SK279158B6 - Vrstvený spájaný výrobok a spôsob jeho výroby - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka výrobkov, ktoré sú tvorené polypropylénovou netkanou textíliou spojenou s polyolefínovým filmom a spôsobu výroby týchto vrstvených spájaných výrobkov.

Doterajší stav techniky

Výrobky, ktoré pozostávajú z tenkej vrstvy netkanej textílie, ktorá je spojená s polyolefínovým filmom, sú z doterajšieho stavu techniky dobre známe a bežne obchodne dostupné, pričom tieto produkty nachádzajú uplatnenie celom rade najrôznejších aplikácií, napríklad ako povrchové materiály na výrobu hygienických plienok, lekárskych plášťov a ochranných odevov na zdravotnícke ciele, a ďalej na prípravu obrusov a obliečok na jedno použitie. Materiál, ktorý tvorí tenkú vrstvu netkanej textílie sa získa z polypropylénových vlákien, ktorých spojenie sa zabezpečí vedením tohto materiálu mykacím strojom ako pavučina z mykacieha stroja alebo tepelným zatavovaním, ktoré sa vykoná pomocou kalandrovania.

Filmy, ktoré sú použité na prípravu uvedených výrobkov, sú vyrobené z homopolymérov a kopolymérov etylénu, najmä z polyetylénu nízkej hustoty (LDPE), z lineárneho polyetylénu nízkej hustoty (LLDPE), z kopolymérov etylénu a vinylacetátu (EVA), z polyetylénu vysokej hustoty (HDPE) alebo zo zmesí dvoch, alebo viacerých uvedených polymérov.

Na to, aby sa dosiahlo účinné spojenie medzi uvedenými dvomi vrstvami, to znamená medzi vrstvou netkanej textílie a filmom, je nutné pri použití uvedených materiálov opatriť stykové plochy spojivom, ako je napríklad horúca tavenina alebo roztoky, alebo emulzie spojivových látok. Použitie týchto prostriedkov má ale niektoré nevýhody, medzi ktoré je možné zaradiť zanesenie zvyškov rozpúšťadiel do pripravovaného výrobku (v prípade, keď sa použijú uvedené spojivové látky), čo nie je žiaduce vtedy, keď sa tieto výrobky použijú na zdravotnícke a hygienické aplikácie. Ďalej spôsobuje použitie týchto spojivových materiálov väčšiu tuhosť produkovaných výrobkov, papierovitý charakter a hlučnosť (šušťavosť) týchto výrobkov, pričom obvykle sa požaduje mäkkosť, ohybnosť (poddajnosť) a bezhlučnosť (nešušťavosť).

Po stránke technickej a ekonomickej je veľmi atraktívnym alternatívnym riešením spájať uvedené materiály tepelným spôsobom, prípadne s použitím tepelného zatavovania bodovou metódou. Tento typ zatavovania sa však vykonáva veľmi ťažko, lebo tieto dve spájané vrstvy majú odlišnú chemickú povahu. Spojenie týchto materiálov, ale s neuspokojivým výsledkom sa dá čiastočne dosiahnuť len pri použití vysokých teplôt a dlhých časových intervalov, pričom pri vykonávaní tohto postupu čiastočne roztavený film vnikne do vrstvy netkanej textílie, však výrobky získané touto metódou sú ešte tuhšie a majú ešte papierovitejší charakter ako výrobky produkované s použitím spojív.

Podstata vynálezu

Výrobky podľa uvedeného vynálezu sú tvorené vrstvou polypropylénovej netkanej textílie, ktorá je priamo spojená s filmom z heterogénnej polymémej zmesi obsahujúcej v percentách hmotnostných 10 až 60 %, vo výhodnom uskutočnení 20 až 50 % polypropylénového homopolyméru s indexom izotakticity (hmotnostné percento frakcie, ktorá je nerozpustná vo vriacom n-heptáne), vyšším ako 80, vo výhodnom uskutočnení v rozmedzí od 90 do 98, alebo kryštalického kopolyméru propylénu s etylénom a/alebo s a-olefínom, obsahujúcim 4 až 10 atómov uhlíka, pričom tento kopolymér obsahuje 85 % alebo viac propylénu a jeho index izotakticity je > 80, 3 až 25 % kopolyméru etylénu a propylénu, ktorý je nerozpustný v xyléne pri teplote okolia, a 15 až 87 % vo výhodnom uskutočnení 30 až 75 % kopolyméru etylénu s propylénom a/alebo α-olefinom obsahujúcim 4 až 10 atómov uhlíka a prípadne s diénom, pričom tento kopolymér obsahuje 20 až 60 % etylénu aje úplne rozpustný v xyléne pri teplote okolia.

