Полиэтиленовое волокно, его применение и способ его производства

Изобретение относится к производству полиэтиленовых полимерных волокон, получаемых формованием из расплава и может быть использовано для замены древесной пульпы для производства бумагоподобных субстратов, в частности, при изготовлении чайных пакетов. Сшитое полиэтиленовое гомополимерное волокно получают формованием из расплава полиэтиленового гомополимера, имеющего MFI выше 5 г/10 мин до приблизительно 100 г/10 мин, с последующей его обработкой ионизирующим излучением, при этом получают сшитое полиэтиленовое гомополимерное волокно, имеющее MFI приблизительно 5 г/10 мин или менее, которое применяют для получения термосвариваемой фильтровальной бумаги. Изобретение направлено на снижение индекса текучести расплава, что позволяет устранить подплавление волокон при изготовлении из них бумаги. 4 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 пр., 1 табл.

 

Изобретение относится к полиэтиленовому полимерному волокну, получаемому формованием из расплава полиэтиленового полимера, применению волокна и способу производства волокна. Также настоящее изобретение относится к термосвариваемой фильтровальной бумаге, двухкомпонентному волокну и пневмоуложенному продукту, продукту, полученному гидросцеплением и нетканому продукту.

Применение синтетической древесной пульпы известно в уровне техники в качестве замены древесной пульпы для производства бумагоподобных субстратов, например чайных пакетиков или кофейных таблеток, например, из US 4049493. В особенности, бумага для пакетиков для заваривания чая содержит приблизительно 75% натурального волокна и приблизительно 25% синтетического материала, чтобы обеспечить возможность тепловой склейки пакетиков.

US 5173154 раскрывает бумагу для пакетиков для заваривания чая, включающую первую фазу натуральных волокон в проценте массы от 60% до 85%, и вторую фазу термосвариваемых синтетических волокон с остальным процентом массы приблизительно от 15% до 40%. Раскрытая бумага для пакетиков для заваривания чая, как говорят, может быть обработана на специальных высокоскоростных автоматических машинах упаковки чайных пакетиков благодаря термосвариваемой стороне пакетика.

В то время как в уровне техники известны несколько способов получения синтетической древесной пульпы, например, из US 4049492 и US 4049493 обычные процессы для производства синтетической древесной пульпы являются сложными и включают стадии рафинирования твердых полиолефиновых фибридов в органических диспергаторах и замену диспергатора водой так, чтобы сформировать по сути водную суспензию полиолефиновых фибридов.

Таким образом, есть все еще потребность в синтетическом полимерном материале, который может быть произведен легким и экономичным способом и который полезен в качестве замены древесной пульпы, например, для производства бумагоподобных субстратов, в особенности термосвариваемой фильтровальной бумаги.

Полиэтиленовые волокна известны в уровне техники для многих применений благодаря выгодным свойствам полиэтилена, его сополимеров и полимерных смесей. Полиэтилен представляет собой полимер с термопластическими свойствами, он показывает превосходную химическую стабильность и имеет довольно низкую цену. Полимерные волокна различных свойств могут быть произведены формованием из расплава полиэтиленового полимера. Тем не менее, в способе формования из расплава должны быть приняты во внимание определенные свойства полимерного материала. Важны параметры способа формования из расплава, и, следовательно, важными свойствами профиля волокна, которое будет произведено, являются молекулярная масса, индекс текучести расплава и распределение молекулярной массы сырого материала.

Вообще возможно формовать из расплава полимеры с MFI ниже чем 5 г/10 мин. Тем не менее, должно быть применено высокое давление для формования из расплава таких высоковязких полимеров, что является дорогостоящим. К тому же максимальная скорость формования из расплава таких полимеров значительно меньше по сравнению со скоростями, доступными с полимерами, имеющими MFI приблизительно от 5 г/10 мин до приблизительно 100 г/10 мин, в особенности MFI приблизительно от 5 г/10 мин до приблизительно 40 г/10 мин.

С другой стороны, если величина MFI полимера слишком высокая, вязкость полимера становится настолько низкой, что волокно не может быть вытянуто из соплового отверстия. Таким образом, непрерывные волокна не могут быть получены формованием из расплава полимеров низкой вязкости. Кроме того, фрагменты волокна, которые могут быть получены из формования из расплава полимера, имеющего высокий MFI (выше 100 г/10 мин) показывают низкую механическую стабильность, и волокна не являются подходящими для дальнейшей обработки, например, переплетения.

