TR201815465T4 - Geri kazanılmış polipropilen bileşen ve geri kazanılmış sürdürülebilir polimer bileşen içeren eritilerek şişirilmiş dokunmamış ağ ve bunun yapılmasına ilişkin usul. - Google Patents

Abstract

Mevcut buluş dokunmamuş (nonwoven) ağlara ve daha hususiyetle geri kazanılmış polipropilen bileşenden ve geri kazanılmış sürdürülebilir polimer bileşenden bir karışım içeren elyaftan hazırlanmış eritilerek şişirilmiş bir ağa ilişkindir.

Description

TARIFNAME GERI KAZANILMIS POLIPROPILEN BILESEN VE GERI KAZANILMIS SÜRDÜRÜLEBILIR POLIMER BILESEN IÇEREN ERITILEREK SISIRILMIS DOKUNMAMIS AG VE BUNUN YAPILMASINA ILISKIN USUL Mevcut bulus, dokunmamis(nonwoven) aglara ve daha hususiyetle geri kazanilmis polipropilen bilesenden ve geri kazanilmis sürdürülebilir polimer bilesenden bir karisim içeren elyafian hazirlanmis eritilerek sisirilmis bir aga iliskindir.

BULUSA ILISKIN BILINEN HUSUSLAR Geleneksel olarak, dokunmamis yüzeylerin üretiminde kullanilan birçok madde polyester, polistiren, polietilen ve polipropilen gibi termoplastik polimerlerden hazirlanir. Bu polimerler genellikle çok stabildir ve çevrede uzun bir Süre olduklari gibi kalabilirler.

Ancak son yillarda çevre dostu ve Sürdürülebilir kabul edilen maddelerin ve ürünlerin gelistirilmesine yönelik bir egiliin söz konusu olmustur. Bu egilimin bir parçasi olarak, petrol esasli madde içerigini azaltmak amaciyla yüksek sürdürülebilir madde içerikli çevre dostu ürünlerin üretilmesi istenmektedir.

Bu istegi karsilayabilecek umut vaat eden bir polimer polilaktik asittir (PLA). Polilaktit olarak da bilinen polilaktik asit seker, nisasta veya selüloz gibi yenilenebilir kaynaklardan elde edilen yenilenebilir, termoplastik bir alifatik polyesterdir. PLAanin umut vaat etmesinin nedeni misir gibi dogal maddelerden üretilmesi ve dolayisiyla petrokimyasal türevi ürünlere sürdürülebilir bir alternatif sunmasidir.

Bununla birlikte, PLA, polietilenler ve polipropilenler gibi sentetik polimerlerle iliskilendirilen dayaniklilik ve uzama özelliklerinin aynina her zaman sahip degildir. Sonuç olarak, bir PLA bilesen ve bir sentetik polimer bilesen içeren kompozit ürünler gelistirilmistir. Bu tür bir ürün bir PLA öze ve bir polipropilen mantoya sahip iki bilesenli filamentler içeren bir dokunmamis yaprak malzemedir. Bu tür ürünler, tüketici ürünlerinde sürdürülebilir bilesenlerin seviyesini artirinanin bir amaç oldugu çocuk bezi endüstrisinde kullanilmaktadir.

Bununla birlikte, bu tür bir kompozit madde kullaniminin dezavantajlari da olabilir. Bu dezavantajlardan biri sentetik ve sürdürülebilir polimerlerin bir kompoziti olan maddelerin geri kazanilmasinin veya geri dönüsümünün zor olinasiyla iliskilidir. Sonuç olarak, bu tür maddelerin kullanilmasi maliyet artisina yol açmis, dolayisiyla söz konusu maddelerin ticari ürünlerde kullanimi sinirli olmustur.

Dolayisiyla, hali hazirda PLA gibi sürdürülebilir polimerlerin ticari ürünlere dahil edilmesini saglamak için gelismis usullere ve ürünlere ihtiyaç duyulmaktadir.

BULUSUN ÖZETI Bulusun düzenlemeleri bir polipropilen bilesenden ve bir sürdürülebilir polimer bilesenden olusan bir baslangiç maddesinden geri kazanilmis eritilerek sisirilmis elyafin hazirlanmasi usullerine yöneliktir. Bir düzenlemede, bulus eritilerek sisirilmis bir ag hazirlamak için bir usul saglamakta olup, burada bir polipropilen bilesenden ve bir sürdürülebilir polimer bilesenden olusan baslangiç elyafi isi altinda karistirilir ve bu sekilde polipropilen bilesenin ve sürdürülebilir polimer bilesenin bir karisimini içeren bir eriyik akimi olusturulur. Daha sonra eriyik akimi Viskozite azaltimina tabi tutulur; burada polipropilen bilesenin ve sürdürülebilir polimer bilesenin Viskozitesi azaltilir, bu sekilde Viskozitesi azaltilmis bilesenler eritilerek sisirilme uygulamalarinda kullanim için uygun hale gelir. Viskozitesi azaltilmis polimer bilesenlerden olusan eriyik akimi bir eritilerek sisirilmekalibindan ekstrüde edilerek eritilerek sisirilmis bir elyaf akimi olusturulur, daha sonra bu akim bir toplama yüzeyinde toplanarak es fazli eritilerek sisirilmis bir ag olusturulur. Bazi düzenlemelerde, eriterek sisirilmis ag örnegin agin bir kalender silindirinden geçirilmesiyle isil yolla baglanabilir.

Bir düzenlemede, baslangiç maddesi bir kilif-nüve konfigürasyonuna sahip iki bilesenli Iilamentler içermekte olup, burada polipropilen bilesen filamentlerin kilifinda, sürdürülebilir polimer bilesen ise özünde bulunur. Bazi düzenlemelerde, baslangiç maddesi spunbond (egrilerek baglanmis) bir ag, örnegin iki bilesenli filamentler içeren spunbond bir ag içerebilir.

Bazi düzenlemelerde, Viskozite azaltiini Viskoziteyi azaltici bir maddenin eriyik akimi içine karistirilmasiyla gerçeklestirilir. Bazi düzenlemelerde, Viskoziteyi azaltici madde bir peroksit, hidroksilamin ester bilesimi veya tio bilesimi içerebilir. Tercih edilen bir düzenlemede, Viskoziteyi azaltici madde bir hidroksilamin ester içerir.

