en virkning af typen "vanddampafdrivning" under opløsningsmidlets fordampning, hvilket går i retning af at 25 formindske fibermassens temperatur under lynfordampning, således at den lettere kan sænkes under polymerens blødgøringspunkt.

En af de vigtigste variable ved regulering af fiberlængden er forholdet mellem opløsningsmiddel og 30 vand. For en given polymer og en given polymeropløsningskoncentration, bliver de heraf hidrørende fibre desto længere, jo højere forholdet er mellem opløsningsmiddel og vand. Tilsvarende bliver fibrene desto kortere, jo lavere dette forhold er.

35 Polymeropløsningens viskositet er en anden vari abel, som indvirker på fiberlængden, og denne variabel 141296 26 hænger saxranen med polymerens natur og dens koncentration i opløsningsmidlet. Desto højere polymerens molekylvægt og polymerens koncentration er i opløsningen, jo længere bliver de herved fremkomne fibre. Polymere, der 5 krystalliserer hurtigere såsom polyethylen, har tilbøjelighed til at tilvejebringe kortere fibre under lignende viskositetsbetingelser. Ved anvendelse af polypropylen under de fleste sædvanlige driftsbetingelser til fremstilling af fibre med ønskelige egenskaber bliver det 10 efter lynfordampning frembragte fibrøse præparat i virkeligheden et praktisk talt kontinuerligt kompleks af fibrøst materiale. På den anden side resulterer anvendelsen af polyethylen frembragt under lignende betingelser i langt kortere fibre.

15 I overensstemmelse med forskydningskraftens for øgelse under udtømning forøges også de herved fremkomne fibres længde. Derfor kan de faktorer, hvormed forskydningskraften reguleres, dvs. trykgradienten, driftstempera turen, udtømningsledningen og -dysens størrelse og 20 konfiguration, også indstilles som ovenfor gennemgået til hjælp ved regulering af fiberlængden.

Fibrene, som efter lynfordampning i zonen med nedsat tryk er dispergeret i vand, kan tørres til et lavere fugtindhold og anvendes uden yderligere behand-25 ling til formål, der ikke kræver omhyggeligt reguleret eller indstillet fiberlængde. Sådanne formål indbefatter anvendelsen som formningspulp, anvendelsen som ikke-vævede tekstiler og banematerialer og anvendelsen som absorptions- eller isolationsmateriale.

30 Det er særlig fordelagtigt til fremstilling af papirpulp ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen at indstille driftsbetingelserne til frembringelse af en pulp med en fiberlængde noget over den faktisk ønskede fiberlængde, f.eks. en gennemsnitslængde på 5 til 10 mm 35 eller endog helt op til 100 mm eller muligvis længere.

Dette produkt kan derefter formales eller opskæres til 141296 27 den nøjagtige fiberlængde og fiberlængdefordeling, der svarer til naturlig cellulosepulps, eller til en sådan anden længde efter ønske. På denne måde kan slutproduktets egenskaber reguleres mere nøjagtigt. I nogle til-5 fælde, f.eks. med polypropylen, kan det være ønskeligt endog at frembringe et fiberprodukt af kontinuerlig natur og male eller opskære dette produkt til en længde, som minder om cellulosefibres længde, for at tilvejebringe de stærkest mulige fibre. I så tilfælde er det 10 vigtigt at gennemføre hydrafineringsoperationen på det fibrøse produkt umiddelbart efter lynfordampning, og medens det til at begynde med stadig befinder sig ved forhøjet temperatur, fortrinsvis over ca. 50°C og sædvanligvis på 60-70°C. Dette gennemføres, fordi materi-15 alet, når det først er afkølet, er upraktisk vanskeligt at hydrafinere eller opskære, da det bliver sejt og smelter sammen. Den i begyndelsen gennemførte hydrafinering kan om ønsket efterfølges af yderligere hydrafinering ved stuetemperatur.

20 Opfindelsen skal herefter illustreres mere de taljeret ved omtale af en specifik udførelsesform i nedenstående eksempler.

