EP1137838A2 - Method for the hydrophilic finishing of fibres based on polyolefins or polyester using sugar ester ethoxylates - Google Patents

Method for the hydrophilic finishing of fibres based on polyolefins or polyester using sugar ester ethoxylates

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EP1137838A2
EP1137838A2 EP99971875A EP99971875A EP1137838A2 EP 1137838 A2 EP1137838 A2 EP 1137838A2 EP 99971875 A EP99971875 A EP 99971875A EP 99971875 A EP99971875 A EP 99971875A EP 1137838 A2 EP1137838 A2 EP 1137838A2
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EP
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polyester
sugar ester
sugar
fibers
polyolefin
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Withdrawn
Application number
EP99971875A
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Inventor
Paul Birnbrich
Norbert Bialas
Raymond Mathis
Petra Padurschel
Sven Wucherpfennig
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BASF Personal Care and Nutrition GmbH
Original Assignee
Cognis Deutschland GmbH and Co KG
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Abstract

The invention relates to a method for the hydrophilic finishing of fibres which exclusively contain polyolefins or polyester. A mixture which contains (a) mostly polyolefins or polyester and (b) 0.01 to 10 wt.% in relation to the sum of polyolefin or polyester of a composition which contains at least one compound from the class of sugar ester ethoxylates is subjected to a usual forming processing method to produce fibres, atemperatures of 180° to 320 °C. According to the invention, (i) there no measured doses of transition metal compounds are added to said mixture being subjected to said forming processing, before or during the forming processing, (ii) said sugar ester ethoxylates (b) are addition products of 4 to 30 mol ethylene oxide per mol sugar esters, sugar esters being conversion products of mono- and/or oligosaccharides and/or sugar alcohols with fatty acids with 8-18 C-atoms and (iii) said sugar ester ethoxylates (b) need at least four cycles in the individual wetting test until they fail.

Description

"Verfahren zur hydrophilen Ausrüstung von Fasern "Process for the hydrophilic finishing of fibers
auf Basis von Polyolefinen oder Polyesterbased on polyolefins or polyester
unter Einsatz von Zucke rester-Ethoxylaten"using sugar rester ethoxylates "
Gebiet der ErfindungField of the Invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur hydrophilen Ausrüstung von Fasern, die ausschließlich oder ganz Polyolefine oder Polyester enthalten. Dabei kommen spezielle Zuk- kerester-Ethoxylate zum Einsatz.The invention relates to a process for the hydrophilic finishing of fibers which contain polyolefins or polyesters exclusively or entirely. Special sugar ester ethoxylates are used.
Stand der TechnikState of the art
In zahlreichen Fällen muß die Oberfläche von Kunststoff-Erzeugnissen mit speziellen Effekten versehen werden, die sich während der Formgebung entweder aus technischen Gründen gar nicht bzw. nur unvollkommen oder aber aus wirtschaftlichen Gründen nur unvorteilhaft erzeugen lassen. Ein solcher Effekte ist beispielsweise die Verbesserung der Benetzbarkeit mit polaren Flüssigkeiten wie Wasser - technische Anwendungen liegen hier beispielsweise auf dem Gebiet der Herstellung von Hygieneartikeln.In numerous cases, the surface of plastic products must be provided with special effects that can either not be created at all or only incompletely for technical reasons, or can only be produced disadvantageously for economic reasons. One such effect is, for example, the improvement of wettability with polar liquids such as water - technical applications are, for example, in the field of the manufacture of hygiene articles.
Bei der Herstellung von Hygieneartikeln, wie Windeln oder Damenbinden, werden absorbierende Materialien verwendet, um wäßrige Flüssigkeiten aufzunehmen. Um den direkten Kontakt mit dem absorbierenden Material beim Tragen zu verhindern und den Tragekomfort zu erhöhen wird dieses Material mit einem dünnen, wasserdurchlässigen Vliesstoff umhüllt. Derartige Vliesstoffe werden üblicherweise aus synthetischen Fasern, wie Polyolefin- oder Polyesterfasern hergestellt, da diese Fasern preiswert zu produzieren sind, gute mechanische Eigenschaften aufweisen und thermisch belastbar sind. Allerdings eignen sich unbehandelte Polyolefin- oder Polyesterfasern für diesen Einsatzzweck nicht, da sie aufgrund ihrer hydrophoben Oberfläche keine ausreichende Durchlässigkeit für wäßrige Flüssigkeiten aufweisen.In the manufacture of hygiene articles, such as diapers or sanitary napkins, absorbent materials are used to absorb aqueous liquids. In order to prevent direct contact with the absorbent material during wear and to increase comfort, this material is covered with a thin, water-permeable nonwoven. Such nonwovens are usually made of synthetic fibers, such as polyolefin or polyester fibers, because these fibers are inexpensive to produce, have good mechanical properties and are thermally stable. However, untreated polyolefin or polyester fibers are not suitable for this purpose because their hydrophobic surface means that they do not have sufficient permeability to aqueous liquids.
Zu diesem Zweck muß die Faseroberfläche durch eine entsprechende Präparation hydrophil ausgerüstet werden. Gewünscht ist weiterhin, daß die hydrophile Ausrüstung der Faser möglichst lange erhalten bleibt, ohne daß die Wasserdurchlässigkeit des Vliesstoffs verringert wird. Werden derartige Vliesstoffe beispielsweise in Windeln verarbeitet, können diese mehrfach beansprucht werden, ohne wasserundurchlässig zu werden. Auf diese Weise wird die Tragezeit der Windeln erhöht und der durch verbrauchte Windeln verursachte Abfall verringert.For this purpose, the fiber surface must be made hydrophilic by an appropriate preparation. It is also desirable that the hydrophilic finish of the fiber is preserved as long as possible without the water permeability of the nonwoven being reduced. If such nonwovens are processed, for example, in diapers, they can be used several times without becoming water-impermeable. In this way, the wearing time of the diapers is increased and the waste caused by used diapers is reduced.
US-A-5,045,387 beschreibt beispielsweise ein Mittel zur hydrophilen Ausrüstung von Polyolefinfasern welches eine Mischung aus einem alkoxyliertem Ricinolsäurederivat, einem hydrierten Ricinolsäurederivat, einer Cjg-Fettsäure und einem polyalkoxylierten Polymethylsiloxan enthält. Dieses Mittel muß von außen auf die Oberfläche der Fasern oder Folien aufgebracht werden.US-A-5,045,387 describes, for example, an agent for the hydrophilic finishing of polyolefin fibers which contains a mixture of an alkoxylated ricinoleic acid derivative, a hydrogenated ricinoleic acid derivative, a Cjg fatty acid and a polyalkoxylated polymethylsiloxane. This agent must be applied from the outside to the surface of the fibers or films.
US-A-5,654,086 beschreibt die hydrophile Ausrüstung von ansonsten hydrophoben Fasern auf Basis thermoplastischer Kunststoffe, wobei man die hydrophobe Faser mit einer Mischung aus fünf oberflächenaktiven Substanzen (Tensiden) behandelt. Dabei handelt es sich um (A) Polyoxyalkylen-Addukte von C28-50"Alkoholen oder -Alkylaminen oder Fettsäureamiden auf Basis von C30-50-Fettsäuren, (B) Polyoxyalkylen-Addukte von Fettsäureamiden auf Basis von C20-28"Fettsäuren > (C) Fettsäureamide auf Basis von Ci6_28-Fettsäuren und Alkanolaminen, (D) Polyoxyalkylen-Addukte Cιo-22" Alkylphosphat- Salzen und (E) Ci2-16~Alkylsulfonatsalzen.US Pat. No. 5,654,086 describes the hydrophilic finishing of otherwise hydrophobic fibers based on thermoplastic plastics, the hydrophobic fiber being treated with a mixture of five surface-active substances (surfactants). This is to (A) polyoxyalkylene adducts of C28-50 "alcohols or alkyl amines or fatty acid amides based on C30-50 fatty acids, (B) polyoxyalkylene adducts of fatty acid amides based on C20-28" F ettsäuren> ( C) fatty acid amides based on Ci6_28 fatty acids and alkanolamines, (D) polyoxyalkylene adducts Cιo-22 "alkyl phosphate salts and (E) Ci2-16 ~ alkyl sulfonate salts.