Podľa uvedeného vynálezu sa zistilo, že pri použití filmu vyrobeného z heterogénnej polymémej definovanej zmesi, je možné dosiahnuť priame spojenie uvedených dvoch vrstiev tepelným zatavením pri teplote nižšej ako je teplota topenia uvedených dvoch vrstiev. Týmto termínom „priame spojenie“, ktorý je použitý v texte uvedeného vynálezu, sa mieni tá skutočnosť, že tieto dve vrstvy, to znamená vrstva netkanej textílie a filmu, sú spojené spoločne tepelným zatavením bez nutnosti použitia spojiva. Termín „tepelné zatavenie“ sa používa i v prípadoch, keď je teplota nižšia ako teplota topenia obidvoch uvedených vrstiev, pričom tento termín slúži iba na charakterizáciu výsledného spojenia.

V prípade výrobkov podľa uvedeného vynálezu, kedy kopolymér uvedenej heterogénnej polymémej zmesi rozpustný v xyléne, obsahuje dien, je tento prítomný vo výhodnom uskutočnení v množstve nižšom alebo ekvivalentnom 10 % hmotnostným. Ako príklad týchto výhodných diénov je možné uviesť 1,4-hexadién, dicyklopentadién a 2-etylidén-5-norbomén.

Ako príklad výhodných olefinov, obsahujúcich 4 až 10 atómov uhlíka, ktoré môžu byt prítomné, je možné uviesť 1-butén, 4-metyl-l-pentén a 1-hexén.

Uvedenými polypropyiénovými vláknami, ktoré sú použité na prípravu netkanej textílie, môžu byť ktorékoľvek bežne obchodne dostupné vlákna, ktoré všeobecne obsahujú kryštalické polyméry, najmä homopolyméry, ktorých hodnota indexu toku taveniny pri teplote 230 °C, 2,16 kg, metóda ASTM D1238, podmienka L sa pohybuje v rozmedzí od 10 do 30 g/10 minút a index izotakticity je > 85.

Uvedené heterogénne polyméme zmesi, použité na prípravu filmov, ktoré sa používajú na prípravu vrstvených spájaných výrobkov podľa uvedeného vynálezu, sú vo výhodnom uskutočnení podľa uvedeného vynálezu vyrobené postupnou polymerizáciou v dvoch, alebo viacerých stupňoch, pričom sa pri tejto výrobe použijú vysoko stereošpecifické Ziegler-Natta katalyzátory. Zložka s hompolymérom či kryštalickým kopolymérom sa pripraví v prvom stupni polymerizácie, vo výhodnom uskutočnení vo forme kvapalného monoméru, zatiaľ čo ostatné zložky sa pripravia v jednom alebo viacerých následných polymerizačných stupňoch.

Uvedenými konkrétnymi katalyzátormi, ktoré je možné použiť na túto uvedenú výrobu, sú reakčné produkt}· pevnej zložky, obsahujúce zlúčeninu titánu a zlúčeniny predstavujúce vnútorný elektrónový donor, ktoré sú nanesené na aktivovanom chloride horečnatom, s AL-trialkylovou zlúčeninou a zlúčeninou predstavujúcou vonkajší elektrónový donor. Vo výhodnom uskutočnení podľa uvedeného vynálezu je uvedenou použitou zlúčeninou chlorid titaničitý TÍCI4. Uvedený vnútorný elektrónový donor je vo výhodnom uskutočnení podľa vynálezu vybratý zo skupiny obsa2

SK 279158 Β6 hujúcej alkylftaláty, cykloalkylftaláty a arylftaláty, ako je napríklad diizobutylftalát, di-n-butylftalát a di-n-oktylftalát.

Uvedený vonkajší elektrónový donor je vo výhodnom uskutočnení podľa uvedeného vynálezu vybratý zo skupiny zahŕňa zlúčeniny kremíka, ktoré obsahujú jednu alebo viac OR-skupín, pričom R v týchto skupinách predstavuje uhľovodíkový zvyšok. Ako konkrétny príklad týchto zlúčenín je možné uviesť difenyldimetoxysilán, dicyklohexyldimetoxysilán, metyl-terc.butyldimetoxysilán, diizopropyldimetoxysilán a fenyltrietoxysilán.

Ako príklad uvedených heterogénnych polypropylénových zmesí a rovnako tak ako príklad katalyzátorov a polymerizačných metód všeobecne používaných na ich prípravu, je možné uviesť látky a metódy uvedené vo zverejnených európskych patentových prihláškach č. 400 333 a 472 946.

