CZ234299A3

CZ234299A3 - Thermoplastic composition

Info

Publication number: CZ234299A3
Application number: CZ19992342A
Authority: CZ
Inventors: Fu-Jya Tsai; Brian Thomas Etzel
Original assignee: Kimberly-Clark Worldwide, Inc.
Priority date: 1997-12-30
Filing date: 1997-12-30
Publication date: 2000-08-16

Abstract

Termoplastická kompozice obsahuje, vztaženo na celkovou hmotnost termoplastické kompozice, 50 až 95 hmotn. % alifatického polyesterového polymeru, např. polymeru kyseliny mléčné, polybutylen sukcinátu, sulfonovaného polyethylen tereftalátu, a 5 až 50 hmotn. % polykarboxylové kyseliny, např. kyseliny malonové, citrónové, jantarové, adipové, korkové. Termoplastická kompozice se protlačováním z taveniny zvlákňuje do vláknitého materiálu použitelného pro absorpční výrobky na jednorázové použití.The thermoplastic composition comprises, based on total the weight of the thermoplastic composition, 50 to 95 wt. % an aliphatic polyester polymer such as a polymer lactic acid, polybutylene succinate, sulfonated polyethylene terephthalate, and 5 to 50 wt. % polycarboxylic acids acids such as malonic, citric, succinic, adip, cork. The thermoplastic composition is extruding from the melt into a fibrous material disposable absorbent articles.

Description

TERMOPLASTICKÁ KOMPOZICETHERMOPLASTIC COMPOSITION

Oblast vynálezuField of the invention

Předložený vynález se týká vytvoření termoplastické kompozice, obsahující nezreagovanou směs alifatického polyesterového polymeru a polykarboxylové kyseliny. Takto vytvořenou termoplastickou kompozici je možné protlačováním z taveniny zvlákňovat do vláknitého materiálu, který je dále možné zpracovávat do netkaných struktur, použitelných jako součást absorpčních výrobků na jednorázové použití, které jsou určené pro pohlcování působících tekutin, například tělních tekutin a exsudátů.The present invention relates to the formation of a thermoplastic composition comprising an unreacted mixture of an aliphatic polyester polymer and a polycarboxylic acid. The thermoplastic composition thus formed can be melt extruded into a fibrous material, which can be further processed into nonwoven structures useful as disposable absorbent articles for absorbing liquids such as body fluids and exudates.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Absorpční výrobky na jednorázové použití nacházejí v současné době široké uplatnění v mnoha aplikacích. Například v oblasti, týkající se péče o kojence, batolata a malé děti, v podstatě nahradily vytvořené jednorázově použitelné a plenkové kalhotky obecně používané látkové absorpční výrobky. Další charakteristické absorpční na tomto principu zavinovací pleny opětně použitelné výrobky na prostředky, menstruační jednorázové například vložky nebo použití zahrnují dámské ochranné takové jako jsou hygienické tampóny, inkontinenční prostředky • · » · · 1 ► « · ·· ·· pro dospělé, a zdravotnické ochranné prostředky, například takové jako jsou chirurgické čapky a roušky nebo zdravotnické obvazové materiály. Charakteristický absorpční výrobek na jednorázové použití obecně obsahuje složenou vrstvenou strukturu zahrnující vrchní lícní vrstvu, spodní rubovou vrstvu, a absorpční strukturu, uspořádanou účelně vrchní lícní vrstvou a spodní rubovou toho takové absorpční výrobky obvykle zahrnují některý ze známých typů upevňovacích systémů pro připevňování a zafixování absorpčního výrobku během jeho funkční aplikace v odpovídající poloze vzhledem k uživateli.Disposable absorbent articles are currently widely used in many applications. For example, in the field of care for infants, toddlers and young children, the disposable and diaper pants formed have generally replaced the generally used absorbent cloth products. Other characteristic absorbent diaper reusable device articles, menstrual disposable for example sanitary napkins or uses include feminine protective devices such as sanitary swabs, incontinence devices for adults, and medical protective devices. means such as surgical caps and drapes or medical dressing materials. The characteristic disposable absorbent article generally comprises a composite laminate comprising a topsheet, a backsheet, and an absorbent structure disposed expediently by the topsheet and the backsheet of such absorbent articles typically include some of the known types of fastening systems for attaching and fixing the absorbent article. during its functional application in an appropriate position with respect to the user.

mezi uvedenými vrstvou. Kroměbetween said layers. Except

Absorpční výrobky na jednorázové použití jsou během jejich funkční aplikace charakteristicky vystaveny jednou nebo vícekrát nepříznivě ovlivňovány působením kapalin, například takových jako je voda, moč, menstruace nebo krev. Materiály, použitelné pro vytvoření vně uspořádané ochranné spodní rubové vrstvy absorpčních výrobků na jednorázové použití, jako takové představují charakteristické, kapalinami nerozpustné a pro kapaliny nepropustné materiály, například takové jako jsou tenké polypropylenové fólie, vykazující dostatečnou a způsobilost týkající se jejich chování během funkční aplikace tak, aby takový absorpční výrobek na jednorázové použití byl schopný během funkční aplikace udržovat svou integritu a výslovně nedovoloval nežádoucí prosakování na výrobek nepříznivě působících tekutin.Disposable absorbent articles are typically exposed one or more times to the effects of liquids, such as water, urine, menstruation or blood, during their functional application. As such, the materials useful for forming the outer backsheet of disposable absorbent articles are characteristic liquid-insoluble and liquid-impermeable materials, such as thin polypropylene films, exhibiting sufficient performance and performance characteristics during functional application. such a disposable absorbent article is capable of maintaining its integrity during functional application and does not explicitly allow undesirable leakage to the product of adverse fluid.

Přestože byly současně na trhu dostupné dětské zavinovací pleny a ostatní absorpční výrobky na jednorázové •» »· ·· « » o «Although baby diapers and other disposable absorbent articles were available on the market at the same time, they were available in the market. • »» · ·· «» o «

použití uživatelskou veřejností obecně akceptovány, vykazují tyto absorpční výrobky v určitých oblastech potřebu dalších nezbytných zdokonalení. Mnoho typů takových absorpčních výrobků na jednorázové použití může představovat určité problémy například v souvislosti s jejich odstraňováním do odpadu a likvidací po funkční aplikaci. Například pokusy likvidace, spočívající v odhození absorpčního výrobku na jednorázové použití do toalety a jeho spláchnutí do odpadního kanalizačního systému, vedou v řadě případů k nežádoucímu ucpání a zablokování toalety nebo odpadního potrubí, spojovacího toaletu s odpadním kanalizačním systémem. Zejména materiály, používané obvykle pro vytvoření vně uspořádané ochranné spodní rubové vrstvy absorpčních výrobků na jednorázové použití, se po spláchnutí do toalety zpravidla nerozkládají, nerozpadají nebo nedispergují v odpovídajícím rozsahu, z čehož vyplývá, že likvidace absorpčních výrobků na jednorázové použití takovým způsobem je vzhledem ke shora uvedeným důvodům z praktického hlediska zcela nepoužitelná. V případě, kdy se pro vytvoření vně uspořádané ochranné spodní rubové vrstvy absorpčních výrobků, z důvodu redukce jejich celkového objemu, založené na předpokladu snížení pravděpodobnosti ucpání toalety nebo potrubí spojujícího toaletu s odpadním kanalizačním systémem, použijí materiály s velmi malou tloušťkou, nevykazují takové materiály charakteristickou postačující pevnost, která by byla schopná zajistit požadovanou eliminaci vzniku nežádoucích trhlinek nebo porušení při podrobení tohoto materiálu namáhání mechanickými napětími, která se generují při běžném funkčním použití absorpčního výrobku uživatelem.generally accepted by the user community, these absorbent articles show the need for further necessary improvements in certain areas. Many types of such disposable absorbent articles may present some problems, for example, in their disposal to waste and disposal after functional application. For example, disposal attempts to dispose of a disposable absorbent article into a toilet and flush it into a sewage system lead in many cases to unwanted clogging and blockage of the toilet or drain line connecting the toilet to the sewage system. In particular, the materials typically used to form the outer backsheet of disposable absorbent articles generally do not decompose, disintegrate or disperse to an appropriate extent upon flushing into the toilet, which implies that the disposal of disposable absorbent articles in such a manner is for the reasons set out above, from a practical point of view completely useless. In the case where very low thickness materials are used to form an outer protective backsheet for absorbent articles based on the assumption of reducing the likelihood of clogging of the toilet or the duct connecting the toilet to the sewage system, such materials do not exhibit the characteristic sufficient strength to provide the desired elimination of unwanted cracks or breakages when subjected to mechanical stresses generated by the user in the normal functional use of the absorbent article.

• · • ·• · • ·

Kromě toho se likvidace tuhých odpadů stává stále větším problémem v celosvětovém měřítku. Se zvětšujícím se objemem a rozsahem skládek tuhých odpadů se stále zvyšuje požadavek na redukci materiálových zdrojů pro vytváření absorpčních výrobků na jednorázové použití se současným požadavkem na začleňování recyklovatelných nebo biologicky rozložitelných složek do jednorázově použitelných absorpčních výrobků s tím, že se tyto absorpční výrobky navrhují tak, aby je bylo možné odstraňovat nebo likvidovat některým z jiných způsobů namísto jejich vyvážení a ukládání na skládky tuhých odpadů, čehož základním důvodem je snaha o odlehčování těchto skládek.In addition, the disposal of solid waste is becoming an increasing problem worldwide. With the increasing volume and scale of solid waste landfills, there is an increasing demand to reduce the material resources for making disposable absorbent articles while requiring the inclusion of recyclable or biodegradable components in disposable absorbent articles, that they can be disposed of or disposed of in some other way instead of being disposed of and deposited in the solid waste dumps, the underlying reason being to relieve them.

Bez ohledu na uvedenou skutečnost existuje tak jako tak potřeba či požadavek na vytvoření takových nových materiálů, určených pro použití při konstrukci absorpčních výrobků na jednorázové použití, které jsou během funkční aplikace obecně schopné a uzpůsobené pro udržování vlastní integrity a pevnosti, a které je možné po jejich použití a znehodnocení mnohem efektivněji likvidovat nebo odstraňovat do odpadu. Velmi jednoduchým a velmi účinným způsobem likvidace absorpčních výrobků na jednorázové použití po uživatelském upotřebení může být například jejich kompostování neboli ukládání na kompost. Alternativní možnost jednoduché a velmi efektivní likvidace absorpčních výrobků na jednorázové použití může v případě, kdy takové absorpční výrobky vykazují efektivní schopnost rozkladu působením mikroorganismů, představovat jejich odstraňování splachováním do odpadního kanalizačního systému.Notwithstanding the foregoing, there is a need or requirement for such novel materials to be used in the construction of disposable absorbent articles that are generally capable and adapted to maintain intrinsic integrity and strength during functional application and which are their use and disposal more effectively disposed of or disposed of. A very simple and very effective way of disposing of disposable absorbent articles after user use may be, for example, their composting. An alternative option for the simple and very efficient disposal of disposable absorbent articles may, in the case where such absorbent articles have an effective degradation capacity by microorganisms, may be to flush them into the waste sewage system.

• ·• ·

Přestože jsou vláknité materiály, připravené a vytvořené z alifatických polyesterových polymerů, jako takové ze stávajícího stavu techniky dostatečně známé, představuje jejich použití pro uvedené účely řadu problémů. Především je známé, že alifatické polyesterové polymery ve srovnání například s polyolefinovými polymery vykazují relativně nízkou rychlost krystalizace, což je ve svém důsledku je v mnoha případech příčinou jejich špatné nebo málo efektivní zpracovatelnosti. Kromě toho alifatické polyesterové polymery zpravidla nevykazují dobrou rozměrovou stálost za tepla. Alifatické polyesterové polymery obvykle prodělávají několikeré smršťování za tepla, které je důsledkem relaxace polymerního řetězce během procesů tepelného zpracovávání, například takových jako je vazební spojování za tepla a laminování do vrstvené struktury, s výjimkou provádění doplňkového specifického tepla. Použití doplňkového kroku in-situ je však obecně omezeno použitými výrobními zařízeními a technologickými postupy pro zvlákňování a zpracovávání vláknitého materiálu do netkaných plošných textilií, například takovými jako jsou zvlákňování z taveniny pojením pod tryskou nebo foukáním, při se vytvrzování za tepla provádí velmi obtížně. Kromě shora uvedeného může být příčinou zpomalování rychlosti v generování a průběhu rozkladu působením mikroorganismů použití účely zlepšení zpracování nebo tyto kroku vytvrzování za vytvrzování za tepla nebo dokonce bránění základního materiálu dalších přísad pro přísady mohou být sami o sobě biologicky nerozložitelné.Although fibrous materials prepared and formed from aliphatic polyester polymers as such are well known in the art, their use for these purposes presents a number of problems. In particular, it is known that aliphatic polyester polymers have a relatively low crystallization rate compared to, for example, polyolefin polymers, which in many cases results in poor or poorly effective processability. In addition, aliphatic polyester polymers generally do not exhibit good dimensional heat stability. Aliphatic polyester polymers typically undergo multiple heat shrinkage as a result of relaxation of the polymer chain during heat treatment processes, such as hot bonding and lamination into a laminate, except for the addition of additional specific heat. However, the use of an additional in-situ step is generally limited by the manufacturing equipment and techniques used for spinning and processing the fibrous material into nonwoven webs, such as melt spinning or spunbonding, in which hot curing is difficult. In addition to the above, the reason for slowing the rate of generation and degradation by microorganisms may be due to the use of improved processing or these curing steps by hot curing or even hindering the base material of other ingredients for the ingredients may themselves be non-biodegradable.

Vzhledem ke shora uvedenému je proto základním cílem předloženého vynálezu zajistit vytvoření termoplastické kompozice, která vykazuje zlepšenou zpracovatelnost, redukovanou velikost krystalů, zdokonalené vlastnosti z hlediska rozměrové stálosti za tepla, a zvýšenou rychlost rozkladu působením mikroorganismů.In view of the foregoing, it is therefore an essential object of the present invention to provide a thermoplastic composition that exhibits improved processability, reduced crystal size, improved dimensional stability in heat, and increased decomposition rate by microorganisms.

Dalším cílem předloženého vynálezu je zajistit vytvoření termoplastické kompozice, kterou je možné jednoduchým způsobem a efektivně zpracovávat a přetvářet do vláknitého materiálu.Another object of the present invention is to provide a thermoplastic composition which can be easily and efficiently processed and transformed into a fibrous material.

Dalším cílem předloženého vynálezu je zajistit vytvoření termoplastické kompozice, která je vhodná a použitelná pro přípravu netkaných struktur.Another object of the present invention is to provide a thermoplastic composition that is suitable and useful for preparing nonwoven structures.

Dalším cílem předloženého vynálezu je zajistit vytvoření vláknitého materiálu nebo netkané struktury, které ve venkovním prostředí vykazují schopnost rychlého a snadného rozkladu působením mikroorganismů.It is a further object of the present invention to provide a fibrous material or nonwoven structure which exhibits the ability to disintegrate rapidly and readily by microorganisms in the outdoor environment.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Předložený vynález se týká vytvoření termoplastické kompozice, která vykazuje požadovanou schopnost rozkladu působením mikroorganismů a kterou je kromě toho možné připravit jednoduchým způsobem a snadno zpracovávat na požadované finální struktury, jakými jsou například vláknité materiály nebo netkané struktury.The present invention relates to the formation of a thermoplastic composition which exhibits the desired microorganism degradation capability and which, moreover, can be prepared in a simple manner and easily processed to desired final structures such as fibrous materials or nonwoven structures.

Podle jednoho aspektu předloženého vynálezu se navrhuje termoplastická kompozice obsahující směs dvou, první a druhé, složek.According to one aspect of the present invention, there is provided a thermoplastic composition comprising a mixture of two, first and second components.

Podle jednoho ze specifických provedení předloženého vynálezu taková termoplastická kompozice obsahuje směs alifatického polyesterového polymeru a polykarboxylové kyseliny s tím, že polykarboxylová kyselina vykazuje celkový počet atomů uhlíku menší než 30, a že takto vytvořená termoplastická kompozice vykazuje požadované vlastnosti.According to a specific embodiment of the present invention, such a thermoplastic composition comprises a mixture of an aliphatic polyester polymer and a polycarboxylic acid, wherein the polycarboxylic acid has a total carbon number of less than 30, and that the thermoplastic composition thus formed exhibits the desired properties.

Podle dalšího aspektu předloženého vynálezu se navrhuje vláknitý materiál, připravený z termoplastické kompozice s tím, že takto vytvořený vláknitý materiál vykazuje požadované vlastnosti.According to a further aspect of the present invention there is provided a fibrous material prepared from a thermoplastic composition, wherein the fibrous material thus formed exhibits the desired properties.

Podle dalšího aspektu předloženého vynálezu se navrhuje netkaná struktura obsahující vláknitý materiál připravený z termoplastické kompozice.According to another aspect of the present invention, there is provided a nonwoven structure comprising a fibrous material prepared from a thermoplastic composition.

Podle jednoho ze specifických provedení předloženého vynálezu se taková netkaná struktura použije pro vytvoření spodní rubové vrstvy, tvořící součást absorpčního výrobku na jednorázové použití.According to one specific embodiment of the present invention, such a nonwoven structure is used to form a backsheet forming part of a disposable absorbent article.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Předmět předloženého vynálezu je zaměřený na vytvoření termoplastické kompozice obsahující dvě, první a druhou, složky. Ve zde předloženém popisu používaný výraz «· » · · 6» ·· β * • ••· ···« ···« «· · · · · · · »· · termoplastický představuje vlastnost materiál, která zajišťuje v důsledku působení tepla jeho změkčování a při ochlazení na pokojovou teplotu jeho navracení do v podstatě původního tuhého stavu.The object of the present invention is to provide a thermoplastic composition comprising two, first and second components. As used herein, the term " 6 " is a thermoplastic property that provides a material that provides heat to soften it and return to a substantially solid state upon cooling to room temperature.

