<Desc/Clms Page number 1>
Verfbare en bedrukbare polypropyleensamenstelling en daaruit vervaardigde producten. Deze uitvinding heeft betrekking op een polypropyleensamenstelling die een goede affiniteit vertoont voor dispersie kleurstoffen, en die een isotactisch polypropyleen basispolymeer en ten minste een copolyamide als verfbaarheidsadditief bevat.
Polypropyleen heeft geen of slechts een beperkte affiniteit voor kleurstoffen omwille van zijn sterk hydrofoob karakter. Hierdoor is het kleuren en bedrukken van polypropyleen met de conventionele middelen die toegepast worden bij andere synthetische stoffen zoals polyesters, polyamides, polyacrylaten, of bij natuurlijke vezels zoals wol en katoen, niet mogelijk.
Momenteel wordt propyleenmateriaal dan ook voornamelijk tijdens het extrusieproces in de massa gepigmenteerd. Dit proces is enkel economisch zinvol voor grote productiepartijen. Dit beperkt de flexibiliteit in kleurkeuze en sluit ook de toepassing van de druktechnologie uit.
Vandaar dat een grote interesse bestaat en diverse pogingen werden ondernomen voor het creëren van een traditioneel verfbaar polypropyleen.
Het gebruik van verfbaarheidsadditieven wordt veelal verkozen boven het gebruik van speciale kleurstoffen die duur zijn, of het enten van kleurstoffenreceptoren op het polypropyleenoppervlak, hetgeen duur is en producten levert met beperkte verfbaarheid en met zwakke kleurechtheid.
<Desc/Clms Page number 2>
Het gebruik als additieven van polaire polymeren die zure of basische groepen bevatten, zoals beschreven in de Amerikaaanse octrooien nr. 3. 328. 484, 3. 433. 853, 3. 465. 060 en 3. 686. 848, resulteert in een polypropyleen dat enkel door zure of basische kleurstoffen verfbaar is.
Dit is ook het geval bij de polypropyleensamenstelling met een copolyamide additief die beschreven is in de Canadese octrooiaanvrage nr. 2. 047. 791. Deze samenstelling bevat 85 tot 96 % isotactisch polypropyleen en 4 tot 15 % copolyamide dat een reactieproduct is van N- (2-aminoethyl) piperazine adipamide, hexamethyleen adipamide en eventueel een caprolactam, of 4 tot 15 % van een copolymeer bestaande uit hexamethyleen adipamide en een equimolair mengsel van hexamethyleendiamine en een derivaat of alkalizout van 5-sulfo-isophthaalzuur.
Deze samenstelling is enkel verfbaar met zure kleurstoffen.
Voornoemde procenten en alle hierna gegeven procenten zijn gewichtsprocenten, tenzij anders vermeld.
De Japanse octrooiaanvrage nr. 05-209. 311 A2 beschrijft een verfbare ternaire polypropyleensamenstelling bestaande uit 55-89 % polypropyleen, 10-45 % lineair alifatisch polyamide en 1-40 % gemodifieerd polyolefine zijnde essentieel isotactisch polypropyleen geënt met 0, 35 % maleinezuur anhydride.
Tot nog toe hebben al deze samenstellingen weinig of geen industriële toepassing gevonden omwille van een onvoldoende compatibiliteit van de componenten resulterend in problemen bij de aanmaak en/of verwerking van de samenstellingen of omwille van hun ontoereikende mechanische eigenschappen.
<Desc/Clms Page number 3>
De uitvinding heeft als doel een polypropyleensamenstelling die deze en ander nadelen niet vertoont en zeer goed verfbaar of bedrukbaar is met dispersie kleurstoffen en daarenboven goed verwerkbaar is tot vezels of films en goede mechanische eigenschappen bezit.
Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt door een polypropyleensamenstelling die a. 80 tot 99 % isotactisch polypropyleen basispolymeer bevat b. 1 tot 10 % copolyamide component bevat bestaande uit de polycondensatieproducten van ten minste twee stoffen uit de groep gevormd door : lactams bevattende 6 tot 12 koolstofatomen, aminocarbonzuren bevattende 6 tot 12 koolstofatomen, en equimolaire hoeveelheden van een diamine bevattende 4 tot 12 koolstofatomen en een diprimair carbonzuur met 6 tot 36 koolstofatomen, en c. 0 tot 10 % ethyleen/vinylacetaat (EVA) copolymeer bevat dat 18-33 % (berekend op basis van het EVA copolymeer) vinylacetaat eenheden bevat, waarbij alle % gewichtsprocenten zijn.