Следовательно, предъявляются высокие требования к качеству сырьевого материала относительно реологических свойств расплава полимера в результате способа формования из расплава. В результате этого величина MFI полимеров, подходящих для получения волокон формованием из расплава, должна быть в определенном диапазоне выше 5 г/10 мин до приблизительно 100 г/10 мин, в особенности выше 5 г/10 мин до приблизительно 40 г/10 мин.

Тем не менее, было найдено, что когда для замены синтетической древесной пульпы в термосвариваемой фильтровальной бумаге применяется полиэтиленовое волокно, сделанное из полимера, имеющего MFI выше 5 г/10 мин до приблизительно 100 г/10 мин, на элементах машины накапливаются отложения во время изготовления фильтровальной бумаги, в особенности в установке для сушки, и во время тепловой склейки фильтровальной бумаги в машине для изготовления чайных пакетиков. Эти отложения негативно действуют на работу машин и таким образом делают известные полиэтиленовые полимерные волокна неподходящими для применения в термосвариваемой фильтровальной бумаге.

Чтобы преодолеть эту проблему предыдущего уровня техники, сейчас неожиданно было найдено, что когда известные полиэтиленовые волокна сшиваются ионизирующим излучением, сшитые полимерные волокна могут превосходно быть применены в качестве замены для синтетической древесной пульпы, в особенности в термосвариваемой фильтровальной бумаге. В особенности, не накапливаются отложения на элементах машины во время изготовления фильтровальной бумаги, в особенности в установке для сушки, и когда фильтровальную бумагу соединяют сварным швом в машине для изготовления чайных пакетиков.

Таким образом, настоящее изобретение относится к полимерному волокну, получаемому формованием из расплава полимера, имеющего MFI выше 5 г/10 мин до приблизительно 100 г/10 мин, предпочтительно выше 5 г/10 мин до приблизительно 40 г/10 мин, в особенности выше 10 г/10 мин до приблизительно 40 г/10 мин, отличающемуся тем, что вслед за стадией формования из расплава волокно обрабатывают ионизирующим излучением. Величина MFI сшитого волокна составляет 5 г/10 мин или менее, предпочтительно приблизительно 2 г/10 мин или менее, такая как приблизительно 1.5 г/10 мин или менее, или даже приблизительно 1 г/10 мин или менее.

Полимеры, подходящие для получения волокон, особенно не ограничены. Может быть применен любой полимер, известный специалисту в данной области и пригодный для получения полимерных волокон формованием из расплава. Примерами таких полимеров являются полимеры, содержащие полиолефин, полиамид, полиэфир, термопластичный эластомер и смеси любых из них.

Полимером, применяемым в получении волокна настоящего изобретения, является полиэтилен. Полиэтилен может быть гомополимером или сополимером, таким как полиэтиленовый гомополимер, полиэтиленовый сополимер, такой как полиэтилен/полипропиленовый сополимер, смесь полимеров, содержащая полиэтилен в качестве одного полимера, такая как полиэтилен/полипропиленовая смесь или смесь любых из них, включая термопластичные эластомеры (ТРЕ) на основе полиэтилена.

В одном варианте осуществления полимер, применяемый в полимерных волокнах, в значительной степени содержит полиэтилен, или сополимер полиэтилена, или смесь полимеров, содержащую полиэтилен в качестве одного полимера. Применяемый полиэтилен может быть гомополимером, или сополимером полиэтилена, или смесью полимеров, содержащей полиэтиленовый гомополимер или полиэтиленовый сополимер в качестве одного полимера. Предпочтительные сополимеры или смеси полиэтилена представляют собой сополимеры или смеси между полиэтиленом и α-олефинами, такими как пропилен и 1-бутен, предпочтительно пропилен. Предпочтительно применяется полиэтилен, содержащий приблизительно 1 мас. % до приблизительно 15 мас. %, более предпочтительно приблизительно 2 мас. % до приблизительно 9 мас. % α-олефина, например пропилен, как сополимер или смесь полимеров и наиболее предпочтительно имеющий индекс текучести расплава приблизительно 5 г/10 мин до приблизительно 20 г/10 мин. В особенности, применяются статистические сополимеры, блок-сополимеры или смесь полимеров между этиленом и пропиленом. Полиэтиленовый гомополимер, сополимер или смесь полимеров могут быть смешаны с пропиленовым полимером, таким как полипропилен, например, таким, который имеет индекс текучести расплава приблизительно от 5 г/10 мин до приблизительно 20 г/10 мин, и/или сополимерами этилена с полимерами как пропилен, винилацетат, акриловая кислота, и этилакрилат. Количество полиэтиленового гомополимера или сополимера составляет предпочтительно приблизительно 70 мас. % до приблизительно 100 мас. %, более предпочтительно приблизительно 80 мас. % до приблизительно 95 мас. %, такое как приблизительно 85 мас. % до приблизительно 90 мас. % полимера. Наиболее предпочтительным полимером является полиэтиленовый гомополимер.

