FI107343B - Menetelmä hydrofobisten polymeerikuitujen valmistamiseksi ja laite sitä varten - Google Patents
Menetelmä hydrofobisten polymeerikuitujen valmistamiseksi ja laite sitä varten Download PDFInfo
- Publication number
- FI107343B FI107343B FI990109A FI990109A FI107343B FI 107343 B FI107343 B FI 107343B FI 990109 A FI990109 A FI 990109A FI 990109 A FI990109 A FI 990109A FI 107343 B FI107343 B FI 107343B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- filaments
- fibers
- surface treatment
- filament
- fiber
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 229920001600 hydrophobic polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 8
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 138
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000003851 corona treatment Methods 0.000 claims abstract description 21
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 19
- 238000002074 melt spinning Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 claims abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 38
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 36
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 31
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 31
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims description 12
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 5
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000009960 carding Methods 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 abstract description 2
- 238000002788 crimping Methods 0.000 abstract 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 239000003570 air Substances 0.000 description 9
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 8
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 8
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 8
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 7
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 7
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 5
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 4
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 3
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 3
- 229920003299 Eltex® Polymers 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 2
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 2
- 239000002216 antistatic agent Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 2
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 2
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical compound C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910014033 C-OH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 229910014570 C—OH Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 125000003636 chemical group Chemical group 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 239000008398 formation water Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000009940 knitting Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 239000004750 melt-blown nonwoven Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000002674 ointment Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
- D04H3/005—Synthetic yarns or filaments
- D04H3/007—Addition polymers
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D10/00—Physical treatment of artificial filaments or the like during manufacture, i.e. during a continuous production process before the filaments have been collected
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/02—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D01F6/04—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from polyolefins
- D01F6/06—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from polyolefins from polypropylene
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
- D04H1/4282—Addition polymers
- D04H1/4291—Olefin series
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/44—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling
- D04H1/46—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling by needling or like operations to cause entanglement of fibres
- D04H1/492—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling by needling or like operations to cause entanglement of fibres by fluid jet
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/70—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
- D04H1/74—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being orientated, e.g. in parallel (anisotropic fleeces)
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
- D04H3/08—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating
- D04H3/10—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating with bonds between yarns or filaments made mechanically
- D04H3/11—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating with bonds between yarns or filaments made mechanically by fluid jet
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
- D04H3/08—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating
- D04H3/16—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating with bonds between thermoplastic filaments produced in association with filament formation, e.g. immediately following extrusion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
Description
107343
Menetelmä hydrofobisten polymeerikuitujen valmistamiseksi ja laite sitä varten
Vesineulaus tai "spunlacing" on nonvvoven-valmistusmenetelmä, jossa kuituraina sidotaan hienoilla vesisuihkuilla korkeapaineessa. Kaikkein yleisimmin käytetyssä 5 menetelmässä karstattu raina sijoitetaan liikkuvalle kuljetushihnalle, joka siirtää rainan useiden vesisuihkurivien alla. Veden paine suihkuissa kasvaa asteittain suihkujen ensimmäiseltä riviltä viimeiseen riviin. Vesisuihkujen rainalle luovuttama mekaaninen energia neulaa kuidut rainassa. Neulaus pitää kuidut nonwovenissa ilman, että tarvitaan lisäsidontaa, kuten termistä sidontaa tai kemiallista sidontaa.
10 Lisää yleistä tietoa vesineulauksesta voi löytää esimerkiksi US-patenteista nro 3,485,706 ja nro 3,485,708 (Evans).
Eri tyyppisiä kuitukoostumuksia voidaan käyttää vesineulattujen nonwovenien valmistamiseksi. Tyypillisiä käytettyjä kuituja ovat selluloosa-perustaiset kuidut, 15 kuten puuvilla, selluloosa tai viskoosi, ja kemialliset kuidut, kuten polyesteri (poly- eteenitereftalaatti) tai polypropeeni. Tavallisesti käytetty kuituseossuhde on 30-70 % viskoosikuituja ja 70-30 % polyesterikuituja rainan painosta laskettuna.
Kuitenkin polypropeenikuitujen käyttöä vesineulauksessa rajoittaa niiden hydrofobi-20 nen luonne. Vesipisara muodostaa polypropeenipinnalla kontaktikulman, joka on noin 105°, kun taas polyesteripinnalla se muodostaa kontaktikulman, joka on noin 80°. Määritelmän mukaan pinta on hydrofobinen, jos veden kontaktikulma on suu-rempi kuin 90° ja hydrofiilinen, jos mainittu kontaktikulma on pienempi kuin 90°. Johtuen tästä kuidun kostumisominaisuuksissa esiintyvästä erosta, polypropeenikui-2 5 tuja sisältävän rainan vesineulaus on kahdesta syystä vaikeampaa kuin polyesterikui tuja sisältävän rainan vesineulaus. Ensiksikin kun hydrofobisten polypropeenikuitujen määrää lisätään rainassa, rainan vettä hylkivä ominaisuus kasvaa. Johtuen veden hylkimisen kasvusta vesisuihkut eivät tunkeudu rainaan täysin. Tämän vaikutuksen seurauksena rainan absorboima vesineulausenergia vähenee.
30
Toiseksi, kuitupinnan ominaisuuksien kontrolloimiseksi tarvittava avivointiainemää-rä on erilainen polypropeeni- ja polyesterikuiduille. Tavallisesti katkokuitukehruu-. menetelmässä polypropeenikuitupintaan on lisättävä avivointiaineita 0,5 % kuitujen 107343 2 painosta laskettuna. Polyesterikuitupinnalle avivointiaineiden 0,10-0,15 %:n lisäys-taso, kuitujen painosta laskettuna, on riittävä. Tavallisesti avivointiaine on pints-ί k-tiivisten aineiden seos, sisältäen voiteluaineita, antistaattisia aineita, kostuttavia ai -neita ja emulgoivia aineita. Voiteluaineiden tarkoituksena on kontrolloida kuitu· k li-5 tu-koheesiota sekä kuitu kuitu- ja kuitu-metalli-kitkaa. Antistaattiset aineet alentaa rat staattisen varauksen kerääntymistä kuitukäsittelyn aikana. Kostuttavat aineet palailtavat kuitujen kostuvuusominaisuuksia pienentämällä veden kontaktikulmaa kuitu-pinnalla. Emulgoivia aineita käytetään luomaan öljy-vedessä-avivointiaine-emul iloita, jotka voidaan laimentaa vedellä.