Bulusun yönleri de geri kazanilmis polipropilen bilesenin ve geri kazanilmis sürdürülebilir polimer bilesenin bir karisimi olan eritilerek sisirilmis elyaf içeren eritilerek sisirilmis aglara iliskindir. Bir düzenlemede, eritilerek sisirilmis ag geri kazanilmis bir polipropilen bilesenden ve geri kazanilmis bir polilaktik asit bilesenden bir karisim içerir. Bulus eritilerek sisirilmis ag içeren kompozit katmanli yapilara, örnegin eritilerek sisirilmis/spunbond (MS) laminatlara, spunbond/eritilerek sisirilmis/spunbond (SMS) laminatlara ve spunbond/eritilerek sisirilmis/eritilerek sisirilmis/spunbond (SMMS) laminatlara da yöneliktir.

AYRINTILI AÇIKLAMA Mevcut bulus simdi buradan itibaren, bulusun tüm düzenlemeleri olmasa da bazilarinin gösterildigi ilisikteki sekillere gönderme yapilarak daha ayrintili açiklanacaktir. Aslinda, bu buluslar birçok farkli formda düzenlenebilir ve burada belirtilen düzenlemelerle sinirli olduklari düsünülmemelidir; bu düzenlemeler daha ziyade bu açiklamanin uygulanabilir yasal kosullari karsilamasi amaciyla verilmektedir.

Mevcut açiklamanin amaçlari dahilinde, asagidaki terimler asagida belirtilen anlamlara sahip olacaktir: Burada kullanildigi sekliyle "dokunmamis ag" terimi, belirlenebilir tekrarlayan bir tarzda olmamak kaydiyla birbirine geçmis münferit elyaftan veya ipliklerden olusan bir yapi üretmek üzere örme veya dikme islemlerini kullanmadan olusturulmus materyalden bir yapi veya dokuma anlamina gelir. Dokusuz dokumalar geçmiste, örnegin eritilerek sisiriline islemleri, egirerek baglama islemleri ve kesikli elyaf taraklama islemleri gibi bir dizi geleneksel islemle olusturulmustur.

Burada kullanildigi sekliyle, "eritilerek sisirilme" elyafin, erimis termoplastik bir maddenin çok sayida ince, genellikle dairesel kalip kapilerinden yüksek hizli bir gaz (örnegin hava) akimi içine ekstrüde edilmesiyle, bu sekilde erimis termoplastik maddenin inceltilmesiyle ve mikro elyaf çapinda, örnegin çap olarak 10 mikronun altinda elyafin olusturulmasiyla yapildigi bir isleme karsilik gelir. Bunun ardindan, eriyikten püskürtülmüs elyaf gaz akimiyla tasinir ve bir toplama yüzeyinde biriktirilerek rastgele eriyikten püskürtülmüs elyaftan bir dokuma olusturulur. Bu tür bir islem, örnegin Butin ve digerlerine ait 4,707,398 sayili ABD patent belgelerinde açiklanmaktadir. Mevcut bulusun düzenlemelerine uygun eritilerek sisirilmis elyaf dairesel ve dairesel olmayan enine kesitlere sahip olabilir.

Burada kullanildigi sekliyle, "spunbond" terimi erimis termoplastik bir maddenin filamentler seklinde, bir düzenin çok sayida ince, genellikle dairesel kapilerinden ekstrüde edilmesini içeren bir isleme karsilik gelir, bu sekilde filamentler inceltilmis ve mekanik veya pnömatik olarak çekilmis olur. Düze deligi konfigürasyonuna bagli olarak, çesitli enine kesit sekillerinde elyaf üretilebilir, örnegin dairesel ve dairesel olmayan, üç loblu, delta ve benzeri sekillerde elyaf üretilebilir. Filamentler rastgele düzenlenmis büyük ölçüde kesiksiz filamentlerden bir ag olusturmak üzere bir toplama yüzeyinde biriktirilir, daha sonra birbirine baglanarak bir es fazli dokunmamis kumas olusturulur. Spunbond Genel olarak, bu egirerek baglama islemleri filamentlerin bir düzeden ekstrüde edilmesini, filamentlerin bir hava akimi ile sogutulmasini, bu sekilde erimis filamentlerin katilasmasinin hizlandirilmasini, gerek pnömatik olarak filamentlerin bir hava akiminda süreklenmesi, gerek mekanik olarak mekanik çekme silindirleri etrafina sarilmalari yoluyla bir çekme gerilmesi uygulayarak filamentlerin inceltilmesini, çekilmis filamentlerin bir toplama yüzeyi üzerinde biriktirilmesini, bu sekilde bir agin olusturulmasini ve gevsek filamentlerden olusan agin bir dokunmamis kumasa baglanmasini içerir. Baglama herhangi bir isil veya kimyasal baglama islemi olabilir, bunlar arasinda tipik olan isil uç baglamadir.

Mekanik ve suyla birbirine geçirme gibi usuller de kullanilabilir.

Burada kullanildigi sekliyle "isil uç baglama" bir materyalin, örnegin baglanacak elyaftan iki veya daha fazla dokumanin isitilmis bir kalender silindiri ve bir anvil silindir arasindan geçirilmesini içerir. Kalender silindiri tipik olarak desenlidir, böylece kumas tüm yüzeyinden baglanmak yerine ayrik uç baglanma alanlarinda baglanir.

Burada kullanildigi sekliyle "polimer" terimi, bunlarla sinirli kalmainak kaydiyla genellikle homopolimerleri, kopolimerleri, örnegin blok, asi, rastgele ve birbirini izleyen kopolimerleri, terpolimerleri ve benzerini ve bunlarin karisimlarini ve modifikasyonlarini içerir. Ayrica, aksine özel olarak sinirlama getirilmedigi sürece "polimer" terimi maddenin izotaktik, sindiyotaktik ve rastgele simetriler dahil olasi tüm geometrik konfigürasyonlarini içerecektir.