В одном предпочтительном варианте осуществления полимер представляет собой ТРЕ (термопластичный эластомер) на основе полиэтилена, которые иногда упоминаются уровне техники как "термопластичный каучук". ТРЕ представляет собой класс сополимера или смесей полимеров, который состоит из материалов и с термопластическими, и с эластомерными свойствами. В основном ТРЕ представляют собой полиэтиленовые или полипропиленовые смеси с каучуками, такие как полиэтилен/EPDM смеси или полипропилен/EPDM смеси (EPDM = этиленпропилендиеновый мономерный каучук), в котором мономер предпочтительно представляет собой М-класс (ссылаясь на классификацию в ASDN Standard D-1418). Обычные EPDM каучуки представляют собой DCPD (дициклопентадиен), ENB (этилиден норборнен) и VNB (винилнорборнен). Обычное содержание полиэтилена в смеси полиэтилен/EPDM составляет приблизительно 50 мас.% до приблизительно 95 мас.%, более предпочтительно приблизительно 70 мас.% до приблизительно 90 мас.%. Обычное содержание этилена в EPDM каучуке составляет приблизительно 45 мас.% до приблизительно 75 мас.%, предпочтительно приблизительно 55 мас.% до приблизительно 70 мас.%. Чем выше содержание этилена, тем выше возможности загрузки полимера, что приводит к лучшему смешиванию и экструзии. Диены, которые в основном содержат между приблизительно 2.5 мас.% до приблизительно 12 мас.%, предпочтительно приблизительно 5 мас.% до приблизительно 10 мас.%, смеси полимера, служат сшивающими связями, которые обеспечивают сопротивление нежелательной липкости, сползанию или смещению во время конечного применения.

В дополнительном предпочтительном варианте осуществления полиэтилен представляет собой HDPE, LDPE, LLDPE или их смеси. Предпочтительно в вышеописанных смесях полимеров применяются HDPE, LDPE или LLDPE. Альтернативно, полиэтилен может быть полиэтилен/EVA (этиленвинилацетат) сополимером, который предпочтительно применяется в вышеописанных смесях полимеров. В основном, содержание винилацетата в EVA составляет приблизительно 5 мас.% до приблизительно 45 мас.%, предпочтительно приблизительно 10 мас.% до приблизительно 40 мас.%, с остатком, предпочтительно являющимся этиленом. Сополимеры на основе EVA имеют выгодные эластомерные свойства и все же могут быть обработаны как другие термопласты.

Термин "в значительной степени содержит" как использующийся здесь означает, что количество соответствующих компонентов составляет по меньшей мере 80 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 90 мас.%, в особенности по меньшей мере 95 мас.%, например, по меньшей мере 99 мас.% в пересчете на общую массу соответствующей композиции. В одном предпочтительном варианте осуществления полимер, применяемый для полимерных волокон, состоит из полиэтилена, или его сополимера, или смеси полимеров соответственно как единственный полимерный компонент.

Дополнительная выгода применения полиэтилена, в особенности с волокнами настоящего изобретения, как описано выше, состоит в том, что полиэтилен в основном имеет лучшую стойкость к химическому воздействию, в особенности лучшую стойкость к воздействию кислот (таких как фтороводородная кислота) по сравнению с другими полимерами, в особенности полипропиленом или полиэфирами. Следовательно, полиэтиленовые волокна и продукты, полученные из полиэтиленовых волокон, показывают улучшенную стойкость к химическому воздействию по сравнению с известными продуктами, сделанными из других полимеров. Таким образом, продукты, содержащие волокна согласно настоящему изобретению, содержащие полиэтилен, или соответствующие сополимеры, или смеси полимеров, как описано выше, которые были подвергнуты обработке ионизирующим излучением, показывают и превосходную стойкость к воздействию температуры, полученную при помощи облучения, и стойкость к химическому воздействию, полученную благодаря полиэтиленовому материалу.