Eksempel 1 25 Til en 5 liters rustfri stål-autoklav af den i fig. 1 afbildede almene type udstyret med omrører og 2 varmekappe, hvorigennem indføres vanddamp ved 10 kg/cm til opvarmning af autoklaven, sættes under omrøring til opløsning af polymeren før tilsætning af vandet og vand-30 dispergeringsmidlet følgende bestanddele: 35 1A1296 28 polyethylen (molekylvægt 28.000 smelteindeks 14) 100 g vand 2 liter n-hexan 1 liter 5 polyvinylalkohol (forsæbningsgrad 86,5-89 molprocent polymerisationsgrad >1500 viskositet i 4% vandig opløsning ved 20°C 30 centipoise) 2,5 g ikke-ionisk overfladeaktivt middel (alkylphenolethylenether) 3,0 g 10 Blandingen omrøres og opvarmes til 140°C, efter at den atmosfæriske luft i systemet er erstattet med nitrogen. Polyethylen opløses fuldstændig ved opretholdelse af ovennævnte temperatur i 30 minutter. Opløsningens viskositet er 100 centipoise. Derefter indfør-15 es vand, polyvinylalkohol og overfladeaktivt middel, og blandingen holdes ved denne temperatur i 30 minutter, hvilket fører til en homogen emulsion, som ledes hurtigt gennem ledningen 4, et kobberrør og en kuglesvøm-merventil 5 og lynfordampes til atmosfæretryk. Der an-20 vendes imidlertid ingen dyse. Strømmen til flash-spin- ding fortsættes i ca. 15 sekunder, til trykket inde i 2 autoklaven ved fordampning er faldet fra 11 kg/cm til 2 1 kg/cm . De fremkomne polymere fibrøse materialer skilles fra dampe af n-hexan i fordampningskammeret. Tryk-' 25 ket inde i fordampningskammeret holdes ved atmosfæretryk, og dets temperatur er 80°C ved lynfordampningens afslutning. De således fremstillede polymere fibrøse materialer indeholder en restmængde hexan på under 0,5% og hydrafineres i 15 minutter med en Waring-blander, 30 hvilket fører til en malet eller stampet pulp. Denne pulpfiber viser en styrke på 3 g/denier.

Sammenligninqseksempel 1.

Til samme apparat som benyttet i eksempel 1 sæt- 35 tes kun polyethylen (samme som i eksempel 1) 105 g n-hexan 3 liter 141296 29

Indholdet omrøres, og atmosfæren i systemet erstattes med nitrogen efterfulgt af opvarmning til 140°C. Opløsningens viskositet er mindre end 100 centipoise.

Efter opretholdelse af samme temperatur i 30 minutter 5 overføres indholdet ved at lynfordampes til atmosfæretryk i en 10 liters autoklav gennem ledningen 4 og kugle-svømmerventilen 5 (men uden dysen 6). Hexan filtreres derpå ud ved centrifugaladskillelse, og polymeren vaskes med 4 portioner på 1 liter acetone og derefter med 10 4 portioner på 1 liter vand og centrifugeres, hvilket resulterer i en vandig opslæmning, som er praktisk talt fri for hexan. Den males derefter i 15 minutter i Waring--blanderen, hvilket fører til en malet pulp. Denne syntetiske pulp har en styrke på kun 0,6 g/denier og kan 15 ikke omdannes til håndgjorte ark, således som den foreligger.

Eksempel 2 På samme måde som beskrevet i eksempel 1 be- 20 handles følgende materialesammensætning: polypropylen (molvægt 240.000, smelteindeks 12,0 isotakticitets-indeks 96,5 grænseviskositetstal = 1,9 dl/g) 100 g vand 2 liter 25 n-hexan 1 liter polyvinylalkohol 2,5 g ikke-ionisk overfladeaktivt middel 3 g

Der benyttes dog en dyse 6, og lynfordampning foretag-30 es ved 140°C. Det herved fremkomne polymere fibrøse materiale hydrafineres i 1? minutter med en Waring-blan-der. Den syntetiske pulp afslører en styrke på 2,5 g/denier.

