LU85156A1 - ANTISTATIC COMPOSITION FOR SYNTHETIC FIBERS - Google Patents
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Description
COMPOSITION ANTISTATIQUE POUR FIBRES SYNTHETIQUESANTISTATIC COMPOSITION FOR SYNTHETIC FIBERS
La présente invention se rapporte à une composition de matière utilisée pour améliorer les propriétés antistatiques des fibres synthétiques, et en particulier les fibres de polypropylène.The present invention relates to a composition of matter used to improve the antistatic properties of synthetic fibers, and in particular polypropylene fibers.
Il est bien connu que les fibres synthétiques et notamment les fibres de polypropylene doivent avoir de bonnes propriétés antistatiques afin d’éviter de nombreux désagréments lors de la mise en oeuvre de ces fibres.It is well known that synthetic fibers and in particular polypropylene fibers must have good antistatic properties in order to avoid numerous inconveniences during the processing of these fibers.
Lors de la production de fibres synthétiques, on étire les filaments de polymère, on les texturise, c'est-à-dire qu'on leur donne un certain volume, notamment en faisant onduler le filament. Ceux-ci sont ensuite coupés en brins d’environ 3 à 6 cm de longueur qui sont ensuite stockés sous forme de balles.During the production of synthetic fibers, the polymer filaments are stretched, they are textured, that is to say that they are given a certain volume, in particular by waving the filament. These are then cut into strands of about 3 to 6 cm in length which are then stored in the form of bales.
Ensuite, lors du cardage, on sépare les fibres d'une manière très poussée pour éviter la formation d’agglomérats. Cette opération se déroule dans des machines dont les peignes tournant à grande vitesse provoquent l’apparition de charges électrostatiques sur les fibres synthétiques. Les fibres cardées et chargées électrostatiquement sont alors déposées en tapis sur une bande transporteuse. Le tapis de fibres passe ensuite entre les cylindres chauffés d’une calandre qui a pour but d'écraser le tapis et de thermosouder les fibres par points. La vitesse de rotation des cylindres ainsi que la température élevée de ceux-ci ne font qu’accroître la quantité d’électricité, statique emmagasinée par les fibres.Then, during carding, the fibers are separated in a very thorough way to avoid the formation of agglomerates. This operation takes place in machines whose combs rotating at high speed cause the appearance of electrostatic charges on synthetic fibers. The carded and electrostatically charged fibers are then deposited in a mat on a conveyor belt. The fiber mat then passes between the heated cylinders of a calender which is intended to crush the mat and heat seal the fibers in spots. The speed of rotation of the cylinders and the high temperature of the cylinders only increase the amount of static electricity stored by the fibers.
L’étoffe non-tissée ainsi obtenue est ensuite enroulée pour être transformée ultérieurement.The nonwoven fabric thus obtained is then rolled up for further processing.
C'est lors de l’enroulage que les désagréments lesTimportants sont rencontrés lorsque l'on utilise des fibres synthétiques n’ayant subi aucun - 2 - 5 1 · λ traitement en vue de leur procurer des propriétés antistatiques. Les rou-, leaux d'étoffe ποη-tissée sont alors très fortement chargés d’électricité statique. Ceci se révèle très gênant à cause des fortes décharges électriques qui touchent le personnel occupé à cet endroit, ces décharges étant très douloureuses. De plus, ces décharges constituent un risque important lorsqu'elles se produisent en un lieu où des gaz ou des mélanges de gaz inflammables ou explosifs sont présents. Un autre problème, peut-être moins dangereux, mais tout aussi gênant, réside dans l’accumulation de poussière sur les rouleaux d'étoffe.It is during winding that the most significant inconvenience is encountered when using synthetic fibers which have not undergone any - 2 - 5 1 · λ treatment in order to give them antistatic properties. The rolls of ποη-woven fabric are then very heavily charged with static electricity. This proves to be very annoying because of the strong electric shocks which affect the personnel occupied in this place, these discharges being very painful. In addition, these discharges constitute a significant risk when they occur in a place where flammable or explosive gases or gas mixtures are present. Another problem, perhaps less dangerous, but just as troublesome, is the accumulation of dust on the fabric rolls.