De uitvinding heeft ook betrekking op een materiaal, bijvoorbeeld een textielmateriaal, vervaardigd uit een samenstelling zoals hiervoor beschreven.
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen van een
<Desc/Clms Page number 4>
aanverf-en bedrukbare samenstelling volgens de uitvinding weergegeven.
In een eerste reeks uitvoeringen bestaat de polypropyleensamenstelling volgens de uitvinding uit : - 90 tot 99 % isotactisch polypropyleen basispolymeer eventueel met inbegrip van de gebruikelijke functionele toevoegstoffen, en - 1 tot 10 % copolyamide component bestaande uit de polycondensatieproducten van : -- 20 tot 90 % (berekend op de hoeveelheid copolyamide) van ten minste één lactam of aminocarbonzuur (bij voorkeur lineair en alifatisch) bevattende 6 tot 12 koolstofatomen, en - - 80 tot 10 % (berekend op de hoeveelheid copolyamide) van equimolaire hoeveelheden van een diamine bevattende 4 tot 12 koolstofatomen en een diprimair carbonzuur met 6 tot 36 koolstofatomen.
Isotactisch polypropyleen dat geschikt is voor de samenstellingen volgens deze uitvinding is commercieel beschikbaar en kan sterk variëren wat betreft graad van stereospecificiteit (uitgedrukt in %), moleculaire gewichtsdistributie en rheologische karakteristieken. Heel geschikt is polypropyleen met een isotacticiteit van 90 tot 99 %, bij voorkeur 95% of meer, en met een MFI (Melt Flow Index) begrepen tussen 4 en 45.
De selectie van het polypropyleen gebeurt volgens algemene methodes gekend door de vakman op basis van de gewenste specifieke eigenschappen van de samenstelling, hun technische toepassing en de aard van gebruikte extrusie apparatuur.
<Desc/Clms Page number 5>
De copolyamide component werd verkregen door polycondensatie van een geëigend monomeermengsel, bij voorkeur een monomeermengsel dat een aanzienlijk deel bijvoorbeeld meer dan 10%, bij voorkeur 20 tot 40%, eenheden bevat met een lineaire alifatische keten met 8 tot 12 koolstofatomen, bij voorkeur 12 koolstofatomen, en dat geen noemenswaardige hoeveelheden ionische groepen bevat. Deze copolyamides zijn commercieel beschikbaar.
Typische copolyamides geschikt als component voor de samenstellingen van de uitvinding zijn bijvoorbeeld polyamides (PA) van het nylon-type die het polycondensatieproduct zijn van
EMI5.1
monomeermengsels PA6/PA6. met een samenstelling (in gewichtsprocent) van 40 Het diamine in de copolyamide component kan een diprimair amine zijn of een disecundair, bijvoorbeeld piperazine.
Voorkeurdragende uitvoeringen volgens deze uitvinding zijn samenstellingen waarin de copolyamide component bestaat uit een copolyamide waarin de hoeveelheid van de hogergenoemde lactam of carbonzuur component 20 tot 60 % bedraagt en samenstellingen waarin hogergenoemde lactam of carbonzuur component bestaat uit een mengsel van ten minste 2 cyclolactams of lineair alifatische aminocarbonzuren.
Andere voorkeurdragende uitvoeringen zijn samenstellingen waarin hogergenoemde lactam of carbonzuur component van de copolyamide component een hoeveelheid van 15 tot 60 % (van het totaal gewicht aan copolyamide) l1-aminoundecaanzuur en/of 12-aminododecaanzuur bevat.
Bijzonder goed verfbare samenstellingen met goede verwerkbaarheid worden verkregen bij gebruik van een copolyamidecomponent die piperazinegroepen bevat.
<Desc/Clms Page number 6>
De copolyamide component heeft bij voorkeur een relatieve viscositeit n rel van 1, 4 tot 1, 9 gemeten volgens DIN 53727 (m-cresol ; c=0, 25 g/50 ml ; Ubbelohde viscositeitsmeter ; capilair II ; 25 C).