EP-A-400,622 beschreibt ein Verfahren, um nichtgewebten Materialien, die hydrophobe Fasern enthalten, hydrophile Eigenschaften zu verleihen. Dabei wird eine Zusammensetzung, die spezielle polyoxyalkylierte sekundäre oder tertiäre Amine enthält, vor dem Verspinnen in eine geschmolzene Zusammensetzung eingebracht, die Polyolefin enthält.EP-A-400,622 describes a method for imparting hydrophilic properties to nonwoven materials containing hydrophobic fibers. A composition containing special polyoxyalkylated secondary or tertiary amines is introduced into a molten composition containing polyolefin before spinning.
EP-B-372 890 beschreibt Fasern auf Polyolefin- oder Polyester-Basis mit einem mit der Oberfläche verhafteten Schmiermittel. Dieses Schmiermittel umfaßt eine Mischung aus (1) Fettsäurediethanolamid, (2) einem Polyether-modifizierten Silikon, (3) einem Sorbi- tan-Fettsäureester und (4) einem Metallsalz eines Alkylsulfonats; dabei liegen die Komponenten (1) bis (4) in speziellen Mengenverhältnissen vor. Gemäß Seite 3, Zeilen 20-26 wird die Mischung der Komponenten (1) bis (4) auf die Oberfläche aufgebracht. Diese Technik des Aufbringens der die vier Komponenten enthaltenden Mischung auf die Oberfläche bereits fertiger Fasern wird auch auf Seite 4, Zeilen 6-9 nochmals näher erläutert. Dort sind als Aufbring-Techniken genannt: a) der Einsatz von Rollen, b) ein Aufsprühen und c) das Eintauchen. Es handelt sich demnach um ein Verfahren, bei dem eine Mischung der Komponenten (1) bis (4) in einem zusätzlichen Verarbeitungsschritt auf die Oberfläche von Polyolefin-Formteilen aufgebracht wird. Der in Anspruch 1 der EP-B-372 890 verwendete Ausdruck „mit der Faseroberfläche verhaftet" ist demnach vom Fachmann klar in der Weise zu verstehen, daß es sich dabei lediglich um eine lockere und temporäre Haftung - etwa durch relativ schwache Adhäsionskräfte - handelt, keinesfalls aber um eine dauerhafte Verankerung.EP-B-372 890 describes fibers based on polyolefin or polyester with a lubricant adhered to the surface. This lubricant comprises a mixture of (1) fatty acid diethanolamide, (2) a polyether-modified silicone, (3) a sorbitan fatty acid ester and (4) a metal salt of an alkyl sulfonate; Components (1) to (4) are available in special proportions. According to page 3, lines 20-26, the mixture of components (1) to (4) is applied to the surface. This technique of applying the mixture containing the four components to the surface of finished fibers is also explained in more detail on page 4, lines 6-9. There are listed as application techniques: a) the use of rollers, b) spraying and c) immersion. It is therefore a process in which a mixture of components (1) to (4) is applied to the surface of molded polyolefin parts in an additional processing step. The expression "adhered to the fiber surface" used in claim 1 of EP-B-372 890 is accordingly to be clearly understood by the person skilled in the art in such a way that it is merely a loose and temporary adhesion - for example due to relatively weak adhesive forces. by no means a permanent anchoring.
EP-B-616 622 betrifft extrudierbare, kompostierbare Polymerzusammensetzungen, umfassend ein extrudierbares, thermoplastisches Polymer, Copolymer oder Mischungen davon, die ein abbauforderndes System aus einem autooxidativen Bestandteil und einem Übergangsmetall enthält. Das autooxidative System umfaßt dabei eine Fettsäure, eine substituierte Fettsäure oder Derivate oder Mischungen davon, wobei die Fettsäure 10 bis 22 C-Atome aufweist und mindestens 0, 1 Gew.-% ungesättigter Verbindungen und mindestens 0,1 Gew.-% freie Säure enthält. Das Übergangsmetall ist in der Zusammensetzung in einer Menge von 5-500 ppm in Form eines Salzes enthalten und ausgewählt aus der Gruppe Kobalt, Mangan, Kupfer, Cer, Vanadium und Eisen. Die Zusammensetzung soll in Form einer Folie einer Dicke von etwa 100 Mikron bei 60 °C und einer relativen Feuchtigkeit von mindestens 80% innerhalb von 14 Tagen oxidativ zur Versprödung abbaubar sein.EP-B-616 622 relates to extrudable, compostable polymer compositions comprising an extrudable, thermoplastic polymer, copolymer or mixtures thereof, which comprise a degradation-promoting system comprising an autooxidative component and a Contains transition metal. The autooxidative system comprises a fatty acid, a substituted fatty acid or derivatives or mixtures thereof, the fatty acid having 10 to 22 carbon atoms and containing at least 0.1% by weight of unsaturated compounds and at least 0.1% by weight of free acid . The transition metal is contained in the composition in an amount of 5-500 ppm in the form of a salt and selected from the group cobalt, manganese, copper, cerium, vanadium and iron. The composition should be in the form of a film about 100 microns thick at 60 ° C and a relative humidity of at least 80% biodegradable within 14 days for embrittlement.
WO 98/42898 beschreibt die Verwendung von Amphiphilen zur dauerhaften Hydrophili- sierung der Oberflächen von Polyolefin-basierten Formkörpern, Fasern und Folien. Dabei unterwirft man eine Mischung enthaltend (a) überwiegend ein oder mehrere Polyolefine, (b) 0,01 bis 10 Gew.-% - bezogen auf die Polyolefine - ein oder mehrerer migrationsfähiger Amphiphile und (c) 0,01 bis 1000 ppm ein oder mehrerer Übergangsmetall- Verbindungen - Metallgehalt der Übergangsmetall- Verbindungen bezogen auf die Polyolefine - bei Temperaturen im Bereich von 180 bis 320 °C auf übliche Weise einer formgebenden Verarbeitung wie Extrusions-, Kalandrier-, Spritzgußverfahren und dergleichen. Gemäß der technischen Lehre der WO 98/42898 ist bei der Herstellung der hy- drophilisierten Polyolefin-Formkörper zwingend, daß alle drei Merkmale (a), (b) und (c) beachtet werden, d.h. daß bei der Herstellung zwingend eine Übergangsmetall- Verbindung, die als Katalysator anzusehen ist, eingesetzt wird.WO 98/42898 describes the use of amphiphiles for the permanent hydrophilization of the surfaces of polyolefin-based moldings, fibers and films. A mixture comprising (a) predominantly one or more polyolefins, (b) 0.01 to 10% by weight, based on the polyolefins, of one or more migratable amphiphiles and (c) 0.01 to 1000 ppm, are subjected several transition metal compounds - metal content of the transition metal compounds based on the polyolefins - at temperatures in the range from 180 to 320 ° C. in a customary manner in shaping processing such as extrusion, calendering, injection molding and the like. According to the technical teaching of WO 98/42898, it is imperative in the production of the hydrophilized polyolefin moldings that all three features (a), (b) and (c) are observed, i.e. that a transition metal compound, which is to be regarded as a catalyst, is mandatory in the production.
