BE824531A - POLYOLEFIN-BASED FIBRILLS PRODUCTION PROCESS - Google Patents

POLYOLEFIN-BASED FIBRILLS PRODUCTION PROCESS

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BE824531A
BE824531A BE152490A BE152490A BE824531A BE 824531 A BE824531 A BE 824531A BE 152490 A BE152490 A BE 152490A BE 152490 A BE152490 A BE 152490A BE 824531 A BE824531 A BE 824531A
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solution
emi
polyolefin
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polyolefins
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/11Flash-spinning

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Paper (AREA)

Description

       

  Procédé de production-de fibrilles à base de polyoléfines La présente invention concerne un procédé de production de fibrilles à

  
base de polyoléfines qui présentent une excellente compatibilité avec la pâte  à papier cellulosique et conviennent particulièrement pour la production de

  
papiers synthétiques.

  
En outre, les fibrilles obtenues suivant ce procédé sont facilement aises

  
en suspension dans l'eau et peuvent de ce fait être aisément mises en oeuvre 

  
par les techniques papetières classiques. 

  
 <EMI ID=1.1> 

  
partir de matières plastiques et notamment à partir de polyoléfines. 

  
Une des techniques les plus élégantes consiste à détendre brusquement 

  
une solution de polymère fondu au travers d'un orifice approprié, ladite 

  
solution se trouvant dans des conditions de température et de pression telles  que la détente brusque provoque la vaporisation instantanée du solvant et la  solidification du polymère sous forme d'une mèche continue fortement fibrillée. Cette mèche peut être ensuite déchiquetée par exemple par broyage en vue de 

  
la production de fibrilles courtes convenant pour la production de papier synthétique par voie papetière classique.

  
Suivant une variante préférentielle, on peut produire directement des fibrilles courtes par cette technique en injectant un fluide d'appoint dans la solution de polymère fondu juste avant ou durant sa détente ou en déchiquetant

  
 <EMI ID=2.1> 

  
transversal. Enfin, on a également conçu des dispositifs mécaniques tels que des couteaux rotatifs pour déchiqueter, dès sa formation, la mèche fibreuse formée suivant les procédés classiques.

  
Les fibrilles courtes obtenues par ces procédés se présentent généralement sous la forme de structures fibrillées allongées constituées de filaments très ténus, d'épaisseur de l'ordre du micron, connectés entre eux pour former un réseau tridimensionnel. La longueur de ces fibrilles d'aspect floconneux varie de 1 mm à 5 cm. environ et leur diamètre de 0,01 à 5 mm environ. La surface

  
 <EMI ID=3.1> 

  
Ces fibrilles courtes &#65533; notamment celles réalisées à partir de polyoléfines sont couramment utilisées pour la production de papiers synthétiques.

  
On constate toutefois que ces fibrilles présentent deux inconvénients assez gênants.

  
Tout d'abord, ces fibrilles, à cause du caractère hydrophobe de leur polymère constitutif, sont difficilement mises en suspension dans l'eau et requièrent souvent le recours à des agents tensio-actifs qui nuisent à la qualité des papiers finis.

  
De plus, lors de la réalisation de papiers synthétiques à partir de mélan-gaz de pâte cellulosique et de gâtes de ces fibrilles, on constate que ces fibrilles, à cause de leur inertie chimique, se comportent vis-à-vis des fibres cellulosiques comme une matière de charge inerte ne s'accrochant pas aux fibres cellulosiques.

  
Il en résulte que les papiers synthétiques mixtes produits jusqu'à présent à partir de fibrilles ou de mélanges de fibrilles et de pâte cellulosique présentent des caractéristiques, et notamment une longueur de rupture, inférieures à celles de papiers réalisés uniquement à partir de pâtes cellulosiques.

  
La Demanderesse a maintenant mis au point un procédé permettant la production directe de fibrilles de polyoléfines qui sont très compatibles avec la pâte cellulosique et qui peuvent être mises en suspension dans l'eau avec une très grande facilité en faisant intervenir pour leur production la technique de détente brusque d'une solution de polymère fondu au travers d'un orifice approprié.

