IT8224151A1 - Fibre tessili poliolefiniche e procedimento per ottenerle. - Google Patents

Description

MONTEDISON S.pJL Descrizione dell'invenzione industriale dal titolo:

"FIBRE TESSILI POLIOLEFINICHE E PROCEDIMENTO PER OTTENERLE". a nome : MONTEDISON S.p.A., di nazionalit? italiana, con sede in Milano, Foro Buonaparte 31.

Inventori designati : Luciano Clementini e Leonardo Spagnoli

Depositata il : 10 NOV.1982

x x x x x 24 1 5 1 A/82 Riassunto

Fibre tessili poliolef?niche ottenute per filatura diretta di "flakes" addizionate di perossidi organici aventi una vita media uguale o inferiore a 30 secondi a 200?C.

X X X X X

La presente invenzione si riferisce a fibre tessili poliolef?niche e ad un procedimento per ottenerle.

Pi? in particolare, la presente invenzione si riferisce a fibre tessili aventi ottime caratteristiche fisico-meccaniche, costituite da poliolefine aventi una ristretta distribuzione dei pesi molecolari e ottenute per filatura di "flakes" di poliolefine.

Col termine poliolefine, come usato nella presente descrizione e nelle rivendicazioni, s'intendono i polimeri e i copolimeri derivanti da monomeri aventi formula R - CH - CH2> in cui R ? un radicale alchile o un atomo di idrogeno. Fra le MONTEDJSON S.p.A.

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poliolefine si preferisce il polipropilene costituito prevalentemente da macromolecole isotattiche ed ottenute per polimerizzazione stereospecifica del propilene. Sono per? ugualmente idonei i copolimeri cristallini a base di propilene, come i copolimeri etilene-propilene a prevalente contenuto di propilene.

Col termine "flakes", come usato nella presente descrizione o nelle rivendicazioni, si intendono i prodotti ottenuti per polimerizzazione in sospensione sotto forma di particelle aventi dimensioni medie, uguali o.superiori a 150 microns e generalmente compresi fra 300 e 2500 microns.

La filatura diretta delle "flakes" di poliolefine ? economicamente molto attraente in quanto evita l'operazione intermedia di trasformazione del polimero in granulo prima della filatura.

Nei processi di filatura diretta delle "flakes" si ottengono fibre dotate di buone caratteristiche fisico-meccaniche; tuttavia il processo di filatura deve essere effettuato a temperature relativamente elevate, specialmente quando si voglio no ottenere fibre a titolo fine, come inferiore a 2,8 dtex.

L'impiego di temperature relativamente elevate in filatura com porta una serie di inconvenienti come degradazione dei pigmenti aggiunti, irriproducibilit? della viscosit? del fuso, difficolt? di filatura ecc. ed inoltre limita il numero di pigmen ti impiegabili ad un gruppo selezionato e ristretto.

MONTEDISON S.p.A.

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Scopo della presente invenzione ? quello di provvedere un metodo che permetta di filare direttamente le "flakes" di poliolefine, per dare fibre aventi ottime propriet? fisicomeccaniche.

Secondo la presente invenzione questo ed altri scopi vengono ottenuti effettuando la filatura diretta di "flakes11 di poliolefine addizionate con un perossido organico avente una vita media uguale o inferiore a 30 secondi a 200?C/ in quantit? non superiore allo 0,5% in peso.

Le fibre ottenute mediante questa filatura diretta, hanno ottime caratteristiche fisico-meccaniche e tessili, come una tenacit? almeno il 30% superiore a quella delle fibre ottenute da flakes, ma non addizionate di un perossido organico, ed inoltre sono costituite da poliolefine aventi una ristretta distribuzione dei pesi molecolari.

La distribuzione dei pesi molecolari viene determinata dal rapporto fra il peso molecolare ponderale (Mw) e quello numerico (Mn), secondo le norme ASTM D-3593/77. Nelle fibre, oggetto della presente invenzione, questo rapporto Mw/Mn ? compreso fra 2 e 6, e preferibilmente fra 3 e 5.

Qualsiasi perossido organico avente una vita media uguale o inferiore a 30 secondi a 200?C pu? essere impiegato nel processo oggetto della presente invenzione. Solo a scopo esemplificativo ricordiamo: ter. butilperossido, di-cumil-pe^ONTEDiSON S.p.A.

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rossido, di-ter-butil-benzoato perossido, 2,5-dimetil-2,5--bis-(ter. butil-perossi)esano ecc.

