CS223416B1 - Sposob přípravy polypropylénových strižových vlákicn pri použití ich tvrdých odpadov so zlepšenými vlastnosťami - Google Patents

Description

223416 3 4

Predmetom vynálezu je sposob přípravypolypropylénových strižových vlákien pri po-užití ich tvrdých odpadov, ktoré možu byťod kompaktných až po strunovité. Předklá-daný spóso-b umožňuje zlepšenie spracova-tefskej, tepelnej, svetelnej a dlhodobej stá-losti, dispergačných vlastností odpadu a při-pravených z něho- vlákien pri přídavku ma-lých množstiev zmesí, popřípadě jednotli-vých stabilizátorov. Tým sa umožňuje naj-efektívnejšie využitie uvedených odpadov. Výskyt tvrdého odpadu pri zvlákňovanívyplývá priamo z použitého technologické-ho postupu výroby polypropylénovej střiže,akoi aj z potrebnej kontroly. Tento druh od-padu zahal' nebol použitý so zlepšenýmivlastnosťami do- polypropylénových vlákien.

Tvrdý odpad získaný pri zvlákňovaní mánasledujúce nevýhody: pri regenerácii poly-méru z odpadu sposobom tavenia bez po-užitia stabilizátorov sa získává polypropy-lén pre ďalšie spracovanie s nevhodné vyso-kým tavným indexom, so zhoršenou spraco-vatelskou, tepelnou, světelnou a dlhodoboustálosťou, dispergáciou pigmentu a niekto-rýrni fyzikálno-mechanickými vlastnosťaml.Tento nízko kvalitný polymér sa preto ťaž-ko může použitť ako surovina pre spracova-nie vlákien.

Nedostatky doterajších spůsobov použi-tia odpadov z polypropylénových vlákienodstraňuje postup podlá vynálezu, ktorýotvára možnost použitia tvrdého odpadu zostřiže s-o- zlepšenými vlastnosťami do strižo-vých vlákien.

Tento- sposob spočívá v nasledovnom:

Tvrdý, kompaktný odpad s rozmermi pod50 x 50 x 10 cm s výhodou pod 25 x 25 xx 1 cm alebo strunovitý odpad sa rozdrvujev derivači s výhodou pri neupotrebenýchnožoch. Podrtený odpad má tavný index 5až 65 g/10 min. Přidávané stabilizátory mo-žu byť okrem v bežnom stave ešte vo formě3 — 30 % stabilizátorov v predzmesi poly-meru alebo- regranulátu. Podrtený tvrdý od-pad s přidaným stabilizátorom sa používáako- surovina v tomto stave alebo sa eštepřetavuje v tavnom zariadení pri 170 až300 °C a filtruje cez filter s 200 až 1600, po-případě s vyšším počtom otvorov na 1 cm2.Takto- připravená drť alebo regranulát jemožné použit či už samostatné ako 100 %surovinu bez použitia pigmentu pre přípra-vu vlákna alebo- v zmesi medzi sebou, s běž-nými surovinami, s aglomerátom a s jemneposekaným odpadom z vlákien. V případepoužitia nestabilizovanej drti alebo regra-nulátu je možné pridať stabilizátor aj prijej zvláknení. Ako ďalšia možnost podrtenýtvrdý odpad v množstve do 10 °/o, s výho-dou do 3% na báze polyméru sa pomie-ša buď v kúželovej miešačke s původ-ným granulovaným polypropylénom pritrvalosti miešania 8 až 40 min., s výhodou20 až 30 min., alebo s koncentrátoru pigmen-tu v kúželovej miešačke pri už uvedenej trvalosti pomiešania, popřípadě v ino-mvhodnoím zariadení alebo časť vyššie uvede-ného- množstva drti sa pomieša s polyme-rem a ďalšia časť s koncentrátom pigmen-tu. Obsah přidaného polypropylénu ako ajpigmentu v danej várke sa znižuje úměrněna pridanom polymére a pigmente vo forměpodrteného tvrdého odpadu.

Zhomo-genizo-vaná režná, s výhodou mo-noodtieňová surovina sa taví bud v základ-nám tavnom šneku pri teplotách 190 až400 °C, alebo v bočno-m — pri 200 až 390 °C,alebo súčasne v obidvoch šnekoch pri vyš-šie uvedených teplotách. Zvlákňuje sa priteplotách 235 až 310 °C. Tavný index poly-méru stanovený na zvlákňovacej hubici je14 až 68 g/10 min. Doba odstátia nedížené-hoi vlákna je 1 až 60 hod., s výhodou 1 až3 hod. Potom sa vlákno díži rýchlosťou 70až 1600 m/min. a dížiacim pomerom 1: 2 až1 : 5,5, s výhodou 1 : 3 až 1 : 4. Získané vlák-no- má pevnosť 1,6 až 5,3 cN/dtex, ťažno-sť50 až 300 °/o, jednotkový titer 1 až 100 dtex,minimálna stálost vyfarbenia: v suchom o-tere 4. stupeň, pri šamponovaní 4. stupeň,vo vodě 4. stupeň. Kryštalické podřely ne-díženého vlákna sa stanovili flotačnou me-todou.