Es ist auch bekannt, die Eigenschaften der Kunststoff-Oberfläche zur Erzielung spezieller Effekte durch beispielsweise oxidative Nachbehandlungsverfahren wie Corona- oder Plasmabehandlung zu verbessern. Hierbei wird der Kunststoff in Gegenwart von Gasen und Entladungen an der Oberfläche oxidiert oder chemisch modifiziert, wodurch sich gewisse Oberflächen-Eigenschaften des Kunststoffs modifizieren lassen. Diese Methoden erfordern jedoch neben einem hohen Energieeinsatz stets einen zusätzlichen Arbeitsgang und führen zu Ozonemissionen bei der Fertigung von Kunststoffteilen. Daneben sind chemische Vorbehandlungsverfahren wie z.B. das Behandeln mit Fluor- oder Chlorgas, mit Chromschwefelsäure oder Fluorsulfonsäure, usw. seit längerem bekannt.It is also known to improve the properties of the plastic surface in order to achieve special effects by, for example, oxidative aftertreatment methods such as corona or plasma treatment. Here, the plastic is oxidized or chemically modified in the presence of gases and discharges on the surface, which means that certain surface properties of the plastic can be modified. These methods However, in addition to high energy consumption, they always require an additional operation and lead to ozone emissions in the manufacture of plastic parts. In addition, chemical pretreatment processes, such as treatment with fluorine or chlorine gas, with chromosulfuric acid or fluorosulfonic acid, etc., have long been known.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, Arbeitsmittel bereitzustellen, mit denen Fasern auf Basis von Polyolefinen oder Polyester sowie davon abgeleitete Werkstoffe wie Vliese nachhaltig hydrophil ausgerüstet und der mehrfachen Benetzung durch wäßrige Medien - beispielsweise Urin - zugänglich gemacht werden können.It was an object of the present invention to provide tools with which fibers based on polyolefins or polyester and materials derived therefrom, such as nonwovens, can be given a hydrophilic finish and made accessible to multiple wetting by aqueous media, for example urine.
Der Begriff der Hydrophilisierung - in jüngerer Zeit spricht man auch oft von Hydrophi- lierung - ist dem Fachmann wohlvertraut. Hierzu wird in dem bekannten Standardwerk „Lexikon für Textilveredlung" (Herausgeber: Hans-Karl Rouette; Band 1; Dülmen 1995, Seiten 859-862) ausgeführt, daß durch Hydrophilisierung hydrophobe Fasern für Wasser benetzbar gemacht werden, was etwa für eine bessere Auswaschbarkeit von Synthesefaserartikeln wie auch für einen besseren Tragekomfort solcher Artikel sinnvoll ist. Beispiele für meßtechnische Indikatoren einer erfolgreichen Hydrophilisierung sind etwa das Netzen (die Oberflächenausbreitung einer Flüssigkeit) oder die Steighöhe (ein Maß für die Geschwindigkeit, mit der Wasser in textilen Flächengebilden entgegen der Schwerkraft transportiert wird).The term “hydrophilization” - more recently “hydrophilization” is often used - is well known to the person skilled in the art. For this purpose, in the well-known standard work "Lexikon für Textilveredlung" (publisher: Hans-Karl Rouette; Volume 1; Dülmen 1995, pages 859-862) it is stated that hydrophobic fibers are made wettable by water by hydrophilization, which for example improves the washability of Synthetic fiber articles, as well as for a better wearing comfort of such articles, are examples of measuring indicators of successful hydrophilization include wetting (the surface spread of a liquid) or the height of rise (a measure of the speed with which water is transported in textile fabrics against gravity ).
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter Hydrophilisierung - synonym hierfür wird im folgenden auch der Begriff der "hydrophilen Ausrüstung" verwendet - verstanden, daß Polyolefin- bzw. Polyester-Oberflächen, die mit Wasser einen Benetzungs Winkel von mehr als 90° bilden - also „hydrophobe" Grenzflächen - durch eine spezielle Maßnahme so modifiziert werden, daß ihr Grenzwinkel nach dieser Maßnahme zu kleine- ren Werten hin verschoben ist. Es handelt sich hier um eher dynamische Wechselwirkungen entsprechend modifizierter Polymeroberflächen mit Molekülen oder Substraten, die nicht immobilisiert, sondern in flexibler Weise mit der Polymeroberfläche in Kontakt stehen. In dieser Hinsicht grenzen sich die Wirkungen, die unter den Begriff der Hydrophilisierung fallen, ausdrücklich von Phänomenen ab, bei denen Moleküle oder Substraten in dauerhafter Fixierung mit der Polymeroberfläche in Kontakt stehen, wie es etwa bei Beschichtungen und Verklebungen oder beim Färben und Bedrucken der Fall ist.In the context of the present invention, hydrophilization - synonymously for this also the term "hydrophilic finishing" is used below - is understood to mean that polyolefin or polyester surfaces which form a wetting angle of more than 90 ° with water - ie hydrophobic "interfaces - be modified by a special measure so that their critical angle is too small after this measure - values are shifted towards this. These are rather dynamic interactions of appropriately modified polymer surfaces with molecules or substrates that are not immobilized, but are in flexible contact with the polymer surface. In this regard, the effects that fall under the concept of hydrophilization are explicitly distinguished from phenomena in which molecules or substrates are in permanent fixation in contact with the polymer surface, as is the case, for example, with coatings and adhesive bonds or with dyeing and printing is.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur hydrophilen Ausrüstung von Fasern, die ausschließlich oder ganz Polyolefine oder Polyester enthalten, wobei man eine Mischung enthaltend (a) überwiegend Polyolefine oder Polyester und (b) 0,01 bis 10 Gew.-% - bezogen auf die Summe von Polyolefin und Polyester - einer Zusammensetzung, die mindestens eine Verbindung aus der Klasse der Zuckerester-Ethoxylate enthält, bei Temperaturen im Bereich von 180 bis 320 °C auf übliche Weise einer formgebenden Verarbeitung zu Fasern unterwirft, wobeiThe invention relates to a process for the hydrophilic finishing of fibers which exclusively or entirely contain polyolefins or polyesters, a mixture comprising (a) predominantly polyolefins or polyesters and (b) 0.01 to 10% by weight, based on the Sum of polyolefin and polyester - a composition which contains at least one compound from the class of the sugar ester ethoxylates, is subjected at a temperature in the range from 180 to 320 ° C. in a customary manner to shaping into fibers, where
(i) man der Mischung, die man der formgebenden Verarbeitung unterwirft, vor oder während dieser formgebenden Verarbeitung keine Übergangsmetallverbindungen zudosiert,(i) no transition metal compounds are added to the mixture which is subjected to the shaping processing before or during this shaping processing,
(ii) die Zuckerester-Ethoxylate (b) Anlagerungsprodukte von 4 bis 30 Mol Ethylenoxid pro Mol Zuckerester sind, wobei unter Zuckerestern Umsetzungsprodukte von Mono- und/oder Oligosacchariden und/oder Zuckeralkoholen mit Fettsäuren mit 8-18 C-Atomen zu verstehen sind und daß(ii) the sugar ester ethoxylates (b) adducts of 4 to 30 moles of ethylene oxide per mole of sugar ester, wherein sugar esters are reaction products of mono- and / or oligosaccharides and / or sugar alcohols with fatty acids with 8-18 C atoms and that
(iii) die Zuckerester-Ethoxylate (b) im individuellen Benetzungstest mindestens vier Cy- clen bis zum Versagen benötigen.(iii) the sugar ester ethoxylates (b) need at least four cycles in the individual wetting test to fail.