Burada kullanildigi sekliyle, geri dönüstürülmüs olarak da bilinen "geri kazanilmis" polimer terimi, daha önce bir kez örnegin bir lif, film veya kati plastik bilesen gibi belli bir ürün formunda ekstrüde edilmis ancak daha sonra tekrar bir pelet gibi bir forma yeniden islenmis ve bir ikinci kere yeniden kullanisli bir life, filme veya kati plastik parçaya ekstrüde edilebilecek bir polimerik maddeye karsilik gelir.

Birçok geri dönüsüm isleminde molekül agirligi azalmasini asgaride tutmaya oldukça çaba gösterilir. Baska durumlarda geri dönüstürülmüs polimeri bir özel yeni amaç için kullanisli yeni bir molekül agirligina çevirmek amaciyla molekül agirliginda bilerek bir azaltim yapilabilir.

Polipropilen gibi bir polimerik maddenin geri kazanilmasina iliskin bir islem örnegi viskozite azaltimidir. Viskozite azaltiminda, daha önce ekstrüde edilmis polimer (örnegin, baslangiç maddesi) kimyasal, mekanik veya isil bir bakim islemine tabi tutulmakta olup, burada polimer zincirleri parçalanarak veya kirilarak baslangiç maddesine ait olanlardan farkli bir molekül agirligina ve erime akis hizina sahip bir geri kazanilmis polimer bilesimi üretilir. Örnegin, polipropilen SÖZ konusu oldugunda, ekstrüzyon öncesinde polipropilen, polipropilen polimeri egirerek baglama isleminde kullanim için uygun kilan bir molekül agirligina ve erime akis hizina (MFR) sahip olabilir. Ekstrüzyonu takiben bu polipropilen viskozite azaltimina tabi tutulabilir, bu sekilde eritilerek sisirme islemlerinde kullanim için uygun bir molekül agirligina ve MF R”ye sahip viskozitesi azaltilmis bir polipropilen bilesen üretilir. Mevcut bulusta, "geri kazanilacak" polimer madde bir viskozite azaltimi islemine tabi tutulur.

Mevcut bulusun düzenlemeleri bir polipropilen bilesen ve bir sürdürülebilir polimer bilesen içeren bir baslangiç maddesinden geri kazanilmis eriterek sisirilmis kompozit elyaüan olusan eritilerek sisirilmis bir kumasin hazirlanmasi islemlerine yöneliktir.

Mevcut bulus baglaminda "sürdürülebilir" terimi, gelecek kusaklara kalmak için yenilenen veya tekrarlanan tarim veya orinancilik gibi dogal islemlerle elde edilen bir maddeye karsilik gelir. Dolayisiyla sürdürülebilir polimerler, petrol kaynagi makul bir zaman içinde dogal olarak yenilenmeyen petrol kaynakli polimerlerle karsilastirilabilir. Mevcut bulusun düzenlemeleri için uygun sürdürülebilir polimerler tipik olarak, sürdürülebilir polimer içerigi agirlik yüzdesinde agirlikça en az yüzde 25 ve daha tipik olarak agirlikça en az yüzde 50 bir sürdürülebilir miktarina sahiptir, biraz daha tipik olan ise en az %75 ve en az agirlikça yüzde 90 ila yüzde 100 sürdürülebilir miktarina sahiptir.

Bazi düzenlemelerde, sürdürülebilir polimer bilesen biyobozunur polimer maddeler içerebilir. "Biyobozunur" mikroorganizmalarin etkisini içeren çevre kosullari altinda bozunan veya ayrisan bir maddeye veya ürüne karsilik gelir. Dolayisiyla eger belirli bir süre belirli bir biyolojik ortama maruz kaldiktan sonra maddenin gerilme direncinde ve/veya pik uzamasinda veya bir baska kritik fiziksel veya mekanik özelliginde belli bir azalma gözlemlenirse söz konusu madde biyobozunur kabul edilir. Tanimlanan biyolojik kosullara bagli olarak, sürdürülebilir polimer bilesenden olusan bir ürün biyobozunur kabul Sürdürülebilir içerikten yapilmis özel bir biyobozunur ürün sinifi kompostlasma (bozunarak gübrelesme) ortaminda bozunabilirse kompostlasabilir kabul edilebilir.

Sürdürülebilir içerikten olusan bir kumasin veya tilmin kompostlasabilir olarak siniflandirilip siniflandirilamayacaginin belirlenmesinde "Plastik Ürünlerin Kompostlanabilme Belgesi" isimli Avrupa Standarti EN 13432 kullanilabilir.

Bir düzenlemede, baslangiç maddesi çok bilesenli elyaf içermekte olup, burada polipropilen bilesen ve sürdürülebilir polimer bilesen elyafta ayri bölgeleri tanimlar. Örnegin, baslangiç maddesi ayri ekstrüderlerden ekstrüde edilmis ancak bir elyaf olusturmak üzere birlikte egrilmis en az iki polimerden olusturulmus iki bilesenli filamentler veya elyaf içerebilir. Iki bilesenli elyaftaki polimer bilesenler genel olarak iki bilesenli elyafin enine kesitinde büyük ölçüde kesiksiz konumlandirilmis ayri bölgelerde düzenlenir ve iki bilesenli elyaf uzunlugu boyunca kesiksiz uzanir. Bu tür bir iki bilesenli elyaf konfigürasyonu, örnegin bir manto/öz düzenlemesi olabilir; burada bir polimeri bir baska polimer çevreler veya yan yana bir düzenleme olabilir veya bir "denizde adalar" düzenlemesi olabilir. Iki bilesenli elyaf örnekleri Kaneko ve digerlerine ait 5,108,820 sayili ABD patent belgesinde, Strack ve digerlerine ait 5,336,552 sayili ABD patent belgesinde ve Pike ve digerlerine ait 5,382,400 sayili ABD patent belgesinde açiklanmaktadir. Çok bilesenli elyaf geleneksel katki maddelerini, örnegin polimer akimlarindan birine veya her ikisine dahil edilebilecek veya filament yüzeylerine uygulanabilecek pigmentleri ve yüzey aktif maddeleri içerebilir.