Ekonomická výhodnost navrhovaného po-stupu spočívá v tom, že pri výrobě polypro-pylénových vlákien tvrdé odpady so zlepše-nými vlastnosťami sa používajú samostatnéako polymérna surovina, vyfarbená na ko-nečný farebný odtieň alebo v malých množ-stvách. Přitom sa šetří polypropylén a dra-hé pigmenty. Použité zmesi stabilizátorov vtomto vynáleze nesfarbujú polymér, majúnízku prchavosť, Ďalej použité v tomto vy-náleze látky 1 až 4, podiely Dx v zmesi buds 1 až 3 podielmi Bx alebo s 1 podiélom Cxalebo s 1 podiélom Ex sú omnoho lacnejšieako- stabilizátor A. Ako ďalšia výhoda tohtospůso-bu sa javia nižšie teploty o 5 až 110 °Cv tavných šnekoch v porovnaní s běžnou vý-robou. Předkládaný vynález je možné použit privýrobě polypropylénových strižových vlá-kien pri použití ich tvrdých ako aj mákkýchstrunovitých, nedlžených a čiastočne díže-ných odpadov, ktoré možu byť neodstredo-vané a nevypraté alebo odstredo-vané, vy-praté a vysušené vo formě drti, aglomerá-tu alebo regranulátu. Takto připravené po-lypropylénové vlákno sa móže zatriedovaťdo kvalitatívnych tried. Příklad 1

Na ho-dnotenie účinnosti sa použil odpadz výroby strižových vlákien. Tieto vláknasú vyrábané zvlákňovaním polypropylénu sobchodnou značkou Tatren TF 411. Vyrába-ná polypropylénová střiž obsahovala 1,06 XA, B, C, D, E — sú skrátené označenie pří-slušných látok uvedených v tabulkách 1 a 2. 223416

S h. p. pigmentov s obchodnou značkou Cro-mophtal Gelb GR (0,924 h. p.j, CromophtalRot BR (0,112 h. p.) a Nylofilschwarz BLN(0,024 vh. p.j.

Tvrdý kompaktný odpad pospájaný s urči-tými množstvami strunovitého odpadu sarozdrvoval v drtiči s výkonnosťou drti 600kg/hnd. s odberom energie 45 kW. Podrtenýodpad sa zhomogenizoval v kúžeTovej mie-šačke v priebehu 20 min. Mechanické mle-šanie so stabilizátormi sa previedlo v potra-vinářské]' mešačke v priebehu 10 min. Drťsa tavila v extrudéri s priemerom šneku90 mm a zvlákňovala. Podmienky tavenia azvlákňovania boli: teplota taviacich zón200 °C, teplota zvlákňovania 240 °C, tlak předčerpadlom 7 MPa, tlak za čerpadlom 9 MPa,doba tavenia 13 ± 1 min. dávkovanie jed-ného zvlákňoivacieho miesta 300 g/min.,zvlákňovacia rýchlosť 435 m/min., početotvorom s okrúhlym prierezom v hubici 100,priemer prierezu otvoru hubice 1 mm, díž-ka kapiláry hubice 4 mm. Obyčajné tavnéindexy a tavné indexy pre degradačné křiv-ky sa stanovili na plastomeri Gottfert podlánormy. Stupeň dispergácie a maximálnaaglomerácia sa hodnotili mikroskopicky, po-dobné ako je to uvedené v Katalogu analy-ticko-fyzikálnych metód vydaného Výskum- 8 ným ústavom chemických vlákien vo Svitev roku 1977, str. 79 až 82. Nedížené vláknosa po odstátí 40 hod. dlžilo v pomere 1:: 3,154 a pri strednej rýchlosti odvalu 260až 280 m/min. Teplota dolnej galety dížia-ceho> stroja bola 101 °C a hornej galety 112 °Celsia. Sledovala sa účinnost malých množ-stiev samotných stabilizátorov a ich kom-binácil v odpade. Získané hodnoty sa porov-návali s hodnotami samotného odpadu (O).Z tabulky 1 je vidieť, že pri přidaní malýchmnožstiev zmesí a jednotlivých stabilizáto-rov sa získavajú zvýšené hodnoty zbytkovejpevnosti díženého vlákna po 120, 240 anajma po 280 hod. státi v Xenoteste 450, čopoukazuje na zvýšenu svetelnú stabilitu azlepšuje dispergáciu, popřípadě maxlmálnuaglomeráciu pigmentu v porovnaní so vzor-kou O. Přitom vzorky s obsahom látok 0,2 %D, 0,1 % C + 0,2 % D a 0,2 % D + 0,1 θ/0 Emajň nižšiu pevnost díženého neožiarenéhov Xenoteste vlákna v porovnaní so vzorkouO. Pri přidaní malých množstiev zmesí sta-bilizátorov v kombinácii 0,1 % O + 0,1 % D,0,2 % D + 0,1 % E je zbytková pevnost vzo-riek po 280 hod. státí v Xenoteste 450 2krátvyššia, číže světelná stálost je značné vyš-šia v porovnaní so vzorkou O, ktorá neob-sahuje přidané stabilizátory. 223416

