Polypropylénové vlákno so zlepšenými bariérovými vlastnosťami proti prenikaniu ultrafialového žiarenia

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Opisované vlákno pozostáva z izotaktického polypropylénu v množstve od 96,0 % do 99,9 % hmotnostných a anorganického aditíva z nanočastíc oxidu titaničitého v podiele od 0,1 % do 4,0 % hmotnostných. Aditívom je rutilová alebo anatasová kryštalická modifikácia TiO2 v množstve od 48,8 % do 96,9 % hmotnostných s veľkosťou častíc v rozsahu od 14 do 30 nm a špecifickým povrchom v rozsahu od 30,0 m2/g do 70,0 m2/g.

Text

Pozerať všetko

Vynález spadá do oblasti polymérnej chémie chemických vlákien a týka sa polypropylénového vlákna so zlepšenými bariérovými vlastnosťami proti prenikaniu UV (ultraviolet) žiarenia, ktoré zabezpečuje definovaný prídavok anorganického nanoTiOg aditíva do hmoty polypropylénového vlákna.Klimatické zmeny a zvýšené množstvo UV žiarenia vplyvom ozónových dier vedú v poslednom období k výrazne zvýšenému nebezpečenstvu vzniku rakoviny kože u ľudskej populácie. Obdobne nebezpečenstvo hrozí i pri priemyselných technológiách s výskytom UV žiarenia, napr. pri zváraní kovov. Preto v súčasnosti a najmä pre budúcnosť sa nevyhnutnou podmienkou zdravej existencie ľudstva stáva ochrana proti UV žiareniu. Jednými z najdôležitejších foriem ochrany proti UV žíareníu sú odevy, pozostávajúce z prírodných a/alebo chemických vlákien, ako itieníace textílie (slnečníky, markízy a pod), ktoré spĺňajú i ochrannú (bariérovú) funkciu z pohľadu blokovania prieniku UV žiarenia na ľudskú pokožku.Na zlepšenie (zvýšenie) bariérových ochranných vlastností proti UV žiareniu tieniacích a odevných textílií sa uplatňujú rôzne modifikácie textílií, resp. vlákien, z ktorých sú textílie vyrobené. Výrobcovia vlákien uviedli na trh vlákna s takto zameranou špeciálnou úpravou.Sú známe PET vlákna Sorona firmy DuPont pripravené zo špeciálneho modífikovaného PET polyméru s vysokou odolnosťou proti UV žiareníu, ako iPA vlákna Eclipse M firmy AlliedSignal odolné proti UV žiareniu, určené i pre textílie s UV náročnými aplikáciami. Sú známe celulózove vlákna Modal Sun firmy Lenzing, pri ktorých je pemianentná ochrana pred UV žiarením zabudovaná V pigmentovej forme v hmote vlákna. Sú známe modifikované jadro-plášť PES vlákna Sunpaquem firmy Asahi-kasei s ochranou proti UV žiareniu, ktorá je zabezpečená prítomnosťou špeciálnych keramických častíc V hmote jadra vlákna. Sú známe i duté dvojvrstvové PES UV ochranné vlákna Lecture firmy Kurraray s obsahom Ti 02 v spodnej akeramických častíc vo vrchnej vrstve vlákna, ako aj PAN strižové vlákna Oboe pre priadzu a pleteniny s UV bariérovou ochranou, ktoré ponúka firma Mitsubísi Rayon.Ďalej sú známe polyesterové kopolyméry s obsahom UV absorbujúcich a anorganických častíc určených i na pripravu PES vlákien s bariérovými vlastnosťami proti UV žiareniu podľa patentu TW 448254 B.Ďalej sú známe povrchové úpravy textílií víazaním UV absorbérov alebo keramických častíc zvyšujúce bariérové vlastnosti textílie proti prenikaniu UV žiarenia. Napr. produkty Solartex CEL a Solartex UPV firmy CIBA sa nanášajú v procese farbenia alebo farebnej potlače textílie najej povrch a zabezpečujú zvýšenú UV ochranu textílie.Na UV bariérovú povrchovú úpravu textílií sú určené materiálne systémy obsahujúce UV absorbéry a anorganické, resp. kovové častice s rôznou materiálovou podstatou a rôznym zložením podľa W 0 03008699, W 0 