CZ2024115A3 - Způsob výroby netkané textilie - Google Patents

Abstract

Způsob výroby netkané textilie, zahrnující kroky A) samostatné roztavení i. první složky obsahující nosnou polyesterovou kompozici, která obsahujepolyethylentereftalát, a ii. druhé složky obsahující - pojící polyesterovou kompozici s bodem tání nižším než nosná polyesterová kompozice a - alespoň jednu doplňkovou polyesterovou kompozici, která obsahuje recyklovaný polyethylentereftalát, přičemž pojící polyesterová kompozice obsahuje kopolymer polyethylentereftalátu, a B) přivedení roztavených polymerních materiálů ke kapilárám zvlákňovací hlavy a vytlačování roztavených polymerních materiálů skrz kapiláry, C) vytváření multikomponentních nekonečných filamentů z roztavených polymerních materiálů vystupujících z kapilár, i. přičemž druhá složka prochází v podélném směru filamentů a tvoří alespoň část povrchu filamentů, a D) chlazení vytvořených filamentů tekoucím médiem s teplotou v rozmezí 10 až 90 °C a dloužení vláken s dloužícím koeficientem v rozmezí 200 až 1300 pro dosažení semistabilního krystalického stavu alespoň druhé složky, a E) náhodné pokládání filamentů na formovací pás pro vytvoření rouna, a F) tepelné pojení rouna.

Description

Způsob výroby netkané textilie

Oblast techniky

Tento představený popis se obecně týká netkaných textilií vyrobených s přídavkem doplňkové kompozice, která může zahrnovat recyklovaný polymemí materiál, a konkrétněji spunbondových netkaných textilií vyrobených s přídavkem doplňkové kompozice, která může zahrnovat recyklovaný polyester, a způsobů jejich výroby.

Dosavadní stav techniky

V oboru je dobře známo použití aromatických polyesterů pro tvorbu vláken. Typicky se pro výrobu vláken nebo alespoň jedné složky vláken často používá polyethylentereftalát (PET). Složka PET se často kombinuje s tzv. pojící složkou s nižší teplotou pojení, obvykle typem kopolymeru PET (coPET). V průmyslu jsou známy kombinace PET a coPET pro výrobu vláken. Rozdíl mezi polyethylentereftalátem (PET) a kopolymerem polyethylentereftalátu (coPET) spočívá v jejich chemické struktuře a vlastnostech. PET je semikrystalický polymer s vysokým bodem tání, dobrou mechanickou pevností a výbornou chemickou odolností. Na druhou stranu, coPET je převážně amorfní nebo málo krystalický polymer s nižší teplotou tání a o něco nižší mechanickou pevností. Oba polymery lze získat z petrochemického průmyslu. Na bio základu postavené PET a coPET, odvozené z obnovitelných zdrojů, jako je kukuřičný škrob nebo cukrová třtina, byly vyvinuty pro snížení environmentálního dopadu spojeného s PET a coPET na bázi ropy (například patent EP2016186906 podaný společností Nestlé).

Typicky se coPET používá jako pojící složka, a to buď jako složka vlákna, nebo ve směsi, nebo v jiné formě (například v případě směsi vláken může tvořit určité procento směsi vláken).

Vlastnosti netkané textilie nebo netkané vrstvy na bázi PET/coPET mohou být ovlivněny použitím aditiv. Mohou být přidána například nukleačního činidla pro krystalizaci, matovacího činidla, pigment, antimykotické látky, antibakteriální látky, retardér hoření, hydrofilního činidla, oxidy kovů, alifatické bisamidy a/nebo alternativně alifatický monoamid nebo podobně. Mezi nimi oxidy kovů, jako je oxid titaničitý, zlepšují zvlákňování snížením povrchového tření vláken a zabráněním jejich fúzi, a také zvyšují tepelnou vodivost během tavného pojení netkané textilie pomocí horkých válců. To má za následek zlepšení tepelné pojivosti vazby netkané textilie. Alifatické bisamidy, jako je ethylenbissteramid a/nebo alkylsubstituované alifatické monoamidy, navíc zlepšují schopnost netkané textilie uvolnit se od horkého válce a zlepšují následný pohyb textilie (viz například dokument WO2021132411AI podaný v roce 2019 společností Toray Industries).

Ve výrobě netkaných výrobků existují globální požadavky trhu související s ochranou životního prostředí, včetně požadavků na udržitelné postupy, recyklaci a regulační omezení (např. na Jednorázové plasty“). Aby bylo možné tyto požadavky splnit, je třeba vyrábět netkané výrobky s vyšším podílem recyklovaných materiálů.

Recyklace PET je v oboru známa a používána, zejména v oblasti výroby netkaných textilií mykáním. Polyestery, jako je PET, jsou obecně známé coby recyklovatelné polymery. Opětovné použití typicky „PET vloček“ (flakes) je popsáno pro mono a/nebo bikomponentní vlákna. Odborník v daném oboru si však je vědom, že jakékoli opětovné zpracování nebo regranulace polymerů může vést k degradaci nebo nežádoucím nečistotám, které ve většině případů negativně ovlivní vlastnosti materiálu a výrobku (např. textilie) vyrobeného z reprocesovaného nebo regranulovaného polymemího granulátu.

- 1 CZ 2024- 115 A3

Podstata vynálezu

Nedostatky dosavadního stavu techniky jsou do značné míry odstraněny způsobem výroby netkané textilie, zahrnujícím kroky:

A) samostatné roztavení

i. první složky obsahující nosnou polyesterovou kompozici, a ii. druhé složky obsahující

- pojící polyesterovou kompozici s bodem tání nižším než nosná polyesterová kompozice a

- alespoň jednu doplňkovou polyesterovou kompozici, přičemž pojící polyesterová kompozice obsahuje alespoň jeden pojící polyester, a

B) přivedení roztavených polymemích materiálů ke kapilárám zvlákňovací hlavy a vytlačování roztavených polymemích materiálů skrz kapiláry,

C) vytváření multikomponentních nekonečných filamentů z roztavených polymemích materiálů vystupujících z kapilár,

i. přičemž dmhá složka prochází v podélném směru filamentů a tvoří alespoň část povrchu filamentů, a

D) chlazení vytvořených filamentů tekoucím médiem s teplotou v rozmezí 10 až 90 °C a dloužení vláken s dloužícím koeficientem v rozmezí 200 - 1300 pro dosažení semistabilního krystalického stavu alespoň druhé složky, a

E) náhodné pokládání filamentů na formovací pás pro vytvoření rouna, a

F) tepelné pojení rouna.

Přednostně druhá složka obsahuje alespoň 1 hmotnostní % doplňkové polyesterové kompozice, přednostně alespoň 2,5 hmotnostního % doplňkové polyesterové kompozice, s výhodou alespoň 4 hmotnostní % doplňkové polyesterové kompozice, ještě přednostněji alespoň 5 hmotnostních % doplňkové polyesterové kompozice.

Také přednostně dmhá složka obsahuje až 90 hmotnostních % doplňkové polyesterové kompozice, přednostně nejvýše 85 hmotnostních %, ještě přednostněji nejvýše 75 hmotnostních %, nejlépe nejvýše 50 hmotnostních %.

Výhodně nosná polyesterová kompozice obsahuje jeden nebo více nosných polyesterů.

Výhodně je nosný polyester semikrystalický polymer.

Podle jednoho z přednostních provedení je nosný polyester polyethylentereftalát.

Přednostně je nosný polyester polyester s krystalizační entalpií při prvním ochlazení alespoň 2 J/g, přednostně alespoň 4 J/g, s výhodou alespoň 6 J/g, nejlépe alespoň 10 J/g.

Také přednostně má nosný polyester plnou šířku v polovině maxima krystalizačního píku při prvním ochlazení alespoň 12 °C.

Výhodně má nosný polyester plnou šířku v polovině maxima krystalizačního píku při prvním ochlazení nejvýše 50 °C.

-2CZ 2024- 115 A3

Přednostně má nosný polyester nebo nosná polyesterová kompozice teplo tání alespoň 35 J/g.

Výhodně nosná polyesterová kompozice ve vláknité složce vykazuje komplexní smykovou viskozitu v rozsahu 250 až 500 Pa.s při amplitudě smykové deformace 5 % při úhlové frekvenci 1 rad.s¹ při teplotě 270 °C definované do 5 minut po zahájení experimentu v ochranné atmosféře dusíku.

Přednostně pojící polyesterová kompozice obsahuje jeden nebo více pojících polyesterů.

Ještě výhodněji je pojící polyester kopolymerem polyethylentereftalátu.

Výhodně je pojící polyester polyester s krystalizační entalpií při prvním ochlazení nejvýše 10 J/g, přednostně nejvýše 8 J/g, s výhodou nejvýše 5 J/g, nejvýhodněji nejvýše 2 J/g.

Přednostně pojící polyester nebo pojící polyesterová kompozice má teplo tání nejvýše 35 J/g.

Přednostně pojící polyesterová kompozice vláknité složky vykazuje komplexní smykovou viskozitu v rozsahu 40 až 150 Pa.s při teplotě 270 °C při amplitudě smykové deformace 5 % při úhlové frekvenci 1 rad.s¹ při teplotě 270 °C definované do 5 minut po zahájení experimentu v ochranné atmosféře dusíku.

Přednostně doplňková polyesterová kompozice obsahuje jeden nebo více nosných polyesterů.

Výhodně má doplňková polyesterová kompozice krystalizační entalpií při prvním ochlazení alespoň 2 J/g, přednostně alespoň 4 J/g, s výhodou alespoň 6 J/g, nejvýhodněji alespoň 10 J/g.

Také výhodně má doplňková polyesterová kompozice plnou šířku v polovině maxima krystalizačního píku při prvním ochlazení nejvýše 12 °C.

Také výhodně má doplňková polyesterová kompozice teplo tání alespoň 35 J/g.

Přednostně doplňková polyesterová kompozice složky vláken vykazuje komplexní smykovou viskozitu v rozsahu 150 až 250 Pa.s při amplitudě deformace smyku 5 % při úhlové frekvenci 1 rad.s¹ při teplotě 270 °C definované do 5 minut po zahájení experimentu v dusíkové atmosféře.

Přednostně je doplňková polyesterová kompozice pro krok A) poskytována ve formě vláken a/nebo netkané textilie v podstatě tvořené kompozicí PET/coPET.

Výhodně doplňková polyesterová kompozice obsahuje recyklovanou nosnou polyesterovou kompozici a recyklovanou pojící polyesterovou kompozici.

Výhodně doplňková polyesterová kompozice obsahuje alespoň 20 hmotnostních % recyklované nosné polyesterové kompozice, přednostně alespoň 30 % recyklované nosné polyesterové kompozice, s výhodou alespoň 40 % recyklované nosné polyesterové kompozice, nejlépe alespoň 50 % recyklované nosné polyesterové kompozice.

Přednostně doplňková polyesterová kompozice obsahuje alespoň 5 hmotnostních % recyklovaného pojícího polyesteru, přednostně alespoň 10 hmotnostních % recyklovaného pojícího polyesteru, s výhodou alespoň 15 % recyklovaného pojícího polyesteru, nejlépe alespoň 20 % recyklovaného pojícího polyesteru.

Výhodně doplňková polyesterová kompozice obsahuje recyklovanou nosnou polyesterovou kompozici, recyklovanou pojící polyesterovou kompozici a recyklovanou doplňkovou polyesterovou kompozici.

- 3 CZ 2024- 115 A3

Výhodně doplňková polyesterová kompozice obsahuje alespoň 20 hmotnostních % recyklovaného PET, přednostně alespoň 30 hmotnostních % recyklovaného PET, s výhodou alespoň 40 hmotnostních % recyklovaného PET, nejlépe alespoň 50 hmotnostních % recyklovaného PET.

Přednostně doplňková polyesterová kompozice obsahuje alespoň 5 hmotnostních % recyklovaného coPET, přednostně alespoň 10 hmotnostních % recyklovaného coPET, s výhodou alespoň 15 % recyklovaného coPET, nejlépe alespoň 20 % recyklovaného coPET.

Pojící polyesterová kompozice má přednostně nižší teplotu tání než nosná polyesterová kompozice o alespoň 5 °C, přednostně alespoň 10 °C, s výhodou alespoň 15 °C, více výhodně alespoň 20 °C.

Přednostně je teplota tání doplňkové polyesterové kompozice nižší než teplota tání pojící polyesterové kompozice maximálně o 10 °C.

Teplota tání doplňkové polyesterové kompozice je přednostně vyšší než teplota tání pojící polyesterové kompozice, přičemž rozdíl je maximálně 50 °C, přednostně maximálně 30 °C, s výhodou maximálně 20 °C, nejlépe maximálně 10 °C.

Rozdíl entalpie krystalizace při prvním ochlazení doplňkové polyesterové kompozice a alespoň jednoho pojícího polyesteru přítomného v pojící polyesterové kompozici je přednostně alespoň 10 J/g, přednostně alespoň 20 J/g, s výhodou alespoň 30 J/g.

Výhodně je rozdíl plné šířky v polovině maxima krystalizačního píku při prvním ochlazení mezi nosnou polyesterovou kompozicí a doplňkovou polyesterovou kompozicí alespoň 2 °C, přednostně alespoň 3 °C, s výhodou alespoň 5 °C.

Také výhodně je rozdíl tepla tání nosné polyesterové kompozice a tepla tání pojícího polyesteru alespoň 5 J/g, přednostně 7 J/g, s výhodou 10 J/g.

Výhodně tvoří druhá složka alespoň 10 % hmotnosti vláken, s výhodou alespoň 15 % hmotnosti vláken, přednostně alespoň 20 % hmotnosti vláken a/nebo druhá složka tvoří nejvýše 60 % hmotnosti vláken.

Přednostně tvoří první složka nejvýše 90 % hmotnosti vláken, přednostně nejvýše 80 % hmotnosti vláken, s výhodou nejvýše 70 % hmotnosti vláken.