De moleculaire gewichtsdistributie van de copolyamides waarin de individuele polyamide segmenten kunnen voorkomen zowel in geordende vorm als in willekeurige orde, heeft geen essentiële invloed op de verfbaarheid en slechts een relatief kleine invloed op de verwerkbaarheid van de formulaties.
De geschikte copolyamides zijn commercieel verkrijgbaar.
Polypropyleen samenstellingen volgens de uitvinding bestaande uit een polypropyleencomponent en een copolyamidecomponent zijn goed verfbaar en bedrukbaar en hebben goede mechanische en fysische eigenschappen. Dit maakt dat deze samenstellingen uitermate geschikt zijn voor verwerking via extrusie tot allerlei types van vezels, garens, bandjes en films.
In een tweede reeks uitvoeringen van de uitvinding bevat de polypropyleen samenstelling naast de polypropyleencomponent en polyamidecomponent ook nog 1 tot 10 % (op basis van de totale samenstelling) ethyleen/vinylacetaat (EVA) copolymeer dat 18 tot 33 % (op basis van het totaal EVA copolymeer) vinylacetaat bevat.
EMI6.1
Het EVA copolymeer heeft bij voorkeur een MFR (Melt Flow Range) waarde van 3-8 g/10 min bij 190 C en bij een druk van 21, kg) gemeten volgens ISO 1133, een densiteit van 0, tot 0, volgens DIN
<Desc/Clms Page number 7>
53455 en een VICAT punt van 35 tot 650C gemeten volgens DIN 53460.
Uitermate geschikte EVA copolymeren zijn deze die 27 tot 29% vinylacetaat bevatten en/of een MFR waarde van 5 tot 8 g/10 min. hebben.
Geschikte EVA copolymeren zijn commercieel verkrijgbaar.
Het polypropyleen polymeer evenals de copolyamide component en het EVA copolymeer en/of de samenstellingen hiervan kunnen eveneens processing en functionele toevoegstoffen bevatten die normaal gebruikt worden bij de aanmaak van de polymeren en de samenstellingen, en die wel bekend zijn aan de vakman, zoals bijvoorbeeld anti-oxidantia, UV-stabilisatoren en vlamvertragende additieven.
Speciaal geprefereerde samenstellingen bevatten 1 tot 10%, bij voorkeur 3 tot 7%, en in het bijzonder ongeveer 5 % EVA copolymeer.
Dergelijke samenstellingen bevatten bijvoorbeeld 85 tot 99% isotactisch polypropyleen, 1 tot 10 % copolyamide bevattende 20 tot 40% amide-eenheden met 12 koolstofatomen (PA12) of een copolyamide dat piperazine groepen bevat, en 1 tot 10 % en bijvoorkeur ongeveer 5 % EVA copolymeer.
De hiervoor beschreven samenstellingen volgens beide reeksen kunnen worden aangemaakt volgens gekende technieken zoals bijvoorbeeld : - door mechanisch mengen van de samenstellende componenten gevolgd door extrusie van het mengsel ;
<Desc/Clms Page number 8>
- door mengen van de samenstellende componenten in een "Melt Blending"proces (compounderen) ; - door mengen van de samenstellende componenten tijdens het rechtstreeks extruderen van de gewenste vezels, garens en films ; - door het vooraf aanmaken van een geconcentreerd mengsel (in de vorm van een pre-mix of melt-blend) van copolyamide en (EVA) copolymeer componenten, en mengen van dit mengsel met de polypropyleencomponent tijdens de latere extrusie.
Voorafgaand mengen van de componenten en compounderen geniet de voorkeur omdat deze techniek toelaat bij verdere verwerking door extrusie vezels te fabriceren met een zeer goede homogeniteit en reproduceerbaarheid.
De polypropyleensamenstellingen volgens de uitvinding kunnen verwerkt worden door middel van algemene gekende technieken inzonderheid door middel van extrusie tot allerhande vezels, bijvoorbeeld al dan niet getextureerde stapelvezels, CF (continuous filament) garen en BCF (bulked continuous filament) garen en tot polypropyleenfilms al dan niet gefibrilleerd.
Aangezien echter de polyamide component zowel in afzonderlijke vorm als in de vorm van een geconcentreerd mengsel of een mengsel van alle componenten van de samenstelling water kan opnemen, bijvoorbeeld uit de lucht, dienen de componenten en componentenmengsels vooraf gedroogd te worden en dient opname van water tijdens het extrusieproces uitgesloten te worden door te werken onder droge stikstofatmosfeer en/of het beperken van de contacttijd van de componenten met de omgevingslucht tot minder dan ongeveer 60 minuten.