35 Sammenliqninqseksempel 2.

På samme måde som beskrevet i eksempel 1 behandles nedenstående materiale 141296 30 polypropylen (samme som i eksempel 2) 30 g n-hexan 3 liter

Efter lynfordampning centrifugeres, og hexanopslæmningen 5 fortrænges til frembringelse af en vandig opslæmning ifølge den i sammenligningseksempel 1 beskrevne fremgangsmåde. Efter hydrafinering i 15 minutter med en Waring-blander fås en syntetisk pulp. Denne syntetiske pulp er skør som glasfibre og har kun en styrke på 0,2 10 g/denier. Den er ligeledes uanvendelig til håndgøring af ark i den tilstand, hvori den foreligger.

Eksempel 3

Der gås frem ligesom i eksempel 1 under anven- 15 delse af følgende materiale 4-methyl-l-pentenhomopolymer (isotakticitetsindeks i heptan 98,6, *1= 12) 100 g vand 1 liter 20 benzen 2 liter polyvinylalkohol (som i eksempel 1) 2,5 g ikke-ionisk overfladeaktivt middel 2,5 g

Der lynfordampes ved 140°C, og de fremkomne fibrøse 25 polymermaterialer hydrafineres i 5 minutter med en

Waring-blander. Det fremkomne produkt afslører en styrke på 1,0 g/denier.

Eksempel 4 30 Følgende materialesammensætning opvarmes og hol des ved 150°C i 30 minutter til fuldstændig opløsning polypropylen (som i eksempel 2) 70 g polystyren 30 g 35 hexan 1 liter

Derefter opløses 3 g af et overfladeaktivt middel (som U1296 31 f i eksempel 1) og 2,5 g polyvinylalkohol (som i eksempel 2) 12 liter vand og Indføres i opløsningen under tryk og omrøres i 30 minutter til frembringelse af en suspension, som derefter lynfordampes til atmosfæretryk.

5 Det fremkomne fibrøse materiale hydrafineres i 10 minutter med Waring-blander til frembringelse af syntetisk pulp. Pulpen viser en styrke på 2,5 g/denier.

Eksempel 5 10 Der gås frem på samme måde som beskrevet i eksem pel 1 under anvendelse af nedenstående materiale, som lynfordampes ved 140°C.

polyethylen (som i eks. 1) 100 g vand 2 liter 15 n-hexan 1 liter polyvinylalkohol (som i eks. 1) 1 g

Opløsningens viskositet er ca. 100 centipoise ved 140°C.

Det fremkomne fibrøse materiale udgør en samling fibre, som er en lille smule hårdere end produktet ifølge 20 eksempel 1. Efter hydrafinering i 30 minutter ved

Waring-blanderen viser det en styrke på 2,1 g/denier.

Eksempel 6

Der gås frem som i eksempel 1 med nedenstående 25 materiale, der lynfordampes ved 140°C.

polyethylen (som i eks. 1) 100 g vand 2 liter n-hexan 1 liter gelatine (animalsk gelatine) 3 g 30 Opløsningens viskositet er ca. 100 centipoise ved 140°C.

Det fremkomne fibrøse materiale hydrafineres i en Waring-blander. De fremkomne fibre udviser en styrke på 3,0 g/denier.

35 Eksempel 7

Der gås frem som beskrevet i eksempel 1, og 141296 32 nedenstående materiale lynfordampes ved 140°C.

Polyethylen (som i eks. 1) 70 g calciumcarbonatpulver 30 g n-hexan 1 liter 5 vand 2 liter polyvinylalkohol (som i eks. 1) 2,5 g ikke-ionisk overfladeaktiv middel (som i eks. 2) 3 g

Opløsningens viskositet er ca. 100 centipoise ved 140°C.