Výhodně jsou v krocích B) až D) vyráběna vlákna s koncentrickým průřezem jádro-plášť nebo excentrickým průřezem jádro-plášť nebo s průřezem strana-strana.

Přednostně obsahuje první složka doplňkovou polyesterovou kompozici v množství alespoň 2,5 % hmotnosti první složky, přednostně alespoň 5 %, s výhodou alespoň 7,5 %, více výhodně alespoň 10 % hmotnosti první složky; a/nebo první složka obsahuje doplňkovou polyesterovou kompozici v množství maximálně 90 % hmotnosti první složky, přednostně maximálně85 %, s výhodou maximálně 75 %, více výhodně maximálně50 % hmotnosti první složky.

S velkou výhodou je procentuální hmotnostní koncentrace doplňkové polyesterové kompozice stejná nebo nižší v první složce než v druhé složce.

V některých případech je výhodné, pokud se v kroku F) tepelné pojení rouna provádí pojením průchodem vzduchu.

V jiných případech je výhodné, pokud se v kroku F) provádí tepelné pojení párem ohřátých válců, více výhodně ohřátým párem hladkého a embosovaného válce.

-4CZ 2024- 115 A3

Nevýhody stavu techniky jsou do značné míry eliminovány také netkanou textilií vyrobenou podle výše popsaného způsobu.

Definice

Pojmy „vlákna“ a „filamenty“ se vtéto přihlášce používají zaměnitelně, pokud není uvedeno jinak (například „nekonečné filamenty“ (znamenající souvislé filamenty) na rozdíl od „staplových vláken“ (znamenající krátká vlákna)).

„Průměr vlákna“ je vyjádřen v mikronech (mikrometrech). Lze použít například optický nebo elektronový mikroskop (v závislosti na průměru měřených vláken). Pro výpočet průměrné hodnoty bylo změřeno alespoň 50 jednotlivých vláken. Pojmy „počet gramů filamentu na 9000 m“ (také denier nebo den) nebo „počet gramů filamentu na 10 000 m“ (dTex) se používají k vyjádření stupně jemnosti nebo hrubosti filamentu, jak souvisí s průměrem filamentu (předpokládá se kruhový průřez filamentu) vynásobeným hustotou použitého materiálu nebo materiálů. Termín „monokomponentní“ se vztahuje na filament tvořený jediným polymerem nebo jedinou směsí polymerů, čímž se odlišuje od bikomponentního filamentu nebo multikomponentního filamentu.

Pro účely tohoto popisu je termín „recyklovaný“ nebo „r“ v souvislosti s názvem polymeru například „recyklovaný PET“ nebo „rPET“ - míněn jako polymer, který byl dříve použit při výrobě jiných produktů, jako jsou například vlákna, netkané textilie, filamenty, fólie, pevné plastové výrobky a vstřikováním nebo litím tvarované součásti, a je připraven k dalšímu použití ve výrobě, ať už přímo do dávkovači jednotky (např. extrudéru) nebo přeměněn zpět na pelety nebo jinou vhodnou formu pro následnou výrobu filamentu nebo spunmeltu netkané textilie. Recyklovaný polyester vhodný k použití, jak je zde popsáno, obecně splňuje standardní požadavky na panenský polymer pro vlákna nebo spunmelt netkanou textilii (např. stálost barvy, velikost pelet (pokud se použije), index tečení taveniny, tepelná stabilita nebo jiné požadavky) stanovené společnostmi vyrábějícími filamenty nebo spunmelt netkané textilie pro výrobní linky. Recyklované materiály se obvykle vyrábějí ze dvou různých odpadních toků. Recyklované materiály z průmyslu (PIR), jinak považované za odpadní tok před spotřebou, jsou v podstatě odpady vznikající z původního výrobního procesu, které se následně používají k recyklaci. Recyklované materiály po spotřebě (PCR) se vztahují na vše, co spotřebitel hodí do recyklačního koše. PCRmá obecně vyšší úroveň kontaminace a variability v důsledku dalšího životního cyklu výrobku u spotřebitele a vystavení materiálů nekontrolovatelným podmínkám po výrobním procesu.

Výrazy „krystalický“ nebo „semikrystalický“ lze používat zaměnitelně. Oba se vztahují ke krystalinitě polymerů a vyjadřují skutečnost, že termoplastické polymery tvořící krystaly nejsou nikdy plně krystalizované. Pro účely výpočtů lze odhadnout hodnoty pro 100% krystalinitu, ale ve skutečnosti termoplastické polymery vždy obsahují určitý amorfní podíl.

Výraz „teplota tání“ se zde používá pro všechny typy polymerů a jejich směsi a má být chápán následujícím způsobem:

a. U semikrvstalických polymerů teplota tání Tm představuje maximum píku tání při měření DSC.

b. U amorfních polymerů je známo, že teplota tání neexistuje. Pevný polymer v tuhém stavu při zahřátí prochází teplotou skelného přechodu a přechází do měkkého pevného stavu, kde materiál postupně měkne a se snižující se viskozitou začne pomalu téct bez jasně viditelného přechodu. Pro účely této aplikace se rozumí teplota tání jako technologická zpracovatelská teplota. V případě pochybností se použije teplota skelného přechodu + 50 °C.

c. U polyesterových kompozic se rozumí teplota tání jako teplota tání polyesterové části s nejnižší teplotou tání. Aby se předešlo nejasnostem s malým množstvím aditiv, při vyhodnocování spektra DSC se všechny vrcholy píku tání (Hm) posuzují společně. Žádný vrchol s teplem tání

- 5 CZ 2024- 115 A3 nižším než 10 % vypočteného celkového tepla tání se nebude brát v úvahu při hodnocení teploty tání. Pokud je v kompozici přítomen amorfní polyester v množství menším než 30 %, jeho teplota tání (viz předchozí odstavec) se nebude brát v úvahu.

Výraz „multikomponentní“ označuje vlákno nebo filament, jehož průřez zahrnuje více než jednu samostatnou částečnou složku, přičemž každá z těchto nezávislých složek v průřezu sestává z jiné polymemí sloučeniny nebo jiné směsi polymemích sloučenin. Výraz „multikomponentní“ je tedy nadřazeným výrazem, který zahrnuje, ale není omezen na „bikomponentní“. Různé složky multikomponentních filamentů jsou uspořádány v podstatě v jasně definovaných oblastech rozmístěných podél průřezu filamentů a nepřetržitě se táhnou po délce filamentů. Multikomponentní filament může mít průřez rozdělený do několika částečných oblastí sestávajících z různých složek volitelných tvarů nebo uspořádání. Například částečné složky průřezu mohou být uspořádány v koaxiálním uspořádání ve formě jádra a pláště, radiálním nebo takzvaném uspořádání ostrovů v moři atd. Výrazy „dvoukomponentní“ a „bikomponentní“ používané k popisu filamentů se v tomto dokumentu používají zaměnitelně. Design používaný k výrobě multikomponentních filamentů má rozhodující dopad na výsledný podélný tvar filamentů, například jeho náchylnost k obloučkování. Dobrým způsobem, jak rozpoznat design multikomponentního filamentů, je prohlédnout a vyhodnotit jeho průřez, který zviditelňuje polohu různých složek filamentů. Ve většině případů jsou různé komponenty vyrobeny z různých polymemích formulací, které jsou vybírány a charakterizovány např. různými teplotami tání a/nebo různými smršťovacími vlastnostmi po zvlákňování, kalení, tažení a konečném zpevnění vlákna. Typicky rotačně symetrická poloha složek filamentů v jeho průřezu (např. soustředné jádro/plášť) povede k neobloučkovaným filamentům, zatímco asymetrická poloha složek filamentů (např. vedle sebe nebo excentrické jádro/plášť) povede k diferenciální, potenciální obloučkovací síle pro dosažení buď samoobloučkovacích nebo tepelně aktivovaných obloučkovacích filamentů. Pro zjednodušení jazyka v této přihlášce používáme výrazy „obloučkující průřez“ a „neobloučkující průřez“ namísto „filamentů majících průřez, který podporuje obloučkování“ a „filamentů majících průřez, který nepodporuje obloučkování“. Výraz „obloučkující průřez“ se zde vztahuje na multikomponentní vlákna, kde jsou složky s různými smršťovacími vlastnostmi uspořádány v průřezu tak, že se tyto filamenty buď samy zobloučkují během dloužení a tuhnutí filamentů, nebo při zahřátí na nebo nad aktivační teplotu a následném pomalém ochlazení se vlákna zobloučkují, což způsobí, že vlákna budou následovat vektory smršťovacích sil. Tím při uvolnění vlákna vznikne tzv. šroubovité (helix) zobloučkování, i když obsažena ve vrstvě vláken vzájemná adheze vláken neumožňuje vytvoření ideálních šroubovic. Pro multikomponentní vlákno můžeme určit těžiště každé jednotlivé složky v průřezu vlákna (s ohledem na jejich plochy/polohy v průřezu). Bez ohledu na teorii se domníváme, že pokud se těžiště ploch každé složky nachází v podstatě ve stejném bodě, jak je popsáno jako rotačně symetrické soustředné jádro/plášť, vlákno je neobloučkující. Například u kulatého bikomponentního vlákna se symetrickou nebo centrální strukturou průřezu jádro/plášť se těžiště nachází ve středu průřezu (viz obr. 1).

Výrazy spoje mezi filamenty nebo pojící body se vztahují ke spojům, které obvykle spojují dva filamenty v místě, kde se tyto filamenty protínají, nebo v místě, kde se navzájem dotýkají, nebo v místě, kde na sebe navazují. Pomocí pojících bodů je možné spojit více než dva filamenty nebo spojit dvě části stejného filamentů. Termín pojící bod zde tedy představuje spojení dvou nebo více vláken či filamentů v místě kontaktu vzájemným propojením jejich složek s nižší tavnou charakteristikou (teplotou tání). V bodě spojení je obecně méně ovlivněna složka filamentů s vyšší teplotou tání než složka filamentů s nižší teplotou tání. Například polymer pláště může změkčovat a začít téct, zatímco jádro zůstává v podstatě nezměněno. Naopak pojem pojícívtisk představuje povrch, na který působil výstupek kalandrovacího válce. Pojící vtisk má definovanou plochu danou velikostí výstupku na kalandrovacím válci a má v porovnání s okolní oblastí obvykle menší tloušťku. Během procesu pojení je oblast pojícího vtisku obvykle vystavena významnému mechanickému tlaku, který spolu s teplotou může ovlivnit tvar všech složek filamentů v oblasti pojícího vtisku. Pojící vtisky mohou být vytvářeny výstupky embosovaného válce, vtlačujícími vzorek do netkané textilie. Lze použít kombinaci embosovaného válce a hladkého válce, stejně

-6CZ 2024- 115 A3 jako kombinaci dvou embosovaných válců nebo kombinaci dvou hladkých válců. V případě kombinace dvou hladkých válců představuje pojící vtisk obvykle celý povrch netkané textilie.

Netkaný materiál nebo netkaná textilie je útvar z vláken nebo vláknitá formace vyrobená z směrově nebo náhodně orientovaných filamentů, které jsou nejprve vytvořeny během tvorby vrstvy filamentů a poté spojeny dohromady pomocí tření, nebo kohezních sil nebo adhezivních sil a nakonec spojeny vytvořením pojících bodů, přičemž toto pojení je provedeno tepelně (např. působením proudícího vzduchu, kalandrováním, ultrazvukem atd.), chemicky (např. pomocí lepidla), mechanicky (např. hydroentanglement atd.) nebo alternativně kombinací těchto metod. Termín se nevztahuje na textilie vytvořené tkaním nebo pletením nebo textilie používající příze nebo vlákna k vytvoření spojovacích stehů. Vlákna mohou být přírodního nebo syntetického původu a mohou být střižná příze, kontinuální vlákna nebo vlákna vyráběná přímo na místě zpracování. Komerčně dostupná vlákna mají průměr v rozmezí od přibližně 0,001 mm nebo i méně do přibližně 0,2 mm nebo i více a jsou dodávána v různých formách: krátká vlákna (známá jako staplová nebo střižená vlákna), kontinuální jednotlivá vlákna (filamenty nebo monofilamentní vlákna), nekroucené svazky filamentů (česaná vlákna) a kroucené svazky filamentů (příze). Netkaná textilie může být vyrobena mnoha metodami, včetně technologií jako meltblown, spunbond, spunmelt, zvlákňování pomocí rozpouštědel, elektrostatické zvlákňování, kartáčování, fibrilace fólií, fibrilace, vzduchového pokládání, suchého pokládání, mokrého pokládání se staplovými vlákny a různými kombinacemi těchto procesů, jak je známo v oboru. Plošná hmotnost netkaných textilií se obvykle vyjadřuje v gramech na metr čtvereční (g/m² nebo gsm).

Proces spunbond, spunlaid nebo spunmelt je proces výroby netkané textilie, který zahrnuje přímou přeměnu polymerů na filamenty, následovanou okamžitým ukládáním takto vytvořených filamentů, čímž vzniká vrstva netkaných filamentů s náhodně uspořádanými filamenty. Tato netkaná vrstva filamentů je následně zpevněna tak, aby došlo k spojení netkané textilie vytvořením vazeb mezi filamenty. Způsob zpevnění lze provést různými metodami, například působením vzduchu, kalandrováním atd.

Termín rouno (batt) odkazuje na vrstvu (vrstvy) filamentů, které se nacházejí ve stavu před pojením, což je proces, který lze provádět různými způsoby, například pojením procházejícím vzduchem, kalandrováním atd. Rouno (batt) se skládá z jednotlivých filamentů, mezi kterými obvykle ještě není vytvořena pevná vzájemná vazba, i když mohou být filamenty předběžně spojené / předběžně konsolidované určitými způsoby, přičemž tato předběžná konsolidace může nastat během nebo krátce po uložení filamentů v procesu spunlaid. Tato předběžná konsolidace však stále umožňuje volný pohyb značného počtu filamentů, takže je lze přemístit. Výše zmíněné rouno (batt) může sestávat z několika vrstev vytvořených ukládáním filamentů z několika zvlákňovacích hlav v procesu spunlaid.