10
Pinta-aktiiviset aineet, mukaan lukien avivointiaineet, muodostavat ongelmia ve-sineulausmenetelmässä. Vesineulauksessa avivointiaineet liukenevat kuiduista ve-sineulausveteen. Liuenneet avivointiaineet alentavat neulausveden pintajännitystä a stabiloivat ilmakuplia vEJteen. Ilman stabilaatio aiheuttaa veden vaahtoamista, mil ä 15 on ei-toivottavaa vesineulauksessa. Koska neulausvesi täytyy puhdistaa suodatta malla ja kierrättämällä, kuiduista liuenneiden epäpuhtauksien määrä vedessä on pidettävä niin alhaisena kuin mahdollista. Neulausveden kulutus polypropeenikatl o-kuituja sisältävän rainan vesineulauksessa on tästä johtuen korkea. Tämä johtuu siitä, että polyproptienikuidut vaativat tyypillisesti noin neljä kertaa korkeammat 2 0 avivointiaineiden lisäyspitoisuudet kuin polyesteri- tai viskoosikuidut.
Tänä päivänä on olemassa erilaisia tekniikoita polymeeripintojen modifioimiseksi. Tekniikat, kuten plasma-, korona- tai liekkikäsittely, nostavat matalaenergisten pj-lymeeripintojen, kuten polyeteenin tai polypropeenin, vapaata pintaenergiaa. V.i-25 paan pintaenergian lisäys voidaan havaita parantuneina kostumisominaisuuksina j i veden kontaktikulman pienenemisenä. Plasma-, korona-ja liekkikäsittely ovat hyvin tunnettuja polymeeri tekniikan alalla. Näitä tekniikoita on sovellettu kuitumateriaalien, kuten nonwovenien, modifioimiseen materiaalien kostuvuus- tai adheesio-o n -naisuuksien parantamiseksi. Julkaisu JP 01192871 A kuvaa menetelmää, jossa 3 0 hydrofobisia kuituja sisältävälle nonwovenille suoritetaan koronakäsittely, hydrolii- listen ominaisuuksien saamiseksi kankaalle. Patenttihakemusjulkaisu WO 97/11834 käsittelee koronakäsittely menetelmää, jota voidaan käyttää muun muassa sulapu- 107343 3 halletuille nonwoveneille kostuvuusominaisuuksien aikaansaamiseksi hydrofobisille nonwoveneille. Tsai ja Wadsworth, Textile Res.J., vol.67 (1997), nro 5., s.359, raportoi plasmakäsittelystä, jolla nostetaan polypropeeni-sulapuhallettujen nonwove-nien vapaata pintaenergiaa.
5 Tämä keksintö koskee menetelmää polymeeri-, erityisesti polyolefiinikuitufilament-tien valmistamiseksi, joilla vapaa pintaenergia on kohonnut, menetelmän käsittäessä sulan muodostamisen hydrofobisesta polymeeristä, sulan kehräämisen filamenttien muodostamiseksi, avivointiaineen levittämisen filamenteille ja mahdollisesti fila-10 menttien kihartamisen ja leikkaamisen katkokuiduiksi. Keksinnön mukaan pintakä- sittelyvaihe, edullisesti koronapurkaus-, plasma- tai liekkikäsittelyvaihe, sisällytetään menetelmään kuitujen vapaan pintaenergian nostamiseksi. Keksintö koskee myös laitetta tai tuotantolinjaa keksinnön suorittamiseksi. Keksinnön kohteet, piirteet ja edut käyvät täysin ilmi liitteenä olevista vaatimuksista.
15
Edullisen suoritusmuodon mukaan korona- tai plasmakäsittelyllä nostetaan vapaa pintaenergia. Tämä johtaa kahteen huomattavaan parannukseen nykyisen tekniikan tasoon verrattaessa. Ensinnäkin, filamenttien ja niistä valmistettujen kuitujen kostu-vuusominaisuudet parantuvat ja mainituista kuiduista valmistetun rainan neulau-20 senergian absorptio tehostuu vesineulauksessa. Toiseksi, kuiduille hyvät voite luominaisuudet ja anstaattiset ominaisuudet antavien avivointiaineiden lisäystasoa · voidaan alentaa 30-50 %:11a kehruun aikana. Avivointiaineen lisäystason alentami sesta johtuen mainittuja kuituja sisältävästä rainasta liukenee vähemmän epäpuhtauksia kiertävään neulausveteen.
25
Kuva 1 on kaavamainen esitys kompaktikehruuprosessista polypropeenifilamenttien . ja -katkokuitujen valmistamiseksi keksinnön mukaiseksi.
Kuva 2 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaisesti käytettävän koronakäsittely-yksi-30 kön suoritusmuotoa.
Kuva 3 esittää kaavamaisesti vesineulaustuotantolinjaa.
107343 4
Edullisen suoritusmuodon mukaan keksintö koskee menetelmää polypropeenifiia-menttien ja niistä saatavien katkokuitujen valmistamiseksi vesineulattavien nonv/c -venien valmistusta varten. Menetelmä käsittää polypropeenifilamenttitouvin ko-ronapurkaus-, plasma- tai liekkikäsittelyn sulakehruuprosessin kuluessa. Vaikka 5 polypropeeni on edullinen hydrofobinen kuitu vesineulattujen nonwovenien val mistuksessa, on huomattava, että menetelmä soveltuu myös kuitujen tuottamiset ti i vesineulaukseen muista polymeereistä, joilla on alhainen vapaa pintaenergia (ved ;n kontaktikulma suurempi kuin 90°), kuten polyeteenistä. Koska koronakäsittely suoritetaan ympäröivässä ilmassa ja se on jatkuva prosessi, on koronakäsittely 10 edullisempi menetelmä filamenttien vapaan pintaenergian nostamiseksi sulakehruu prosessin kuluessa kuin plasma- tai liekkikäsittelytekniikat.