10 Det således opnåede materiale hydrafineres med en Waring-blander, hvilket fører til en syntetisk pulp indeholdende ca. 27 vægtprocent calciumcarbonat. Pulpen afslører en styrke på 1,0 g/denier. Dette eksempel illustrerer, at modificeringsmidler såsom pigment kan 15 sættes til dispersionen til ændring af de fremkomne fibres karakter.

Sammenligningseksempel 3

Der gås frem som beskrevet i eksempel 1 under 20 anvendelse af nedenstående materiale:

Polyethylen (som i eks. 1) 100 g vand 2 liter n-hexan 1 liter

Der lynfordampes gennem en svømmerventil med en åbnings- 25 diameter på 6 mm således som vist ved 13 i fig. 1, men uden dysen 14. Efter at lynfordampning er tilendebragt, undersøges autoklaven, og det konstateres af autoklavens sidevæg og omrøreren er dækket med hårdt polyethylen, som er fastklæbet til overfladerne. De fremkomne 30 fibrøse materialer hydrafineres i Warings-blander i 30 minutter, men produktet indeholder mange partikler og er ikke praktisk at anvende som syntetisk pulp. Dette eksempel illustrerer fremstillingen af fibre uden anvendelse af et vanddispergeringsmiddel før lynfordamp-35 ning.

141296 33

Eksempel 8

Der benyttes følgende materialesammensætning polyethylen (molvægt 120.000) 50 g n-hexan 1 liter 5 vand 2 liter polyvinylalkohol (som i eks. 2) 0,5 g

Til en 5 liters autoklav som afbildet i fig. 1 sættes polyethylenen og n-hexanen under omrøring og opvarmning til opløsning af polymeren. Denne opløsnings 10 viskositet ved 140°C er 200 centipoise. Vand indehol-' dende polyvinylalkohol tilsættes derefter, og systemet gennemskylles med nitrogen. Disse materialer opvarmes under omrøring i 30 minutter til frembringelse af en ensartet dispersion ved en temperatur på 140°C. Dis-15 persionen udtømmes derpå gennem ledningen 4 og lynfordampningsdysen 6. Ledningen 4 har en indvendig diameter på 7 mm og en længde på ca. 6 m, og dysen 6 har en diameter på 3 mm og en længde på 21 mm.

Fibrene opsamles uden hydrafinering og under-20 søges. Disse fibre har en gennemsnitslængde på over 100 mm, og nogle er praktisk talt kontinuerlige. De danner meget stærke, små, hule rør med en gennemsnitsdiameter i intervallet fra 30 >u til 180 μ, og rørenes vægge er opbygget af en tynd film med en gennemsnits-25 tykkelse på under 2 μ.

Eksempel 9

Eksempel 8 gentages under anvendelse af 70 g af polyethylenen i stedet for 50 g. Polymeropløsningens 30 viskositet i hexan er 400 centipoise ved 140°C. Fibrenes strukturkarakter og dimensioner er praktisk talt de samme som ovenfor anført, dog med den undtagelse, at de her fremstillede fibre er længere og stærkere. Disse fibre er særlig velegnede til anvendelse ved fremstil-35 lingen af ikke-vævede tekstiler og lignende, eller de kan hydrafineres til anvendelse som cellulosepulperstat-ning.

141296 34

Eksempel 10

Polyethylenfibre fremstilles vinder anvendelse af den i eksempel 1 beskrevne fremgangsmåde ved lynfordampning gennem en svømmerventil med en diameter 5 på 6 mm således som vist ved 13 i fig. 1, men uden dysen 14. Fibrene hydrafineres derefter i Beloit's enkeltskivehydrafiner med en skivediameter på 30,5 cm i stedet for Waring-blanderen. Fremgangsmådebetingelserne og hydrafineringsbetingelserne er som nedenfor an-10 ført.