Tercih edilen bir düzenlemede, baslangiç maddesi bir polipropilen kilifa ve sürdürülebilir bir polimer bilesenden olusan bir öze sahip iki bilesenli bir lif içerir. Polipropilenin sürdürülebilir polimer bilesene orani yaklasik %10 polipropilen ila %90 sürdürülebilir polimer bilesen orani ila %80 polipropilen ila %20 sürdürülebilir polimer bilesen orani ve daha tercihen %30 polipropilen ila %70 sürdürülebilir polimer bilesen orani ila %70 polipropilen ila %30 sürdürülebilir polimer bilesen orani araliginda olabilir.

Bazi düzenlemelerde, sürdürülebilir polimer bilesen bir karboksilik asit grubuna (veya bunun polyester olusturan bir türevi, örnegin bir ester grubu) ve bir hidroksil grubuna (veya bunun polyester olusturan bir türevi, örnegin bir eter grubu) sahip bir alifatik bilesenden elde edilebilir veya iki karboksilik asit grubuna (veya bunun polyester olusturan bir türevi, Örnegin bir ester grubu) sahip bir alifatik bilesenin iki hidroksil grubuna (veya bunun polyester olusturan bir türevi, örnegin bir eter grubu) sahip bir alifatik bilesenle kombinasyonundan elde edilebilir. sürece - sadece alifatik ve/veya sikloalifatik bilesenlerden yapilan polyesterlerin yani sira alifatik ve/veya sikloalifatik birimlerin yaninda aromatik birimler içeren polyesterleri de kapsar. Yukarida belirtildigi gibi, sürdürülebilir içerigi tipik olarak agirlikça en az %25 ve daha tercihen agirlikça %75 ve daha da tercihen agirlikça en az %90adir.

Bir karboksilik asit grubuna ve bir hidroksil grubuna sahip bir alifatik bilesenden elde edilen polimerler alternatif olarak polihidroksialkanoatlar (PHA) olarak isimlendirilir.

Bunlarin örnekleri polihidroksibutirat (PHB), poli-(hidroksibutirat-ko-hidroksivaleterat) (PHBV), poli-(hidroksibutirat-ko-polihidroksiheksanoat) (PHBH), poliglikolik asit (PGA), poli-(epsilon-kaprolaktion) (PCL) ve tercihen polilaktik asittir (PLA).

Iki karboksilik asit grubuna sahip bir alifatik bilesenin iki hidroksil grubuna sahip bir alifatik bilesenle bir kombinasyonundan elde edilen polimer örnekleri alifatik diollerden ve alifatik dikarboksilik asitlerden elde edilen polyesterler, örnegin polibutilen süksinat (PBSU), polietilen süksinat (PESU), polibutilen adipat (PBA), polietilen adipat (PEA), politetrametilen adipat/tereftalattir (PTMAT).

Iki karboksilleninis asit grubuna sahip bir alifatik bilesenin iki hidroksil grubuna sahip bir alifatik bilesenle bir kombinasyonundan elde edilen polyesterler söz konusu oldugunda, ya diasit ya da diol veya hem diasit, hem diol önemli ölçüde sürdürülebilir içerikten olusmus olabilir. Önemli ölçüde sürdürülebilir içerigine sahip olduklari sürece yukarida bahsedilen polyesterlerden herhangi biri kullanilabilir.

Mevcut bulus baglaminda, PLA cinsi baslangiç maddesi spunbond islemlerinde egrilmek için dogru moleküler Özelliklere sahip olmalidir. Uygun örnekleri NatureWorks LLClden cinslerini içermekte olup, bunlarin genel olarak her ikisi de Gruber ve digerlerine ait US düsünülmektedir.

Baslangiç maddesinde hem polipropilen homopolimerler, hem polipropilen kopolimerler dahil olmak üzere genis çesitlilikte polipropilen polimer kullanilabilir. Bir düzenlemede, baslangiç maddesi polipropileni bir metallosen veya Ziegler Natta katalizli propilen polimerleri çerebilir.

Mevcut bulusun düzenlemelerinde kullanilabilecek Ziegler Natta polipropilenlerin örnekleri Total Petrochemicals USA, InCIdan (Houston, TX) TOTAL®3866 polipropileni; Braskem Americatdan (Philadelphia, PA) Braskem CP 360H polipropileni; ExxonMobil'den (Houston, TX) ExxonMobil PD 3445li; Sabic'ten (Sittard, Hollanda) Sabic 511A”yi; ve Basell Polyolefinssden (Wilmington, DE) Pro-fax PH 8351 içerir.

Uygun metallosen polipropilenlerin örnekleri Total Petrochemicals USA, lnc.'dan (Houston, TX) TOTAL® M3766 polipropileni; Total S.A.,den (Courbevoie, Fransa) TOTAL® MR 2001 polipropileni; ExxonMobillden (Houston, TX) ACHIEVE® 3754 polipropileni; ve ExxonMobiFden (Houston, TX) ACHIEVE® 3825 polipropileni içerebilir.

Baslangiç maddesi bir viskozite azaltma islemine tabi tutulmakta olup, burada ortalama molekül agirliklarini düsürmek için polipropilen bilesenin ve sürdürülebilir polimer bilesenin Viskozitesi azaltilir. Bir düzenlemede, her iki bilesenin viskozite azaltimi tipik viskozite azaltma kosullari altinda ve propilen bir viskoziteyi azaltici madde kullanarak gerçeklestirilebilir. Bununla birlikte, sürdürülebilir polimer bilesen, örnegin PLA bir viskoziteyi azaltici madde gerektirmeyebilir ve viskozite azaltma islemi sirasinda hidroliz yoluyla depolimerizasyon olusabilir. Dolayisiyla, baslangiç maddesinin nem miktarinin kontrol altinda tutulmasi önemlidir, bu sekilde PLA depolimcrizasyonunun PLA ve viskozitesi azaltilmis polipropilen kombinasyonunun artik eriyikten püskürtülmüs kumaslarin üretiminde hammadde olarak kullanisli olmayacaklari kadar fazla düsük bir molekül agirligina ilerlemesi önlenir.