Tyypillisessä, alalla hyvin tunnetussa koronapurkauslaitteessa on kaksi elektrodia Työelektrodiin kytketään AC-suurjännite, jonka taajuus on tavallisesti 9-30 kH; ja 15 jännite 10-15 kV. Suurjännite aikaansaa ilman ionisaation kahden elektrodin väli sessä raossa. Tämä johtaa koronana tunnettuun sähköpurkaukseen työelektrodin ja toisen, sähköisesti maadoitetun elektrodin välillä. Maadoitettu elektrodi on tavallisesti ruostumattomasta teräksestä valmistettu tela. Sopivia materiaaleja työeleis tilo-diin ovat esimerkiksi paljaat metallit tai keraamiset aineet. Eristin elektrodien 2 0 välissä on käsitelty meteriaali ja ilmarako. Käsiteltäessä huokoisia materiaaleja, kuten filamenttitouveja, materiaalin täytyy olla sähköisesti eristetty elektrodeista.
... Tämä tehdään peittämällä telaelektrodi dielektrisellä materiaalilla tai mieluummir käyttämällä eristysaineella, kuten keraamisella aineella päällystettyjä työelektrodeia. Kuitenkin käytettäessä sähköisesti eristettyjä työelektrodeja, koronakäsittelyn teκ 25 alenee noin 50 % :11a verrattuna tapauksiin, joissa käytetään paljaita metallielele ro- deja.
Tavanomaisten koronakäsittely-yksiköiden, joissa on tela-elektrodi rakenne, sovel u-vuus rajoittuu ohuihin materiaaleihin, koska elektrodien välistä ilmarakoa voickai 30 tavallisesti säätää 1 mm:stä 2,5 mm:iin. Käsiteltäessä paksuja materiaaleja tai materiaaleja, joilla on 3-D-rakenne, plasma- tai koronasuihkut ovat edullisempia.
" Koronasuihkut puhaltavat sähköpurkauksella synnytetyn ionisoidun ilman käsite Iti- 107343 5 vän materiaalin pinnalle.
Sähköpurkauksen aikana elektrodien välisessä ilmaraossa muodostuu ioneja, radikaaleja, viritettyjä molekyylejä, fotoneja ja otsonia. Nämä komponentit sisältävät 5 tarpeeksi energiaa katkaisemaan polymeeriketjut käsiteltävän polyolefiinimateriaalin pinnalla, jolloin muodostuu polymeeriradikaaleja. Koronassa happi, mukaan lukien happiradikaalit, ja otsoni reagoivat polymeeriradikaalien kanssa materiaalin pinnalla, muodostaen peroksideja. Peroksidit reagoivat edelleen polymeeripinnalla hap-pea-sisältäviksi funktionaalisiksi ryhmiksi, kuten -C-OH, -C=0, -COOH, -COOC-10 ja -C-O-C-. Nämä polaariset, happea sisältävät kemialliset ryhmät nostavat poly meerimateriaalin vapaata pintaenergiaa ja parantavat pinnan kostuvuusominaisuuk-sia.
Kuvassa 1 on esitetty kasvaneen vapaan pintaenergian omaavien polyolefiinikuitujen 15 valmistamiseksi tarkoitun linjan edullinen suoritusmuoto. Kuvassa 1 esitetyssä kompaktikehruulinjassa polymeerigranulaatit syötetään ekstruuderiin (11), jonka jälkeen sula polymeeri pumpataan läpi kehruusuuttimesta (12), jossa on useita reikiä, joiden halkaisija on tavallisesti 0,25 mm. Filamenttitouvin (13) muodostavat polymeerifilamentit vedetään kehruusuuttimesta (12) ensimmäisellä galetistolla (17). 20 Kehruusuuttimen (12) jälkeen polymeerifilamentit sammutetaan ja avivointiaine lisä tään filamenttitouville (13) sipaisutela-aplikaattorilla (14). Pintakäsittely-yksikkö (15) nostaa polymeerifilamenttien vapaata pintaenergiaa touvissa (13) koronapur-kaus- tai plasmasuihkukäsittelyllä. Pintakäsittely-yksikkö (15) on edullisesti sellainen, joka pystyy käsittelemään touvin (13) molemmat puolet. Pintakäsittelyn (15) 25 jälkeen touvin (13) pintaosassa polymeerifilamenteilla on keskimääräinen veden kontaktikulma-arvo alle 95° ja mieluummin kontaktikulma-arvo on alle 90°. Koska pintakäsittely (15) synnyttää polymeerifilamenteissä jonkin verran sähkövarausta, fiiamentti-filamentti-koheesio touvissa (13) alenee. Tästä syystä, sähköisen varauksen eliminoimiseksi touvista (13) on edullista käyttää pintakäsittelyn (15) jälkeen 3 0 toista avivointiaine-sipaisutela-applikaattoria (16). Koska lisätty avivointiaine fila- menttitouvissa (13) pyrkii vähentämään pintakäsittelyn (15) tehoa, avivointiaineen '· r taso ensimmäisessä sipaisutela-applikaattorissa (14) on edullisesti vähemmän kuin 107343 6 0,10 paino-% touvista. Pintakäsittely (15) suoritetaan edullisesti kehruusuuttimen (12) jälkeen, sen läheisyydessä, jolloin sipaisutela-applikaattori (14) voidaan jäitä ä pois. Edullisen suoritusmuodon, jota ei ole esitetty kuvassa, mukaan pintakäsittel /-vaihe voidaan suorittaa ennen sipaisutela-applikaattoria (14), suoritusmuodon kii- 5 sittäessä lisäksi toisen pintakäsittelyn (20) ja sitä seuraavan avivointiaineen lisäys- vaiheen (21) vetouunin (18) jälkeen. Tämä pintakäsittelyn suorituspaikka lähelli kehruusuutinta on edullinen, koska filamenttitouvi (13) on tässä kohtaa laaja ja ohut. Myös tässä paikassa filamenttitouvi (13) on viimeistelemätön ja vältytään am-vointiaineesta johtuvalta pintakäsittely tehon menetykseltä.