První složku termoplastické kompozice tvoří alifatický polyesterový polymer. Vhodné a pro uvedené účely použitelné alifatické polyesterové polymery zahrnují, přičemž tento výčet žádným způsobem neomezuje použití dalších odpovídajících materiálů, polymer kyseliny mléčné, polybutylen sukcinát, polyethylen sukcinát-koadipát, polyhydroxybutyrát-kovalerát, polykaprolakton, sulfonovaný polyethylen tereftalát, a dále směsi nebo kopolymery takových polymerů.The first component of the thermoplastic composition is an aliphatic polyester polymer. Suitable aliphatic polyester polymers useful herein include, but are not limited to, lactic acid polymer, polybutylene succinate, polyethylene succinate coadipate, polyhydroxybutyrate covalerate, polycaprolactone, sulfonated polyethylene terephthalate, and mixtures or copolymers thereof. polymers.

Podle jednoho ze specifických provedení předloženého vynálezu je výhodné, jestliže se jako alifatický polyesterový polymer použije polymer kyseliny mléčné. Uvedený polymer kyseliny mléčné se zpravidla připravuje polymerací kyseliny mléčné. Osobám obeznámeným s příslušným stavem techniky bude přirozeně naprosto zřejmé, že chemicky ekvivalentní materiál je rovněž tak možné připravit například polymerací laktidu. Vzhledem ke shora uvedenému je ve zde předloženém popisu používaný výraz polymer kyseliny mléčné zamýšlený tak, že jako takový představuje polymer připravený buď polymerací kyseliny mléčné nebo polymer připravený polymerací laktidu.According to one specific embodiment of the present invention, it is preferred that a lactic acid polymer is used as the aliphatic polyester polymer. The lactic acid polymer is generally prepared by polymerizing lactic acid. It will, of course, be apparent to those skilled in the art that chemically equivalent material can also be prepared, for example, by polymerizing lactide. In the light of the above, the term lactic acid polymer as used herein is intended to be, as such, a polymer prepared by either lactic acid polymerization or a polymer prepared by lactide polymerization.

uvedených materiálech, tj. kyselině mléčné a laktidu, je osobám obeznámeným se stavem techniky známé, že vykazují asymetrické uspořádání molekul se dvěma « · · « pravotočivý R). Z popsaných připravit optickými izomery, které se označují jako levotočivý enantiomer (v dalším popisu označovaný jako L) a jako enantiomer (v dalším popisu označovaný jako uvedených skutečností vyplývá, že je, prostřednictvím polymerace buď jednotlivých enantiomerů samostatně nebo směsi obou enantiomerů, možné připravit navzájem odlišné polymery, které jsou z chemického hlediska podobné nebo v podstatě shodné, přesto však vykazující odlišné vlastnosti. Konkrétně bylo zjištěno, že prostřednictvím modifikování stereochemie polymeru kyseliny mléčné je možné zajistit kontrolu určitých veličin podle požadavku, například ovlivňováním teploty tavení polymeru, ovlivňováním reologie (neboli deformačního chování) polymeru během tavení a ovlivňováním krystalinity polymeru. Na základě zajištění kontrolovatelnosti a ovlivňovatelnosti vlastností polymerního materiálu je možné vícesložkový vláknitý požadovanou pevnost při tavení, vlastnosti, požadovanou měkkost a zpracovatelnost, na jehož základě a v důsledku uvedených vlastností je možné vytvořit zeslabený, teplem vytvrzený a kadeřením zpracovaný vláknitý materiál.These materials, i.e. lactic acid and lactide, are known to those skilled in the art to exhibit an asymmetric arrangement of molecules with two (dextrorotatory R). It is possible to prepare from the described optical isomers, referred to as the levorotatory enantiomer (hereinafter referred to as L) and the enantiomer (hereinafter referred to as the fact that it is possible, by polymerizing either the individual enantiomers alone or mixtures of both enantiomers) In particular, it has been found that by modifying the stereochemistry of a lactic acid polymer, it is possible to provide for control of certain quantities as desired, for example by influencing the melting point of the polymer, by affecting the rheology (or deformation behavior) of the polymer during melting and influencing the crystallinity of the polymer. desired melt strength, properties desired softness and processability, and on the basis of a result of said properties, it is possible to produce attenuated, heat cured and processed fibrous material crimping.

materiál požadované vykazuj ící mechanickématerial required to exhibit mechanical properties

Obecně se požaduje přítomnost takového množství alifatického polyesterového polymeru v termoplastické kompozici, které svým působením zajistí účinné dosažení požadovaných vlastností termoplastické kompozice. Vzhledem k tomu bude alifatický polyesterový polymer v termoplastické kompozici obsažen v hmotnostním množství menším než 100 % hmotn., s užitkem se v rozmezí od asi 40 % hmotn. do v množství pohybujícím méně než 100 % hmotn., ještě užitečněji v množství od asi 50 % hmotn. do asi 95 % hmotn., s výhodou pak v množství pohybujícím se v rozmezí od asi 60 % hmotn. do 90 % hmotn., ještě výhodněji v množství od asi 60 % hmotn. do asi 80 % hmotn., a nejvýhodněji v množství pohybujícím se v rozmezí od asi 70 % hmotn. do asi 75 % hmotn. s tím, že všechny zmiňované hmotnostní obsahy jsou vztaženy na celkovou hmotnost termoplastické kompozice, obsahující alifatický polyesterový polymeru a polykarboxylovou kyselinu.Generally, it is desirable to have an amount of aliphatic polyester polymer in the thermoplastic composition that acts effectively to achieve the desired properties of the thermoplastic composition. Accordingly, the aliphatic polyester polymer will be present in the thermoplastic composition in an amount of less than 100% by weight, with a benefit in the range of about 40% by weight. % to less than 100 wt.%, more preferably from about 50 wt. % to about 95 wt.%, preferably in an amount ranging from about 60 wt. % to 90 wt.%, even more preferably in an amount of from about 60 wt. % to about 80 wt.%, and most preferably in an amount ranging from about 70 wt. % to about 75 wt. provided that all said weight percentages are based on the total weight of the thermoplastic composition comprising an aliphatic polyester polymer and a polycarboxylic acid.

Obecně se požaduje, aby alifatický polyesterový polymer vykazoval takovou hmotnostně střední relativní molekulovou hmotnost, která v termoplastické kompozici zajišbuje účinné dosažení požadovaných a pro uvedené účely nezbytných vlastností jako jsou odpovídající pevnost při tavení, dostatečná mechanická pevnost vláknitého materiálu, a vyhovují zpracovatelnost materiálu při zvlákňování. Obecně lze konstatovat, že příliš vysoká hodnota hmotnostně střední relativní molekulové hmotnosti alifatického polyesterového polymeru představuje velmi intenzívní vzájemné propletení polymerních řetězců, což může ve svém důsledku být příčinou velmi obtížné zpracovatelnosti termoplastické kompozice takový alifatický polyesterový polymer obsahující. V opačném případě, neboli příliš nízká hodnota hmotnostně střední relativní molekulové hmotnosti alifatického polyesterového polymeru představuje naopak nedostatečné vzájemné propletení polymerních řetězců, což může být zase příčinou toho, že termoplastická kompozice takový alifatický polyesterový polymer obsahující vykazuje relativně nízkou pevnost při tavení, důsledkem čehož se vysokorychlostní zpracování termoplastické kompozice stává velmi obtížné, s předloženým polyesterového v souladu alifatickéIt is generally desired that the aliphatic polyester polymer exhibit a weight average molecular weight that provides in the thermoplastic composition an effective achievement of the desired and necessary properties such as adequate melting strength, sufficient mechanical strength of the fibrous material, and satisfies the processability of the spinning material. In general, too high a weight-average relative molecular weight of the aliphatic polyester polymer represents a very intense interweaving of the polymer chains, which may result in a very difficult processability of the thermoplastic composition containing such an aliphatic polyester polymer. Conversely, or too low a weight-average relative molecular weight of the aliphatic polyester polymer, on the other hand, is an insufficient interweaving of the polymer chains, which in turn may cause the thermoplastic composition of such an aliphatic polyester polymer containing relatively low melting strength, resulting in high-speed processing of the thermoplastic composition becomes very difficult, with the present polyester in accordance with aliphatic

Vzhledem k tomu vhodné ; vynálezem použitelné polymery vykazují hmotnostně střední relativní molekulovou hmotnost, která se s užitkem pohybuje v rozmezí od asi 10,000 do asi 2,000,000, ještě užitečněji v rozmezí od asi 50,000 do asi 400,000, a výhodně v rozmezí od asi 100,000 do asi 300,000. Hmotnostně střední relativní molekulovou hmotnost polymerů nebo polymemích směsí je možné určovat prostřednictvím použití zkušební metody popsané v níže uvedené kapitole Metody zkušebního testování předkládaného popisu.Because appropriate; The polymers useful in the present invention exhibit a weight average relative molecular weight which is usefully in the range of about 10,000 to about 2,000,000, even more usefully in the range of about 50,000 to about 400,000, and preferably in the range of about 100,000 to about 300,000. The weight average molecular weight of the polymers or polymer blends can be determined by using the test method described in the TEST METHODS section of the present disclosure.

Obecně se požaduje, aby alifatický polyesterový polymer vykazoval takovou hodnotu indexu polydisperzity, která v termoplastické kompozici zajišúuje účinné dosažení požadovaných a pro uvedené účely nezbytných vlastností jako jsou odpovídající pevnost při tavení, dostatečná mechanická pevnost vláknitého materiálu, a vyhovující zpracovatelnost materiálu při zvlákňování. Zde použitý výraz index polydisperzity představuje vyjadřuje poměr hmotnostně jako takový hodnotu, která střední relativní molekulové alifatického zpracovávání polyesterový hmotnosti polymeru ku číselně střední relativní molekulové hmotnosti polymeru. Obecně lze konstatovat, že v případě příliš vysoké hodnoty indexu polydisperzity polyesterového polymeru může být termoplastické kompozice takový alifatický polymer obsahující v důsledku proměnlivé zpracovatelnosti velmi obtížné, přičemž příčinou uvedené obtížnosti při zpracovávání je přítomnost segmentů polymemích řetězců obsahujících polymery s nízkou relativní molekulovou hmotností, které během zvlákňování vykazují nižší pevnost při tavení. Vzhledem k tomu je žádoucí, jestliže se hodnota indexu polydisperzity alifatického polyesterového polymeru užitečně pohybuje v rozmezí od asi 1 do asi 15, ještě užitečněji v rozmezí od asi 1 do asi 4, a výhodně v rozmezí od asi 1 do asi 3. Číselně střední relativní molekulovou hmotnost polymerů nebo polymerních směsí je možné určovat prostřednictvím použití zkušební metody popsané v níže uvedené kapitole Metody zkušebního testování předkládaného popisu.It is generally desired that the aliphatic polyester polymer exhibit a polydispersity index value which provides in the thermoplastic composition effective achievement of desired and necessary properties such as adequate melting strength, sufficient mechanical strength of the fibrous material, and satisfactory spinability of the material. As used herein, the polydispersity index represents a ratio by weight as such that the average relative molecular aliphatic processing of the polyester weight of the polymer to the number average molecular weight of the polymer. In general, if the polydispersity index of the polyester polymer is too high, such an aliphatic polymer containing a variable processability may be very difficult to thermoplastic composition, the difficulty in processing being due to the presence of segments of polymer chains containing low molecular weight polymers which spinning exhibits lower melting strength. Accordingly, it is desirable if the polydispersity index of the aliphatic polyester polymer is usefully in the range of about 1 to about 15, more preferably in the range of about 1 to about 4, and preferably in the range of about 1 to about 3. Number average relative the molecular weight of the polymers or polymer blends can be determined by using the test method described in the TEST METHODS section of the present disclosure.

Z obecného hlediska se požaduje použití takového alifatického polyesterového polymeru, který vykazuje schopnost zpracovatelnosti tavením. Vzhledem k tomu je žádoucí, aby alifatický polyesterový polymer vykazoval takovou rychlost tečení při tavení, která se s užitkem pohybuje v rozmezí od asi 1 gramu do asi 200 gramů za 10 minut, výhodně v rozmezí od asi 10 gramů do asi 100 gramů za 10 minut, a ještě výhodněji v rozmezí od asi 20 gramů do 40 gramů za 10 minut. Rychlost tečení zpracovávaného materiálu při tavení je možné určovat například prostřednictvím použití Zkušební metody ASTM D1238-E, jejíž úplný popis se tímto začleňuje do odvolávek předloženého vynálezu a stává se jeho součástí.In general, it is desired to use an aliphatic polyester polymer that exhibits melt processability. Accordingly, it is desirable that the aliphatic polyester polymer exhibit a melt flow rate that is usefully in the range of about 1 gram to about 200 grams per 10 minutes, preferably in the range of about 10 grams to about 100 grams per 10 minutes , and even more preferably in the range of about 20 grams to 40 grams per 10 minutes. The creep rate of the processed material during melting can be determined, for example, by using the ASTM D1238-E Test Method, the full disclosure of which is hereby incorporated by reference into the present invention.

V souladu s předloženým vynálezem se dále požaduje, aby použitý alifatický polyesterový polymer vykazoval schopnost rozkladu působením mikroorganismů. V důsledku uvedené skutečnosti bude termoplastická kompozice takový alifatický polyesterový polymer obsahující, a to buď ve formě vláknitého materiálu nebo ve formě netkané struktury, po jejím odstranění do odpadu nebo na venkovní skládku a při vystavení působení vzduchu a/nebo vody schopná odpovídajícího rozkladu. Shora použitý výraz schopnost rozkladu představuje vlastnost materiálu, zajištující schopnost tohoto materiálu rozkládat se působením v přírodě se přirozeně vyskytujících mikroorganismů, například baktérií, hub, plísní a řas.In accordance with the present invention, it is further desirable that the aliphatic polyester polymer used be capable of being degraded by the action of microorganisms. As a result, the thermoplastic composition will be such an aliphatic polyester polymer comprising, either in the form of a fibrous material or in the form of a nonwoven structure, after its disposal to waste or to an outdoor landfill and exposed to air and / or water capable of decomposition. The term " degradation " as used herein is a property of a material providing the ability of the material to degrade by action of naturally occurring naturally occurring microorganisms, such as bacteria, fungi, molds, and algae.

V souladu s předloženým vynálezem se dále požaduje, aby použitý alifatický polyesterový polymer vykazoval schopnost kompostování. V důsledku uvedené skutečnosti bude termoplastická kompozice takový alifatický polyesterový polymer obsahující, a to buď ve formě vláknitého materiálu nebo ve formě netkané struktury, po jejím uložení do příslušného prostředí a při vystavení působení vzduchu a/nebo vody kompostovatelná. Shora použitý výraz kompostovatelnost představuje vlastnost materiálu, zajištující schopnost tohoto materiálu prodělávat při uložení na kompost biologický rozklad, například působením mikroorganismů, takovým způsobem, že není mezi ostatními materiály vizuálně rozlišitelný a rozpadá se na oxid uhličitý, vodu, anorganické sloučeniny a biomasu rychlostí v podstatě se shodující s rychlostí rozkladu obvyklých kompostovatelných materiálů.In accordance with the present invention, it is further desirable that the aliphatic polyester polymer used be compostable. As a result, the thermoplastic composition will be such an aliphatic polyester polymer comprising, either in the form of a fibrous material or in the form of a nonwoven structure, after being placed in the environment and exposed to air and / or water, compostable. The above term compostability is a property of a material providing the ability of the material to undergo biodegradation when deposited on the compost, for example by the action of microorganisms, in such a way that it is not visually distinguishable among other materials and disintegrates into carbon dioxide, water, inorganic compounds and biomass at coinciding with the rate of decomposition of conventional compostable materials.

Druhou složkou termoplastické kompozice tvoří polykarboxylová kyselina. Takovou polykarboxylovou kyselinou je jakákoliv kyselina, která obsahuje dvě nebo více kyselých karboxylových skupin. Vhodné a v souladu s předloženým vynálezem použitelné kyseliny představují dikarboxylové kyseliny, obsahující dvě kyselé karboxylové skupiny. Obecně se požaduje, aby celkový počet atomů uhlíku, obsažený v polykarboxylové kyselině, nebyl příliš vysoký a to vzhledem k tomu, že by pak kinetika krystalizace, neboli rychlost, při které se krystalizace uskutečňuje, mohla být pomalejší než je pro tento účel žádoucí. Vzhledem k uvedené skutečnosti se požaduje, aby polykarboxylová kyselina vykazovala celkový počet atomů uhlíku s užitkem menší než asi 30, ještě užitečněji počet atomů uhlíku pohybující se v rozmezí od asi 3 do asi 30, výhodně v rozmezí od asi 4 do asi 20 atomů uhlíku, a ještě výhodněji v rozmezí od asi 5 do asi 10 atomů uhlíku. Vhodné a v souladu s předloženým vynálezem použitelné polykarboxylové kyseliny zahrnují, přičemž tento výčet žádným způsobem neomezuje použití dalších odpovídajících kyselin, kyselinu malonovou, kyselinu citrónovou, kyselinu jantarovou, kyselinu glutarovou, kyselinu adipovou, kyselinu pimelovou, kyselinu korkovou, kyselinu azelaovou, kyselinu sebakovou, a směsi těchto kyselin.The second component of the thermoplastic composition is a polycarboxylic acid. Such a polycarboxylic acid is any acid that contains two or more acidic carboxyl groups. Dicarboxylic acids containing two acidic carboxylic groups are suitable and useful acids according to the invention. It is generally desired that the total number of carbon atoms contained in a polycarboxylic acid is not too high, since the kinetics of crystallization, or the rate at which crystallization takes place, may be slower than desired for this purpose. Accordingly, the polycarboxylic acid is required to have a total number of carbon atoms with a utility of less than about 30, more preferably a number of carbon atoms ranging from about 3 to about 30, preferably from about 4 to about 20 carbon atoms, and even more preferably in the range of about 5 to about 10 carbon atoms. Suitable polycarboxylic acids useful in accordance with the present invention include, but are not limited to, the use of other corresponding acids, malonic acid, citric acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, corkic acid, azelaic acid, sebacic acid, and mixtures of these acids.