Bazi düzenlemelerde, viskozite azaltimi propilen moleküllerinin moleküler ayrilisini kolaylastirmak için bir viskoziteyi azaltici madde kullanarak gerçeklestirilebilir. Bazi düzenlemelerde, viskozite azaltimi isi (siklikla , radyasyon, kesme (örnegin, bir ekstrüder kullanarak), bu tekniklerin kombinasyonlarini veya propilen moleküllerinde ve sürdürülebilir polimer moleküllerinde istenen seviyede moleküler ayrilmayi saglayan herhangi bir baska teknigi kullanarak da gerçeklestirilebilir. Bu tür islemlerde nem seviyesinin kontrol altina alinmasi önemlidir, bu sekilde hidrolizin ve dolayisiyla PLA,nin veya diger polyesterin depolimerizasyonunun, viskozitesi azaltilmis polipropilenle kombinasyon halindeki sürdürülebilir polimer bilesenin artik eriyikten püskürtülmüs kumas üretiminde kullanim için uygun olmamasina yol açacak kadar ilerlememesi saglanir.

Bulusun düzenlemelerinde genis çesitlilikte viskoziteyi azaltici madde kullanilabilir.

Uygun katalizörler, örnegin Boynton”a ait 4,282,076 sayili ABD patent belgesinde açiklanan alkil hidroperoksitleri ve dialkil peroksitleri içerebilir. Uygun bir peroksit 2,5- dimetil-2,5-bis(t-butilperoksi)heksandir. Bir baska uygun peroksit 2,5-dirnetil-2,5-bis(t- butilperoksi)heksan-3 ,tür, Bu peroksitler Pennwalt Corporation,dan LUPERSOL® ticari ismiyle temin edilir.

Tercih edilen bir düzenlemede, viskoziteyi azaltici madde, Örnegin 7,956,109 sayili ABD patent belgesinde açiklananlar gibi bir hidroksilamin ester bilesimi veya tio bilesimi içerir. Özellikle tercih edilen bir viskoziteyi azaltici madde örnegi lRGATEC® GR 76 ticari ismiyle BASF'den temin edilen bir hidroksilamin ester bilesimidir. Avantajli olan, viskoziteyi azaltici maddelerin peroksitten muaf olmalari ve ortaya çikan viskozitesi azaltilmis sürdürülebilir polimer bilesenin özelliklerini olumsuz etkilememeleridir.

Viskoziteyi azaltici madde baslangiç maddesine, baslangiç maddesi bilesenleri erimis haldeyken eklenebilir. Örnegin, viskoziteyi azaltici madde bilesenler yaklasik 180-340 °C bir sicaklikta erimis halde iken baslangiç maddesine dahil edilebilir. Örnegin, baslangiç 290-310 °C bir sicakliga isitilabilir. Bazi düzenlemelerde, viskoziteyi azaltici madde baslangiç maddesine, örnegin bir ekstrüderde eklenebilir. Genel olarak, isi miktari viskozite azaltiminin hizini ve derecesini etkiler.

Daha önce açiklandigi gibi, sürdürülebilir polimer bilesen, örnegin PLA ve polipropilen kombinasyonunda mevcut olan nem seviyesi kontrol altina alinmalidir, bu sayede molekül agirliginda belli bir azalma elde etmek üzere biraz PLA hidrolizi saglanir ancak PLA ve polipropilen kombinasyonunun artik eritilerek sisirilmis bir kumas yapiininda kullanim için uygun olmayacagi kadar depoliinerizasyon olusmaz. Teknikte gayet iyi bilinen usullerle, örnegin Karl Fischer usulüyle ölçülen nem seviyesi yaklasik 200 ppm”den (milyonda pay) daha az ve özellikle yaklasik 100 ppm”den daha az ve daha özellikle yaklasik olarak 50 ppm olmalidir.

Viskoziteyi azaltici madde miktari genellikle baslangiç maddesindeki propilen miktarina ve ortaya çikan viskozitesi azaltilmis üründe olmasi arzu edilen nihai erime akis hizina bagli olacaktir. Bir düzenlemede, örnegin viskoziteyi azaltici maddenin bir hidroksilamin ester içerdigi düzenlemelerde viskoziteyi azaltici madde miktari propilen polimer agirliginca yaklasik %05-3, tercihen polimer agirliginca yaklasik %O.75-2.5, daha tercihen propilen polimer agirliginca yaklasik %08-1 olabilir. Istenilen ekleme seviyesi genellikle viskozite azaltimi sirasindaki sicakliga baglidir, dolayisiyla bu araliklarda en fazla tercihen çalisma sicakligi varsayilmaktadir.

Peroksit içeren bir viskoziteyi azaltici madde söz konusu oldugunda, eklenen peroksit miktari propilen polimer agirliginca yaklasik %0.001-2.0, tercihen polimer agirliginca yaklasik %0. 1 -l .0, daha tercihen propilen polimer agirliginca yaklasik %0.2-0.7 olabilir.

Viskozite azaltma kosullari, viskozitesi azaltilmis propilen polimerin eritilerek sisirilmis bir dokunmamis ag hazirlama islemlerinde kullanisli olmak için yeterli bozunmayi sergileyecegi sekilde seçilmeli ve düzenlenmelidir. Bazi düzenlemelerde, viskozitesi azaltilmis propilen polimer yaklasik olarak 400 ila 2,500 veya daha tercihen yaklasik hizina (MFR) sahip olmalidir.

Ortaya çikan viskozitesi azaltilmis baslangiç maddesi viskozitesi azaltilmis polipropilen bilesenden ve viskozitesi azaltilmis ve/Veya hidrolize olmus sürdürülebilir polimer bilesenden bir karisim ortaya çikartir. Tercihen, Viskozitesi azaltilmis karisim eritilerek sisirilinis dokunmamis aglarin hazirlanmasinda kullanisli olacak bir MF R,ye sahiptir. Bir düzenlemede, ortaya çikan viskozitesi azaltilmis karisim en az yaklasik 400 ila 2,500 ve sahiptir.