Uvedené heterogénne zmesi podľa uvedeného vynálezu je možné pripraviť mechanickým zmiešaním zložky, s homopolymérom alebo kryštalickým kopolymérom ktorá sa pripraví oddelene a produktov ostatných dvoch látok.

Tento produkt ostatných dvoch látok je možné vyrobiť kopolymeráciou etylénu s propylénom a/alebo a a-olefínom, obsahujúcim 4 až 10 atómov uhlíka, a prípadne s diénom, v prítomnosti katalyzátora uvedeného typu.

Postupy, ktoré je možné výhodne použiť na prípravu fdmov, pri ktorých sa používajú uvedené heterogénne zmesi, predstavujú všeobecne známe postupy z doterajšieho stavu techniky, ako je napríklad vyfukovanie, vytlačovanie plochej fólie a vytlačovanie s biaxiálnou orientáciou. Pre ciele uvedeného vynálezu je hrúbka týchto filmov vo výhodnom uskutočnení v rozmedzí od 10 do 50 pm. Ako príklad týchto filmov získaných z heterogénnych zmesí uvedeného typu, je možné uviesť filmy uvedené v publikovanej európskej prihláške č. 444 671.

Pri príprave výrobkov podľa uvedeného vynálezu sa polypropylénový film a netkaná textília podrobia tepelnému zatavovaniu, pričom sa používa teplota pohybujúca sa vo výhodnom uskutočnení v rozmedzí od 90 do 140 °C. Vzhľadom na zvláštnu fyzikálno-chemickú povahu materiálu filmu sa volia také teplotné podmienky, aby boli dostatočné na spojenie uvedených dvoch vrstiev a vytvorenie produktu s dobrou ohybnosťou, produktu, ktorý je pri používaní nehlučný, mäkký, príjemný na ohmat, zbavený rozpúšťadiel a/alebo adhezívnych látok.

Tento proces tepelného zatavavania sa vykonáva s použitím bežne známych metód, pričom sa tieto dve vrstvy prekryjú a spracujú s použitím kalandra alebo iného zariadenia, ktoré umožní účinné vtlačenie jednej vrstvy do druhej vrstvy pri vhodnej teplote.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Postup podľa uvedeného vynálezu a výrobky takto získané budú v ďalšom ilustrované pomocou konkrétneho uskutočnenia, ktoré však slúži len na jeho ilustráciu.

Príklad 1

Pri vykonávaní postupu podľa tohto uskutočnenia bola použitá metóda vyfukovania, ktorá bola bežným spôsobom prispôsobená na výrobu filmu z polyetylénu nízkej hustoty (LDPE), pričom podľa tohto postupu bol pripravený film s hrúbkou 15 mikrometrov a na výrobu tohto filmu bola použitá polyméma zmes pripravená postupnou polymerizáciou s indexom toku taveniny 0,8 g/10 minút (teplota 230 °C, 2,16 kg, metóda ASTM D1238, podmienka L), ktorá obsahovala nasledujúce zložky uvedené v hmotnostných percentách:

% kopolyméru propylénu a etylénu, pričom obsah etylénu bol 1,6 %, % kopolyméru etylénu a propylénu, ktorý je nerozpustný v xyléne pri teplote 20 °C, s obsahom propylénu asi 0,8 % a

65% kopolyméru propylénu a etylénu, ktorý je rozpustný v xyléne pri teplote 20 °C, s obsahom etylénu 26 %.

Oddelene bola pripravená netkaná textília, pričom pri príprave tejto netkanej textílie bol, použité zariadenie s jedným hladkým valcom a s jedným perforačným valcom, a týmto spôsobom bola pripravená netkaná textília s priemernou hodnotou denier 29 g/cm³ s použitím polypropylénovej striže s pevnosťou v ťahu až 1,7 dtex a priemernou dĺžkou 40 mm, ktorá bola pripravená z polypropylénového homopolyméru s indexom izotakticity 96 a indexom toku taveniny 12 g/10 minút.

Takto získaný film a netkaná opísaná textília, boli potom podrobené spájaniu za použitia rovnakého kalandru, ktorý bol použitý na výrobu netkanej textílie, pričom k tomuto kalandru bolo pripojené zariadenie na privádzanie filmu. Potom boli film a netkaná textília privádzané vo vzájomnom kontakte na hladký valec a na perforačný valec. Rýchlosť, s ktorou bol privádzaný tento film a netkaná textília bola udržiavaná konštantná behom celého vykonávania tohto testu, pričom táto rýchlosť bola 70 m/minútu, teplota hladkého valca bola 105 °C a teplota perforačného valca bola 125 °C. Spojenie týchto dvoch uvedených vrstiev bolo vynikajúce, pričom bol získaný produkt s hodnotou denier asi 30g/m², ktorý bol veľmi ohybný, mäkký a pri používaní bezhlučný, to znamená nešušťavý.

