EA020316B1 - Материалы на основе полиолефинов, подвергнутые вытяжке, изделия, полученные из них - Google Patents

Материалы на основе полиолефинов, подвергнутые вытяжке, изделия, полученные из них Download PDF

Info

Publication number
EA020316B1
EA020316B1 EA200970736A EA200970736A EA020316B1 EA 020316 B1 EA020316 B1 EA 020316B1 EA 200970736 A EA200970736 A EA 200970736A EA 200970736 A EA200970736 A EA 200970736A EA 020316 B1 EA020316 B1 EA 020316B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
polyolefin
materials
nanomaterial
gpa
crystallization
Prior art date
Application number
EA200970736A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200970736A1 (ru
Inventor
Йоханнес Антониус Йосеф Якобс
Original Assignee
Ланкхорст Пьюр Композитс Б.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from EP07101763A external-priority patent/EP1952981A1/en
Application filed by Ланкхорст Пьюр Композитс Б.В. filed Critical Ланкхорст Пьюр Композитс Б.В.
Publication of EA200970736A1 publication Critical patent/EA200970736A1/ru
Publication of EA020316B1 publication Critical patent/EA020316B1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24942—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/25—Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/25—Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles
    • Y10T428/251—Mica
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/25—Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles
    • Y10T428/256—Heavy metal or aluminum or compound thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/25—Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles
    • Y10T428/256—Heavy metal or aluminum or compound thereof
    • Y10T428/257—Iron oxide or aluminum oxide
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/25—Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles
    • Y10T428/259—Silicic material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2927—Rod, strand, filament or fiber including structurally defined particulate matter
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/60—Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Multicomponent Fibers (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Woven Fabrics (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

Изобретение направлено на материалы на основе полиолефинов, подвергнутые вытяжке, обладающие модулем упругости, равным по меньшей мере 17 ГПа, предпочтительно по меньшей мере 20 ГПа, и прочностью, равной по меньшей мере 400 МПа, содержащие полиолефин и наноматериал, такой как зародыш кристаллизации, причем материал получают посредством способа, включающего стадию вытяжки, в которой материал вытягивают со степенью вытяжки, равной по меньшей мере 16. Материалы изобретения можно получить посредством способа, включающего стадии получения смеси материала на основе полиолефина и наноматериала, например зародыша кристаллизации, в которой наноматериал диспергируют в материале на основе полиолефина, экструзию этой смеси с последующей стадией вытяжки, на которой материал вытягивают до общей степени вытяжки, равной по меньшей мере 16.