De plus, l'électricité statique emmagasinée sur les tissus non-tissés peut encore causer des désagréments identiques lors des étapes ultérieures de transformation de ces tissus, ainsi que d'autres inconvénients comme notamment le fait de gêner ou de ralentir le déroulement des opérations, par exemple en causant une mauvaise disposition des pièces de tissus lors du découpage.In addition, the static electricity stored on the non-woven fabrics can still cause identical inconveniences during the subsequent stages of transformation of these fabrics, as well as other disadvantages such as in particular the fact of hampering or slowing down the progress of the operations, for example by causing a poor arrangement of the pieces of fabric during cutting.
On a déjà proposé d'utiliser des produits donnant des propriétés antistatiques aux fibres synthétiques, comme les dérivés aminés, les sels d’ammonium quaternaire et d'autres encore comme le monostéarate de glycerol, le monolaurate de sorbitol éthoxylé, ou le stéarate d'hexaglycol éthoxylé.It has already been proposed to use products giving antistatic properties to synthetic fibers, such as amino derivatives, quaternary ammonium salts and others still such as glycerol monostearate, ethoxylated sorbitol monolaurate, or stearate. ethoxylated hexaglycol.
A titre d'exemples de composés connus, on peut encore citer 1’hydroxypro-pionate de hydroxyéthyl-dodecyl-oxypropylamine ou le chlorure de stéaryl polyéther acétal ammonium.As examples of known compounds, mention may also be made of hydroxyethyl-dodecyl-oxypropylamine hydroxypro-pionate or stearyl chloride polyether acetal ammonium.
Ces composés sont introduits à l'extrusion en mélange avec la matière polymérique. Cependant, ces produits utilisés à des concentrations supérieures à (3/3% en poids par rapport au polymère, n’ont donné que très peu de résultats significatifs.These compounds are introduced into the extrusion in admixture with the polymeric material. However, these products used at concentrations greater than (3/3% by weight relative to the polymer, have given only very few significant results.
’ La présente invention a pour but d’éliminer les inconvénients cités ci-dessus et qui sont liés à la présence d’électricité statique.The aim of the present invention is to eliminate the drawbacks mentioned above and which are linked to the presence of static electricity.
La présente invention a pour objet une conposition de matière permettant de donner aux fibres synthétiques des propriétés antistatiques net- . tement améliorées.The subject of the present invention is a composition of material making it possible to give synthetic fibers anti-static properties. greatly improved.
La présente invention a pour objet une composition de polypropylène utilisée pour la fabrication de fibres et ayant des propriétés antistatiques améliorées. La composition de polypropylène de l’invention, ayant des propriétés antistatiques améliorées et utilisée pour la fabrication de fibres A » » - 3 - est caractérisée en ce qu'elle comprend en plus du polypropylène un mélange • de monostéarate de glycerol ^t d’une amine tertiaire éthoxylée de formuleThe present invention relates to a polypropylene composition used for the manufacture of fibers and having improved antistatic properties. The polypropylene composition of the invention, having improved antistatic properties and used for the manufacture of fibers A "» - 3 - is characterized in that it comprises, in addition to the polypropylene, a mixture of glycerol monostearate. an ethoxylated tertiary amine of formula
générale H -(OCh^ - Ä - CCH^ - Ch^0^ “ H CDgeneral H - (OCh ^ - Ä - CCH ^ - Ch ^ 0 ^ “H CD
dans laquelle a est un nombre entier variant entre 1 et 5 et R est un radical alkyl ayant de 12 à 18 atomes de carbone.in which a is an integer varying between 1 and 5 and R is an alkyl radical having from 12 to 18 carbon atoms.
Le polypropylène utilisé dans la composition de l'invention est un homopolymère cristallin de propylène, pouvant éventuellement contenir des agents nucléants.The polypropylene used in the composition of the invention is a crystalline homopolymer of propylene, which may optionally contain nucleating agents.
Ce polypropylène cristallin est obtenu par polymérisation en présence d’un catalyseur stéréospécifique.This crystalline polypropylene is obtained by polymerization in the presence of a stereospecific catalyst.
Le polypropylène obtenu peut se présenter sous la forme d'une poudre ou de granulés.The polypropylene obtained can be in the form of a powder or granules.
La composition de l'invention contient en plus des additifs antioxydants usuels, un mélange d’additifs antistatiques particuliers. Ces additifs peuvent être ajoutés au polypropylène, en poudre ou en granulés, lors de son extrusion pour en former des fibres, ou à tout autre moment avant cette extrusion.The composition of the invention contains, in addition to the usual antioxidant additives, a mixture of specific antistatic additives. These additives can be added to the polypropylene, in powder or granules, during its extrusion to form fibers, or at any other time before this extrusion.