De fremkomne fibre afprøves for forskellige egenskaber med hensyn til dræningsmodstand ifølge de i TAPPI 37 nr. 11 side 523-534 beskrevne afprøvningsmetoder. De afprøves også for dræningstid og drænings-15 faktor ifølge den nedenfor (efter udførelseseksemplerne) beskrevne procedure. Resultaterne er som følger:

Mv x

Prøve 10~3 _S_ _V_ M N DT DF

1 65 1,54 2,93 0,00296 0,340 8,0 1,0 20 2 28 1,17 2,65 0,00434 0,309 6,2 3 41 1,26 2,16 0,00434 0,309 7,1 1,1

Mv = gennemsnitsmolvægt efter viskositet 2 S = hydrodynamisk specifikt pverfladeareal m /g 3 25 V = hydrodynamisk rumfang, m /g Μ & N = kompressibilitetskonstanter DT = dræningstid, sek.

DF = dræningsfaktor, sek./g 30 Fremgangsmådebetingelser i eks. 10 _ Koncentration Hexan/vand PVA/

Prøve Mv - Hexan_ rumf/rumf polymer 1 65.000 50 1/1 1 2 23.000 100 1/2 1 35 3 41.000 75 1/2 1 141296 35

Hydrafineringsbetingelser i eks 10

Antal passager Antal passager ved skivelysning ved skivelysning Prøve 0 ja_ 0 ja_ Temperatur

518 4 65 70°C

2 4 5 70 80°C

38 5 60°C

Eksempel 11 10 Polypropylenpulver (med molekylvægt 160.000, smelteindeks 55, grænseviskositetstal 1,5 dl/g og isotaktivitetsindeks 94,7) anvendes i det foreliggende eksempel sammen med 1% polyvinylalkohol, beregnet på polypropylenen. Den anvendte polyvinylalkohol har en 15 viskositet i 4%'s vandig opløsning ved 20°C på 5,3- -0,7, en forsæbningsgrad på 98,5-100 og en polymerisationsgrad på under 1000. Polymeren opløses med n-hexan i autoklaven som vist i fig. 1, og derefter tilsættes polyvinylalkohol og vand, og autoklaven gennemskyl-20 les med nitrogen. Blandingen omrøres i 30 minutter til dannelse af en dispersion, som opvarmes til 160°C og et tryk på 15 kg/cm . Dispersionen udtømmes derefter til atmosfæretryk gennem en ledning 4 og dyse med de i eksempel 8 beskrevne dimensioner og ud i 25 fordampningskammeret 8, som holdes ved atmosfæretryk og indeholder nitrogengas.

Det kontinuerlige fibrøse produkt hydrafineres omgående :ved 10.500 omdrejninger pr. minut i 20 minutter i Warings-blander med en begyndelsestemperatur på 30 ca. 10°C og en sluttemperatur ved hydrafineringen på ca. 40°C og en koncentration i blanderen på 10 g fiber i 1 liter vand. Der køres et antal forsøg under anvendelse af progressivt stigende hexan/vand-forhold på 5/10, 7,5/10 og 10/10, på rumfangsbasis. For hvert 35 anført forhold køres forsøg med følgende rækker af polymerkoncentrationer 25, 50, 75, 100 og 200 g/liter opløsningsmiddel.

141296 36

Ud fra det hydrafinerede produkt laves håndgjorte ark, hvis egenskaber afprøves med de i nedenstående tabeller I og II anførte resultater. Også temperaturens indflydelse på denne formaling undersøges med de i nedenstående tabel III anførte resultater.

141296 37 *a φ φ i ω h -S c m 0 η νο ^ oo p is- ft cm o p- orftoj C p G_j(D »v *v ·» ·» ·» ® ·» * *» ·%·»·% ΦγΗ-Ρ -o bD"«?. HcvioirftOJ β cm rft cm ojojoj β β -ft 1 π r ω -Η ft φ