10
Filamenttitouvi (13) vedetään vetouunissa (18) toisella galetistolla (19). Kun toi v.
(13) on pintakäsitelty ennen vetouunia (18), vetosuhteen λ tulisi edullisesti olla vähemmän kuin 1,50 ja kaikkein mieluimmin vähemmän kuin 1,20, koska veto laajentaa ja suurentaa kuitutouvin (13) käsittelemätöntä pinta-alaa. Jos veto suhde k 15 on suurempi kuin 1,50, toinen pintakäsittely-yksikkö (20) voidaan asentaa galet sion (19) jälkeen laajentunein! pinta-alan uudelleenkäsittelemiseksi.
Kun filamenttitouvi (13) on pintakäsitelty ja vedetty, se viimeistelykäsitellään uudelleen avivointiaineilla. sipaisutela-aplikaattorissa (21) ja kiharretaan kihartimes sa 2 0 (22). Kiharrettu filamenttitouvi kuivataan kuivausuunissa (23) ja lopuksi leikataan katkokuiduiksi leikkurissa (24). On huomattava, että myös muita kuitukehruutekn i-koita, kuten pitkäkehruuta, voidaan käyttää keksinnön mukaisten polyolefiinikui u-jen valmistukseen.
25 Kuvassa 2 esitetään kaavamaisesti tyypillinen koron akäsittely-yksikkö filamentti- touvin (13) käsittelemiseksi. Osat ovat seuraavat: (25) koronapurkausgeneraattoi i a suurjännitemuuntaja, (26) purkauselektrodit, (27) ilmarakoja (28) maadoitetut metallitelat.
30 Kuvassa 3 esitetään kaavamaisesti tyypillinen tuotantolinja vesineulattujen nonwove- nien valmistukseen, jossa osat ovat seuraavat: (31) kuitusyötin, (32) karstaus, (33 > ensimmäinen vesineulausasema, (34) toinen vesineulausasema (35), kuivaaja ja (3 3) 107343 7 nonwovenin rullauskone.
Tämän keksinnön mukaisesti valmistetuilla polyolefiinikatkokuiduilla on tunnusomaisena piirteenä vapaan pintaenergian lisäys verrattaessa ilman kuvattua 5 pintakäsittelyä valmistettuihin kuituihin. Käsittelemättömillä polyolefiinikuiduilla, erityisesti polypropeeni- ja polyeteenikuiduilla, on veden kontaktikulma-arvo noin 95° - 105° tai kriittinen pintajännitys vähemmän kuin 33 mN/m. Pintakäsitellyillä kuiduilla on keskimääräinen kontaktikulma vähemmän kuin 95°, tai kriittinen pintajännitys korkeampi kuin 33 mN/m ja vielä mieluummin kontaktikulma on vähem-10 män kuin 90°, tai kriittinen pintajännitys korkeampi kuin 35 mN/m. Yksittäisten kuitujen veden kontaktikulma-arvot voivat vaihdella 60°:sta noin 105°:seen, tai kriittiset pintajännitys-arvot 49 mN/m:stä noin 31 mN/m:iin. Tämä vaihtelu johtuu touvin yksittäisten filamenttien altistuksen vaihtelusta pintakäsittelylle. On selvää, että filamentit touvin molemmilla sivuilla absorboivat suurimman osan käsittely-15 energiasta kun taas filamentit touvin keskellä saavat vähemmän käsittelyä.
Nyt on havaittu, että koronakäsitellyille polyolefiini-, mieluimmin polypropeenifila-menteille ja -kuiduille voidaan saada riittävät antistaattiset ja hydrofiiliset ominaisuudet käyttämällä 30-50 % vähemmän avivointiaineita kuin alalla tällä hetkellä 20 tehdään. Uskotaan, että kun polyolefiinikuitujen vapaa pintaenergia nousee, avi- vointiaineet leviävät tasaisemmin kuitupinnalle. Vastakehrättyjen polypropeenifila-menttien, joita käytetään polypropeenikatkokuitujen valmistamiseksi vesineulauk-seen, kriittisen pintajännityksen on määritetty vaihtelevan 30,3 mN/m:stä 31,0 mN/m:iin. Toisaalta puhtaiden avivointiöljyjen pintajännitys on tavallisesti samalla 25 alueella, kun taas avivointiaineiden vesidispersioiden, joita käytetään polypro peenikatkokuitujen valmistuksessa, pintajännistys vaihtelee 30 mN/m:sta 40 .. mN/m:iin. Jokainen alan ammattimies tietää hyvin, että neste, jonka pintajännitys on alhaisempi kuin kiinteän pinnan kriittinen pintajännistys, kostuttaa kiinteän pinnan täysin. Näin. ollen, jos avivointiaineen pintajännitys on lähellä hydrofobisen 30 kuidun kriittistä pintajännistystä mutta ei alle mainitun kriittisen arvon, avivointiai neen leviämistä voidaan parantaa nostamalla kuidun vapaata pintaenergiaa.