Obecně se požaduje přítomnost takového množství polykarboxylové kyseliny v termoplastické kompozici, které svým působení zajistí účinné dosažení požadovaných vlastností termoplastické kompozice. Vzhledem k tomu bude polykarboxylová kyselina v termoplastické kompozici obsažená v hmotnostním množství větším než 0 % hmotn., s užitkem v množství pohybujícím se v rozmezí od více než 0 % hmotn. do asi 60 % hmotn., ještě užitečněji v rozmezí od asi 5 % hmotn. do asi 50 % hmotn., výhodně v rozmezí od asi 10 % hmotn. do asi 40 % hmotn., ještě výhodněji v rozmezí od asi 20 % hmotn. do asi 40 % hmotn., a nejvýhodněji v rozmezí od asi 25 % hmotn. do asi 30 % hmotn. s tím, že všechny zmiňované hmotnostní obsahy jsou vztaženy na celkovou hmotnost termoplastické kompozice, obsahující alifatický polyesterový polymeru a polykarboxylovou kyselinu.Generally, the presence of an amount of polycarboxylic acid in the thermoplastic composition is required to provide an effective attainment of the desired properties of the thermoplastic composition. Accordingly, the polycarboxylic acid in the thermoplastic composition will be present in an amount by weight of greater than 0 wt%, with a benefit in an amount ranging from greater than 0 wt%. % to about 60 wt.%, even more useful in the range of about 5 wt. % to about 50 wt.%, preferably in the range of about 10 wt. % to about 40 wt.%, even more preferably in the range of about 20 wt. % to about 40 wt.%, and most preferably in the range of about 25 wt. % to about 30 wt. provided that all said weight percentages are based on the total weight of the thermoplastic composition comprising an aliphatic polyester polymer and a polycarboxylic acid.

V souladu se zpracováváním termoplastické kompozice podle předloženého vynálezu do požadovaného výrobku, například vláknitého materiálu nebo netkané struktury, které vykazují vlastnosti požadované na základě předloženého vynálezu, bylo zjištěno, že je obecně žádoucí a výhodné, jestliže polykarboxylová kyselina během tepelného zpracovávání termoplastické kompozice existuje v kapalném stavu, avšak s tím, že se během ochlazování zpracovávané termoplastické kompozice tato polykarboxylová kyselina přechází do tuhého stavu nebo krystalizuje ještě před přecházením alifatického polyesterového polymeru do tuhého stavu nebo před jeho krystalizací.In accordance with the processing of the thermoplastic composition of the present invention into the desired product, for example, a fibrous material or nonwoven structure that exhibits the properties required by the present invention, it has been found that it is generally desirable and advantageous that the polycarboxylic acid exists in liquid during heat treatment. The polycarboxylic acid is solidified or crystallized before cooling the aliphatic polyester polymer to solidify or crystallize during cooling of the thermoplastic composition to be treated.

Obecně se předpokládá, že polykarboxylová kyselina, obsažená v termoplastické kompozici podle předloženého vynálezu, plní dvě významné, avšak zcela odlišné funkce. Za prvé v případě, kdy se termoplastická kompozice nachází v roztavené stavu, se předpokládá, že polykarboxylová kyselina slouží, v důsledku vnitřní strukturální modifikace alifatického polyesterového polymeru, jako pracovní mazivo nebo jako plastifikátor, napomáhající a usnadňující zpracovávání termoplastické kompozice, a které současně zvyšují pružnost a houževnatost finálního výrobku, například vláknitého materiálu nebo netkané struktury. Přestože dále uvedená skutečnost není zamýšlena jako naprosto závazná, předpokládá polykarboxylová kyseliny ve směsi se, že přítomnost způsobuje nahrazování sekundárních valenčních vazeb, udržujících řetězce alifatického polyesterového polymeru ve vzájemném spojení, valenčními vazbami polykarboxylové kyseliny a alifatického polyesterového polymeru a takto, ve svém důsledku, usnadňuje pohyb segmentů polymerních řetězců. Popsaný účinek je zcela prokazatelný například v případě směsi polymeru kyseliny mléčné s kyselinou adipovou, u které se prostřednictvím zvyšujícího se směšovacího poměru množství kyseliny adipové ku množství polymeru kyseliny mléčné teplota tavení termoplastické kompozice posouvá směrem k nižším teplotám. Díky tomuto účinku se významně, ve srovnání se zpracováváním samotného polymeru kyseliny mléčné, snižuje krouticí moment, nezbytný pro otáčení protlačovacího lisu. Kromě toho se významně snižuje i pracovní teplota, požadovaná a nezbytná pro zvlákňování termoplastické kompozice do finálního výrobku, například vláknitého materiálu nebo netkané struktury, v důsledku čehož se obecně snižuje nebezpečí výskytu tepelné degradace polymeru kyseliny mléčné. Za druhé v případě, kdy se finální výrobek, připravený a vytvořený z termoplastické kompozice, například vláknitý materiál nebo netkaná struktura, podrobuje ochlazování a uvádění do tuhého stavu z kapalného nebo roztaveného stavu, se předpokládá, že polykarboxylové kyselina je slouží jako nukleační iniciační činidlo krystalizace nebo tuhnutí. O alifatických polyesterových polymerech je známé, že vykazují velmi nízkou rychlost krystalizace. Pro účely vyřešení a odstranění tohoto problému se obvykle používají dva základní způsoby. Prvním z uvedených způsobů je změna průběhového profilu teploty ochlazování pro dosažení zlepšení kinetiky krystalizace na maximálně možnou míru, • · · · • * zatímco druhý z těchto způsobů spočívá v přidávání nukleačního iniciačního činidla do směsi za účelem zvýšení počtu nukleačních zárodků a zvýšení stupně krystalizace.In general, it is believed that the polycarboxylic acid contained in the thermoplastic composition of the present invention performs two important but completely different functions. First, when the thermoplastic composition is in the molten state, it is believed that the polycarboxylic acid serves, as an internal structural modification of the aliphatic polyester polymer, as a working lubricant or as a plasticizer to assist and facilitate processing of the thermoplastic composition while increasing flexibility. and the toughness of the final product, such as a fibrous material or nonwoven web. Although not intended to be completely binding, the polycarboxylic acid in the composition is believed to be a substitute for the secondary valence bonds that maintain the aliphatic polyester polymer chains in conjunction with the polycarboxylic acid and aliphatic polyester polymer valency bonds, thereby facilitating movement of polymer chain segments. The described effect is quite evident, for example in the case of a mixture of lactic acid polymer with adipic acid, in which the melting temperature of the thermoplastic composition is shifted towards lower temperatures by increasing the mixing ratio of the amount of adipic acid to the amount of lactic acid polymer. Due to this effect, the torque required to rotate the extruder is significantly reduced compared to the processing of the lactic acid polymer alone. In addition, the operating temperature required and necessary for spinning the thermoplastic composition into a finished product, such as a fibrous material or nonwoven web, is significantly reduced, which generally reduces the risk of thermal degradation of the lactic acid polymer. Second, when the final product prepared and formed from a thermoplastic composition, such as a fibrous material or nonwoven web, is subjected to cooling and solidification from a liquid or molten state, it is believed that the polycarboxylic acid serves as a nucleation initiator for crystallization or solidification. Aliphatic polyester polymers are known to exhibit very low crystallization rates. Two basic ways are usually used to solve and fix this problem. The first method is to vary the cooling temperature profile to maximize crystallization kinetics, while the second is to add a nucleation initiator to the mixture to increase nucleation and increase the degree of crystallization.

Proces ochlazování polymerního materiálu na uskutečňuje prostřednictvím protlačováním zpracovávaného teplotu okolí se obvykle dmýcháním vzduchu o teplotě vytvoření nukleačních krystalizace během okolí nebo nižší na protlačovaný polymerní materiál. Tento způsob ochlazování je možné vzhledem k tomu, že pokles teploty v krátkém časovém intervalu (řádově vteřiny) je obvykle větší než 100 °C a velmi často větší než 150 °C, označit jako extrémní ochlazování nebo podchlazování. Další přizpůsobování tohoto obvykle používaného procesu směrem k ideálnímu průběhovému profilu teploty ochlazování, spočívající v aplikaci univerzální metody maximalizování krystalizace alifatických polyesterových polymerů na skutečný proces technologického zpracování, je velmi obtížné vzhledem k tomu, že vyžaduje použití extrémního ochlazování, které musí proběhnout ve velmi krátkém časovém intervalu. Vzhledem k obtížnosti právě uvedeného způsobu je možné použít alespoň standardní metody ochlazování v kombinaci se druhou shora popsanou metodou modifikace. Při provádění tohoto způsobu se musí z důvodu zajištění zárodků, jejichž funkcí je iniciace extrémně rychlého ochlazování, termoplastická kompozice směšovat s nukleačním iniciačním činidlem, například látkou ve formě tuhých částic. Taková do směsi přidávaná nukleační iniciační činidla ve formě tuhých částic však v termoplastické kompozici velmi snadno aglomerují do shluků, které mohou způsobovat nežádoucí ucpávání filtrů a průchozích vrtání zvlákňovacích trysek během vlastního zvlákňování. Kromě toho nukleační účinek takových nukleaci iniciujících látek ve formě tuhých částic obvykle dosahuje maxima při přidání do směsi v množství asi 1 % hmotn. Oba shora uvedené faktory obecně buď snižují schopnost krystalizace termoplastické kompozice, nebo zvyšují požadavek na přidávání velkého hmotnostního množství takových nukleačních iniciačních činidel do termoplastické kompozice. Při procesu zpracovávání termoplastické kompozice podle předloženého vynálezu bylo však zjištěno, že se polykarboxylová kyselina během procesu protlačování obecně nachází v kapalném stavu, přičemž za tohoto stavu působí jako plastifikátor, a současně je stále schopná, během procesu ochlazování, přecházet do tuhého stavu nebo krystalizovat dříve než alifatický polyesterový polymer s tím, že za tohoto stavu polykarboxylová kyselina působí jako nukleační iniciační činidlo. Obecně se předpokládá se, že při ochlazování ze stavu homogenní taveniny přechází tato polykarboxylová kyselina vzhledem k tomu, že vykazuje relativně malé molekuly, do tuhého stavu nebo krystalizuje relativně rychleji a v celém objemu právě při přechodu nebo poklesu teploty pod teplotu jejího bodu tavení. Například, kyselina adipová vykazuje teplotu tavení asi 162 °C a teplotu krystalizace asi 145 °C.The process of cooling the polymeric material to be carried out by extruding the ambient temperature to be extruded, typically by blowing air at a temperature of formation of nucleation crystallization at or below the extruded polymeric material. This type of cooling can be described as extreme cooling or subcooling, since the temperature drop over a short period of time (of the order of seconds) is usually greater than 100 ° C and very often greater than 150 ° C. Further adapting this commonly used process to an ideal cooling temperature profile by applying a universal method of maximizing the crystallization of aliphatic polyester polymers to a true process process is very difficult since it requires the use of extreme cooling, which must take place in a very short time interval. Due to the difficulty of the above process, at least standard cooling methods may be used in combination with the second modification method described above. In carrying out this method, in order to provide the germs whose function is to initiate extremely rapid cooling, the thermoplastic composition must be mixed with a nucleation initiator such as a particulate matter. However, such solid particle nucleating initiators added to the thermoplastic composition very easily agglomerate into agglomerates, which can cause undesirable clogging of filters and through-bore spinning nozzles during spinning. In addition, the nucleating effect of such nucleation initiators in the form of solid particles usually reaches a maximum when added to the mixture in an amount of about 1% by weight. Both of the above factors generally either reduce the crystallization ability of the thermoplastic composition, or increase the requirement to add large mass amounts of such nucleating initiators to the thermoplastic composition. However, in the process of processing the thermoplastic composition of the present invention, it has been found that the polycarboxylic acid is generally in a liquid state during the extrusion process, at which time it acts as a plasticizer, yet still capable of solidification or crystallization earlier during the cooling process. than an aliphatic polyester polymer, in which case the polycarboxylic acid acts as a nucleating initiator. In general, it is believed that, upon cooling from a homogeneous melt state, the polycarboxylic acid, due to its relatively small molecules, will solidify or crystallize relatively more rapidly and in its entirety just as the temperature drops or falls below its melting point. For example, adipic acid has a melting point of about 162 ° C and a crystallization temperature of about 145 ° C.

Alifatický polyesterový polymer, který je jako takový makromolekulární, vykazuje relativně velmi nízkou rychlost krystalizace, což ve svém důsledku znamená, že během ochlazování tento polymer obecně přechází do tuhého stavu nebo krystalizuje pomaleji a při teplotě nižší než jeho teplota tavení. Například, polymer kyseliny mléčné vykazuje teplotu tavení asi 175 °C a teplotu krystalizace • · • · · · · · • · · · asi 121 °C. Během shora popsaného způsobu ochlazování pak polykarboxylová kyselina začíná krystalizovat před začátkem krystalizace alifatického polyesterového polymeru a obecně působí jako tuhé nukleační zárodky krystalizace v ochlazování podrobované termoplastické kompozici.The aliphatic polyester polymer, which as such is macromolecular, exhibits a relatively very low crystallization rate, which in turn means that during cooling, the polymer generally solidifies or crystallizes more slowly and at a temperature below its melting point. For example, the lactic acid polymer has a melting point of about 175 ° C and a crystallization temperature of about 121 ° C. During the above-described cooling process, the polycarboxylic acid then begins to crystallize before crystallization of the aliphatic polyester polymer begins and generally acts as solid nucleation nuclei of crystallization in the cooling subjected to the thermoplastic composition.

Obecně se požaduje, aby tepelnému zpracovávání podrobovaná termoplastická kompozice nebo výrobek z takové termoplastické kompozice vytvořený, například vláknitý materiál nebo netkaná struktura, vykazovaly takovou velikost krystalu, která zajištuje účinné dosažení požadovaných vlastností termoplastické kompozice nebo výrobku z takové termoplastické kompozice vytvořeného. Podle jednoho specifického provedení předloženého vynálezu se obecně požaduje, aby tepelném zpracovávání podrobovaná termoplastická kompozice nebo výrobek z takové termoplastické kompozice vytvořený, například vláknitý materiál nebo netkaná struktura, vykazoval střední velikost krystalu s užitkem menší než asi 120 angstrómů, ještě užitečněji menší než asi 110 angstrómů, s výhodou menší než asi 100 angstrómů, výhodněji asi 80 angstrómů, a ještě výhodněji menší než asi 70 angstrómů. Střední velikost krystalu je možné určovat prostřednictvím použití zkušební metody popsané v níže uvedené kapitole Metody zkušebního testování předkládaného popisu.Generally, it is desired that the thermoplastic composition or the article formed from such a thermoplastic composition, such as a fibrous material or nonwoven web, be heat treated to have a crystal size that provides effective achievement of the desired properties of the thermoplastic composition or article. According to one specific embodiment of the present invention, it is generally desired that a thermoplastic composition or article made of such a thermoplastic composition, such as a fibrous material or a nonwoven web, exhibit an average crystal size yielding less than about 120 angstroms, more usefully less than about 110 angstroms. preferably less than about 100 angstroms, more preferably about 80 angstroms, and even more preferably less than about 70 angstroms. The mean crystal size can be determined by using the test method described in the TEST METHODS section of the present disclosure.

Přestože byly v předcházejícím popisu popsané základní a principiální složky termoplastické kompozice, není složení takové termoplastické kompozice žádným způsobem omezená pouze na tyto složky a může zahrnovat i další složky nebo materiály s podmínkou, že tyto složky • · • · nebo materiály nebudou nepříznivě ovlivňovat požadované vlastnosti výsledné termoplastické kompozice. Příklady takových materiálů, použitelných v souladu s předloženým vynálezem jako přídavné nebo doplňkové složky mohou zahrnovat, přičemž tento výčet žádným způsobem neomezuje použití dalších materiálů, pigmenty, antioxidační prostředky, stabilizační prostředky, povrchově aktivní látky, parafiny, promotory tečení, tuhá rozpouštědla, plastifikátory, nukleační iniciační činidla, tuhé částice a materiály přidávané pro účely zlepšování zpracovatelnosti termoplastické kompozice. Příkladem takové volitelné složky je povrchově aktivní látka ve formě částic dodávaná na trh například firmou Burgess Pigment Company, se sídlem v Sandersville, Georgia, pod obchodním označením povrch modifikující hlinka Burgess Polyclay, nebo firmou Barrets Minerals lne., se sídlem v Dillonu, Montana, pod obchodním označením povrch modifikující látka Micropflex 1200. V případě přítomnosti přídavných nebo doplňkových složek v termoplastické kompozici se obecně požaduje použití takových přídavných nebo doplňkových složek v množství,Although the basic and principal components of the thermoplastic composition have been described in the foregoing, the composition of such a thermoplastic composition is in no way limited to these components and may include other components or materials provided these components or materials do not adversely affect the desired properties. the resulting thermoplastic compositions. Examples of such materials useful as additional or additional ingredients in accordance with the present invention may include, but are not limited to, other materials, pigments, antioxidants, stabilizers, surfactants, paraffins, flow promoters, solid solvents, plasticizers, nucleation initiators, solid particles, and materials added to improve the processability of the thermoplastic composition. An example of such an optional component is a particulate surfactant marketed, for example, by the Burgess Pigment Company, based in Sandersville, Georgia, under the trade designation surface modifying clay Burgess Polyclay, or Barrets Minerals Inc, based in Dillon, Montana, under the trade designation, a surface modifying agent Micropflex 1200. In the presence of additional or additional ingredients in the thermoplastic composition, it is generally desirable to use such additional or additional ingredients in an amount,

které j e which is s with užitkem menší less useful než than asi about 5 % 5% hmotn. wt. , ještě , yet užitečněj i Usefully i v in množství, které The amount of je Yippee menší smaller než than asi 3 % about 3% hmotn., wt. a výhodně and preferably v in množství, které The amount of je Yippee menší smaller než than asi 1 about 1 % hmotn. % wt.

s tím, že všechny zmiňované hmotnostní obsahy jsou vztaženy na celkovou hmotnost termoplastické kompozice, obsahující alifatický polyesterový polymer, polykarboxylovou kyselinu, a přídavné nebo doplňkové složky.provided that all said weight percentages are based on the total weight of the thermoplastic composition comprising the aliphatic polyester polymer, the polycarboxylic acid, and the additional or additional components.

Termoplastická kompozice podle předloženého vynálezu představuje, obecně vzato, směs alifatického polyesterového polymeru, polykarboxylové kyseliny, a, volitelně, kterékoli • · • · ze shora uvedených přídavných nebo doplňkových složek. V souladu s dosahováním požadovaných vlastností termoplastické kompozice podle předloženého vynálezu, bylo zjištěno, že je pro uvedené účely kritické, aby nedocházelo ke vzájemnému reagování alifatického polyesterového polymeru a polykarboxylové kyseliny a tyto složky zůstávají v podstatě nezreagované a nedochází tak k vytvoření kopolymeru alifatického a polykarboxylové kyseliny.The thermoplastic composition of the present invention is, generally speaking, a mixture of an aliphatic polyester polymer, a polycarboxylic acid, and, optionally, any of the above-mentioned additional or additional components. In accordance with the achievement of the desired properties of the thermoplastic composition of the present invention, it has been found to be critical for this purpose to prevent the aliphatic polyester polymer and the polycarboxylic acid from interacting and remain substantially unreacted to form an aliphatic and polycarboxylic acid copolymer. .

polyesterového Za tohoto stavu polymeru zůstáváj í alifatický polyesterový polymer a polykarboxylové kyselina v termoplastické kompozici jako samostatné, zcela odlišné složky.In this state of the polymer, the aliphatic polyester polymer and the polycarboxylic acid remain in the thermoplastic composition as separate, completely different components.

Podle jednoho provedení směšování alifatického a polykarboxylové kyseliny v termoplastická kompozice, termoplastická kompozice předloženého vynálezu se po polyesterového polymeru v suchém stavu vytvoří suchá přičemž se taková suchá se s výhodou protřepává, promíchává nebo jiným způsobem mísí za účelem dosažení dostatečně promísené směsi alifatického polyesterového polymeru a polykarboxylové kyseliny tak, že se vytvoří v podstatě homogenní suchá směs. Takto vytvořená homogenní suchá směs se pak může dále směšovat v roztaveném stavu například v protlačovacím lisu za vytvoření v podstatě homogenní roztavené směsi alifatického polyesterového polymeru a polykarboxylové kyseliny. Tato homogenní roztavená směs se pak může a zpracovávat granulováním do pelet. Alternativně se může v podstatě homogenní roztavená směs zavádět přímo zvlákňovacího stroje nebo jiného zařízení pro vytváření vláknitého materiálu nebo netkané struktury. Alternativní v podstatě ochlazovat způsoby směšování jednotlivých složek termoplastické kompozice podle předloženého vynálezu zahrnují přidávání polykarboxylové kyseliny do alifatického polyesterového polymeru například v protlačovacím lisu, použitého pro směšování jednotlivých složek kompozice. Kromě toho je rovněž tak možné provádět směšování obou složek současně a rovnou v roztaveném stavu. Rovněž tak je možné pro směšování jednotlivých složek termoplastické kompozice podle předloženého vynálezu použít další známé způsoby směšování, přičemž pro osoby obeznámené se stavem techniky bude na základě jejich znalostí snadné určit, zda alifatický polyesterový polymer a polykarboxylová kyselina zůstávají ve směsi v podstatě nezreagované s tím, že pro účely vyhodnocení charakteristických chemických vlastností finální termoplastické kompozice je možné použít známé zkušební metody, například takové jako jsou jaderná magnetická rezonance a infračervená spektroskopická analýza.According to one embodiment of mixing the aliphatic and polycarboxylic acid in a thermoplastic composition, the thermoplastic composition of the present invention is dry after the polyester polymer in a dry state, wherein such dry is preferably shaken, mixed or otherwise mixed to achieve a sufficiently mixed mixture of aliphatic polyester polymer and polycarboxylic of the acid so as to form a substantially homogeneous dry mixture. The homogeneous dry mixture thus formed can then be further blended in the molten state, for example, in an extruder to form a substantially homogeneous molten mixture of the aliphatic polyester polymer and the polycarboxylic acid. This homogeneous molten mixture can then be processed by granulation into pellets. Alternatively, the substantially homogeneous molten mixture may be fed directly to a fiberising machine or other apparatus for forming a fibrous material or nonwoven web. Alternatively, substantially cool the methods of mixing the individual components of the thermoplastic composition of the present invention include adding polycarboxylic acid to the aliphatic polyester polymer, for example, in an extruder used to mix the individual components of the composition. In addition, it is also possible to mix the two components simultaneously and directly in the molten state. It is also possible to use other known mixing methods for mixing the individual components of the thermoplastic composition of the present invention, and it will be easy for those skilled in the art to determine whether the aliphatic polyester polymer and polycarboxylic acid remain substantially unreacted in the mixture. It is understood that known test methods, such as nuclear magnetic resonance and infrared spectroscopic analysis, may be used to evaluate the characteristic chemical properties of the final thermoplastic composition.

Obecně se požaduje, aby se teplota tavení nebo změkčování termoplastické kompozice pohybovala v takovém rozmezí, ve kterém se charakteristicky, z převážné části, nachází během celého procesu zpracovávání. Vzhledem k tomu se obecně požaduje, aby se teplota tavení nebo změkčování termoplastické kompozice, jako taková, pohybovala s užitkem v rozmezí od asi 55 °C do asi 300 °C, a s výhodou v rozmezí od asi 100 °C do asi 200 °C.Generally, it is desired that the melting or softening temperature of the thermoplastic composition be within a range in which it is typically, for the most part, present throughout the processing process. Accordingly, it is generally desirable that the melting or softening temperature of the thermoplastic composition per se be in the range of about 55 ° C to about 300 ° C, and preferably in the range of about 100 ° C to about 200 ° C.

Bylo zjištěno, že termoplastická kompozice podle předloženého vynálezu vykazuje, ve srovnání s termoplastickou kompozicí obsahující pouze alifatický • · • · ······· · · «··· ·· ·· «· ·· ·· polyesterový polymer bez přítomnosti polykarboxylové kyseliny, obecně zdokonalenou zpracovatelnost. Pro účely zde předloženého vynálezu se zdokonalená zpracovatelnost termoplastické kompozice posuzuje na základě poklesu teploty skelného přechodu (Tg). Uvedené tvrzení vychází z předpokladu, že při teplotě skelného přechodu začíná v polymerních materiálech, obsažených v termoplastické kompozici, docházet k přemísťování segmentů polymerních řetězců, což představuje přítomnost dostatečného množství energie, obvykle tepelné energie, která výslovně umožňuje pohyb těchto segmentů v celém objemu polymerního materiálu. Pokles teploty skelného přechodu pak znamená, že pro iniciaci přemísťování segmentů polymerních řetězců a z něho vyplývajícího pohybu v celém objemu polymerního materiálu bylo využito, respektive odebráno menší množství zmiňované tepelné energie. Zpracovávání termoplastické kompozice uskutečňované při relativně nízké teplotě v podstatě zajišťuje minimální náchylnost jednotlivých složek termoplastické kompozice k tepelné degradaci. Kromě toho pak v případě, kdy termoplastická kompozice vykazuje navíc sníženou teplotu skelného přechodu, může být výrobní zařízení, například protlačovací lis, provozované při seřízení na nižší energetické podmínky, například nižší kroutící moment pro otáčení šnekového dopravníku protlačovacího lisu. Obecně je pak možné konstatovat, že termoplastická kompozice, vykazující sníženou teplotu skelného přechodu, bude při zpracovávání vyžadovat obvykle nižší množství energie a vzhledem k tomu bude z ekonomického hlediska vyžadovat i nižší náklady.It has been found that the thermoplastic composition of the present invention exhibits a polyester polymer in the absence of an aliphatic composition containing only an aliphatic one. polycarboxylic acids, generally improved processability. For the purposes of the present invention, the improved processability of the thermoplastic composition is judged by the decrease in glass transition temperature (Tg). The assertion is based on the assumption that at the glass transition temperature, polymeric materials contained in the thermoplastic composition begin to displace segments of the polymer chains, which is the presence of a sufficient amount of energy, usually thermal energy, that explicitly allows these segments to move throughout the polymer. . A decrease in the glass transition temperature means that less thermal energy has been used or taken off to initiate the displacement of the polymer chain segments and the resulting movement throughout the bulk of the polymer material. Processing of the thermoplastic composition at relatively low temperature essentially ensures minimal susceptibility of the individual components of the thermoplastic composition to thermal degradation. In addition, in the case where the thermoplastic composition additionally exhibits a reduced glass transition temperature, the manufacturing equipment, for example an extruder, may be operated at lower energy conditions, for example a lower torque to rotate the extruder screw conveyor. In general, a thermoplastic composition exhibiting a reduced glass transition temperature will generally require less energy during processing and, accordingly, will require lower costs from an economic point of view.

Podle jednoho provedení předloženého vynálezu budeAccording to one embodiment of the present invention will be

11 11 · · • 11 1 1 9 1 · • · · · · ·« * ·11 11 · · 11 1 1 9 1 · · · · ·

1111 11 termoplastická kompozice nebo výrobek z této termoplastické kompozice vytvořený, například vláknitý materiál nebo netkaná struktura, vykazovat teplotu skelného přechodu (Tg), jejíž velikost je s užitkem menší než asi 55 °C, ještě užitečněji menší než asi 50 °C, s výhodou menší než asi 45 °C, a ještě výhodněji menší než asi 40 °C.The thermoplastic composition or the article formed therefrom, such as a fibrous material or nonwoven web, has a glass transition temperature (Tg) that is usefully less than about 55 ° C, even more usefully less than about 50 ° C, preferably less than about 45 ° C, and even more preferably less than about 40 ° C.

Ve zde předloženém popisu používaný výraz vlákno nebo vláknitý materiál představuje takový materiál, jehož poměr délky ku průměru (jednotlivého vlákna) vykazuje hodnotu větší než asi 10. Naproti tomu výrazem ne-vlákno (stříž) nebo staplový materiál se míní takový materiál, jehož poměr délky ku průměru (jednotlivého vlákna) vykazuje hodnotu asi 10 nebo menší.As used herein, the term fiber or fibrous material is a material whose length-to-diameter ratio (single fiber) is greater than about 10. By contrast, the term non-fiber (staple) or staple material means a material whose length ratio to a diameter (single fiber) of about 10 or less.

Technologické postupy použité pro vytváření vláknitých materiálů jsou ze stávajícího stavu techniky dostatečně známé a vzhledem k tomu je není ve zde předloženém popisu nějak zvlášť podrobně popisovat a objasňovat. Zvlákňování polymerních materiálů z taveniny zahrnuje výrobu vláknitých struktur, vytvořených z v podstatě nekonečných vláken, například takových jako jsou tažená vlákna nebo foukaná vlákna, a z nespojitých vláken, například takových jako jsou staplová vlákna (stříž) a stříháním zkracovaná vlákna. Při vytváření vláknitých materiálů sestávajících z tažených nebo foukaných vláken se plastická kompozice obecně zpracovává protlačováním v protlačovacím lisu, následně dopravuje do rozváděči soustavy a prostřednictvím této rozváděči soustavy se plastická kompozice zavádí do zvlákňovací trysky. Pod tryskou se zvlákňováním vytvořený vláknitý ·· ·» materiál ochlazuje, uvádí do ztuhlého stavu, odtahuje prostřednictvím aerodynamické soustava a následně zpracovává do standardní netkané struktury. Naproti tomu při výrobě vláknitých materiálů sestávajících ze staplových vláken (stříže) nebo stříháním zkracovaných vláken se zvlákňováním vytvořený vláknitý materiál ochlazuje, uvádí do ztuhlého stavu, a poté, namísto přímého zpracovávání do netkané struktury jako v předcházejícím případě, tažením, například prostřednictvím mechanicky poháněného odtahovacího systému, upravuje na střední průměr vlákna a shromažďuje. Následně se takto shromážděný vláknitý materiál může tažením za studená při teplotě, jejíž velikost se nachází pod bodem teploty měknutí, upravovat na konečný průměr vlákna, které může být doprovázené zkadeřováním/tvarováním a stříháním vláknitého materiálu na požadovanou délku vlákna. Vlákna vláknitého materiálu mohou být nastříhána na relativně krátké délky za vytvoření například staplové stříže, jejíž vlákna obecně vykazují délky pohybující se v rozmezí od asi 25 do asi 50 milimetrů, nebo stříháním zkracovaného vláknitého materiálu, jehož vlákna jsou kratší a obecně vykazují délky menší než asi 18 milimetrů. Uvedené skutečnosti jsou popsané například v patentových dokumentech U.S. č. 4,789,592, původce Taniguchi a kol., a U.S. č. 5,336,552, původce Straek a kol., jejichž úplný popis se tímto začleňuje do odvolávek předloženého vynálezu a stává se jeho součástí.The techniques used to form fibrous materials are well known in the art and are therefore not described in any particular detail herein. The melt spinning of polymeric materials includes the production of fibrous structures formed from substantially continuous filaments, such as drawn or meltblown fibers, and discontinuous fibers, such as staple fibers (staple fibers) and shear-cut fibers. In forming fibrous materials consisting of drawn or meltblown fibers, the plastic composition is generally extruded in an extruder, then conveyed to the distribution system, and through the distribution system, the plastic composition is introduced into the spinneret. The fibrous material formed under the spinneret is cooled, brought to a solidified state, drawn off by means of an aerodynamic system and subsequently processed into a standard nonwoven structure. On the other hand, in the manufacture of fibrous materials consisting of staple fibers (staple fibers) or shearing of shortened fibers with spinning, the formed fibrous material cools, solidifies, and then, instead of directly processing into the nonwoven as in the previous case, by drawing, for example by mechanically driven draw system, adjusts the average diameter of the fiber and collects. Subsequently, the collected fibrous material may be cold-drawn at a temperature below the softening point to the final fiber diameter, which may be accompanied by crimping / shaping and cutting the fibrous material to the desired fiber length. The fibers of the fibrous material may be cut to relatively short lengths to form, for example, a staple staple whose fibers generally have lengths ranging from about 25 to about 50 millimeters, or shearing a shortened fibrous material whose fibers are shorter and generally have lengths less than about 18 millimeters. This is described, for example, in U.S. Pat. No. 4,789,592 to Taniguchi et al., and U.S. Pat. No. 5,336,552 to Straek et al., the entire disclosure of which is hereby incorporated by reference into the present invention.

Jediný problém, vyskytující se v souvislosti s přípravou a zhotovováním vláknitých materiálů pouze z alifatických polyesterových polymerů, spočívá v tom, že • · takové vláknité materiály během zpracovávání prodělávají vlivem termálního působení charakteristické smršťování za tepla. Výskyt uvedeného smršťování za tepla je způsobovaný především jako důsledek existence relaxace segmentů polymerních řetězců v amorfní fázi a neúplně zkrystalizované fázi. Pro účely odstranění tohoto problému se zpravidla vyžaduje dosažení maximálně možného stupně krystalizace zpracovávaného materiálu ještě před krokem vazebního spojování vláknitého materiálu tak, aby tepelná energie svým působením namísto umožňování relaxace polymerních řetězců a opětného uvádění do stavu neúplně zkrystalizované struktury ovlivňovala přímo krok tavení materiálu. Jedním ze způsobů vyřešení tohoto problému je podrobení materiálu zpracování vytvrzováním za tepla. Jakmile vláknitý materiál, podrobený vytvrzování za tepla, dosáhne během zpracovávání kroku vazebního spojování na odtahovacím válci, nevykazuje takový materiál v podstatě žádné smrštění vzhledem k tomu, že jeho struktura je již úplně nebo v podstatě úplně uspořádaná. V případech charakteristických technologických postupech zvlákňování tažených nebo foukaných vláknitých materiálů z taveniny je však vřazení a provádění zpracování vytvrzováním za tepla zpravidla velmi obtížné. Předložený vynález obecně snižuje nebo v podstatě eliminuje požadavek, přičemž však tomuto požadavku nikterak nebrání či ho výslovně nezakazuje, na krok vytvrzování za tepla vzhledem k tomu, že použití polykarboxylové kyseliny jako součásti termoplastické kompozice obecně umožňuje využití výhod stávajících technologických postupů zvlákňování tažením a foukáním z taveniny bez nutnosti významnějších modifikací procesu zpracování. Z uvedeného důvodu smísení alifatického • · • · fl • · · »· flfl polyesterového polymeru s polykarboxylovou kyselinou obecně zvyšuje na maximální možnou míru stupeň krystalizace alifatického polyesterového polymeru, což ve svém důsledku snižuje předpokládané smrštění alifatického polyesterového polymeru působením tepla na minimálně možnou míru.The only problem encountered in the preparation and manufacture of fibrous materials solely from aliphatic polyester polymers is that such fibrous materials undergo the characteristic heat shrinkage during processing due to the thermal action. The occurrence of said heat shrinkage is mainly due to the existence of relaxation of polymer chain segments in the amorphous phase and incompletely crystallized phase. In order to overcome this problem, it is generally required to achieve the maximum possible degree of crystallization of the treated material prior to the bonding step of the fibrous material so that the thermal energy directly affects the melting step of the material instead of allowing relaxation of the polymer chains and reintroduction. One way to solve this problem is by subjecting the material to a heat-curing treatment. As soon as the fibrous material subjected to the heat-curing process reaches the bonding step on the withdrawal roller during processing, the material exhibits substantially no shrinkage since its structure is already completely or substantially completely arranged. However, in the case of the characteristic meltblown meltblown or meltblown fiber spinning processes, it is generally very difficult to incorporate and carry out the hot-curing treatment. The present invention generally reduces or substantially eliminates the requirement, but does not prevent or explicitly prohibit it, from the hot curing step, since the use of polycarboxylic acid as part of a thermoplastic composition generally allows the benefits of existing drawing and blown spinning processes to be exploited. without the need for significant modifications to the processing process. For this reason, mixing the aliphatic polyester polymer with the polycarboxylic acid generally increases the degree of crystallization of the aliphatic polyester polymer to the maximum extent possible, which in turn reduces the expected shrinkage of the aliphatic polyester polymer by heat to a minimum.

smrštování vytvrzování podstatě nežádoucího za tepla. Uvedené za tepla se může vláknitého vláknitéhoshrinkage of substantially undesired hot curing. Said hot may be fibrous fibrous

Kromě toho je, v případě technologického postupu přípravy a zhotovování stříháním zkracovaného nebo staplového vláknitého materiálu, do kterého je možné zpracovávání vytvrzováním za tepla včlenit bez problémů, podle jednoho provedení předloženého vynálezu výhodné, jestliže se vláknité materiály, připravené z termoplastické kompozice podle předloženého materiálu, volitelně podrobí zpracování vytvrzováním za tepla. Je totiž žádoucí, aby se prostřednictvím tohoto zpracovávání vytvrzováním za tepla dále snižoval možný výskyt v materiálu materiálu uskutečňovat například v době, ve které je tento vláknitý materiál vystavený působení konstantního deformačního napětí, které se může charakteristicky pohybovat v rozmezí, aniž by toto rozmezí bylo jakýmkoliv způsobem omezeno, od asi 10 do asi 20 procent, při teplotě, jejíž velikost je s užitkem větší než asi 50 °C, ještě užitečněji větší než asi 70 °C, a výhodně větší než asi 90 °C. Obecně se pro provádění vytvrzování za tepla doporučuje využití maximálně možných podmínek zpracovávání, zahrnujících jak deformační napětí, tak i teploty, za současného zachování odpovídající zpracovatelnosti vláknitého materiálu. Avšak používání příliš vysokých teplot, například takových, jejichž velikost se blíží teplotě tavení některé ze složek • · ·♦♦···· · · • ··· ·· · * ·· ι · c · obsažených ve finálním vláknitém materiálu, může při provádění vytvrzování za tepla způsobovat snižování pevnosti vláken a kromě toho může dále, v důsledku výskytu lepivosti vysokým teplotám podrobeného vláknitého materiálu, vést ke zvyšování obtížnosti manipulace s tímto materiálem.In addition, in the case of a process for the preparation and fabrication of a sheared or staple fiber material into which the hot curing treatment can be incorporated without problems, according to one embodiment of the present invention it is preferred that the fiber materials prepared from the thermoplastic composition according to the present material, optionally subjected to a hot-curing treatment. Indeed, it is desirable to further reduce the possible occurrence in the material of the material by means of this hot-curing treatment, for example at a time when the fibrous material is subjected to a constant deformation stress which can typically be in the range without being within any range. limited to from about 10 to about 20 percent at a temperature the size of which is usefully greater than about 50 ° C, even more usefully greater than about 70 ° C, and preferably greater than about 90 ° C. Generally, it is recommended to use the maximum possible processing conditions, including both strain stress and temperature, while maintaining adequate processability of the fibrous material to perform hot cure. However, the use of excessively high temperatures, such as those close to the melting point of any of the components contained in the final fibrous material, may in the case of performing hot curing, it may reduce the strength of the fibers and, moreover, may, due to the occurrence of tackiness of the high temperatures of the subjected fibrous material, increase the difficulty of handling the material.

Podle jednoho provedení předloženého vynálezu je se požaduje, aby vláknitý materiál, připravený a vytvořený z termoplastické kompozice podle předloženého vynálezu, vykazoval při teplotě asi 100 °C a za časovou periodu asi 15 minut takovou velikost smrštění, vyjádřenou kvantitativně jako hodnota smrštění za tepla, která je s užitkem menší než asi 15 procent, ještě užitečněji menší než asi 10 procent, s výhodou menší než asi 5 procent, a ještě výhodněji menší než asi 2 procenta, přičemž hodnota velikosti smrštění za tepla se odvozuje na základě matematického vztahu: rozdíl délek (počáteční délka vláken vláknitého materiálu minus konečná délka vláken vláknitého materiálu) se dělí počáteční délkou vláken vláknitého materiálu a násobí hodnotou 100. Hodnotu velikosti smrštění vláknitého materiálu za tepla je možné určovat například prostřednictvím použití testovací metody popsané v níže uvedené kapitole Metody zkušebního testování předkládaného popisu.According to one embodiment of the present invention, it is desired that the fibrous material prepared and formed from the thermoplastic composition of the present invention exhibits at a temperature of about 100 ° C and a time period of about 15 minutes a shrinkage amount expressed as a heat shrinkage value that is usefully less than about 15 percent, even more usefully less than about 10 percent, preferably less than about 5 percent, and even more preferably less than about 2 percent, the heat shrinkage value being derived based on the mathematical relationship: length difference ( the initial fiber length of the fibrous material (minus the final fiber length of the fibrous material) is divided by the initial fiber length of the fibrous material and multiplied by 100. The heat shrinkage value of the fibrous material can be determined, for example, using the test method described in the TEST METHODS section of the present description below.

Termoplastická kompozice podle předloženého vynálezu je vhodná pro přípravu vláknitých materiálů nebo netkaných struktur použitelných jako součást výrobků na jednorázové použití, zahrnujících absorpční výrobky na jednorázové použití, například takové jako jsou zavinovací pleny, • » • · • · inkontineční prostředky pro dospělé, lůžkové hygienické matrace; menstruační prostředky, například takové jako jsou hygienické menstruační vložky a tampóny; a další absorpční výrobky, například takové jako jsou toaletní ubrousky a kapesníky, dětské bryndáčky, obvazové a zdravotnické materiály, a chirurgické čapky a roušky. Vzhledem k uvedenému se podle dalšího aspektu se předloženého vynálezu navrhuje absorpční výrobek na jednorázové použití, obsahující vícesložkový vláknitý materiál vytvořený z termoplastické kompozice podle předloženého vynálezu.The thermoplastic composition of the present invention is suitable for preparing fibrous materials or nonwoven structures useful as part of disposable articles, including disposable absorbent articles, such as diapers, adult incontinence pads, sanitary napkins ; menstrual means, such as sanitary napkins and tampons; and other absorbent articles such as toilet tissues and handkerchiefs, baby bibs, dressing and medical materials, and surgical caps and drapes. Accordingly, in another aspect, the present invention provides a disposable absorbent article comprising a multi-component fibrous material formed from the thermoplastic composition of the present invention.

Podle jednoho specifického provedení předloženého vynálezu se termoplastická kompozice zpracovává a tvaruje do vláknité plošné struktury, určené pro začlenění do absorpčního výrobku na jednorázové použití. Tato vláknitá plošná struktura může vykazovat například formu vláknitého netkaného rouna. Vláknitá netkaná rouna mohou být vytvořená buď kompletně z vláknitých materiálů připravených z termoplastické kompozice podle předloženého vynálezu, nebo jako směs s dalšími vláknitými materiály. Délka vláken použitých vláknitých materiálů může být závislá na konkrétním zamýšleném konečném použití. V případě, ve kterém jsou vláknité materiály po jejich funkční aplikaci určené pro likvidaci biologickým rozkladem ve vodě, například splachováním na toaletě, je výhodné, jestliže se délka vláken udržuje na velikosti asi 15 milimetrů nebo menší.According to one specific embodiment of the present invention, the thermoplastic composition is processed and shaped into a fibrous sheet structure for incorporation into a disposable absorbent article. This fibrous sheet structure may take the form of, for example, a fibrous nonwoven web. The fibrous nonwoven webs may be formed either completely from fibrous materials prepared from the thermoplastic composition of the present invention, or as a mixture with other fibrous materials. The fiber length of the fibrous materials used may be dependent on the particular intended end use. In the case in which the fibrous materials, after their functional application, are intended to be destroyed by biodegradation in water, for example by flushing in a toilet, it is preferred that the fiber length is maintained at a size of about 15 millimeters or less.

Podle jednoho specifického provedení předloženého vynálezu se navrhuje absorpční výrobek na jednorázové použití, přičemž tento absorpční výrobek na jednorázové • · • · • · • · použití obsahuje tekutiny propouštějící vrchní lícní vrstvu, pro tekutiny nepropustnou spodní rubovou vrstvu, spřaženou a uvedenou vrchní lícní vrstvou, a absorpční strukturu umístěnou účelně mezi vrstvou a spodní rubovou, vrstvami vrstva obsahuje vláknité uvedenými, vrchní lícní s tím, že spodní rubová materiály připravené z termoplastické kompozice podle předloženého vynálezu.According to one specific embodiment of the present invention, a disposable absorbent article is provided, wherein the disposable absorbent article comprises a liquid-permeable topsheet, a liquid-impermeable backsheet, the composite and said topsheet. and an absorbent structure disposed expediently between the layer and the backsheet, the layer comprising fibrous topsheets, with the backsheet materials prepared from the thermoplastic composition of the present invention.

Charakteristické příklady absorpčních výrobků na jednorázové použití jsou obecně popsané v patentových dokumentech US-A-4,710,187; US-A-4,762,521; a US-A-4,798,603 , jejichž obsah se tímto začleňuje do odvolávek předloženého vynálezu.Characteristic examples of disposable absorbent articles are generally described in US-A-4,710,187; US-A-4,762,521; and US-A-4,798,603, the contents of which are hereby incorporated by reference into the present invention.

Absorpční výrobky a struktury, vytvořené na základě všech shora popsaných aspektů předloženého vynálezu jsou během jejich funkční aplikace obecně podrobované mnohačetnému nepříznivému ovlivňování působících tělních tekutin. Vzhledem k uvedené skutečnosti se proto požaduje, aby takto vytvořené absorpční výrobky a struktury byly schopné beze zbytku absorbovat zmiňované mnohačetné nepříznivé ovlivňování působících tělních tekutin v rozsahu, kterému budou během jejich funkční aplikace vystavené. K nepříznivému ovlivňování působících tělních tekutin dochází během funkční časové periody zpravidla vícekrát v navzájem od sebe oddělených intervalech.Absorbent articles and structures formed on the basis of all of the above-described aspects of the present invention are generally subject to multiple adverse effects on the bodily fluids acting during their functional application. Accordingly, it is desirable that absorbent articles and structures thus formed be capable of absorbing the multiple adverse effects of body fluids to the extent to which they will be exposed during functional application. Typically, the adversely affecting body fluids occur during the functional time period several times at mutually separated intervals.

Metody zkušebního testováníTesting methods

Teplota taveníMelting point

Teplota tavení materiálu se prostřednictvím diferenční skenovací kalorimetrie. Zjištování požadovaných teplot tavení prostřednictvím diferenční skenovací kalorimetrie se provádí za použití diferenčního skenovacího kalorimetru, dodávaného na trh firmou T.A. Instruments lne., se sídlem v New Castle, Delaware, pod obchodním označením diferenční skenovací kalorimetr (DSC) Thermal Analyst 2910, který je vybavený ochlazovacím příslušenstvím s kapalným dusíkem jako chladicím médiem a použitý v kombinaci s analytickým programovým vybavením Thermal Analyst 2200.The melting temperature of the material is via differential scanning calorimetry. The determination of the desired melting points by means of differential scanning calorimetry is performed using a differential scanning calorimeter marketed by T.A. Instruments Inc, based in New Castle, Delaware, under the trade name Thermal Analyst 2910, which is equipped with a liquid nitrogen cooling accessory as a cooling medium and used in combination with the Thermal Analyst 2200 analytical software.

Zkušební vzorky materiálu se podrobují testování buď ve formě vláknitého materiálu nebo ve formě pryskyřičných granulí. Při manipulaci se zkušebními vzorky materiálu se z důvodu eliminace jakéhokoliv nežádoucího ovlivnění materiálu, které by ve svém důsledku mohlo vést k dosažení nepřesných nebo chybných výsledků, upřednostňuje vhodnější manipulace za použití pinzet a dalších podobných nástrojů namísto přímé ruční manipulace. Zkušební vzorky materiálu se v případě vláknitého materiálu nastříhají a v případě pryskyřičných granulí umístí do hliníkové misky, načež se za použití analytických vah zváží s přesností na 0,01 miligramu. V případě potřeby se hliníková miska, ve které se nacházejí zkušební vzorky materiálu, překryje víčkem.Test material samples are subjected to testing either in the form of fibrous material or in the form of resin granules. When handling test specimens, it is preferable to use more tweezers and other similar tools instead of direct manual manipulation to eliminate any undesirable effects on the material that could result in inaccurate or erroneous results. Test samples of the material are cut in the case of fibrous material and placed in an aluminum dish in the case of resin granules and weighed to the nearest 0,01 milligram using an analytical balance. If necessary, cover the aluminum pan containing the test specimens with a lid.

Následně se v souladu s uživatelskou příručkou diferenčního skenovacího kalorimetru provede za použití kovového etalonu, vytvořeného z india, kalibrace a základní korekce kalorimetru. Po té se do zkušební komory diferenčního skenovacího kalorimetru se umístí zkušební vzorek materiálu určený k testování a prázdná miska se použije jako srovnávací etalon. Celé zkušební testování probíhá při profukování zkušební komory dusíkem technické jakosti v množství 55 cm³/min. dusíku. Zkušební program ohřevu a ochlazování probíhá vždy ve dvou zkušebních cyklech a začíná vyrovnáním atmosféry zkušební komory na teplotu -75 °C, následuje cyklus ohřevu na teplotu 220 °C rychlostí 20 °C/min., další cyklus ochlazování na teplotu -75 °C rychlostí 20 °C/min., a nakonec další cyklus ohřevu na teplotu 220 °C rychlostí 20 °C/min.Subsequently, in accordance with the user manual of the differential scanning calorimeter, the calibration and basic correction of the calorimeter are performed using a metal standard made of indium. A test sample of the material to be tested is then placed in the test chamber of the differential scanning calorimeter and the empty dish is used as a reference standard. The whole testing is carried out by blowing the test chamber with technical quality nitrogen in the amount of 55 cm ³ / min. nitrogen. The heating and cooling test program always takes place in two test cycles, starting with equilibrating the test chamber atmosphere to -75 ° C, followed by a heating cycle to 220 ° C at 20 ° C / min., Another cooling cycle to -75 ° C 20 ° C / min, and finally another heating cycle to 220 ° C at 20 ° C / min.

Zjištěné výsledky se vyhodnocují za použití analytického programového vybavení diferenčního skenovacího kalorimetru, jehož prostřednictvím se provádí identifikace a určování inflexního bodu teploty skelného přechodu (Tg), endotermického maxima a exotermického maxima. Teplota skelného přechodu (Tg) se identifikuje jako oblast křivky funkční závislosti, která vykazuje zřetelnou změnu strmosti, a teplota tavení se následně určí za použití mechanizovaného výpočtu inflexního bodu.The results are evaluated using differential scanning calorimeter analysis software to identify and determine the glass transition temperature inflexion point (Tg), endothermic peak, and exothermic peak. The glass transition temperature (Tg) is identified as a region of the functional dependency curve that exhibits a distinct slope change, and the melting temperature is subsequently determined using a mechanized calculation of the inflection point.

• · • · • · · · · · • · · · · ·• · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

Relativní viskozitaRelative viscosity

Vyhodnocování reologických deformačních schopností zkušebních vzorků materiálu na základě zjišťování relativní viskozity se provádí za použití kapilárního reometru, dodávaného na trh firmou Góttfert, se sídlem v Rock Hill, South Carolina, pod obchodním označením kapilární reometr Góttfert Rheograph 2003 v kombinaci s analytickým programovým vybavením WinRHEO (verze 2.31). Uspořádání kapilárního reometru zahrnuje tlakový převodník s rozsahem 2000 barů a kapilární lisovací nástroj s kruhovým otvorem o geometrii: délka 30 mm / účinná délka 30 mm / průměr 1 mm / výška 0 mm / orientace 180°.The evaluation of the rheological deformation properties of the specimens based on relative viscosity is performed using a capillary rheometer marketed by Gottfert, located in Rock Hill, South Carolina, under the trade name Gottfert Rheograph 2003 Capillary Rheometer in combination with WinRHEO analysis software ( version 2.31). The capillary rheometer arrangement includes a 2000 bar pressure transducer and a capillary die with circular hole geometry: length 30 mm / effective length 30 mm / diameter 1 mm / height 0 mm / 180 ° orientation.

V případě, kdy k testování, vykazuje k pohlcování vody, se zkušební vzorek materiálu, určený nebo je známá jeho náchylnost takový zkušební vzorek suší ve vakuové peci při teplotě, jejíž velikost se nachází nad teplotou jeho skelného přechodu (Tg), například nad °C nebo 60 °C v případě polymeru kyseliny teplotou mléčné, při podtlaku o velikosti alespoň 15 palců (381,00 mm) rtuťového sloupce a při profukování komory pece dusíkem standardní technické jakosti v plynném stavu v množství alespoň 30 kubických stop za hodinu (SFCH) po dobu alespoň 16 hodin.In the case where the test sample exhibits water absorption, the test sample of the material determined or known to be susceptible to such test sample is dried in a vacuum oven at a temperature above its glass transition temperature (Tg), for example above ° C. or 60 ° C in the case of lactic acid polymer, at least 15 inch (381.00 mm) vacuum of mercury, and purging the furnace chamber with standard technical grade nitrogen gas at a rate of at least 30 cubic feet per hour (SFCH) after for at least 16 hours.

Po ohřátí nástroje na odpovídající teplotu a příslušné kalibraci tlakového převodníku se zkušební vzorek materiálu přírůstkově pěchuje do sloupce, přičemž pěchování materiálu ve formě pryskyřičných granulí do sloupce prostřednictvím pěchovadla zajistí pokaždé odpovídající, v celém objemu konzistentní tavení během zkušebního testování. Po napěchování materiálu do nástroje předchází každému zkušebnímu testu tavení po dobu 2 minuty, které umožňuje dosažení úplného roztavení materiálu zkušebního vzorku při teplotě zkušebního testování. Kapilární reometr odměřuje automaticky příslušné údaje a na základě těchto údajů určuje relativní viskozitu (v Pa.s) při 7 různých relativních smykových rychlostech (v 1/sekunda): 50, 100, 200, 500, 1000, 2000 a 5000 1/sek. Při přezkoumávání výsledné křivky funkční závislosti je důležité, aby tato křivka byla v podstatě hladká či pravidelná, protože v případě výskytu podstatných odchylek od obecné základní křivky mezi jejími jednotlivými body, způsobené například možnou přítomností vzduchu ve sloupci, se musí z důvodu potvrzení správnosti výsledků měření celý průběh zkušebního testu zopakovat.After the tool has been heated to the appropriate temperature and the pressure transducer has been calibrated, the test sample of material is incrementally packed into the column, with the ramming of the material in the form of resin granules through the stamper to ensure adequate melting throughout the test. After stuffing the material into the tool, it precedes each melting test for 2 minutes, allowing complete melting of the test sample material at the test temperature. The capillary rheometer automatically measures the data and determines the relative viscosity (in Pa.s) at 7 different relative shear rates (in 1 / second): 50, 100, 200, 500, 1000, 2000, and 5000 1 / sec. When reviewing the resulting functional dependency curve, it is important that the curve be substantially smooth or regular, because in the event of significant deviations from the general baseline between its individual points, caused, for example, by the possible presence of air in the column, repeat the test run.

Měřením získaná výsledná reologická křivka funkční závislosti relativní smykové rychlosti a relativní viskozity podává zcela jasnou představu o a indikaci jakým způsobem a při jaké teplotě bude materiál zkušebního vzorku ovlivňovaný během procesu zvlákňování protlačováním z taveniny. Hodnoty relativní viskozity při smykové rychlosti alespoň 1000 1/sec jsou obzvlášt významné vzhledem k tomu, že tyto hodnoty představují charakteristické podmínky, na jejichž základě probíhá zpracovávání materiálu ve standardních zvlákňovacích protlačovacích lisech.The resulting rheological curve of the functional dependence of relative shear rate and relative viscosity gives a clear picture of and indication of how and at what temperature the sample material will be affected during the melt extrusion spinning process. Relative viscosity values at a shear rate of at least 1000 rpm are particularly significant since these values are characteristic conditions under which the material is processed in standard spinning extruders.

• · • ·• · • ·

Hmotnostně střední relativní molekulová hmotnost a Číselně střední relativní molekulová hmotnostWeight average molecular weight and Number average molecular weight

Pro určování rozložení relativní molekulové hmotnosti zkušebních vzorků polymeru kyseliny mléčné, jehož hmotnostně střední relativní molekulová hmotnost (M^^) se pohybuje v rozmezí od 800 do 400,000 se používá metoda plynové chromatografie pronikáním plynu (GPC).A gas permeation gas chromatography (GPC) method is used to determine the relative molecular weight distribution of test samples of a lactic acid polymer having a weight average molecular weight (M +) of from 800 to 400,000.

Metoda GPC je založena na použití dvou analytických kolon typu PLgel Mixed K linear 5 micron, o velikosti 7,5 x 300 milimetrů, uspořádaných do série. Teplota kolony a detekčního indikátoru je 30 °C. Mobilní fáze je jakostně vysokovýkonné Výkon čerpadla je vstřikovacím objemu tetrahydrofuran (THF) odpovídající kapalinové chromatografií (HPLC),The GPC method is based on the use of two PLgel Mixed K linear 5 micron analytical columns, 7.5 x 300 mm, arranged in series. The temperature of the column and the detection indicator is 30 ° C. The mobile phase is a high-performance pump. The pump capacity is an injection volume of tetrahydrofuran (THF) corresponding to liquid chromatography (HPLC).

0,8 mililitrů za minutu při mikrolitrů. Celková doba pracovního chodu je 30 minut. V souladu se shora uvedenými skutečnostmi je třeba konstatovat důležitou informaci a to: každé 4 měsíce je nezbytné provést instalaci nových analytických kolon, každý měsíc instalaci nové ochranné kolony (předkolony), a každý měsíc instalaci nového vřazeného řadového filtru.0.8 milliliters per minute at microliters. The total working time is 30 minutes. In accordance with the above, it is important to note: every 4 months it is necessary to install new analytical columns, every month to install a new protective column (precolumns), and every month to install a new in-line filter.

Polystyrénové polymery standardní jakosti, dodávané na trh firmou Aldrich Chemical Co., se musí smíchat s rozpouštědlem, kterým je dichlormethan (DCM), v poměru dichlormethan (DCM): tetrahydrofuran (THF) (10:90), přičemž oba jakostně odpovídají vysokovýkonné kapalinové chromatografií (HPLC), za dosažení molární koncentrace 1 mg/ml. V jediném standardním roztoku mohou být kombinovány vícesložkové polystyrénové polymery standardní jakosti tak, • · • · • · • · aby bylo zajištěno, že při plynové chromatografií nepřesáhnou svá maxima. Požadované rozmezí relativních molekulových hmotností připravených standardních směsí se pohybuje v rozmezí od asi 687 do 400,000. Příklady standardních směsí s polystyrénovými polymery, které vykazují proměnlivé relativní molekulové hmotnosti (uvedené v hmotnostně střední relativní molekulové hmotnosti - , a které na trh dodává firma Aldrich, zahrnují: Standardní směs 1 (401,340; 32,660; 2,727), Standardní směs 2 (45,730; 4,075), Standardní směs 3 (95,800; 12,860), a Standardní směs 4 (184,200; 24,150; 687).Standard-grade polystyrene polymers, marketed by Aldrich Chemical Co., must be mixed with a solvent such as dichloromethane (DCM) in a ratio of dichloromethane (DCM): tetrahydrofuran (THF) (10:90), both of which correspond to high-performance liquid chromatography (HPLC) to give a molar concentration of 1 mg / ml. Multi-component polystyrene polymers of standard quality may be combined in a single standard solution to ensure that they do not exceed their maximum in gas chromatography. The desired range of relative molecular weights of the prepared standard compositions ranges from about 687 to 400,000. Examples of standard blends with polystyrene polymers that exhibit varying relative molecular weights (referred to by weight-average molecular weight -) and marketed by Aldrich include: Standard blend 1 (401,340; 32,660; 2,727), Standard blend 2 (45,730; 4,075), Standard Mix 3 (95,800; 12,860), and Standard Mix 4 (184,200; 24,150; 687).

Následně se připraví výchozí kontrolní standardní vzorek. 10 gramů standardního polymeru kyseliny mléčné (PLA) s relativní molekulovou hmotností 200,000, dodávaného na trh firmou Polysciences lne. a v katalogu uvedeného pod označením #19245, se ve skleněné střásací kádince s víkem potaženým teflonem rozpustí ve 100 mililitrech dichlormethanu (DCM) jakosti HPCL za použití okružní třepačky (po dobu alespoň 30 minut). Tato směs se nalije na čistou suchou skleněnou desku, ponechá po určitou dobu v klidu pro odpaření rozpouštědla, pak se tato deska se směsí umístí do vakuové pece předehřáté na teplotu 35 °C a směs se vysušuje po dobu delší než 14 hodin za podtlaku 25 milimetrů rtuťového sloupce. Potom se vzorek polymeru kyseliny mléčné (PLA) vyjme z pece a z něho vysoušením vytvořená tenká fólie se nastříhá na malé proužky. Bezprostředně po té se zkušební vzorky rozemelou v kolovém drticím mlýnu (se sítem 10 mesh), přičemž se musí dbát na to, aby se do kolového drticího mlýnu nepřivedlo příliš velké množství materiálu zkušebního vzorku, což by ve svém • · • · • · • · <An initial control standard sample is then prepared. 10 grams of standard lactic acid polymer (PLA) having a relative molecular weight of 200,000, commercialized by Polysciences Inc. and, in the catalog # 19245, in a teflon-coated glass shaker beaker, dissolve in 100 mL of HPCL grade dichloromethane (DCM) using a circular shaker (for at least 30 minutes). The mixture is poured onto a clean dry glass plate, allowed to stand for some time to evaporate the solvent, then the plate is placed in a vacuum oven preheated to 35 ° C and dried for more than 14 hours under a vacuum of 25 millimeters. mercury column. The lactic acid polymer (PLA) sample is then removed from the furnace and the thin film formed therefrom by drying is cut into small strips. Immediately afterwards, the test specimens are ground in a 10-mesh wheel crushing mill, taking care not to feed too much test sample material into the wheel mill, which in its · <

• · « • · · · · « • « • · · · důsledku mohlo způsobovat jeho nežádoucí blokování a imobilizaci. Rozemletý zkušební vzorek se v množství několika gramů a v suchém stavu uloží do skleněné střásací kádinky a umístí do exsikátoru, zatímco zbývající množství tohoto zkušebního vzorku se může v podobné střásací kádince uložit do mrazicího boxu.As a result, it could cause unwanted blocking and immobilization. The ground test sample is placed in a glass shaker beaker and placed in a desiccator in a few grams and dry state, while the remaining amount of this test sample can be placed in a freezer in a similar shaker beaker.

koncentrací a přípravě kontrolníhoconcentration and preparation of control

Pro účely zkušebního testování je důležité připravit nový kontrolní standardní vzorek vždy před začátkem každé nové testovací série testů a vzhledem k tomu, že relativní molekulová hmotnost je do značné míry ovlivňována zkušebního vzorku, se musí jeho odvažování věnovat velká pozornost. Při přípravě standardního vzorku se nejdříve do čisté a suché scintilační nádobky odváží 0,800 gramu s přesností na + 0,025 gramu standardního polymeru kyseliny mléčné (PLA) referenční jakosti s hmotnostně střední relativní molekulovou hmotností M_w 200,000. Poté se prostřednictvím odměrné pipety nebo podobného jednoúčelového prostředku do scintilační nádobky přidají 2 mililitry dichlormethanu (DCM) a scintilační nádobka se uzavře a utěsní prostřednictvím šroubovacího uzávěru. Za tohoto stavu se zkušební vzorek ponechá úplně rozpustit. Pak se scintilační nádobka se zkušebním vzorkem podrobí působení rychlého krouživého pohybu na okružní třepačce, například takovém jako vibrační přístroj Thermolyne Roto Mix (typ 51300) nebo, v závislosti na příslušných požadavcích, v míchacím a vytřásacím zařízení podobného typu. Pro účely vyhodnocení, zda je zkušební vzorek odpovídajícím způsobem rozpuštěný, se scintilační nádobka uchopí, nakloní do polohy v úhlu 45° a nechá ustálit. Poté se pomalu vrátí do • ·· · · *.......For test purposes, it is important to prepare a new control standard sample always before the start of each new test series, and given that the relative molecular weight is largely influenced by the test sample, its weighing must pay close attention. To prepare a standard sample, first weigh 0,800 grams to an accuracy of + 0,025 grams of standard lactic acid polymer (PLA) of reference quality with a weight average molecular weight M _{w of} 200,000 into a clean, dry scintillation vial. Then 2 milliliters of dichloromethane (DCM) is added to the scintillation vial via a volumetric pipette or similar dedicated device and the scintillation vial is sealed and sealed by means of a screw cap. In this state, the test sample is allowed to dissolve completely. The scintillation vial containing the test sample is then subjected to a rapid orbital motion on a orbital shaker, such as a Thermolyne Roto Mix (Type 51300) vibration machine or, depending on the requirements, in a mixer and shaker of a similar type. For the purpose of assessing whether the test sample is adequately dissolved, the scintillation vial is gripped, tilted to a 45 ° position and allowed to equilibrate. Then slowly return to • ·· · · * .......

··· ···· ···· • · ··· · · ·· ··· ··· — 7 Q — ······· · .··· ······················· · · ··· ··· ··· ··· ···

JO ···· ·· ·· ·· * původní polohy, přičemž se pozoruje, jakým způsobem kapalina ve scintilační nádobce obsažená stéká po skleněné stěně. Pokud hladina ve spodní části scintilační nádobky nevykazuje hladký povrch znamená to, že se zkušební vzorek stále ještě nenachází v úplně rozpuštěném stavu. Zkušební vzorek se může podle potřeby ponechat rozpouštět po dobu několika hodin. Jakmile se dosáhne úplného rozpuštění zkušebního vzorku, přidá se do scintilační nádobky prostřednictvím odměrné pipety nebo podobného prostředku 18 mililitru tetrahydrofuranu (THF), scintilační nádobka se uzavře a utěsní šroubovacím uzávěrem.* Observe how the liquid contained in the scintillation vial flows down the glass wall. If the level at the bottom of the scintillation vial does not show a smooth surface, this means that the test sample is still not completely dissolved. The test sample may be allowed to dissolve for several hours as necessary. When the test sample is completely dissolved, 18 milliliters of tetrahydrofuran (THF) is added to the scintillation vial by means of a volumetric pipette or similar device, the scintillation vial is closed and sealed with a screw cap.

Příprava zkušebních vzorků začíná odvážením 0,0800 gramu s přesností na + 0,0025 gramu příslušného materiálu zkušebního vzorku do řádně očištěné a do sucha otřené scintilační nádobky (odvažování a přípravě zkušebních vzorků se musí rovněž tak, jako v předcházejícím případě a ze stejných důvodů, věnovat velká pozornost). Následně se do scintilační nádobky za použití odměrné pipety nebo podobného jednoúčelového prostředku přidají 2 mililitry dichlormethanu (DCM), načež se nádobka uzavře a utěsní prostřednictvím šroubovacího uzávěru. Za tohoto stavu se zkušební vzorek za použití technologického postupu shodného s technologickým postupem uvedeným shora v souvislosti s přípravou kontrolního standardního vzorku ponechá úplně rozpustit. Poté se do scintilační nádobky, opět za použití odměrné pipety nebo podobného prostředku, přidá 18 mililitrů tetrahydrofuran (THF), načež se nádobka opět uzavře a utěsní prostřednictvím šroubovacího uzávěru a její obsah se podrobí směšování.The preparation of the test samples begins with weighing 0,0800 grams to an accuracy of + 0,0025 grams of the relevant test sample material in a properly cleaned and dry-wiped scintillation vial (weighing and preparation of the test samples must also be carried out as above and for the same reasons, pay close attention). Subsequently, 2 milliliters of dichloromethane (DCM) is added to the scintillation vial using a volumetric pipette or similar dedicated device, after which the vial is sealed and sealed by means of a screw cap. In this state, the test sample is allowed to dissolve completely using the same procedure as described above for the preparation of the control standard sample. Thereafter, 18 ml of tetrahydrofuran (THF) is added to the scintillation vial, again using a volumetric pipette or the like, and the vial is again closed and sealed by means of a screw cap and the contents are mixed.

• · · · · ···· ·· ··• · · · · ·······

Vyhodnocování charakteristických vlastností připravených standardních vzorků, prováděné prostřednictvím testovacího vstřikování těchto vzorků, začíná uvedením testovací soustavy do rovnovážného stavu. Po dosažení a ověření rovnovážného stavu se provádí vstřikování připravených standardních vzorků. Po dokončení tohoto kroku se provede vstřikování připraveného kontrolního standardního vzorku a následně vstřikování připravených zkušebních vzorků. Vstřikování připraveného kontrolního standardního vzorku se uskutečňuje vždy po provedení 7 vstřiků zkušebního vzorku a na konci zkušebního testování. Při provádění testování se musí zajistit, aby k odebírání příslušného zkušebního vzorku z každé scintilační nádobky pro účely vstřikování nedocházelo více než dvakrát, a aby se tento odběr uskutečňoval v intervalu 4,5 hod.The evaluation of the characteristics of the prepared standard samples, performed by test injection of these samples, begins by equilibrating the test system. After equilibrium has been reached and verified, the prepared standard samples are injected. Upon completion of this step, the prepared control standard sample is injected followed by injection of the prepared test samples. Injection of the prepared control standard sample takes place after each 7 injections of the test sample and at the end of the test run. When performing the tests, it shall be ensured that the appropriate test sample is not taken more than twice from each scintillation vial for injection purposes and that this sampling takes place at an interval of 4.5 hours.

srovnávacích kvalitativníchcomparative qualitative

Určování a vyhodnocování výsledků zkušebního testování se provádí na základě čtyř kvalitativních parametrů. Prvním z uvedených čtyř srovnávacích parametrů je korelační koeficient regrese, stanovený na základě teoretických výpočtů pro každý standardní vzorek, přičemž jeho hodnota nesmí být menší než 0,950 a současně nesmí být větší než 1,050. Druhým kvalitativním srovnávacím parametrem je relativní směrodatná odchylka hmotnostně střední relativní molekulové hmotnosti M_w všech připravených kontrolních standardních vzorků, jejíž hodnota nesmí být větší než 5,0 procent. V souladu se třetím kvalitativním srovnávacím parametrem se musí průměr hmotnostně středních relativních molekulových hmotnosti vstřikovaných připravených kontrolních standardních vzorků nacházet v rozmezí • · • · · · · · · •»· · ·· · « ·· · c procent hmotnostně střední relativní molekulové hmotnosti prvního vstřikovaného připraveného kontrolního standardního vzorku. A v souladu s posledním kvalitativním srovnávacím parametrem se zaznamenává přítomnost laktidu po vstříknutí standardního vzorku v množství 200 mikrogramů na milimetr ^g/ml) v odezvě na diagram funkční závislosti parametrů SQC. V tomto případě se musí zmiňovaná odezva nacházet v rozsahu vymezeném parametry SQC.The determination and evaluation of test results is based on four qualitative parameters. The first of the four comparative parameters shall be the correlation coefficient of regression, determined on the basis of theoretical calculations for each standard sample, and shall not be less than 0,950 and not more than 1,050. The second qualitative comparative parameter is the relative standard deviation of the weight-average molecular weight M _{w of} all prepared standard control samples, the value of which must not exceed 5,0 per cent. In accordance with the third qualitative comparative parameter, the average weight-average molecular weight of the injected prepared standard controls must be within the range of the weight-average relative molecular weight. of the first injected prepared control standard sample. And in accordance with the last qualitative comparative parameter, the presence of lactide after injection of a standard sample at 200 micrograms per millimeter (g / ml) was recorded in response to the functional dependency diagram of the SQC parameters. In this case, said response must be within the range defined by the SQC parameters.

Výpočet molekulové statistiky se provádí na základě kalibrační křivky, sestrojené za použití příslušných údajů připravených standardních polystyrénových vzorků a Mark Houwinkových konstant pro polymer kyseliny mléčné a polystyren, zjištěných za použití metody plynové chromatografie pronikáním plynu (GPC) v kombinaci tetrahydrofuranem (THF) jako mobilní fází při teplotě 30 °C. Uvedené konstanty vykazují následující hodnoty: polystyren (K = 14,1.10⁵, alfa = 0,700) a polymer kyseliny mléčné (K = 54,9.10⁵, alfa = 0,639).Molecular statistics are calculated on the basis of a calibration curve constructed using the appropriate data of the prepared standard polystyrene samples and the Mark Houwink constants for the lactic acid polymer and polystyrene, ascertained using gas-liquid gas chromatography (GPC) in combination with tetrahydrofuran (THF) as the mobile phase. at 30 ° C. The constants given are: polystyrene (K = 14.1 x ^{10 5} , alpha = 0.700) and lactic acid polymer (K = 54.9 x ¹⁰ , alpha = 0.639).

Smršťování vláknitého materiálu za teplaHeat shrinkage of fibrous material

Požadované vybavení pro určování hodnoty smršťování za tepla zahrnuje: konvekční pec (laboratorní pec Thelco model 160DM); zatahovací platinová závaží o hmotnosti 0,5 gramu (s přesností na + 0,06 gramu); upínací čelisťovou svorku s velikostí čelisti 1/2 palce (12,70 mm); překrývací pásku; grafický milimetrový papír se čtverečky o velikosti alespoň 1/4 palce (6,35 mm); pěnovou podložní desku o velikosti 11 x 14 palce (279,40 x 355,60 mm) nebo ······· · · »»· · »· »· ·» «· 4 « ekvivalentní substrát pro připevnění grafického milimetrového papíru a zkušebních vzorků. Použitá konvekční pec musí umožňovat dosažení teploty 100 °C.The required equipment for determining the heat shrinkage value includes: a convection oven (Thelco model 160DM laboratory oven); retractable platinum weights of 0,5 grams (accurate to + 0,06 grams); jaw clamp with jaw size 1/2 inch (12.70 mm); overlay tape; graph paper of at least 1/4 inch (6.35 mm) squares; 11 x 14 inch foam pad or 279.4 x 355.60 mm or equivalent substrate for attaching graphical graph paper and test samples. The convection oven used must be capable of reaching a temperature of 100 ° C.

Zkušební vzorky vláknitého materiálu se připraví zvlákňováním z taveniny za příslušných podmínek zvlákňování, přičemž se upřednostňuje svazek o 30 vláknech, a mechanickým protahováním za účelem dosažení protažení vlákna pod tryskou o hodnotě 224 nebo vyšší. Z hlediska určování velikosti smršťování za tepla může být s dalším vláknitým materiálem porovnáván pouze vláknitý materiál se stejným protažením. Protažení vláken vláknitého materiálu pod tryskou představuje poměr rychlosti odtahovacího válce a lineární zvlákňovací rychlosti (závislost vzdálenost/čas) roztaveného polymeru, vystupujícího ze zvlákňovací trysky. Zvlákňováním pod tryskou vytvořený vláknitý materiál se obvykle shromažďuje za použití navíječky na cívku. Navinutý vláknitý materiál se dělí rozděluje na svazky o 30 vláknech, pokud již takové vlákenné svazky nebyly získány před shromažďováním navíjením, a stříhá na jednotlivé vzorky o délce 9 palců (228,60 mm).Test samples of fibrous material are prepared by melt spinning under appropriate spinning conditions, preferably a fiber bundle of 30 fibers, and by mechanical stretching to achieve a fiber elongation below the nozzle of 224 or higher. In terms of determining the amount of heat shrinkage, only the fibrous material with the same elongation can be compared to the other fibrous material. The elongation of fibers of the fibrous material below the die represents the ratio of the speed of the take-off roller to the linear spinning speed (distance / time dependence) of the molten polymer exiting the spinneret. The spun-formed fibrous material is usually collected using a spool winder. The wound fibrous material is divided into 30-strand bundles if such fibrous bundles have not already been obtained by collecting by winding, and cut into individual 9-inch (228,60 mm) specimens.

Grafický milimetrový papír se prostřednictvím lepicí pásky připevní na pěnovou podložní desku tak, že jeho okraj je navzájem vyrovnaný s okrajem podložní desky. Jeden konec vlákenného svazku se překryje lepicí páskou tak, že toto překrytí není větší než 1 palec (25,40 mm). Lepicí páskou překrytý konec vlákenného svazku se prostřednictvím upínací čelisťové svorky připevní k pěnové podložní desce v poloze, která odpovídá navzájem vyrovnaným okrajům grafického • · • · « ·The graph paper is attached to the foam backing sheet by means of an adhesive tape so that its edge is aligned with the edge of the backing sheet. One end of the fiber bundle is covered with adhesive tape such that the overlap is not more than 1 inch (25.40 mm). The end of the fiber bundle over the adhesive tape is fastened to the foam backing plate by means of a clamping jaw clip in a position that corresponds to the aligned edges of the graphic.

milimetrového papíru a podložní desky tak, že hrana upínací čelistové svorky spočívá na jedné z horizontálních linek grafického milimetrového papíru zatímco současně udržuje vlákenný svazek v odpovídající poloze (tj. v takové poloze, ve které je lepicí páskou překrytý konec vlákenného svazku, upevněný pod čelistí upínací čelistové svorky, sotva viditelný). Druhý konec vlákenného svazku se natáhne a vyrovná do paralelního uspořádání s vertikálními linkami grafického milimetrového papíru. Následně se ve vzdálenosti 7 palců (177,80 mm) od polohy, ve které je svazek vláknitého materiálu připevněný prostřednictvím upínací čelisůové svorky, se vlákenný svazek seškrtí a po obvodu tohoto seškrcení sevře prostřednictvím zatahovacího platinového závaží o hmotnosti 0,5 g. Popsaný proces zavěšování a fixace vlákenného svazku se opakuje pro každý totožný vzorek jednoho a téhož zkušebního vzorku vláknitého materiálu. Obvykle se na podložní desku fixují 3 takové totožné vzorky jednoho a téhož zkušebního vzorku. Po té se na grafický milimetrový papír zanesou značky indikující počáteční polohy zatahovacích platinových závaží. Takto připravené zkušební vzorky se umístí do pece vyhřáté na 100 °C tak, že jsou zavěšené ve vertikálním směru a nejsou v této ve vzájemném styku s pěnovou podložní deskou. V časových intervalech 5 minut, 10 minut a 15 minut se podložní deska se zkušebními vzorky krátkodobě vyjme z pece, na grafickém milimetrovém papíru se vyznačí nová poloha zatahovacích platinových závaží a podložní deska se zkušebními vzorky se rychle vrátí do pece.of the millimeter paper and the backing plate such that the edge of the clamping jaw clamp rests on one of the horizontal lines of the graphical graph paper while at the same time maintaining the fiber bundle in position (i.e., in a position in which the tape is overlapped jaw clamps, barely visible). The other end of the fiber bundle is stretched and aligned in parallel with the vertical lines of graphical graph paper. Subsequently, at a distance of 7 inches (177.80 mm) from the position in which the bundle of fibrous material is secured by means of a clamp jaw clip, the fibrous bundle is trimmed and clamped around the circumference of this strangulation by a 0.5 g retractable platinum weight. the suspension and fixation of the fiber bundle shall be repeated for each identical sample of one and the same fiber test specimen. Usually, 3 such identical samples of one and the same test sample are fixed to the support plate. Afterwards, marks indicating the initial positions of the retractable sinker weights are entered on the graph paper. The test samples thus prepared are placed in an oven heated to 100 ° C so that they are suspended in the vertical direction and are not in contact with the foam backing plate. At intervals of 5 minutes, 10 minutes and 15 minutes, the test specimen bed is removed from the furnace for a short period of time, a new position of retractable platinum weights is drawn on the graph millimeter paper, and the test bed is quickly returned to the furnace.

Po dokončení shora popsaného zkušebního testování se podložní deska s upevněnými zkušebními vzorky vyjme z pece, načež se provádí odměřování vzdálenosti mezi na počátku testování zaznamenanou značkou (a polohou, ve kterých upínací čelisůová svorka svírá a upevňuje zkušební vzorek vláknitého materiálu) a značkami zaznamenanými po časovém intervalu 5 minut, 10 minut a 15 minut tepelného působení za použití pravítka opatřeného stupnicí rozdělanou na dílky po 1/16 palce (1,59 mm). Pro účely dosažení optimálních hodnot při zkušebním testování se doporučuje použití tří stejných vzorků jednoho a téhož zkušební vzorku vláknitého materiálu. Poté se provede výpočet průměrných hodnot, směrodatných odchylek a procentuálního vyjádření velikosti smrštění vláknitého materiálu za tepla. Velikost smrštění za tepla, vyjádřená v procentech, se vypočítává na základě matematického vztahu: rozdíl délek (počáteční délka vláken vláknitého materiálu minus naměřená délka vláken vláknitého materiálu) se dělí počáteční délkou vláken vláknitého materiálu a násobí hodnotou 100. Hodnoty tepelného smrštění za tepla, zaznamenané v níže uvedených Tabulkách 2 a 4, představují hodnoty dosažené a naměřené po 15 minutách tepelného působení.Upon completion of the aforementioned trial, the support plate with the attached test specimens is removed from the furnace, measuring the distance between the beginning of the test recorded by the mark (and the position in which the clamping jaw clamp grips and fastens the test specimen of fibrous material). 5 minutes, 10 minutes, and 15 minutes of thermal treatment using a scale graduated in 1/16 inch (1.59 mm) increments. In order to achieve optimal values in the trial, it is recommended to use three identical samples of one and the same fiber test specimen. The average values, standard deviations, and the percentage of hot shrinkage of the fibrous material are then calculated. The amount of heat shrinkage, expressed as a percentage, is calculated based on the mathematical formula: the length difference (initial fiber length of the fibrous material minus the measured fiber length of the fibrous material) is divided by the initial fiber length of the fibrous material and multiplied by 100. in Tables 2 and 4 below, the values achieved and measured after 15 minutes of heat treatment.

• · · fl · · ·· · · ·· · ·• · fl · ··· · · ··· ·

Určování velikosti krystaluDetermination of crystal size

Měření a určování velikost krystalů zkušebního vzorku vláknitého materiálu se provádí na základě zkušební metody rentgenové difrakce za použití rentgenového přístroje, dodávaného na trh firmou Philips lne., se sídlem v Mahwah, New Jersey, pod obchodním označením rentgenový přístroj XRG-3000, a vybaveného měděnou trubicí použitou jako rentgenka. Získané fotografické snímky se vyhodnocují prostřednictvím goniometru s širokoúhlým kolimátorem. Stanovování skutečné velikosti krystalu zkušebního vzorku vláknitého materiálu se provádí na základě využití diagramu reflexní odrazivosti v ekvatoriálním směru vzhledem k orientaci vláken materiál zkušebního vzorku, získaného skenováním rozkladu rentgenových paprsků procházejících skrze vrstvovou linii (hkl) vláknitého materiálu. Jako rovina, ze které se odvozuje konečný výpočet a která odpovídá všem zjišťovaným rozměrům, se volí rovina (100) s orientací 16,4° ve druhém kvadrantu. Střední rozměr krystalitů (neboli podélného spojení více lineárních makromolekul), orientovaný kolmo na rovinu (100), se pak vypočte na základě použití Schrerrerovy rovnice.The measurement and crystal size of the fibrous material test specimen is performed by an X-ray diffraction test method using an X-ray apparatus available from Philips Inc, located in Mahwah, New Jersey under the trade name XRG-3000, equipped with copper. tube used as an X-ray tube. The obtained photographic images are evaluated by means of a wide angle collimator. Determination of the actual crystal size of the fibrous material test specimen is performed by utilizing a reflection reflectance diagram in the equatorial direction relative to the fiber orientation of the test specimen obtained by scanning the X-ray decomposition scan passing through the fibrous material layer line (hkl). The plane (100) with an orientation of 16.4 ° in the second quadrant is chosen as the plane from which the final calculation is derived and which corresponds to all the dimensions measured. The mean dimension of the crystallites (or longitudinal connection of multiple linear macromolecules), oriented perpendicular to plane (100), is then calculated using the Schrerrer equation.

Zjištování schopnosti rozkladu působením mikroorganismůDetermination of degradation ability by microorganisms

Zjištování schopnosti rozkladu zkušebních vzorků působením mikroorganismů se provádí na základě použití modifikované zkušební metody ASTM 5338.92 nebo na základě použití analogické zkušební metody ISO CD 14855, kteréžto metody byly vyvinuty firmou Organic Waste Systems, se sídlem v Gentu, Belgie. Modifikace zkušební metody ASTM 5338.92 spočívá v tom, že zkušební komory testovacího zařízení se během testování namísto používaného ohřevu způsobem přírůstkového narůstání průběhového profilu teploty udržují na konstantní teplotě o velikosti 58 °C.Determination of the microorganisms' degradation of test specimens is based on the use of the modified test method ASTM 5338.92 or the analogous test method ISO CD 14855, which was developed by Organic Waste Systems, based in Gent, Belgium. A modification of the ASTM 5338.92 test method is that the test chamber test chambers are maintained at a constant temperature of 58 ° C during testing instead of heating incrementally.

PříkladyExamples

Příklad 1Example 1

Pro účely zkušebního testování se použije polymer kyseliny mléčné (PLA), pocházející z nabídky firmy Chronopol lne. se sídlem v Golden, Colorado. Tento polymer kyseliny mléčné vykazuje poměr L:D od 100 do 0, teplotu tavení asi 175 °C, hmotnostně střední relativní molekulovou hmotnost asi 211,000, číselně střední relativní molekulovou hmotnost asi 127,000, hodnotu polydisperzního indexu asi 1,66, a zbytkový obsah monomeru kyseliny mléčné odhadem v množství asi 5,5 % hmotn.Lactic acid polymer (PLA) available from Chronopol Inc is used for testing purposes. based in Golden, Colorado. The lactic acid polymer has an L: D ratio of from 100 to 0, a melting point of about 175 ° C, a weight average molecular weight of about 211,000, a number average molecular weight of about 127,000, a polydisperse index of about 1,66, and a residual acid monomer content. about 1.5 wt.

Polymer kyseliny mléčné se pak smísí s různými množstvími kyselina adipové. Příprava směsi polymeru kyseliny mléčné a kyseliny adipové zahrnuje promíchávání jednotlivých složek za sucha následované jejich společným smesovanim v odpovídaj ícího, těchto složek, prostřednictvím roztaveném stavu za účelem zajištění náležitého a maximálně možného smísení které bylo v tomto případě dosaženo protlačovacího lisu se dvěma protiběžnými šneky. Uvedené směšování se může provádět buď za použití dvoušnekového misiče s obchodním označením Brabender nebo dvoušnekového protlačovacího lisu s obchodním označenímThe lactic acid polymer is then mixed with different amounts of adipic acid. The preparation of the lactic acid / adipic acid polymer blend involves dry blending of the individual components followed by mixing them together in the corresponding components by means of a molten state to ensure the proper and maximum possible mixing achieved in this case by a twin-screw extruder. Said mixing may be carried out either using a twin-screw mixer with the trade name Brabender or a twin-screw extruder with the trade name

HaakeHaake

TMTM

Převádění připravených směsí na vláknitý materiál se uskutečňuje na vnitropodnikové výrobní lince pro zvlákňování protlačováním. Tato zvlákňovací výrobní linka sestává z protlačovacího lisu o průměru 3/4, s poměrem L:D (délka:průměr) šneku 24:1 a třemi ohřívacími zónami, ze kterého se materiál převádí a podává do statické míchací jednotky typu Koch^R o průměru 0,62 palce (15,75 mm) a odtud dále do zvlákňovací jednotky (zahrnující čtvrtou a pátou ohřívací zónu), kde dochází k protlačování směsi skrze zvlákňovací trysku s 15 až 30 průchozími vrtáními, přičemž každé z těchto průchozích vrtání vykazuje průměr asi 500 mikrometrů. Teploty každé ohřívací zóny se indikují postupně podle úseku průběhového profilu teploty. Po té se ze zpracovávané směsi vytvořená vlákna ochlazují velkou rychlostí na teplotu v rozmezí od 13 °C do 22 °C a následně odtahují prostřednictvím mechanicky poháněného odtahovacího válce do navíjecí jednotky nebo jednotky pro odtahování vláknitého materiálu (jako v postupu zvlákňování vláknitého typu Lurgi). Podmínky případě technologického materiálu tažením pod zpracování některých, tryskou popsaným způsobem připravených vláknitých materiálů jsou uvedeny v Tabulce 1.The conversion of the prepared blends into the fibrous material takes place on an in-house extrusion spinning production line. This spinning production line consists of a 3/4 diameter extruder, with a L: D ratio (length: diameter) of a 24: 1 worm and three heating zones from which the material is transferred and fed to a static mixer of the Koch ^R type 0 62 inches (15.75 mm) and thereafter to a spinning unit (including fourth and fifth heating zones) where the mixture is extruded through a spinneret with 15 to 30 through bores, each through about a diameter of about 500 microns. . The temperatures of each heating zone are indicated sequentially according to the temperature profile section. Thereafter, the formed fibers are cooled at a high rate to a temperature in the range of from 13 ° C to 22 ° C and then drawn off by means of a mechanically driven take-off roller into a take-up unit or fiber withdrawal unit (as in a Lurgi fiber type spinning process). The conditions of the drawing material under the processing of some of the fibrous materials prepared by the die described above are given in Table 1.

Tabukla 1Tabukla 1

Polymerová směs Polymer mixture Teplotní profil Thermal profile Komentář Comment * polymer kys. * polymer acid. 160/180/190/ 160/180/190 / pro účely dosažení nižšího for the purpose of achieving lower mléčné/kys. Lactic acid /190/190 / 190/190 kroutícího momentu a tlaku torque and pressure adipová adipová protlačovacího lisu je the extruder is (100:0) (0: 0) nezbytný pokles jeho výkonu necessary decrease in its performance polymer kys. polymer kys. 145/155/160/ 145/155/160 / pro účely udržování tlaku for pressure maintenance purposes mléčné/kys. Lactic acid /160/160 / 160/160 zvlákňování se použije spinning is used adipová adipová snížených teplot lower temperatures (85:15) (85:15) polymer kys. polymer kys. 150/170/165/ 150/170/165 / pro účely udržování tlaku for pressure maintenance purposes mléčné/kys. Lactic acid /160/160 / 160/160 zvlákňování se použije spinning is used adipová adipová snížených teplot lower temperatures (75:25) (75:25)

* nepředstavuje příklad předloženého vynálezu* is not an example of the present invention

Uvedeným způsobem připravený vláknitý materiál se následně vyhodnocuje z hlediska vlastností týkajících se tepelného smršťování, teploty skelného přechodu Tg, a střední velikosti krystalu. Výsledky, zjištěné na základě těchto hodnocení, jsou uvedené v Tabulce 2. Skutečné procentuální poměry jednotlivých směsí polymeru kyseliny mléčné a kyseliny adipové se stanovují za použití metody • · · · · · • · jaderné magnetické rezonance jako poměr maximálních obsahů CH a CH₂.The fibrous material thus prepared is then evaluated for thermal shrinkage, glass transition temperature Tg, and mean crystal size. The results obtained from these evaluations are shown in Table 2. The actual percentages of the individual lactic acid / adipic acid polymer blends are determined using the nuclear magnetic resonance method as the ratio of the maximum CH and CH ₂ contents.

Tabulka 2Table 2

Obsah kys. adipové [%] Acid content adipové [%] Skutečný obsah kys. adipové ve vláknité přízi [%] Actual acid content adipové ve fibrous yarn [%] Teplota skelného přechodu Tg [°C] Temperature glassy transition Tg [° C] Střed.vel. krystalu ^L(hkl) [Angstróm]Střed.vel. crystal ^L (hkl) [Angstrom] Smrštění za tepla [%] Shrinkage hot [%] * 0 * 0 0,0 0.0 63,4 63.4 120 120 16,6 16.6 5 5 5,0 5.0 53,9 53.9 — - — - 10 10 9,2 9.2 41,6 41.6 100 100 ALIGN! 8,9 8.9 15 15 Dec — - 45,0 45.0 — - — - 25 25 27,1 27.1 36,9 36.9 60 60 0 0

Příklad 2Example 2

Pro účely zkušebního testování se použije polymer kyseliny mléčné (PLA), pocházející z nabídky firmy Chronopol lne. se sídlem v Golden, Colorado. Tento polymer kyseliny mléčné vykazuje poměr L:D od 100 do 0, teplotu tavení asi 175 °C, hmotnostně střední relativní molekulovou hmotnost asi 181,000, číselně střední relativní molekulovou hmotnost asi 115,000, hodnotu polydisperzního indexu asi 1,57, a zbytkový obsah monomeru kyseliny mléčné odhadem v množství asi 2,3 % hmotn.Lactic acid polymer (PLA) available from Chronopol Inc is used for testing purposes. based in Golden, Colorado. The lactic acid polymer has an L: D ratio of from 100 to 0, a melting point of about 175 ° C, a weight average molecular weight of about 181,000, a number average molecular weight of about 115,000, a polydisperse index of about 1.57, and a residual acid monomer content. about 2.3 wt.

- 49 Polymer kyseliny mléčné se pak smísí s různými množstvími kyselina adipové. Příprava směsi polymeru kyseliny mléčné a kyseliny adipové zahrnuje promíchávání jednotlivých složek za sucha následované jejich společným směšováním v roztaveném stavu za účelem zajištění náležitého a maximálně možného smísení které bylo v tomto případě dosaženo protlačovacího lisu se dvěma protiběžnými odpovídáj ícího, těchto složek, prostřednictvím šneky. Uvedené směšování se může provádět buď za použití dvoušnekového misiče s obchodním označením Brabender nebo dvoušnekového protlačovacího lisu s obchodním označenímThe lactic acid polymer is then mixed with different amounts of adipic acid. The preparation of the lactic acid / adipic acid polymer blend involves dry blending of the individual components followed by mixing them together in the molten state to ensure proper and maximum possible mixing in this case by means of a screw with two counter-rotating corresponding components. Said mixing may be carried out either using a twin-screw mixer with the trade name Brabender or a twin-screw extruder with the trade name

HaakeHaake

TM zvlákňování sestává zTM spinning consists of

Převádění připravených směsí na vláknitý materiál se uskutečňuje na vnitropodnikové výrobní lince pro protlačováním. Tato zvlákňovací výrobní linka protlačovacího lisu o průměru 3/4 palce (19,05 mm), s poměrem L:D (délka:průměr) šneku 24:1 a třemi ohřívacími zónami, ze kterého se materiál převádí a podává do statické míchací jednotky typu Koch o průměrů 0,62 palce (15,75 mm) a odtud dále do zvlákňovací jednotky (zahrnující čtvrtou a pátou ohřívací zónu), kde dochází k protlačování směsi skrze zvlákňovací trysku s 15 až 30 průchozími vrtáními, přičemž každé z těchto průchozích vrtání vykazuje průměr asi 500 mikrometrů. Teploty každé ohřívací zóny se indikují postupně podle úseku průběhového profilu teploty. Po té se ze zpracovávané směsi vytvořená vlákna ochlazují velkou rychlostí na teplotu v rozmezí od 13 °C do 22 °C a následně odtahují prostřednictvím mechanicky poháněného odtahovacího válce do navíjecí jednotky nebo do jednotky pro odtahování vláknitého materiálu (jako v případě technologického postupu zvlákňování vláknitého materiálu tažením pod tryskou typu Lurgi). Podmínky zpracování některých, popsaným způsobem připravených vláknitých materiálů jsou uvedeny v Tabulce 3.The conversion of the prepared blends into the fibrous material takes place on an in-house extrusion line. This 3/4 inch (19.05 mm) extruder spinning production line, with a L: D (length: diameter) screw ratio of 24: 1 and three heating zones from which the material is transferred and fed into a static mixer type Koch of 0.62 inch (15.75 mm) diameter and from there to the spinning unit (including the fourth and fifth heating zones) where the mixture is extruded through a spinneret with 15 to 30 through bores, each of these through bores diameter about 500 microns. The temperatures of each heating zone are indicated sequentially according to the temperature profile section. Thereafter, the formed fibers are cooled at a high rate to a temperature in the range of from 13 ° C to 22 ° C and then drawn off by means of a mechanically driven take-off roller into a take-up unit or a fiber-withdrawal unit (as in the fiber spinning technology). pulling under a Lurgi nozzle). The processing conditions of some of the fibrous materials prepared as described are shown in Table 3.

Tabulka 3Table 3

Polymerová směs Polymer mixture Teplotní profil Thermal profile Komentář Comment * polymer kys. * polymer acid. 180/207/195/ 180/207/196 / pro účely dosažení nižšího for the purpose of achieving lower mléčné/kys. Lactic acid /195/195 / 195/195 kroutícího momentu a tlaku torque and pressure adipová adipová protlačovacího lisu je the extruder is (100:0) (0: 0) nezbytný pokles jeho výkonu necessary decrease in its performance polymer kys. polymer kys. 160/185/175/ 160/185/175 / pro účely udržování tlaku for pressure maintenance purposes mléčné/kys. Lactic acid /175/175 / 175/175 zvlákňování se použije spinning is used adipová adipová snížených teplot lower temperatures (95:5) (95: 5) polymer kys. polymer kys. 160/185/175/ 160/185/175 / pro účely udržování tlaku for pressure maintenance purposes mléčné/kys. Lactic acid /175/175 / 175/175 zvlákňování se použije spinning is used adipová adipová snížených teplot lower temperatures (90:10) (90:10) polymer kys. polymer kys. 150/175/170/ 150/175/170 / pro účely udržování tlaku for pressure maintenance purposes mléčné/kys. Lactic acid /170/170 / 170/170 zvlákňování se použije spinning is used adipová adipová snížených teplot lower temperatures (85:15) (85:15)

• · • · • ·• • •

polymer kys. mléčné/kys. adipová (80:20) polymer kys. Lactic acid adipová (80:20) 150/175/170/ /170/170 150/175/170 / / 170/170 pro účely udržování tlaku zvlákňování se použije snížených teplot reduced temperatures are used to maintain the spinning pressure polymer kys. polymer kys. 150/170/168/ 150/170/168 / pro účely udržování tlaku for pressure maintenance purposes mléčné/kys. Lactic acid /168/168 / 168/168 zvlákňování se použije spinning is used adipová adipová snížených teplot lower temperatures (75:25) (75:25) polymer kys. polymer kys. 150/170/165/ 150/170/165 / pro účely udržování tlaku for pressure maintenance purposes mléčné/kys. Lactic acid /165/165 / 165/165 zvlákňování se použije spinning is used adipová adipová snížených teplot lower temperatures (70:30) (70:30)

Uvedeným způsobem připravený vláknitý materiál se následně vyhodnocuje z hlediska vlastností týkajících se tepelného smrštování, teploty skelného přechodu Tg, a schopnosti rozkladu působením mikroorganismů. Výsledky, zjištěné na základě těchto hodnocení, jsou uvedené v Tabulce 4. Skutečné procentuální poměry jednotlivých směsí polymeru kyseliny mléčné a kyseliny adipové se stanovují za použití metody jaderné magnetické rezonance jako poměr maximálních obsahů CH a CH₂· • · • ·The fibrous material prepared in this way is then evaluated for heat-shrinkage, glass transition temperature Tg, and microorganism degradation properties. The results obtained from these evaluations are shown in Table 4. The actual percentages of the individual lactic acid-adipic acid polymer mixtures are determined using the nuclear magnetic resonance method as the ratio of the maximum CH and CH ₂ contents.

Tabulka 4Table 4

Obsah kys. adipové [%] Acid content adipové [%] Skutečný obsah kys. adipové ve vláknité přízi [%] Real acid content adipové ve fibrous yarn [%] Teplota skelného přechodu Tg [°C] Temperature glassy transition Tg [° C] Schopnost. rozpadu po 45 dnech Ability. decay after 45 days Smrštění za tepla [%] Shrinkage hot [%] * o * o 0,0 % 0.0% 56,5 56.5 76,1 76.1 34 % 34% 5 5 5,2 % 5.2% — - — - 40 % 40% 10 10 9,2 % 9.2% 49,5 49.5 92,5 92.5 10 % 10% 15 15 Dec 18,3 % 18.3% 50,9 50.9 — - 7 % 7% 20 20 May 12,1 % 12.1% — - — - 14 % 14% 25 25 19,7 % 19.7% 49,4 49.4 100 100 ALIGN! 12 % 12% 30 30 21,6 % 21.6% 49,4 49.4 — - 0 % 0%

Osobám obeznámeným se stávajícím stavem techniky musí být na základě předloženého vynálezu naprosto zřejmé, že je v souladu se shora uvedeným popisem možné vytvořit jeho četné obměny a modifikace aniž by došlo k jakémukoliv odchýlení se z podstaty a nárokovaného rozsahu tohoto vynálezu. Vzhledem ke shora uvedenému je zde předložený podrobný popis předmětu vynálezu a provedení míněný zamýšlený pouze omezující jeho nárokovaný jeho příkladných jako ilustrativní rozsah, stanovený a nikterak a vymezený pouze skutečnostmi uvedenými v připojených patentových nárocích.It will be apparent to those skilled in the art from the present invention that numerous modifications and modifications may be made in accordance with the foregoing description without departing from the spirit and scope of the invention. In view of the foregoing, the detailed description of the subject matter and embodiments herein is intended to be limited only by the scope of the appended claims, illustrative and not limiting thereof, but limited only by the facts set forth in the appended claims.

Claims

A thermoplastic composition comprising a mixture of:

an aliphatic polyester polymer having a weight average molecular weight in the range of about 10,000 to about 2,000,000, wherein the aliphatic polyester polymer is present in a thermoplastic composition in an amount ranging from about 50 wt. up to about 95% by weight; and

b. a polycarboxylic acid having a total number of carbon atoms of less than about 30, wherein the polycarboxylic acid is present in the thermoplastic composition in an amount ranging from about 5 wt. up to about 50 wt%; wherein said weight percentages are based on the total weight of the thermoplastic composition.

The thermoplastic composition of claim 1, wherein the aliphatic polyester polymer is a polymer selected from the group consisting of lactic acid polymer, polybutylene succinate, polyethylene succinate coadipate, polyhydroxybutyrate covalerate, sulfonated polyethylene terephthalate, mixtures of these polymers, and copolymers of these polymers.

The thermoplastic composition of claim 2, wherein the aliphatic polyester polymer is a lactic acid polymer.

• • •

The thermoplastic composition of claim 1, wherein the aliphatic polyester polymer is present in the thermoplastic composition in an amount by weight ranging from about 60% by weight. % to about 90 wt.

The thermoplastic composition of claim 1, wherein the polycarboxylic acid is an acid selected from the group consisting of malonic acid, citric acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, corkic acid, azelaic acid, sebacic acid, and mixtures of these acids.

6. Thermoplastic characterized in that adipic acid.

7. A thermoplastic composition, characterized in that in a thermoplastic composition within the range of 1 wt.

the composition according to claim 5, the acid being the composition according to claim 1, wherein the polycarboxylic acid is present in an amount by weight of from about 10% by weight. up to about 40%

The thermoplastic composition of claim 1, wherein the polycarboxylic acid has a total number of carbon atoms in the range of about 3 to about 30.

The thermoplastic composition of claim 1, wherein the thermoplastic composition has a glass transition temperature of less than about 55 ° C.

The thermoplastic composition of claim 9, wherein the thermoplastic composition has a glass transition temperature of less than about 50 ° C.

The thermoplastic composition of claim 1, wherein the aliphatic polyester polymer is a polymer selected from the group consisting of lactic acid polymer, polybutylene succinate, polyethylene succinate coadipate, polyhydroxybutyrate covalerate, sulfonated polyethylene terephthalate, mixtures thereof and copolymers thereof;

that the polycarboxylic acid is an acid selected from the group consisting of malonic acid, citric acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, corkic acid, azelaic acid, sebacic acid, and mixtures thereof; and that the thermoplastic composition has a glass transition temperature of less than about 55 ° C.

The thermoplastic composition of claim 11, wherein the aliphatic polyester polymer is a lactic acid polymer, and wherein the polycarboxylic acid is adipic acid.

• ·

13. The thermoplastic composition of claim 12, wherein the lactic acid polymer is present in the thermoplastic composition in an amount ranging from about 60% by weight. up to about 90% by weight; and that the adipic acid is present in the thermoplastic composition in an amount ranging from about 10% by weight. % to about 40 wt.

14. A fibrous material prepared from a thermoplastic composition comprising a mixture of:

an aliphatic polyester polymer having a weight average molecular weight in the range of about 10,000 to about 2,000,000, wherein the aliphatic polyester polymer is present in a thermoplastic composition in an amount ranging from about 50 wt. up to about 95% by weight;

b. a polycarboxylic acid having a total number of carbon atoms of less than about 30, wherein the polycarboxylic acid is present in the thermoplastic composition in an amount by weight ranging from about 5 wt. up to about 50 wt%; wherein the weight contents are based on the total weight of the thermoplastic composition, and wherein the fibrous material has a heat shrinkage value of less than about 15 percent.

15. The fibrous material of claim 14, wherein the aliphatic polyester polymer is a polymer selected from the group consisting of lactic acid polymer, polybutylene succinate, polyethylene succinate coadipate, polyhydroxybutyrate covalerate, sulfonated polyethylene terephthalate, mixtures thereof and copolymers thereof.

16. The fibrous material of claim 1 wherein the aliphatic polymer is a lactic acid polymer.

claim 15, the polyester material of claim 14, wherein the aliphatic polyester polymer composition comprises in a weight range ranging from about 60 wt. to about

17. A fiber characterized in that it is in a thermoplastic amount of 90% by weight.

The fibrous material of claim 14, wherein the polycarboxylic acid is an acid selected from the group consisting of malonic acid, citric acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, corkic acid, azelaic acid, sebacic acid, and mixtures of these acids.

19. Fiber characterized by adipic acid.

The material of claim 18, wherein the polycarboxylic acid is

20. The fibrous material of claim 14, wherein the polycarboxylic acid is present in the thermoplastic composition in an amount ranging from about 10% by weight. % to about 40 wt.

• t • · · · · · · · · · · · ·

21. The fibrous material of claim 14, wherein the polycarboxylic acid has a total number of carbon atoms in the range of about 3 to about 30.

The fibrous material of claim 14, wherein the thermoplastic composition has a glass transition temperature of less than about 55 ° C.

23. The fibrous material of claim 22, wherein the thermoplastic composition has a glass transition temperature of less than about 50 ° C.

24. The fibrous material of claim 14, wherein the aliphatic polyester polymer is a polymer selected from the group consisting of lactic acid polymer, polybutylene succinate, polyethylene succinate coadipate, polyhydroxybutyrate covalerate, sulfonated polyethylene terephthalate, mixtures thereof and copolymers thereof;

25. The fibrous material of claim 24, wherein the aliphatic polyester polymer is a lactic acid polymer, and wherein the polycarboxylic acid is adipic acid.

26. The fibrous material of claim 25, wherein the lactic acid polymer is present in the thermoplastic composition in an amount ranging from about 60% by weight. up to about 90% by weight; and that the adipic acid is present in the thermoplastic composition in an amount by weight ranging from about 10% by weight. % to about 40 wt.

27. The fibrous material of claim 25, wherein the fibrous material has a heat shrinkage value of less than about 10 percent.