V smyslu používaném v tomto dokumentu se termín vrstva vztahuje k částečné součásti nebo prvku textilie. Vrstva může mít formu více filamentů vyrobených na jediném zvlákňovacím svazku nebo na dvou nebo více po sobě jdoucích zvlákňovacích svazcích, které vytvářejí v podstatě stejné filamenty. Například dva po sobě jdoucí zvlákňovací svazky určené pro provádění postupu spunbond, mají v podstatě stejné nastavení a zpracovávají polymery v podstatě stejného složení, mohou se spojit a vytvořit jednu vrstvu. Naopak, dva zvlákňovací svazky typu spunbond, z nichž jeden produkuje například monokomponentní filamenty a druhý produkuje například bikomponentní filamenty, vytvoří dvě různé vrstvy. Složení vrstvy lze zjistit na základě znalosti jednotlivých nastavení a složek určujících složení polymeru použitého pro vytvoření vrstvy nebo pomocí analýzy samotné netkané textilie, například pomocí elektronové mikroskopie, nebo alternativně analýzou složení použitého při výrobě filamentů obsažených ve vrstvě pomocí metod DSC nebo NMR. Sousední vrstvy filamentů nemusí být nutně striktně odděleny, vrstvy v jejich okrajové oblasti se mohou spojit dohromady v důsledku toho, že filamenty později uložené vrstvy padají do mezer mezi filamenty dříve uložené vrstvy.

-7CZ 2024- 115 A3

Směr pohybu stroje (MD) - ve vztahu k výrobě netkaného vláknitého materiálu a samotnému netkanému vláknitému materiálu, termín směr pohybu stroje (MD) představuje směr, který v podstatě odpovídá směru dopředného pohybu netkaného vláknitého materiálu na výrobní lince, na které je tento materiál vyráběn.

Příčný směr (CD) - ve vztahu k výrobě netkaného vláknitého materiálu a samotnému netkanému vláknitému materiálu, termín příčný směr (CD) představuje směr, který je v podstatě příčný ke směru dopředného pohybu netkaného vláknitého materiálu na výrobní lince, na které je tento materiál vyráběn, přičemž se nachází v rovině netkaného vláknitého materiálu.

„směr z“ - ve vztahu k výrobě netkaného vláknitého materiálu je vertikální směr k rovině MD x CD. Rozšíření ve směru z popisuje tloušťku netkaného materiálu.

Objasnění výkresů

Následuje podrobný popis preferovaných provedení s odkazem na přiložené obrázky, které zobrazují:

Obr. 1A: Příklady obloučkujících průřezů

Obr. 1B: Příklady neobloučkujících průřezů

Obr. 2: Příklady tvarů průřezů filamentů používaných v průmyslu (zdroj: Přednáška: Textilní a oděvní základy výroby 2, MUNI, CZ;

http$://xs.muni .cz/ež/ΐ 44 l/podan.2011/DT3MK Z'FV2/amZPrezentace2.pdf)

Obr. 3: Výsledek měření DSC - interpretace spekter

Obr. 4: Definice plné šířky v polovině maxima (zdroj:

Obr. 5 A-F: Ukázkové výsledky měření DSC nosné polyesterové kompozice, pojící polyesterové kompozice a doplňkové polyesterové kompozice.

Obr. 6: Příklady pojících vtisků v netkané textilii s a bez doplňkové polyesterové kompozice v první a druhé složce filamentů.

6A: Doplňková polyesterová kompozice nanesena na jádro a plášť

6B: Doplňková polyesterová kompozice nanesena pouze na jádro

6C: Doplňková polyesterová kompozice nanesena pouze na plášť

Obr. 7: Zjednodušený náčrt výrobní linky spunmelt

Příklady uskutečnění vynálezu

Předmětem vynálezu je tepelně pojená netkaná textilie vyrobená z vláken vytvořených převážně z polyesterových polymerů, konkrétně ze směsi vhodně zvolených aromatických polyesterů nebo kopolyesterů alespoň v jedné její složce, přičemž jsou zlepšeny specifické parametry netkané textilie. Požadované vlastnosti takového produktu zahrnují vyvážené mechanické vlastnosti a charakteristiky měkkosti. S určitou mírou zjednodušení lze konstatovat, že vlastnosti netkaných textilií pramení primárně ze dvou prvků:

-8CZ 2024- 115 A3

a. Filamenty, které mají specifické mechanické vlastnosti, jako je pevnost a pružnost.

b. Vazby vytvořené v netkané textilii, které ovlivňují celkovou stabilitu struktury netkané textilie.

Oba faktory musí být řádně vyváženy a mohou být ovlivněny složením polymeru, volbou použité technologie vláken a pojení a specifickými procesními podmínkami.

Výroba netkaných textilií lze obecně popsat jako sled hlavních kroků: tavení polymemí kompozice, tvorba vláken včetně chlazení a vytahování, tvorba rouna (batt) a krok pojení. Existují dvě obecné možnosti - buď jsou všechny kroky provedeny najednou (technologie spunmelt) nebojsou některé kroky provedeny samostatně a například vytvořená vlákna jsou nařezána na definovanou délku, ošetřena, smíchána a poté, co je rouno (batt) vytvořeno a spojeno dohromady (technologie mykání). Oba principy lze použít k výrobě netkané textilie podle vynálezu.

Netkaná textilie vyrobená podle vynálezu je tvořena filamenty vhodnými pro tepelné pojení. Typicky každý filament obsahuje alespoň dvě složky, kde jedna složka (druhá) má nižší teplotu tání a působí jako pojící složka a druhá složka (první) působí jako nosná složka. Pojící složka (druhá) je typicky alespoň na části povrchu filamentů. Alternativně, zejména u mykaných netkaných textilií, může být pojící složka (druhá) přidána ve formě filamentů nebo jiné vhodné formě smíchané s jinými filamenty v rounu (batt). Pojená netkaná textilie podle vynálezu obsahuje filamenty obsahující první složku obsahující nosnou polyesterovou kompozici, přičemž filamenty jsou spojeny s jinými filamenty obsahujícími první složku obsahující nosnou polyesterovou kompozici pomocí pojící polyesterové kompozice.

Předmětem vynálezu je tepelně pojená netkaná textilie vyrobená z nekonečných filamentů typu spunmelt a/nebo mykaných staplových vláken obsahujících alespoň jednu první složku obsahující nosnou polyesterovou kompozici a alespoň jednu druhou složku obsahující pojící polyesterovou kompozici, přičemž pojící polyesterová kompozice obsahuje alespoň jeden pojící polyester a doplňkovou polyesterovou kompozici.

Podle preferovaného provedení je předmětem vynálezu tepelně pojená netkaná textilie vyrobená z nekonečných filamentů typu spunmelt obsahujících alespoň jednu první složku a alespoň jednu druhou složku, přičemž druhá složka obsahuje alespoň jeden pojící polyester a doplňkovou polyesterovou kompozici.

Podle alternativního provedení je předmětem vynálezu tepelně pojená netkaná textilie vyrobená ze staplových vláken obsahujících alespoň jednu první složku a alespoň jednu druhou složku, přičemž druhá složka obsahuje alespoň jeden pojící polyester a doplňkovou polyesterovou kompozici.

Podle jiného alternativního provedení je předmětem vynálezu tepelně pojená netkaná textilie vyrobená ze staplových vláken, přičemž alespoň některá staplová vlákna obsahují alespoň jednu první složku obsahující nosnou kompozici a alespoň některá staplová vlákna obsahují alespoň jednu druhou složku obsahující pojící polyesterovou kompozici, přičemž druhá složka obsahuje alespoň jeden pojící polyester a doplňkovou polyesterovou kompozici.

Podle jiného alternativního provedení je předmětem vynálezu tepelně pojená netkaná textilie vyrobená ze staplových vláken, přičemž alespoň některá staplová vlákna obsahují alespoň jednu první složku obsahující nosnou kompozici a alespoň jedna druhá složka obsahující pojící polyesterovou kompozici je přidána do rouna (batt) v jiné než vláknité formě, přičemž druhá složka obsahuje alespoň jeden pojící polyester.

Další popis vynálezu bude jako příklad používat nekonečné filamenty spunmelt, ale princip je stejný pro všechny výše uvedené alternativy.

-9CZ 2024- 115 A3

Netkané textilie obsahují především bikomponentní nebo multikomponentní filamenty obsahující alespoň první složku sestávající převážně z nosné kompozice a alespoň jednu druhou složku sestávající převážně z pojící polyesterové kompozice, která je přítomna alespoň na části povrchu filamentu, přičemž pojící kompozice obsahuje alespoň jeden pojící polyester a doplňkovou polyesterovou kompozici.

V příkladném provedení vynálezu tvoří druhá složka alespoň 20 % povrchu filamentu, výhodně alespoň 40 % povrchu filamentu, přednostně alespoň 60 % povrchu filamentu, ještě více přednostně alespoň 80 % povrchu filamentu.

Například bikomponentní filament obsahuje 2 složky uspořádané v průřezu filamentu. Například bikomponentní filament typu jádro-plášť (C/S) obsahuje dvě složky, kde jedna představuje jádro filamentu a druhá jej obaluje a tvoří povrch filamentu. Nosná kompozice se zde s výhodou používá pro jádro, přičemž může sestávat z polyesterové kompozice nebo směsi obsahující více než 50 hmota. % polyesteru. Pojící složka obsahuje jako převládající vstupní materiál pojící polyesterovou kompozici s nižším bodem tání, přičemž pojící složka tvoří plášť filamentu. Stejně tak je možné popsat bikomponentní filamenty typu strana / strana (S/S), excentrického jádra-pláště (eC/S) atd.

V příkladném provedení vynálezu obsahuje první složka alespoň 60 hmota. % nosné polyesterové kompozice, přednostně alespoň 70 hmota. % nosné polyesterové kompozice, s výhodou alespoň 80 hmota. % nosné polyesterové kompozice.

V příkladném provedení vynálezu obsahuje druhá složka alespoň 60 hmota. % pojící polyesterové kompozice, přednostně alespoň 70 hmota. % pojící polyesterové kompozice, s výhodou alespoň 80 hmota. % pojící polyesterové kompozice. Filamenty mohou mít různé tvary průřezu. Velmi běžná jsou vlákna s kulatým průřezem, ale v průmyslu je známo a používáno mnoho dalších alternativ. Například oválný, polygonální, hvězdný, trojúhelníkový, trilobální, tvar X, multilobální, plochý atd. Některé příklady lze vidět na obr. 1A, IB a 2. V průřezu filamentu může být různé rozmístění složek, za předpokladu, že alespoň jeden pojící polymer je přítomen alespoň na části povrchu filamentu, přičemž pojící složka obsahuje polymemí přísadu (aditivum).

Nosná polyesterová kompozice je tvořena alespoň jedním nosným polyesterem.

Pojící polymerní kompozice je tvořena alespoň jedním pojícím polyesterem.

Charakteristiky a vlastnosti polymerů, které považujeme za výhodné pro vynález, jsou uvedeny níže.

Nosný polyester je termoplastický polymer vhodný pro zpracování na výrobní lince spunmelt nebo na lince na výrobu staplových vláken patřící do polymerových skupin polyesterů nebo kopolyesterů, přednostně polyethylentereftalát (PET) nebo kopolymer polyethylentereftaláta (coPET). Výhodným řešením je například polyethylentereftalát (PET).

Pojící polyester je termoplastický polymer vhodný pro zpracování na výrobní lince spunmelt nebo na lince na výrobu staplových vláken patřící do polymerových skupin polyesterů nebo kopolyesterů, přednostně polyethylentereftalát (PET) nebo kopolymer polyethylentereftaláta (coPET). Výhodným řešením je například kopolymer polyethylentereftaláta (coPET).

Doplňková polyesterová kompozice obsahuje termoplastický polymer nebo směs polymerů vhodnou pro zpracování na výrobní lince spunmelt nebo na lince na výrobu staplových vláken, s výhodou patřící do polymerových skupin polyesterů nebo kopolyesterů.

V příkladném provedení vynálezu má pojící polyesterová kompozice nižší teplotu tání než nosná polyesterová polymemí kompozice o nejméně 5 °C, přednostně o nejméně 10 °C, ještě přednostně o nejméně 15 °C a nejvíce přednostně no nejméně 20 °C.

- 10 CZ 2024- 115 A3

Rozdíl mezi teplotami tání nosné polyesterové kompozice a pojící polyesterové kompozice také ovlivňuje výrobní proces. Polymery s nižší teplotou tání vystavené teplotě potřebné k roztavení polymeru s vyšší teplotou tání mohou například podléhat termooxidaci nebo jiným nežádoucím změnám.

V příkladném provedení vynálezu má pojící polyesterová kompozice nižší teplotu tání než nosná polyesterová kompozice nanejvýš o 200 °C, přednostně nanejvýš o 180 °C, s výhodou nanejvýš o 160 °C, nejlépe nanejvýš o 150 °C.

Podle příkladného provedení vynálezu je teplota tání doplňkové polyesterové kompozice nižší než teplota tání pojící polyesterové kompozice nanejvýš o 10 °C.

Podle příkladného provedení vynálezu je teplota tání doplňkové polyesterové kompozice vyšší než teplota tání pojící polyesterové kompozice, přičemž rozdíl je nanejvýš 50 °C, přednostně nanejvýš 30 °C, s výhodou nanejvýš 20 °C, nejlépe nanejvýš 10 °C.

Rozdíl mezi nosným a pojícím polyesterem lze posoudit podle úrovně krystalinity polymerů. Nosný polyester je přednostně částečně krystalický polymer. Pojící polyester je přednostně částečně krystalický nebo amorfní polymer. Nosná polyesterová kompozice má přednostně vyšší krystalinitu než pojící polyesterová kompozice.

