NO166095B - Fremgangsmaate for fremstilling av en forbindelsesinnretning for bygningsenheter. - Google Patents

Description

Plastblanding med forbedret fargbarhet på basis av stereoregulært polypropylen.

Nærværende oppfinnelse vedrorer fremstillingen av polypropylen-plast med forbedret fargbarhet.

Fargningen av polypropylenfibre er kjent som et særlig problem som er vanskeligere enn ved andre kjente syntetiske fibermateri-aler, på grunn av polymerens sterkt hydrofobe natur og fraværet av funksjonelle grupper i strukturen som kan tjene som "farge-seter".

Norsk patentskrift nr. 107 253 omtaler tilsetningen av poly-. amider som et middel til losning av dette problem. Også til-blandingen av hydrolyserte etylen/vinylacetat-kopolyraerer for losning av dette problem er kjent, se f.eks. britisk patentskrift nr. 978 626.

I overensstemmelse med nærværende oppfinnelse er det fremskaffet en plastblanding med forbedret fargbarhet, især for fiberfrem-stilling, på basis av stereoregulært polypropylen og omfattende 5-20 vekts-# av et fargbarhetsfremmende polymert tilsetningsmateriale, og blandingen karakteriseres ved at det fargbarhets-fremrnende tilsetningsmateriale er en blanding av de for formålet hver for seg kjente tilsetningsmaterialer

a) et lineært termoplastisk polyamid og

b) en kopolymer ev etylen og vinylacetat som eventuelt kan

være hydrolysert, idet a) utgjor 1-10, fortrinnsvis 2-8 vekts-%,

og b) 1-15) fortrinnsvis 2-10 vekts-# av den samlede plastblanding. Et videre trekk ved blandingen er at andelen av etylen-enheter i kopolymeren er <*>f0-80 vekts-#.

Plastblandingen ifolge oppfinnelsen kan også inkludere de vanlige mengder av stabiliseringsmidler, antistatiske midler og andre hjelpemidler. Blandingen kan formes til enhver onsket form, f.eks. filamenter, og farges med direkte, sure, premetal-liserte, disperse, krom-, onium-, kondensasjons-, kype-, svovel-, kypeesterfargestoffer eller reaktive fargestoffer. Hvis små mengder av en chelerbar metallholdig forbindelse også tilsettes i blandingen, kan de formede artikler også farges med et fargestoff med evne til å danne komplekser med flerverdige metaller.

Slike materialer kan farges til meget dyp sjattering med god fargeekthet. Denne forokning av fargedybdeji kan oppnås med ethvert fargestoff som vil farge polypropylenfibre, og mange fargestoffer som ikke farger umodifisert polypropylen. Disse omfatter de fargestoffer som er opplbselige i vann, såvel som dem som vanligvis påfores som dispersjoner, eller de som dannes in situ ved egnet valg av farge-mellomprodukter.

Plastblandingen etter nærværende,oppfinnelse kan fremstilles ved en enkel blandingsoperasjon. F.eks. kan polypropylenflak eller stopepulvergranuler blandes med partikler eller granuler av etylen-kopolymeren eller et hydrolysert produkt av denne, og partikler eller granuler- av polyamidharpiksen i en blandetrommel, i en Conaform-blander, en Sweetie-trommel, en båndblander eller lignende, og den forelopige blanding kan derpå ferdigblandes på et oppvarmet valseverk eller i en Banbury-blander eller i sylinderen i en ekstruder. Produktet kan derpå direkte smelte-spinnes til filamenter eller granuleres ved vanlige granuler-ingsmetoder for tilforing til et smeltespinneapparat, eller opploses i et egnet opplosningsmiddel for opplosningsspinning. Hvis partikkelstorrelsen for de tre komponenter er tilstrekkelig liten, kan blandingen direkte mates til et egnet smeltespinnings-apparat uten mellomliggende smelteblanding.

Tilsetningene, dvs. polyamidet og kopolymeren eller dens hydro-lyseprodukt, kan hensiktsmessig fremstilles som en blanding som selv danner en handelsartikkel med uventede egenskaper.