(S J3 ϋ -Ρ ® U

m Μ m ω in •η π -Ρ 4-5 Ό tjl Ο 1 (1) ® Η β γΑ -ρ βχΐ c 3 c ΙΑ β <Ρ β β ηφ! h σ\ oj η ο> >5 αι \ο æ η φ w ρ φ a: Ο η *χ »> *s 03 ·*·»·* »»·\·» ^ w β m 00 Ο VO VO [s- Ο Ρ IS- 'vDrftin -Ρ Χ3 -Ρ g ^ ί φ?“ 6»“> S ο • β Φ ft ΰ β C0 Ό rr-J φ ® ω ft r-J 2 X β Ρ Φ cm ρ ο σν ο οο m is ^ ,¾ 2 2 ω 3 ρ,Η cvirfttftrftrH ftsi n in s ^ η- vo ,c β ο, i ^ Ο Ο Ο Ο Η CO Ο Ο Ο r-^ooo h ®rl tu ο χ Φ ·Ρ Ο ρ ^ φ β ρ ro jC ρ 4-5 £ΰ Ρ Ρ β β β ρ ι—ι ο β φ ο φ \ 3 ft Ρ S τ-j ρ β κι i β f, ω β φ φ-α β >, Ό Ο Η β β ft id β Ρ> >3 β Τ3 κίβ rftmmpp °® cm κ\ ιλ ω ρ rft κλ ft β fc> φ φ C0 η η χί -ο ?°“6

ί> *Ν- C Μ G

r, Ρ Μ Kl «d ft β Φ β £ 5d .Cd ,β >5C0X® 2 Κ ft Η X φ ο) "β Φ Ο φ JC ρ W|f7"J CD "Φ ft *β Φ Η Μ ε Φ -¾ ^ ρ . . [Ρ ^ βφ,β Αί Ε β β β ηφ βω ojiftiftifto ρ crv οο νο φΡσνσνΦΦΦρ (UbC βΡ ·, * ·> ·> ·> ·> ·» ·> Js! ·>·<·>β-Ρ·η)ΐμ) ft φ ®ft^ t- in s \ο s β LftLnvft ^^-ίΠίΓ\ωρ^.α β ω ω Ον CTV Ον CTV OS β CJV θ'» CTv POVCTvOV P.C0 ^ jg ·“ β 11 .·σ<ϋ p 03 β CO νο β φ t n S ® ϋ o ft ε ρ

il X «I

® Φ w Φ * 1 m m

ftp® ·£ 3 iftpc'HJ

ο β δ-ο ο οι 4- VD οι in in ^oorø^-N^ftfi ¥3 £, φ p m vo N yo ο - n vo is 0, m νο σν ο ft ·» φ ® S φ-d >, ppppoi Ej ρ ρ p ®ppp o^p β Ρ Φ Φ o' o' o' o' o' £ o' O O ft O O O P ft O ft ft

g ” 3 * H 5-EtiS

^ \ φ · ο ο g -r-1 φ β Ρ β ftft Φ O' m c CD ft β I β T3

Hg S <0 MXI ft β CD 00 (\| V3 S P >, VO VO O ft CO £- VO * ^ *d β|<Λ PPp-LftO p CO n f°l ftVOMDOraLnpftjd i i ρ-ι<λγ<λκ>γ<λ o n m tn s 4· m m ϋ wi>4 a ra 0βββ,-ΰ ω ^ φ φ ® β . Ο bO Ρ X Φ φ ιλ Ο Ρ β Φ X ρ I 0J Ρ ΐθι Ρ β 10 Ρ jn ft Ρ Ρ ft ρ ftCU OOIS-p-lftCTi Τ3 Ο IS- CM Xl OJ ES— OJ Ρφφ-Pft rn bO ε φ .Φ CQ β φ φ ®S\ cm ο ο θ'* ο > ο η Si°\POftg®ftcn fQ>bø MDLAVOLftVD νο η η wt-vovo ^®>βχ3 ^ ββ®>3φ ο μρ φ β Ο ft β XI XJ β ρ 13 13 ft φ Φ Φ ρ β νο βο β χ>εχΐ+ο β Ο cd Ρ Φ Ο νο > I >\ > Ρ ο \ο si \\ ι CJ ιΗ ''Χ. 5η * ί Ο Η cc\ Ο ®IS- ®Ρ\ !χ! ΐίΛ X X Ο φ in ο m ο ο Φ II omo φ ιι ιηοιηο κ ιι cm η s ο ο κ η is ο κ cmiois-o ρ cm ρ ρ 141296 38 o