Полимер, применяемый в получении волокна настоящего изобретения, может содержать дополнительные полимеры так же, как и добавки, такие как красители, вещества, способствующие скольжению, добавки для формирования, функциональные сополимеры, низкомолекулярный полипропилен, полипропиленовые воски, атактический полипропилен, реактивные компоненты, термостабилизаторы, УФ-стабилизаторы, и т.п.

Добавки могут быть выбраны специалистом в данной области техники согласно специальным требованиям способа формования из расплава, так же как и согласно предполагаемому применению конечных волокон.

В предпочтительном варианте осуществления полимер включает известные металлические активаторы, например металлические активаторы, содержащие редокс-активные ионы переходных металлов, как Fe2+/Fe3+, Со2+/Со3+, Cu+/Cu2+, Cr2+/Cr3+, или Mn2+/Mn3+/Mn4+, такие как CuO. В основном полимер включает металлический активатор в количестве приблизительно 0.001 мас.% до приблизительно 1 мас.%, предпочтительно в количестве приблизительно 0.01 мас.% до приблизительно 0.5 мас.%, в пересчете на общую массу полимера. Было найдено, что когда в полимере присутствуют металлические активаторы, эффективность ионизирующего излучения увеличивается. Таким образом, присутствие металлических активаторов выгодно, поскольку необходимо меньше излучения, чтобы обеспечить достаточное сшивание полиэтиленового полимера.

В одном варианте осуществления полимер, применяемый в получении волокна настоящего изобретения, включает сшивающий агент. Сшивающий агент для применения с полиэтиленом в полимере, как описано выше, обычно является триакрилатом или триметакрилатом алифатического многоатомного спирта. Особенные соединения, подходящие как сшивающий агент, включают, например триметилолпропантриакрилат, триметилолпропантриметакрилат, триметилолэтантриакрилат и тетраметилолметантриакрилат. Особенно предпочтительными являются триметилолпропантриакрилат и триметилолпропантриметакрилат. Сшивающий агент обычно присутствует в количестве приблизительно 0.5 мас.% до приблизительно 4 мас.%, относительно массы полиэтилена. Триметилолпропантриакрилат и триметилолпропантриметакрилат являются хорошо сочетаемыми с полиэтиленом и показывают хороший сшивающий эффект. Наиболее предпочтительно количество сшивающего агента колеблется между приблизительно 1.0 мас.% до приблизительно 2.5 мас.% относительно массы полиэтилена. Дополнительно могут быть применены производные фенольных соединений, такие как соединения, раскрытые в US 4367185, чтобы улучшить сшивающий эффект. Количество производного фенольного соединения обычно находится в диапазоне от 0.01 мас.% до 5.0 мас.% относительно массы полиэтилена.

В одном варианте осуществления полимер, применяемый в получении волокна настоящего изобретения, включает силан (содержащий) сшивающий агент. Обычные силановые сшивающие агенты известны в уровне техники. Неограниченное число примеров подходящих силановых сшивающих агентов включают ненасыщенные силаны, которые содержат этиленово ненасыщенную нециклическую углеводородную группу, такую как винил, аллил, изопропенил, бутенил, циклогексенил или гамма-(мет)акрилоксиаллильную группу, и гидролизующую группу, такую как гидрокарбилоксигруппу, гидрокарбонилоксигруппу и гидрокарбиламиногруппу. В другом варианте осуществления силаны являются ненасыщенными алкоксисиланами, которые могут быть привиты на полимер. Примерами подходящих силановых сшивающих агентов являются винилтриметоксисилан, винилтриэтоксисилан, винилтрис(2-метоксиэтокси)силан, винилтриацетоксисилан, винилметилдиметоксисилан, 3-метакрилоилоксипропилтриметоксисилан и их комбинации. Количество силанового сшивающего агента находится обычно в диапазоне приблизительно 0.1 мас.% до приблизительно 1 мас.%, предпочтительно приблизительно 0.5 мас.% до приблизительно 1 мас.% относительно общей массы полимера. Несмотря на то что вышеупомянутые сшивающие агенты, так же как сшивающие агенты на основе силоксана, описанные здесь, могут быть как нельзя лучше скомбинированы со сшиванием ионизирующим излучением, как описано здесь, было найдено, что сшивание пероксидами, как известно в уровне техники, не может соответственно быть применено для изготовления сшитых полиэтиленовых волокон.