Dispergácia pigmentu Dížené vlákno Jednotkový v nedížených vláknach Pevnost v Xenoteste 450 titer

Stupeň Maximálna stanovená v cN/dtex vypočítaná ako zbytková v dtex dispergácie aglomeráeia po době v hod. v % po době v hod. o 00

CM

O ’Φ

CM

O

CM

O co

CM

O

CM

O

CM

Ι> CO CO rH bx co t> O CO θ' ΙΩ rH' co CD' rH co" co" co" cd" cd" cc" cd" oo" CM CM cm CM CM CM CM CM

CM O ID CO CO 00^ rH σ CD 00 co" co" o" t< rH 4 x cd" CM ID CM CD <—»LO ω

σ> CM co CO CM 00 00 o =° Ο ’Φ CD σ CD CM^ i—1 <S 4 co" 4 cd" 4 co" 4 o co co ID LÍD CD CD <2 CO o rH CD ’Φ •^cn rH CD CM CM~ °°p co Φ o CO CD t-H oo" oo" o" δ cm" 4 CO o" CD σ S co 00 oo 00 CO CO tí CM ID CM LO' X rd σ" o" Q) O o" t—1 o" (Λ

ÍX ^5

X 3 ρ—< Φ

W Α3 C0 2? co" Ν β Φ

X

X

X ο -β ΙΟ>=°3 <=>

I X» β co . . O CM Φ CM CO co rH tJI « 05 N Sh σ >>00 σ CM' ° ω °l o g«-r r—I g° σ" rH tH +j o «Μ ω o «μ

•M β

Fh ΙΩ C0 σ 'Φ ^co σ ρΜ X ΙΩ σ co 4 β^ Φ i-H i—1 β ΤΑ ι—Ι σ τ-Γ CM^ ι—Ι ΪΧΙΩβ S - s ο tN" co" CD φ r CM ΰ ϊνΓ (Ί·\ 1 οχ τ—ί X» +-» β

C\T<N Ρ X ,

I ο Μ Φ Ρ

F-I φ «Μ

W φ ο X! 'Φ > Ο <2 X» ΰ ω «-Ι 3 ň

I φ* φ

CD

CM

CD β Φ £ Μ

Φ rHΦΟ -X \φ > * ο gs β 1-1ο a XO4—1'β

i——I

X o '>> β >ω β

X Ρ ί-ι ζθ cm" F-ι Φ Ρ Μ β Φ X, τ3 4 cm" ι (Λ

•r—I Ρη

CM

[>

CM ο ω '5? ρ β φ Q,C0 > COο co" ° rH 0θ"θ" ο “Leo θ' CM cm" θ" Q Q Ο'' τ—1 0Q τΗ ο" θ' ο" + + + Ο ο Ω ώ'' τ—1 ’-ί 00 CM~ σ" ° ο<Γ σ" t CO'CO" β Φ >Φ β β Ν Ο \φ β φ Μ 'β ř-ι

X (Λ α (Λ ω Ω θ'