<Desc/Clms Page number 9>
Deze technieken zijn algemeen gekend door de vakman en worden bijvoorbeeld toegepast bij de extrusie van polyamides.
De mechanische, fysische en technische eigenschappen van de bekomen vezels en garens zijn vergelijkbaar met deze van vezels en garens bekomen door extrusie van standaard (zuiver) polypropyleen. Ze zijn dan ook verwerkbaar onder omstandigheden vergelijkbaar aan die welke gebruikt worden voor de verwerking van standaard (zuiver) polypropyleen, en bekend zijn door de vakman.
De vezels en garens geproduceerd uitgaande van samenstellingen volgens de uitvinding kunnen gebruikt worden in allerlei toepassingen o. a. voor de vervaardiging van textiel zoals het spinnen van stapelvezels tot zuivere of gemengde garens, de garens kunnen geweven, gebreid of verbonden worden tot kleding, stoffering en meubelbekleding, huishoud- en technisch textiel, en voor de vervaardiging van tapijten, geweven of getufte vloerbekledingen. Stapelvezels kunnen eveneens gebruikt worden ter vervaardiging van naaldvilt en non-woven producten.
De polypropyleensamenstellingen volgens de uitvinding bezitten een goede affiniteit voor een hele reeks dispersie kleurstoffen en kunnen geverfd en bedrukt worden door middel van de bekende technieken. De temperatuur bij het verven en bedrukken kan sterk varieren afhankelijk van de gebruikte werkwijze en bijvoorbeeld varieren van 80 tot 130 C. Na het verven dient het polypropyleenmateriaal nagewassen te worden en dient een reductieve reiniging toegepast om de overtollige kleurstof, die geadsorbeerd is op het oppervlak van het materiaal, te verwijderen.
<Desc/Clms Page number 10>
Het verven en bedrukken van deze samenstellingen kan gebeuren zowel met vezels als met garens, geweven en gebreid textiel, non-woven textiel, getufte tapijten, en naaldvilt.
De uitvinding zal nader geïllustreerd worden aan de hand van de hierna volgende voorbeelden, waarbij de voorbeelden Al en Bl als referentie genomen werden en niet volgens de uitvinding zijn.
Het testen van de verwerkbaarheid en verfbaarheid van de onderzochte polypropyleensamenstellingen werd uitgevoerd, tenzij anders vermeld, volgens de hierna vermelde algemene methodes.
Het aanmaken van de samenstelling : De componenten van de samenstelling werden eerst afzonderlijk gedroogd en vervolgens vermengd in de gepaste verhouding. Het bekomen mengsel werd dan verder gehomogeneiseerd en gecompoundeerd in een extruder met eenenkele transport- en mengschroef (Axon laboratorium compounder). Het mengsel werd gesmolten en geëxtrudeerd bij een temperatuur van 230 C tenzij anders vermeld. Dan werd het extrudaat afgekoeld in water en in korrels gesneden. Na drogen van de korrels was de samenstelling klaar om geëxtrudeerd te worden tot vezels.
Het compounderen kon ook uitgevoerd worden met andere compoundeer-systemen, zoals bijvoorbeeld met een Bernsdorf compounder.
<Desc/Clms Page number 11>
EMI11.1
De gecompoundeerde samenstellingen werden dan geëxtrudeerd door middel van een extruder met één transport-en mengschroef (type : Plasticisers Lab-line MK1 ; schroefkarakteristieken genitreerd staal, diameter 22 mm, L/D verhouding 21/1). Een extrusieplaat voorzien van 120 cirkelvormige openingen werd gebruikt. Tenzij anders vermeld, bedroeg de extrusie temperatuur 230 C. De bekomen filamenten werden onderworpen aan een verstrekking met een faktor 4. Aldus werden vezels bekomen van ongeveer 40 dtex/filament.
Tijdens de extrusie werd nagegaan of er zieh problemen stelden zoals het breken van het filament en onregelmatigheden in dikte van het filament, wat wijst op een slechte compatibiliteit van de gebruikte samenstelling.
De fysische eigenschappen (treksterkte en verlenging) van de geëxtrudeerde vezels werden getest door middel van een Instron apparaat.
Testen van de verfbaarheid.