  
La présente invention concerne donc un procédé de production de fibrilles à base de polyoléfines compatibles avec la pâte à papier cellulosique par détente brusque de solutions de polyoléfines fondues au travers d'un orifice approprié caractérisé en ce que la solution détendue contient au moins une polyoléfine ayant subi un traitement préalable d'oxydation et au moins un monomère polaire greffable sur la polyoléfine.

  
La Demanderesse a en effet constaté que les conditions prévalant avant la détente brusque suffisent dans ce cas pour provoquer le greffage du monomère sur la polyoléfine modifiée et conduire à la formation de fibrilles de caractéristiques améliorées.

  
La solution, ainsi qu'il est de pratique courante dans ce type de procédé, est portée avant détente à une température et à une pression suffisantes pour que cette détente provoque la vaporisation instantanée du solvant et la solidification du ou des polymères fondus qu'elle contient.

  
Il est également avantageux de faire subir une prédétente à la solution, avant la détente brusque, cette prédétente ayant une importance telle qu'elle provoque la formation d'une solution biphasique comportant une.phase continue de solvant pauvre en polymère dans laquelle est finement dispersée une phase riche en polymère. La valeur à donner à cette prédétente peut être aisément déterminée par voie expérimentale en soumettant à une détente progressive une portion de la solution se trouvant à pression élevée et en notant la pression à laquelle la solution se trouble.

  
L'oxydation préalable de la polyoléfine peut être réalisée par n'importe quelle technique connue. La Demanderesse préfère toutefois préparer ce produit par action de l'ozone sur la polyoléfine à l'état particulaire c'est-à-dire sous forme de poudre, de granules ou de paillettes.

  
Afin d'accélérer ce traitement d'ozonisation, il est préférable d'effectuer celui-ci à une température supérieure à la température ambiante sans toutefois  dépasser une température telle que la réaction d'ozonisation devienne violente  et incontrôlable et conduise à la dégradation complète de la polyoléfine. Ainsi, par exemple, lorsque la polyoléfine traitée est du polyéthylène de

  
 <EMI ID=4.1> 

  
Une autre technique d'oxydation utilisable dans le cadre du procédé

  
consiste à irradier la polyoléfine en présence d'air.

  
Le traitement d'oxydation de la polyoléfine doit être conduit de façon 

  
telle que la teneur finale en groupes peroxydes ou hydroperoxydes fixés sur  celle-ci soit d'au moins 1 g par kg de polymère.

  
La solution soumise à la détente brusque peut également contenir une ou  plusieurs polyoléfines non prétraitées par oxydation et/ou plusieurs polyoléfines prétraitées. 

  
Il convient toutefois que la quantité de polyoléfines prétraitées par oxydation présente dans ladite solution soit comprise.entre 10 et 100 Z en 

  
poids de la quantité totale de polyolêfines dans cette solution.

  
Les polyoléfines prétraitées par oxydation ou non prétraitées peuvent être quelconques. Ces polyoléfines peuvent notamment être du polyéthylène, du polypropylène, du polybutène, du polyméthylpentène ou des copolymères dérivés d'oléfines, cette liste étant énumérative et non limitative.

  
Il n'est nullement indispensable, lorsque la solution contient une ou plusieurs polyoléfines prétraitées et une ou plusieurs polyoléfines non  prétraitées, que ces polyoléfines soient de même nature. On peut, au contraire, faire varier la nature de ces diverses polyoléfines et obtenir ainsi des fibrilles de caractéristiques très étalées.

  
Ainsi, par exemple, la Demanderesse a constaté que lorsqu'on met en oeuvre

  
des solutions contenant à la fois du polyéthylène et du polypropylène, les fibrilles obtenues après détente se présentent généralement sous la forme de structures fibreuses constituées de filaments de polyéthylène recouvats d'une pellicule de polypropylène. Il est dès lors avantageux de mettre en oeuvre

  
des solutions contenant à la fois du polyéthylène non prétraité et du poly-
-propylène prétraité par oxydation, la proportion en polypropylène représentant

  
 <EMI ID=5.1> 

  
La concentration totale en polymères dans la solution à détendre brusque-

  
 <EMI ID=6.1> 

  
préfère mettre en oeuvre des solutions contenant de 10 à 300 g de polymères par kg de solution et, de préférence, de 50 à 200 g par kg.