PQ <

X 223416 Příklad 2

Obdobný postup ako v příklade 1. Rozdielje len v tom, že účinnost stabilizátorov sasledovala pri tavení vzorky v extrúderi spriemerom šneku 16 mm. Podmienky tave-nia a zvlákňovania bolí: teplota taviacichzón a zvlákňovacej hlavy 270 °C, tlak za čerpadlom 8 MPa, dávkovanie 10 gAmm., zvlák-ňovacia rýchlosť 130 m/min., počet otvorovv hubici 20, priemer otvoru hubice 0,3 mm,dížka kapiláry hubice 6 mm. Z tabulky 2je vidiet, že při přidaní malých množstievstabilizátorov sa tavné indexy pre degra-dačné křivky znižujú. Zlepšenie týchto tav-ných indexov po dlhej době pretavenia 15min. pri degradovaní vzorky v plastomeri ++ 4 min. pre stanovenie tavného indexu de-gradovanej vzorky v plastomeri poukazujena zvýšenú spracovatelskú, tepelnú a dlho-dobú stabilitu polymérnej suroviny z tvr-dých odpadov. Hodnoty tavných indexov predegradačné křivky svedčia o tom, že tepel-ný a dlhodobý stabilizačný účinok zmesí lá-tok 0,2 % A + 0,1 % B voči odpadu je vyš-ší ako súčet stabilizačných působení jed-notlivých látok Δ a B. Je to výsled.ok syner- gického· účinku dvoch látok medzi sebou,s polyméroim, popřípadě aj s dalšími zlož-kami polymérneho' systému.

Zvýšená termická stabilita polymérnehosystému umožňuje zabráneniu zmien farby.Vyššie uvedené malé množstvá zmesí čini-diel posobia v širokom rozsahu teploty — odobyčajných teplot, pri ktorých sa stanovujúdispergácia a maximálna aglomerócia až poteploty stanovenia tavného indexu pre de-gradačné křivky 270 °C a vyššie, Súčasnezlepšenie dispergácie, maximálnej aglome-rácie, svetelnej {tabulka 1), spracovateí-skej, dlhodobej a tepelnej (tabulka 2) stá-losti sa pozoruje u vzorky, která obsahuje0,2 % A na rozdiel od vzorky O. Z tabuliek1 a 2 je vidiet, že pri přidaní malých množ-stiev uvedených stabilizátorov sa získávásúčasne zlepšenie súboru potřebných vlast-ností polymérnej suroviny z odpadu a novývyšší stabilizačný účinok. Pre zlepšenie naj-ma svetelnej stálosti odpadov narniesto vyš-šie uvedených stabilizátorov ako aj za ichpřítomnosti sa může přidat bud 0,03 až 0,3pr.oc. 2-hydroxy-4-n-oktyloxybenzofenón! ale-bo 0,03 až 0,3 % 2-(2‘-hydroxy-3‘,5‘-di-terc.--butylfenyl) -5-chlór benzotriazol.

Tabulka 2

Tavné indexy pre degradačné křivky drti pri teplotách v °C 230 250 270 0 30,64 40,52 74,06 0,2 % tetrakis-(2,4-di-terc.-butylfenyl)-4,4‘-bifenyléndifosfonit (A)x 33,90 36,50 67,92 0,1% 2,6-di-terc.-butyl-4-metylfenol (B)x 34,00 37,71 71,10

0,2 % A + 0,1 % B 32,13 58,23 x A, B sú skrátené označenia příslušných látok. Příklad 3

Obdobný postup ako v příklade 1. Rozdielje len v tom, že vyrábaná polypropylénovástřiž, z ktorej sa vytvořil odpad obsahovala0,6 °/o pigmentu s obchodnou značkou Eme-raude Lutetia J1104 a sa pomiešali na jed-nu stranu 1800 kg granulovaný Tatren TF411 a 27 kg rozdrvený tvrdý odpad v kúže-1'ovej miešačke v priebehu 20 min. a na dru-hej straně 15 kg tvrdý odpad s 26,6 kg 20%koncentrátu pigmentu do práškového poly-propylénu, ktorý bol stabilizovaný s 0,2 %2,6-di-terc.-butyl-4-metylfenol, s 5 % kon-centrátu stabilizátora s názvom tetrakis-- (2,4-dí-ter c.-buty If eny 1) -4,4‘-bif enyléndi-fosfonit dO' práškového polypropylénu a s69,9 kg polypropylénu značky Tatren TF 411dOi potravinárskej miešačky v priebehu 10minut. Ďalej sa vyššie uvedená zmes z kú-želovej miešačky tavila pri teplotách 393 °Cv tavnom šneku s priemerom šneku 125 mm a zmes z potravinárskej miešačky sa tavilapri teplotách 263 °C v tavnom šneku s prie-merom šneku 45 mm. Zvlákňovalo sa pri280°C. Tavný index na zvlákňovacej hubicibol 24,70 g/10 min. Nedlžené vlákno málokrystalické podiely 58,1 % a optický dvoj-lom 4,8 x 10“3. Rýchlosť díženia bola 100 m//min. a dížiaci poměr 1 : 3,39. Teplota ohrev-ných telies bola 130 ± 3 CC. Fixácia bolapri teplote 130 ± 5 °C. Získané ukazovatelevlákna holi nasledujúce: pevnost 2,00 cN//dtex, nerovnoměrnost pevností maximálně13,28 %, ťažnosť 10,3 %, titer 21,81 dtex,odchylka titru maximálně 0,86 %. Stálostvyfarbenia bola minimálně: v suchom otere5. stupeň, pri šamponovaní 5 stupeň, vo vo-dě 5. stupeň. Odchylky farebného .odtieňaneboli pozorované. Dosiahnuté ukazovatelepri uvedených podmienkach dovolujú zatrie-diť vlákno do prvej kvality.