K rozlišení vhodných nosných polyesterových, pojících polyesterových a doplňkových polyesterových kompozic lze například použít diferenciální skenovací kalorimetrii (DSC). Během prvního ochlazování předvede nosný polyester typickou křivku pro pomalou krystalizaci (poměrně široký, ne příliš vysoký pík). Pojící polyester vytváří typickou křivku pro žádnou nebo velmi omezenou krystalizaci (žádný nebo malý, nerozeznatelný pík). Naopak doplňková polyesterová kompozice vytváří křivku typickou pro rychlou krystalizaci (poměrně úzký pík obvykle vyšší než u nosného polyesteru). Pro účely této přihlášky lze k popisu rozdílu použít krystalizační entalpií (Hc).

V příkladném provedení vynálezu je krystalizační entalpie pojící polyesterové kompozice při prvním ochlazení nanejvýš 10 J/g, přednostně nanejvýš 8 J/g, s výhodou nanejvýš 5 J/g, nejlépe nanejvýš 2 J/g.

V příkladném provedení vynálezu je krystalizační entalpie nosné polyesterové kompozice při prvním ochlazení nejméně 2 J/g, přednostně nejméně 4 J/g, s výhodou nejméně 6 J/g, nejlépe nejméně 10 J/g.

V příkladném provedení vynálezu je krystalizační entalpie doplňkové polyesterové kompozice při prvním ochlazení nejméně 2 J/g, přednostně nejméně 4 J/g, s výhodou nejméně 6 J/g, nejlépe nejméně 10 J/g.

V příkladném provedení vynálezu je rozdíl mezi krystalizační entalpií při prvním ochlazení nosného polyesteru a krystalizační entalpií při prvním ochlazení pojícího polyesteru nejméně 5 J/g, přednostně nejméně 10 J/g, s výhodou nejméně 15 J/g.

V příkladném provedení vynálezu je rozdíl mezi krystalizační entalpií při prvním ochlazení doplňkové polyesterové kompozice a krystalizační entalpií při prvním ochlazení alespoň jednoho pojícího polyesteru přítomného v pojící polyesterové kompozici nejméně 10 J/g, přednostně nejméně 20 J/g, s výhodou nejméně 30 J/g.

Pro účely tohoto vynálezu a s nezbytnou úrovní zjednodušení můžeme odhadnout, že DSC poskytuje určité informace o množství energie krystalizace, ale bez jakýchkoli informací o procesu krystalizace. Jak bylo uvedeno výše, rychlost krystalizace odlišuje polymery pro vynálezy. Pro

- 11 CZ 2024- 115 A3 účely této patentové přihlášky byla zvolena plná šířka v polovině maxima krystalizačního píku při prvním ochlazení k definování rozdílu mezi širokým a úzkým vrcholem. V distribuci je plná šířka v polovině maxima (FWHM) rozdíl mezi dvěma hodnotami nezávislé proměnné, při kterých je závislá proměnná rovna polovině své maximální hodnoty. Jinými slovy, jedná se o šířku spektrální křivky měřenou mezi body, které jsou z hlediska osy y na úrovni poloviny maximální amplitudy (Obr. 4). Plná šířka v polovině maxima krystalizačního píku při prvním ochlazení je stanovena z měření DSC a vyjádřena v °C.

V příkladném provedení vynálezu má nosná polyesterová kompozice plnou šířku v polovině maxima krystalizačního píku při prvním ochlazení nejméně 12 °C.

V příkladném provedení vynálezu má nosný polyester plnou šířku v polovině maxima krystalizačního píku při prvním ochlazení nanejvýš 50 °C.

V příkladném provedení vynálezu má doplňková polyesterová kompozice plnou šířku v polovině maxima krystalizačního píku při prvním ochlazení nanejvýš 12 °C.

V příkladném provedení vynálezu je rozdíl plné šířky v polovině maxima krystalizačního píku při prvním ochlazení mezi nosnou polyesterovou kompozicí a doplňkovou polyesterovou kompozicí nejméně 2 °C, přednostně nejméně 3 °C, s výhodou nejméně 5 °C.

Kromě charakteristik krystalizace je třeba poznamenat, že pro proces termálního pojení může také teplo tání (Hm) měřené pomocí DSC ukázat rozdíl mezi nosným a pojícím polyesterem. Obecně lze konstatovat, že pojící polyester nebo pojící polyesterová kompozice má preferovaně nižší hodnoty tepla tání než nosná polyesterová kompozice. Nižší teplo tání spolu s nižší teplotou tání vede k změknutí a/nebo roztavení pojícího polyesteru nebo polyesterové kompozice, zatímco nosný polyester nebo polyesterová kompozice zůstává ve více pevném stavu, což zajišťuje stabilitu celkové pojené struktury.

V příkladném provedení vynálezu má pojící polyester nebo pojící polyesterová kompozice teplo tání nanejvýš 35 J/g.

V příkladném provedení vynálezu má nosný polyester nebo nosná polyesterová kompozice teplo tání nejméně 35 J/g.

V příkladném provedení vynálezu má doplňková polyesterová kompozice teplo tání nejméně 35 J/g.

V příkladném provedení vynálezu je rozdíl tepla tání nosné polyesterové kompozice a tepla tání pojící polyesterové kompozice nejméně 5 J/g, přednostně 7 J/g, s výhodou 10 J/g.

Důležitým aspektem pro tvorbu filamentů jsou také reologické charakteristiky polymerů. Pomocí oscilačního reometru vybaveného měřící paralelní geometrií deska/deska jsou závislosti visko-elastických vlastností určeny z hodnocení smykového napětí v režimu řízené deformace v širokém rozsahu úhlových frekvencí, typicky v rozsahu 0,01 rad.s¹ až 100 rad.s¹, s konstantní deformací v rámci lineární viskoelastické oblasti. To umožňuje definovat komplexní smykovou viskozitu v závislosti na změně hodnot úhlových frekvencí. Pro účely tohoto vynálezu byla zvolena komplexní smyková viskozita definovaná při konstantní úhlové frekvenci. Smykové napětí působí rovnoběžně s povrchem materiálu. Je to síla, která se snaží posunout jednu část materiálu vůči druhé části. Předpokládá se, že tyto hodnoty odhadují zpracovatelnost polymemí kompozice při tvorbě filamentů.

V příkladném provedení vynálezu nosná polyesterová kompozice vláknové složky vykazuje komplexní smykovou viskozitu v rozsahu 250 až 500 Pa.s při amplitudě smykové deformace 5 %

- 12 CZ 2024- 115 A3 při úhlové frekvenci 1 rad.s¹ při teplotě 270 °C definované do 5 minut po zahájení experimentu v ochranné atmosféře dusíku.

V příkladném provedení vynálezu pojící polyesterová kompozice vláknové složky vykazuje komplexní smykovou viskozitu v rozsahu 40 až 150 Pa.s při amplitudě smykové deformace 5 % při úhlové frekvenci 1 rad.s¹ při teplotě 270 °C definované do 5 minut po zahájení experimentu v ochranné atmosféře dusíku.

V příkladném provedení vynálezu doplňková polyesterová kompozice vláknové složky vykazuje komplexní smykovou viskozitu v rozsahu 150 až 250 Pa.s při amplitudě smykové deformace 5 % při úhlové frekvenci 1 rad.s¹ při teplotě 270 °C definované do 5 minut po zahájení experimentu v ochranné atmosféře dusíku.

K našemu překvapení j sme zj istili, že požadovaných parametrů doplňkové polyesterové kompozice lze dosáhnout použitím materiálu z recyklovaných netkaných textilií tvořených v podstatě nosnou a pojící polyesterovou kompozicí. Existuje celá řada metod, jak recyklovat netkané textilní odpady zpět do výroby - od přímého spojování např. dávkování ustřižených okrajů do extruzního systému prostřednictvím mnoha technických řešení, až po samostatnou regranulaci odpadu na pelety z polymeru (případně včetně určitého blendování nebo aditivace). Pokud je doplňková polyesterová kompozice nějakou formou znovu použitého polymeru, její vlastnosti se musí hodnotit v okamžiku dávkování k dosud nepoužitému (virgin) polymeru (ať v podobě granulí, netkané textilie nebo dokonce v roztavené formě).

Je třeba poznamenat, že obecně se používání recyklovaného nebo znovu použitého polymeru při výrobě netkaných textilií považuje za snížení kvality konečného výrobku. Naopak, tato konkrétní část popsaného vynálezu představuje použití znovu použitého termoplastického polymemího materiálu ke zlepšení konečných vlastností textilie.

Předpokládá se, že konečné vlastnosti netkané textilie závisí na kombinaci vlastností vláken a vlastností pojení. Zejména, ale nejen, je dobrým příkladem pevnost v tahu vyrobené netkané textilie. Textilie vyrobená podle vynálezu může být tvořena multikomponentními filamenty obsahujícími první a druhou složku. Pevnost textilie je dána mnoha faktory, pro účely tohoto vynálezu se zaměřujeme na kombinaci pevnosti jednotlivých filamentů a pevnosti vytvořených spojů.

Aniž bychom byli vázáni teorií, věříme, že existují tři hlavní vlivy: pevnost v tahu polymemí kompozice ve složce filamentů, koheze složek filamentů a schopnost pojícího polymeru rozprostírat se během procesu pojení.

Vlastnosti polymemí kompozice, včetně vlastní pevnosti v tahu polymemí kompozice, mají obecně vliv na pevnost v tahu v tahu filamentů. Odborník v oboru si uvědomí, že procesní podmínky (např. chlazení, dloužení atd.) mohou mít velký vliv. Pro popsaný vynález je důležité zohlednit vliv nečistot. V rámci tohoto vynálezu bude jakýkoli další prvek považován za nečistotu, pokud způsobí nižší pevnost v tahu v tahu filamentů v důsledku vlivu na tvorbu filamentů, včetně rychlosti krystalizace, celkového stupně krystalinity nebo orientace polymemího řetězce. Pokud nemá další prvek vliv na pevnost v tahu v tahu, nepovažuje se za nečistotu. Například TiO?. běžně používaný bílý pigment, může být v jedné kompozici považován za podpůrné nukleační činidlo zlepšující pevnost v tahu v tahu filamentů a v jiné kompozici za nečistotu, která snižuje pevnost v tahu v tahu filamentů.

V příkladném provedení vynálezu může být doplňková polyesterová kompozice považována za nečistotu, pokud se přidá do nosné polyesterové kompozice, kvůli jejímu negativnímu vlivu na pevnost v tahu v tahu filamentů, přestože v jiných ohledech poskytuje pozitivní účinky.

- 13 CZ 2024- 115 A3

V příkladném provedení vynálezu může být doplňková polyesterová kompozice považována za nečistotu, pokud se přidá do pojící polyesterové kompozice, kvůli jejímu neutrálnímu až negativnímu vlivu na pevnost v tahu v tahu fílamentu, přestože v jiných ohledech poskytuje pozitivní účinky.

Koheze složek fílamentu popisuje pevnost rozhraní poté, co jsou složky zpracovány do fílamentu. Předpokládá se, že nemá velký vliv na pevnost v tahu v tahu fílamentu, ale má velký vliv na pevnost v tahu v tahu netkané textilie. Například pokud mají pojící polyesterová kompozice a nosná polyesterová kompozice vysokou míru koheze, je k jejich oddělení zapotřebí vyššího množství energie. Výsledkem je, že s rozumnou mírou zjednodušení dojde k jejich roztržení při tahové deformaci současně, a proto obě složky přispívají k celkové pevnosti v tahu v tahu. Pokud je míra koheze nízká, rozhraní mezi oběma složkami bude slabé a bude vyžadovat nízkou energii k jejich oddělení. Výsledkem je, že s rozumnou mírou zjednodušení lze předpokládat, že každá složka se při tahové deformaci roztrhne samostatně. Obvykle se jako první roztrhne tužší nosná polyesterová kompozice a těsně poté (obvykle bez nebo s velmi nízkou dodatečnou silou) se roztrhne také pojící polyesterová kompozice, takže celková pevnost v tahu je přímo závislá na pevnosti nosné polyesterové kompozice a nikoli na pevnosti pojící polyesterové kompozice.

Pro účely této přihlášky je koheze složek závislá nejen na chemické afinitě mezi složkami, ale také na fyzikální interakci nebo mechanickém spojení. Aniž bychom byli vázáni teorií, věříme, že sousedící složky s hladkým vzájemným rozhraním poskytují jiné výsledky pevnosti v tahu než sousedící složky s tvarovaným vzájemným rozhraním, zejména pokud je tvarování ve směru působící síly. Tvarování složek lze provést různými způsoby, například doplňková polyesterová kompozice přidaná do pojících polymerů může obsahovat látku s vysokou kompatibilitou s nosnou polyesterovou kompozicí a například díky rychlému ochlazení a tažení se některé domény blízko rozhraní složek mohou částečně spojit s nosnou polyesterovou kompozicí nebo její částí a vytvořit něco jako „puzzle strukturu“, která zvyšuje kohezi mezi složkami.

U netkané textilie obsahující četné náhodně orientované filamenty je koheze složek relativně mnohem důležitější než u jediného fílamentu. Je třeba poznamenat, že pevnost fílamentu se měří v ose fílamentu, zatímco u netkané textilie nebude směr tahového zatížení v ose všech jednotlivých filamentů. Aniž bychom byli vázáni teorií, věříme, že pojící polyesterová kompozice s obvykle nižší pevností se při působení jednosměrného tahového zatížení, například při zkoušce tahem, v pojených oblastech roztrhne. Tepelně indukované pojení („tepelné pojení“) roun (batts) může mít za následek například vytvoření jednotlivých pojících bodů (typicky tzv. horkovzdušné pojení, jak je popsáno například v dokumentu W02020103964) nebo například vytvoření pojících vtisků (typicky tzv. kalandrování, jak je popsáno například v dokumentu WO2017190717). Kombinace pojící polyesterové kompozice, nosné polyesterové kompozice a jejich úrovně koheze je pro netkanou textilii přínosná bez ohledu na to, jaká forma tepelného pojení se používá. Čím lepší je koheze, tím vyšší je tažná pevnost netkané textilie.

