CS276302B6 - Polypropylene fiber with increased thermoplastics and a method of producing it - Google Patents

Polypropylene fiber with increased thermoplastics and a method of producing it Download PDF

Info

Publication number
CS276302B6
CS276302B6 CS439689A CS439689A CS276302B6 CS 276302 B6 CS276302 B6 CS 276302B6 CS 439689 A CS439689 A CS 439689A CS 439689 A CS439689 A CS 439689A CS 276302 B6 CS276302 B6 CS 276302B6
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
fiber
fibers
melt
diameter
isotactic polypropylene
Prior art date
Application number
CS439689A
Other languages
Czech (cs)
Slovak (sk)
Other versions
CS8904396A2 (en
Inventor
Lubomir Ing Csc Knotek
Peter Ing Csc Michlik
Zoltan Beck
Dusan Ing Vrba
Maria Ing Bernatova
Marta Takacova
Michal Sedlak
Original Assignee
Vyzk Ustav Chem Vlaken
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vyzk Ustav Chem Vlaken filed Critical Vyzk Ustav Chem Vlaken
Priority to CS439689A priority Critical patent/CS276302B6/en
Publication of CS8904396A2 publication Critical patent/CS8904396A2/en
Publication of CS276302B6 publication Critical patent/CS276302B6/en

Links

Landscapes

  • Multicomponent Fibers (AREA)

Abstract

Polypropylénové vlákno so zvýšenou termoplastičnosťou griemeru 16 až 30 jum je vytvořené z aspoň 94 % izotaktického polypropylénu. Technický účinok sa dosahuje tým, že jádro a plášť majú rozdielnu nadmolekulovú štruktúru. Hodnoty priemerného optického dvojlomu vlákna a jeho plášťa sa líšia aspoň o 10 % entalpia topenia vlákna je menej ako 71 J.g~ . Vlákno je vhodné na výrobu termoplasticky spevnovaných netkaných vláknitých útvarov. Spósob výroby hoře uvedeného vlákna tak, že při zvláknovaní pósobi na taveninu inerciálna sila, ktorej velkosť 3.10-' až 5.10~'N je daná súčinom hmotnostného prietoku taveniny a rozdielu rýchlosti taveniny vo výtokovom otvore a po dosiahnutí priemeru 20 až 40 >um, pričom táto sila pósobi do vzdialenosti 50 mm od výtokového otvoru.Vzniknuté ochladené vlákno sa následné dlži na dlžiaci poměr menší ako 1:2,25.Polypropylene fiber with increased thermoplasticity of griemer 16 to 30 jum is made of at least 94% isotactic polypropylene. The technical effect is achieved by the fact that the core and the shell have a different supramolecular structure. The values of the average optical birefringence of the fiber and its sheath differ by at least 10%. The melting enthalpy of the fiber is less than 71 J.g~. The fiber is suitable for the production of thermoplastically reinforced non-woven fibrous structures. The method of producing the above-mentioned fiber such that, during spinning, an inertial force acts on the melt, the size of which is 3.10-' to 5.10~'N is given by the product of the mass flow of the melt and the difference in the speed of the melt in the outlet hole and after reaching a diameter of 20 to 40 µm, while this force acts at a distance of 50 mm from the outlet hole. The resulting cooled fiber is then debt to debt ratio less than 1:2.25.

Description

1 CS 276 302 361 EN 276 302 36

Vynález sa týká polypropylénového vlákna, rieši zvýšenie jeho termoplastičnosti, vý- znantnej vlastnosti pre jeho aplikáciu na teplom spevnované netkané textilie.The present invention relates to a polypropylene fiber, addressing the enhancement of its thermoplastic properties, a significant property for its application to heat-reinforced nonwovens.