Vyššie uvedený spůsob vynálezu má apli-

Claims (3)

223416 9 10 kačný význam pře optimalizáciu vlastnostípri přípravě spracovatelských polymérnychsystémov ako polypropylénových vlákien a plastikářských výrobkov z ich tvrdých, akoaj z makkých strunovitých nedížených ačiastočne dížených odpadov. PREDMET

1. Spósob přípravy polypropylénovýchstrižových vlákien pri použití ich tvrdýchodpadov so zlepšenými vlastnosťami, vyzna-čujúci sa tým, že k rozdrvenému odpadu stavným indexom 5 až 65 g/10 min. s výho- vy n A l e z u dou 6 až 25 g/10 min. sa pridajú jednotlivéa najma zmesi stabilizátorov, v ktorej jednazložka je buď 1 až 2 podiely tetrakis-(2,4--di-terc.-butylfenyl)-4,4‘-bif enyléndif osf o-nit s chemickou strukturou

diely tris-(2,4-di-terc.-butylfenyl)fosfit schemickou štruktúrou 2,6-di-terc.-butyl-4-alkylfenolu s chemickouštruktúrou

//^ kde R je az ^~c^0^q· t-bu alebo 1 podiel vápenatej soli monoetylovéhoesteru (3,5-di-terc.-butyl-4-hydroxybenzyl)kyseliny řosfonovej s chemickou štruktúrou alebo 1 podiel pentaeritritového esteru β-- (3,5-di-terc.-butyl-4-hydroxyfenyl jkyselinypropionovej s chemickou štruktúrou £-bu ? Θ t-tu u HO-4 C00~CH2" -C -CHž-P-0 - 1 t~bu 4 v trbU 0CtHs

223416 11 12 všetky vyššie uvedené zmesi stabilizátorovsa pridávajú v množstve 0,04 až 0,5 %, s vý-hodou 0,1 až 0,4 % a pomiešaný, podrtenýodpad, so stabilizátor mi sa používá v tomtostave alebo ešte přetavuje v tavnom zaria-dení při 170 až 300 °C, s výhodou 170 až230 °C, filtruje sa cez fliter s 200 až 1600,popřípadě s vyšším počtom otvorov na 1 cm2a tak připravená drť, alebo regranulát jemožné použit buď samostatné alebo v zme-si medzi sebou, s běžnými surovinami, saglomerátom a s jemne posekaným odpa-dom z vlákien, zvlákňuje sa pri teplotách235 až 310 °C, s výhodou 235 až 280 °C, dížisa s rýchlosťou 70 až 1600 m/min., s dížiacim pomerom 1:2 až 1 : 5,5, s výhodou 1:3 až1 : 4.

2. Sposob p,odl'a bodu 1 vyznačujúci satým, že rozdrvený tvrdý odpad sa přidá vmnožstve do 10 °/o, s výhodou do 3 % nabáze polymeru a pomieša buď s povodnýmgranulovaným polypropylénom, aleb.o s kon-centrátora pigmentu, alebo čas" sa pomiešas polymérom a ďalšia časť s koncentrátompigmentu s přidáním zmesi stabilizátorov.

3. Sposob podl'a b.odu 1 alebo bodu 2, vy-značujúci sa tým, že sa móže pridať bud0,1 až 0,3 °/o samotný stabilizátor l,l-bis(2--metyl-5-terc.-butyl-4-di-tridecyIfosfonitfe-nylolj butan s chemickou štruktúrou H21C15 °\ P~ W27C/3~°

o-p alebo jeho zmes v pomere 1: 1 s kaprylá-toím zinočnatým s chemickou štruktúrou(C7Hi5COO]2Zn, alebo ďalšia zložka zmesi je 0,05 až 0,2 % fenolická látka z uvedenýchv bode 1.