Niektoré mechanické charakteristiky sú uvedené v nasledujúcej tabuľke.

Použitý fi L· Spájaný vrstvený rrodukt

Pevnosť v ťahu (N/5 cd) = ( UNI 8639/84}

pozdĺž	18	45
naprieč	7	10
Predĺženia pri pretrhnutí (C)
(UNI 8639/84)
pozdĺž	240	83
naprteč	> 400	76

Príklad 2 (Porovnávací)

Pri vykonávaní postupu podľa tohto príkladu bol opakovaný postup podľa príkladu 1, pričom podľa tohto uskutočnenia bola spájaná netkaná rovnaká netkaná textília s filmom s hrúbkou 15 mikrometrov vyrobeným z LDPE s indexom toku taveniny (teplota 190 °C, 2,16 kg, metóda ASTM D 1238,podmienka E) zodpovedajúca 6 g/10 minút, pričom hustota tohto materiálu bola 0,92 g/cm³ a tento film bol pripravený vyfukovaním. Tieto materiály boli potom podrobené kalandrovaniu vykonávanému rýchlosťou 70 m/minútu, pričom teplota perforačného valca bola 125 °C a teplota hladkého valca bola 105 °C. Týmto spôsobom bol získaný produkt s veľmi nekvalitným spojením vrstiev, pričom tieto vrstvy’ bolo možné navzájom oddeliť rukou.

Toto veľmi nekvalitné spojenie týchto dvoch vrstiev sa nezmenilo, ani keď rýchlosť kalandrovania bola znížená na 40 m/minútu. V tomto okamihu bola teplota perforačného valca zvýšená na 135 °C, čím sa dosiahlo tavenie, keď len

SK 279158 Β6 čiastočn, polyetylénového filmu. Však ani za týchto drastických podmienok nebolo možné dosiahnuť zodpovedajúcu adhéziu týchto dvoch vrstiev, ktoré bolo možné opäť ľahko oddeliť ručne. Z uvedeného vyplýva, že takto získaný materiál nebolo možné ani nijako charakterizovať jeho parametrami.

Claims (4)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Vrstvený spájaný výrobok, vyznačujúci sa tým, žeje tvorený netkanou polypropylénovou textíliou priamo spojenou s filmom z heterogénnej polymérnej zmesi, obsahujúcej v percentách hmotnostných 10 až 60 %, výhodne 20 až 50 % polypropylénového homopolyméru s indexom izotakticity (hmotnostné percento frakcie, ktorá je nerozpustná vo vriacom n-heptáne) vyššom ako 80, výhodne v rozsahu od 90 do 98, alebo kryštalického kopolyméru propylénu s etylénom a/alebo s α-olefínom, obsahujúcim 4 až 10 atómov uhlíka, pričom tento kopolymér obsahuje 85 % alebo viac propylénu a jeho index izotakticity je > 80, 3 až 25 % kopolyméru etylénu a propylénu, výhodne obsahujúcom 0,5 až 5 % propylénu, ktorý je nerozpustný v xyléne pri teplota okolia, 15 až 87 %, výhodne 30 až 75 % kopolyméru etylénu s propylénom a/alebo α-olefinom, obsahujúcim 4 až 10 atómov uhlíka a prípadne s diénom, pričom tento kopolymér obsahuje 20 až 60 % etylénu a je úplne rozpustný v xyléne pri teplote okolia.
2. 2. Vrstvený spájaný výrobok podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že uvedená netkaná polypropylénová netkaná textília je zhotovená z vlákien homopolyméru propylénu s indexom toku taveniny podľa ASTM D 1238, teplota 230 °C, 2,16 kg, podmienka L, v rozsahu od 10 do 30 g/10 minút a s indexom izotakticity > 85.
3. 3. Vrstvený spájaný výrobok podľa nároku 2, v y značujúci sa tým, že film z heterogénnej polymémej zmesi má hrúbku v rozsahu od 10 do 50 pm .
4. 4. Spôsob výroby vrstveného spájaného výrobku podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa tepelné zatavovanie netkanej polypropylénovej textílie s filmom z heterogénnej polymémej zmesi pri teplote pohybujúcej sa v rozsahu od 90 do 140 °C.