Det stereoregulære homopolymer som anvendes, er en standard-artikkel, ofte kalt isotaktisk polypropylen.

Polyamidene er i det vesentlige amorfe, lineære, termoplastiske harpikser, fremstilt ved kondensasjon av en dimer fettsyre med forskjellige polyaminer. De foretrukne polyamider har et mykningspunkt fra ca. 100°C til ca. 1<1>+0°C, kinematisk viskositet ved 160°C fra ca. 3 til h til 30 til hO poise, og en aminverdi på ca. 2 til ca. 10 (mg KOH/g). Disse polyamider kan fortrinnsvis være av den ikke-reaktive ^type, men bruken av reaktive polyamider er ikke utelukket.

Etylen/vinylacetat-kopolymerene eller hydrolyseproduktene av disse er i det vesentlige amorfe, hoymolekulare faste harpikser som har et vektsforhold mellom vinylacetat- og etylengrupper mellom 15:85 og 60:^-0, en smelteindeks på 2 til 200, men fortrinnsvis i smelteindeksområdet for polypropylenet, og et mykningspunkt på ca. 100°C til ca. l<l>f0°C. Disse kopolymerer kan fremstilles på kjent måte ved å kopolymerisere en blanding

av etylen og vinylacetat.

De hydrolyserte produkter kan fremstilles f.eks. ved å opplose den tilsvarende kopolymer i et egnet opplosningsmiddel, til-sette 5$ alkoholisk KOH opplosning (5 mg/100 cm3 etanol eller metanol), tilbakeldpsbehandle i 1/2 til 2 timer, bunnfelle reaksjonsproduktet med en blanding av vann og metanol, vaske og torke under vakuum. Et produkt som har en hydrolysegrad opp til 100$, kan anvendes ved dannelsen av. blandingen. Hydrolyserte produkter er foretrukket, da de gir blandinger med hoyere smeltepunkt. Bruken av de hydrolyserte produkter resulterer også i noe forbedret affinitet for visse fargestoff.

Den eventuelt tilsatte flerverdige metallforbindelse kan være enhver flerverdig forbindelse som frigir sitt metallatom for chelering eller dannelse av komplekser med fargestoffmolekyler som kan danne slike komplekser. De kan være organiske eller uorganiske av natur. Typiske eksempler er forbindelser av sink, kadmium, aluminium, tinn, krom, jern, kobolt og nikkel. Kopper-forbindelser er ikke egnet fordi de odelegger harpiksens varme-stabilitet. Organiske forbindelser er foretrukne som mere for-likelige med blandingene ifolge oppfinnelsen, og fordi de frigir sine metallatomer lettere for dannelse av komplekser. De flerverdige metaller, i form av en flerverdig metallforbindelse,

kan utgjore fra 0,01$ til 5% av blandingens totale vekt. Flerverdige metallatomer, slik som nikkel eller krom, i organo-metalliske forbindelser som tilsettes til stereoregulært polypropylen som stabiliseringsmidler mot den nedbrytende virkning av lys og varme, kan også danne uopploselige stabile komplekser med fargestoffmolekyler. Man anvender da tilstrekkelig mengde av metallforbindelsen til å gi både stabilisering og komplekser med de egnede fargestoffmolekyler. Blandinger som omfatter flere typer av den ene eller flere av komponentene kan også brukes, f.eks. to eller flere polyamider eller to eller flere kopolymerer eller hydrolyseprodukter av disse.

Formingen av blandingene til filamentmateriale kan utfores på vanlig måte. Blandingene formes fortrinnsvis forst til kontinuerlige filamenter ved smeltespinning. Typiske smelteekstruder-ingsbetingelser for blandingene etter nærværende oppfinnelse er som folger:

De resulterende fibre av disse blandinger har mekaniske egenskaper tett opp til dem for vanlig polypropylen. Det folgende viser noen av de mekaniske egenskaper for en typisk fiber, smeltespunnet under foran angitte betingelser fra en legering av folgende sammensetning:

Fibrene kan farges i form av kontinuerlige filamenter, stabel-fibre eller garn, tråder eller dobbelttvunnet garn, etc, For fargningen skal filamentmaterialet underkastes en vanlig vaskningsbehandling i et vandig rensemiddel- eller såpebad for å fjerne gjenværende smore- eller limmidler fra spinning eller vevning.