La quantit?,di perossido organico da aggiungere alle flakes ? inferiore a 0,5% in peso e generalmente compresa

fra 0,005 e 0,1% in peso. Quantit? comprese fra 0,01 e 0,05 sono preferite. L'aggiunta del perossido organico alle flakes viene generalmente effettuata prima dell'estrusione o

in un miscelatore o nello stesso estrusore di filatura o al termine della polimerizzazione della poliolefina.

Il perossido pu? essere impiegato o tale quale o in soluzione in un adatto solvente o predisperso nello stesso polimero olefinico.

L'aggiunta del perossido organico nelle quantit? su riportate comporta, durante l'estrusione, un aumento del "melt flow index" del polimero che passa da 0,5-20 prima dell'estru sione a 30-50 nelle fibre, mantenendo ristretta la distribuzione dei pesi molecolari.

Il "melt flow index" viene determinato secondo le norme ASTM D 1238-L.

La presenza del perossido, secondo la presente invenzione, consente di ottenere una maggiore stabilit? della viscosit? del fuso e di avere la viscosit? necessaria per filare titoli fini, a temperature sostanzialmente pi? basse. Conseguentemente ? possibile usare pigmenti instabili alle tempeMONTEDISON S.p.A. rature normalmente usate nella filatura diretta delle "flakes".

Questo comporta non solo dei vantaggi economici dovuti a risparmio energetico,ma permette di migliorare la dispersione del pigmento nelle fibre, elevando la resa ottica della colorazione, nel caso di flakes addizionate di pigmenti coloranti, come anche di utilizzare pigmenti poco stabili termicamente.

Qualsiasi dispositivo di filatura per fusione noto pu? essere impiegato; preferibilmente si impiegano filiere con fori aventi rapporto lunghezza/diametro superiore a 1. La filatura viene preferibilmente effettuata in assenza di ossigeno.

Nel corso della filatura, alla poliolefina possono essere addizionati, oltre al perossido organico, anche opacizzanti, pigmenti coloranti, organici ed inorganici e composti per neutralizzare eventuali residui acidi del catalizzatore di polimerizzazione come, ad esempio, stearato di zinco o di calcio, lubrificanti, antiossidanti, ecc.

I filamenti ottenuti per estrusione vengono assoggettati ad un processo di stiro, a rapporti di stiro compresi tra 2 e 10, a temperatura di 80-150?C, in dispositivi di stiro riscaldati con aria calda, vapore o con fluido similare, o muniti di piastra riscaldante.

I filamenti stirati possono essere quindi sottoposti a trattamento di stabilizzazione dimensionale a retrazione li6 MONTEDISON S.p.A. bera o impedita a 80-160?C.

I fili che si ottengono per estrusione dalle mescole oggetto della presente invenzione possono essere mono-o pluribava e vengono utilizzati per la preparazione di fiocco, di

filo continuo, di fili testurizzati o di filati voluminosi.

Oltrech? per la preparazione di fibre, le flakes additivate con perossidi organici, secondo la presente invenzione, possono essere impiegate per la preparazione di film,

film fibrillato, rafia, fibrille da soluzione, nastri, spunbonded e simili oggetti formati, impiegando le normali tecniche di estrusione p di filatura.

Allo scopo di meglio comprendere il concetto inventivo della presente invenzione e per mettere in pratica lo stesso, vengono dati alcuni esempi illustrativi che non rivestono in alcun caso un carattere limitativo.

Esempi 1 - 3

In un miscelatore lento in acciaio inox da 1001, vengono introdotti :

- Flakes di polipropilene avente un "melt flow index"

di 7, un residuo all'estrazione eptanica 97,9%, una densit? apparente di 0,58 g/cc e la seguente distribuzione granulometrica :

1,7% in peso maggiore di 840 microns,

10% in peso maggiore di 420 microns,

M?NTED/SON

7 5-p-A.

39,3% in peso maggiore di 250 microns,

25,1% in peso maggiore di 149 microns, e

23,9% in peso minore di 149 microns;

- 2,5-dimetil-2 ,5 bis (ter.butil-perossi) esano nella quantit? riportata in Tabella I;

- 0,1% in peso rispetto al polipropilene di calcio stearato, e

- 0,05% in peso rispetto al polipropilene di IRGANOX

1425 della CIBA-GEIGY.

La miscela viene mescolata per 20 minuti a 30?C e filata attraverso una filiera avente 300 fori, diametro di ciascun

foro 0,8 mm e lunghezza 16 min nelle seguenti condizioni operative :

Temperatura coclea : 220?C

Temperatura testa: 220?C

Temperatura filiera: 240?C

, 2

Pressione massima : 35 Kg/cm

Le fibre cos? ottenute vengono raccolte a 800 m/min e stirate in vapore a 120?C con un rapporto di stiro 4. Le fibre stirate cos? ottenute presentano le caratteristiche riportate in Tabe11 a I.