  
 <EMI ID=7.1>  

  
Le monomère polaire greffable présent dans la solution peut également être quelconque. La Demanderesse préfère toutefois utiliser des monomères acryliques ou méthacryliques tels que les acides acrylique ou méthacrylique ou les esters et amides dérivés de ces acides. Il n'est cependant pas exclu d'utiliser d'autres monomères tels que les monomères vinyliques ou allyliques ou encore des acides polycarboxyliques insaturés tels que les acides maléique, fumarique, itaconique, etc. et leurs dérivés. On peut également utiliser des mélanges de ces monomères.

  
La quantité en poids de monomères polaires greffables présente dans la

  
 <EMI ID=8.1> 

  
Le temps de greffage,c'est-à-dire la durée durant laquelle le monomère greffable se trouve en présence de la solution de polymère à température et pression élevées avant détente brusque,peut varier de 10 minutes à 2 heures.

  
Le solvant présent dans la solution ne doit pas dissoudre plus de 50 g/1 et,de préférence, plus de 10 g/1 des polymères mis en oeuvre aux conditions  normales de température et de pression (20[deg.]C, 1 atmosphère). De plus, il doit

  
 <EMI ID=9.1> 

  
 <EMI ID=10.1> 

  
cation des polymères mis en oeuvre. Enfin, il doit, de préférence, permettre la formation d'un mélange biphasique liquide aux conditions opératoires juste avant la détente brusque.

  
Parmi les solvants pouvant être utilisés, on peut citer les hydrocarbures aliphatiques tels que le pentane, l'hexane, l'heptane, l'octane et leurs homologues et isomères, les hydrocarbures alicycliques tels que le cyclohexane, les hydrocarbures aromatiques tels que le benzène, le toluène, etc., les

  
 <EMI ID=11.1> 

  
le chlorure d'éthyle, etc., les alcools, les cétones, les esters et les éthers.

  
La solution de polymères fondus peut, en outre, contenir d'autres additifs tels que de l'eau, des stabilisants vis-à-vis de l'action de la chaleur et de la lumière, des agents renforçants, des matières de charge, des pigments, des agents antistatiques, des agents de nucléation, des agents tensio-actifs, etc.

  
La température de la solution soumise à la détente brusque doit être telle que la chaleur emmagasinée sous forme sensible par ses constituants soit suffisante pour provoquer la vaporisation complète du solvant au cours de la détente brusque. Cette température ne doit toutefois pas dépasser une valeur maximum sinon la quantité de chaleur consommée par la vaporisation du solvant serait insuffisante pour provoquer la solidification des polymères. En outre, elle doit permettre de réaliser, de préférence, la détente brusque à une pression où il y a formation d'une solution biphasique. Enfin, elle doit être l  inférieure à la température critique du solvant.

  
En général, la température de la solution est comprise entre 100 et 300[deg.]C

  
et, de préférence, entre 125 et 250[deg.]C.

  
Lors de la détente brusque, la pression de la solution est ramenée quasi instantanément à une valeur proche de la pression atmosphérique et de préférence

  
à une pression inférieure à 3 kg/cm<2> absolus. La durée de cette détente est généralement inférieure à 1 seconde et elle peut être provoquée en faisant

  
passer la solution dans n'importe quel dispositif susceptible de créer des

  
pertes de charge élevées tel qu'un diaphragme, un venturi ou une vanne. On préfère cependant utiliser des filières dont les orifices cylindriques ont un diamètre compris entre 0,1 et 3 mm et, de préférence, entre 0,3 et 2 mm et

  
dont le rapport longueur/diamètre est compris entre 0,1 et 10 et, de préférence, entre 0,5 et 2.

  
Pour des raisons de facilité, on a jusqu'à présent utilisé le terme "solution" pour définir le produit soumis à la détente brusque. Il est toutefois bien évident que celui-ci se présente plutôt à l'état d'un mélange, de préférence biphasique, de solvant, de polymères fondus, de monomères greffables et d'autres additifs.

  
Par détente brusque de la solution on forme généralement une structure fibrillée continue qui peut ensuite être déchiquetée par raffinage en vue de

  
son utilisation pour la production de papiers synthétiques.- La Demanderesse préfère toutefois produire directement des fibrilles courtes par les techniques déjà citées d'injection de fluide d'appoint ou de déchiquetage mécanique de la structure en formation.

  
Le procédé conforme à l'invention ne pose aucun problème particulier lors

  
de son application dans un procédé discontinu de production de fibrilles. En outre, il peut être très aisément appliqué dans le cadre du procédé intégré

  
de production de fibrilles faisant l'objet du brevet français 1 596 107 déposé

  
le 13.12.1968 par la Demanderesse et qui protège le couplage du procédé de production de fibrilles par la technique de détente brusque avec une installation de polymérisation d'oléfines. Il suffit, en effet, dans ce cas d'introduire les quantités adéquates de polyoléfines oxydées, de monomères polaires  greffables et éventuellement de solvant d'appoint dans la solution de polymère 

  
se trouvant dans la cuve de dissolution c'est-à-dire avant le conditionnement 

  
de la solution en vue de sa détente brusque. Cette intégration peut dès lors 

  
être effectuée sans incidence sur la productivité de l'installation. 

  
Les fibrilles obtenues suivant le procédé conforme à l'invention peuvent 

  
être mises très facilement en suspension dans de l'eau car le monomère greffé

  
leur confère un caractère fortement hydrophile. 

  
19  De plus, le mélange de ces fibrilles avec des pâtes cellulosiques classiques conduit à des papiers ayant des propriétés (résistance à la rupture notamment) proches de celles des papiers réalisés uniquement à partir de pâtes cellulosiques ce.qui prouve que leur compatibilité avec les fibres cellulosiques est nettement améliorée.

  
Le procédé conforme à l'invention est,en outre, illustré par l'exemple de réalisation pratique qui va suivre. Il est toutefois bien entendu que cet exemple est donné à titre purement illustratif et qu'il ne limite en rien la portée de l'invention.

  
Exemple

  
On traite 200 g de polyéthylène ELTEX A 4009, en paillettes, durant 60 minutes et à une température de 60[deg.]C, par de l'air enrichi en ozone sous un débit de 120 litres/heure (40 mg 0_/minute) .

  
L'ELTEX A 4009 est un polyéthylène de haute densité (0,951) produit et commercialisé par la Demanderesse.

  
Le produit obtenu après ce traitement présente une teneur en peroxydes de 1,16 g/kg de polyéthylène. 

  
190 g du produit oxydé ainsi préparé sont ensuite introduits dans un autoclave avec 38 g d'acide acrylique et 1700 g d'hexane normal de qualité technique. L'autoclave a été au préalable dégazé. Ce mélange est alors porté à une pression de 68 kg/cm et à une température de 190[deg.]C en deux heures.

  
La solution ainsi formée est alors mise en relation avec la pression atmosphérique au travers d'une filière cylindrique de 1 mm de diamètre et de

  
1 mm de longueur.

  
La structure hautement fibrillée ainsi produite est déchiquetée dès sa  formation au moyen d'une roue dentée rotative.

  
Les fibrilles courtes ainsi produites se caractérisent par une aptitude exceptionnelle de mouillabilité qui les rend très intéressantes pour la pro-  duction de papiers synthétiques par la voie papetière.

  
 <EMI ID=12.1> 

  
Kraft raffinée jusqu'à un degré Schopper de 31 et 30 Z de fibrilles obtenues suivant l'exemple, les proportions étant exprimées en poids sec. Après consolidation thermique durant 10 minutes à 135[deg.]C et sous une pression de 150 g/cm 

  
la feuille ainsi obtenue présente une longueur de rupture de 5025 m. 

  
A titre d'échantillon de comparaison, on réalise une feuille de papier à 

  
partir uniquement d'une pâte Kraft raffinée jusqu'à un degré Schopper de 31 et 

  
on constate que la longueur de rupture de la feuille obtenue est de 6000 m. 

  
A titre également d'échantillon de comparaison, on réalise une feuille de  papier à partir d'un mélange de 70 Z de pâte Kraft raffinée jusqu'à un degré   <EMI ID=13.1> 

  
qui concerne la longueur de rupture de feuilles par rapport aux feuilles contenant des fibrilles classiques. En outre, on remarque que la qualité des fouilles se rapproche sensiblement de celle des feuilles purement cellulosiques.

IL 

REVENDICATIONS 

  
1 - Procédé de production de fibrilles à base de polyol'fines compatibles avec la pâte à papier cellulosique par détente brusque de solutions de polyoléfines fondues au travers d'un orifice approprié caractérisé en ce que la solution détendue contient au moins une polyoléfine ayant subi un traitement préalable d'oxydation et au moins un monomère polaire greffable sur la polyoléfine.



  The present invention relates to a process for the production of polyolefin fibrils.

  
based on polyolefins which have excellent compatibility with cellulosic pulp and are particularly suitable for the production of

  
synthetic papers.

  
In addition, the fibrils obtained by this process are easily easy.

  
suspended in water and can therefore be easily used

  
by conventional paper-making techniques.

  
 <EMI ID = 1.1>

  
from plastics and in particular from polyolefins.

  
One of the most elegant techniques is to suddenly relax

  
a solution of molten polymer through a suitable orifice, said

  
solution under conditions of temperature and pressure such that the sudden expansion causes the instantaneous vaporization of the solvent and the solidification of the polymer in the form of a continuous strongly fibrillated wick. This wick can then be shredded, for example by grinding with a view to

  
the production of short fibrils suitable for the production of synthetic paper by conventional papermaking.

  
According to a preferred variant, it is possible to produce short fibrils directly by this technique by injecting a make-up fluid into the solution of molten polymer just before or during its expansion or by shredding

  
 <EMI ID = 2.1>

  
transverse. Finally, mechanical devices such as rotary knives have also been designed to shred, as soon as it is formed, the fibrous wick formed according to conventional methods.

  
The short fibrils obtained by these processes are generally in the form of elongated fibrillated structures made up of very thin filaments, of thickness of the order of a micron, connected together to form a three-dimensional network. The length of these flaky-looking fibrils varies from 1 mm to 5 cm. approximately and their diameter from approximately 0.01 to 5 mm. The surface

  
 <EMI ID = 3.1>

  
These short fibrils &#65533; in particular those made from polyolefins are commonly used for the production of synthetic papers.

  
However, it is observed that these fibrils have two rather troublesome drawbacks.

  
First of all, these fibrils, because of the hydrophobic character of their constituent polymer, are difficult to suspend in water and often require the use of surfactants which adversely affect the quality of the finished papers.

  
In addition, during the production of synthetic papers from cellulose pulp melan-gas and cakes of these fibrils, it is found that these fibrils, because of their chemical inertia, behave vis-à-vis cellulose fibers as an inert filler material which will not cling to cellulosic fibers.

  
As a result, the mixed synthetic papers produced hitherto from fibrils or mixtures of fibrils and cellulosic pulp have characteristics, and in particular a breaking length, which are lower than those of papers produced solely from cellulosic pulps.

  
The Applicant has now developed a process allowing the direct production of polyolefin fibrils which are very compatible with cellulosic pulp and which can be suspended in water with great ease by bringing into play for their production the technique of sudden expansion of a molten polymer solution through a suitable orifice.

  
The present invention therefore relates to a process for the production of fibrils based on polyolefins compatible with cellulosic paper pulp by sudden expansion of molten polyolefin solutions through a suitable orifice characterized in that the expanded solution contains at least one polyolefin having undergone a preliminary oxidation treatment and at least one polar monomer which can be grafted onto the polyolefin.

  
The Applicant has in fact observed that the conditions prevailing before the sudden expansion are sufficient in this case to cause the grafting of the monomer onto the modified polyolefin and to lead to the formation of fibrils with improved characteristics.

  
The solution, as is common practice in this type of process, is brought before expansion to a temperature and pressure sufficient for this expansion to cause the instantaneous vaporization of the solvent and the solidification of the molten polymer (s) that it is. contains.

  
It is also advantageous to subject the solution to a pre-expansion, before the sudden expansion, this pre-expansion having such an importance that it causes the formation of a two-phase solution comprising a continuous phase of poor polymer solvent in which is finely dispersed a phase rich in polymer. The value to be given to this pre-expansion can easily be determined experimentally by subjecting a portion of the solution which is at high pressure to a progressive expansion and by noting the pressure at which the solution becomes cloudy.

  
The prior oxidation of the polyolefin can be carried out by any known technique. However, the Applicant prefers to prepare this product by the action of ozone on the polyolefin in the particulate state, that is to say in the form of powder, granules or flakes.

  
In order to accelerate this ozonization treatment, it is preferable to carry out it at a temperature above ambient temperature without, however, exceeding a temperature such that the ozonization reaction becomes violent and uncontrollable and leads to the complete degradation of polyolefin. Thus, for example, when the treated polyolefin is polyethylene of

  
 <EMI ID = 4.1>

  
Another oxidation technique that can be used in the context of the process

  
consists in irradiating the polyolefin in the presence of air.

  
The oxidation treatment of the polyolefin must be carried out in a

  
such that the final content of peroxide or hydroperoxide groups attached thereto is at least 1 g per kg of polymer.

  
The solution subjected to the sudden expansion can also contain one or more polyolefins not pretreated by oxidation and / or more pretreated polyolefins.

  
However, the amount of oxidation-pretreated polyolefins present in said solution should be between 10 and 100% in

  
weight of the total amount of polyolefins in this solution.

  
The oxidation-pretreated or non-pretreated polyolefins can be any. These polyolefins can in particular be polyethylene, polypropylene, polybutene, polymethylpentene or copolymers derived from olefins, this list being enumerative and not limiting.

  
It is by no means essential, when the solution contains one or more pretreated polyolefins and one or more non-pretreated polyolefins, that these polyolefins be of the same nature. On the contrary, it is possible to vary the nature of these various polyolefins and thus obtain fibrils with very spread out characteristics.

  
Thus, for example, the Applicant has observed that when implementing

  
solutions containing both polyethylene and polypropylene, the fibrils obtained after relaxation are generally in the form of fibrous structures consisting of polyethylene filaments covered with a polypropylene film. It is therefore advantageous to implement

  
solutions containing both untreated polyethylene and poly-
-propylene pretreated by oxidation, the proportion of polypropylene representing

  
 <EMI ID = 5.1>

  
The total concentration of polymers in the solution to be suddenly relaxed

  
 <EMI ID = 6.1>

  
prefers to use solutions containing from 10 to 300 g of polymers per kg of solution and, preferably, from 50 to 200 g per kg.

  
 <EMI ID = 7.1>

  
The graftable polar monomer present in the solution can also be any. However, the Applicant prefers to use acrylic or methacrylic monomers such as acrylic or methacrylic acids or esters and amides derived from these acids. However, it is not excluded to use other monomers such as vinyl or allylic monomers or also unsaturated polycarboxylic acids such as maleic, fumaric, itaconic acids, etc. and their derivatives. It is also possible to use mixtures of these monomers.

  
The amount by weight of graftable polar monomers present in the

  
 <EMI ID = 8.1>

  
The grafting time, that is to say the time during which the graftable monomer is in the presence of the polymer solution at high temperature and pressure before sudden expansion, can vary from 10 minutes to 2 hours.

  
The solvent present in the solution must not dissolve more than 50 g / l and, preferably, more than 10 g / l of the polymers used under normal temperature and pressure conditions (20 [deg.] C, 1 atmosphere ). In addition, he must

  
 <EMI ID = 9.1>

  
 <EMI ID = 10.1>

  
cation of the polymers used. Finally, it should preferably allow the formation of a liquid two-phase mixture under operating conditions just before the sudden expansion.

  
Among the solvents which can be used, there may be mentioned aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, octane and their homologues and isomers, alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane, aromatic hydrocarbons such as benzene , toluene, etc.,

  
 <EMI ID = 11.1>

  
ethyl chloride, etc., alcohols, ketones, esters and ethers.

  
The solution of molten polymers may furthermore contain other additives such as water, stabilizers against the action of heat and light, reinforcing agents, fillers, pigments, antistatic agents, nucleating agents, surfactants, etc.

  
The temperature of the solution subjected to the sudden expansion must be such that the heat stored in substantial form by its constituents is sufficient to cause complete vaporization of the solvent during the sudden expansion. This temperature must not, however, exceed a maximum value, otherwise the quantity of heat consumed by the vaporization of the solvent would be insufficient to cause solidification of the polymers. In addition, it should make it possible to achieve, preferably, the abrupt expansion to a pressure where there is formation of a two-phase solution. Finally, it must be lower than the critical temperature of the solvent.

  
In general, the temperature of the solution is between 100 and 300 [deg.] C

  
and, preferably, between 125 and 250 [deg.] C.

  
During the sudden relaxation, the pressure of the solution is reduced almost instantaneously to a value close to atmospheric pressure and preferably

  
at a pressure lower than 3 kg / cm <2> absolute. The duration of this relaxation is generally less than 1 second and it can be caused by

  
pass the solution through any device likely to create

  
high pressure drops such as a diaphragm, a venturi or a valve. However, it is preferred to use dies in which the cylindrical orifices have a diameter of between 0.1 and 3 mm and, preferably, between 0.3 and 2 mm and

  
whose length / diameter ratio is between 0.1 and 10 and, preferably, between 0.5 and 2.

  
For reasons of convenience, the term “solution” has hitherto been used to define the product subjected to the sudden expansion. It is however quite obvious that the latter is rather in the form of a mixture, preferably two-phase, of solvent, of molten polymers, of graftable monomers and of other additives.

  
By sudden relaxation of the solution, a continuous fibrillated structure is generally formed which can then be shredded by refining with a view to

  
its use for the production of synthetic papers. The Applicant, however, prefers to directly produce short fibrils by the aforementioned techniques of injection of make-up fluid or of mechanical shredding of the structure being formed.

  
The method according to the invention does not pose any particular problem when

  
of its application in a batch process for the production of fibrils. In addition, it can be very easily applied as part of the integrated process.

  
of production of fibrils covered by French patent 1,596,107 filed

  
on December 13, 1968 by the Applicant and which protects the coupling of the process for producing fibrils by the abrupt expansion technique with an olefin polymerization plant. In this case, it suffices to introduce the appropriate amounts of oxidized polyolefins, of graftable polar monomers and optionally of additional solvent into the polymer solution.

  
in the dissolving tank, i.e. before packaging

  
of the solution in view of its sudden relaxation. This integration can therefore

  
be carried out without affecting the productivity of the installation.

  
The fibrils obtained by the process in accordance with the invention can

  
be very easily suspended in water because the grafted monomer

  
gives them a strongly hydrophilic character.

  
19 In addition, the mixing of these fibrils with conventional cellulosic pulps leads to papers having properties (in particular tensile strength) close to those of papers produced only from cellulosic pulps, which proves that their compatibility with the fibers cellulose is significantly improved.

  
The method according to the invention is further illustrated by the practical embodiment which follows. It is however understood that this example is given purely by way of illustration and that it in no way limits the scope of the invention.

  
Example

  
200 g of ELTEX A 4009 polyethylene, in flakes, for 60 minutes and at a temperature of 60 [deg.] C, are treated with air enriched in ozone at a flow rate of 120 liters / hour (40 mg 0_ / minute ).

  
ELTEX A 4009 is a high density polyethylene (0.951) produced and marketed by the Applicant.

  
The product obtained after this treatment has a peroxide content of 1.16 g / kg of polyethylene.

  
190 g of the oxidized product thus prepared are then introduced into an autoclave with 38 g of acrylic acid and 1700 g of normal hexane of technical quality. The autoclave was first degassed. This mixture is then brought to a pressure of 68 kg / cm 2 and to a temperature of 190 [deg.] C over two hours.

  
The solution thus formed is then brought into contact with atmospheric pressure through a cylindrical die 1 mm in diameter and

  
1 mm in length.

  
The highly fibrillated structure thus produced is shredded as soon as it is formed by means of a rotating toothed wheel.

  
The short fibrils thus produced are characterized by an exceptional wettability which makes them very useful for the production of synthetic papers by the papermaking route.

  
 <EMI ID = 12.1>

  
Kraft refined to a Schopper degree of 31 and 30% of fibrils obtained according to the example, the proportions being expressed in dry weight. After thermal consolidation for 10 minutes at 135 [deg.] C and under a pressure of 150 g / cm

  
the sheet thus obtained has a breaking length of 5025 m.

