CS248085B1 - Aditivum do polypropylénu pre zníženie pretrhavosti a zníženie množstva odpadu pri dlžení polypropylénových vlákien - Google Patents

Description

248085

Vynález sa týká výroby polypropylénovýchdlžených vlákien. Pri tejto výrobě vznikávelké množstvo odpadu, a to hlavně násled-kem pretrhov polypropylénových vlákien.

Modifikácia polypropylénu ako aj jehozmesí s pigmentami a dalšími ingredientamije efektívna pre zníženie pretrhavosti a zní-ženie množstva odpadu pri dížení polypro-pylénových vlákien. V literatuře, vrátane ajpatentovej, chybajú údaje o znížení odpadua počtu pretrhov polypropylénových vlákienpri přidaní malých množstiev zmesí steará-nov zinočnatého a vápenatého. Zatial' nie súpoužité malé množstvá vyššie uvedených lá-tok na zníženie počtu pretrhov a množstvoodpadu polypropylénu a jeho zmesí s ingre-dientami, bežne používanými pri prípravevlákien a dalších výrobkov.

Pri použitiu stearánov ako aditíva pre zní-ženie pretrhavosti a zníženie množstva od-padu pri dížení polypropylénových vlákiensa zmiešajú 0,01 až 3, s výhodou 0,05 až0,25 % hmotnostných stearánu zinočnatéhos 0,01 až 1,5, s výhodou 0,03 až 0,25 % hmot-nostných stearánu vápenatého s polypropy-lénom. Přitom všetky množstvá aditív súvypočítané na báze konečného vlákna.

Vyššie uvedené aditíva pri prevádzkovýchpodmienkach sa můžu přidávat do práško-vého polypropylénu před zhotovením pig-mentových koncentrátov pri zmiešaní tých-to a dalších ingredientov, s výhodou v tur-bolentnej miešačke. Ďalej je možnost připravit samostatnékoncentráty bud z jednotlivých stearánov,s výhodou do 20 °/o, alebo zo spojočnej zme-si obidvoch stearánov v práškovom polypro-pylénu pri zmiešaní, s výhodou v turbolent-nej miešačke a pretaveniu zmesi a potomjej přidaní vo formě granulátu. Dávkovaniesa robí pomocou objemového dávkovača vtaviacozvlákňovacom stupni bud do základ-ného, alebo vedtajšieho tavného šneku.

Popřípadě je možnost pridania ako čisté-ho aditíva před granuláciou polymérnej su-roviny. Zmiešanie aditíva s polypropylénoma jeho zmesami je vykonané v prevádzko-vých zmiešavacích zariadeniach pri běžnýchpodmienkach. Získaná zmes sa taví v tavia-com zariadení. Přitom teploty tavenia zmesi,dopravy a zvlákňovania taveniny je žiadúcenastavit tak, aby sa získal tavný index, s vý-hodou 1 až 15 g/10 min vyšší v porovnaní shornou dovolenou hranicou indexov bežnejvýroby daného farebného odtieňa. Potom sanedížené vlákno díži. Tavný index sa stano-vil na plastomeri Gotfert podl'a normy.

Počet pretrhov na 1 tonu a tým aj vytvo-rený odpad z díženého neskaného vlákna jeomnoho menší pri přidaní do polypropylénumalých množstiev stearánov zinočnatého avápenatého v porovnaní s vláknom z poly-propylénu bez přidaných stearánov. Tentoúčinok malých množstiev vyššie uvedenejzmesi stearánov je nový. Zakladá sa na vply-ve týchto prídavkov zlepšovat zotavovacie 4 vlastnosti, štruktúrnu stabilizáciu a syner-gizrnus v polymére.

Pri vyššie uvedených pomeroch aditív na-stává ich vzájomné působenie medzi sebou,s polypropylénom, popřípadě aj s dalšímizložkami polymérneho systému.' Tento sy-nergický efekt sa podiela na získaní novéhoúčinku.

Ako výhoda vyššie uvedeného vynálezu sajaví použitie prídavkov v malých množstváchpřístupných, lacných a biologicky nezávad-ných látok, ako sú stearány zinočnatý a vá-penatý. Ďalšia výhoda vyššie uvedeného vynálezuje přístupný, jednoduchý a ekonomický po-stup, používajúci mechanické miešanie a ta-venie — běžné pracovně stupně pri prípravevlákien a plastikářských výrobkov. Preto ajpre dalšie uvedené výhody je použitie stea-ránov pódia vyššie uvedeného vynálezutechnicky výhodné. Příklad 1

Použitý granulovaný polypropylén obchod-nej značky Tatren TE 451 pri 230 °G a zata-žení paste plastomeru 2,16 kg mal tavný in-dex 3,89 až 4,78 g/10 min ako aj index pseu-doplasticity 1,66. Práškový polypropylénTatren HPF mal tavný index 35,31 g/10 mintiež pri 230 °C a zatažení 2,16 kg. Pri zhoto-vení skúšobných zmesí látky s antistatickýmúčinkom povinné použité pri bežnej výroběsa nepřidali. Připravená v potravinárskej miešačke primechanickom miešaní v priebehu 20 minspoločná zmes stearánov zinočnatého a vá-penatého do práškového polypropylénuTatren HPF bola přetavená v monošnekovomgranulačnom zariadení „Sikoplast“ s prie-merom šneku 80 až 125 mm pri teplotách: I. zóna 240 °C, II. zóna 230 °C, III. zóna 180 °C, IV. zóna 180 O, V. zóna 220 °C, hlavica 240 eC, vykurovanie oleja 220 °C, odplynenie 170 °C.

Formované struny zmesi po vodnom avzduchoofukovacom chladení sa posekali narezacom zariadení do granúl. Takto získanázmes s tavným indexom 21,24 g/10 min sazhomogenizovala v potravinárskej miešač-ke. Pre sledovanie účinnosti kombináciestearánov ich spoločná zmes do práškovéhoTatrenu HPF sa přidávalo do polypropylénuTatren TF 411 vo vhodnom pomere vypočí-tanom na konečnom vlákně. Preto sa zmesstearánov dávkovala do vedtajšieho extrú-dera s priemerom šneku 32 mm, kde sa ta-vila a potom zmiešala s taveninou polypro-pylénu Tatren TE 451 v základnom tavnomegregáte s priemerom šneku 90 mm.

2 4 ·" O <3 S

Podmienky tavenia a zvlákňovania boli:teploty vedíajšieho extrúdera I. zóna 250 až 260 CC, II. zóna 255 až 260 G, III. zóna 255 až 260 °C; výkon vedíajšieho extrúdera 11,524 kg/h; teplota ohřevu manžety trubky medzi ved-lejším extrúderom a základným tavnýmagregátom 260 °C; teploty odporového ohřevu základného tav-ného agregátu 245 až 260 aC; teplota dinylových pár pri základnom tav-nom agregáte: I. zóna 250 až 260 °C, ÍI. zóna 250 až 260 C1C; teplota dinylových pár pri rozvodných vet-vách 250 °C; teplota zvlákňovacích miest 250 až 260 °C; tlak taveniny za taviacou časťou základnéhotavného agregátu 6,9 MPa, za dopravnýmčerpadlom maximálně 9 MPa, za vedlajšímextrúderom 5,9 MPa; výkon .základného tavného agregátu 55,8kilogramov/h; dávkovanie taveniny na jednom zvlákňova-com mieste 310 g/min; zvlákňovacie hubice s otvormi vo formě pís-mena Y; odtahová rýchlosť navíjacieho stroja PD-1450 m/min; celkový titer nedíženého vlákna 7 040 až7 780 dtex.

Porovnávacia vzorka zo samotného gra-nulovaného polypropylénu Tatren TE 451bez pridania stearánov sa súčasne dávkova-la do vedíajšieho extrúdera a základnéhoTabulka 1

Skúška Tavný index pri 230 °C v g/10 min pod zvlákňovacou hubicou tavného agregátu, tavila a zvlákňovala prirovnakých podmienkach ako u vyššie uve-denej skúšky so stearánmi. Dlženie sa vyko-nalo na dížiacom stroji KK-2 pri: teplotách — galety hornej 120 až 125 °C adolněj 104 °C, žehličky 45 až 70 °C; rýchlostiach — odvalu 287 až 288 m/min,galety pod žehličkou 270 až 271 m/min, ga-lety hornej 338 až 340 m/min; pnutí — medzi 6. a 7. rolničkou 200 až210 cN, pri navíjaní 700 až 800 cN.

Skrucovanie vlákna na stroji „Verdol“/savykonalo pri běžných podmienkach. Sledo-vala sa účinnost kombinácie stearánov vá-penatého 0,2 % hmotnostných a zinočnaté-ho 0,2 % hmotnostných do režného, t. j. bezpigmentov polypropylénového káblikovéhovlákna (A). Získané hodnoty sa porovnávalis hodnotami káblikového vlákna zo samot-ného granulovaného polypropylénu TatrenTE 451 bez pridania stearánov (Oj. Fyzikál-no-mechanické vlastnosti a ďalšie parametrepřipraveného díženého a skaného vláknaskúšky A v celkovom titre 2 724 dtex dovo-lili jeho zatriedenie do prvej kvality. Z tabulky 1 je vidieť, že vytvořený odpadz díženého neskaného vlákna je omnohomenší pri přidaní do polypropylénu kombi-nácie stearánov vápenatého 0,2 % hmotnost-ných a zinočnatého 0,2 % hmotnostných.Tento účinok vyššie uvedenej zmesi steará-nov je nový a vyšší. Přitom pri uvedenommalom množstve zmesi stearánov sa značnézvyšuje tekutost taveniny posudzujúc odzvýšenia tavného indexu, čo dovoluje zní-ženie energetických nákladov.

Pozorovanie počas skúšok ukázali, že uvlákna obsahujúceho kombinácie stearánovvápenatého 0,2 % hmot. a zinočnatého 0,2 %hmot. zvlákňovací a dížiaci proces prebieha1'ahšie v porovnaní s vláknom zo samotnéhoTatrenu TE 451 bez pridania stearánov. Při-tom u díženého neskaného vlákna s přida-nými stearánmi vo vyššie uvedenej kombiná-cii nebolo vidieť defekt „malé struny (ka-piláry)“ na roizdiel od vlákna zo skúšky O.

Odpad z díženého neskaného vlákna (%) 13,89 6,68 1,9 15,7 2 i 8 O 8 5 Příklad 2 Připravená v miešačke buď 15 °/o hmot.zmes stearánu zinočnatého alebo 15 % hmot.stearánu vápenatého do práškového poly-propylénu Tatren HPF bola přetavená v ex-trúderu s priemerom šneku 28 mm a formo-vané struny sa posekali na rezacom zaria-dení do granul. Pre sledovanie účinnostikombinácie stearánov sa zložky dávkovaliv potrebnom pomere vypočítanom na koneč-nom vlákně.

Mechanické miešanie koncentrátov pig-mentov s 15 °/o hmot. zmesi stearánu zinoč-natého spolu s 15 % hmot. zmesi stearánuvápenatého sa vykonalo v potravinárskejmiešačke v priebehu 10 min. Zhomogenizo-vaná zmes pigmentov a stearánov sa dáv-kovala za pomoci dávkovača do vedlajšie-ho extrúdera s priemerom šneku 45 mm,kde sa tavila a potom zmiešala s taveninoupolypropylénu obchodnej značky Mosten56 532 v základnom tavnom agregáte s prie-merom šneku 90 mm. Podmienky tavenia azvlákňovania bolí: teplota vedfajšieho ex-trúdera I. zóna 255 °C, II. zóna 230 °C, III. zóna 230 °C; teplota trubky medzi vedfajším extrúderoma základným tavným agregátom 230 °C; teplota dinylových pár pri zákiadnom tav-nom agregáte 297 °C;teplota filtra 280 °C; teplota dinylových pár pri rozvodných vet-vách 285 °C;

Tabulka 2

Skúška Tavný index pri230 °C v g/10 minpod zvlákňovacouhubicou A 13,8 .21,60 O 11,3 24,46 Získané hodnoty sa porovnávali s hodno-tami polypropylénového vlákna, ktoré obsa-hovalo vyššie uvedené pigmenty bez prida-nia stearánov (O), t. j. bolo to vlákno vyro-bené pri tých istých podmienkach, zariadenía priemernom množsíve.

Fyzikálno-mechanické vlastnosti připrave-ného díženého a skaného vlákna skúšky Av celkovom titre 4 071 dtex boli: tržná pevnost 1,69 až 1,72 cN/dtex;ťažnosť pri trhu 53,1 až 66,2 °/o;zobjemnenie 17,0 až 24,0 °/o;zmrštenie 1,9 až 3,1 %; 8 dávkovanie taveniny na jedno zvlákňovaciemiesto 300 g/min; oťahová rýchlosť navíjacieho stroja NSK-3460 m/min; celkový titer nedíženého vlákna 6 680 ako aj3 290 dtex; zádrž preparáeie na nedlženom vlákně 13,39percenta.

Nedížené vlákno sa dížilo a tvarovalo nadížiacom vzduchotvarovacom stroji „Pneu-tex“ pri podmienkach: dížiaci poměr 3, relaxačný poměr 0,745, rýchlosť dížiacich galiet 1 300 m/min,teploty díženia 123 až 135 °C.

Počet pretrhov sa posudzoval od získané-ho počtu neregulérnych po svojej váhe cieva sa vyjadřoval na 1 tonu vyrobeného vlák-na skladajúce sa z regulérnych a neregulér-nych ciev. Sledovala sa účinnost kombiná-cie stearánov vápenatého 0,08 % hmot. azinočnatého 0,13 % hmot. do polypropylé-nového vlákna za přítomnosti pigmentov

Cromophtal gelb GR 0,0744 % hmot.,Cromophtal scharlach R 0,0156 % hmot.,Nylofil schwarz BLN 0,0186 % hmot. {AJ. V podstatě sa sledovala účinnost vyššieuvedenej kombinácie stearánov do jednéhoz najťažších spracovatelných bledých fareb-ných odtieňov polypropylénového kábliko-vého vlákna.

Počet pretrhov na 1 tonu vláknanedíženého díženého neskaného

Odpadz díženéhoneskanéhovlákna, % 42,5 6 110,90 10 počet přetrhnutých kapilár na 50 m vlákna2,2; počet zákrutov 35 m-1; odchýlka titru +1,78 °/o.

Vlákno bolo zatriedené do prvej kvality.Z tabulky 2 je vidieť, že počet pretrhov na1 tonu a tým aj vytvořený odpad díženéhoneskaného vlákna je omnoho menší při při-daní do polypropylénu kombinácie steará-nov vápenatého 0,08 % hmot. a zinočnatého0,13 % hmot. Přitom pri uvedenom malommnožstve zmesi stearánov sa zvyšuje teku-

Claims (1)

1. 243033 10 tosť taveniny posudzujúc od zvýšenia tavné-ho indexu, čo dovoluje zníženie energetic-kých nákladov. Učinok stearánov má praktický významaj pre požadované zlepšeme vlastností u po-lymérnych systémov so zhoršenou predhistó-riou, ako sú odpady. Vyššie uvedený vyná-lez má aplikačný význam pre zníženie pre-trhavosti a zníženie množstva odpadu pridížení polypropylénových vlákien připrave-ných z běžných surovin, roznych druhov aforiem odpadov ako aj zmesi odpadov sběžnými surovinami. Ďalšie možnosti pre použitie a výhodyvynálezu sú: — zníženie alebo zvýšenie orientácie, síup-ňa kryštalinity a druhotnej teryštalizácienedížených vlákien; — mierne potlačenie zvýšenej kryštalinitypolypropylénu následkom vplyvu, určité-ho obsahu a druhov pigmentov, ktoré robia polymér ťažko zvlákňovatelný, ke-dy vlákno je dost tvrdé, neelastické azvyšujú množstvo odpadov; — regulovanie štruktúry, elasticity, zrážan-livosti a tuhosti dížených vlákien, vráta-ne aj použitých pre plastická kožu hy-gienická; — zvýšenie alebo zníženie termickej stabi-lity alebo degradácie polypropylénu, čomóže mať aplikačný význam při přípravěklasických, ako aj zrážavých vlákien; — možnosť zlepšenia fyzikálnych a antista-tických vlastností, zníženie frikcie a lep-kavosti ku teplým kovovým povrchomvýrobných strojov a zariadení, zabráne-nie zmien farby vlákien; — možnosť zníženia spotřeby energie, pre-parácie, stabilizačného a dispergačnéhosystému; — možnosť vykonat proces díženia pri mak-ších podmienkach; — zníženie defektov a farebnej pruhovitostivlákien. PREDMET Použitie zmesi stearánov zinočnatého avápenatého, ako aditíva do polypropylénupre zníženie pretrhavosti a zníženie množ- Y N Á L EZ U štva odpadu pri dížení polypropylénovýchvlákien. 9)