De verfbaarheid van de samenstellingen werd getest op laboratoriumschaal op de volgende wijze : Een kleurstofbad werd bereid bestaande uit 100 ml water, aangezuurd met azijnzuur tot pH 5, waaraan 1 gram per liter dispergeermiddel werd toegevoegd. In dit bad werd 5 g vezels ingebracht die werden bekomen met voornoemde methode. Het bad werd dan opgewarmd tot 70 OC en 0, 05 g kleurstof, namelijk Cetylon Blue BR (CI Disperse Bleu 3) werd toegevoegd.
Het bad werd verder opgewarmd met een snelheid van 2 oC/minuut tot 100 C, werd 30 minuten bij
<Desc/Clms Page number 12>
100 C gehouden en dan afgekoeld in 10 minuten tot 70 IC- Dan werd het kleurbad verwijderd, en na naspoelen en een reductieve naspoeling met een oplossing van 2 g/l hydrosulfiet (Na2S204) werden de vezels gedroogd.
De gekleurde vezels werden onderzocht door middel van een spectrofotometer (ACS colour matching system) en de kleurintensiteit werd nagegaan gebruik makend van de som van de K/S waarden bepaald bij verschillende golflengtes.
Eigenlijke voorbeelden.
De volgende voorbeelden A. 2 tot A. 10, en B. 2 tot B. 14, illustreren de huidige uitvinding en stellen verschillende samenstellingen volgens de uitvinding voor. De voorbeelden Al en Bl zijn referentiesamenstellingen die buiten de uitvinding vallen.
De resultaten van de compoundering-, extrusie-en verfbaarheidstesten uitgevoerd zoals hiervoor beschreven zijn samengevat in de hierna weergegeven tabel.
In de hierna beschreven samenstellingen is, tenzij anders vermeld, het polypropyleen PP van commerciele kwaliteit met een isotacticiteit van 96% en een MFI gelijk aan 12, terwijl n rel voornoemde relatieve viscositeit is.
A. Samenstellingen met verschillende (co) polyamides : Voorbeeld A. 1 (ter vergelijking)
100 % pp Voorbeeld A. 2
<Desc/Clms Page number 13>
97 PP
3 % copolyamide samenstelling PA 6/PA 66/PA 12 van 40/20/40 %. n rel = 1, 55 Voorbeeld A. 3
97 % PP
3 % copolyamide samenstelling PA 6/PA 66/PA 12 van 40/20/40 %. n rel = 1, 71 Voorbeeld A. 4
97 % PP
3 % copolyamide
EMI13.1
samenstelling PA 6/PA 66/PA 12 van 40/20/40 n rel..
Voorbeeld A. 5 97 % PP
3 % copolyamide samenstelling PA 6/PA 66/PA 12 van 6/54/40 %. n rel = 1, 82 Voorbeeld A. 6 97 % PP
3 % copolyamide samenstelling PA 6/PA 66/PA 12 van 40/40/20 %. n rel = 1, 72 Voorbeeld A. 7
97 % PP
3 % copolyamide (samenstelling piperazine 12/piperazine 9/PA 11 van
70/15/15 %.)
<Desc/Clms Page number 14>
n rel = 1, 60 Voorbeeld A. 8
99 % pp
1 % copolyamide samenstelling PA 6/PA 66/PA 12 van 40/20/40 %. n rel = 1, 55 Voorbeeld A. 9
97 % PP
3 % copolyamide samenstelling PA 6/PA 66/PA 12 van 40/20/40 %. n rel = 1, 55 Voorbeeld A.
10
90 % pp
10 % copolyamide samenstelling PA 6/PA 66/PA 12 van 40/20/40 %. n rel = 1, 55 B. Samenstellingen met toevoeging van copolyamides en van ethyleen/vinylactetaat (EVA) component : In de hierna beschreven voorbeelden bevat, tenzij anders vermeld, het EVA 28 % vinylacetaat eenheden, in korrelvorm) Voorbeeld B. 1 (ter vergelijking)
95 % PP
5 % EVA.