Der "individuelle Benetzungstest" ist wie folgt durchzuführen: Man vermengt 600 g eines hochmolekularen Polypropylen-Granulates (Handelsprodukt "Eltex PHY 671" der Firma Solvay) mit 9,0 g (-1,5 Gew.-%) der - hinsichtlich einer hydrophilen Ausrüstung - zu prüfenden Substanz. Diese Mischung wird durch einen Trichter in einen Extruder eingebracht (Doppelschneckenextruder DSK 42/7 der Firma Brabender OHG / Duisburg). Ein Extruder ist - wie dem Fachmann hinlänglich bekannt - eine Kunststoff- Verarbeitungsmaschine, welche zum kontinuierlichen Mischen und Plastifizieren sowohl von pulver- als auch granulatformigen Thermoplasten geeignet ist. Unter dem Einfülltrichter befindet sich neben einer Wasserkühlung, die ein verfrühtes Schmelzen des Granulates bzw. Pulvers verhindern soll, auch eine gegenläufige Doppelschnecke, die der Länge nach in drei Heizzonen aufgeteilt ist. Die Temperatur der Heizzonen und die Drehzahl der Doppelschnecke lassen sich über einen Datenverarbeitungs-Plast-Corder PL 2000 regeln, der über eine PC- Schnittstelle mit dem Extruder verbunden ist. Dabei werden die Heizzonen I, II und III auf eine Temperatur von jeweils 200°C eingestellt, wobei die drei Heizzonen luftgekühlt werden, um die Temperatur konstant zu halten. Die Mischung von Polyopropylen- Granulat und Prüfsubstanz wird automatisch durch die gegeneinander laufende Doppelschnecke in den Extruder eingezogen und entlang der Schnecke befördert. Die Drehzahl wird auf 25 Umdrehungen pro Minute eingestellt, um eine gute Durchmischung und Homogenisierung zu gewährleisten. Diese homogene und praktisch bläschenfreie Mischung gelangt schließlich in eine Düse, die eine vierte Heizzone darstellt. Die Temperatur dieser Düse wird auf 200 °C eingestellt - bei dieser Temperatur verläßt also die Mischung den Extruder. Die Düse wird so gewählt, daß der mittlere Durchmesser des Stranges nach dem Austritt aus dieser Düse im Bereich von etwa 2 - 3 mm liegt. Dieser Strang wird granuliert, d.h. in kleine Stücke geschnitten, wobei man Längen von etwa 2-4 mm einstellt. Das erhaltene Granulat läßt man auf 20 °C abkülen. Dieses Granulat wird in einer Schmelzspinnanlage bei einer Verarbeitungstemperatur von 280 °C (d.h man stellt sowohl die Schmelzsterntemperatur als auch die Temperatur der Spinndüse auf 280 °C ein) gravimetrisch (d.h. durch Schwerkrafteinwirkung) in Fasern überfuhrt. Die erhaltenen Fasern weisen einen Fa- sertiter im Bereich von etwa 10 - 30 dtex auf (1 dtex entspricht 1 g Faser pro 10000 m Faserlänge). Anschließend werden 500 m dieser Faser auf eine Rolle mit einem Durchmesser von 6,4 cm aufgewickelt. Diese auf die Rolle aufgewickelte Faser wird von der Rolle abgezogen und das abgezogene kreisförmige Gebilde durch mittiges Verknoten stabilisiert, wobei ein Gebilde erhalten wird, das die Form einer "8" hat; dieses Gebilde wird nachfolgend als "Strängchen" bezeichnet.The "individual wetting test" is carried out as follows: 600 g of high molecular weight polypropylene granules (commercial product "Eltex PHY 671" from Solvay) are mixed with 9.0 g (-1.5% by weight) of the substance to be tested with regard to a hydrophilic finish. This mixture is introduced into an extruder through a hopper (twin-screw extruder DSK 42/7 from Brabender OHG / Duisburg). An extruder is - as is well known to the person skilled in the art - a plastic processing machine which is suitable for the continuous mixing and plasticizing of both powder and granular thermoplastics. In addition to water cooling, which is intended to prevent premature melting of the granules or powder, there is also a counter-rotating twin screw, which is divided lengthways into three heating zones. The temperature of the heating zones and the speed of the twin screw can be controlled via a PL 2000 data processing plast corder, which is connected to the extruder via a PC interface. The heating zones I, II and III are each set to a temperature of 200 ° C., the three heating zones being air-cooled in order to keep the temperature constant. The mixture of polyopropylene granules and test substance is automatically drawn into the extruder by the twin screw running against each other and transported along the screw. The speed is set to 25 revolutions per minute to ensure thorough mixing and homogenization. This homogeneous and practically bubble-free mixture finally reaches a nozzle, which is a fourth heating zone. The temperature of this nozzle is set to 200 ° C - at this temperature the mixture leaves the extruder. The nozzle is selected so that the average diameter of the strand after it emerges from this nozzle is in the range of approximately 2-3 mm. This strand is granulated, ie cut into small pieces, with lengths of about 2-4 mm being set. The granules obtained are allowed to cool to 20 ° C. This granulate is in a melt spinning plant at a processing temperature of 280 ° C (ie you set both the melt star temperature and also the temperature of the spinneret to 280 ° C) gravimetrically (ie by gravity) converted into fibers. The fibers obtained have a fiber titer in the range from about 10 to 30 dtex (1 dtex corresponds to 1 g fiber per 10000 m fiber length). Then 500 m of this fiber are wound on a roll with a diameter of 6.4 cm. This fiber wound on the roll is withdrawn from the roll and the withdrawn circular structure is stabilized by central knotting, whereby a structure which has the shape of an "8" is obtained; this structure is referred to below as "strands".
2. Man füllt einen 1-1-Meßzylinder (Glaszylinder mit einem Innendurchmesser von 6,0 cm) mit destilliertem Wasser von 20 °C und zwar bis zur 1000-ml-Markierung. Nun hält man das zu prüfende Strängchen in der Weise, das seine Längsrichtung mit der Vertikale des Meßzylinders übereinstimmt, d.h. daß das Strängchen als vertikale "8" erscheint. An den untersten Teil dieser "8" hängt man nun ein Gewicht, das aus Cu- Draht besteht, wobei die Masse des Cu-Drahtes 0,2064 g Cu pro Gramm Strängchen beträgt. Dieser Cu-Draht wird in Form von Windungen an dem Strängchen befestigt, wobei der Durchmesser der Cu-Draht- Windungen etwa 1 bis 2 cm beträgt; anschließend werden diese Cu-Draht- Windungen durch leichtes Drücken zwischen Daumen und Zeigefinger zusammengepreßt. Nun hält man das Strängchen mit dem Cu- Gewicht über die Wasseroberfläche des Meßzylinders und zwar so, daß der untere Teil des Cu-Gewichtes in das Wasser eintaucht und der unterste Teil des Strängchens sich etwa 2 mm über der Wasseroberfläche befindet Dann läßt man das Strängchen los und mißt mit einer Stoppuhr die Zeit in Sekunden, die das Strängchen benötigt, um von der 1000-ml-Markierung bis zur 200-ml-Markierung zu gelangen. Beginn und Ende der Meßzeit sind dadurch definiert, daß das unterste Ende des Strängchens jeweils die 1000-ml- bzw. die 200-ml-Marke passiert. In der vorliegenden Versuchsanordnung bedeutet das, daß das Strängchen auf seinem Weg zwischen den genannten Markierungen eine Tauchstrecke von 28,3 cm zurückgelegt hat. Dieser erste Meßwert wird als Cl-Wert ("Wert des ersten Benetzungscyclus") bezeichnet.2. A 1-1 measuring cylinder (glass cylinder with an inner diameter of 6.0 cm) is filled with distilled water at 20 ° C up to the 1000 ml mark. Now hold the strand to be tested in such a way that its longitudinal direction corresponds to the vertical of the measuring cylinder, ie that the strand appears as vertical "8". A weight consisting of Cu wire is now attached to the bottom part of this "8", the mass of the Cu wire being 0.2064 g of Cu per gram of strand. This copper wire is attached to the strand in the form of turns, the diameter of the copper wire turns being approximately 1 to 2 cm; then these copper wire turns are pressed together by lightly pressing between the thumb and forefinger. Now hold the strand with the Cu weight over the water surface of the measuring cylinder so that the lower part of the Cu weight is immersed in the water and the lowest part of the strand is about 2 mm above the water surface. Then the strand is left go and use a stopwatch to measure the time in seconds it takes for the strand to move from the 1000 ml mark to the 200 ml mark. The start and end of the measuring time are defined by the fact that the bottom end of the strand passes the 1000 ml and 200 ml mark, respectively. In the present test arrangement this means that the strand on its way between the above Marks a diving distance of 28.3 cm. This first measured value is referred to as the Cl value (“value of the first wetting cycle”).