La Demanderesse a maintenant trouvé que lorsque l'on utilise comme additifs antistatiques le monostéarate de glycerol et une amine tertiaire éthoxylée de formule générale Cl), ces deux additifs donnent un effet de synergieimportant en vue de l’amélioration des propriétés antistatiques.The Applicants have now found that when glycerol monostearate and an ethoxylated tertiary amine of general formula Cl) are used as antistatic additives, these two additives give an important synergistic effect with a view to improving the antistatic properties.
L’effet de synergie de ces deux additifs est d’autant plus inattendu que lorsqu’ils sont utilisés seuls, à des concentrations même supérieures à celles utilisées dans la présente invention, les propriétés antistatiques des fibres formées restent extrêmement faibles.The synergistic effect of these two additives is all the more unexpected since when they are used alone, at concentrations even higher than those used in the present invention, the antistatic properties of the fibers formed remain extremely weak.
Généralement, on utilise de 0^15 à 1% en poids de monostéarate de glycerol, basé sur le poids de polypropylène et de 0^05% a 1% en poids de l’amine tertiaire éthoxylée de formule générale CI), basé sur le poids de polypropylène.Generally, from 0 ^ 15 to 1% by weight of glycerol monostearate, based on the weight of polypropylene and from 0 ^ 05% to 1% by weight of the ethoxylated tertiary amine of general formula CI), based on the polypropylene weight.
Lorsque l'on utilise des quantités d’un agent antistatique inférieures à celles prévues ci-dessus, on n'obtient pas l’effet recherché. D’autre part, des quantités supérieures à 1% en poids de chacun des additifs peuvent être utilisées mais sans pour autant en apporter des avantages significatifs.When using quantities of an antistatic agent lower than those provided above, the desired effect is not obtained. On the other hand, amounts greater than 1% by weight of each of the additives can be used but without bringing significant advantages.
Bien que dans les compositions de l’invention l'on puisse utiliser du monostéarate de glycerol pur, il est entendu que pour des raisons de coût i » Λ - 4 - et de disponibilité commerciale on utilise un mélange comprenant du mono et du di-stéarate de glycérol, la proportion de monostéarate dans ce mélange étant comprise entre 40 et 90% en poids.Although in the compositions of the invention it is possible to use pure glycerol monostearate, it is understood that for reasons of cost and commercial availability, a mixture comprising mono and di- glycerol stearate, the proportion of monostearate in this mixture being between 40 and 90% by weight.
Le second additif antistatique utilisé dans les compositions de l'invention, est une amine tertiaire éthoxylée de formule générale H-CGChL - CHJ - N - (CH - CH 0) · H 2 2 a 2 2 a dans laquelle a est un nombre entier compris entre 1 et 5 et R est un radical alkyle comprenant de 12 à 18 atomes de carbone..The second antistatic additive used in the compositions of the invention is an ethoxylated tertiary amine of general formula H-CGChL - CHJ - N - (CH - CH 0) · H 2 2 a 2 2 a in which a is an integer between 1 and 5 and R is an alkyl radical comprising from 12 to 18 carbon atoms.
Ce type de produit est généralement obtenu en partant d'une coupe d’amines primaires en " C^0et en effectuant 1’éthoxylation de celle-ci pour former l'amine tertiaire correspondante.This type of product is generally obtained starting from a cut of primary amines in "C ^ 0 and by carrying out the ethoxylation thereof to form the corresponding tertiary amine.
Bien que le plus souvent, on parte d’une coupe d'amines primaires en C12 " C18 il est entendu que l’on peut également partir d'amines primaires pures dont le radical alkyle contient de préférence 12 atomes de carbone.Although most often, one starts with a cut of primary amines in C12 "C18 it is understood that one can also start from pure primary amines whose alkyl radical preferably contains 12 carbon atoms.
Le nombre de moles d’oxyde d'éthylène contenu dans l'amine tertiaire est exprimé par le nombre £ qui est compris entre 1 et 5, mais pour des questions de disponibilité, on utilise surtout l'amine tertiaire contenant 2 moles d’oxyde d’éthylène, c’est-à-dire dans laquelle a = 1.The number of moles of ethylene oxide contained in the tertiary amine is expressed by the number £ which is between 1 and 5, but for reasons of availability, use is mainly made of the tertiary amine containing 2 moles of oxide ethylene, i.e. in which a = 1.