Det kan anvendes fargestoffer av de ovenfor nevnte typer ved 60°C til 95°C på hespekar og gikkere, eller ved hoyere tempera-turer i dampovn eller trykkfargeapparater. Produktene kan også lett trykkes ved vanlige metoder under anvendelse av farge-stoffklassene nevnt foran. I de fleste tilfeller er fargeektheten for de fargede fibre god og kan tilfredsstillende for-bedres ved etterbehandlinger som er kjent på området.

Fargingen med direkte, disperse, sure, krompremetalliserte, kypeestre, og kondensasjonsfargestoffer kan utfores etter metoder lignende dem som anvendes ved fargningen av polyamider. Kypefargestoffer kan fordelaktig påfores i form av deres frie leukosyrer ved en pH på 5-6 og ved en temperatur på 80°C eller hoyere. Azoiske mellomprodukter påfores ved forst å absorbere koblingskomponenten ved en pH på 5-6 og deretter utvikle fargen på det fremstilte materiale i et bad av diazotisert amin med en pH på 6-7 og ved en temperatur på 80 til 95°C Onium- eller gjennomfargende fargestoffer kan påfores fra et bad med pH 3_lf og med et innhold av avpassede mengder av en bærer og en liten mengde natriumklorid.

Etter fargingen gis de fargede fibre en vanlig varm såpebehand-ling og renses omhyggelig og torkes. For ytterligere å forbedre våtstyrken for sure og pre-metalliserte fargestoffer kan man med fordel anvende en etterbehandling med et kation-aktivt middel eller brekkvinsten/tannin.

Beskrivelsen her med spesiell henvisning til neddykkingsfargning er lett å tilpasse til vanlig maskineri og arbeidsmåte for boke-kjels-, pakkapparat- og strengfargning, jigger- og hespekar-fargning av stykkgodset og kontinuerlig fargning ved foulard-damp-metoder.

Eksempler

For nærmere å illustrere oppfinnelsen angis de folgende eksempler..

121019

EKSEMPEL A

For sammenligningsformål ble to blandinger av de folgende sammensetninger fremstilt, ekstrudert og fargningsegenskapene for de resulterende fibre undersokt:

Blanding nr. 1 foran ga et garn med meget dårlige mekaniske egenskaper og var fargbar bare til pastellsjatteringer med vanlige fargestoffer. Blanding nr. 2 var meget vanskelig å ekstrudere under ekstruderingsbetingelsene og ga et meget grovt garn som ikke kunne strekkes. Fargingsegenskapene var like dårlige. For ytterligere sammenlignings skyld ble to blandinger av de folgende sammensetninger fremstilt, ekstrudert, og fargingsegenskapene for de resulterende fibre fastslått:

Begge blandinger 3 og h ekstruderte godt, men hadde dårlige fargingsegenskaper. Fibrene kunne farges bare til sjatteringer i pastell- og middelsdybde, og fargeektheten for de anioniske fargestoffer var bare måtelig.

Kombinasjonen av polyamidet og etylenkopolymeren med samme totale konsentrasjon resulterte derimot i jevn ekstrudering, en fiber med gode fysikalske egenskaper og en bemerkelsesverdig affinitet for flere klasser fargestoffer. En art synergisme synes å eksistere når polyamidet og etylenkopolymeren begge er tilstede. Denne synergisme fremgår mer klart fra det folgende eksempel (tabell 1).

