Zmäkčujúca úprava predmetov obsahujúcich polyolefíny

Číslo patentu: E 336

Dátum: 05.02.2003

Autori: Mathis Raymond, Birnbrich Paul, Wild Christine

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

-1 Zmäkčujúca úprava predmetov obsahujúcich polyolefmyPredložený vynález sa týka prísad na pennanenmú hydroñlizáoiu materiálov obsahujúcich polyoleñny, výhodnejšie polypropylénových vlákien.V množstve prípadov je potrebné povrchy plastových výrobkov opatriť špeciálnymi efektmi, ktoré nie je počas tvarovania možné buď vyrobiť z technických dôvodov vôbec alebo len nedostatočne alebo zhospodárskych dôvodov len nevýhodne. Takýmto efektom je naprildad zlepšenie mäkkosti výrobkov, najmä u produktov, ktoré prichádzajú do priameho kontaktu s ľudskou pokožkou.Pri výrobe hygienických produktov, ako sú plienky alebo dámske vložky, ale aj utierky alebo geotextílie sa na pohltenie vodných kvapalín používajú absorpčné materiály. Na zamedzenie priameho styku s absorpčným materiálom pri nosení a na zvýšenie komfortu sa tento materiál obalí tenkou, pre vodu priepusmou rúnovou netkanou textíliou. Takéto netkané textílie sa zvyčajne vyrábajú zo syntetických vlákien, ako sú polyolefínové alebo polyesterové vlákna, pretože tieto vlákna je možné cenovo výhodne vyrábať, majú dobré mechanické vlastnosti asú termicky zaťažiteľné. Z dôvodu tejto aplikácie je aj želateľné pripraviť rúnové netkané textílie, ktoré sú pokiaľ možno čo najmäkšie.Takéto prísady sa spravidla zapracujú spoločne s polyolefinovým granulátom do predzmesi(Masterbatch), ktorá sa potom ako taká pridá pred spracovaním na vlákna alebo iné konečné produkty ku granulátu polyméru a následne sa extruduje. Z nákladových dôvodov je ale želateľné,aby bolo možné takéto prísady priamo dávkovať do extrudačného zariadenia počas procesu extrudovanía.Úlohou predloženého vynálezu preto bolo pripraviť také prísady na zlepšenie mäkkosti polyoleñnových vlákien prípadne výrobkov, ktoré tieto vlákna obsahujú.Prvou podstatou predloženého vynálezu je použitie zlúčenín všeobecného vzorca (I) alebo(II) na zmäkčujúcu úpravu predmetov obsahujúcich polyoleñny.V týchto vzorcoch znamená A vždy jednu skupinu R-COO, pričom R mamená nasýtenú,rozvetvenú alebo nerozvetvenú alkylovú skupinu s 7 až 21 uhlíkovými atómami, B mamená vždy skupinu (CH 20)k, pričom n sú celé čísla od 2 do 4 a k má hodnotu od 1 do 15 a C vo vzorci (I) znamená lineámu alebo rozvetvenú alkylénovú skupinu s minimálne 2 a maximálne 6 uhlíkovými atómami. Index k sa tu vzťahuje na jednotlivú skupinu B a neznamená celkový počet skupiny B vmolekule. Index ksa mení zdôvodu rômych, technicky podmienených stupňov alkoxylácie jednotlivých molekúl a môže byť z tohto dôvodu aj nepáme číslo.Zlúčeniny všeobecného vzorca (I) je možné získať napríklad reakciou polyalkylénglykolov a alkoxidov ako aj s nasýtenými mastnými kyselinami. Pritom musia byť prítomné dioly s 2 až 6 uhlíkovými atómami, ktore tvoria stavebný prvok C prísad podľa vynálezu, ako aj etylénoxid,propylénoxid a/alebo butylénoxid, ktoré tvoria skupiny B v zlúčeninách podľa vynálezu. Voľné hydroxylové skupiny alkoxidov budú ukončené pomocou nasýtených mastných kyselín s 8 až 22 uhlíkovými atómami. Takéto zlúčeniny a ich výroba sú známe z DE 10123 863.0 prihlášky.Dioly sú výhodnejšie zvolené zo skupiny obsahujúcej 1,2-etándiol, LZ-propándiol, 1,3 propándiol a lA-butándiol. Principiálne je možné použiť aj zmesi týchto diolov, pričom sa ukázalo byť výhodné zvoliť pre reakciu len jeden diol.Alkoxidy sú zvolené