8 ?ONTEDISON S.p.A.

TABELLA I

Perossido in % in peso

Titolo in dtex

Tenacit? in g/dtex

Allungamento in

Melt flow index in g/10

min.

Mw/Mn

stiro massimo

* La mescola ,non contenente il 2,5-dimetil-2,5 bis (ter. ;butil-perossi) esano,? stata filata nelle seguenti condizioni operative: ;Temperatura coclea : 260?C ;Temperatura testa : 260?C ;Temperatura filiera: 2703C ;Pressione massima : 55 Kg/cm2 ;Le fibre ottenute vengono stirate in vapore a 120?C con un rapporto di stiro di 4. ;????????? S-P.A. ;;- 9 - ;* Il "melt strength" rappresenta la tensione alla quale ? sottoposto il fascio di bave durante il percorso dalla filiera al rullo di raccolta. Tale tensione viene misurata un po' prima del rullo di raccolta mediante un tensiometro elettronico.

Esempi 4-6

Si opera nelle stesse condizioni descritte negli esempi 1-3, impiegando polipropilene avente un melt flow index di 12, un residuo all'estrazione eptanica di 98,1%, una densit? apparente di 0,55 g/cc e la seguente distribuzione granulometrica:

7,9% in peso maggiore di 2380 microns,

63,3% in peso maggiore di 1410 microns,

23,5% in peso maggiore di 1000 microns,

3,0% in peso maggiore di 840 microns,

2,3% in,peso minore di 840 microns.

Le caratteristiche delle fibre in funzione della quantit? di 2,5 dimetil-2,5 bis (ter-butil perossi) esano, sono riportate nella Tabella II seguente :

- . 1 0 MONTEDISON S.p.A.

TABELLA II

Perossido % in peso 0,04 0,02

Titolo in dtex 2,8 2,8 2,8 Tenacit? in g/dtex 4,5 4,6 4,1

1

)

'Allungamento in % 55 58 58

Melt flow index in 41 37 40

g/10 min.

Mw/Mn 4,9 6,5

rMelt strength" in g/bava 0,14 0,14 0 , 21

Stiro massimo 4,4

RIVENDICAZIONI

1. Fibre tessili poliolefiniche,aventi ottime caratteristiche fisico-meccaniche, ottenute per filatura diretta da "flakes" di poliolefine, in cui le poliolefine hanno una ristretta distribuzione dei pesi molecolari corrispondente

ad un rapporto fra il peso molecolare ponderale (Mw) e

quello numerico (Mn) compreso fra 2 e 6.

2. Fibre tessili poliolefiniche secondo la rivendicazione 1,

in cui il rapporto Mw/Mn ? compreso fra 3 e 5.

3. Fibre tessili poliolefiniche secondo la rivendicazione 1

o 2, in cui la poliolefina ? polipropilene costituito pre

MONTEDISON S.p.A.

11

valentemente da macromolecole isotattiche ed ottenuto per polimerizzazione stereospecifica del propilene.

4. Processo per produrre le fibre tessili poliolefiniche di

cui alle precedenti rivendicazioni, consistente nell'effettuare la filatura delle "flakes" di poiiolefine addizionate con un perossido organico avente una vita media uguale o inferiore a 30 secondi a 200?C, in quantit? non superiore allo 0,5% in peso.

5. Processo secondo la rivendicazione 4, in cui la quantit?

di perossido organico ? compresa fra 0,005 e 0,1 e preferibilmente fra 0,01 e 0,05.

6. Processo secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui il perossido organico ? scelto fra ter.butilperossido; di-cumilperossido; di-ter-butil-benzoato perossido; 2,5-dimetil-2,5-bis- (ter-butil-perossi)esano e simili.

7. Processo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni da 4 a 6, in cui l'aggiunta del perossido organico alle "flakes" viene effettuata prima dell'estrusione o in un miscelatore o nello stesso estrusore di filatura o al termine della polimerizzazione della poliolefina.

8. Film, film fibrillato, rafia, fibrille, nastri, spun-bonded e simili oggetti formati,ottenuti da "flakes" di poliolefine additivate con perossidi organici aventi una vita media uguale o inferiore a 30 secondi a 200?C, in quantit? non

Claims (1)

1. superiore a 0,5% in peso.

   Milano , . 11 . 1982

   Gio .mie

   MQNTEDISOhKS-d A.

   l?Ufficiale Rogante (Pietre/ Me/t?neof

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