EKSEMPEL 1 til 8

Disse eksempler sammenligner farginger utfort med representative fargestoffer fra de forskjellige klasser på stoffer strikket fra 320/50 kontinuerlige filamentgarn av stereoregulært polypropylen og fra lignende kontinuerlige filamentgarn og blandinger, fremstilt fra samme stereoregulært polypropylen med forskjellige sammensetninger innenfor området av nærværende oppfinnelse. Sammensetningen av hvert garn er som folger:

I tillegg til de forannevnte komponenter inneholdt hver blanding stabiliserende mengder av et kommersielt stabiliseringsmiddel. Komponentene, alle i pulverform, ble blandet i en blandeanord-ning i 1/2 time og deretter smeltespunnet og strukket ifolge vanlig praksis til 320/50 kontinuerlige filamentgarn som derpå ble strikket på en dobbelt strikkemaskin til stoffprover. For fargingen ble hver stoffprove vasket i et vandig bad i forholdet ^-0 deler væske til 1 del stoff, og badet inneholdt 1 vekts-$ av en ikke-ionisk overflateaktiv forbindelse alkylfenoksypoly-(etylenoksy)-etanol. De vaskede stoffprover ble derpå godt renset og holdt fuktige.

De rensede, fuktige stoffer for hvert eksempel ble farget i et bad med et forhold mellom fargevæske og stoff på ^0:1 etter vekt i 2 timer ved 85-90°C. Stoffet ble derpå renset med varmt vann, såpevasket ved <1>fO°C med en 1%'s opplosning av den overflateaktive

forbindelse i ca. 30 minutter og skylt med vann og torket.

De fargede stoffprover ble sammenlignet visuelt med hensyn på sjatteringsdybde og ble derpå utsatt for AATCC vaskeprove nr. II;

AATCC kjemisk rensningsprove og en Fadeometerprove i 5? 10, 20, h0, 80, 160 og 320 standard-timer. (AATCC = American Association of Textile Chemists and Colorists)

For sjatteringsdybden ble folgende graderingsskala anvendt:

1 = Sjatteringsdybde for ublandet stereoregulært polypropylen-stoff

2 = Tilnærmet to ganger dybden av sjattering 1

3 = Tilnærmet tre ganger dybden av sjattering 1

h - Tilnærmet fire ganger dybden av sjattering 1

5 = Tilnærmet fem ganger dybden av sjattering 1

For vaskemotstandsevnen og motstandsevnen mot kjemisk rensning ble anvendt en skala fra 1 til 5 med folgende betydning:

5 = Ingen synlig falming eller tap av farge

h = Meget svak falming eller tap av farge

3 = Vesentlig falming eller tap av farge

2 = Markert falming eller tap av farge

1 = Fullstendig tap av farge

Forannevnte skala for fargeekthetgradering tolkes i uttrykk fra "International Gray Scale" slik som beskrevet i "The Technical Manual of the AATCC."

For lysekthet ble en skala på 1 til 8 brukt med de folgende betydninger:

8 = Ingen synlig falming etter 320 standard Fadeometer timer

7 = Akkurat merkbar falming etter 160 timer

6 = Akkurat merkbar falming etter 80 timer

: 5 = Akkurat merkbar falming etter h0 timer

i h = Akkurat merkbar falming etter 20 timer

3 = Akkurat merkbar falming etter 10 timer

2 = Akkurat merkbar falming etter 5 timer

1 = Fullstendig tap av farge.

Sammenlignende data som oppnås for eksempel 1 til 8 folger i

tabellene 2 og 3»

Claims (2)

1. Plastblanding med. forbedret fargbarhet, især for fiber-fremstilling, på basis av stereoregulært polypropylen og omfattende 5-20 vekts-% av et fargbarhetsfremmende polymert tilsetningsmateriale, karakterisert ved at det fargbarhetsfremmende tilsetningsmateriale er en blanding av de for formålet hver for seg kjente tilsetningsmaterialer a) et lineært termoplastisk polyamid og b) en kopolymer av etylen og vinylacetat som eventuelt kan være hydrolysert, [ idet a) utgjor 1-10, fortrinnsvis 2-8, vekts-$, og b) 1-15) fortrinnsvis 2-10 vekts-$ av den samlede plastblanding.

2. Plastblanding etter krav 1, karakterisert ved at andelen av etylen-enheter i kopolymeren er '+0-80 vekts-$.