Voorbeeld B. 2
92 % PP
3 % copolyamide samenstelling PA 6/PA 66/PA 12 van 40/20/40 %
<Desc/Clms Page number 15>
5% EVA. n rel = 1, 55 Voorbeeld B. 3
92 % PP
3 % copolyamide samenstelling PA 6/PA 66/PA 12 van 40/20/40 %
5% EVA. n rel = 1, 55 Voorbeeld B. 4
92 % PP
3 % copolyamide samenstelling PA 6/PA 66/PA 12 van 40/20/40 %
5% EVA. n rel = 1, 87 Voorbeeld B. 5
92 % PP
3 % copolyamide samenstelling PA 6/PA 66/PA 12 van 6/54/40 %
5% EVA. n rel = 1, 82 Voorbeeld B. 6
92 % PP
3 % copolyamide samenstelling PA 6/PA 66/PA 12 van 40/40/20 %
5% EVA. n rel = 1, 72 Voorbeeld B. 7
92 % PP
3 % copolyamide
<Desc/Clms Page number 16>
(samenstelling met piperazine)
5% EVA. n rel = 1, 60 Voorbeeld B. 8
94 % PP
1 % copolyamide (samenstelling met piperazine)
5% EVA. n rel = 1, 60 Voorbeeld B.
9
98 % PP
1 % copolyamide samenstelling PA 6/PA 66/PA 12 van 40/20/40 %
1 % EVA. n rel = 1, 55 Voorbeeld B. 10
94 % PP
1 % copolyamide samenstelling PA 6/PA 66/PA 12 van 40/20/40 %
5 % EVA. n rel = 1, 55 Voorbeeld B. 11
96 % PP
3 % copolyamide samenstelling PA 6/PA 66/PA 12 van 40/20/40 % 1 % EVA. n rel = 1, 55 Voorbeeld B. 12
92 % PP
<Desc/Clms Page number 17>
3 % copolyamide samenstelling PA 6/PA 66/PA 12 van 40/20/40 %
5 % EVA. n rel = 1, 55 Voorbeeld B. 13
87 % pp
3 % copolyamide samenstelling PA 6/PA 66/PA 12 van 40/20/40 %
10 % EVA. n rel = 1, 55 Voorbeeld B. 14
85 % PP ;
10 % copolyamide samenstelling PA 6/PA 66/PA 12 van
40/20/40 en 5% EVA. n rel = 1, 55
<Desc/Clms Page number 18>
Tabel : Resultaten bekomen bij de onderzochte samenstellingen.
Vb. Verwerkbaarheid Treksterkte Elongatie Kleurinref. N/Tex bij breuk tensiteit.
(%) som K/S
EMI18.1
<tb>
<tb> Al <SEP> goed <SEP> 1. <SEP> 61 <SEP> 120 <SEP> 44
<tb> A2 <SEP> goed <SEP> 120
<tb> A3 <SEP> goed <SEP> 1. <SEP> 71 <SEP> 126 <SEP> 108
<tb> A4 <SEP> goed <SEP> 1. <SEP> 64 <SEP> 133 <SEP> 107
<tb> A5 <SEP> goed <SEP> 1. <SEP> 69 <SEP> 157 <SEP> 113
<tb> A6 <SEP> matig <SEP> 1. <SEP> 83 <SEP> 137 <SEP> 111
<tb> A7 <SEP> goed <SEP> 1. <SEP> 81 <SEP> 135 <SEP> 146
<tb> A8 <SEP> 84
<tb> A9 <SEP> 120
<tb> A10 <SEP> 149
<tb> B1 <SEP> goed <SEP> 1. <SEP> 94 <SEP> 126 <SEP> 107
<tb> B2 <SEP> goed <SEP> 149
<tb> B3 <SEP> goed <SEP> 1. <SEP> 65 <SEP> 111 <SEP> 151
<tb> B4 <SEP> goed <SEP> 1. <SEP> 84 <SEP> 110 <SEP> 154
<tb> B5 <SEP> goed <SEP> 1. <SEP> 68 <SEP> 127 <SEP> 162
<tb> B6 <SEP> goed <SEP> 1. <SEP> 8 <SEP> 114 <SEP> 160
<tb> B7 <SEP> goed <SEP> 1.
<SEP> 88 <SEP> 129 <SEP> 169
<tb> B8 <SEP> goed <SEP> 140
<tb> B9 <SEP> 92
<tb> B10 <SEP> 117
<tb> B11 <SEP> 132
<tb> B12 <SEP> 149
<tb> B13 <SEP> 156
<tb> B14 <SEP> 176
<tb>
<Desc/Clms Page number 19>
Uit deze tabel volgt dat een hele reeks copolyamides kunnen gebruikt worden om verfbare samenstellingen te bereiden volgens de uitvinding wanneer deze copolyamides voldoende lange alifatische koolstofketens bevatten.