zo skupiny obsahujúcej etylénoxid, propylénoxid a butylénoxid,pričom aj tu sú mďmé ich ľubovoľné zmesi. Ak reagujú rôznorodé alkoxidy, môže sa alkoxylácia uskutočniť aj blokovo aj náhodne. Počet alkoxidových jednotiek v zlúčeninách vzorca (I) kolíše v rozsahu od celkovo 2 do 30, takže k môže mať vždy hodnotu od 1 do 15. Výhodnejšie sú také zlúčeniny vzorca (I), ktorých kma hodnotu vždy od 2 do 15 a zvlášť výhodnejšie od 4 do 10 a najvýhodnejšie má hodnotu 10. Dalej sú výhodné také zlúčeniny vzorca (I), ktoré obsahujú ako skupinu B etylénoxidové jednotky, výhodnejšie obsahujú výlučne etylénoxidové jednotky.-2 Vhodné nasýtene mastné kyseliny, ktoré môžu tvoriť skupinu A zlúčenín podľa vynálezu,sú výhodnejšie zvolené zo skupiny obsahujúcej kyselinu oktánovú, kyselinu nonánovú, kyselinu dekánovú, kyselinu undekánovů, kyselinu dodekánovú, kyselinu tridekánovú, kyselinu tetradekánovú, kyselinu pentadekánovú, kyselinu hexadekánovú, kyselinu heptadekánovú a kyselinu oktadekánovú, ako aj kyselinu nonadekánovú, kyselinu eikosánovú a kyselinu heneikosánovú ako aj kyselinu dokosánovú. Výhodne sú také zlúčeniny vzorca (I), v ktorých R znamená nasýtenú alkylovú skupinu s 9 až 13 prípadne s 9 až ll uhlíkovými atómami. Najvýhodnejšie sú zlúčeniny vzorca (I), ktoré sú založené na kyseline dekánovej (C 10) alebo kyseline undekánovej (C 11).Výhodné sú také zlúčeniny vzorca (I), ktorých teplota zákalu je niâia ako 12 °C,výhodnejšie nižšia ako 10 °C a zvlášť výhodnejšie nižšia ako 6 °C. Mimoriadne výhodný je výber zlúčenín vzorca (I), ktoré majú teplotu zákalu nižšiu ako 5 °C a najvýhodnejšie nižšiu ako 3 °C.Výhodné zlúčeniny, vhodné ako prísady v zmysle predloženého vynálezu zodpovedajú vzorcu (I), v ktorom R znamená lineámu alkylovú skupinu s 9 uhlíkovými atómami, k má hodnotu 5, n má hodnotu 2 aC znamená skupinu CH 2-CH(CH 3) alebo vktorom R znamená lineárnu alkylovú skupinu s ll uhlíkovými atómami, k má hodnotu 5, n má hodnotu 2 a C znamená skupinu CH 2-CH(CH 3).Prísady podľa vynálezu je mohxé použiť samostatne alebo v ich vzájomnej zmesi. Okrem toho je možné pridať ďalšie zo stavu techniky známe prísady určené na extrudovanie prípadne výrobu polymérov.Okrem prísad vzorca (I) môžu byt použité aj prísady vzorca (H). Tieto zlúčeniny vzorca(II) sú vyrobené reakciou dvoch dielov mastných kyselín s 8 až 22 uhlíkovými atómami,výhodnejšie s 10 až 12 uhlíkovými atómarni s jedným dielom polyetylénglykolu. Výhodne sa reakcia uskutoční medzi polyetylénglykolmi s molekulovou hmotnosťou od 300 do 600,výhodnejšie s molekulovou hmotnosťou 400, s mastnými kyselinami alebo ich derivátmi známymi spôsobmi, výhodnejšie v prítomnosti katalyzátorov. Zvlášť výhodné sú nasýtené mastné kyseliny s 10 až 12 uhlíkovými atómami a ako vhodné deriváty mastných kyselín sú výhodné metylestery mastných kyselín s 10 až 12 uhlíkovými atómami. Alkoholové akyselinové zložky sa použijú v molovom pomere približne 12. Zvlášť výhodné je použitie reakčných produktov polyetylénglykolu s molovou hmotnosťou 400 s kyselinou dekánovou alebo laurovou. Spolyetylénglykolom je možné nechať reagovať aj zmesi kyselín. zlúčeniny vzorca (II) sú predmetom prihlášky W 0 01/75199. V tomto spise sa opisuje aj použitie zlúčenín vzorca (II) na hydrofilizáciu vlákien obsahujúcich po 1 yolefmy, ale bez toho, že by bolo z tohto spisu zrejmé, že sa jedná o prísady na zmäkčujúcu úpravu.Vrámci predloženého vynálezu sa prísady použijú na zlepšenie mäkkosti materiálov obsahujúcich polyolefíny, výhodnejšie vlákien, plošných