H VO I I

\ I VO

in m

r—I

o Η Ο ΙΛ \ I OJ 1 0- o in m

I—I

o d η ov s- m t— (u \ m σν oo h h[ xl in tn ^t- -=j- H ·Η

ic tH

i—l H

Ο Ό X k cd cd B -d id cd -p 02 id O VO VO o 02 H CVJ Η I in •h \ -=r -=r m d in

cd ΰ cd - W

id ο H ?-( ί>3 ω ft4"’ ^ ^ oh in o tn o ^ h w in is o Λ\ h

h, S

e—t Cd O ii,

Ph ω 39 1A1296

00 00 VO VO in VO

lain) * ·» ·» ·> ·> ·> ·>

oJjIq r—I O O O -4" r-I O

2 M 1-1 Ϊ4 η ® ffl IH M

ε

, ,3E CO in CTi -4- CM VO

,ί*; Ό g m oo cti vo rn o o m 1 0 £η η η ΚΛ h · d d r1 β rl N ^ ΙΛ ΙΛ in *-> § Ο Ο Ο Ο O 00 00 Q. * ·» η *v ·* * ·\ Φ ζπ ι—I r-! r-4 r—I γ"*Ί Ό Ο Ση i ω

ο I

Ο 3d Η I 3d ίπ _, <υ Ε-ι cd ^ > j>,< æ ^ η ri in οι tu ή ri -Ρ fcfl Η -¾ «Μ α έΐ δ 5,0 η s- νο oo ο οι ο > dho λ ·>·>·»·>·> ·4 d g.η νο νο m -4- ό m m ω σ\ σ\ (Τ\ σ·\ σ\ c\ α\ ΜΜ «

ri ri R

d ra V

i-l o d ii r1 cd m ^ H cd „ ® a> s <d m cu ni ιλ σι en o d h g όκλ 4- rn cvi m cr> t- cci tj h >5 ω h s pi οι οι ni η ri η h g £?\ ooooooo .

ri ri <D Φ bo y CD Eh d m j" d > ^ φ ε Jj Ά* 3 0)10. to O CO 4 ni IS Q u s- , 4 to m A 10 o- Ό a>

So c\i ni ni ni ni ni ni a

> n B

co ® cd d .p <0 bO I? æ is.

> in in in n m ό æ -d J/T\J t> ·*·(·>»> ·. ·> rig o o is 4 ni σι 10 ·· ra\ to to in in in 4· 4· 3d «0 bo fe

CQ I

s bø ffl d

•H

d

P

d r-i d CQ Kl 0) bo g g CD ooooooo dtura ooooooo -Pdr-l h h o æ m ό 00

CO ri CD 4- 4- Is 4 to N

gad .....Il

CD cU d to to Q 4 H m N

a p >5 η η Ί5 s π to s

Ed M dl >)(U

εοο 141296 40

Bestemmelse af de forskellige i beskrivelsens specifikt nævnte egenskaber

Hydrodynamisk specifikt overfladeareal måles ved de fremgangsmåder, som er beskrevet i artiklen "Filtra-5 tion Resistance of Pulp Slurries" af W.L. Ingmanson et al i Tappi bind 37, nr. 11 side 523-534 (1954). Ligningerne 9 og 10 på side 515 og 526 i denne artikel benyttes til bestemmelse af det hydrodynamiske overfladeareal (S) som gennemgået i nærværende beskrivelse.

10 Kompressibilitetskonstanten N er givet ved lig-

N

ningen c = Mp , hvori c er den tilsyneladende masse- 3 fylde i g/cm for materialet i form af en løs pude, 2 p er kompressionstrykket i g pr. cm , og M er en kom-pressibilitetskonstant, der fås ifølge ligning 8 på 15 side 526 i ovennævnte artikel i Tappi.