Geri kazanilmis polimer olarak da geçen ortaya çikan viskozitesi azaltilmis baslangiç maddesi eritilerek sisirilmis aglarin imalatinda veya kesiksiz bir islemde kullanim için pelet haline getirilebilmekte olup, burada geri kazanilmis baslangiç maddesi geleneksel teknikleri kullanarak hemen ekstrüde edilir ve eritilerek sisirilmis elyafa egrilir.

Bazi düzenlemelerde, polipropilen bileseni ve sürdürülebilir polimer bileseni içeren geri kazanilmis karisim eritilerek sisirilen elyafi olusturmak üzere saf polimerle (hiç kullanilmamis) karistirilabilir.

Mevcut bulusun düzenlemelerine uygun sekilde hazirlanmis eriterek sisirilmis aglar polipropilen bilesenin ve sürdürülebilir polimer bilesenin baslangiç maddesinden geri kazanilmis bir karisimini içerir. Eritilerek sisirilmis elyaf genellikle 10 mikronun altinda çaplara ve özellikle 8 mikronun altinda çaplara sahiptir. Bir düzenlemede, eritilerek sisirilmis elyaf yaklasik 3 ila 0.5 mikron ve özellikle yaklasik 1 ila 2 mikron çaplara sahiptir. Bazi düzenlemelerde, eritilerek sisirilmis elyaf yaklasik 3 ila 0.5 mikrondan daha az ve özellikle yaklasik 1 ila 3 mikron çaplara sahip olabilir.

Mevcut bulusun düzenlemelerine göre hazirlanmis eritilerek sisirilmis aglar arzu edilen uygulamaya bagli olarak genis çesitlilikte gramaj araliklarina sahip olabilir. Örnegin, eritilerek sisirilmis aglar ve bu eritilerek sisirilmis aglari bulunduran laininatlar yaklasik araliginda gramaja sahip olabilir.

Mevcut bulusun düzenlemelerine göre hazirlanmis eritilerek sisirilmis aglar çok çesitli uygulamalarda kullanilabilir. Örnegin, bulusa ait düzenlemeler kisisel bakim uygulamalarinda, örnegin bebek bakimi ürünlerinde (bebek bezleri, islak mendiller), kadin bakim ürünlerinde (pedler, adet pedleri, tamponlar), yetiskin bakimi ürünlerinde (idrar tutamayanlara iliskin ürünler) veya kozmetik uygulamalarda (pedler) kullanilabilir. Bu uygulamalarda, eritilerek sisirilmis aglar çok katmanli bir yapiya dahil edilebilir. Örnegin,10 mevcut bulusun düzenlemelerine göre hazirlanmis eritilerek sisirilmis aglar, örnegin eritilerek sisirilmis/spunbond (MS) laminatlar, spunbond/eritilerek sisirilmiS/spunbond (SMS) laminatlar ve spunbond/eritilerek sisirilmis/eritilerek sisirilmis/spunbond (SMMS) laminatlar gibi bir dizi farkli çok katmanli yapilarin üretiminde kullanilabilir. Bu çok katmanli yapilarda, gramaj 0.25 g/m2 kadar düsük ve 20 g/m2°ye dek olabilir.

Eritilerek sisirilmis katmanin çok katmanli bir yapinin (örnegin, MS, SMS ve SMMS) bir parçasi oldugu bazi düzenlemelerde, yapi içinde eritilerek sisirilmis madde miktari, bir bütün olarak yapinin yüzdesi bakimindan yaklasik %5 ila %20 ve özellikle yaklisik %10 ila %15 yapi araliginda olabilir.

Ayrica, mevcut bulusun düzenlemelerine uygun eritilerek sisirilmis aglar, filtreler, temizlik ürünleri, yag emilimine veya (eger yüzey aktif madde islemi yapilmissa) sudan kontamine olmus maddelerin emilimine iliskin "pikleri" ve benzerini içeren endüstriyel uygulamalarda da kullanilabilir. Bu uygulamalarda, eritilerek sisirilmis aglar yaklasik 15 ila 400 g/ m2 araliginda olabilecek daha yüksek gramaj araliklarina sahip olabilir.

Düzenlemelere uygun çok katmanli yapilar kesintisiz sirali islemler dahil çesitli sekillerde hazirlanabilmekte olup, burada her katman ayni hatta ardisik sirayla veya eritilerek sisirilmis katmani daha önce olusturulmus bir spunboud katman üzerinde biriktirerek hazirlanir. Çok katmanli yapiya ait katmanlar isil baglama, mekanik baglama, yapistiriciyla baglama, suyla karistirma veya bunlarin kombinasyonlarini kullanarak çok katmanli bir kompozit tabaka olusturmak üzere birbirine baglanabilir. Tercih edilen bir düzenlemede, katmanlar çok katmanli yapiyi bir çift kalender silindirinden geçirerek birbirine isiyla uçtan baglanir . ÖRNEKLER PP/PLA karisimindan olusan peletler eritilerek sisirilen elyaf üretimi için uygun bir molekül agirligi ve MFR elde etmek için bir Viskozite azaltma islemine tabi tutuldu.

Peletler Fitesa'nin Washougal spunbond tesisinden elde edildi. Polipropilen/ polilaktik asitten (PP/PLA) iki bilesenli bir spunbond kumas yapilirken, örnegin dokumanin silindirler içinde ayrilmasindan veya islemin baslangicindan atik madde olusur. Atik isi ve basinç yoluyla peletlere çevrilir; burada EREMA North America,dan (Ipswich, MA 01938) temin edilen EREMA Plastik Geri Dönüsüm Makinesi kullanilir. Ortaya çikan peletler reçine peleti içinde genel olarak homojen karismis yaklasik olarak %50 PLA ve %50 PP bir bilesime sahiptir. PLA NatureWorks LLCden, (Minnetonka, MN 55345) temin edilen sayili belgelerdeki açiklamayi izleyerek yapildiklari düsünülmektedir. Polipropilen spunbond uygulamalarinda yaygin olarak kullanilan 35 MFR bir Ziegler Natta türüdür.