Получение волокон формованием из расплава известно специалисту в данной области техники. Способ описан, например, В. von Falkai, Synthesefasern, Grundlagen, Technologie, Verarbeitung und Anwendung, Veriag Chemie, Weinheim 1981. В способе формования из расплава свойства полимера, как правило, незначительно изменяются. Таким образом, например, величина MFI волокон, получаемых в этом способе формования из расплава, является близкой, такой же, как величина MFI полимерных гранул, применяемых как начальный материал. Следовательно, величина MFI полимерных волокон, получаемых формованием из расплава, находится в таком же диапазоне, как величина MFI таких полимеров, которые подходят для способа формования из расплава, то есть MFI находится в диапазоне выше 5 г/10 мин до приблизительно 100 г/10 мин, в особенности выше 5 г/10 мин до приблизительно 40 г/10 мин, например от приблизительно 10 г/10 мин до приблизительно 40 г/10 мин.

Согласно изобретению реологические свойства полимерных волокон, получаемых в способе формования из расплава, подгоняются согласно требованиям согласно предполагаемому применению волокон путем обработки волокна ионизирующим излучением. Предпочтительно ионизирующее излучение является гамма- или бета-излучением.

Гамма- и бета-лучевая обработка осуществляется при помощи процедур облучения, известных в уровне техники. Бета-лучи, также известные как электронные пучки, образуются ускорителями электронов, общеизвестными в уровне техники. Гамма-лучи, применяемые в промышленных использованиях, как правило, вырабатываются радиоактивным преобразованием кобальта 60 (60Со) в никель 60 (60Ni). Таким образом, выделившиеся гамма-лучи имеют высокую глубину проникновения. В то время как время облучения бета-лучами является, как правило, на протяжении секунд, время облучения гамма-лучами может быть на протяжении часов. Доза облучения, применяемая на полимерные волокна согласно изобретению, особенно не ограничена, но обычно находится в диапазоне приблизительно 10 кГр до приблизительно 300 кГр (килогрэй), предпочтительно приблизительно 30 кГр до приблизительно 160 кГр.

Сшиванием полимера, то есть обработкой ионизирующим излучением, изменяются свойства полимерного волокна. Например, величина MFI полимерного волокна в зависимости от полимера, применяемого для приготовления волокна, увеличивается или уменьшается. Например, в случае полипропилена MFI увеличивается в результате расщепления связи полимерной цепочки, в то время как в случае полиэтилена MFI уменьшается сшиванием полимера. Соответственно, другие свойства полимерного волокна, такие как средняя молекулярная масса полимера и/или молекулярно-массовое распределение полимера, изменяются. Дополнительно, облучением изменяются термопластические свойства полиэтилена до термоэластических свойств. Это можно заметить, например, по потере термической усадки полиэтилена после облучения. Таким образом, свойства полиэтиленового волокна могут быть подогнаны согласно требованиям согласно предполагаемому применению волокон.

Особую важность для полимерных волокон настоящего изобретения составляет величина MFI (индекс текучести расплава), также определяемая как скорость течения расплава (MFR). Величина MFI полимерных волокон измеряется согласно DIN EN ISO 1133. Согласно этому определению стандартные условия измерения для того, чтобы измерить MFI, составляют 190°С/2.16 кг для полиэтилена и 230°С/2.16 кг для полипропилена. Единица для MFI представляет собой г/10 мин и измеряется при помощи капиллярного вискозиметра, при помощи которого материал, то есть полимер, расплавляют в цилиндрической форме и выдавливают через определенное сопло с определенным давлением. После этого появившаяся масса расплава полимера определяется как функция времени.

Полимер, применяемый в способе получения полимерного волокна согласно изобретению, представляет собой полиэтиленовый гомополимер, полиэтиленовый сополимер, смеси полимеров, содержащие полиэтилен в качестве одного полимера, или смеси, перечисленных полимеров. Величина MFI сшитого волокна составляет приблизительно 5 г/10 мин или менее, предпочтительно приблизительно 2 г/10 мин или менее, такая как приблизительно 1.5 г/10 мин или менее или даже приблизительно 1 г/10 мин или менее.

Полимерное волокно настоящего изобретения представляет собой волокно, получаемое способом производства полимерного волокна, включающим стадии формования из расплава полимера и последующую обработку волокна ионизирующим излучением. Настоящее изобретение также относится к упомянутому способу. В этом способе волокно может быть получено или как непрерывная прядь, или прядь, разрезанная на куски. Обработка ионизирующим излучением может быть осуществлена непосредственно после формирования волокна, например перед, во время или после вытягивания волокна, но перед разрезанием на куски или после разрезания на куски. Также возможно, что после получения непрерывные пряди волокна или отрезанные куски волокна сохранены в течение некоторого времени и стадия обработки ионизирующим излучением осуществляется позднее.