09118944, DE 20221400 U, CN 1807750, W 0 2006100278, ako imultifunkčné systémy podľa CN 1763302. Ďalej je známa in-sílu príprava UV-ochranného (bariérového) PES polyméru s obsahom nanočastíc TiOŽ podľa CN 1552764.Uvedené známe systémy zabezpečujúce zvýšenú ochrannú funkciu proti prenikaniu UV žiarenia sa týkajú PET, PA, celulózových a PAN vlákien, resp. povrchových úprav textílií, ktorými sa zlepšujú (zvyšujú) bariérove vlastnosti textílií proti prenikaniu UV žiarenia.Predmetný vynález rieši polypropylénové (PP) vlákna so zlepšenými baríérovýmí vlastnosťami proti prenikaniu UV žiarenia na základe modifikačnej aditivácie anorganických častíc nanoTiOZ do hmoty polypropylénovej matrice vlákna.Podstatou tohto vynálezu je polypropylénové vlákno so zlepšenými bariérovými vlastnosťami proti prenikaniu ultrafialového žiarenia, pozostávajúca z izotaktického polypropylénu V podiele od 96,0 do 99,9 hmotnostných a nanočasticovej formy oxidu titaníčitého v podiele od 0,1 do 4,0 hmotnostných. Nanočasticová forma oxidu titaníčitého pritom pozostáva z rutilovej alebo anatasovej kryštalíckej modifikácie v podiele od 48,8 do 96,9 hmotnostných, s veľkosťou primárnych častíc v rozsahu od 14 do 30 nm a špecifickým povrchom V rozsahu od 30,0 do 70,0 mz/g.Výhodou polypropylénového vlákna so zlepšenými bariérovými vlastnosťami proti prenikaniu ultrafialového žiarenia podľa tohto vynálezu je použitie nanočasticovej formy oxidu titaníčitého ako modifikátora do hmoty vlákna, ktorý je termicky stály, nepodlieha migrácii v hmote a na povrch vlákna, čo zabezpečuje dlhodobú, permanentnú účinnosť ultrafialovej bariérovej modifikácie, nespôsobuje zápach pri príprave modifikovaného vlákna ani v konečných UV ochranných tieniacích a odevných UV bariérových textíliách ajeho apli 10kácia do textilných výrobkov je plne akceptovateľná z hygienického, environmentálneho itoxikologického hľadiska.Nanočastícová forma oxidu titaničitého ako anorganické aditivum je zabudované do hmoty polypropylénového vlákna najmä postupom definovaného dávkovania taveniny jeho koncentrátu s polypropylénovým nosičom do taveniny hlavného prúdu izotaktického polypropylénu V procese výroby polypropylénových vlákien so zlepšenými ultrañalovými bariérovými vlastnosťami.Polypropylénové vlákno so zlepšenými bariérovými vlastnosťami proti prenikaniu ultrafialového žiarenia podľa tohto vynálezu môže mať formu nekonečného hladkého, resp. tvarovaného textilného hodvábu, nekonečného technického hodvábu, nekonečného textilného káblika (BCF), ako aj strižových vlákien rôznej dlžky rezu. Je ho možné vyrábať na existujúcich štandardných diskontinuálnych ikontinuálnych strojnotechnologických zariadeniach aza rovnakých technologických podmienok výroby ako pri ekvivalentných typoch štandardných nemodifikovaných vlákien v sortimentoch textilného hodvábu, technického hodvábu, textilného káblika (BCF) a strižových vlákien.Polypropylénové vlákno so zlepšenými bariérovými vlastnosťami proti prenikaniu ultrafialového žiarenia umožňuje priamu prípravu textilných a technických textílií so zvýšenou bariérovou ochrannou funkciou proti ultrafialovému žiareniu.Príklady uskutočnenia vynálezu V nasledujúcich príkladoch uskutočnenia vynálezu boli pri výrobe polypropylénových vlákien so zlepšenými bariérovými vlastnosťami proti prenikaniu ultrafialového žiarenia použité anorganické aditívaz nanočastíc oxidu titaničitého (nanoTiO 3), ktorých charakteristiky sú uvedené v nasledujúcej tab. l.Tab. l Charakteristiky anorganických aditív z nanočastíc oxidu titaničitéhocharakteristika nanono, Identifikácia nanoTiO aditíva aditíva í v EAnorganická povrchová úpravaVeľkosť častíc nm l 5 l 7V nasledujúcich príkladoch uskutočnenia vynálezu je súčasne uvedené vyhodnotenie a porovnanie ultrafialových (UV) bariérových vlastností- UV ochranného faktora UPF (Ultraviolet Protection Factor) textílií z polypropylénových vlákien podľa tohto vynálezu a UV ochranného faktora UPF rovnakého typu textílií pripravených rovnakým technologickým postupom zo štandardných nemodiñkovaných polypropylénových vlákien, pripravených rovnakým technologickým postupom ako bola príprava UPF modifikovaných polypropylénových vlákien podľa tohto vynálezu.Pri vyhodnocovani UV ochranného faktora UPF textílií zo štandardných a UPF modifikovaných polypropylénových vlákien podľa tohto vynálezu bola použitá skúšobná metóda podľa STN EN 13758-l 2003 Textílie. Ochranné vlastnosti proti slnečnému UV žiareniu. Casť l Metóda na skúšanie odevných textílií.Štandardným technologickým postupom kontinuálnou technológiou výroby bol pripravený hladký polypropylénový hodváb jednotkovej dlžkovej hmotnosti 3,1 dtex tvorený izotaktickým polypropylénom v podiele 99,8 hmotn. a nanoTi 02 typu A (podľa tab. l) v podiele 0,2 hmotn. Rovnakým technologickým postupom bol pripravený štandardný hladký nemodifikovaný polypropylénový hodváb jednotkovej dĺžkovej hmotnosti 3,1 dtex. UV ochranný faktor u štandardného hladkého nemodifikovaného UPFl,9,pri obdobnom modifikovanom UPF 2,2, t. j. o 15,8 vyšší.Štandardným technologickým postupom diskontinuálnou LOY technológiou výroby bol pripravený hladký polypropylénový hodváb jednotkovej dlžkovej hmotnosti 2,9 dtex tvorený izotaktickým polypropylénom v podiele 99,7 hmotn. a nanoTiOz typuiD (podľa tab. l) v podiele 0,3 hmotn. Rovnakým technologickým postupom bol pripravený štandardný hladký nemodiñkovaný polypropylénový hodváb jednotkovej dlžkovej hmotnosti 2,9 dtex. UV ochranný faktor pri štandardnom hladkom nemodífikovanom UPF 1,85,pri modifikovanom podľa tohto vynálezu UV ochranný faktor UPF 2,3, t. j. o 24,3 vyšší.Štandardným technologickým postupom diskontinuálnou LOY technológiou výroby bol pripravený hladký polypropylénový hodváb jednotkovej dlžkovej hmotnosti 2,7 dtex tvorený izotaktickým polypropylénom v podiele 99,6 hmotn. a nanoTi 0 g typu C (podľa tab. l) v podiele 0,4 hmotn. Rovnakým technologickým postupom bol pripravený štandardný hladký nemodifikovaný polypropylénový hodváb jednotkovej dĺžkovej hmotnosti 2,7 dtex. UV ochranný faktor UPF 1,85, pri modifikovanom podľa tohto vynálezu bol UV ochranný faktor UPF 2,4, t. j. o 29,7 vyšší ako pri štandardnom nemodífikovanom hodvábe.Štandardným technologickým postupom diskontinuálnou LOY technológiou výroby bol pripravený hladký polypropylénový hodváb jednotkovej dlžkovej hmotnosti 2,7 dtex tvorený izotaktickým polypropylénom V podiele 99,5 hmotn. a nanoTiOz typu B (podľa tab. 1) V podiele 0,5 hmotn. Rovnakým technologickým postupom bol pripravený štandardný hladký nemodifikovaný polypropylénový hodváb jednotkovej dĺžkovej hmotnosti 2,7 dtex. UV ochranný faktor UPF 1,85, pri modifikovanom hladkom polypropylénovom hodvábe podľa tohto vynálezu bol UV ochranný faktor UPF 2,6, t. j. o 40,5 vyšší.Štandardným technologickým postupom diskontinuálnou LOY technológiou výroby bol pripravený hladký polypropylénový hodváb jednotkovej dlžkovej hmotnosti 2,7 dtex tvorený izotaktickým polypropylénom v podiele 99,4 hmotn. a nanoTiog typu E (podľa tab. l) v podiele 0,6 hmotn. Rovnakým technologickým postupom bol pripravený štandardný hladký nemodiñkovaný polypropylénový hodváb jednotkovej dĺžkovej hmotnosti 2,7 dtex. UV ochranný faktor UPF 1,85, pri modifikovanom hladkom polypropylénovom hodvábe podľa tohto vynálezu bol UV ochranný faktor UPF 4,0, t. j. o 116,2 vyšší.Štandardným technologickým postupom kontinuálnou technológiou výroby bol pripravený hladký polypropylénový hodváb jednotkovej dlžkovej hmotnosti 3,1 dtex tvorený izotaktickým polypropylénom v podiele 99,2 hmotn. a nanoTiOg typu A (podľa tab. 1) v podiele 0,8 hmotn. Rovnakým technologickým postupom bol pripravený štandardný hladký nemodifikovaný polypropylénový hodváb jednotkovej dlžkovej hmotnosti 3,1 dtex. UV ochranný faktor UPFl,9, pri modiñkovanom podľa tohto vynálezu bol UV ochranný faktor UPF 4,1, t. j. o 115,8 vyšší.Štandardným technologickým postupom kontinuálnou technológiou výroby bol pripravený hladký polypropylénový hodváb jednotkovej dlžkovej hmotnosti 2,9 dtex tvorený izotaktickým polypropylénom v podiele 99,0 hmotn. a nanoTiOZ typu E (podľa tab. 1) v podiele 1,0 hmotn. Rovnakým technologickým postupom bol pripravený štandardný hladký nemodífikovaný polypropylénový hodváb jednotkovej dlžkovej hmotnosti 2,9 dtex. UV ochranný faktor UPF 2,1, pri modifikovanom podľa tohto vynálezu bol UV ochranný faktor UPF 6,3, t. j. o 200,0 vyšší.Štandardným technologickým postupom kontinuálnou technológiou výroby bol pripravený hladký polypropylénový hodváb jednotkovej dlžkovej hmotnosti 2,9 dtex tvorený izotaktickým polypropylénom v podiele 98,5 hmotn. a nanoTiOz typu E (podľa tab. 1) v podiele 1,5 hmotn. Rovnakým technologickým postupom bol pripravený štandardný hladký nemodifikovaný polypropylénový hodvábjednotkovej dlžkovej hmotnosti 2,9 dtex. UV ochranný faktor UPF 2,1, pri modifikovanom podľa tohto vynálezu bol UV ochranný faktor UPF 8,6, t. j. o 309,5 vyšší.Štandardným technologickým postupom kontinuálnou technológiou výroby bol pripravený hladký polypropylénový hodváb jednotkovej dlžkovej hmotnosti 3,1 dtex tvorený izotaktickým polypropylénom v podiele 98,0 hmotn. a nanoTiOZ typu A (podľa tab. 1) v podiele 2,0 hmotn. Rovnakým technologic 10kým postupom bol pripravený štandardný hladký nemodifikovaný polypropylénový hodváb jednotkovej dĺžkovej hmotnosti 3,1 dtex. UV ochranný faktor UPFl,9, pri modifikovanom podľa tohto vynálezu bol UV ochranný faktor UPF 4,3, t.j. o 126,3 vyšší.Štandardným technologickým postupom kontinuálnou technológiou výroby bol pripravený hladký polypropylénový hodváb jednotkovej dĺžkovej hmotnosti 2,9 dtex tvorený izotaktickým polypropylénom v podiele 97,5 hmotn. a nanoTiOg typu E (podľa tab. l) v podiele 2,5 hmotn. Rovnakým technologickým postupom bol pripravený štandardný hladký nemodifikovaný polypropylénový hodváb jednotkovej dlžkovej hmotnosti 2,9 dtex. UV ochranný faktor UPF 2,l, pri modifikovanom podľa tohto vynálezu bol UV ochranný faktor UPF 9,3, t.j. o 342,9 vyšší.Štandardným technologickým postupom kontinuálnou technológiou výroby bol pripravený hladký polypropylénový hodváb jednotkovej dlžkovej hmotnosti 3,1 dtex tvorený izotaktickým polypropylénom v podiele 97,0 hmotn. a nanoTi 02 typu A (podľa tab. l) v podiele 3,0 hmotn. Rovnakým technologickým postupom bol pripravený štandardný hladký nemodifikovaný polypropylénový hodváb jednotkovej dĺžkovej hmotnosti 3,1 dtex. UV ochranný faktor UPFl,9, pri moditikovanom podľa tohto vynálezu bol UV ochranný faktor UPF 5,2, t.j. o 173,7 vyšší.Štandardným technologickým postupom kontinuálnou technológiou výroby bol pripravený hladký polypropylénový hodváb jednotkovej dlžkovej hmotnosti 2,9 dtex tvorený izotaktickým polypropylénom v podiele 96,5 hmotn. a nanoTiOg typu E (podľa tab. l) v podiele 3,5 hmotn. Rovnakým technologickým postupom bol pripravený štandardný hladký nemodifikovaný polypropylénový hodváb jednotkovej dĺžkovej hmotnosti 2,9 dtex. UV ochranný faktor UPF 2,l, pri modifikovanom podľa tohto vynálezu bol UV ochranný faktor UPF 9,7, t.j. o 361,9 vyšší.Štandardným technologickým postupom kontinuálnou technológiou výroby bol pripravený hladký polypropylénový hodváb jednotkovej dĺžkovej hmotnosti 1,9 dtex tvorený izotaktickým polypropylénom v podiele 98,5 hmotn. a nanoTiOg typu E (podľa tab. l) v podiele 1,5 hmotn. Rovnakým technologickým postupom bol pripravený štandardný hladký nemodiñkovaný polypropylénový hodváb jednotkovej dlžkovej hmotnosti 1,9 dtex. UV ochranný faktor UPFl,6, pri modiñkovanom podľa tohto vynálezu bol UV ochranný faktor UPF 3,2, t.j. o 100,0 vyšší.Štandardným technologickým postupom kontinuálnou technológiou výroby bol pripravený hladký polypropylénový hodváb jednotkovej dlžkovej hmotnosti 3,7 dtex tvorený izotaktickým polypropylénom v podiele 98,5 hmotn. a nanoTiOZ typu E (podľa tab. l) v podiele 1,5 hmotn. Rovnakým technologickým postupom bol pripravený štandardný hladký nemodifikovaný polypropylénový hodváb jednotkovej dĺžkovej hmotnosti 3,7 dtex. UV ochranný faktor UPF 1,8, pri modifikovanom podľa tohto vynálezu bol UV ochranný faktor UPF 5,5, t.j. o 205,6 vyšší.Štandardným technologickým postupom kontinuálnou technológiou výroby bol pripravený hladký polypropylénový hodváb jednotkovej dlžkovej hmotnosti 4,9 dtex tvorený izotaktickým polypropylénom v podiele 98,5 hmotn. a nanoTiOg typu E (podľa tab. l) v podiele 1,5 hmotn. Rovnakým technologickým postupom bol pripravený štandardný hladký nemodifikovaný polypropylénový hodváb jednotkovej dĺžkovej hmotnosti 4,9 dtex. UV ochranný faktor UPFl,85, pri modifikovanom podľa tohto vynálezu bol UV ochranný faktor UPF 6,7, t.j. o 262,2 vyšší, Príklad 16Štandardným technologickým postupom diskontinuálnou POY technológiou výroby bol pripravený tvarovaný polypropylénový hodváb jednotkovej dĺžkovej hmotnosti 3,2 dtex tvorený izotaktickým polypropylénom v podiele 99,4 hmotn. a nanoTi 02 typu E (podľa tab. l) v podiele 0,6 hmotn. Rovnakým technologickým postupom bol pripravený štandardný tvarovaný nemodifikovaný polypropylénový hodváb jednotkovej dĺžkovej hmotnosti 3,2 dtex. UV ochranný faktor UPF 2,5, pri modífikovanom podľa tohto vynálezu bol stanovený UV ochranný faktor UPF 27,2, t. j. o 988,0 vyšší.

MPK / Značky

MPK: C08L 9/00, C08L 9/02, C08J 3/20, C08J 3/00, D01F 6/04, D01F 6/00, D01F 6/06, A41D 13/01

Značky: vlastnosťami, vlákno, ultrafialového, proti, bariérovými, zlepšenými, polypropylénové, prenikaniu, žiarenia

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/7-288000-polypropylenove-vlakno-so-zlepsenymi-barierovymi-vlastnostami-proti-prenikaniu-ultrafialoveho-ziarenia.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Polypropylénové vlákno so zlepšenými bariérovými vlastnosťami proti prenikaniu ultrafialového žiarenia</a>

Podobne patenty