útvarov, ako sú rúnové netkané textílie a fólie.S ohľadom na materiály obsahujúce polyolefmy sú pre tieto vhodné všetky známe typy polymérov akopolymérov na báze etylénu prípadne propylénu. Aj zmesi čistých polyolefínov s kopolymérmi sú principiálne vhodné. Rovnako je možné prísady pridať za účelom zlepšenia mäkkosti polyoleñnových vlákien k zmesiam zložených z polyoleñnov s inými syntetickými alebo prírodnými polymérrní, ako je napríklad celulóza alebo konope.Pre náuku podľa vynálezu zvlášť vhodné typy polymérov sú uvedené vnasledujúcom zozname poly(etylény) ako HDPE (high density polyethylene), LDPE (low density polyethylene),VLDPE (very low density polyethylene), LLDPE (linear low density polyethylene), MDPE(medium density polyethylene), UHMPE (ultra high molecular polyethylene), VPE (zosieťovaný polyetylén), I-IPPE (high pressure polyethylene) poly(propylény) ako izotaktický polypropylén syndiotaktický polypropylén metalocénmi katalyzovaný polypropylén PP, húževnato modífikovaný polypropylén, náhodné kopolyméry na báze etylénu apropylénu, blokové kopolyméry na báze etylénu apropylénu EPM (polyetylen-ko-propylén) EPDM (polyetylénko-propylén-ko-konjugovaný dién).Ďalšie vhodné typy polymérov sú poly(styrén) poly(metylstyrén) poly(oxymetylén) metalocénmi katalyzované alfa-oleñn- alebo cyklooleñn-kopolyméry ako Norbomén-etylénkopolyméry kopolyméry, ktoré obsahujú minímáhie 60 etylénu a/alebo styrénu amenej ako-3 40 monomérov ako je vinylacetát, ester kyseliny akrylovej, ester kyseliny metakrylovej,kyselina akrylová, akrylnitril, vinylchlorid. Príkladmí takýchto polymérov sú poly(etylén-koetylakrylát), poly(etylén-ko-vinylacetát), poly(etylén-ko-vinylchlorid), poly(styrén-alcrylnitril). Vhodné sú ďalej očkované kopolyméry ako aj polyméme zmesi, to mamená zmesi polymérov,ktore okrem iného obsahujú vyššie uvedené polyméry, napriklad polyméme zmesi na báze polyetylénu a polypropylénu.Prísady v zmysle predloženého vynálezu sú vhodné aj na zmäkčujúcu úpravu takzvaných bike-vlákien (core-sheat vlákna), ktoré sú vyrobené z PES/PE alebo PP/PE.V rámci predloženého vynálezu sú zvlášť výhodné homo- a kopolyméry na báze etylénu apropylénu. V jednom zvýhodných uskutočnení predloženého vynálezu sa podľa tohto ako polyolefin použije výlučne polyetylén, v inom uskutočnení výlučne polypropylén, v ďalšom uskutočnení kopolyméry na báze etylénu a propylénu.V najvýhodnejšom uskutočnení vynálezu sa použijú prísady v polypropylénových vláknach. Takéto vlákna majú výhodnejšie rýchlosť tečenia taveniny vyššiu ako od 10 do 1500 dg/min (merané pri teplote 230 °C a zaťažení 2,16 kg), pričom výhodné sú vlákna s napríklad so 150 až 1200 alebo 20 až 25 prípadne 400 až 1000 dg/min.Týmto je umožnený proces na zmäkčujúcu úpravu predmetov obsahujúcich výlučne alebo čiastočne polyolefiny, pričom sa polymérový granulát obsahujúci výlučne alebo čiastočne polyolefíny zmieša so zlúčeninamí vzorca (I) a/alebo (II) v množstvách od 0,1 do 5 hmotn. vztiahnuté na granulát anásledne sa známym spôsobom spraeuje na vlákna alebo fólie,výhodnejšie exlrudovaním.Predmety, výhodnejšie vlákna prípadne fólie alebo plošné útvary ako sú rúnové netkané textílie vyrobené ztýchto vlákien, obsahujú prísady výhodnejšie vmnožstvách od 0,1 do 10 hmotn., výhodnejšie od 0,1 do 2,0 hmotn. a najvýhodnejšie od 0,1 do 1,8 hmotn. vztiahnuté na celkovú hmotnosť predmetu. Tieto množstvá sú čiastočne značne nižšie ako koncentrácie, ktoré sú známe na hydrolilizáciu. Použitie zlúčenín vzorca (I) a/alebo vzorca (II) podľa