3. Das Strängchen wird unmittelbar nach Bestimmung des Cl -Wertes aus dem Meßzylinder genommen, mit Zellstoff abgetupft und 1 Stunde in einem Umlufttrocken- schrank (Typ UT 5042 EK der Firma Heraeus) bei 40 °C getrocknet. Anschließend wird Schritt 2 wiederholt. Der jetzt erhaltene Wert in Sekunden der 28,3-cm-Sinkzeit wird als C2-Wert ("Wert des zweiten Benetzungscyclus") bezeichnet. Trocknung und Bestimmung der 28,3-cm-Sinkzeit werden nun erneut wiederholt, wobei man den C3- Wert ("Wert des dritten Benetzungscyclus") erhält. Trocknung und Bestimmung der 28,3-cm-Sinkzeit werden nun erneut wiederholt, wobei man den C4-Wert ("Wert des vierten Benetzungscyclus") erhält. Trocknung und Bestimmung der 28,3-cm-Sinkzeit werden nun erneut wiederholt, wobei man den C5-Wert ("Wert des fünften Benetzungscyclus") erhält. Gewünschtenfalls kann die beschriebene Prozedur auch noch mehrfach wiederholt werden, es können also bei Bedarf auch noch C5-, C6-, C7- usw. Werte bestimmt werden.3. The strand is removed from the measuring cylinder immediately after the Cl value has been determined, blotted with cellulose and dried for 1 hour in a forced-air drying cabinet (type UT 5042 EK from Heraeus) at 40 ° C. Then step 2 is repeated. The value now obtained in seconds of the 28.3 cm sink time is referred to as the C2 value ("value of the second wetting cycle"). Drying and determination of the 28.3 cm sink time are now repeated again, the C3 value ("value of the third wetting cycle") being obtained. Drying and determination of the 28.3 cm sink time are now repeated again, giving the C4 value ("value of the fourth wetting cycle"). Drying and determination of the 28.3 cm sink time are now repeated again, giving the C5 value ("value of the fifth wetting cycle"). If desired, the described procedure can also be repeated several times, so that if necessary, C5, C6, C7, etc. values can also be determined.
4. Sofern 28,3-cm-Sinkzeiten (Cl- bis C5-Werte) oberhalb von 180 Sekunden liegen, wird der jeweilige Cyclus beendet.4. If 28.3 cm sink times (Cl to C5 values) are above 180 seconds, the respective cycle is ended.
5. Sofern an dem Strängchen, vorwiegend in dessen oberen Teil, beim Eintauchen in das Wasser des Meßzylinders Luftblasen hängenbleiben, werden diese sofort mittels eines Drahtes oder durch kurzes Berühren mit einem Finger entfernt.5. If air bubbles get stuck on the strand, mainly in its upper part, when immersed in the water of the measuring cylinder, these are immediately removed by means of a wire or by briefly touching it with a finger.
Der individuelle Benetzungstest gilt als bestanden, wenn die Werte für Cl, C2 und C3 jeweils maximal 50 Sekunden oder weniger betragen. Dies ist gleichbedeutend damit, daß beim Einsatz einer erfindungsgemäß geeigneten Prüfsubstanz, d.h eines Zuckerester- Ethoxylates (b), zur hydrophilen Ausrüstung des Polypropylens frühestens beim Durchlaufen des vierten Cyclus (C4-Wert) ein Wert oberhalb von 50 Sekunden erreicht wird. Ein Zuckerester-Ethoxylat (b) ist dann geeignet im Sinne der vorliegenden Erfindung, wenn ein Versagen, also ein 28,3-cm-Sinkzeiten-Wert oberhalb von 50 Sekunden, frühestens beim C4-Wert eintritt.The individual wetting test is passed if the values for Cl, C2 and C3 are each a maximum of 50 seconds or less. This is equivalent to the fact that when using a test substance suitable according to the invention, ie a sugar ester ethoxylate (b), for the hydrophilic finishing of the polypropylene, a value above 50 seconds is reached at the earliest when passing through the fourth cycle (C4 value). A sugar ester ethoxylate (b) is suitable for the purposes of the present invention if a failure, that is to say a 28.3 cm sink time value above 50 seconds, occurs at the earliest at the C4 value.
Die erfindungsgemäß einzusetzenden Zuckerester-Ethoxylate (b) sind wie bereits gesagt Anlagerungsprodukte von 4 bis 30 Mol Ethylenoxid pro Mol Zuckerester, wobei unter Zuckerestern Umsetzungsprodukte von Mono- und/oder Oligosacchariden und/oder Zuk- keralkoholen mit Fettsäuren mit 8-18 C-Atomen zu verstehen sind. Diese Verbindungen können sowohl einzeln als auch in Kombination miteinander eingesetzt werden.As already mentioned, the sugar ester ethoxylates (b) to be used according to the invention are addition products of 4 to 30 moles of ethylene oxide per mole of sugar ester, with reaction products of mono- and / or oligosaccharides and / or sugar alcohols with fatty acids having 8-18 C atoms among sugar esters are to be understood. These compounds can be used both individually and in combination with one another.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die den Zuckerester-Ethoxylaten zu Grunde liegenden Zuckerester ihre beiden Bausteine - also die Mono- bzw. Oligosaccha- ride bzw. Zuckeralkohole einerseits und die Fettsäuren andererseits - in einem molaren Verhältnis von 1 : 1.In a preferred embodiment, the sugar esters on which the sugar ester ethoxylates are based contain their two building blocks - the mono- or oligosaccharides or sugar alcohols on the one hand and the fatty acids on the other hand - in a molar ratio of 1: 1.
In einer bevorzugten Ausführungsform setzt man solche Zuckerester-Ethoxylate ein, die Anlagerungsprodukte von 4 bis 20 Mol Ethylenoxid pro Mol Zuckerester darstellen. Als Fettsäurebaustein der Zuckerester-Ethoxylate ist insbesondere Laurinsäure bevorzugt.In a preferred embodiment, those sugar ester ethoxylates are used which are adducts of 4 to 20 moles of ethylene oxide per mole of sugar ester. Lauric acid is particularly preferred as the fatty acid component of the sugar ester ethoxylates.