V příkladném provedení vynálezu má doplňková polyesterová kompozice přidaná do kompozice pojícího polymeru neutrální až pozitivní vliv na pevnost v tahu fílamentu zvýšením koheze mezi pojící složkou a nosnou složkou.

V příkladném provedení vynálezu má doplňková polyesterová kompozice přidaná do kompozice nosného polymeru neutrální až pozitivní vliv na pevnost v tahu nataženého fílamentu.

V příkladném provedení vynálezu má doplňková polyesterová kompozice přidaná k pojící polyesterové kompozici neutrální až pozitivní vliv na pevnost v tahu netkané textilie.

Proces tepelného pojení multikomponentních vláken je obecně založen na principu změknutí a/nebo roztavení pojící části vláken a jejich uvedení do kontaktu, což vede ke spojení nebo fúzi pojící části stejných nebo jiných vláken v kontaktních bodech a následnému jejich ochlazení a ztuhnutí, čímž vznikne spoj, který vede ke vzájemnému spojení vláken. Aniž bychom byli vázáni

- 14 CZ 2024- 115 A3 teorií, věříme, že pojící polymer se musí při zahřátí během procesu tepelného pojení rozprostřít nebo téct, aby vytvořil účinné spoje požadovaných vlastností.

Například kalandrovací proces s embosovaným válcem poskytuje typický vzor tvořený více pojícími vtisky v pojené textilii. Přestože některé charakteristiky jsou dány designem vzoru pojení, klíčovým faktorem je účinnost vzájemného spojení filamentů. Během kalandrovacího procesu jsou filamenty v kontaktu s kalandrem zahřátý na teplotu, při které má alespoň pojící polyester specifickou úroveň změknutí a povrchových adhezivních vlastností, zatímco současně jsou filamenty stlačeny k sobě, což vede ke vzniku pojícího vtisku.

Za předpokladu, že pojící polyester filamentů má specifickou úroveň změknutí a povrchových adhezivních vlastností, může se více rozprostřít, pokrýt větší plochu a případně se dotknout a spojit s více sousedními filamenty. Za předpokladu, že pojící polyester filamentů je méně rozprostíravý, zůstává blíže samotnému filamentů a nespojuje se s tolika sousedními filamenty a/nebo vytváří slabší spoje.

Například takzvané fluid-through-bonding (typicky horkovzdušné pojení) provádí pojení po celé textilii, kde každý jednotlivý vzájemný kontakt vláken může vytvořit spoj. Spoje jsou malé, tvořené v kontaktních bodech, kde se dotýkají dva nebo více filamentů. Horké medium proudí kolem filamentů rouna (batt) a část tepla přenášeného horkým tokem se přenáší do chladnějších filamentů. Pro provedení spojení musí pojící polyester přijmout tolik energie (tepla), že dosáhne své specifické úrovně změknutí a povrchových adhezivních vlastností, kdy se při vzájemném kontaktu pojících složek dvou filamentů slepí a vytvoří se spoj. Pokud je pojící polyester schopen více se rozprostřít může se vytvořit silnější spoj mezi filamenty a lze očekávat celkový nárůst pevnosti v tahu v tahu netkané textilie.

Odborník v oboru chápe, že specifická úroveň změknutí a povrchových adhezivních vlastností se liší v závislosti na zvoleném způsobu tepelného pojení. Překvapivě kombinace doplňkové kompozice podle vynálezu s pojící kompozicí podle vynálezu zlepšuje její schopnost rozprostírání, což vede k lepším a pevněji vytvořeným spojům a ke zlepšení celkových vlastností pevnosti v tahu netkané textilie.

V příkladném provedení vynálezu má polymemí přísada podle vynálezu přidaná k pojícímu polymeru pozitivní vliv na pevnost v tahu tepelně spojené netkané textilie.

Jak je popsáno níže, na tepelné pojení má vliv několik často protichůdných efektů, které je třeba vzájemně vyvážit. Obecně lze ale říci, že pojící polyesterová kompozice by měla být pro dosažení požadovaného účinného spojení udržována na nižší úrovni krystalinity. K našemu překvapení jsme zjistili, že přidání doplňkové polyesterové kompozice k pojícím polyesterovým kompozicím druhé složky má neočekávaný pozitivní vliv na celkovou pevnost v tahu netkané textilie. Jinými slovy, na rozdíl od obecného pravidla přidáváme k pojící polymemí kompozici doplňkovou kompozici nejen s vyšší krystalinitou (např. vyšší krystalizační entalpií při chlazení), ale také s rychlejší krystalizací (např. plná šířka v polovině maxima krystalizačního píku).

V příkladném provedení vynálezu doplňková polyesterová kompozice přidaná k druhé složce ve filamentů zlepšuje pevnost v tahu netkané textilie o alespoň 5 %, přednostně alespoň o 7 %, s výhodou alespoň o 10 %.

V příkladném provedení vynálezu obsahuje druhá složka alespoň 1 hmota. % doplňkové polyesterové kompozice, přednostně alespoň 2,5 % doplňkové polyesterové kompozice, s výhodou alespoň 4 % doplňkové polyesterové kompozice, ještě výhodněji alespoň 5 % doplňkové polyesterové kompozice.

Doplňková polyesterová kompozice může být navržena jako virgin polymer nebo směs virgin polymerů, nebo může být použit recyklovaný materiál. Během výroby netkané textilie mohou být

- 15 CZ 2024- 115 A3 například odříznuté okraje dávkovány zpět do extruzního systému výrobní linky. Například zbytky filamentů nebo netkané textilie mohou být rozdrceny a přidány do extruzního systému výrobní linky.

V příkladném provedení vynálezu je doplňková polyesterová kompozice ve formě vláken v podstatě tvořených nosnou/pojící polyesterovou kompozicí.

V příkladném provedení vynálezu je doplňková polyesterová kompozice ve formě netkané textilie v podstatě tvořené nosnou/pojící polyesterovou kompozicí.

V příkladném provedení vynálezu je doplňková polyesterová kompozice ve formě vláken a/nebo netkané textilie v podstatě tvořené kompozicí PET/coPET.

V příkladném provedení vynálezu doplňková polyesterová kompozice obsahuje recyklovaný nosný polyester a recyklovaný pojící polyester.

V příkladném provedení vynálezu obsahuje doplňková polyesterová kompozice alespoň 20 hmota. % recyklovaného nosného polyesteru, přednostně alespoň 30 % recyklovaného nosného polyesteru, s výhodou alespoň 40 % recyklovaného nosného polyesteru, nejlépe alespoň 50 % recyklovaného nosného polyesteru.

V příkladném provedení vynálezu obsahuje doplňková polyesterová kompozice alespoň 5 hmota. % recyklovaného pojícího polyesteru, přednostně alespoň 10 % recyklovaného pojícího polyesteru, s výhodou alespoň 15 % recyklovaného pojícího polyesteru, nejlépe alespoň 20 % recyklovaného pojícího polyesteru.

V příkladném provedení vynálezu obsahuje doplňková polyesterová kompozice recyklovaný nosný polyester, recyklovaný pojící polyester a recyklovanou doplňkovou polyesterovou kompozici.

V příkladném provedení vynálezu obsahuje doplňková polyesterová kompozice alespoň 20 hmota. % recyklovaného PET, přednostně alespoň 30 % recyklovaného PET, s výhodou alespoň 40 % recyklovaného PET, nejlépe alespoň 50 % recyklovaného PET.

V příkladném provedení vynálezu obsahuje doplňková polyesterová kompozice alespoň 5 hmota. % recyklovaného coPET, přednostně alespoň 10 % recyklovaného coPET, s výhodou alespoň 15 % recyklovaného coPET, nejlépe alespoň 20 % recyklovaného coPET.

Recyklace může být prováděna také samostatně, například pomocí tzv. regranulační linky. Vhodný odpad z výroby například ve formě vláken nebo netkané textilie, ale také spotřebitelský odpad (PIR) může být použit v jakékoli formě. Důležité je shromažďovat odpad ze stejné nebo kompatibilní polymerové kompozice. Například bikomponentní filamenty PET/coPET by mohly tvořit jednu vhodnou skupinu. Na základě dávkovači jednotky může být odpad dávkován přímo do dávkovači jednotky nebo může být předem nadrcen. Polyester je obecně hygroskopický polymer, takže v závislosti na podmínkách může být doporučeno předsušení. Dávkovači jednotka vede odpad do extruzního systému, kde je materiál zahříván nad jeho teplotu tání. Na základě konstrukce extruzního zařízení může být materiál pouze posouván vpřed (např. jednošnekový), částečně smíchán (např. jednošnekový s pasivními míchacími částmi) nebo smíchán (např. dvoušnekový). S výhodou může být do roztavené kompozice přidáno také aditivum. Regranulační extruzní proces je obecně navržen tak, aby byl nákladově efektivní - množství potřebného času zpracování a tepla je omezeno na nezbytnou úroveň. Roztavená kompozice je poté filtrována a ochlazována do tvaru vhodného pro další výrobu. Typicky se jedná o nějakou formu granulí.

V příkladném provedení je výhodné shromáždit odpad z vláken nebo netkané textilie s bi- nebo multikomponentním PET/coPET složením, dávkovat jej přes dávkovači jednotku do extruzního

- 16 CZ 2024- 115 A3 systému obsahujícího zónu předhřevu s teplotou nastavenou na 100 až 150 °C, několik vyhřívaných extruzních zón s teplotou nastavenou na 200 až 300 °C, přednostně s postupným zvyšováním od 200 až 250 °C na začátku na 250 až 300 °C na konci. Roztavená směs polymerů je filtrována, ochlazována a tvarována do granulí, které jsou dále chlazeny na pokojovou teplotu.

Přidání doplňkové polymerové kompozice do první složky přináší kombinaci pozitivních a negativních efektů, jak je popsáno výše. Vliv na pevnost v tahu polymeruje neutrální až negativní, vliv na soudržnost komponent pozitivní a vliv na schopnost pojícího polymeru rozprostírat se je také pozitivní. Všechny výše uvedené faktory mohou být silně ovlivněny poměrem složek ve filamentech a jejich tvarem v příčném řezu filamentu.

Například množství pojící kompozice může ovlivnit kvalitu spojů a tím i vlastnosti netkané textilie v tahu. Pokud je například použito pouze malé množství pojícího polyesteru, mohou se sice vytvořit spoje, ale jejich pevnost bude omezená, zejména při nižší úrovni soudržnosti. Naopak vysoké množství pojícího polyesteru zajistí pevné spoje, ale při stejném průměru vláken jako v předchozím případě by bylo omezeno množství nosného polyesteru, a tím i stabilita textilie a také pevnost v tahu.

V příkladném provedení vynálezu tvoří pojící polyesterová kompozice alespoň 10 % hmotnosti filamentu, s výhodou alespoň 15 % hmotnosti filamentu, přednostně alespoň 20 % hmotnosti filamentu.

V příkladném provedení vynálezu tvoří pojící polyesterová kompozice maximálně 60 % hmotnosti filamentu.

V příkladném provedení vynálezu tvoří nosná polyesterová kompozice alespoň 40 % hmotnosti filamentu, s výhodou alespoň 50 % hmotnosti filamentu, přednostně alespoň 60 % hmotnosti filamentu.

V příkladném provedení vynálezu tvoří nosná polyesterová kompozice maximálně 90 % hmotnosti filamentu, přednostně maximálně 80 % hmotnosti filamentu, s výhodou maximálně 70 % hmotnosti filamentu.

V průmyslu jsou například známy různé způsoby rozložení složek v průřezu textilie. Aniž bychom byli vázáni teorií, věříme, že kontaktní plocha mezi složkami může ovlivnit všechny tři výše popsané vlivy. Nej zřetelnější efekt je patrný u soudržnosti složek. Čím větší je kontaktní plocha mezi složkami, tím silnější je vliv i malého zlepšení soudržnosti složek na celkovou tažnost filamentu nebo netkané textilie. Například při stejném poměru hmotnosti první a druhé složky by složení filamentu strana-strana mělo menší kontaktní plochu než složení filamentu jádro-plášť, které by stále bylo malé ve srovnání se složením ostrovy v moři. Tvar složky může také usnadňovat nebo ztěžovat funkci pojícího polymeru. Složení ostrovy v moři nevyžaduje, aby se pojící polyester rozprostíral tolik jako v případě složení strana-strana pro vytvoření silných vazeb mezi pojícími složkami filamentů. Poskytnutí doplňkové polymemí kompozice také působí jako nečistota, j ak j e popsáno výše s ohledem na pevnost v tahu polymeru, j ej i vliv na celkovou pevnost by byl odlišný pro strukturu jádro-plášť s nosnou částí přítomnou ve formě jednoho jádra a například pro vlákna tvaru „úseků koláče“ (segmented pie), kde je nosná část rozdělena do několika částí rozdělených pojícím polyesterem.

V příkladném provedení tohoto vynálezu může být výhodné použít složení filamentu jádro-plášť, excentrické jádro-plášť nebo strana-strana.

Recyklace je v průmyslu obecně žádoucí. Pokud je k dispozici doplňková polyesterová kompozice, která obsahuje recyklované polymery (například recyklovaný nosný polyester, recyklovaný pojící polyester a případně také recyklovanou doplňkovou polyesterovou kompozici), mohlo by být výhodné dávkovat ji do složení filamentu ve vyšším množství.

- 17 CZ 2024- 115 A3

V příkladném provedení vynálezu může být doplňková polyesterová kompozice přítomna v druhé složce filamentu v množství až do 90 % její hmotnosti, přednostně až do 85 % její hmotnosti, s výhodou až do 75 % její hmotnosti, ještě výhodněji až do 50 %.

V některých příkladných provedeních vynálezu je doplňková polyesterová kompozice přítomna v druhé složce filamentu v množství nižším než 50 % její hmotnosti, přednostně nižším než 40 % její hmotnosti, s výhodou nižším než 30 % její hmotnosti, ještě výhodněji nižším než 20 % její hmotnosti.