107343 8
Surfaktanttiliuosten kostuttavia ominaisuuksia ei kuitenkaan voida arvoida vertaamalla kostuttavan nesteen pintajännistysarvoja kuidun kriittiseen pintajännitykseen, johtuen surfaktanttien adsorptiovaikutuksista ja veden korkeasta polaarisuudesta Tästä syystä vedellä laimennettujen avivointiaineiden kontaktikulma-arvoja polyp: o-5 peenikuituja vastaan on mitattu. Tutkitut avivointiaineet muodostivat emulsion, jonka pintajännitys vaihtelee välillä 32 mN/m - 38 mN/m. Advancing-kontaktiku -man on havaittu vaihtelevan välillä 49° - 57° ja receding-kontaktikulman välillä 20° - 27° riippuen avivointiaineen konsentraatiosta vedessä. Tämä osoittaa, että kuidit kostuvat epätäydellisesti avivointiaine-emulsioilla. Näin ollen nostamalla kuitujen 10 vapaata pintaenergiaa koronakäsittelyllä parannetaan avivointiaineiden kostuttavaa ominaisuutta ja tunkeutumista kuitutouviin kuitukehruuprosessin kuluessa. Erityis is-ti touvin pinnan kostuminen parantuu, koska kuidut pinnalla absorboivat suurilr rr an osan käsittelyenergiasta.
15 Uskotaan, että kuitujen antistaattisia ominaisuuksia parantavat paitsi avivointiai: e ;n parempi leviäminen myös kuitujen vapaan pintaenergian kasvu käsittelyn aikana. Kun kuitujen hydrofiilisyys kasvaa, paljaalle kuitupinnalle adsorboituu kosteasta ilmasta enemmän vettä. Vesi muodostaa pinnalle johtavan kerroksen, joka johtaa pois staattisen varauksen. Uskotaan, että sekä avivointiaineen parempi leviäminen 20 että kuitupinnan lisääntynyt hydrofiilisyys parantavat kuitujen antistaattisia omira- suuksia.
··
Avivointiaineen lisäyspitoisuuden alentuminen on erityisen edullista vesineulattuje n nonwovenien valmistuksessa, jossa käytetään polyolefiinikatkokuituja, edullisesti 25 polypropeenikatkokuituja. Avivointiaineen lisäys, joka oli 0,05-0,3, tavallisesti 0,05-0,2, kuten 0,10-0,15 % kuitujen painosta, todettiin antavan tyydyttävät pir ti -ominaisuudet, kuten an ti staattisuuden, keksinnön mukaisesti käsitellyille polypro-peenikuiduille. Tämä merkitsee, että voidaan aikaansaada polyolefiinikuituja sis;il ä-vien rainojen vesineulauksen aikana kuiduista neulaus- veteen liukenevien epäpuh 30 tauksien merkittävä väheneminen. Tämän seurauksena neulausvesi vaahtoaa vä hemmän ja veden kierrätysastetta voidaan lisätä.
107343 9
Koronakäsittelystä seuraa, että kostuttavien aineiden adheesio käsiteltyjen kuitujen pintaan myös parantuu. Tämä johtaa avivointiaineilla käsiteltyjen kuitujen hydrofii-lisyyden parempaan kestävyyteen, kun kostuttavien aineiden desorptionopeus kuitujen pinnasta kuituja ympäröivään nesteeseen pienenee. Kuitujen hydrofiilisyyden 5 parantuneesta kestävyydestä, mikä johtuu koronakäsittelystä, on etua, kun keksin nön mukaisia kuituja käytetään valmistettaessa esim. termisesti sidottuja nonwoven-materiaaleja käyttöä varten esim. suojamateriaaleina absorboivissa hygieniatuotteissa.
10 Esimerkit
Seuraavat esimerkit kuvaavat, mutta eivät rajoita, uuden keksinnön peruspiirteitä. Seuraavassa on esitetty testimenetelmät, joita käytettiin kuitujen ja nonwoven-kan-kaiden karakterisoimiseksi esimerkeissä: 15
Veden kontaktikulmat Käsiteltyjen ja käsittelemättömien polypropeenikuitujen ja -filamenttien kostuvuus määritettiin Wilhelmy-levyä käyttävällä dynaamisella kontaktikulmamenetelmällä. Kuidun advancing- ja receding-kontaktikulmat vedessä mitattiin Cahn DCA-322 dy-20 naamisella kontaktikulma-analysaattorilla käyttäen 20 ^m/s:n immersionopeutta.
Kuidun immersiosyvyys oli alueella 1-2 mm. Kuidun perimetri, joka menetelmässä .. vaaditaan parametrina, määritettiin mikroskooppisesti.
Avivointiaineen lisäystason määritys 25 Kuitujen avivointiaineen lisäystaso määritettiin seuraavalla menetelmällä: 3 g kuitu ja uutettiin 150 ml:lla etyylieetteriä. Uuton jälkeen, etyylieetteri haihdutettiin ja .. jäännös liuotettiin 10 ml:aan hiilitetrakloridia. Avivointiaineen konsentraatio liuok sessa analysoitiin Perkin Elmer "Spectrum 1000" FT-IR-spektrometrillä määrittelemällä IR-absorptiopiikin korkeus kohdassa 1738,7 cm'1 (vastaa C=C -3 0 sidosta).
1073415 10
Kuitujen antistaattiset ominaisuudet
Katkokuitujen antistaattisten ominaisuuksien karaklerisoimiseksi kuitujen sähkövastus mitattiin Eltex Tera-Ohm 6206 vastusmittarilla käyttäen rengaselektrodia DIN 54345 Tl standardin mukaisesti. Kuidut karstattiin rainaksi ja 1 g:n rainanäytteei 5 vastus mitattiin 16 tunnin kuluttua vakio-olosuhteissa, jotka oli 60 %:n suhteell n;n kosteus ja 25 °C:n lämpötila. Sähkövastus edustaa kuitujen kykyä johtaa pois staattista varausta. Näin ollen mitä korkeampi kuidun vastus on, sitä huonommat ovat antistaattiset ominaisuudet. Tavallisesti katkokuiduilla vaaditaan nonwoven-tuotan -nossa vastus, joka on alhaisempi kuin 10^ Ω. Antistaattiset ominaisuudet arvioit in 10 seuraavan asteikon mukaan, joka perustuu sähkövastuksen mitattuihin arvoihin: R/Ω: R > 1013 = 0, 1011 < R < 1012 = huono, 1010 < R < 1011 = kol-tuullinen, R < 10^ = hyvä.