vynálezu ako íntemých prísad vedie k produktom obsahujúcich polyoleñny s dobrou mäkkosťou. Principiálne je možné vlákna upravené prísadami podľa vynálezu podrobiť prirodzenej alebo extemej zmäkčujúcej úprave. Pritom je výhodné, že tieto dodatočné externé úpravy môžu obsahovať podstatne nižšie množstvá aviváže, ako by to bolo bez internej zmäkčujúcej úpravy.Zmäkčujúci účinok prísad podľa vynálezu bol testovaný nasledovne. Boli vyrobené dve PP netkané textílie, jedna s pridavkom prísady podľa vynálezu (1,8 hmotn.) vzorca (I), jedna bez tohto prídavku. Následne bola stanovená mäkkosť netkanej textílie testovanírn hrnatom. Možné posúdenia hmatom boli od 1 veľmi mäkký do 4 tvrdý. Zatiaľ čo netkané textüia bez prísady získala známky 3 - 4, bola netkaná textília podľa vynálezu ohodnotená 2.Použitie zlúčeniny všeobecných vzorcov (I) a/alebo (II) A-B-C-B-A (I)A znamená vždy jednu skupinu R-C 00, pričom R znamená nasýtenú,nenasýtenú, rozvetvenú alebo nerozvetvenú alkylovú skupinu so 7 až 21 uhlíkovými atómami, B znamená skupinu (CH 2 O)k, pričom n sú celé čísla od 2 do 4 a k môže mať hodnotu od l do 15 , C znamená lineámu alebo rozvetvenú alkylénovú skupinu s minimálne 2 a maximálne 6 uhlíkovými atómami.ako intemých prísad na zmäkčujúcu úpravu predmetov obsahujúcich polyolefmy. Použitie podľa nároku l, vy zn ač uj ú c e s a t ý m, že vo vzorci (I) znamená R nasýtenú, lineámu alkylovú skupinu s 9 až 13 uhlíkovými atómami a výhodnejšie s 9 až llPoužitie podľa ktoréhokoľvek z nárokov l alebo 2, v y z n a č u j ú c e s a tý m, že vo vzorci (I) môže k znamenať hodnoty od 1 do 15, výhodnejšie od 4 do 10 a najvýhodnejšie 5.Použitie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 3, v y z n a č u j ú c e s a tý m, že vo vzorciPoužitie podľa ktoréhokoľvek z nárokov l až 4, v y z n a č u j ú c e s aPoužitie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 4, v y z n a č u j ú c e s a t ý m, že vo vzorci(I) znamená R lineámu alkylovú skupinu s 9 uhlíkovými atómami, k má hodnotu 5, n má hodnotu 2 a C znamená skupinu CH 2-CH(CH 3).Použitie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 4, v y z n a č u j ú c e s a tý m, že vo vzorci(I) znamená R lineárnu alkylovú skupinu s 11 uhhkovými atómami, k má hodnotu 5, n má hodnotu 2 a C znamená skupinu CH 2-CH(CH 3).Použitie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 7, v y z n a č u j ú c e s a tý m, že zlúčeniny vzorca (I) majú teplotu zákalu nižšiu ako 12 °C, výhodnejšie nižšiu ako 10 °C a zvlášť výhodnejšie nižšiu ako 6 °C.Použitie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 8, v y z n a č u j ú c e s a tý m, že zlúčeniny vzorca (I) majú teplotu zákalu nižšiu ako 5 °C a najvýhodnejšie nižšiu ako 3 °C.Použitie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 9, v y z n a č u j ú c e s a tý m, že zlúčeniny vzorca (II) sa vyrobia reakciou dvoch dielov mastných kyselín s 8 až 22 uhlíkovými atómami s jedným dielom polyetylénglykolu.Použitie podľa nároku 10, v y z n a č u j ú e e s a tý m, že zlúčeniny vzorca (II) sa vyrobia reakciou dvoch dielov mastných kyselín s 10 až 12 uhlíkovými atómami s jedným dielom polyetylénglykolu.

MPK / Značky

MPK: D01F 1/10, D01F 6/46, C08K 5/00

Značky: zmäkčujúca, úprava, obsahujúcich, polyolefiny, predmetov

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/6-e336-zmakcujuca-uprava-predmetov-obsahujucich-polyolefiny.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Zmäkčujúca úprava predmetov obsahujúcich polyolefíny</a>

Podobne patenty