De copolyamides vertonen een voldoende compatibiliteit met het gebruikte polypropyleen zodat van een samenstelling volgens de uitvinding vezels kunnen gesponnen worden.
Polypropyleensamenstellingen die copolyamides bevatten met de algemene structuur PA6/PA66/PA12 x/y/z vertonen een goede verwerkbaarheid en een goede verfbaarheid waarop het moleculair gewicht en de moleculaire gewichtsdistributie en de relatieve viscositieit n rel van de copolyamides slechts een beperkte invloed hebben. Polypropyleensamenstelliingen met een copolyamide dat piperazine bevat zijn goed verwerkbaar en zeer goed verfbaar.
De invloed van de copolyamide en EVA componenten op de fysische eigenschappen van vezels vervaardigd uit samenstellingen volgens de uitvinding zijn beperkt. Indien nodig kan de verlenging bij breuk aangepast worden aan de noden van specifieke toepassingen door het aanpassen van de werkingsvoorwaarden bij de extrusie zoals de verstrekkingsfactor en de temperatuur.
Het toevoegen van een EVA component brengt een aanzienlijke verbetering mee van de verwerkbaarheid en verfbaarheid van de samenstellingen, terwijl de fysische eigenschappen niet betekenisvol worden beïnvloed.
Verder zijn hierna, ter illustratie van de uitvinding, voorbeelden op semi-industriele en industriele schaal gegeven.
<Desc/Clms Page number 20>
Extrusie van Bulked Continu Filament (BCF) garen.
De samenstelling van voorbeeld B. 2, bevattende 92 % PP, 3 % copolyamide, en 5 % EVA, werd getest op semi-industriele schaal. De copolyamide en EVA componenten werden na voorafgaand drogen gemengd met polypropyleen, en de formulatie werd vervolgens verder gehomogeneïseerd in een menger met een mengschroef (Axon laboratorium compounder) zoals hierboven beschreven.
De gedroogde samenstelling werd dan geëxtrudeerd tot BCF tapijtgaren met behulp van een Thermoalfa piloot extrusielijn. De extrusie werd uitgevoerd onder voorwaarden die identiek zijn aan de voorwaarden voor de normale extrusie van polypropyleen met een MFI van 12 tot garen.
In dit voorbeeld werd het mengsel geëxtrudeerd bij 230 C door een spinsplaat met 120 trilobale openingen.
De bekomen vezels werden gekoeld in een koelschouw met koude lucht. Dan werd er ongeveer 0, 7 % spinolie op aangebracht en de vezel werd opgevangen op een rol, verwarmd op 100 C bij een rotatiesnelheid van 350 m/min.
Het garen werd verstrekt in twee stappen gebruik makend van rollen verwarmd bij 130 C en draaiend met een snelheid van respectievelijk 700 en 1050 meter per minuut, waarbij een verlenging van een factor 3 werd bekomen. Het garen werd getextureerd door middel van een hete luchtstroom, afgekoeld op een gekoelde cilinder, vertengeld met lucht en ten slotte opgewonden bij 950 m/min. Het bekomen garen is klassiek BCF tapijtgaren met 120 trilobal filamenten en een totaal van 1800 denier.
<Desc/Clms Page number 21>
Een kleurbad werd bereid bestaande uit 100 ml water, aangezuurd met azijnzuur tot pH 5, en 1 g/l dispergeermiddel. Een hoeveelheid van 5 g van het bekomen BCF garen werd in het bad gebracht dat verwarmd werd tot 70'OC en waaraan dan 0, 05 g kleurstof (Dispersol Blue BN 150 [CI Disperse Blue 56]) werd toegevoegd. Het bad werd verder opgewarmd met een snelheid van 2"C/min tot 100oC. Het bad werd 30 minuten bij deze temperatuur gehouden, dan op 10 minuten gekoeld tot 70 C. Het kleurbad werd verwijderd, en na spoelen en een reductieve nabehandeling met een oplossing van 2 g/l hydrosulfiet (Na2S204) werd het garen gedroogd.
De gekleurde garens werden gemeten met CMS en de bekomen waardes zijn L : 48,13; a : -3,86 b : -35, 22.