F itesa WashougaFdan yukarida açiklanan PP/PLA peletlerinden 500 kgilik bir kutu elde edildi ve bir Viskozite azaltma islemine tabi tutularak eritilerek sisirilmis bir ag olusturuldu.

Bu asama Fitesa'nin Almanya Peine°deki pilot üretim hattinda gerçeklestirildi. Viskozite azaltma islemi öncesinde, PP/PLA peletleri Karl Fischer usulüyle ölçülen nem seviyesi yaklasik olarak 50 ppm bir nem seviyesini gösterene dek kuru sicak havaya maruz birakilarak gece boyunca kurutuldu.

Peine pilot üretim hatti Reicofil eritilerek sisirme egirme silindiri hatti ile düzenlenmistir.

Hat baslangiçta içine IRGATEC® CR76 eklenmis 35 MFR bir spunbond cinsi polipropilen (PP) reçine ile 0.9 pay CR76/ 99.1 pay PP peletleri oraninda ekstrüdere gider, bu arada ekstrüder sicakligi 275 - 280 °C,ye yükseltilir. Pilot üretim hatti hizi 32 GSM gramajda eritilerek sisirme bir PP dokuma elde edilecek sekilde ekstrüder çiktisiyla ayarlanir.

MFR spunbond reçine artik yukarida açiklanan PP/PLA peletleriyle degistirilir ve CR 76 seviyesi yavas yavas azaltilir, böylece peletlerdeki CD 76/ PP orani ( dikkatlice korunarak 32 GSM bir eriterek sisirilmis ap elde edilir. Bu islem sirasinda ekstrüzyon basinci eriterek sisirme cinsi PP islenirken görülen degerlere benzer degerleri korumak üzere izlenir. Pilot üretim hatti hizi 32 GSM gramajda eritilerek sisirilmis PP/PLA elyaf ag elde edilecek sekilde ekstrüder çiktisina esleyerek ayarlanir.

Ortaya çikan eritilerek sisirilmis ag geri kazanilmis PP ve PLA karisimindan olusan eritilerek sisirilmis elyafa sahiptir. Bu yeni eritilerek sisirilen bilesim sasirtici ve beklenmedik emioilik ve filtreleme özellikleri gösterir. Teoriye bagli kalmaksizin, bulusun sahipleri bu özelliklerin hidrofobik PP ve hafif hidrofilik PLA polimerlerin eritilerek sisirilen agin elyafi içinde iyi karistirilmasindan kaynaklanabilecegini düsünmektedir. Örnek 2”de, Örnek l°de hazirlanan eritilerek sisirilmis agi kullanarak bir SMS laminati yapildi. Sirali yapilmis SMS laminatlarin sadece tek spunbond silindirle üretildigi pilot üretim hatti PP spunbond bir dokumanin (8 GSM) egrilmesi, ardindan Örnek lideki eritilerek sisirilen elyafin spunbond katmani üzerine egrilerek sirali SM yapilmasi, ardindan daha önce hazirlanmis bir spunbond dokumanin SM dokumalarin üzerine katmanlandirilmasi asamalariyla simüle edilmelidir. Ortaya çikan SMS yapisi kalenderlenerek isil baglanmis bir SMS laininati üretilir. Bulusun sahipleri PP/PLA eritilerek sisirilen agin orta katmanindan spunbond PP katmanlarinin ayrismasina direnç bakimindan beklenmedik ve sasirtici bir gelisme oldugunu gözlemledi. Teoriye bagli kalmaksizin, bulusun sahipleri bu gelismenin eritilerek sisirilmis katmanda. SMS laminatin tüm katmanlarinin birbirine baglanmasini gelistiren ve destekleyen PP ve PLASnin iyi karismasindan kaynaklandigini düsünmektedir.

Karsilastirma Örnegi Bu Örnekte, polipropilen spunbond katmanlar ve eritilerek sisirilmis PLA katmani içeren bir SMS dokuma hazirlandi. PLA NatureWorks, PLA Cinsi 6252D,den elde edilen eritilerek sisirilmis bir einstir. Örnek 2`de oldugu gibi, eritilerek sisirilmis bir katman bir spunbond polipropilen katman üzerine birakildi, ardindan daha önce hazirlanmis bir spunbond polipropilen katmanin konumlandirmasi yapildi. Ortaya çikan laminat, laminatin 130 °C bir sicaklikta bir çift kalender silindirinden geçirilmesiyle isiyla baglandi. Bulusun sahipleri ortaya çikan SMS Iaminatin kötü katmanlasma dayanimi sergiledigini ve spunbond katmanlarin eritilerek sisirilmis katmandan kolaylikla ayrildigini gözlemledi.

Daha yüksek baglama sicakliklarinda eritilerek sisirilmis katmandaki PLA”nin spunbond katmanlara geçtigi ve bunun da istenmedik sekilde dokusuz katmanlarin kalender silindiri yüzeyine yapismasina yol açtigi gözlemlendi.

Yukarida kisaca açiklandigi gibi, bulusun sahipleri geri kazanilmis baslangiç maddesindeki polipropilen ve PLA karisiminin eritilerek sisirilen katmanda PP ve PLA'nin iyi karismis olmasi nedeniyle katmanlar arasindaki baglanmayi anlamli ölçüde gelistirdigini düsünmektedir. Bu iyi karisim SMS laminatin tüm katmanlarinin birbirine baglanmasini gelistirir ve destekler.

Bu örnekte, Viskoziteyi azaltici bir maddenin bir polipropilen bilesenden ve bir sürdürülebilir polimer bilesenden olusan daha önce egrilmis polimerik maddelerle karistirilmasinin ortaya çikan geri kazanilmis polimer karisiminin erime akis hizi üzerindeki etkileri tanimlanmaktadir. Baslangiç maddesi olarak yukarida açiklandigi gibi yaklasik olarak %50 PLA ve %50 PP bir bilesim içeren geri dönüstürülmüs peletler kullanildi.