Подходящий диаметр полимерного волокна согласно изобретению в основном составляет менее чем приблизительно 170 мкм, предпочтительно менее чем приблизительно 100 мкм, в особенности менее чем приблизительно 40 мкм и предпочтительно находится в диапазоне от приблизительно 5 мкм до приблизительно 170 мкм, более предпочтительно от приблизительно 12 мкм до приблизительно 50 мкм и наиболее предпочтительно диаметр волокна составляет приблизительно 20 мкм до приблизительно 25 мкм, например приблизительно 23 мкм.

Длина полимерных волокон перед сшиванием волокна ионизирующим излучением в основном составляет менее чем приблизительно 20 мм, предпочтительно менее чем приблизительно 10 мм, в особенности менее чем приблизительно 6 мм и предпочтительно от приблизительно 0.1 мм до приблизительно 40 мм, также от приблизительно 2 мм до приблизительно 20 мм и в особенности от приблизительно 2 мм до приблизительно 5 мм, например приблизительно 2 мм до приблизительно 3 мм. Сшивание волокна ионизирующим излучением приводит к уменьшению длины волокна, как правило, в диапазоне уменьшения приблизительно на одну треть длины перед облучением в зависимости от примененной суммарной дозы. Таким образом, волокно предпочтительно разрезают перед облучением, поскольку большие отрезки волокна более выгодны, например, в целях обработки.

В одном объекте настоящее изобретение относится к применению полиэтиленового волокна, которое было сшито ионизирующим излучением, как описано выше, в термосвариваемой фильтровальной бумаге.

В предпочтительном аспекте настоящее изобретение обеспечивает применение вышеупомянутых полимерных волокон в термосвариваемой фильтровальной бумаге так же, как и термосвариваемая фильтровальная бумага, содержащая полимерное волокно как описано выше. В термосвариваемой фильтровальной бумаге предпочтительно применены полиэтиленовые волокна, содержащие полиэтиленовый гомополимер, полиэтиленовый сополимер, смеси полимеров, содержащие полиэтилен в качестве одного полимера или их смеси. При помощи обработки ионизирующим излучением полимер сшивается, что может быть подтверждено уменьшением в MFI, таким образом, получаются продукты, имеющие более высокую вязкость расплава по сравнению с продуктами, получаемыми из полиэтиленовых волокон после формования из расплава, но без обработки ионизирующим излучением. Благодаря сшитым волокнам выгодные свойства могут быть переданы фильтровальной бумаге, как описано выше.

В одном объекте настоящее изобретение относится к двухкомпонентному волокну, содержащему сшитое полиэтиленовое волокно, как описано выше, как один компонент. Двухкомпонентные полимерные волокна известны как или параллельные волокна, или волокна с сердечником. Когда полиэтиленовые волокна имеют MFI от выше 5 г/10 мин до приблизительно 100 г/10 мин, они применяются как один компонент двухкомпонентного волокна, другой компонент должен быть полимером поддержки, который обеспечивает достаточную стабильность во время тепловой склейки, такой как полиэфиры. При помощи сшивания может быть получено полиэтиленовое двухкомпонентное волокно, имеющее превосходные свойства, в котором в особенности сшитый полиэтиленовый компонент обеспечивает достаточную поддержку, и дополнительно делает волокно термосвариваемым.

В предпочтительном аспекте настоящее изобретение относится к термосвариваемой фильтровальной бумаге, содержащей сшитое полиэтиленовое волокно, в особенности полимерное волокно, как описано выше. Термосвариваемая фильтровальная бумага согласно настоящей заявке может быть успешно применена в чайных пакетиках или кофейных таблетках.

Таким образом, настоящее изобретение предпочтительно также относится к чайным пакетикам или кофейным таблеткам, содержащим термосвариваемую фильтровальную бумагу согласно настоящему изобретению, и соответствующее применение волокон в чайных пакетиках или кофейных таблетках.

Термосвариваемая фильтровальная бумага согласно настоящей заявке в основном содержит ингредиенты, известные для фильтровальной бумаги, например натуральные волокна в проценте массы от приблизительно 60% до приблизительно 85%, остальные приблизительно 40 мас.% до приблизительно 15 мас.% составляют синтетические волокна, как синтетическая древесная пульпа, где синтетические волокна, по меньшей мере частично, в особенности в количестве приблизительно 20 мас.% до приблизительно 100 мас.%, предпочтительно приблизительно 50 мас.% до приблизительно 100 мас.% замещены сшитым полиэтиленовым волокном согласно настоящей заявке.