Les exemples suivants sont donnés afin de mieux illustrer la présente invention, sans pour autant en limiter la portée.The following examples are given in order to better illustrate the present invention, without however limiting its scope.
Exemple 1Example 1
Dans une extrudeuse, on a mélangé 100 parties en poids de polypropy-lène ayant un indice d'écoulement de 25 g/10 min avec 0,15 partie en poids d'un antioxydant usuel, 0,15 partie en poids de N,N'bis (2-hydroxyethyll C.„ - C amine, 0,30 partie en poids de monostéarate de glycérol de qualitéIn an extruder, 100 parts by weight of polypropylene having a flow index of 25 g / 10 min were mixed with 0.15 parts by weight of a usual antioxidant, 0.15 parts by weight of N, N 'bis (2-hydroxyethyll C. „- C amine, 0.30 part by weight of quality glycerol monostearate
l £ \ Ol £ \ O
commerciale ayant une teneur de 40% en monostéarate.commercial with 40% monostearate content.
Afin de déterminer les propriétés antistatiques des compositions préparées ci-dessus, on a injecté des plaquettes de dimensions 168 mm x 98 mm x 4 mm.In order to determine the antistatic properties of the compositions prepared above, platelets of dimensions 168 mm x 98 mm x 4 mm were injected.
On a frotté ces plaquettes avec un tissu de laine pendant une minute, et on a mesuré la variation du champ électrique ainsi établi au cours du temps.These pads were rubbed with a woolen cloth for one minute, and the variation of the electric field thus established over time was measured.
Pour la commodité dans l’expression des résultats, on a exprimé les valeurs du champ électrique en unités arbitraires, la valeur 100 étant attribuée aux compositions ne contenant aucun additif antistatique, la valeur 0 correspondant à une absence de charges électriques sur la plaquette testée, - 5 - à · · ce qui se traduit par une déflection nulle de l’aiguille du voltmètre.For the convenience of expressing the results, the values of the electric field have been expressed in arbitrary units, the value 100 being assigned to the compositions containing no antistatic additive, the value 0 corresponding to an absence of electrical charges on the wafer tested, - 5 - à · · which results in zero deflection of the voltmeter needle.
, Une valeur très faible du champ électrique indique un écoulement rapide des charges électriques et caractérise donc les matériaux appropriés pour la présente invention., A very low value of the electric field indicates a rapid flow of electric charges and therefore characterizes the materials suitable for the present invention.
Les pièces injectées avec la composition ci-dessus ont donné les résultats suivants : valeur du champ électrique après 2 minutes : 3,4 4 minutes : 1,4 10 minutes : 0 20 minutes : 0The parts injected with the above composition gave the following results: value of the electric field after 2 minutes: 3.4 4 minutes: 1.4 10 minutes: 0 20 minutes: 0
Exemple 2Example 2
Dans une extrudeuse, on a mélangé 100 parties en poids de polypropy- lène ayant un indice d'écoulement de 25 g/10 min avec 0,15 partie en poidsIn an extruder, 100 parts by weight of polypropylene having a flow index of 25 g / 10 min were mixed with 0.15 parts by weight
d'un antioxydant usuel, 0,30 partie en poids de N,N’bis (2 - hydroxyéthylDof a usual antioxidant, 0.30 part by weight of N, N’bis (2 - hydroxyethylD
C „ - C.D amine et 0,30 partie en poids de monostéarate de glycérol de quali-12 18 té commerciale ayant une teneur de 40% en monostéarate.C „- C.D amine and 0.30 part by weight of glycerol monostearate of grade 12 18 commercial tee having a content of 40% in monostearate.
On a déterminé les propriétés antistatiques de cette composition en utilisant la méthode décrite à l'exemple 1.The antistatic properties of this composition were determined using the method described in Example 1.
Les pièces injectées avec cette composition ont donné les résultats suivants : valeur du champ électrique après 2 minutes : 3,2 4 minutes : 1,3 10 minutes : 0 20 minutes : 0The parts injected with this composition gave the following results: value of the electric field after 2 minutes: 3.2 4 minutes: 1.3 10 minutes: 0 20 minutes: 0
Cette composition a été également utilisée pour la fabrication de fibres. Les rouleaux d’étoffe non-tissée n'ont donné lieu à aucune décharge électrique significative, comme c'était le cas avec les additifs antistatiques usuels.This composition has also been used for the manufacture of fibers. The rolls of nonwoven fabric did not give rise to any significant electrical discharge, as was the case with conventional antistatic additives.