Polypropylénové vlákna sú tvořené polymorfným systémom, tj. obsahujú ako kryštalický,tak i amorfný podřel izotaktického polypropylénu. Doteraz známe polypropylénové vlákna po-užívané na výrobu vlnařských či bavlnářských priadzí, mechanicky, či chemicky spevňovanýchnetkaných textiílií sa vyznačujú charakteristickými vlastnosťami akými sú dížková hmot-nost’, resp. hrúbka, pevnost’, ťažnosť, počet oblúčkov na jednotku dížky, povrchová úprava.Pre dosiahnutie týchto vlastností v optimálnych hodnotách sa v procese výroby využívajúpreto postupy zvlákňovania a díženia tak, aby vel’kosť a orientácia kryštalickej časti poly-morfného systému, ktoré zásadné ovplyvňujú pevnost, boli dostatečné, bez ohladu na komplementárny amorfný podiel, ktorý je potom rozmiestnený v prereze vlákna viac menej štatisticky. Pře nové progresivně postupy spevňovania netkaných textilií však tieto vlákna majú ne-výhody. Při spevňovaní netkaných textilií teplom pře vytvorenie adhézneho spoja - vaznéhobodu je potřebná přítomnost' dostatočného množstva adhéziva - amorfného podielu na povrchuvláken. To znamená, ,že kým při spracovateískej teplote pojenia kryštalický podiel vláknazabezpečuje pevnost vlákna, vfibec neovplyvňuje pevnost adhézneho spoja, ktorá je danáamorfným podielom. Naviac, využitelným adhézivom je len část, ktorá je přítomná v povrcho-vej vrstvě vlákna. Známe je riešenie problému zvýšenia termoplastičnostl bikomponentnýmzvláknovaním. Problém adhéziva na povrchu sa rieši tým, že jádro je tvořené poiyméroms vyššou teplotou topenia ako má polymér tvoriaci plášť, alebo sú usporiadané spňsobom"bok po boku". Toto riešenie je známe pod ochranným označením ES Fiber firmy CHISSO Corp.,jap. patent 128666. Známe je tiež dosiahnutie pokroku v riešení problému využitím procesuzvlákňovania zmesí dvoch polymérov s rozdielnou teplotou topenia, ako to uvádza japonskýpatent 147659 pře zmes polyesteru a polyolefínu, alebo jap. patent 686917 pře zmes poly-propylénu a polyetylénu. Nevýhodou všetkých týchto riešení je, že zásadné vyžadujú dvapolyméry, špeciálne strojnotechnologické zariadenia. Dosahovanie nízkých dížkových hmot-ností vláken si vyžaduje úpravu Teologických vlastností taveniny.Polypropylene fibers are made up of a polymorphic system, i.e. they contain both crystalline and amorphous coatings of isotactic polypropylene. The so-called polypropylene fibers used for the manufacture of woolen or cotton yarns, mechanically or chemically reinforced fiber fabrics are characterized by their characteristic properties such as length weight and weight. thickness, strength, ductility, number of curves per unit length, surface treatment. In order to achieve these properties at optimal values, the spinning and spinning processes are used in the manufacturing process so that the magnitude and orientation of the crystalline part of the polymorphic system that substantially affect strength, sufficient, regardless of the complementary amorphous fraction, which is then distributed more or less statistically in the fiber cross-section. However, the novel progressive processes for strengthening nonwovens have these advantages. When the nonwovens are reinforced by heat to form an adhesive bond, the presence of a sufficient amount of adhesive-amorphous portion on the surface of the fibers is required. That is, while the crystalline portion of the fiber provides fiber strength while processing the bonding temperature, it does not affect the strength of the adhesive bond which is the damamorphic portion. In addition, the usable adhesive is only the portion that is present in the fiber surface layer. It is known to solve the problem of increasing the thermoplasticity by bicomponent coating. The problem of adhesive on the surface is solved by the core being formed by a polymer having a higher melting point than the polymer forming the sheath, or arranged in a "side-by-side" manner. This solution is known under the trademark ES Fiber of CHISSO Corp., jap. It is also known to make progress in solving the problem by utilizing the process of fibrillating mixtures of two polymers with different melting points, as disclosed in Japanese Patent 147659 to a mixture of polyester and polyolefin, or jap. No. 686917 to a mixture of poly (propylene) and polyethylene. The disadvantage of all these solutions is that they require two polymers, especially machine technology equipment. Achieving low fiber lengths requires adjustment of the rheological properties of the melt.