Stejnou logikou by mohlo být výhodné přidat doplňkovou polyesterovou kompozici do první složky filamentu, tj. do nosné kompozice, aby se zvýšila hladina recyklovaného materiálu ve filamentu nebo netkané textilii. Jak je popsáno výše, jakékoli aditivum v nosném polymeru může mít neutrální až negativní účinek na pevnost v tahu nosné polyesterové kompozice. Současně by přidání doplňkové polyesterové kompozice do nosné kompozice mohlo mít pozitivní vliv na soudržnost složek filamentu. Aniž bychom byli vázáni teorií, neočekáváme přímý vliv na rozprostírání pojícího polymeru, například mírným zvýšením flexibility nosného polymeru by mohlo dojít k jeho vlivu na pojení. Například u složení filamentu jádro-plášť umožňuje i mírné zvětšení jádra, tvořeného nosným polyesterem, jeho protáhlejší oválný tvar pod tlakem, zmenšení jeho průměru a pouze svým tvarem pomáhá pojícímu polymeru více se rozprostřít.

V příkladném provedení vynálezu může být doplňková polyesterová kompozice přidána k první složce filamentu tak, aby tvořila alespoň 2,5 % jeho hmotnosti, přednostně alespoň 5 % jeho hmotnosti, s výhodou alespoň 7,5 %jeho hmotnosti, ještě příhodněji alespoň 10 %jeho hmotnosti.

V příkladném provedení vynálezu může být doplňková polyesterová kompozice přidána k první složce filamentu tak, aby tvořila až 90 % jeho hmotnosti, přednostně až 85 % jeho hmotnosti, s výhodou až 75 % jeho hmotnosti, ještě příhodněji až 50 % jeho hmotnosti. V příkladném provedení vynálezu může být doplňková polyesterová kompozice přidána jak k první, tak k druhé složce filamentu, za předpokladu, že koncentrace hmotnosti doplňkové polyesterové kompozice by byla v první složce stejná nebo nižší než v druhé složce.

Způsob výroby netkané textilie z kontinuálních filamentů, zejména z kontinuálních filamentů termoplastického materiálu, se používá k popisu vynálezu. Odborník na daný obor by uznal, že popsané principy by fungovaly také pro mykanou technologii, kde je netkaná textilie vytvořena v podstatě ze staplových vláken, která mají mnohem kratší délky, například 10 mm až 60 mm.

Doporučené provedení vynálezu je charakterizováno tím, že alespoň jedna netkaná vrstva je vytvořena jako spunbond netkaná textilie pomocí spunbond výrobního procesu (Obr. 7).

Netkaná textilie podle vynálezu může být použita jako jednovrstvá netkaná textilie, jako kompozit několika v podstatě stejných vrstev vyrobených z několika trysek s v podstatě stejným složením polymeru a nastavením nebo jako kompozit vrstvy podle vynálezu v kombinaci s jakoukoli jinou vrstvou vhodnou pro tepelné pojení dohromady. Vhodné netkané textilní materiály použitelné v předloženém popisu zahrnují, ale nejsou omezeny na spunbond, meltblown nebo spunmelt, zvlákňování z roztoku, elektro-spinning, mykání, fibrilaci z filmu, fibrilaci z taveného filmu, airlaid, dry-laid, wet-laid staplová vlákna a mnoho dalších netkaných textilií tvořených částečně nebo úplně polymemími vlákny, jak je známo v oboru. Vhodným materiálem netkané textilie může být také SMS materiál, sestávající ze spunbond, meltblown a další spunbond vrstvy, nebo jakákoli jiná kombinace spunbond a meltblown vrstev, jako je SMMS nebo SSMMS atd. Mezi příklady patří jedna nebo více vrstev vláken s průměry pod 1 mikrometr (nanovlákna a nanovlákenné vrstvy); příkladem těchto kompozic jsou kombinace netkaných textilií SMS, SMNS, SSMNS nebo SMNMS (kde „N“ označuje nanovlákennou vrstvu). V některých příkladech mohou být žádoucí trvale hydrofilní netkané textilie, a zejména netkané textilie s trvanlivými hydrofilními úpravami. Typicky je vhodná netkaná textilie propustná pro vzduch. Typicky je vhodná netkaná textilie

- 18 CZ 2024- 115 A3 propustná pro vodu nebo kapalinu, ale může být také nepropustná pro vodu z důvodu velikosti a hustoty vláken a hydrofobity vláken.

Multikomponentní nebo bikomponentní filamenty netkané textilní vrstvy se zvlákňují pomocí zvlákňovacího zařízení nebo trysky a poté prochází, preferovaně pro chlazení, chladicím zařízením. V chladícím zařízení jsou filamenty vhodně chlazeny proudem média, zejména pomocí chladicího vzduchu. V rámci vynálezu je možné, aby spřádané filamenty poté procházely dloužícím zařízením a filamenty byly dlouženy. Vydloužené filamenty se poté ukládají na podložku - přednostně se pokládají na formovací pohyblivý pás za účelem vytvoření rouna (batt). Podle preferovaného provedení tohoto vynálezu je mezi dloužícím zařízením a místem ukládání instalován difiizér, zařízení pro řízení pokládání vláken. Zvláště doporučené provedení vynálezu je charakterizováno tím, že pohonná jednotka chladícího zařízení a tažného zařízení je navržena jako uzavřený systém. V tomto uzavřeném systému se kromě dodávky chladicího média nebo chladicího vzduchu do chladícího zařízení nevyužívá žádný další přívod vzduchu z vnějšku. Takový uzavřený systém se osvědčil jako lepší při výrobě netkaných textilií.

Zvláště doporučené provedení způsobu podle vynálezu je charakterizováno netkanou textilií, která je vyrobena z multikomponentních filamentů, zejména bikomponentních filamentů, s jádro plášťovou, excentrickou jádro-plášť nebo strana-strana skladbou filamentů.

Je třeba poznamenat, že filamenty s takzvaným obloučkujícím průřezem se mohou (samovolně) obloučkovat během chlazení, dloužení nebo pokládání na pás, případně později v důsledku aktivace dodatečnou tepelnou energií. Je třeba také poznamenat, že filamenty s takzvaným neobloučkujícím průřezem mohou vytvářet nepravidelné obloučky založené například na kontrolovaném srážecím efektu, jakje například popsáno v dokumentu W02020103964. Odborník na daný obor by uznal, jaké procesní podmínky by podporovaly obloučkování a jaké by vlákna udržovaly neobloučkovaná.

První složka filamentů, tvořící například j ádro, j e tvořena nosnou polyesterovou kompozicí. Druhá složka filamentů, tvořící například plášť, je tvořena pojící polyesterovou kompozicí, která se liší od nosné polyesterové kompozice. Například obsahuje jiný typ polyesteru nebo směs obsahující jiný typ polyesteru. V příkladném provedení vynálezu má pojící polyesterová kompozice nižší teplotu tání než nosná polyesterová kompozice o nejméně 5 °C, přednostně o nejméně 10 °C, s výhodou o nejméně 15 °C, ještě příhodněji o nejméně 20 °C.

V příkladném provedení vynálezu má pojící polyesterová kompozice nižší teplotu tání než nosná polyesterová kompozice o nejvýše 200 °C, přednostně o nejvýše 180 °C, s výhodou o nejvýše 160 °C, nejlépe o nejvýše 150 °C.

Nosná polyesterová kompozice je tvořena alespoň jedním nosným polyesterem.

Pojící polyesterová kompozice je tvořena alespoň jedním pojícím polyesterem.

Charakteristiky a vlastnosti polymerů, které považujeme za prospěšné pro vynález, jsou uvedeny níže.

Nosný polyester je termoplastický polymer vhodný pro zpracování na zvlákňovací lince pro výrobu spunmelt netkané textilie nebo na lince pro výrobu staplových vláken, patřící do polymerových skupin polyesterů nebo kopolyesterů, přednostně polyethylentereftalát (PET) nebo kopolymer polyethylentereftalátu (coPET). Výhodným řešením je například polyethylentereftalát (PET).

Pojící polyester je termoplastický polymer vhodný pro zpracování na zvlákňovací lince pro výrobu spunmelt netkané textilie nebo na lince pro výrobu staplových vláken, patřící do polymerových skupin polyesterů nebo kopolyesterů, přednostně polyethylentereftalát (PET) nebo kopolymer

- 19 CZ 2024- 115 A3 polyethylentereftalátu (coPET). Výhodným řešením je například kopolymer polyethylentereftalátu (coPET).

Doplňková polyesterová kompozice je termoplastický polymer nebo směs polymerů vhodná pro zpracování na zvlákňovací lince pro výrobu spunmelt netkané textilie nebo na lince pro výrobu staplových vláken, s výhodou patřící do polymerových skupin polyesterů nebo kopolyesterů.

Přednostní bikomponentní filamenty mají poměr hmotnosti první složky k hmotnosti druhé složky od 40:60 do 90:10. V souvislosti s postupem podle vynálezu lze během výroby volně měnit poměry hmotností konfigurace jádro-plášť bez zastavení stroje.

V příkladném provedení vynálezu tvoří pojící polyesterová kompozice alespoň 10 % hmotnosti filamentu, s výhodou alespoň 15 % hmotnosti filamentu, přednostně alespoň 20 % hmotnosti filamentu.

V příkladném provedení vynálezu tvoří pojící polyesterová kompozice maximálně 60 % hmotnosti filamentu.

V příkladném provedení vynálezu tvoří nosná polyesterová kompozice alespoň 40 % hmotnosti filamentu, s výhodou alespoň 50 % hmotnosti filamentu, přednostně alespoň 60 % hmotnosti filamentu.

V příkladném provedení vynálezu tvoří nosná polyesterová kompozice maximálně 70 % hmotnosti filamentu, přednostně maximálně 80 % hmotnosti filamentu, s výhodou maximálně 90 % hmotnosti filamentu.

V rámci vynálezu je výsledná netkaná vrstva tepelně předpojená, tj. předběžně zpevněná, případně tepelně aktivovaná a poté tepelně spojená.

Odborník na daný obor si je vědom, že před podáváním do extruzního systému může být nutné sušení nebo krystalizace materiálů na bázi polyesteru. Doporučení od výrobce polymerů je dobrým vodítkem.

Vynález se týká netkané textilie tvořené jednou nebo několika vrstvami, z nichž každá je vytvořena jednou zvlákňovací tryskou E Je zřejmé, že více vrstev je položeno jedna na druhou a transportováno společně na alespoň jednom formovacím pásu 2 k finálnímu pojícímu zařízení 3. V rámci vynálezu mohou být součástí netkaného kompozitu i jiné vrstvy, včetně vrstvy meltblown.

Vlákna 4 se zvlákňují pomocí zvlákňovací hlavy 5. Uspořádání vláken je optimalizováno stupňovitým uspořádáním, takže každé vlákno získává velmi podobnou hmotnost a velmi podobnou teplotu chladicího vzduchu. Zvlákňovací hlavy se mohou lišit počtem kapilár, stejně jako průměrem d a délkou 1 kapilár. Délka 1 se obvykle počítá jako násobek průměru kapiláry a pro tuto aplikaci jev rozmezí od 2 do 10 1/d. Počet kapilár musí být zvolen na základě požadovaného konečného průměru vlákna a požadované nebo plánované celkové propustnosti polymeru spolu s požadovanou rychlostí zvlákňování. Počet kapilár může být v rozmezí od 800 do 7 000 kapilár na metr, což poskytuje rozsah průměru vláken od 8 do 45 pm. Rychlost vláken by měla být definována v rozmezí od 3 000 do 5 500 m/min, průměr kapiláry by měl být mezi 200 a 1 000 pm pro kulaté kapiláry. Nekruhové kapiláry vykazují obvykle vyšší poměry dloužení, které silně závisí na tvaru kapiláry a jejím poměru povrchu k objemu. Objem a teplota chladicího vzduchu se nastavují tak, aby se dosáhlo správného poměru dloužení a chladicích podmínek. Objem a teplota chladicího vzduchu se regulují v chladicím zařízení 6.

Následně jsou vlákna vedena dloužící zónou 7. Vlákna jsou tažena dolů dloužícími silami vytvářenými rychlostí chladicího vzduchu. Objem chladicího vzduchu a nastavitelná geometrie

-20 CZ 2024- 115 A3 dloužící zóny vedou k rychlosti vzduchu, která se také převádí na rychlost vláken. Rychlost vláken spolu s výkonem linky také definují průměr vlákna.

V dalším kroku jsou vlákna vedena k difůzoru 8, který má divergentní boční stěny vzhledem ke směru toku vláken. Tyto stěny lze nastavit a jsou nastaveny tak, aby se dosáhlo rovnoměrné netkané textilie, ve které jednotlivá vlákna vytvářejí uspořádání pokládání vláken vykazující všesměmou orientaci v rovině MD/CD.

Je zřejmé, že pokládání vláken je ovlivněno vzduchem vedoucím vlákna v difůzoru. Vzduch lze nastavit tak, aby vytvářel uspořádání od zřetelných uspořádání pokládání v cik-cak až po skutečné kruhové smyčky a dále eliptické struktury orientované na CD. Vlákna se pokládají na formační pás a transportují se do alespoň jednoho předkonsolidačního zařízení 9. Chladicí vzduch prochází vrstvou pokládání vláken a formačním pásem z procesu. Objem odsávaného vzduchu lze nastavit tak, aby pomohl pokládání vláken a také zajistil, aby bylo rouno fixováno na formačním pásu. Předkonsolidační zařízení je umístěno v blízkosti difuzoru. Vlákenná vrstva je na cestě z difůzoru k předkonsolidačnímu zařízení řízena odsávaným vzduchem.