Beispiele für geeignete Mono- bzw. Disaccharid-Bausteine der Zuckerester-Ethoxylate sind Glucose, Fructose, Mannose, Galaktose, Telose, Gulose, Allose, Altrose, Idose, Ara- binose, Xylose, Lyxose, Libose und Gemische davon. Beispiele für geeignete Zuckeralkohol-Bausteine der Zuckerester-Ethoxylate sind die aus Monosacchariden durch Reduktion der Carbonylfunktion zugänglichen Polyhydroxyverbindungen, insbesondere Pentite und Hexite, etwa Sorbit, Mannit, Adonit, Dulcit, Erythrit, Xylit und Gemische davon.Examples of suitable mono- or disaccharide units of the sugar ester ethoxylates are glucose, fructose, mannose, galactose, telose, gulose, allose, old rose, idose, arabinose, xylose, lyxose, libose and mixtures thereof. Examples of suitable sugar alcohol building blocks of the sugar ester ethoxylates are the polyhydroxy compounds obtainable from monosaccharides by reducing the carbonyl function, in particular pentites and hexites, for example sorbitol, mannitol, adonite, dulcitol, erythritol, xylitol and mixtures thereof.
Ein Anlagerungsprodukt von 20 Mol Ethylenoxid an Sorbitanmonolaurat ist ein besonders bevorzugtes Zuckerester-Ethoxylat. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung setzt man solche Verbindungen (b) ein, die im individuellen Benetzungstest mindestens sechs Cyclen bis zum Versagen benötigen. Bei diesen Verbindungen sind also sämtliche Werte Cl, C2, C3, C4 und C5 im oben beschriebenen individuellen Benetzungstest unterhalb von 50 Sekunden.An adduct of 20 moles of ethylene oxide with sorbitan monolaurate is a particularly preferred sugar ester ethoxylate. In a further embodiment of the invention, compounds (b) are used which require at least six cycles in the individual wetting test to fail. In the case of these compounds, all the values C1, C2, C3, C4 and C5 in the individual wetting test described above are below 50 seconds.
Die erfindungsgemäß einzusetzenden Verbindungen (b) sind zur Migration befähigt. Darunter ist zu verstehen, daß diese Verbindungen in der Lage sind, im Zuge der Herstellung der Fasern durch beispielsweise Extrusionsverfahren an die Oberfläche des resultierenden Polyolefin- bzw. Polyester-Formkörpers zu gelangen. Sie reichern sich dadurch an der Oberfläche bzw. den Oberflächen-nahen Bereichen der Kunststoff-Matrix an, was durch sukzessives Abtragen von Oberflächenschichten in der Größenordnung von jeweils wenigen Nanometern und anschließende Abscan-Techniken von der Anmelderin verifiziert wurde.The compounds (b) to be used according to the invention are capable of migration. This is to be understood to mean that these compounds are able to reach the surface of the resulting polyolefin or polyester molded body in the course of the production of the fibers by, for example, extrusion processes. As a result, they accumulate on the surface or the areas close to the surface of the plastic matrix, which has been verified by the applicant by successive removal of surface layers in the order of magnitude of a few nanometers each and subsequent scanning techniques.
Die durch das erfindungsgemäße Verfahren zugänglichen Polyolefin- bzw. Polyesterfasern sowie daraus herstellbare textile Flächengebilde - etwa Vliese - zeichnen sich durch eine ausgezeichnete Benetzbarkeit durch wäßrige Medien aus.The polyolefin or polyester fibers which can be obtained by the process according to the invention and textile fabrics which can be produced therefrom — for example nonwovens — are distinguished by excellent wettability by aqueous media.
Durch das technische Handeln im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre wird einerseits sichergestellt, daß die angestrebte verbesserte und dauerhafte Oberflächen-Hydrophilie erreicht wird, andererseits, daß dies ohne Beeinträchtigung anderer Werkstoffparameter gelingt.The technical action within the meaning of the teaching according to the invention ensures on the one hand that the desired improved and permanent surface hydrophilicity is achieved, and on the other hand that this can be achieved without impairing other material parameters.
Die Einarbeitung der Zuckerester-Ethoxylate (b) in die Kunststoff-Matrix geschieht im Rahmen üblicher formgebender Verarbeitungsprozesse wie Extrusionsverfahren und dergleichen. Dabei kann es gewünscht sein, eine vorkonfektionierte Mischung der Komponenten a) und b) einzusetzen. Mitverwendete weitere übliche Hilfsstoffe, die sich bei der Verarbeitung von Kunststoffen allgemein bewährt haben und die dem Fachmann bekannt sind, beispielsweise Slipmittel, Antistatika, Gleitmittel, Trennmittel, UV- Stabilisatoren, Antioxidantien, Füllstoffe, Brandschutzmittel, Entformungsmittel, Nukleirungsmittel und Antiblockmittel können entsprechend in getrennter Form vorkonfektioniert und bei der abschließenden Aufmischung der Fertigprodukte zugegeben werden. Es kann aber - beispielsweise bei Anwendung der Extrudiertechnik - auch gewünscht sein, die Komponenten b) und/ oder andere Additive ganz oder teilweise direkt in die Polymerschmelze am Extruder einzudosieren, so daß die Mischung der Komponenten a) und b) - und gegebenenfalls weiterer Hilfsstoffe - nicht schon von vornherein als Vorkonfektionat vorhanden ist, sondern erst im Extruder selbst vorliegt. Eine derartige Technik bietet sich beispielsweise dann an, wenn die der Polymerschmelze zuzudosierenden Verbindungen b) in flüssiger Form vorliegen und ein Einspritzen dieser Komponente einfacher ist, als eine Vor- konfektionierung.The sugar ester ethoxylates (b) are incorporated into the plastic matrix in the course of customary shaping processing processes such as extrusion processes and the like. It may be desirable to use a pre-assembled mixture of components a) and b). Other customary auxiliaries used, which have proven themselves in general in the processing of plastics and which are known to the person skilled in the art, for example slip agents, antistatic agents, lubricants, release agents, UV stabilizers, Antioxidants, fillers, fire retardants, mold release agents, nucleating agents and antiblocking agents can be prepared accordingly in separate form and added when the finished products are finally mixed. However, it may also be desirable, for example when using the extrusion technology, to meter all or part of the components b) and / or other additives directly into the polymer melt on the extruder, so that the mixture of components a) and b) - and optionally other auxiliaries - is not already available as a ready-made product from the start, but is only present in the extruder itself. Such a technique is useful, for example, when the compounds b) to be metered into the polymer melt are in liquid form and injection of this component is easier than pre-assembly.
Es kann auch gewünscht sein - obgleich zur Erzielung des erfindungsgemäßen Effektes nicht erforderlich - im Anschluß an den erfindungsgemäßen Einsatz der Komponenten a) und b) auf übliche Weise eine Corona- oder Plasmabehandlung vorzunehmen.It may also be desirable - although not necessary to achieve the effect according to the invention - to carry out a corona or plasma treatment in the usual way after the use of components a) and b) according to the invention.