Antistaattisia ominaisuuksia karakterisoitiin edelleen mittaamalla karstauksen aila ia 15 rainan staattinen varaus Eltex EM-01 Fieldmeter-laitteella. 25 g katkokuituja kars tattiin 60 %:n suhteellisessa kosteudessa 25 °C:ssa ja sähkökenttä mitattiin laittamalla kenttäanturi rainan yläpuolelle 6,0 cm:n etäisyydelle.
Kuitujen vedenabsorptioaika 20 Kuidut karstattiin rainaksi ja vesisäiliön päälle asetetun rainan vajoamisaika määri tettiin EDANA suositustestimenetelmän ERT 10.2-96.1. "Liquid Absorbency T -... me" mukaan.
Esimerkki 1 25 Polypropeenikuitutouvi, joka sisälsi 30500 filamenttia, ekstrudoitiin kuvassa 1 esitetyssä kompaktikehruulinjassa. Kuitujen, jotka eivät sisältäneet avivointiaineiu, tiitteri oli 5,0 dtex. Kuitutouvi koronakäsiteltiin Sherman treaters PBS350 elekti oj-diyksiköllä (kuvassa 1 (15)), joka oli yhdistetty Sherman treaters GX20-generaaito-riin. Käsittelyenergia vaihteli välillä 0,3-1,6 J/cm2. Vertailunäytteenä valmistettiin 30 identtinen kuitutouvi ilman koronakäsittelyä.
. Koronakäsittelyn vaikutusta tutkittiin mittaamalla veden kontaktikulma 10 yksittii 107343 11 sen kuitufilamentin pinnalla, jotka otettiin sattumanvaraisesti käsitellystä ja käsittelemättömästä kuitutouvista. Keskimääräiset kontaktikulma-arvot on esitetty taulukossa 1. Taulukko 1 osoittaa, että polypropeenikuitutouvin koronakäsittely nostaa touvin filamenttien vapaata pintaenergiaa. Tämä voidaan nähdä filamenttien veden 5 kontaktikulma-arvojen pienenemisestä koronakäsittelyenergian funktiona.
Taulukko 1. Viimeistelemättömien polypropeenifilamenttien veden kontaktikulmat Näyte Koronaenergia Kontaktikulma Kontaktikulma J/cm2 Advancing0 Receding0 10 1.0 0 101 96 1.1 0,3 89 74 1.2 0,8 93 83 1.3 1,6 85 69 15
Esimerkki 2 Tässä esimerkissä valmistettiin 3,5 dtex polypropeenikatkokuituja kuvassa 1 esitetyllä kompaktikehruulinjalla. Viitaten kuvaan 1, koronakäsittely (15) suoritettiin en-... simmäisen avivoinnin (14) jälkeen, kuten esimerkissä 1 kuvataan. Toinen avivointi 20 (21) tehtiin ennen kiharrinta (22). Tuotannon aikana koronakäsittelyenergia oli 0,6 Λ J/cm . Valmistettiin neljä erää koronakäsiteltyjä katkokuituja, joilla avivointi-ainelisäys oli välillä 0,11 % - 0,20 % kuitujen painosta. Vertailunäytteinä valmistettiin korokäsittelemättömät kuidut, joilla oli samat avivointiainelisäykset.
» · · 25 Kuitutouvin kontaktikulma koronakäsittely n jälkeen mitattiin esimerkissä 1 kuvatul la tavalla 50 yksittäisen filamentin keskiarvona. Koronakäsitellyillä filamenteilla havaittiin advancing-kontaktikulma-arvo 93° ja receding-kontaktikulma-arvo 79°. Käsittelemättömien filamenttien kontaktikulma-arvot olivat vastaavasti 101° ja 91°.
. Kuitujen antistaattiset ominaisuudet karakterisoitiin mittaamalla kuitujen vastus.
12 1073^-3
Kuitujen hydrofiilisyys .arvioitiin vedenabsorptio-aikatestimenetelmällä. Taulukos ia 2 on esitetty kuitujen mitatut ominaisuudet eri avivointiainelisäyksillä.
Taulukko 2.
5 Näyte Avivointiaineli- Korona- Vastus Antistaat- Vedenafc- säys energia ΙΟ9 Ω tiset omi- sorptio- paino-% J/cm2 naisuudet ky ky aika.
s 2.1 0,11 0 >1000 0 >600 2.2 0,13 0 100 huono >600 2.3 0,18 0 10 kohtalai- 3,4 nen 2.4 0,20 0 6.4 hyvä 2,9 10 2.5 0,11 0,8 100 huono >600 2.6 0,13 0,8 8,3 hyvä 3,3 2.7 0,18 0,8 2,2 hyvä 2,3 2.8 0,20 0,8 1,5 hyvä 2,3 ·· < 15
Kuten taulukosta 2 voidaan nähdä käsittelemättömät kuidut ovat hydrofobisia ja niillä on huonot antistaattiset ominaisuudet kun avivointiainelisäys on alle 0,18 r< i-no-%. Toisaalta koronakäsitellyt kuidut ovat hydrofiilisia ja niillä on hyvät anti staattiset ominaisuudet jo 0,13 paino-%:n avivointiainelisäyksellä. Tulokset taulu-20 kossa 2 osoittavat selvästi, että kun kuitutouvi koronakäsitellään, voidaan valm iit La riittävät antistaattiset ja hydrofiiliset ominaisuudet omaavat kuidut käyttämällä n sr-kittävästi alennettuja avivointiainelisäyspitoisuuksia.
107343 13
Esimerkki 3 Tässä esimerkissä valmistettiin 2,2 dtex polypropeenikatkokuituja kuvassa 1 esitetyllä kompaktikehruulinjalla esimerkissä 2 kuvatulla tavalla. Koronakäsittelyenergia 5 oli 0,6 J/cm2 valmistuksen aikana. Valmistettiin kaksi erää koronakäsiteltyja katko- kuituja, joilla avivointiainelisäys oli välillä 0,09 % - 0,12 % kuitujen painosta. Vertailunäytteinä valmistettiin käsittelemättömät kuidut, joilla oli samat avivointi-ainelisäykset.