De kleurstof uitputting werd berekend door middel van metingen in het UV-en zichtbaar licht en had in dit voorbeeld een waarde van 85%.
Extrusie van een vlak continu filamentgaren (CF garen).
Een samenstelling bestaande uit :
92% polypropyleen met een MFI waarde van 25 en een isotacticiteit van 94% (commerciële kwaliteit)
3% copolyamide (PA 6/PA 66/PA12 van 40/20/40%)
5% EVA (28% vinylacetaateenheden) werd geëxtrudeerd tot CF garen door middel van een Thermoalfa extrusielijn. De componenten werden vooraf gedroogd en dan toegevoegd aan het polypropyleen en gemengd voor de extrusie die werd uitgevoerd bij 230 C door een kop met 72 openingen. De bekomen vezels werden gekoeld met koude lucht, werden voorzien van spinolie (ongeveer 1%) en
<Desc/Clms Page number 22>
opgerold op een rol opgewarmd op 1100C en een rotatiesnelheid van 550m/min.
Het garen werd verstrekt in twee stappen door middel van rollen verwarmd op 1500C en roterend met een snelheid van respectievelijk 1100en 1650 m/min resulterend in een verstrekking met een factor 3, en werd dan opgewonden op bobijnen. Het bekomen garen met een denier van 800 kan gebruikt worden in de fabricatie van weefsels voor meubelbekleding.
Een kleurbad werd bereid bestaande uit 100 ml water, aangezuurd met azijnzuur tot pH 5, en 10 g van het bekomen garen werd hierin gebracht. Het bad werd opgewarmd tot 70 C en 0, 05 g kleurstof, namelijk Cetylon Ecarlate B 166% (CI Disperse Red 1) werd toegevoegd aan het bad. Het bad werd verder opgewarmd met een snelheid van l C/min tot 120 C. Het bad werd 15 minuten bij deze temperatuur gehoudenen dan afgekoeld in 15 minuten tot 70 C. Het kleurbad werd verwijderd, het garen werd gespoeld en een nabehandeling werd uitgevoerd met en oplossing van 2 g/l hydrosulfiet.
Het gekleurde garen werd gemeten door middel van CMS en volgende waarden werden bekomen :
L : 47, 38 a : 41, 89 b : 32, 80 Een breisel vervaardigd met voornoemd CF garen werd bedrukt met een drukpasta bestaande uit : een oplossing van 50 g/kg van een natuurlijke verdikker (Solvitose) in heet water aangezuurd met
2 g/kg citroenzuur, en
30 g/kg dispersie kleurstof.
Het materiaal werd bedrukt gebruik makend van een vlakke zeef op een Zimmer tafel, en de fixatie van de bedrukking werd uitgevoerd bij 120 C. Nadien werd het bedrukte materiaal gespoeld met koud water en een zeepoplossing bij 50 C.
<Desc/Clms Page number 23>
Dit breisei was goed bedrukbaar.
Extrusie van getextureerde stapelvezels op industriële schaal.
Een samenstelling bestaande uit :
92% polypropyleen met een MFI waarde van 18,
3% copolyamide (PA 6/PA 66/PA 12 40/20/40%)
5% EVA (28% vinylacetaat eenheden) werd geëxtrudeerd door middel van een Neumag extrusielijn tot stapelvezels geschikt voor verwerking tot tapijten.
De componenten werden na voorafgaande droging toegevoegd aan het polypropyleen en het geheel werd gemengd alvorens te worden geëxtrudeerd. Het mengsel werd geëxtrudeerd bij 230 C, en de bekomen vezels werden afgekoeld met koude lucht. De vezels werden behandeld met 1% spinolie en opgerold op een koude roterende rol bij een snelheid van 450 m/min. Het garen werd verstrekt in twee stappen, zodat een totale verstrekking met een factor 3 werd bekomen. Het garen werd getextureerd door middel van een hete luchtstroom, gestabiliseerd en gesneden tot vezels met een lengte van 15 cm.
De verfbaarheid werd nagegaan door middel van de hierboven beschreven standaardmethode.
Deze stapelvezels kunnen verder verwerkt worden door middel van spinnen tot garens voor de aanmaak van getufte of geweven tapijten.
<Desc/Clms Page number 24>
De uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor beschreven polypropyleensamenstellingen en daarmee vervaardigde producten, doch dergelijke samenstellingen en producten kunnen in verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.