Еще другим аспектом изобретения является применение сшитого полиэтиленового волокна, в особенности вышеописанного полимерного волокна в пневмоуложенных продуктах, продуктах, полученных гидросцеплением, и нетканых продуктах, так же как и этих продуктов, содержащих сшитое полиэтиленовое волокно, в особенности полимерное волокно, как описано выше. Получение этих продуктов из полимерных волокон известно в уровне техники. Адаптируя свойства полимерных волокон при помощи излучения, как описано выше, могут быть получены новые и выгодные продукты таких типов.

Настоящее изобретение будет теперь далее проиллюстрировано примерами, которые не предназначены, чтобы быть рассмотренными как ограничение.

Примеры

Обработка полиэтиленовых (ПЭ) волокон бета-лучами:

ПЭ волоконные образцы типа РВ Eurofiber, нарезанные F-2427 длиной 6 мм с 4 дтекс (соответствующие диаметру приблизительно 23 мкм), произведенные baumhueter extrusion GmbH, были обработаны бета-лучами при дозах 35-160 кГр. Длина волокон после облучения является приблизительно 4.5 мм. Величины MFI были измерены до и после обработки ионизирующим излучением. Дополнительно образцы ПЭ волокна типа РВ Eurofiber, нарезанные F-2382 длинной 2 мм с 4 дтекс (соответствующие диаметру приблизительно 23 мкм), произведенные baumhueter extrusion GmbH, были обработаны бета-лучами при дозах 50 кГр. Длина волокон после облучения является приблизительно 1.5 мм. Величины MFI были измерены до и после обработки ионизирующим излучением. MFI измерения были проведены соответственно DIN EN ISO 1133 в стандартных условиях, а именно 190°С/2.16 кг. Фильтровальные бумаги, содержащие волокна F-2382, до и после сшивания облучением были протестированы на склеивание при нагреве. Результаты, полученные в итоге, приведены в табл. 1.

Таблица 1
Волокно Доза (кГр) MFI перед обработкой (г/10 мин; 190°С/2.16 кг) MFI после обработки (г/10 мин; 190°С/2.16 кг) Термосвариваемая фильтровальная бумага
F-2427 0 30 - Не тестировали
35 30 11 ''
50 30 4 ''
160 30 0* ''
F-2382 0 20 - 1)
50 20 4.7 2)
* Высокосшитые, нетугоплавкие.
1) Без сшивания волокно не может быть обработано на машине для изготовления бумаги в результате проблем в установке для сушки, вызванных легким плавлением волокна.
2) Производство бумаги для пакетиков для заваривания чая без каких-либо проблем. Бумага была успешно протестирована на машине для изготовления чайных пакетиков.

Вышеприведенные результаты демонстрируют, что облученные ПЭ волокна соответственно изобретению могут быть применены в термосвариваемой бумаге, в то время как необработанные волокна не могут быть применены. Дополнительно полимерные отложения на элементах машины не могут быть обнаружены во время изготовления фильтровальной бумаги в машине для изготовления чайных пакетиков, когда термосваривается фильтровальная бумага, содержащая облученные ПЭ волокна.

1. Сшитое полиэтиленовое гомополимерное волокно, полученное формованием из расплава полиэтиленового гомополимера, имеющего MFI от выше 5 г/10 мин до приблизительно 100 г/10 мин, отличающееся тем, что оно после стадии формования из расплава обработано ионизирующим излучением и имеет при этом MFI приблизительно 5 г/10 мин или менее.

2. Сшитое полиэтиленовое гомополимерное волокно по п. 1, которое имеет MFI приблизительно 2 г/10 мин или менее.

3. Сшитое полиэтиленовое гомополимерное волокно по п. 1 или 2, которое обработано дозой облучения ионизирующего излучения в диапазоне приблизительно от 10 кГр до приблизительно 300 кГр.

4. Способ получения сшитого полиэтиленового гомополимерного волокна, включающий стадии формования из расплава полиэтиленового гомополимера, имеющего MFI от выше 5 г/10 мин до приблизительно 100 г/10 мин, и последующую обработку волокна ионизирующим излучением для получения сшитого полиэтиленового гомополимерного волокна, имеющего MFI приблизительно 5 г/10 мин или менее.