Geri dönüstürülmüs peletler Viskoziteyi azaltici madde olarak agirlikça %5 Irgatec CR76 dakika isitma süresi) belirlendi. Ilaveten, Viskoziteyi azaltici madde içermeyen geri dönüstürülmüs peletlerin erime akis hizi ve agirlikça %5 Viskoziteyi azaltici madde içeren islenmemis polipropilenin erime akis hizi da karsilastirma amaciyla incelendi. Islenmemis polipropilenin (Sabic Tip 519A) baslangiç erime akis hizi imalatçi firmanin belirttigi sartnameye göre 230 °Cide 35 g/ 10 dakikadir. Sonuçlar asagidaki tabloda özetlenmektedir.

Numune Polimer Bile imleri Viskoziteyi Azaltici Madde Miktari MF R 1 Geri Dönüsümlü 0 128 2 Geri Dönüsümlü 5 '69 3 Polipropilen 5 101 Yukaridaki tabloya bakildiginda, geri dönüstürülinüs peletler karisimina Viskoziteyi azaltici madde ilave etmenin geri kazanilmis karisimin MF R°sinde bir artisa yol açtigi görülebilmektedir. Bu durum bulusa ait islemin, propilen ve PLA,dan daha önce egrilmislO karisimin polimer kimyasinin erime akis hizini artiracak sekilde degistirilmesinde kullanisli oldugunu ve dolayisiyla eritilerek sisirme uygulamalarinda yüksek kullanisliliginin olacagini göstermektedir.

Yukaridaki açiklamalarda ve ilisikteki çizimlerde sunulan bilgilerden faydalanarak burada ortaya konulan buluslarda birçok degisikligin ve baska düzenlemelerin yapilabilecegi bu buluslarin iliskili oldugu teknikte uzman bir kisinin aklina gelecektir. Dolayisiyla, buluslarin açiklanan özel düzenlemelerle sinirli tutulmamasi gerektigi ve ilisikteki istemlerin kapsami dahilinde degisikliklerin ve baska düzenlemelerin amaçlandigi bilinmelidir. Her ne kadar burada özel terimler kullanilmis olsa da, bunlar sadece genel ve açiklayici bir anlamda kullanilmistir, yoksa bunlara iliskin sinirlama getirilmemektedir.

Claims (17)

ISTEMLER

1. Bir eriterek sisirilmis ag hazirlama islemi olup, asagidakileri içerir: bir polipropilen bilesenden ve bir sürdürülebilir polimer bilesenden olusan baslangiç elyafinin saglanmasi, burada bilesenlerin her biri elyafin ayri bölgelerinde bulunur; polipropilen bilesenin ve sürdürülebilir polimer bilesenin bir eriyik akimi olusturmak üzere isi altinda karistirilmasi; eriyik akiminda polipropilen polimer bilesene viskozite azaltimi yapilmasi; eriyik akimindaki sürdürülebilir polimer bilesenin bozundurulmasi; eriyik akiminin bir eriterek sisirme kalibindan ekstrüde edilerek bir eriterek sisirilmis elyaf akiminin olusturulmasi, burada eritilerek sisirilmis elyaf geri kazanilmis polipropilen bilesenden ve sürdürülebilir polimer bilesenden bir karisimi içerir; ve eritilerek sisirilmis elyafin bir toplama yüzeyi üzerinde toplanarak es fazli bir dokümanin olusturulmasi.

2. Istem 1`deki islem olup, burada viskozite azaltma islemi viskoziteyi azaltici bir maddenin eriyik akimiyla karistirilmasini içerir.

3. Istem 2”deki islem olup, burada viskoziteyi azaltici madde bir hidroksilamin ester bilesiinini veya tio bilesimini içerir.

4. Istem 2,deki islem olup, burada viskoziteyi azaltici madde bir hidroksilamin ester içerir.

5. Önceki istemlerin herhangi birindeki islem olup, burada viskoziteyi azaltici madde miktari propilen bilesen agirligi baz alindiginda agirlikça yaklasik %05 ila %3`tür.

6. Önceki istemlerin herhangi birindeki islem olup, burada viskoziteyi azaltici madde miktari propilen bilesen agirligi baz alindiginda agirlikça yaklasik %075 ila %2.57tir.

7. Istem 1°deki islem olup, burada sürdürülebilir polimer bilesen polilaktik asit içerir.

8. Istem l”deki islem olup, burada sürdürülebilir polimer bilesen içindeki sürdürülebilir miktari agirlikça %90 ila %100ldür.

9. Istem 1 ,deki islem olup, burada sürdürülebilir polimer bilesen hidroliz yoluyla bozundurulur.

10. Istem lldeki islem olup, burada sürdürülebilir polimer bilesen viskozite azaltimi yoluyla bozundurulur.

ll. Istem 9'daki islem olup, burada viskozite azaltma ve bozundurma asamalari büyük ölçüde ayni zamanda olusur.

12. Istem l°deki islem olup, burada baslangiç elyafi iki bilesenli spunbond filamentler içerir, burada polipropilen bilesen filamentlerden bir kiliüa konumlandirilmistir ve sürdürülebilir polimer bilesen filamentlerin bir nüvesinde konumlandirilmistir.

13. Istem 12ldeki islem olup, burada polipropilen bilesenin sürdürülebilir polimer bilesene orani, yaklasik olarak agirlikça %10 polipropilen ila agirlikça %90 sürdürülebilir polimer bilesen orani ila %80 polipropilen ila %20 sürdürülebilir polimer bilesen oranidir.

14. Istem l2”deki islem olup, burada polipropilen bilesenin sürdürülebilir polimer bilesene orani, yaklasik olarak agirlikça %30 polipropilen ila agirlikça %70 sürdürülebilir polimer bilesen orani ila %70 polipropilen ila %30 sürdürülebilir polimer bilesen oranidir.

15. Istem l`deki islem olup, burada viskozite azaltma asamasi öncesinde, polipropilen bilesenden ve sürdürülebilir polimer bilesenden karistirilmis eriyik akimi karisimin bir pelet halinde ekstrüde edilmesine yönelik bir asamaya tabi tutulur.

16. Istem 6”daki islem olup, ayrica peletlerin kurutulmasi ve sonra peletleri eriterek bir eriyik akiminin olusturulmasi asamasini içerir.

17. Istem Tdeki islem olup, burada peletlerin nem miktari 200 ppmlden daha azdir.