Požadovaná úroveň předkonsolidace textilie/rouna je vysoce závislá na podmínkách výrobního procesu. Klíčem je správně nastavit stupeň koheze vlákno-vlákno uvnitř rouna a tím kontrolovat úroveň soudržnosti rouna na základě požadavků následného výrobního kroku. V případě online výrobního procesu s aktivací přímo na pásuje požadovaná míra koheze spíše nízká a je nutná pouze k zabránění trhlin nebo ztenčení způsobených významnými nežádoucími pohyby vláken během aktivačního procesu. V jiných případech, například když vlákna samotná poskytují velmi dobrou kohezi v kontaktu se sebou nebo s jejich podkladem, způsobenou například tvarem jejich průřezu, mírou zaklesnutí nebo složením materiálu, může být soudržnost rouna dostatečně dobrá i bez tepelné předkonsolidace. V jiných případech, například když je výrobní proces rozdělen do dvou kroků a když je předkonsolidované rouno před úplnou aktivací transportováno například v podobě rolí, je požadovaná míra soudržnosti mnohem vyšší, a proto musí být také úroveň předkonsolidace mnohem vyšší. Odborníci v oboru, kteří mají znalosti o svých procesních podmínkách, snadno rozpoznají úroveň předkonsolidace požadovanou pro jejich konkrétní případ.

Předkonsolidace může být provedena různými způsoby, včetně kompaktních válců, proudění media (např. vzduchu) nebo jakýmikoli jinými vhodnými formami. Předkonsolidace může být provedena za studená, při pokojové teplotě, zvýšené teplotě nebo vysoké teplotě.

Finální pojení může být provedeno několika způsoby v pojícím zařízení 3.

V jednom z provedení vynálezu se použije postup ošetření rouna (batt) horkým vzduchem v pojícím zařízení. V pojícím zařízení je rouno tvořené jednou vrstvou a/nebo více vlákennými vrstvami spojena dohromady, přednostně aniž by se průměr rouna výrazně snížil a v celé tloušťce netkané textilie nevznikl téměř žádný gradient pojení. V pojícím zařízení je nutné přizpůsobit teplotu pojení a síly působící na rouno požadovanému procesnímu efektu nízkého měknutí a malých působících sil, ale dostatečným k ovlivnění integrity rouna. Toho lze dosáhnout v několika různých zařízeních, jako je Omega bubnové pojící zařízení, ploché pásové pojící zařízení a také vícenásobný bubnová pojící trouba. Doporučená doba pojení rouna (batt) je mezi 200 a 20 000 ms, přednostně mezi 200 a 15 000 ms a nejlépe mezi 200 a 10 000 ms. Rychlost pojícího vzduchu použitého v tomto pojícím zařízení je nastavitelná v rozmezí od 0,2 do 4,0 m/s, přednostně mezi 0,4 a 1,8 m/s. Doporučuje se, aby teplota pojení pro tepelné pojení byla mezi 100 °C a 250 °C, přednostně mezi 120 °C a 220 °C. V jednom z provedení je teplota pojení 90 °C až 140 °C, zejména 110 °C až 130 °C. Podle preferovaného provedení má netkaná vrstva bikomponentních vláken jádrovou složku obsahující nosnou polyesterovou kompozici, přednostně polyethylentereftalát (PET), a pláštovou složku obsahující pojící polyesterovou kompozici, přednostně kopolymer polyethylentereftalátu (coPET), a doplňkovou polyesterovou kompozici, teplota pojení je přednostně 140 °C až 230 °C.

-21 CZ 2024- 115 A3

V jiném provedení vynálezu lze na rouno (batt) aplikovat pár vyhřívaných válců. Například rouno (batt) lze zpevnit pomocí vyhřívaných kalandrovacích válců s jedním hladkým válcem a protilehlým embosovaným válcem, který svými výstupky vytváří pojící vtisky vytvářející vzor opakovaný ve směru pohybu netkané textilie (MD). V průmyslu jsou známy různé vzory (například W02017190717). Lze například použít pár hladkých válců, pár embosovaných válců nebo jejich libovolnou kombinaci. Podle preferovaného provedení má netkaná vrstva bikomponentních vláken jádrovou složku obsahující nosnou polyesterovou kompozici, přednostně polyethylentereftalát (PET), a plášťovou složku obsahující pojící polyesterovou kompozici, přednostně kopolymer polyethylentereftalátu (coPET), a doplňkovou polyesterovou kompozici, teplota pojení je přednostně 140 °C až 240 °C.

Je třeba poznamenat, že na netkanou textilii lze aplikovat také kombinaci různých pojících kroků. Například netkaná textilie může být nejprve tepelně spojena a následně vodou-propojena „hydroentangled“ nebo vodou-vylepšená „hydroenhanced“ (například WO2022235648; WO2022235652; WO2018112259 nebo W02006031656). Nebo lze horkovzdušné pojení kombinovat s kalandrováním, 3D tvarováním nebo libovolnou kombinací výše uvedeného. Odborník v oboru by byl schopen zvolit vhodnou kombinaci pro dosažení požadovaných vlastností textilie.

Spojená netkaná textilie je nakonec navinuta na naviják 11. V případě potřeby úpravy povrchových vlastností netkané textilie, například pro zlepšení transportu tekutiny nebo savosti, je umístěno stříkací zařízení nebo přítlačný válec (kiss-roll) buď mezi formačním pásem a zařízením pro finální pojení, nebo mezi zařízením pro finální pojení a navijákem.

Netkaná textilie podle vynálezu může být vyrobena s libovolnou plošnou hmotností.

Pro některé aplikace může být výhodné mít plošnou hmotnost maximálně 70 g/m², lépe maximálně 60 g/m², ještě lépe maximálně 50 g/m², výhodně maximálně 40 g/m². Odborník v oboru si uvědomuje, že netkaná textilie musí obsahovat alespoň minimální množství materiálu, aby bylo možné dosáhnout požadovaných vlastností. V souladu s tímto předpokladem je možné použít netkanou textilii s plošnou hmotností alespoň 6 g/m², lépe alespoň 8 g/m², výhodně alespoň 10 g/m². Je zřejmé, že v popsaném netkaném materiálu s nízkou až střední plošnou hmotností není jakýkoli přínos pro pevnost v tahu netkané textilie nejen výhodný, ale lze jej považovat za klíčový.

V jiných případech, například při použití netkaných textilií pro výrobu výrobků, jako jsou jednorázové oděvy, ubrousky nebo prachovky, mohou být požadovány vyšší plošné hmotnosti až do 100 g/m² nebo dokonce 150 g/m². V tomto kontextu se předpokládá, že popsaný vynález má příznivé účinky na pojení v celé šířce netkané textilie.

V IL Příklady uskutečnění vynálezu

Další podrobnosti a specifické rysy vynálezu budou vysvětleny na základě příkladů. Příklady ilustrují praxi předmětného vynálezu, ale nemají být považovány za jeho omezení. Další uskutečnění a modifikace v rozsahu nárokovaného vynálezu budou zřejmé osobě znalé v oboru. Rozsah předmětného vynálezu je proto definován přiloženými nároky.

Polymery použité v následujících příkladech poskytují vlastnosti uvedené v tabulce 1.

-22 CZ 2024- 115 A3

Tabulka 1: Vlastnosti polymer využitých v příkladech.

	PĚTI	PET2	PET3	PET4	Sl	S2	S3
Teplota tání (°C)	251	255	226	120	246	-	247
Krystalizační entalpie první chlazení (JZg)	52	56	0	0	53	-	55
Plná šířka v polovině maxima krystalizačního píku v prvním chlazení (°C)	15	28			8		10
Teplo tání (JZg)	49,68	51,84	32,57	0	50,68	-	54,56
Komplexní smyková viskozita (Pa.s)	250-500	250-500	40-150	40-150	150-250	150-250	150-250

* PET4 - teplota tání je určena z teploty skelného přechodu (69°C)

Příklady 1 až 11:

V následujících příkladech 1 až 11 výroby netkané textilie byla pomocí technologie REICOFIL 4 na pilotní lince v STFI (Sáchsisches Textilforschungsinstitut e.V.) připravena jedna vrstva bikomponentních vláken s použitím trysky typu spunbond s kruhovými kapilárami. Jádro (nosná polyesterová kompozice) bylo v příkladech 1 až 8 vyrobeno z polymeru typu 5520 (PET2) a v příkladech 9 až 11 z polymer XPURE Polyester V062 (PĚTI) od společnosti Indorama. Plášť (pojící polyesterová kompozice) byl vyroben z polymeru coPET XPURE Polyester 70IK (PET3) od společnosti Indorama. Poměr jádro/plášť byl nastaven na 70/30 (hmotnostní). Tlak v kabině byl nastaven na 8 000 Pa. Rouno (batt) bylo zpevněno kompaktním válcem při teplotě 80 °C. Nebyla provedena žádná aktivace. Předběžně zpevněné rouno bylo tepelně spojeno pomocí dvojice horkých válců (teplota hladkého válce 180 °C, teplota embosovaného válce 190 °C), z nichž embosovaný válec je opatřen reliéfním vzorem nazývaným gravura U 2888 (od společnosti Ungricht) s celkovou pojící plochou 18,1 %. Doplňková polyesterová kompozice 1 (Sl) pro příklady 1 až 8 je reprezentována r(PETZcoPET) vyrobeným na jednošnekové regranulační lince ze zbytků bikomponentních vláken, kde jádro bylo vyrobeno z polymeru PET2 a obal z polymeru PET3. Doplňková polyesterová kompozice 2 (S2) pro příklad lije reprezentována r(PETZcoPET) vyrobeným na jednošnekové lince, doplňková polyesterová kompozice 3 (S3) pro příklad 10 je reprezentována r(PETZcoPET) vyrobeným na dvoušnekové regranulační lince, obě ze zbytků bikomponentních vláken, kde jádro bylo vyrobeno z polymeru PĚTI a obal z polymer PET3. Doplňková kompozice byla dávkována do filamentů - koncentrace jsou uvedeny v Tabulce 2. Vlastnosti polyesterových složek jsou uvedeny v Tabulce 1.

Tabulka 2: Příklady 1-11

Příklad	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Typ	C	c	c	I	I	I	I	I	C	I	I
Doplňková kompozice	-	Sl	Sl	Sl	Sl	Sl	Sl	Sl	-	S3	S2
Hmotnostní % doplňkové kompozice v jádře	0	1 %	5 %	0	0	0	0	3%	0	0	0
Hmotnostní % doplňkové kompozice v obalu	0	0	0	1%	2%	3%	5%	3%	0	7%	7%

-23 CZ 2024- 115 A3

výkon	416 kg/h/m	324 kg/h/m
Rychlost Vláken	4270 m/min
Plošná hmotnost	37	38	38	38	37	38	38	38	38	38	38
Zdánlivá tloušťka vláken AVG	18-20 pm
Pevnost MD	45	38	36	52	51	54	51	44	100	108	129
Pevnost CD	32	27	24	39	38	38	38	33	65	74	82

Příklady 1 až 8 představují jedno složení polymeru s proměnlivou koncentrací doplňkové polyesterové kompozice. Příklad 1 představuje komparativní vzorek textilie bez jakékoliv doplňkové polyesterové kompozice. Z uvedených údajů je zřejmé, že pokud se do obalu (druhá složka obsahující pojící polyesterovou kompozici) přidá doplňková polyesterová kompozice, celková pevnost v tahu textilie se zvýší (+13 až +20 % v MD u příkladů 4 až 7). Průměr vláken a plošná hmotnost netkané textilie zůstává v mezích běžných technologických odchylek a není důvodem pro takové velké zvýšení pevnosti v tahu. Příklady 9 až 11 ukazují stejný princip na netkané textilii s mírně odlišným složením polymerů a jiným polymerem doplňkové polyesterové kompozice (+8 % a +29 % v MD).

Komparativní příklady 2 a 3 ukazují, že přidání doplňkové polyesterové kompozice do jádra (nosná polyesterová kompozice) má negativní vliv na pevnost textilie v tahu - zde s rostoucí koncentrací doplňkové polyesterové kompozice klesá i pevnost v tahu (-16 % a -20 % v MD).

Příklad 8 podle vynálezu ukazuje, jak lze negativní vliv dávkování doplňkové polyesterové kompozice do jádra (první složka) kompenzovat jejím dávkováním do obalu (druhá složka).

Příklady 12 až 17:

V následujících příkladech 12 až 17 výroby netkané textilie byly použity dvě spunbond zvlákňovací hlavy REICOFIL 5 bikomponentního typu jádro/plášť. Poměr hmotnosti jádro/plášť byl 70/30. Jádro (nosná polyesterová kompozice) bylo vyrobeno z polymeru XPURE Polyester V062 od společnosti Indorama (PĚTI) a plášť byl vyroben z polymeru XPURE Polyester 701K od společnosti Indorama (PET3). Tlak v kabině byl nastaven na 10500 Pa. Rouno bylo zpevněno kompaktním válcem při teplotě 65 °C. Nebyla provedena žádná aktivace. Předběžně zpevněné rouno bylo tepelně spojeno pomocí dvojice horkých kalandrů (teplota hladkého válce 203 °C, teplota embosovaného válce 213 °C), z nichž embosovaný válec je opatřen reliéfním vzorem známým jako gravura s celkovou pojící plochou 24,0 %. Doplňkovou polyesterovou kompozici představuje polymer S2. Doplňková kompozice byla dávkována do filamentů - koncentrace jsou uvedeny v Tabulce 3. Vlastnosti polyesterových složek jsou uvedeny v Tabulce 1.