Podstatou tohto vynálezu je vlákno tvořené jedným druhom polyméru, a to aspoň 94 %izotaktického polypropylénu, pričom nadmolekulová štruktúra jadra a plášťa tohto vláknaje rozdielna. Rozdiel je možné vyjádřit pomerom hodnot optického dvojlomu plášťa k prie-mernej hodnotě, pričom celkové množstvo adhéziva (ktoré je komplementárně ku kryštalickejčasti) je zaručené tak, že entalpia topenia vlákna nie je vačšia ako 71 j.g-'1', čo předsta-vuje stupeň zakryštalizovania menší ako 53 %. Podstatou spfisobu výroby takéhoto vlákna jeriešenie technologických podmienok prieťahu vlákna pod hubicou tak, že v závislosti odhmotného prietoku taveniny inerciálna sila posobiaca na taveninu počas jej prieťahu navlákno je nižšia ako 5,5.10"7N. Přitom táto sila pfisobí na dráhe vlákna maximálně dovzdialenosti 50 mm, pričom priemer vlákna dosiahnutý v tejto vzdialenosti od hubice jeod 20 do 40 /im. Aby výsledná nadmolekulová štruktúra vlákna bola radiálně diferencovaná,i po dížení, dížiaci poměr následného kontinuálneho díženia nemá byť váčší ako 1:2,25,nakolko pri vyšších dížiacich pomeroch sú vytvořené podmienky pre rast kryštalitov v sme-re kolmom na os vlákna, čo potvrdzuje změna dichroizmu vláken dížených na vyšší dížiacipoměr. Výhody dosiahnuté riešením sú v prvom radě v tom, že inerciálna sila, teda silapotřebná na zrýchlenie taveniny počas prieťahu je oproti doterajším technológiám řádové nižšia. Při sposobe podl’a vynálezu pri odťahovacej rýchlosti 0,91 m.s”·1 a hmotnostnom -7 -1 -7 prietoku 5,5.10 kg s je inerciálna sila celková 4,8.10 N. Pri doterajšich technolo-giách pri odťahovacej rýchlosti 9,6 m.s"'1' a hmotnostnom prietoku 1,67.10"^ kg.s-1 celko-vá inerciálna sila potřebná na zrýchlenie taveniny na konečný priemer vlákna l,6.10”^N.Výhodou sú i nižšie odťahovácie rýchlosti. Ďalšou výhodou je, že množstvo tepla, ktoré jepotřebné odniesť z jedného polymérneho prúdu taveniny počas tvorby vlákna je oproti dote-rajším technológiám zhruba 50 krát nižšie. Výhodou je i relativné krátká dráha pre dosia-hnutie konečnej hrůbky vlákna. Tieto faktory spolu s radiálnym gradientom teploty vo vlák-ně sposobujú rozdielnosť nadmolekulovej štruktúry jadra a plášťa vlákna. Konečnou výhodouvýrobku je potom zvýšená termoplastičnosť, ktorá sa prejavuje pri tepelnom spevňovaníSUMMARY OF THE INVENTION The subject of the present invention is a fiber of one kind of polymer, at least 94% isotactic polypropylene, wherein the super-molecular structure of the core and the sheath of the fiber is different. The difference can be expressed by the ratio of the optical birefringence of the jacket to the average value, whereby the total amount of adhesive (which is complementary to the crystalline part) is guaranteed so that the filament enthalpy is not greater than 71 µg, which is a degree of crystallization less than 53%. The essence of the method of producing such a fiber is to solve the technological conditions of the filament under the spout so that, depending on the tangential melt flow, the inertial force melt during its ducting is less than 5.5.10 "7N. wherein the diameter of the filament reached at this distance from the nozzle is from 20 to 40 µm. In order for the resulting super-molecular structure of the filament to be radially differentiated, even after cutting, the splitting ratio of the subsequent continuous filament should not be greater than 1: 2.25, since the conditions for the growth of crystallites in the vertical perpendicular to the fiber axis, which is confirmed by the change in the dichroism of the fibers cut to a higher diameter, the advantages achieved by the solution are in the first row that the inertial force, i.e. the force required to accelerate the melt during drafting, is higher than prior art. According to the invention, at a withdrawal rate of 0.91 ms -1 and a mass -7-1 -7 flow rate of 5.5.10 kg s, the inertial force is a total of 4.8.10 N. With the prior art at the withdrawal rate 9.6 ms " 1 " and a mass flow rate of 1.67 * 10 < 4 > kg.s-1 total inertial force required to accelerate the melt to a filament end diameter of 1.6.10 < - > N. Another advantage is that the amount of heat that is required to be removed from one polymer melt stream during fiber formation is about 50 times lower compared to conventional technologies. The advantage is also a relatively short path for reaching the final ridge of the fiber. These factors, together with the radial temperature gradient in the fiber, cause a difference in the super-molecular structure of the core and the fiber sheath. The final advantage of the product is then the increased thermoplasticity that is manifested in the thermal consolidation

Claims (3)

ý CS 276 302 B6 2 vláknitých útvarov. Zvýšená termoplastičnosť vlákna podlá vynálezu umožňuje vysoké rýchlosti kalandrov spevňujúcich vláknitý útvar při dosahovaní dostatočných pevností týchto útva-rov. Příklad 1 Tavenina obsahujúca 94,7 % izotaktického polypropylénu sa zvlákňovala pri teplote190 °C. Hmotnostný prietok taveniny cez 50 400 otvorovú hubicu s prieraerom otvorov 0,4 mm bol 2.10”5 kg.s-·'·. Prúdom vzduchu ochladené vlákna mali vo vzdialenosti 45 mra rýchlosť -1 -7 0,9 m.s a priemer 32 pm pri pósobení inerciálnej celkovej sily 3,5.10 N. Ochladené vlákno sa vydížilo na dlžiaci poměr 1:2,15, čím sa dosiahla hrubka vlákna 20,7 Aim, optic-ký dvojlom priemerný 29,5.10-^, optický dvojlom plášťa 35,6.10”^. Metodou OSO bola stano-vená entalpia topenia vlákna 69,8 3.g-1. Vlákna boli spracované na netkaný vláknitý útvar,ktorý mál pri plošnej hmotnosti 20 g.m-^ pevnost v tahu 34 N (ČSN 80 0812). Příklad 2 Tavenina obsahujúca 95,4 % izotaktického polypropylénu sa zvlákňovala pri teplote200 °C. Hmotnostný prietok taveniny cez jeden otvor hubice priemeru 0,4 mm bol 5,5.10 ?kg.s”^. Prúdom vzduchu ochladzované vlákna mali vo vzdialenosti 45 mm rýchlosť 0,9 m.sa priemer 39 jum, při pósobení inerciálnej sily 4,83.10-7N. Ochladené vlákno sa vydížilonásledné pri dížiacom pomere 1:2,0, čím sa dosiahla hrúbka vlákna 26,5 /im, optický dvoj-lom priemerný 30,8.10"^ optický dvojlom plášťa 35,3.10_\ Metodou DSC bola stanovená entalpia topenia vlákna 68,2 3.g~\ Vlákna boli spracované na netkaný vláknitý útvar, ktorýmal pri plošnej hmotnosti 24 g.m pevnost v tahu 38 N. Příklad 3 Pre porovnanie k príkladom 1 a 2 sa zvlákňovala tavenina obsahujúca 95,1 % izotaktic-kého polypropylénu pri teplote 280 °C. Hmotnostný prietok taveniny cez otvor hubice prie-meru 1,0 mm bol 7,3.10”^ kg.s"^ a rýchlosť taveniny vo výtokovom otvore 0,01305 m.s-^.Prúdom vzduchu ochladzované vlákna boli odtahované odfahovacím galetovým zariadením rých-losfou 10 m.s-'*', ktoré zároveň vyvodilo inerciálnu silu 7,29.10-^. Ochladené vlákna sapo odstát! dlžili na dížiaci poměr 1:3,5. Získali .sa vlákna o hrúbke 20 pm, ktoré v po-rovnaní s príkladmi 1 a 2 mali podstatné vyššiu pevnosť - až 4,1 cN/dtex. Vyššia pevnost vláken sa však neprejavila vo vyššej pevnosti kalandrovaných netkaných textilií, naopak_2 dosiahla sa pevnosť v tahu 29 N pri plošnej hmotnosti 23 g.m . Nižšia termoplastičnosťtýchto vláken je daná jednak nižším obsahom nekryštalickej fázy, Čo,vyjadřuje entalpiatopenia vlákna 81 O-gl a jednak nadmolekulovou štruktúrou vlákna, čo vyjadřuje priemer-ný optický dvojlom vlákna 31,2.10”^ a plášťa 32,1.10”^. V porovnaní s týmito vláknami má-jů vlákna uvedené v príkladoch 1 a 2 zvýšenu termoplastičnosť. PATENTOVÉ NÁROKYCS 276 302 B6 2 fiber formations. The increased thermoplasticity of the fiber according to the invention allows high speeds of the calenders strengthening the fibrous structure in achieving sufficient strengths of these formations. Example 1 A melt containing 94.7% isotactic polypropylene was spun at 190 ° C. The melt flow rate through a 50,400 hole nozzle with a 0.4 mm hole diameter was 2.10 "5 kg.s-" ·. The stream of air-cooled fibers had a speed of -1-7 0.9 msec at a distance of 45 m and a diameter of 32 µm, causing an inertial total force of 3.5.10 N. The cooled fiber was driven to a drawing ratio of 1: 2.15 to obtain a fiber thickness 20.7 Aim, optical 29.5.times.10@5, optical double coat of 35.6 .mu.l. The OSO method determined the fusion enthalpy of 69.8 [mu] g-1. The fibers were processed into a non-woven fibrous structure which had a tensile strength of 34 N at a basis weight of 20 g (ČSN 80 0812). Example 2 A melt containing 95.4% isotactic polypropylene was spun at 200 ° C. The melt mass flow through one nozzle aperture of 0.4 mm was 5.5.10? Kg.s? The flow of air-cooled fibers had a velocity of 0.9 m at a distance of 45 mm and an average of 39 µm, with an inertial force of 4.83.10 -7N. The cooled fiber was cut successively at a ratio of 1: 2.0, giving a fiber thickness of 26.5 µm, an optical twin diameter of 30.8.10 ° C optical double bead 35.3.10. Fibers were processed into a nonwoven fibrous formation, with a tensile strength of 38 N at a weight of 24 gm. Example 3 For comparison to Examples 1 and 2, a melt containing 95.1% isotactic polypropylene was spun at a temperature of 280 [deg.] C. The melt flow rate through the 1.0 mm diameter nozzle orifice was 7.3.10 &lt; 3 &gt; kg.s &lt; 2 &gt;, and the melt velocity in the outlet port was 0.01305 ms -1. 10 ms - '*' velocity, which also yielded an inertial force of 7.29.10- ^. Cooled fibers sapo stand! owed a split ratio of 1: 3.5. 20 µm thick fibers were obtained which, in comparison with Examples 1 and 2, had a significantly higher strength of up to 4.1 cN / dtex. However, the higher fiber strength did not appear in the higher strength of the calendered nonwoven fabrics, while the tensile strength of 29 N at a basis weight of 23 g.m was achieved. The lower thermoplastics of these fibers are due both to the lower content of the non-crystalline phase, Co, expresses the enthalpyatopenia of the fiber 81 O-gl and to the super-molecular structure of the fiber, which represents the average optical birefringence of the fiber 31.2.10 ”and the jacket 32.1.10”. Compared to these fibers, the fibers mentioned in Examples 1 and 2 have increased thermoplasticity. PATENT CLAIMS 1. Polypropylénové vlákno so zvýšenou termoplastičnosťou priemeru 16 až 30 zim vytvořenéz aspoň 94 % izotaktického polypropylénu, vyznačené tým, že má rozdielnu nadmolekulo-vú strukturu jadra a plášťa, pričom rozdiel medzi hodnotou optického dvojlomu plášťa a hodnotou priemerného optického dvojlomu vlákna je aspoň 10 % a tým, že entalpia tope-nia kryštalickej fázy vlákna je menšia ako 71 3.g~\A polypropylene fiber having an increased thermoplastic diameter of 16 to 30 winters formed by at least 94% isotactic polypropylene, characterized in that it has a different superstructure molecular structure of the core and shell, wherein the difference between the optical birefringence value and the average optical birefringence of the fiber is at least 10% and in that the enthalpy of the heating of the crystalline phase of the fiber is less than 71g / g. 2. Spósob výroby polypropylénového vlákna podlá bodu 1, vyznačený tým, že sa zvlákňuje ta-venina izotaktického polypropylénu cez výtokový otvor hubice priemeru 0,4 až 0,6 mm pri hmotnostnora prietoku m v kg.s“·^ a rýchlosti v v m.s~\ pričom vo vzdialenosti0 -1 najviac 50 mm od zvláknovacej hubice dosiahne vznikájúce vlákno rýchlosť v·^ v m.s i2. A method for producing a polypropylene fiber according to claim 1, characterized in that the material of the isotactic polypropylene is spun through a nozzle outlet opening of 0.4 to 0.6 mm diameter at a mass flow rate mv in kg.sup. wherein at a distance of -1 at a maximum of 50 mm from the spinneret, the resultant fiber reaches the velocity in ms i 3 CS 276 302 B6 a hrubku 20 až 40 /jm, přitom hmotnostný prietok m a odfahovacia rýchlosť sa volív rozmedzí podlá vzfahu 3.10-7 N ihCVj^ - vfl) < 5.10'7 N a tým, že takto připravené vlákno sa díži na dížiaci poměr menší ako 1:2,25.With a weight of 20 to 40 µm, the mass flow rate and the withdrawal rate are in the range of 3.10-7 N µCi / µl / vfl), and in that the fiber thus prepared is proportional to the cutting ratio less than 1: 2.25.
CS439689A 1989-07-19 1989-07-19 Polypropylene fiber with increased thermoplastics and a method of producing it CS276302B6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS439689A CS276302B6 (en) 1989-07-19 1989-07-19 Polypropylene fiber with increased thermoplastics and a method of producing it

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS439689A CS276302B6 (en) 1989-07-19 1989-07-19 Polypropylene fiber with increased thermoplastics and a method of producing it

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS8904396A2 CS8904396A2 (en) 1991-04-11
CS276302B6 true CS276302B6 (en) 1992-05-13

Family

ID=5386612

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS439689A CS276302B6 (en) 1989-07-19 1989-07-19 Polypropylene fiber with increased thermoplastics and a method of producing it

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS276302B6 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS8904396A2 (en) 1991-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4634739A (en) Blend of polyethylene and polypropylene
US8465611B2 (en) Area bonded nonwoven fabric from single polymer system
US4632861A (en) Blend of polyethylene and polypropylene
US5993943A (en) Oriented melt-blown fibers, processes for making such fibers and webs made from such fibers
US3900549A (en) Method of spinning composite filaments
US4988560A (en) Oriented melt-blown fibers, processes for making such fibers, and webs made from such fibers
KR0164585B1 (en) Maleic anhydride-grafted polyolefin fibers, methods for preparing the same, and fabrics comprising the same
EP0527489B1 (en) Polyethylene terephthalate-based meltblown nonwoven fabric and process for producing the same
US4732809A (en) Bicomponent fiber and nonwovens made therefrom
US4552603A (en) Method for making bicomponent fibers
CA1175219A (en) Bicomponent fiber and nonwovens made therefrom
US5141699A (en) Process for making oriented melt-blown microfibers
EP0325116A2 (en) Process for the preparation of ultra-fine polymer fibres
US5431986A (en) Spunbonded nonwoven nylon fabrics
US3048467A (en) Textile fibers of polyolefins
CS276302B6 (en) Polypropylene fiber with increased thermoplastics and a method of producing it
JPH01111016A (en) Polyethylene composite fiber and production thereof
WO1992018677A1 (en) Oriented melt-blown fibers, processes for making such fibers, and webs made from such fibers
CA1042167A (en) Nonwoven mats of thermoplastic blends by melt blowing
JP2788140B2 (en) Method for producing polypropylene-based composite short fiber and nonwoven fabric
JPH01132830A (en) Conjugate fiber and production method thereof
Roos Process for Producing Yarns by Melt-Spinning Polyethylene Terephthalate
KR20040011208A (en) Thermally bondable polyethylene/polypropylene composite fiber with high interfacial adhesive strength
JPH07197324A (en) Method for producing polyethylene terephthalate / polyethylene composite long fiber