A titre de comparaison, on apréparé une composition en mélangeant 100 parties en poids de polypropyline ayant un indice d’écoulement de 25 g/1Gmin avec 0,15 partie en poids d’un antioxydant usuel, 0,60 partie en poids de N,N’ bis [2 - hydroxyéthyl) “ c-jq amine.By way of comparison, a composition is prepared by mixing 100 parts by weight of polypropyline having a flow index of 25 g / 1 Gmin with 0.15 part by weight of a usual antioxidant, 0.60 part by weight of N, N 'bis [2 - hydroxyethyl) “c-jq amine.
Les propriétés antistatiques des plaquettes obtenues au départ de cette composition étaient les suivantes : valeur du champ électrique après : 2 minutes : 63,2 - 6 - » » .The antistatic properties of the platelets obtained from this composition were as follows: value of the electric field after: 2 minutes: 63.2 - 6 - »».
4 minutes : 63,2 * 10 minutes : 63,2 20 minutes : 63,24 minutes: 63.2 * 10 minutes: 63.2 20 minutes: 63.2
La valeur élevée ainsi que la constance de cette valeur au cours du temps montrent clairement les faibles propriétés électrostatiques de cette composition A titre de comparaison, on a préparé une composition en mélangeant 100 parties en poids de polypropylène ayant un indice d’écoulement de 25 g/10 min .anti.The high value as well as the constancy of this value over time clearly show the weak electrostatic properties of this composition. For comparison, a composition was prepared by mixing 100 parts by weight of polypropylene having a flow index of 25 g / 10 min.
avec 0,15 partie en poids d'unVôxydant usuel et 0,60 partie en poids de mono-stéarate de glyceVol de qualité commerciale ayant une teneur de 40% en poids de monostéarate.with 0.15 part by weight of a usual oxidizing agent and 0.60 part by weight of glyceVol mono-stearate of commercial quality having a content of 40% by weight of monostearate.
Les propriétés antistatiques des plaquettes obtenues avec cette composition étaient les suivantes : valeur du champ électrique après 2 minutes : 18,4 4 minutes : 9,2 10 minutes : 2,6 20 minutes : 2,1The antistatic properties of the platelets obtained with this composition were as follows: value of the electric field after 2 minutes: 18.4 4 minutes: 9.2 10 minutes: 2.6 20 minutes: 2.1
On constate que la valeur du champ électrique est toujours beaucoup plus élevée que dans les compositions de l'invention et qu'en plus il y a toujours une certaine quantité d’électricité statique résiduelle, ce qui conduit nécessairement à la formation de décharge lors du traitement des fibres.It is found that the value of the electric field is always much higher than in the compositions of the invention and that in addition there is always a certain amount of residual static electricity, which necessarily leads to the formation of discharge during the fiber processing.
Exemple 3Example 3
Dans une extrudeuse, on a mélangé 100 parties en poids d'un polypropylène ayant un indice d'écoulement de 25 g/10 min avec 0,15 partie en poids d'un antioxydant usuel, 0,40 partie en poids de monostéarate de glycérol de qualité commerciale ayant une teneur de 60% de monostéarate et 0,60 partie en poids de N,N’ bis [2 - hydroxyéthylî C - (V amine.In an extruder, 100 parts by weight of a polypropylene having a flow index of 25 g / 10 min were mixed with 0.15 part by weight of a usual antioxidant, 0.40 part by weight of glycerol monostearate of commercial quality having a content of 60% monostearate and 0.60 part by weight of N, N 'bis [2 - hydroxyethylî C - (V amine.
ΊΖ 18 0n a déterminé les propriétés antistatiques des plaquettes obtenues au départ de cette composition, en utilisant la méthode décrite à l’exemple 1. Valeur du champ électrique après ·,ΊΖ 18 0n the antistatic properties of the platelets obtained from this composition were determined, using the method described in Example 1. Value of the electric field after ·,
2 minutes : 2,9 4 minutes : 1,1 10 minutes : 0 20 minutes : Q2 minutes: 2.9 4 minutes: 1.1 10 minutes: 0 20 minutes: Q
Ces résultats montrent très bien la supériorité et l'effet de synergie des additifs de l'invention.These results clearly show the superiority and the synergistic effect of the additives of the invention.
Claims (1)
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BE901310A (en) | 1985-04-16 |
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