Als Komponente a) sind im Rahmen der Erfindung Polyolefine bevorzugt. Hier eigenen sich an sich alle heute bekannten Polymer- und Copolymertypen auf Ethylen- beziehungsweise Propylen-Basis. Auch Abmischungen reiner Polyolefine mit Copolymeren sind grundsätzlich geeignet. Für die erfindungsgemäße Lehre besonders geeignete Polymertypen sind in der nachfolgenden Zusammenstellung aufgezählt:Polyolefins are preferred as component a) in the context of the invention. All known polymer and copolymer types based on ethylene or propylene are suitable here. Mixtures of pure polyolefins with copolymers are also generally suitable. Polymer types which are particularly suitable for the teaching according to the invention are listed in the following compilation:
Poly(ethylene) wie HDPE (high density polyethylene), LDPE (low density polyethylene), VLDPE (very low density polyethylene), LLDPE (linear low density polyethylene), MDPE (medium density polyethylene), UHMPE (ultra high molecular polyethylene), VPE (vernetztes Poly ethylen), HPPE (high pressure polyethylene); isotaktisches Polypropylen; syndiotaktisches Polypropylen; Metallocen-katalysiert hergestelltes Polypropylen, schlagzäh-modifiziertes Polypropylen, Random-Copolymere auf Basis Ethylen und Pro- pylen, Blockcopolymere auf Basis Ethylen und Propylen; EPM (Poly[ethylen-co- propylen]); EPDM (Poly[ethylen-co-propylen-co-konjugiertes Dien]).Poly (ethylene) such as HDPE (high density polyethylene), LDPE (low density polyethylene), VLDPE (very low density polyethylene), LLDPE (linear low density polyethylene), MDPE (medium density polyethylene), UHMPE (ultra high molecular polyethylene), VPE (cross-linked polyethylene), HPPE (high pressure polyethylene); isotactic polypropylene; syndiotactic polypropylene; Metallocene catalyzed polypropylene, impact modified polypropylene, random copolymers based on ethylene and pro pylene, block copolymers based on ethylene and propylene; EPM (poly [ethylene-co-propylene]); EPDM (Poly [ethylene-co-propylene-co-conjugated diene]).
Weitere geeignete Polymertypen sind: Poly(styrol); Poly(methylstyrol); Po- ly(oxymethylen); Metallocen-katalysierte alpha-Olefin- oder Cycloolefin-Copolymere wie Norbomen-Ethylen-Copolymere; Copolymere, die zu mindestens 80 % Ethylen und/oder Styrol enthalten und zu weniger als 20 % Monomere wie Vinylacetat, Acrylsäu- reester, Methacrylsäureester, Acrylsäure, Acrylnitril, Vinylchlorid. Beispiele solcher Polymeren sind: Poly(ethylen-co-ethylacrylat), Poly(ethylen-co-vinylacetat), Po- ly(ethylen-co-vinylchlorid), Poly(styrol-co-acrylnitril). Geeignet sind weiterhin Pfropfco- polymere sowie Polymerblends, das heißt, Mischungen von Polymeren, in denen unter anderem die vorgenannten Polymere enthalten sind, beispielsweise Polymerblends auf Basis von Polyethylen und Polypropylen.Other suitable types of polymers are: poly (styrene); Poly (methylstyrene); Poly (oxymethylene); Metallocene-catalyzed alpha-olefin or cycloolefin copolymers such as norbornene-ethylene copolymers; Copolymers containing at least 80% ethylene and / or styrene and less than 20% monomers such as vinyl acetate, acrylic acid esters, methacrylic acid esters, acrylic acid, acrylonitrile, vinyl chloride. Examples of such polymers are: poly (ethylene-co-ethyl acrylate), poly (ethylene-co-vinyl acetate), poly (ethylene-co-vinyl chloride), poly (styrene-co-acrylonitrile). Graft copolymers and polymer blends are also suitable, that is to say mixtures of polymers which contain, inter alia, the abovementioned polymers, for example polymer blends based on polyethylene and polypropylene.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind Homo- und Copolymere auf Basis von Ethylen und Propylen besonders bevorzugt. In einer Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung setzt man dementsprechen als Polyolefin ausschließlich Polyethylen ein, in einer anderen Ausführungsform ausschließlich Polypropylen, in einer weiteren Ausfüh- rungsfrom Copolymere auf Basis von Ethylen und Propylen.In the context of the present invention, homopolymers and copolymers based on ethylene and propylene are particularly preferred. In one embodiment of the present invention, accordingly, only polyethylene is used as the polyolefin, in another embodiment only polypropylene, in another embodiment, copolymers based on ethylene and propylene.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist Komponente a) Polypropylen.In a very particularly preferred embodiment of the invention, component a) is polypropylene.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der gemäß dem oben beschriebenen Verfahren hergestellten hydrophilisierten und durch wäßrige Medien benetzbaren Fasern auf Polyolefin bzw. Polyester-Basis zur Herstellung textiler Flächengebilde. Vorzugsweise sind dabei die textilen Flächengebilde Vliesstoffe. In einer besonders bevorzugten Ausfuhrungsform sind diese textilen Flächengebilde zum Einsatz in Windeln bestimmt. Für den letztgenannten Fall, den Einsatz von textilen Flächengebilden in Windeln, stellt der individuelle Benetzungstest eine geeignete Simulation dar. Windeln werden nämlich üblicherweise über einen Zeitraum von 3 bis 5 Stunden getragen, wobei ihre Innenseite durchschnittlich bis zu 3 -mal mit Urin benetzt wird. Es muß dann gewährleistet sein, daß ein hydrophil ausgerüstetes Vlies auf Basis eines ansonsten hydrophoben Kunststoffs jeweils ausreichend benetzbar ist, so daß der Urin durch das Vlies penetrieren und vom Absorbermaterial der Windel gebunden werden kann.Another object of the invention is the use of the hydrophilized polyolefin or polyester-based fibers produced by the process described above and wettable by aqueous media for the production of textile fabrics. The textile fabrics are preferably nonwovens. In a particularly preferred embodiment, these textile fabrics are intended for use in diapers. For the latter case, the use of textile fabrics in diapers, the individual wetting test represents a suitable simulation. Diapers are usually worn over a period of 3 to 5 hours, the inside of which is wetted with urine on average up to 3 times. It must then be ensured that a hydrophilically finished fleece based on an otherwise hydrophobic plastic is sufficiently wettable so that the urine can penetrate through the fleece and be bound by the absorber material of the diaper.