Dræningstid måles ved anbringelse af 400 ml af en 0,5% faststofholdig opslæmning af fibre i den stan-dardarkform, som findes beskrevet i Tappi prøve T205 M-58, og som har en 150 mesh net af rustfri ståltråd 20 i bunden og dækket af vand, som står op over nettet, før fiberopslæmningen indføres. Vand tilsættes op til mærket i arkformen. Opslæmningen omrøres ved fire opog nedadgående slag med standardomrøreren. Arkformens ventil åbnes, og vandet drænes fra formen. Tidsrummet 25 mellem ventilens åbning og den første lyd af luft- gennemsugning gennem måtten af håndgjort ark afsat på dannelsesnettet registreres på stopur og anføres som dræningstiden i sekunder.

Dræningsfaktoren bestemmes således: Ca. 10 g 30 af en fiberprøve vejes og dispergeres i vand. Opslæmningen sættes derefter til standardarkformen, og der tilsættes vand indtil mærket. Opslæmningen omrøres ved fire op- og nedslag med standardomrøreren, som derefter fjernes. Vandets temperatur i formen måles, 35 og dræningsventilen åbnes. Tidsrummet mellem ventilens åbning og den første sugelyd konstateres.

141296 41

Fremgangsmåden gentages med vand alene (uden fiber) i arkformen, og temperaturen og drænings tiden konstatere-es. Dræningsfaktoren udtrykt i sekunder pr. g beregnes derefter ved følgende ligning: 1 1 5 [D + 0,3 (V - 1) (D - 4) - [d + 0,3V„- 1) (d - 4)] DF * -i-:-—---

W

hvori DF = dræningsfaktor, sek./g 10 D = dræningstid med pulp i formen, sek. d = dræningstid uden pulp i formen, sek.

VT = vands viskositet ved temperaturen T W = fibervægt ved prøven, gram.

15 Størrelsen (V^, - 1) findes ved tabelopslag i ovennævnte Tappi-prøve T221 OS-63. Denne størrelse multipliceres med 0,3, som er empirisk bestemt på de her omhandlede fibre.

Den i tabel I anførte egenskab "nul-spænd" er 20 en måling af trækstyrke beskrevet i Tappi standard T-231, ved hvilken kæberne i prøveapparatet, som holder-prøven opspændt, har en afstand på 0 ved måling af den teoretiske brudstyrke på en enkelt fiber. -

Claims (5)

141296 Patentkrav.

1. Fremgangsmåde til fremstilling af en syntetisk pulp egnet til fremstilling af et ikke-vævet banemateriale, ved hvilken en under tryk stående, opvar- 5 met emulsion af vand og en opløsning af en olefinpolymer i et opløsningsmiddel ledes i hurtig strøm, fortrinsvis gennem en dyse, og trykaflastes under fordampning af opløsningsmiddel og fældning af fibrøs polymer i vandig suspension, som eventuelt formales, kende-10 tegnet ved, at der anvendes en emulsion, hvor rumfangsforholdet for opløsningsmiddel/vand er fra 1:2 til 2:1, at emulsionen af vand og polymeropløsning opvarmes til en temperatur på op til 160°C og under omtrent autogent tryk til afdampning af praktisk talt alt opløs-15 ningsmidlet ved fordampningen og at emulsionen indeholder et polymert, ikke-skummende, overfladeaktivt middel, som ikke kan vaskes af fibrene, i tilstrækkelig mængde til at gøre de fremkomne fibre vanddispergerbare.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendete g-20 net ved, at mængden af polymert, ikke-skummende, overfladeaktivt middel udgør op til 15 vægtprocent og fortrinsvis 0,1 til 5 vægtprocent, beregnet på poly-olefinen.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, '25 kendetegnet ved, at det polymere, ikke-skummende overfladeaktive middel er en vandopløselig poly-hydroxyleret alkohol, især polyvinylalkohol.

4. Fremgangsmåde ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at mængden 30 af polyolefin er fra 0,5 til 15 vægtprocent af opløsningsmidlet.

5. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at polyolefinen er en krystallinsk polyolefin valgt 35 blandt polyethylen, polypropylen og copolymere af ethylen og propylen.