Tabulka 3: Příklady 12 až 17

Příklad	12	13	14	15	16	17
Typ	C	I	I	I	I	I
Doplňková kompozice	S2	S2	S2	S2	S2	S2
Hmotnostní % doplňkové kompozice v jádře	0	0	0	1%	3%	5%
Hmotnostní % doplňkové kompozice v obalu	0	3%	5%	5%	5%	5%
výkon	316	316	316	316	316	316
Rychlost Vláken

-24 CZ 2024- 115 A3

Příklad	12	13	14	15	16	17
Plošná hmotnost
Zdánlivá tloušťka vláken AVG	3600 - 5050 m/min
Pevnost MD	23	24	24	24	23	24
Pevnost CD	28-33 pm
Typ	37	39	39	43	41	38
Doplňková kompozice	7	7	8	9	8	8

Příklady 13 až 17 ukazují výsledky z rychlé komerční linky s vysokým výkonem. Příklad 12 představuje komparativní vzorek textilie bez jakékoliv doplňkové polyesterové kompozice. Podobně jako u příkladů 4 až 7, i příklady 13 a 14 ukazují mírné zvýšení (+5 %) pevnosti textilie v tahu, když se do obalu (druhá složka, pojící polyesterová kompozice) přidá doplňková polyesterová kompozice. V následujících příkladech 15 až 17 je koncentrace doplňkové polyesterové kompozice v obalu udržována na 5 hmota. % a koncentrace doplňkové polyesterové kompozice v jádře se postupně zvyšuje. Na rozdíl od předchozích příkladů je zde efekt nečistot nižší a bez toho, abychom byli vázáni teorií, se domníváme, že pozitivní vliv soudržnosti a možná také flexibility složení nosné polyesterové kompozice v synergickém působení s výhodami přítomnosti doplňkové polyesterové kompozice v obalu přináší další zvýšení pevnosti textilie v tahu (+16 % v příkladu 15). S rostoucí koncentrací doplňkové polyesterové kompozice v jádře se efekt nečistot zesiluje a celková pevnost v tahu se zhoršuje - stále však s dávkováním 5 %/5 % srovnatelným s komparativním příkladem 12.

V III. Testovací metody

Plošná hmotnost netkané textilie se měří zkušební metodikou podle normy EN ISO 9073-1:1989 (odpovídá metodice WSP 130.1). Pro měření se používá 10 vrstev netkané textilie, přičemž velikost vzorku je 10x10 cm2.

Pevnost v tahu a prodloužení (elongation) netkané textilie se měří zkušební metodikou podle normy WSP 110.4.R4 (12).

Měření DSC neboli diferenciální skenovací kalorimetrie se provádí zkušební metodikou podle ČSN EN ISO 11357-3 Plasty - Diferenciální skenovací kalorimetrie (DSC) - Část 3: Stanovení teploty a entalpie tání a krystalizace; kde:

- První ohřev: 20 až 310 °C; rychlost 10 K/min

- První chlazení: 310 až 20 °C; rychlost -10 K/min

- Druhý ohřev: 20 až 310 °C; rychlost 10 K/min

- Druhé chlazení: 310 až 20 °C; rychlost -10 K/min

Komplexní smyková viskozita definovaná při konstantní úhlové frekvenci polymeru nebo polymemí kompozice se měří podle normy ISO 6721-10: Plasty - Stanovení dynamických mechanických vlastností - Část 10: Komplexní smyková viskozita pomocí oscilačního reometru vybaveného měřící paralelní geometrií deska/deska; kde byla použita amplituda deformace smykového napětí 5% při úhlové frekvenci 1 rad.s¹ při teplotě 270 °C během 5 minut experimentu probíhajícího v ochranné atmosféře dusíku.

Průmyslová využitelnost

Tento vynález je použitelný všude tam, kde je požadována netkaná polyesterová textilie - například v hygienickém průmyslu jako různé součásti savých hygienických výrobků (např. plenky, inkontinenční pomůcky, dámské hygienické výrobky, přebalovací podložky atd.) nebo ve zdravotnictví, například jako součást houbiček na rány a/nebo ochranných oděvů, chirurgických

-25 CZ 2024- 115 A3 krycích plachet, podložek a dalších produktů bariérového materiálu. Další využití je možné i v průmyslových aplikacích, například jako součást ochranných oděvů, při filtraci, izolaci, balení, tlumení zvuku, v obuvním průmyslu, automobilovém průmyslu, nábytkářství atd. Tento vynález je výhodně použitelný zejména v aplikacích, kde je požadován polyesterový textil a zároveň je kladen 5 důraz na udržitelnost.

Claims (45)

1. Způsob výroby netkané textilie, zahrnující kroky

A) samostatné roztavení

i. první složky obsahující nosnou polyesterovou kompozici, a ii. druhé složky obsahující

- pojící polyesterovou kompozici s bodem tání nižším než nosná polyesterová kompozice a

- alespoň jednu doplňkovou polyesterovou kompozici, přičemž pojící polyesterová kompozice obsahuje alespoň jeden pojící polyester, a

B) přivedení roztavených polymemích materiálů ke kapilárám zvlákňovací hlavy a vytlačování roztavených polymemích materiálů skrz kapiláry,

C) vytváření multikomponentních nekonečných filamentů z roztavených polymemích materiálů vystupujících z kapilár,

i. přičemž druhá složka prochází v podélném směm filamentů a tvoří alespoň část povrchu filamentů, a

D) chlazení vytvořených filamentů tekoucím médiem s teplotou v rozmezí 10 až 90 °C a dloužení vláken s dloužícím koeficientem v rozmezí 200 - 1300 pro dosažení semistabilního krystalického stavu alespoň druhé složky, a

E) náhodné pokládání filamentů na formovací pás pro vytvoření rouna, a

F) tepelné pojení rouna.

2. Způsob výroby netkané textilie podle nároku 1, kde druhá složka obsahuje alespoň 1 hmotnostní % doplňkové polyesterové kompozice, přednostně alespoň 2,5 hmotnostního % doplňkové polyesterové kompozice, s výhodou alespoň 4 hmotnostní % doplňkové polyesterové kompozice, ještě přednostněji alespoň 5 hmotnostních % doplňkové polyesterové kompozice.

3. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde dmhá složka obsahuje až 90 hmotnostních % doplňkové polyesterové kompozice, přednostně nejvýše 85 hmotnostních %, ještě přednostněji nejvýše 75 hmotnostních %, nejlépe nejvýše 50 hmotnostních 0/ /0.

4. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde nosná polyesterová kompozice obsahuje jeden nebo více nosných polyesterů.

5. Způsob výroby netkané textilie podle nároku 4, kde nosný polyester je semi-krystalický polymer.

6. Způsob výroby netkané textilie podle nároku 4 nebo 5, kde nosný polyester je polyethylentereftalát.

-27CZ 2024- 115 A3

7. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde má nosný polyester polyester s krystalizační entalpií při prvním ochlazení alespoň 2 J/g, přednostně alespoň 4 J/g, s výhodou alespoň 6 J/g, nejlépe alespoň 10 J/g.

8. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde má nosný polyester plnou šířku v polovině maxima krystalizačního píku při prvním ochlazení alespoň 12 °C.

9. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde má nosný polyester plnou šířku v polovině maxima krystalizačního píku při prvním ochlazení nejvýše 50 °C.

10. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde má nosný polyester plnou šířku v polovině maxima krystalizačního píku při prvním ochlazení nejvýše 50 °C. má nosný polyester nebo nosná polyesterová kompozice teplo tání alespoň 35 J/g.

11. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde nosná polyesterová kompozice ve vláknité složce vykazuje komplexní smykovou viskozitu v rozsahu 250500 Pa.s při amplitudě smykové deformace 5 % při úhlové frekvenci 1 rad.s-1 při teplotě 270 °C definované do 5 minut po zahájení experimentu v ochranné atmosféře dusíku.

12. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde pojící polyesterová kompozice obsahuje jeden nebo více pojících polyesterů.

13. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde je pojící polyester kopolymerem polyethylentereftalátu.

14. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde je pojící polyester polyester s krystalizační entalpií při prvním ochlazení nejvýše 10 J/g, přednostně nejvýše 8 J/g, s výhodou nejvýše 5 J/g, nejvýhodněji nejvýše 2 J/g.

15. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde pojící polyester nebo pojící polyesterová kompozice má teplo tání nejvýše 35 J/g.

16. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde pojící polyesterová kompozice vláknité složky vykazuje komplexní smykovou viskozitu v rozsahu 40-150 Pa.s při teplotě 270 °C při amplitudě smykové deformace 5 % při úhlové frekvenci 1 rad.s-1 při teplotě 270 °C definované do 5 minut po zahájení experimentu v ochranné atmosféře dusíku.

17. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde doplňková polyesterová kompozice obsahuje jeden nebo více nosných polyesterů.

18. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde doplňková polyesterová kompozice krystalizační entalpií při prvním ochlazení alespoň 2 J/g, přednostně alespoň 4 J/g, s výhodou alespoň 6 J/g, nejvýhodněji alespoň 10 J/g.

19. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde má doplňková polyesterová kompozice plnou šířku v polovině maxima krystalizačního píku při prvním ochlazení nejvýše 12 °C.

20. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde má doplňková polyesterová kompozice teplo tání alespoň 35 J/g.

21. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde doplňková polyesterová kompozice složky vláken vykazuje komplexní smykovou viskozitu v rozsahu 150-250 Pa.s při amplitudě deformace smyku 5 % při úhlové frekvenci 1 rad.s-1 při teplotě 270 °C definované do 5 minut po zahájení experimentu v dusíkové atmosféře.

-28CZ 2024- 115 A3

22. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde doplňková polyesterová kompozice pro krok A) poskytována ve formě vláken a/nebo netkané textilie v podstatě tvořené kompozicí PET/coPET.

23. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde doplňková polyesterová kompozice obsahuje recyklovanou nosnou polyesterovou kompozici a recyklovanou pojící polyesterovou kompozici.

24. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde doplňková polyesterová kompozice obsahuje alespoň 20 hmotnostních % recyklované nosné polyesterové kompozice, přednostně alespoň 30 % recyklované nosné polyesterové kompozice, s výhodou alespoň 40 % recyklované nosné polyesterové kompozice, nejlépe alespoň 50 % recyklované nosné polyesterové kompozice.

25. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde doplňková polyesterová kompozice obsahuje alespoň 5 hmotnostních % recyklovaného pojícího polyesteru, přednostně alespoň 10 hmotnostních % recyklovaného pojícího polyesteru, s výhodou alespoň 15 % recyklovaného pojícího polyesteru, nejlépe alespoň 20 % recyklovaného pojícího polyesteru.

26. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde doplňková polyesterová kompozice obsahuje recyklovanou nosnou polyesterovou kompozici, recyklovanou pojící polyesterovou kompozici a recyklovanou doplňkovou polyesterovou kompozici.

27. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde doplňková polyesterová kompozice obsahuje alespoň 20 hmotnostních % recyklovaného PET, přednostně alespoň 30 hmotnostních % recyklovaného PET, s výhodou alespoň 40 hmotnostních % recyklovaného PET, nejlépe alespoň 50 hmotnostních % recyklovaného PET.

28. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde doplňková polyesterová kompozice obsahuje alespoň 5 hmotnostních % recyklovaného coPET, přednostně alespoň 10 hmotnostních % recyklovaného coPET, s výhodou alespoň 15 % recyklovaného coPET, nejlépe alespoň 20 % recyklovaného coPET.

29. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde pojící polyesterová kompozice má přednostně nižší teplotu tání než nosná polyesterová kompozice o alespoň 5 °C, přednostně alespoň 10 °C, s výhodou alespoň 15 °C, více výhodně alespoň 20 °C.

30. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde je teplota tání doplňkové polyesterové kompozice nižší než teplota tání pojící polyesterové kompozice maximálně o 10 °C.

31. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde teplota tání doplňkové polyesterové kompozice je vyšší než teplota tání pojící polyesterové kompozice, přičemž rozdíl je maximálně 50 °C, přednostně maximálně 30 °C, s výhodou maximálně 20 °C, nejlépe maximálně 10 °C.

32. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde rozdíl entalpie krystalizace při prvním ochlazení doplňkové polyesterové kompozice a alespoň jednoho pojícího polyesteru přítomného v pojící polyesterové kompozici je alespoň 10 J/g, přednostně alespoň 20 J/g, s výhodou alespoň 30 J/g.

33. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde je rozdíl plné šířky v polovině maxima krystalizačního píku při prvním ochlazení mezi nosnou polyesterovou kompozicí a doplňkovou polyesterovou kompozicí alespoň 2 °C, přednostně alespoň 3 °C, s výhodou alespoň 5 °C.

-29CZ 2024- 115 A3

34. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde je rozdíl tepla tání nosné polyesterové kompozice a tepla tání pojícího polyesteru alespoň 5 J/g, přednostně 7 J/g, s výhodou 10 J/g.

35. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde tvoří druhá složka alespoň 10 % hmotnosti vláken, s výhodou alespoň 15 % hmotnosti vláken, přednostně alespoň 20 % hmotnosti vláken.

36. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde tvoří druhá složka nejvýše 60 % hmotnosti vláken.

37. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde tvoří první složka nejvýše 90 % hmotnosti vláken, přednostně nejvýše 80 % hmotnosti vláken, s výhodou nejvýše 70 % hmotnosti vláken.

38. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde jsou v krocích B) až D) vyráběna vlákna s koncentrickým průřezem jádro-plášť nebo excentrickým průřezem jádroplášť nebo s průřezem strana-strana.

39. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde první složka doplňkovou polyesterovou kompozici v množství alespoň 2,5 % hmotnosti první složky, přednostně alespoň 5 %, s výhodou alespoň 7,5 %, více výhodně alespoň 10 % hmotnosti první složky.

40. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde první složka doplňkovou polyesterovou kompozici v množství maximálně 90 % hmotnosti první složky, přednostně maximálně 85 %, s výhodou maximálně 75 %, více výhodně maximálně 50 % hmotnosti první složky.

41. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházej i cích nároků, kde j e procentuální hmotnostní koncentrace doplňkové polyesterové kompozice stejná nebo nižší v první složce než v druhé složce.

42. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde se v kroku F) tepelné pojení rouna provádí pojením průchodem vzduchu.

43. Způsob výroby netkané textilie podle kteréhokoliv z nároků 1-41, kde se v kroku F) provádí tepelné pojení párem ohřátých válců.

44. Způsob výroby netkané textilie podle nároku 43, kde se v kroku F) provádí tepelné pojení párem ohřátých válců, více výhodně ohřátým párem hladkého a embosovaného válce.

45. Netkaná textilie vyrobená dle kteréhokoliv z předcházejících nároků.