  
As a comparison sample, a sheet of paper is produced with

  
from only refined Kraft pulp to a Schopper degree of 31 and

  
it is observed that the breaking length of the sheet obtained is 6000 m.

  
Also as a comparison sample, a sheet of paper is made from a mixture of 70% of Kraft pulp refined to a degree <EMI ID = 13.1>

  
which relates to the breaking length of sheets compared to sheets containing conventional fibrils. In addition, it is noted that the quality of the excavations is very close to that of the purely cellulose sheets.

HE

CLAIMS

  
1 - Process for the production of fibrils based on polyolefins compatible with cellulose pulp by sudden expansion of molten polyolefin solutions through a suitable orifice characterized in that the expanded solution contains at least one polyolefin having undergone a prior oxidation treatment and at least one polar monomer which can be grafted onto the polyolefin.


    

Claims (1)

<EMI ID=14.1> <EMI ID = 14.1> de polyoléfines fondues est portée avant détente à une température et à une pression suffisamment élevées pour que la détente brusque provoque la vaporisation instantanée du solvant et la solidification du polymère. of molten polyolefins is brought before expansion to a temperature and to a pressure high enough for the sudden expansion to cause the instantaneous vaporization of the solvent and the solidification of the polymer. 3 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la solution 3 - Process according to claim 1, characterized in that the solution de polyoléfines fondues subit une prédétente juste avant la détente brusque de façon à provoquer la formation d'une solution biphasique. of molten polyolefins undergoes a pre-expansion just before the sudden expansion so as to cause the formation of a two-phase solution. 4 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le traitement préalable d'oxydation est réalisé au moyen d'ozone. 4 - Process according to claim 1, characterized in that the preliminary oxidation treatment is carried out by means of ozone. 5 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la polyoléfine ayant subi un traitement préalable d'oxydation est du polyéthylène. 5 - Process according to claim 1, characterized in that the polyolefin which has undergone a preliminary oxidation treatment is polyethylene. 6 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la polyoléfine ayant subi un traitement préalable d'oxydation est du polypropylêne. 6 - Process according to claim 1, characterized in that the polyolefin which has undergone a preliminary oxidation treatment is polypropylene. <EMI ID=15.1> <EMI ID = 15.1> de polyoléfines prétraitée par oxydation présente dans la solution est comprise of oxidation-pretreated polyolefins present in the solution is included <EMI ID=16.1> <EMI ID = 16.1> 8 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la solution contient du polyéthylène non prétraité et du polypropylène prétraité par oxydation, la proportion en polypropylène représentant au moins 10 Z en poids des polyoléfines présentes dans la solution. 8 - Process according to claim 1, characterized in that the solution contains untreated polyethylene and polypropylene pretreated by oxidation, the proportion of polypropylene representing at least 10% by weight of the polyolefins present in the solution. <EMI ID=17.1> <EMI ID = 17.1> polaire greffable est un monomère acrylique. graftable polar is an acrylic monomer. 10 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le monomère polaire greffable est choisi dans le groupe formé par les monomères vinyliques, les monomères allyliques, les acides polycarboxyliques insaturés et leurs 10 - Process according to claim 1, characterized in that the graftable polar monomer is chosen from the group formed by vinyl monomers, allylic monomers, unsaturated polycarboxylic acids and their dérivés, et leurs mélanges. derivatives, and mixtures thereof. <EMI ID=18.1> <EMI ID = 18.1> en poids de monomère polaire greffable présente dans la solution varie entre by weight of graftable polar monomer present in the solution varies between 5 et 100 % en poids des polymères présents. 5 and 100% by weight of the polymers present. l <EMI ID=19.1> l <EMI ID = 19.1> durant laquelle le monomère greffable se trouve en présence de la solution de during which the graftable monomer is in the presence of the solution of <EMI ID=20.1> <EMI ID = 20.1> 10 minutes et 2 heures. 10 minutes and 2 hours. 13 - A titre de produits industriels nouveaux, les fibrilles à base de polyoléfines obtenues suivant le procédé faisant l'objet d'une quelconque des revendications précédentes. 13 - As new industrial products, the polyolefin-based fibrils obtained by the process forming the subject of any one of the preceding claims.
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