Vliesstoffe können nach allen im Stand der Technik bekannten Verfahren der Vliesherstellung, wie sie beispielsweise in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A 17, VCH Weinheim 1994, Seiten 572 - 581, beschrieben werden, hergestellt werden. Bevorzugt sind dabei Vliese, die entweder nach dem sogenannte „dry laid"- oder dem Spinnvlies- oder spunbond- Verfahren hergestellt wurden. Das „dry laid"- Verfahren geht von Stapelfasern aus, die üblicherweise durch Kardieren in Einzelfasern getrennt und anschließend unter Einsatz eines aerodynamischen oder hydrodynamischen Verfahrens zum unverfestigten Vliesstoff zusammengelegt werden. Dieser wird dann beispielsweise durch eine thermische Behandlung zum fertigen Vlies verbunden (das sogenannte „thermobonding"). Dabei werden die synthetischen Fasern entweder soweit erwärmt, daß deren Oberfläche schmilzt und die Einzelfasern an den Kontakstellen miteinander verbunden werden, oder die Fasern werden mit einem Additiv überzogen, welches bei der Wärmebehandlung schmilzt und so die einzelnen Fasern miteinander verbindet. Durch Abkühlung wird die Verbindung fixiert. Neben diesem Verfahren sind natürlich auch alle anderen Verfahren geeignet, die im Stand der Technik zum Verbinden von Vliesstoffen eingesetzt werden. Die Spinnvliesbildung geht dagegen von einzelnen Filamenten aus, die nach dem Schmelzspinnverfahren aus extrudierten Polymeren gebildet werden, welche unter hohem Druck durch Spinndüsen gedrückt werden. Die aus den Spinndüsen austretenden Filamente werden gebündelt, gestreckt und zu einem Vlies abgelegt, welches üblicherweise durch „thermobonding" verfestigt wird. B e i s p i e l eNonwovens can be produced by all methods of nonwoven production known in the prior art, as described for example in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A 17, VCH Weinheim 1994, pages 572-581. Nonwovens which are produced either by the so-called "dry laid" method or by spunbonding or spunbonding are preferred. The "dry laid" method is based on staple fibers which are usually separated into individual fibers by carding and then using a aerodynamic or hydrodynamic processes are combined to form the unconsolidated nonwoven. This is then bonded, for example, to the finished nonwoven by a thermal treatment (the so-called “thermobonding”). The synthetic fibers are either heated to such an extent that their surface melts and the individual fibers are bonded to one another at the contact points, or the fibers are mixed with an additive Coated, which melts during the heat treatment and thus connects the individual fibers to one another. The connection is fixed by cooling. In addition to this method, all other methods that are used in the prior art for connecting nonwovens are of course also suitable individual filaments, which are formed by the melt spinning process from extruded polymers which are pressed under high pressure through spinnerets. The filaments emerging from the spinnerets are bundled, stretched and laid down to form a fleece, which is usually by "thermobonding" v is established. Examples
Mit unterschiedlichen Prüfsubstanzen (Bl = erfindungsgemäßes Beispiel; VI und V2 = Vergleichsversuche) ausgerüstete Polypropylen-Prüfkörper wurden dem oben beschriebenen individuellen Benetzungstest unterworfen. Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengestellt; angegeben sind dabei die 28,3-cm-Sinkzeiten (in Sekunden) nach ein, zwei, drei, vier und fünf Benetzungscyclen (Spalten Cl bis C5).Polypropylene test specimens equipped with different test substances (B1 = example according to the invention; VI and V2 = comparative tests) were subjected to the individual wetting test described above. The test results are summarized in Table 1; the 28.3 cm sink times (in seconds) after one, two, three, four and five wetting cycles (columns C1 to C5) are indicated.
Tabelle 1Table 1
(1) Anlagerungsprodukt von 20 Mol Ethylenoxid an 1 Mol Sorbitanmonolaurat ("Eumul- gin SML 20" der Firma Henkel KGaA / Düsseldorf);(1) adduct of 20 moles of ethylene oxide with 1 mole of sorbitan monolaurate ("Eumulsin SML 20" from Henkel KGaA / Düsseldorf);
Es ist deutlich, daß die Werte Cl, C2 und C3 des Beispiels Bl deutlich unterhalb des kritischen Wertes von 50 Sekunden liegt und den entsprechenden Werten der Vergleichsbeispiele VI und V2 deutlich überlegen sind. It is clear that the values C1, C2 and C3 of example B1 are clearly below the critical value of 50 seconds and are clearly superior to the corresponding values of comparative examples VI and V2.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Verfahren zur hydrophilen Ausrüstung von Fasern, die ausschließlich oder ganz Polyolefine oder Polyester enthalten, wobei man eine Mischung enthaltend (a) überwiegend Polyolefine oder Polyester und (b) 0,01 bis 10 Gew.-% - bezogen auf die Summe von Polyolefin und Polyester - einer Zusammensetzung, die mindestens eine Verbindung aus der Klasse der Zuckerester-Ethoxylate enthält, bei Temperaturen im Bereich von 180 bis 320 °C auf übliche Weise einer formgebenden Verarbeitung zu Fasern unterwirft, dadurch gekennzeichnet, daß1. A process for the hydrophilic finishing of fibers which contain all or part of polyolefins or polyesters, a mixture comprising (a) predominantly polyolefins or polyesters and (b) 0.01 to 10% by weight, based on the sum of polyolefin and polyester - a composition which contains at least one compound from the class of the sugar ester ethoxylates, at temperatures in the range from 180 to 320 ° C in a customary manner to shaping into fibers, characterized in that
(i) man der Mischung, die man der formgebenden Verarbeitung unterwirft, vor oder während dieser formgebenden Verarbeitung keine Übergangsmetallverbindungen zudosiert,(i) no transition metal compounds are added to the mixture which is subjected to the shaping processing before or during this shaping processing,
(ii) die Zuckerester-Ethoxylate (b) Anlagerungsprodukte von 4 bis 30 Mol Ethylenoxid pro Mol Zuckerester sind, wobei unter Zuckerestern Umsetzungsprodukte von Mono- und/oder Oligosacchariden und/oder Zuckeralkoholen mit Fettsäuren mit 8-18 C-Atomen zu verstehen sind und daß(ii) the sugar ester ethoxylates (b) adducts of 4 to 30 moles of ethylene oxide per mole of sugar ester, wherein sugar esters are reaction products of mono- and / or oligosaccharides and / or sugar alcohols with fatty acids with 8-18 C atoms and that
(iii) die Zuckerester-Ethoxylate (b) im individuellen Benetzungstest mindestens vier Cyclen bis zum Versagen benötigen.(iii) the sugar ester ethoxylates (b) need at least four cycles in the individual wetting test to fail.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei man als Komponente a) Polypropylen einsetzt.2. The method according to claim 1, wherein polypropylene is used as component a).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei man als Komponente b) das Anlagerungsprodukt von 20 Mol Ethylenoxid an Sorbitanmonolaurat einsetzt.3. The method according to claim 1 or 2, wherein the adduct of 20 moles of ethylene oxide with sorbitan monolaurate is used as component b).
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei man bei der formgebenden Verarbeitung übliche weitere Hilfsstoffe zur Verarbeitung von Kunststoffen zusetzt und/oder als zusätzlichen weiteren Verarbeitungsschritt auf übliche Weise eine Corona- oder Plasmabehandlung vornimmt. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein customary additional auxiliaries for processing plastics are added in the shaping processing and / or corona or plasma treatment is carried out in the usual way as an additional further processing step.
5. Verfahren um nichtgewebten Materialien, die Fasern aus Polyolefin oder Polyester enthalten, hydrophile Eigenschaften zu verleihen und sie für wäßrige Medien durchlässig zu machen, dadurch gekennzeichnet, daß man die gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 hergestellten hydrophil ausgerüsteten Fasern auf Basis von Polyolefin oder Polyester auf übliche Weise - beispielsweise zu Vliesstoffen - weiterverarbeitet.5. A method for imparting hydrophilic properties to nonwoven materials containing fibers made of polyolefin or polyester and for making them permeable to aqueous media, characterized in that the hydrophilically finished fibers based on the method prepared according to one of claims 1 to 4 of polyolefin or polyester processed in the usual way - for example to nonwovens.
6. Verwendung der gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 hergestellten hydrophilisierten und durch wäßrige Medien benetzbaren Fasern auf Polyolefin- oder Polyester-Basis zur Herstellung textiler Flächengebilde.6. Use of the hydrophilized polyolefin or polyester-based fibers produced by the process according to one of claims 1 to 4 and wettable by aqueous media for the production of textile fabrics.
7. Verwendung nach Anspruch 6, wobei die textilen Flächengebilde Vliesstoffe sind.7. Use according to claim 6, wherein the textile fabrics are nonwovens.
8. Verwendung nach Anspruch 6 oder 7, wobei die textilen Flächengebilde zum Einsatz in Windeln bestimmt sind. 8. Use according to claim 6 or 7, wherein the textile fabrics are intended for use in diapers.
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