10 Koronakäsittelyn jälkeen kuitutouvin kontaktikulma mitattiin esimerkissä 1 kuvatul la tavalla 40 yksittäisen filamentin keskiarvona. Koronakäsitellyillä filamenteilla havaittiin advancing-kontaktikulma-arvo 92° ja receding-kontaktikulma-arvo 83°. Käsittelemättömien filamenttien kontaktikulma-arvot olivat vastaavasti 97° ja 91°. Kuitujen antistaattiset ja hydrofiiliset ominaisuudet karakterisoitiin esimerkissä 2 15 kuvatulla tavalla. Lisäksi karstauksen aikana kerääntynyt staattinen varaus mitattiin.
Tulokset on esitetty taulukossa 3.
14 10734ο
Taulukko 3.
Näyte Avivoin- Korona- Vastus Anti- Muodostu- Vedenab- tiaine- energia ΙΟ9 Ω staattiset nut staatti- sorptioky- lisäys J/cm^ ominai nen varaus ky aika paino-% suudet -kV/m s — r ' 11 — ~ — ' -- - - 3.1 0,09 0 >1000 0 >50 >600 5 3.2 0,12 0 50 kohta- 16 >600 lainen 3.3 0,09 0,6 260 huono 20 >600 3.4 0,12 0,6 8,1 hyvä 9 >600 10 Taulukossa 3 esitetyt tulokset osoittavat, että silloinkin, kun avivointiainelisäys oi niin alhainen, ettei se tee kuituja hydrofiilisiksi (vajoamisaika-arvot >600 s) ko~ ronakäsitellyillä kuiduilla on huomattavasti paremmat antistaattiset ominaisuudet _ a kattauksessa muodostuu noin 50 % vähemmän staattista varausta kuin käsittelemättömillä kuiduilla. Voidaan päätellä, että hyvät antistaattiset ominaisuudet omaa-15 via karstattavia polypropeenikuituja voidaan valmistaa koronakäsittelyllä sulakeh- räyksen aikana, kun avivointiaineen lisäys on niinkin alhainen kuin 0,12 paino-%.
Claims (15)
15 107343
1. Menetelmä hydrofobisten polymeeriinitufilamenttien, joilla on lisääntynyt vapaa pintaenergia, valmistamiseksi, joka menetelmä käsittää seuraavat vaiheet 5. muodostetaan sula hydrofobisesta polymeeristä, - sulakehrätään polymeeri filamenttien muodostamiseksi, - levitetään avivointiaine filamenteille, tunnettu siitä, että menetelmä sisältää vaiheen, jossa filamenteille suoritetaan ainakin yksi pintakäsittelyvaihe niiden vapaan pintaenergian lisäämiseksi. 10
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pintakäsittely-vaihe sisältää koronapurkaus-, plasma- tai liekkikäsittelyn.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polymeeri 15 on polyolefiini, edullisesti polypropeeni.
4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että avivoin-tiaine levitetään filamentille pintakäsittelyvaiheen jälkeen.
5. Minkä tahansa edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnet tu siitä, että pintakäsittelyvaihe suoritetaan filamenttien muodostamisen jälkeen su-lakehräyksen jälkeen, tämän läheisyydessä.
6. Minkä tahansa edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnet-25 tu siitä, että se sisältää filamentin vetovaiheen. 1 2 Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kun vetovai-heessa käytetty vetosuhde on enemmän kuin 1,50, filamenteille suoritetaan pintakäsittelyvaihe vetovaiheen jälkeen. 30 2 Minkä tahansa edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että avivointiaineen lisäys on 0,05-0,3, edullisesti 0,05-0,2 paino-% lasket- 1073^-3 tuna filamentin painosta.
9. Minkä tahansa edellä esitettyjen patenttivaatimuksien 2-8 mukainen menetelmä, n tunnettu siitä, että käytetty koronapurkausenergia on 0,3-1,6 J/cm . 5
10. Minkä tahansa edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se sisältää seuraavat vaiheet - filamenttien kiharrus ja leikkaus katkokuiduiksi, - katkokuitujen karstaus ja nonwovenin muodostus niistä ja 10. nonwovenin vesineulaus.
11. Tuotantolinja hydrofobisten polymeerikuitufilamenttien, edullisesti polyolefi n kuten polypropeenikuitufilamenttien, valmistamiseksi, joka tuotantolinja käsittää. -laitteet (11,12) polymeerifilamenttien valmistamiseksi polymeerisulasta, 15. laitteet (14,16, 21) avivointiaineen levittämiseksi filamenteille ja mahdolli sesti laitteet filamenttien kihartamiseksi (23) ja leikkaamiseksi (24) katko kuiduiksi, tunnettu siitä, että tuotantolinja käsittää -laitteet (15,20) filamenttien pintakäsittelemiseksi niiden vapaan pintaenerg -an nostamiseksi . 20 . 12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen tuotantolinja, tunnettu siitä, että pintakäsitt ϊ- lylaitteet käsittävät koronapurkaus- tai plasmakäsittely-yksikön.
13. Patenttivaatimuksen 11 tai 12 mukainen tuotantolinja, tunnettu siitä, että se 2. sisältää laitteet filamenttien vetämiseksi.