Description

Изобретение относится к материалам на основе полиолефинов, подвергнутым вытяжке, обладающим улучшенными механическими свойствами, в частности улучшенной прочностью и жесткостью (модулем упругости). Кроме того, изобретение направлено на изделия (ткани, пластины и трехмерные структуры), полученные из этих материалов на основе полиолефинов, подвергнутых вытяжке.
Из ΑΘ-Ά-03/08190 известно, что совместно экструдированные материалы на основе полиолефинов (ленты, пленки или нити) очень высокой прочности и жесткости можно получить посредством вытяжки этих материалов до высокой степени вытяжки (а именно, выше чем 12). Модуль упругости этих материалов может составлять по меньшей мере до 10 ГПа, в то время как прочность при растяжении может легко составлять по меньшей мере 250 МПа. Предпочтительный способ вытяжки в соответствии с ΑΘ-Λ-03/08190 включает многостадийное вытягивание, предпочтительно при различных температурах.
υδ-Ά-2007/0007688 раскрывает полимеры, полученные посредством формования из геля.
υδ-Ά-5118566 раскрывает двуосно-ориентированные материалы на основе полиолефинов, в которых механические свойства улучшены посредством добавления смол, таких как стирольные полимеры. В этом документе не раскрываются и не предлагаются высокие степени вытяжки.
ΑΘ-Λ-2004/101660 описывает двуосно-ориентированные пленки на основе полиолефинов, которые являются микропористыми.
υδ-Ά-2007/0007688, υδ-Ά-5118566 и ΑΘ-Λ-2004/101660 не описывают и не предлагают одноосное вытягивание материалов на основе полиолефинов для получения высоких значений жесткости.
Настоящее изобретение относится к материалам на основе полиолефинов, подвергнутым вытяжке, обладающим сравнимыми или даже улучшенными механическими свойствами по сравнению с материалами, полученными в соответствии с ΑΘ-Λ-03/08190, в то же время не ограничиваясь совместно экструдированными материалами.
Было обнаружено, что применение определенных добавок, в частности наноматериалов, таких как зародыши кристаллизации, в комбинации с полиолефинами приводит к продуктам, которые можно вытягивать до намного более высокой степени вытяжки полиолефинов и таким образом получить материал на основе полиолефина, обладающий очень благоприятными конечными механическими свойствами, в частности превосходной жесткостью и/или прочностью. Таким образом, в первом аспекте настоящее изобретение направлено на вытянутый материал на основе полиолефина, обладающий модулем упругости, равным по меньшей мере 17 ГПа, предпочтительно по меньшей мере 20 Гпа, и прочностью, равной по меньшей мере 400 МПа, содержащий полиолефин и один или более наноматериалов, причем материал на основе полиолефина получают посредством способа, включающего в себя стадию вытяжки, в которой материал вытягивают со степенью вытяжки, равной по меньшей мере 16.
Предпочтительно материалы настоящего изобретения на основе полиолефинов, подвергнутые вытяжке, обладают модулем упругости, равным по меньшей мере 24 ГПа, более предпочтительно по меньшей мере 26 ГПа, даже более предпочтительно по меньшей мере 29 ГПа.
Предпочтительно материалы на основе полиолефинов настоящего изобретения, подвергнутые вытяжке, обладают прочностью, равной по меньшей мере 500 МПа, более предпочтительно по меньшей мере 750 МПа, даже более предпочтительно по меньшей мере 860 МПа.
Продукты изобретения подходящим образом получают посредством способа, включающего стадии получения смеси материала на основе полиолефина и наноматериала, причем наноматериал диспергируют в материале на основе полиолефина, экструдирования этой смеси с последующей стадией вытяжки, на которой материал вытягивают до общей степени вытяжки, равной по меньшей мере 16. Диспергирование наноматериала, такого как зародыш кристаллизации, можно достичь на отдельной стадии, на которой наноматериал смешивают с первой порцией материала на основе полиолефина, получая таким образом маточную смесь (например, обладающую содержанием наноматериала, такого как зародыш кристаллизации, вплоть до 50 мас.%), с последующим смешением этой маточной смеси с оставшейся частью полиолефинового материала перед стадией экструзии. Таким образом, поддерживается удовлетворительное диспергирование наноматериала по всему полиолефиновому материалу.
В контексте этого изобретения материал определяется как удовлетворяющий минимальному уровню общей степени вытяжки (ТЖ). Т8В определяется как степень (одноосной) вытяжки из изотропного расплава до конечной ленты или пленки. Как правило, это определяется различием в скорости между вытяжными роликами. Фактическое значение Т8В можно определить из двойного лучепреломления и/или модуля упругости конечной пленки, ленты или нити (в направлении вытяжки).
Полиолефиновые материалы настоящего изобретения, которые можно получить описанным выше способом, могут представлять собой совместно экструдированные материалы на основе полиолефинов, а также материалы простого состава, например мономатериалы на основе полиэтилена или полипропилена. Также настоящим изобретением охватываются комплексные нити, основанные или на совместно экструдированных волокнах, или на волокнах из мономатериала. Если совместно экструдированные материалы ΑΘ-Λ-03/08190 применяют в соответствии с настоящим изобретением, можно получить продукты, обладающие даже более улучшенными значениями для жесткости и/или механической прочности.
Полагают, что полиолефиновые материалы настоящего изобретения являются сами по себе новыми и отличаются от материалов предшествующего уровня техники, в частности, принимая во внимание их
- 1 020316 высокую жесткость (модуль упругости), равную по меньшей мере 17 ГПа, предпочтительно по меньшей мере 20 ГПа. Жесткость можно подходящим образом определить посредством Ι8Θ 527.
Прочность материалов настоящего изобретения также является высокой по сравнению с материалами предшествующего уровня техники. Типично можно получить прочность при растяжении более чем 400 МПа или даже более чем 500 МПа. Прочность при растяжении можно подходящим образом определить посредством Ι8Θ 527.
Наноматериал, который применяется в настоящем изобретении, может действовать как зародыш кристаллизации, предпочтительно как неорганический зародыш кристаллизации. Предпочтительные неорганические зародыши кристаллизации выбирают из одного или более компонентов, выбираемых из неорганических материалов в форме пластин (слоистых), таких как природные или синтетические наноглины, наноглины, модифицированные органическими группами; материалы волокнистой или игольчатой формы, такие как металлические нитевидные кристаллы, углеродные нитевидные кристаллы или нанотрубки; сферические материалы; цеолиты; глинозем; кремнезем и материалы на основе глинозема или силиката магния. Эти материалы предпочтительно применяют в очень мелко раздробленной форме, обычно также упоминаемые как наноматериалы (например, наноглины). Частицы, составляющие эти материалы, могут обладать, например, по меньшей мере одним размером в наномолекулярном масштабе, например 1-10 нм, тогда как в других размерах они могут быть до нескольких десятков или сотен нанометров, например 10-1000 нм. Подходящие глины, например, представляют собой глины смектитового типа, в частности монтмориллонит, такой как коммерчески получаемый Ыапосог™, а также материалы игольчатой формы. Подходящие цеолиты представляют собой, например, Ζ8Μ-5. бета-цеолит, морденит, ферриерит и/или цеолит Υ.
Нет необходимости наноматериалу действовать как зародыш кристаллизации, а именно соединение, которое вносит вклад в свойства зародышеобразования полимерного материала. Также возможно, что он вносит вклад в растягивающие свойства полиолефина некоторым другим образом и в результате в улучшенные механические свойства материала, в частности прочность и жесткость. Например, не желая привязки к теории, полагают, что наноматериал может способствовать процессу вытяжки, например, посредством изменения структуры поверхности раздела между полученными кристаллическими частями в материале и аморфной фазой.
Также возможно применение органических зародышей кристаллизации. Органические зародыши кристаллизации, как правило, требуют более высокой степени вытяжки для получения улучшенных механических свойств по сравнению с неорганическими зародышами кристаллизации. Подходящие органические зародыши кристаллизации представляют собой производные сорбита, такие как 1,3:2,4-ди(3,4диметилбензилиден)сорбит (ΌΜΌΒ8), коммерчески получаемый под торговым наименованием М111аб™, например МШаб™ 3988. Другими подходящими зародышами кристаллизации являются вещества, получаемые под торговым наименованием НурсгГогт1™.
Предпочтительно количество наноматериала составляет менее чем 10, более предпочтительно менее чем 5, даже более предпочтительно менее чем 3, еще более предпочтительно менее чем 2, наиболее предпочтительно приблизительно 1 мас.% по отношению к массе конечного (вытянутого) материала. Минимальное количество добавки может варьироваться и типично составляет приблизительно 0,01, предпочтительно приблизительно 0,05, более предпочтительно приблизительно 0,1 мас.%.
Степень диспергирования наноматериала (в частности, наноглины) в полимерном материале может колебаться в интервале от интеркалированной структуры до полностью расслоенной структуры (т.е. самая высокая степень диспергирования, в которой частицы, составляющие наноматериал, являются полностью отделенными друг от друга полимерным материалом, предотвращая агломерацию наноматериала). Наиболее предпочтительно наноматериал является от почти полностью до полностью расслоенным. Наноматериал можно получить или отдельно от полимера, или вместе с ним в жидкой, порошкообразной или гранулированной форме. Также его можно получить в качестве (концентрированной) маточной смеси отдельно или вместе с остальной частью полимерного материала. Также его можно предварительно смешать и/или скомбинировать с полимерным материалом до того, как его подадут к экструдеру.
Очень удивительно, что добавки на основе наноматериала в таких низких дозировках производят подобное заметное влияние на способность к вытяжке материалов на основе полиолефинов и в результате на их механические свойства после вытяжки (потому что материалы можно растянуть дополнительно, их механические свойства можно улучшить по отношению к материалам предшествующего уровня техники).
Не желая привязки к теории, полагают, что удовлетворительно диспергированные наночастицы могут действовать как зародыш кристаллизации, или затравка, или даже сверхзатравка, регулируя таким образом процесс кристаллизации полимера. Наночастицы облегчают процесс вытяжки. Это приводит к высокой степени вытяжки, которая может быть ближе к теоретическому максимуму. В И8-А-7074483 изучено, что добавление агентов зародышей кристаллизации, в частности определенных производных сорбита, к эструдируемой смеси может иметь положительное влияние на скорость кристаллизации расплава.
Также возможно, что наноматериалы активируют вытяжку полиолефинов другим образом. Аспект настоящего изобретения заключается в том, что жесткость полимерных материалов увеличивается ли
- 2 020316 нейно со степенью вытяжки вплоть до очень высоких степеней вытяжки. В соответствии с настоящим изобретением можно достичь общих степеней вытяжки, равных более чем 21,3, предпочтительно более чем 22, более предпочтительно более чем 25. Например, материал на основе полипропилена, обладающий жесткостью до 22 ГПа и прочностью 800 МПа, можно получить посредством вытяжки до степени вытяжки, равной 26. Это замечательно, так как в типичном способе получения предшествующего уровня техники полипропилен обычно имеет тенденцию разрушаться при степенях вытяжки, уже равных 20 или даже менее.
Как упоминалось выше в данном документе, если применяют органический зародыш кристаллизации, степень вытяжки составляет предпочтительно выше, чем 22. Для неорганических зародышей кристаллизации могут быть достаточными более низкие степени вытяжки, например уже равные 16 или более.
Полиолефиновые материалы, применяемые в настоящем изобретении, содержат предпочтительно полиэтилен (ПЭ), или полипропилен (НН), или их смеси. Более предпочтительно полимерный материал содержит полипропилен. По отношению к повторному использованию продуктов, полученных из пленок, лент и нитей на основе полиолефинов, было бы выгодно, если все компоненты материала можно было классифицировать как один и тот же материал, такой как полипропилен или полиэтилен. Термин полипропилен применяется в данном документе в своем обычном значении для включения также сополимеров мономерных звеньев пропилена и других мономерных звеньев (в частности, мономерных звеньев этилена), но в которых большая часть общего количества мономерных звеньев представляет собой пропилен. Подобным образом термин полиэтилен включает в себя сополимеры этилена и других мономеров (особенно мономеров пропилена), но в сополимерах которых большая часть общего количества мономеров представляет собой этилен.
Весьма преимущественно получать материал, который можно повторно использовать. Это требует, чтобы готовый повторно применяемый материал можно было рассматривать как один материал вместо смеси различных компонентов (без загрязнения). Это также является возможным в соответствии с настоящим изобретением.
Вытяжку можно проводить в одну стадию, но также возможно применение многостадийной вытяжки. При применении многостадийной вытяжки, в частности двухстадийной вытяжки, в которой первую вытяжку проводят при более низкой температуре, чем вторую, можно получить даже более высокие степени вытяжки, что приводит к продуктам, обладающим даже более высокими значениями жесткости и/или прочности.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения наноматериал, такой как добавка зародыша кристаллизации, добавляют к одному или более слоям совместно экструдированного материала, в частности, для получения материала, похожего на ΡϋΒΕ™, получение которого подробно описано в νθ-Ά-03/08190. С этой целью кремнезем или другой наноматериал добавляют к смеси полиолефинов, из которой получают один или более слоев, составляющих совместно экструдированный материал. Степень вытяжки для материалов в соответствии с настоящим изобретением по отношению к этим совместно экструдированным лентам может составлять даже ниже, например, 15 или более. Уже при этих низких степенях вытяжки можно получить (совместно экструдированный) материал, обладающий модулем упругости, равным по меньшей мере 17 ГПа, предпочтительно по меньшей мере 20 ГПа, и прочностью, равной по меньшей мере 400 МПа. С другой стороны, совместно экструдированные ленты, полученные таким образом, можно подвергнуть степени вытяжки, которые даже выше, чем степень вытяжки, описанная в νϋ-Λ-03/08190. Следовательно, можно получить материалы, обладающие очень высокой жесткостью. Таким образом, в конкретном варианте осуществления настоящее изобретение направлено на моноосно растянутую многослойную пленку, полосу или нить типа АВ или АВА на основе полиолефина, обладающую степенью вытяжки более чем 15, обладающую модулем упругости, равным по меньшей мере 17 ГПа, предпочтительно по меньшей мере 20 ГПа, по существу, состоящую из центрального слоя (В) полиолефина, выбираемого из полиэтилена, и полипропилена, и их комбинаций, и одного или двух других слоев (А) полиолефина из того же класса, что и материал центрального слоя (В), причем точка плавления Э8С материала указанных других слоев (А) ниже, чем точка плавления Э8С материала указанного центрального слоя (В), в котором центральный слой (В) составляет между 50 и 99 мас.% материала и другие слои (А) между 1 и 50 с мас.%. Наноматериал, такой как добавка зародыша кристаллизации, может присутствовать в любом одном из слоев (А) или (В) этого варианта осуществления. Предпочтительно он присутствует в слое (В) или в обоих слоях. Материал на основе полиолефина, подвергнутый вытяжке, настоящего изобретения может содержать добавки, выбираемые из красителей и пигментов, антипиренов, стабилизаторов УФ-излучения, антиоксидантов, технического углерода, противостарителей, технологических добавок и их комбинаций. Если материал изобретения содержит различные слои, эти традиционные добавки могут присутствовать в одном или более из этих различных слоев, предпочтительно во всех слоях.
Материалы настоящего изобретения могут быть в форме лент, пленок, нитей и/или комплексом из многих нитей.
На практике толщина ленты, пленки или нити будет, как правило, составлять вплоть до 300, предпочтительно между 10 и 300 мкм. Это определяется первоначальной толщиной пленки и степенью вытяжки, в частности соотношением скоростей вытягивающих роликов. Ширина лент может варьироваться
- 3 020316 в широком интервале, таком как от 25 мкм вплоть до 50 см или более. Ширина пленок может также варьироваться в широком интервале, например от 1 вплоть до 150 см или более.
В одном варианте осуществления однонаправленные ориентированные слои лент получают посредством ориентирования лент, полностью вытянутых в одном направлении, после которого материал можно прессовать посредством применения нагревания и давления. Кроме того, до отверждения можно добавить второй однонаправленный слой (или более чем один) к первому однонаправленному слою с направлением лент в другом направлении, чем первый слой, для создания многонаправленных ламинатов, с формированием так называемых структур с перекрещенными слоями. В случае экструдированного не совместно материала (мономатериалов) обычно необходимо наносить дополнительные полимерные пленки или ленты между однонаправленными слоями лент для гарантии, что после применения нагревания и давления материалы сварятся вместе.
В дополнительном варианте осуществления материалы настоящего изобретения (т.е., например, в форме лент, пленок, нитей и/или комплексов из многих нитей) можно дополнительно переработать в листы с применением способов, известных сами по себе, например посредством сплетения лент в одежду, которые можно осуществить на дополнительных стадиях, например способов, описанных в \νϋ-Λ03/008190. С этой целью материалы соединяют с образованием тканой или нетканой ткани, которую можно далее обработать нагреванием и прессовать. Это можно сделать с применением выше упомянутых совместно экструдированных материалов или с применением мономатериалов. В случае экструдированного не совместно материала (мономатериалов) обычно необходимо нанести дополнительные полимерные пленки или ленты между материалами изобретения (например, лентами) для гарантии, что после применения нагревания и давления материалы сварятся вместе. Эти дополнительные пленки или ленты обычно очень тонкие, например имеют толщину от 10 до 1000 мкм.
Совместно экструдированные или не совместно экструдированные материалы можно комбинировать в форме тканых или нетканых тканей. Эти ткани (тканые или нетканые) перед термической обработкой имеют внешний вид куска одежды; они эластичные и дражируемые, и их легко можно поместить в форму. Подобная ткань отличается от материалов предшествующего уровня техники тем, что ее жесткость и прочность значительно выше. Типично для тканой ткани настоящего изобретения нагрузка, равная по меньшей мере 250 Н на см ширины ткани, измеряется (следуя ΌΙΝ 53857) в точке разрыва ленты для равнорастянутой в двух направлениях ткани с толщиной, равной 130 нм, и поверхностной плотностью, равной 10 кг/м2.
Предпочтительнее, чем сплетение отдельных материалов (например, в форме лент, пленок, нитей и/или комплексов из многих нитей) на куски одежды, отдельные материалы можно также нанести (вручную) сборочными наложениями, например посредством размещения лент параллельным образом и далее применения давления и нагревания к форме.
Посредством термической обработки отдельные волокна свариваются вместе. Таким образом будет гарантироваться структурная целостность и после охлаждения образуется жесткий лист. Стадию прессования можно проводить в форме, что приводит в результате к продукту трехмерной формы, а также таким образом можно получить плоские пластины.
Термическую обработку типично проводят при температуре между точкой размягчения материала внешних слоев (А) и материала центрального слоя (В). Свойством обработанного термически материала является улучшенное сопротивление истиранию и сопротивление расслаиванию отдельных волокон.
Улучшенные механические свойства материалов настоящего изобретения, которые могут составлять сформованные продукты (трехмерные изделия или пластины) этого варианта осуществления, отражаются в превосходных механических свойствах самих этих продуктов. Отмечено, что значения жесткости (модуля упругости) материалов настоящего изобретения (например, в лентах, пленках, нитях и/или комплексов из многих нитей) типично отличаются от модуля упругости продуктов, полученных из них (пластин и трехмерных структур). То же самое относится к значениям прочности при растяжении. Это различие является результатом различий в структуре.
Жесткость и прочность при растяжении лент (или пленок, нитей или комплексов из многих нитей) типично измеряют в соответствии с Ι8Θ 527, как упоминается выше в этом документе. В этом способе ленту зажимают на обоих концах в направлении длины ленты. Оба зажатых конца перемещаются в противоположных направлениях относительно друг друга (а именно, перемещаются оба конца или перемещается только один конец; как правило применяют порядок, в котором один конец не перемещается), и регистрируются кривые зависимости деформации от напряжения. Наклон тангенса к этой кривой зависимости деформации от напряжения в начале координат определяет модуль упругости.
Когда определяют жесткость и прочность при растяжении продуктов, полученных из этих материалов (а именно, пластин и трехмерных структур), типично применяют отличающийся способ испытания, такой как Ι8Θ 527-4. В этом способе кусок для испытания из продукта, типично имеющий размеры в несколько квадратных сантиметров, зажимают и подвергают измерению зависимости деформации от напряжения. Значения, таким образом зарегистрированные, типично ниже, чем значения лент, составляющих продукт, так как существенное процентное отношение (типично приблизительно 50% для слоя на основе равнорастянутой в двух направлениях ткани) тканей лежит в направлении, перпендикулярном
- 4 020316 направлению, в котором наносится напряжение.
Следовательно, значения, измеренные для жесткости и прочности при растяжении, будут, как правило, соответственно ниже. Тем не менее, значения, измеренные для этих продуктов, в частности значения жесткости, все еще остаются значительно выше, чем значения, зарегистрированные для материалов предшествующего уровня техники.
В соответствии с настоящим изобретением возможно получение изделий (пластин и трехмерных структур), обладающих модулем упругости, равным по меньшей мере 5,5 ГПа, предпочтительно по меньшей мере 7 ГПа, более предпочтительно по меньшей мере 8 ГПа, как измерено по Ι8Θ 527-4. Прочность при растяжении этих изделий может составлять до 200 МПа или более, предпочтительно по меньшей мере 250 МПа.

Claims (17)

1. Материал на основе полиолефина, подвергнутый вытяжке, обладающий модулем упругости, равным по меньшей мере 17 ГПа, и прочностью, равной по меньшей мере 400 МПа, содержащий полиолефин и наноматериал, причем материал получен посредством способа, включающего стадию экструзии и стадию вытяжки, в которой материал вытягивают со степенью вытяжки, равной по меньшей мере 16, в котором наноматериал содержит частицы, обладающие по меньшей мере одним размером от 1-100 нм.
2. Материал по п.1, в котором наноматериал представляет собой зародыш кристаллизации, который выбран из неорганических зародышей кристаллизации и органических зародышей кристаллизации.
3. Материал по п.2, в котором зародыш кристаллизации содержит неорганический зародыш кристаллизации, выбираемый из неорганических материалов пластинчатой формы (слоистых), а именно природных наноглин, синтетических наноглин или наноглин, модифицированных органическими группами; волокнистых материалов или материалов игольчатой формы, а именно металлических нитевидных кристаллов, наноглин, углеродных нитевидных кристаллов или нанотрубок; сферических материалов; цеолитов; глинозема; кремнезема; материалов на основе алюмосиликатов и их комбинаций.
4. Материал по п.2, в котором зародыш кристаллизации содержит 1,3:2,4-ди(3,4-диметилбензилиден)сорбит (ΌΜΌΒδ) в качестве органического зародыша кристаллизации, причем материал предпочтительно получен при степени вытяжки более чем 22.
5. Материал по любому из пп.1-4, в котором добавка наноматериала содержится в количестве от 0,01 до 10 мас.% по отношению к массе конечного материала, подвергнутого вытяжке.
6. Материал по любому из пп.1-5, в котором указанная степень вытяжки составляет более чем 20.
7. Материал по любому из пп.1-6, дополнительно содержащий другой материал на основе полиолефина, где указанные материалы являются совместно экструдированными и где наноматериал присутствует по меньшей мере в одном из указанных материалов.
8. Материал по п.7, который является одноосно вытянутой многослойной пленкой, лентой или нитью типа АВ или ΑΒΑ на основе полиолефина, обладающей степенью вытяжки более чем 16, обладающей модулем упругости, равным по меньшей мере 17 ГПа, по существу, состоящей из центрального слоя (В) полиолефина, выбираемого из полиэтилена, полипропилена и их комбинаций, и одного или двух других слоев (А) полиолефина такого же класса, что и материал центрального слоя (В), причем точка плавления И8С материала указанных других слоев (А) ниже, чем точка плавления И8С материала указанного центрального слоя (В), в котором центральный слой (В) составляет между 50 и 99 мас.% материала и другие слои (А) между 1 и 50 мас.%.
9. Материал по п.8, в котором наноматериал находится в центральном слое.
10. Материал по любому из пп.1-9, который находится в форме ленты, пленки или нити.
11. Способ получения материала по любому из пп.1-10, подвергнутого вытяжке, включающий стадии получения смеси материала на основе полиолефина и наноматериала, в котором наноматериал диспергируют в материале на основе полиолефина, и экструзии этой смеси с последующей стадией вытяжки, на которой материал вытягивают до общей степени вытяжки, равной по меньшей мере 16.
12. Способ по п.11, дополнительно включающий стадию, на которой указанный наноматериал сначала смешивают с первой порцией полиолефинового материала, получая таким образом маточную смесь, и далее смешивают эту маточную смесь с остальной частью полиолефинового материала перед стадией экструзии.
13. Способ по любому из пп.11, 12, в котором указанная вытяжка включает более чем одну стадию вытяжки, проводимые при различных температурах.
14. Способ по любому из пп.12, 13, в котором по меньшей мере один из указанных материалов, подвергнутых вытяжке, совместно экструдируют с другим полиолефиновым материалом, причем другой полиолефиновый материал необязательно получают в соответствии со способом по любому из пп.12, 13.
15. Изделие в виде пластины или трехмерной структуры, содержащее материал на основе полиолефина по любому из пп.1-10, подвергнутый вытяжке, причем изделие обладает модулем упругости, равным по меньшей мере 5,5 ГПа, как измерено по Ι8Ο 527-4; и прочностью при растяжении, равной по меньшей мере 200 МПа, как измерено по Ι8Ο 527-4.
- 5 020316
16. Изделие по п.15, которое является тканым или нетканым полотном.
17. Ткань, содержащая материал по любому из пп.1-10, обладающая разрушающей нагрузкой, равной 250 Н на см ширины ткани для сбалансированного материала - ткани с толщиной, равной 130 нм, и поверхностной плотностью, равной 0,10 кг/м2.
EA200970736A 2007-02-05 2008-02-05 Материалы на основе полиолефинов, подвергнутые вытяжке, изделия, полученные из них EA020316B1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP07101763A EP1952981A1 (en) 2007-02-05 2007-02-05 Stretched polyolefin materials
EP07117062 2007-09-24
PCT/NL2008/050065 WO2008097086A1 (en) 2007-02-05 2008-02-05 Stretched polyolefin materials and objects produced therefrom

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200970736A1 EA200970736A1 (ru) 2010-02-26
EA020316B1 true EA020316B1 (ru) 2014-10-30

Family

ID=39198253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200970736A EA020316B1 (ru) 2007-02-05 2008-02-05 Материалы на основе полиолефинов, подвергнутые вытяжке, изделия, полученные из них

Country Status (22)

Country Link
US (1) US20100178477A1 (ru)
EP (1) EP2117834B1 (ru)
JP (1) JP2010517812A (ru)
KR (1) KR101582360B1 (ru)
AR (1) AR065187A1 (ru)
AT (1) ATE504441T1 (ru)
AU (1) AU2008213211B2 (ru)
BR (1) BRPI0807117A2 (ru)
CA (1) CA2677422C (ru)
DE (1) DE602008006032D1 (ru)
DK (1) DK2117834T3 (ru)
EA (1) EA020316B1 (ru)
HK (1) HK1137969A1 (ru)
HR (1) HRP20110493T1 (ru)
IL (1) IL200220A (ru)
MX (1) MX2009008321A (ru)
NZ (1) NZ578847A (ru)
PL (1) PL2117834T3 (ru)
PT (1) PT2117834E (ru)
RS (1) RS51735B (ru)
SI (1) SI2117834T1 (ru)
WO (1) WO2008097086A1 (ru)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2338930A1 (en) 2009-12-23 2011-06-29 Borealis AG Blownfilm grade showing superior stiffness, transparency and processing behaviour
EP2338931A1 (en) * 2009-12-23 2011-06-29 Borealis AG Blown grade showing superior stiffness, transparency and processing behaviour
US8207255B2 (en) 2010-08-24 2012-06-26 Equistar Chemicals, Lp Polyethylene compositions and films having improved strength and optical properties
US8975305B2 (en) 2012-02-10 2015-03-10 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Rigid renewable polyester compositions having a high impact strength and tensile elongation
FR2991330B1 (fr) * 2012-06-04 2015-04-03 Arkema France Materiau composite a tres faible taux de nanocharges carbonees, son procede de preparation et ses utilisations
FR2991332B1 (fr) 2012-06-04 2015-04-24 Arkema France Utilisation de nanocharges carbonees a tres faible taux pour la stabilisation uv de materiaux composites
CN105358107B (zh) 2013-06-12 2019-12-27 金伯利-克拉克环球有限公司 包含由多孔聚烯烃纤维形成的非织造纤网的吸收性制品
BR112016002594B1 (pt) 2013-08-09 2021-08-17 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Método para controlar seletivamente o grau de porosidade em um material polimérico, e, material polimérico
CN105492513B (zh) 2013-08-09 2019-03-08 金伯利-克拉克环球有限公司 各向异性的聚合物材料
EP3099280B1 (en) 2014-01-31 2018-12-12 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Stiff nanocomposite film for use in an absorbent article
EP3105053B1 (en) 2014-01-31 2021-09-22 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Thin nanocomposite film for use in an absorbent article
EP3099733B1 (en) 2014-01-31 2020-05-06 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Nanocomposite packaging film
EP3152348B1 (en) 2014-06-06 2020-08-05 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Hollow porous fibers
WO2015187924A1 (en) 2014-06-06 2015-12-10 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Thermoformed article formed from a porous polymeric sheet
US10640898B2 (en) 2014-11-26 2020-05-05 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Annealed porous polyolefin material
KR101832683B1 (ko) 2015-01-30 2018-02-26 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크. 흡수 용품에 사용하기 위한 소음이 감소된 필름
KR101834143B1 (ko) 2015-01-30 2018-03-02 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크. 소음이 감소된 흡수 용품 패키지
CN109679262A (zh) * 2018-11-29 2019-04-26 常州回天新材料有限公司 高透抗压的聚烯烃薄膜

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5118566A (en) * 1989-06-29 1992-06-02 Hoechst Aktiengesellschaft Biaxially-oriented polypropylene film with high mechanical strength
WO2003008190A1 (en) * 2001-07-19 2003-01-30 Lankhorst Indutech B.V. Polyolefin film, tape or yarn
WO2003099911A1 (de) * 2002-05-23 2003-12-04 Treofan Germany Gmbh & Co. Kg Transparente polyolefinfolie mit uv barriere
WO2006131450A1 (en) * 2005-06-07 2006-12-14 Basell Poliolefine Italia S.R.L. Polyolefin nanocomposites materials
US20070007688A1 (en) * 2003-02-26 2007-01-11 Magnus Kristiansen Polymer gel-processing techniques and high modulus products

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1437379A1 (en) * 2003-01-09 2004-07-14 Borealis Technology Oy Article comprising stretched polymer composition with nanofillers

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5118566A (en) * 1989-06-29 1992-06-02 Hoechst Aktiengesellschaft Biaxially-oriented polypropylene film with high mechanical strength
WO2003008190A1 (en) * 2001-07-19 2003-01-30 Lankhorst Indutech B.V. Polyolefin film, tape or yarn
WO2003099911A1 (de) * 2002-05-23 2003-12-04 Treofan Germany Gmbh & Co. Kg Transparente polyolefinfolie mit uv barriere
US20070007688A1 (en) * 2003-02-26 2007-01-11 Magnus Kristiansen Polymer gel-processing techniques and high modulus products
WO2006131450A1 (en) * 2005-06-07 2006-12-14 Basell Poliolefine Italia S.R.L. Polyolefin nanocomposites materials

Also Published As

Publication number Publication date
RS51735B (en) 2011-10-31
DE602008006032D1 (de) 2011-05-19
IL200220A0 (en) 2010-04-29
EP2117834A1 (en) 2009-11-18
EP2117834B1 (en) 2011-04-06
NZ578847A (en) 2012-05-25
ATE504441T1 (de) 2011-04-15
BRPI0807117A2 (pt) 2014-04-08
AU2008213211A1 (en) 2008-08-14
AU2008213211B2 (en) 2012-12-13
US20100178477A1 (en) 2010-07-15
KR20100014908A (ko) 2010-02-11
SI2117834T1 (sl) 2011-07-29
HRP20110493T1 (hr) 2011-07-31
JP2010517812A (ja) 2010-05-27
EA200970736A1 (ru) 2010-02-26
HK1137969A1 (en) 2010-08-13
DK2117834T3 (da) 2011-07-11
AR065187A1 (es) 2009-05-20
WO2008097086A1 (en) 2008-08-14
MX2009008321A (es) 2009-11-02
PT2117834E (pt) 2011-07-06
IL200220A (en) 2012-12-31
PL2117834T3 (pl) 2011-09-30
KR101582360B1 (ko) 2016-01-04
CA2677422C (en) 2015-10-20
CA2677422A1 (en) 2008-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA020316B1 (ru) Материалы на основе полиолефинов, подвергнутые вытяжке, изделия, полученные из них
JP4327956B2 (ja) 繊維強化ポリプロピレン系複合材料
KR100810977B1 (ko) 중합체 매트릭스에 매립된 배향된 나노섬유
Zhang et al. Mechanical and thermal properties of palygorskite poly (butylene succinate) nanocomposite
Shen et al. The effect of temperature and strain rate on the deformation behaviour, structure development and properties of biaxially stretched PET–clay nanocomposites
CN104479205A (zh) 一种石墨烯改性聚乙烯高强度复合薄型制品的注塑成型方法
WO2012061041A1 (en) Nucleating agent for polyethylenes
WO2010039715A1 (en) Random copolymer with enhanced ethylene content
Li et al. Effect of annealing temperature on the mechanical properties, thermal behavior and morphology of β-iPP/PA6 blends
Mlynarčíková et al. Syndiotactic poly (propylene)/organoclay nanocomposite fibers: influence of the nano‐filler and the compatibilizer on the fiber properties
JP2012207100A (ja) 機械的特性に優れる成型品並びにその製造方法及び製造装置
Rasana et al. The effect of different nanofillers on the morphology, mechanical, sorption and thermal properties of polypropylene based hybrid composites
JP5197088B2 (ja) ポリプロピレン製延伸フィルム
Chafidz Enhancing thermal and mechanical properties of polypropylene using masterbatches of nanoclay and nano-CaCO3: A review
ES2363482T3 (es) Materiales poliolefinicos estirados y objetos producidos a partir de los mismos.
JP6446882B2 (ja) 二軸延伸ポリプロピレンフィルム
CN108641179A (zh) 一种聚酯纤维增强聚丙烯复合塑料及制备方法
KR102510655B1 (ko) 위상차 필름, 그 제조 방법, 편광판 및 표시 장치
Shah Investigation on 3D-printing of homopolymer polypropylene
Lee et al. Effects of Orientation on Properties of Solid-State Extruded Polypropylene/Calcium Carbonate Composites
CN104448816A (zh) 一种石墨烯改性尼龙66高强度复合薄型制品的注塑成型方法
CN116160706A (zh) 一种结晶诱导聚烯烃微孔膜的制备方法
JP5508501B2 (ja) 二軸延伸フィルムの製造方法
Prasad et al. Thermal Characterization of PP/Na+-MMT Composite Materials
KR20090119257A (ko) 섬유강화 플라스틱 성형체의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ KZ KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): BY RU