5. Применение сшитого полиэтиленового гомополимерного волокна по любому из пп. 1-3 для производства термосвариваемой фильтровальной бумаги.

6. Термосвариваемая фильтровальная бумага, отличающаяся тем, что она содержит сшитое полиэтиленовое гомополимерное волокно по любому из пп. 1-3.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к производству химических волокон, а именно к технологии огнезащитной отделки свежесформованного полиакрилонитрильного (ПАН) волокна. Состав для огнезащитной отделки ПАН волокна включает фосфорсодержащее соединение и воду.
Изобретение относится к технологии производства полимерных волокон, в частности полипропиленовых, которые могут быть применены в качестве армирующих для цемента, гипса, бетона и т.д.
Изобретение относится к химии полимеров и касается способа получения трудногорючих полимерных изделий на основе полиэтилентерефталата с биоцидными свойствами, которые могут найти применение в текстильной промышленности, медицине, в изделиях специального назначения, а также в других отраслях промышленности.
Изобретение относится к химической промышленности, в частности к композициям на основе жидкого силоксанового каучука для покрытия текстильного материала. Композиция содержит жидкий низкомолекулярный силоксановый каучук, этилсиликат-40, октафенилтетраазапорфиринатокобальт(II) или октафенилтетрапиразинопорфиразинатокобальт(II).

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к технологии антимикробной отделки ткани для корпоративной, специальной и форменной одежды и ткани для выработки детского ассортимента.
Изобретение относится к химической технологии текстильных материалов и касается бесформальдегидного состава для заключительной отделки целлюлозосодержащих текстильных материалов.

Изобретение относится к технологиям металлизации тканей, изделий из кожи, из войлока, трикотажных и других материалов с низкой термостойкостью. .
Изобретение относится к двухкомпонентным волокнам типа серцевина-оболочка с улучшенной способностью к биоразложению, к текстильным листам типа нетканых материалов, включающим эти волокна, которые могут быть использованы в изделиях персонального ухода.
Изобретение относится к двухкомпонентным волокнам типа серцевина-оболочка с улучшенной способностью к биоразложению, к текстильным листам типа нетканых материалов, включающим эти волокна, которые могут быть использованы в изделиях персонального ухода.
Изобретение относится к композициям на основе жидкого низкомолекулярного силоксанового каучука для изготовления огнестойкого материала. .
Изобретение относится к двухкомпонентным волокнам типа серцевина-оболочка с улучшенной способностью к биоразложению, к текстильным листам типа нетканых материалов, включающим эти волокна, которые могут быть использованы в изделиях персонального ухода.

Изобретение относится к смеси полипропиленов и применению смеси полипропиленов для получения фильерного нетканого материала с повышенной растяжимостью. .

Изобретение относится к многокомпонентным волокнам, содержащим материал фазового превращения, к текстильным материалам, тканям и к впитывающим изделиям, содержащим многокомпонентные волокна.

Изобретение относится к производству химических волокон и касается плавкого клеящего полиэфирного бикомпонентного волокна. .
Изобретение относится к технологии получения низкомодульного, самоудлиняющегося термоадгезионного двухкомпонентного волокна, в частности на основе полиэтилентерефталата, и может быть использовано при производстве нетканых материалов или волокнистых структур, обладающих высокой адгезионной прочностью.
Изобретение относится к бикомпонентному синтетическому волокну, пригодному для объемного армирования цементных продуктов. .

Изобретение относится к технологии получения полиолефиновых волокон, используемых для тканых и нетканых материалов, в частности к приданию им смачиваемости, и может быть использовано в производстве средств гигиены, фильтров, сепараторов аккумуляторных батарей и т.п.

Изобретение относится к производству полиэтиленовых полимерных волокон, получаемых формованием из расплава и может быть использовано для замены древесной пульпы для производства бумагоподобных субстратов, в частности, при изготовлении чайных пакетов. Сшитое полиэтиленовое гомополимерное волокно получают формованием из расплава полиэтиленового гомополимера, имеющего MFI выше 5 г10 мин до приблизительно 100 г10 мин, с последующей его обработкой ионизирующим излучением, при этом получают сшитое полиэтиленовое гомополимерное волокно, имеющее MFI приблизительно 5 г10 мин или менее, которое применяют для получения термосвариваемой фильтровальной бумаги. Изобретение направлено на снижение индекса текучести расплава, что позволяет устранить подплавление волокон при изготовлении из них бумаги. 4 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 пр., 1 табл.

Наверх