14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen tuotantolinja, tunnettu siitä, että pintakäsitti-lylaitteet on asennettu vetolaitteiden jälkeen filamenttien tuotantosuunnassa. 3 0 15. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-10 mukaisella menetelmällä tai minkä tahansa patenttivaatimuksista 11-14 mukaisessa tuotantolinjassa valmistetun filamen-tin tai kuidun käyttö nonwovenin valmistamiseksi käyttäen vesineulausmenetelm u. 107343
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI990109A FI107343B (fi) | 1999-01-20 | 1999-01-20 | Menetelmä hydrofobisten polymeerikuitujen valmistamiseksi ja laite sitä varten |
| EP00660006A EP1022363B1 (en) | 1999-01-20 | 2000-01-17 | A method for producing polymer fibers and apparatus therefor |
| DE60040500T DE60040500D1 (de) | 1999-01-20 | 2000-01-17 | Verfahren zur Herstellung von Polymerfasern und Vorrichtung dazu |
| AT00660006T ATE411417T1 (de) | 1999-01-20 | 2000-01-17 | Verfahren zur herstellung von polymerfasern und vorrichtung dazu |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI990109 | 1999-01-20 | ||
| FI990109A FI107343B (fi) | 1999-01-20 | 1999-01-20 | Menetelmä hydrofobisten polymeerikuitujen valmistamiseksi ja laite sitä varten |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI990109A0 FI990109A0 (fi) | 1999-01-20 |
| FI990109L FI990109L (fi) | 2000-07-21 |
| FI107343B true FI107343B (fi) | 2001-07-13 |
Family
ID=8553438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI990109A FI107343B (fi) | 1999-01-20 | 1999-01-20 | Menetelmä hydrofobisten polymeerikuitujen valmistamiseksi ja laite sitä varten |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1022363B1 (fi) |
| AT (1) | ATE411417T1 (fi) |
| DE (1) | DE60040500D1 (fi) |
| FI (1) | FI107343B (fi) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6709623B2 (en) | 2000-12-22 | 2004-03-23 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Process of and apparatus for making a nonwoven web |
| FI115639B (fi) * | 2001-04-11 | 2005-06-15 | Suominen Nonwovens Ltd | Menetelmä polymeerikuiduilla olevan avivaasiaineen määrän mittaamiseksi |
| SE0200476D0 (sv) * | 2002-02-15 | 2002-02-15 | Sca Hygiene Prod Ab | Hydroentanglat mikrofibermaterial och förfarande för dess framställning |
| US7488441B2 (en) | 2002-06-15 | 2009-02-10 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Use of a pulsating power supply for electrostatic charging of nonwovens |
| US7700500B2 (en) | 2002-12-23 | 2010-04-20 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Durable hydrophilic treatment for a biodegradable polymeric substrate |
| CN104097358B (zh) * | 2014-03-18 | 2017-01-18 | 安徽工程大学 | 一种具有抗紫外线功能的纳米纤维复合材料及其制造方法 |
| CN117926432A (zh) * | 2024-03-01 | 2024-04-26 | 无锡金通高纤股份有限公司 | 附有均匀油膜的细旦涤纶单丝的生产方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2927238A1 (de) * | 1978-07-07 | 1980-01-17 | Holm Varde As | Kunststoff-verstaerkungsfasern und verfahren zu ihrer herstellung |
| US5102738A (en) * | 1990-11-01 | 1992-04-07 | Kimberly-Clark Corporation | High hydrohead fibrous porous web with improved retentive absorption and acquision rate |
| JPH10130947A (ja) * | 1996-10-31 | 1998-05-19 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 親水性に優れたポリオレフィン系繊維およびその製造方法 |
-
1999
- 1999-01-20 FI FI990109A patent/FI107343B/fi not_active IP Right Cessation
-
2000
- 2000-01-17 AT AT00660006T patent/ATE411417T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-01-17 EP EP00660006A patent/EP1022363B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-01-17 DE DE60040500T patent/DE60040500D1/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATE411417T1 (de) | 2008-10-15 |
| DE60040500D1 (de) | 2008-11-27 |
| FI990109L (fi) | 2000-07-21 |
| EP1022363A1 (en) | 2000-07-26 |
| FI990109A0 (fi) | 1999-01-20 |
| EP1022363B1 (en) | 2008-10-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Balgis et al. | Synthesis and evaluation of straight and bead-free nanofibers for improved aerosol filtration | |
| RU2266771C2 (ru) | Способ и устройство для изготовления волокнистого электретного полотна с применением смачивающей жидкости и водной полярной жидкости | |
| CA2792235C (en) | Fiber based substrate with a nanofiber based barrier layer | |
| EP0177364B1 (en) | Process for preparation of water-proof sheets | |
| KR100507288B1 (ko) | 일렉트릿 가공품의 제조방법 및 장치 | |
| FI107343B (fi) | Menetelmä hydrofobisten polymeerikuitujen valmistamiseksi ja laite sitä varten | |
| WO2019153828A1 (zh) | 一种超细纤维复合吸波材料及其制备方法 | |
| US3814622A (en) | Synthetic insulating paper for electric insulation | |
| US4696830A (en) | Process for preparation of water-proof sheets | |
| US4482603A (en) | Wholly aromatic polyamide fiber non-woven sheet and processes for producing the same | |
| KR101260264B1 (ko) | 프라이밍 및 코팅 공정 | |
| JP2001064867A (ja) | 親水性ポリオレフィン系繊維、その製造方法およびこれを用いた不織布 | |
| He et al. | Effects of three parameters on the diameter of electrospun poly (ethylene oxide) nanofibers | |
| Neznakomova et al. | Non-woven composites intensification properties for air filters by plasma pre-treatment | |
| Hautojärvi et al. | On-line surface modification of polypropylene fibers by corona treatment during melt-spinning | |
| JP2000080559A (ja) | 親水性ポリオレフィン系繊維およびこれを用いた不織布 | |
| EP1607518B1 (en) | Electro-chargeable fiber, non-woven fabric and non-woven product thereof | |
| JP2003059478A (ja) | 鉛蓄電池用セパレータ | |
| KR100711998B1 (ko) | 섬사로 제조된 방적 플리스의 제조 방법 | |
| KR100408168B1 (ko) | 정전 카트리지 필터 및 그의 제조방법 | |
| US7208202B2 (en) | Methods of finishing medical barrier fabrics | |
| JP2004183197A (ja) | 繊維シートの製造方法 | |
| KR102727718B1 (ko) | 유전체를 함유하는 정전필터 제조용 습식 부직포 및 이를 이용한 정전필터 | |
| JP2000239963A (ja) | 親水性不織布 | |
| RU2130098C1 (ru) | Способ изготовления электропроводящего материала |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed |