CN1950551A - 具有改进性能的基于聚丙烯的单丝 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有改进的性能，尤其具有改进的耐磨性的基于聚丙烯的单丝，并涉及这些单丝的生产方法以及它们的用途。本发明更具体地涉及基于聚丙烯的单丝，其由在 230℃/2.16kg下熔体流动指数(MFI)小于或等于1.9g/10min的聚丙烯获得。

Description

具有改进性能的基于聚丙烯的单丝
技术领域
本发明涉及具有改进的性能，尤其具有改进的耐磨性的基于聚丙烯的单丝，并涉及这些单丝的生产方法以及它们的用途。本发明更具体地涉及基于聚丙烯的单丝，其由在230℃/2.16kg下熔体流动指数(MFI)小于或等于1.9g/10min的聚丙烯获得。
背景技术
作为耐化学和耐机械过滤装置，二维聚丙烯纺织品在化学工业、制药业和食品业的过滤中相当重要。
纯聚丙烯单丝有缺点，在织造期间由于耐磨性低而生成大量粉屑。就其它热塑性材料而言，磨耗问题也是已知的。因而，EP-A2-0784107提到欲用作造纸机的成形织物和切边机的丝线的聚酰胺、聚醚或聚丙烯的融纺单丝。根据该专利，用70～99重量％的成纤聚合物和1～30重量％的顺丁烯二酸酐改性的聚乙烯/聚丙烯橡胶以及其它添加剂制得耐磨单丝。然而，对于成纤聚合物，实施例限于聚酰胺-6、聚对苯二甲酸乙二酯和PA-6，6/PA-6共聚酰胺。没有提到纺丝速度。
从EP-A-1059370还得知了一种制造聚丙烯复丝的方法，该聚丙烯复丝欲用于纺织应用。将由茂金属催化的等规聚丙烯用作原料，其熔体流动指数大于每10分钟19g。上面的专利描述了10dpf(旦尼尔/长丝)[0.03953mm]的全取向纱(FOY)和2dpf(旦尼尔/长丝)[0.01768mm]的部分取向纱。至于所制造的纱线，仅给出了一般说明。没有对单丝的描述。
申请WO 02/086207和WO 03/048434描述了聚丙烯单丝，该聚丙烯包含添加剂。制备单丝所采用的聚丙烯具有大于或者等于每10分钟6g的熔体流动指数。这些单丝具有适当的耐磨性能。
发明内容
本发明的一个问题在于如何提供比现有技术的单丝更为耐磨的基于聚丙烯的单丝。本发明的另一个问题在于如何获得在织造过程中具有更好耐磨性的基于聚丙烯的单丝。
再一个问题在于提供具有良好耐磨性的单丝用于制造二维工业用制品(articles techniques)，特别是那些欲用于过滤的制品的用途。
这些问题通过本发明得以解决，尤其是通过在生产单丝时使用在230℃/2.16kg下熔体流动指数(MFI)小于或等于1.9g/10min的聚丙烯来解决。
在生产单丝时通常使用的聚丙烯是等规聚丙烯。
本发明的单丝有利地具有小于或等于0.014％的磨耗。
使用在下面的试验部分中描述的方法，通过在生产300m长织物过程中所产生的绒毛量的重量分析来测量单丝的磨耗。磨耗值对应于针对300m长织物计算的，在下面的试验部分中所示公式的结果。
特别有利地是，单丝具有小于0.014％的磨耗。这是因为，当磨耗大于0.014％时，由于筘被过快淤塞，在织造期间会导致不均匀。这意味着可能要缩短清洗操作之间的间隔，从而降低织机的生产能力。
本发明的单丝优选具有小于或者等于0.01％的磨耗。
合适地，对于对应于至少等于20％的最大拉伸应力的伸长率(断裂伸长率)，单丝具有至少50cN/tex的强度。这是因为织造期间小于50cN/tex的强度有增加断纱数的缺点。
本发明的单丝有利地具有大于或者等于285cN/tex的力学常数。
根据本发明的一个特定实施方式，所述单丝包含添加剂。有利地，所述单丝包含相对于聚丙烯重量为0.01-20重量％的添加剂。
有利地，合适地是使用熔点≥140℃的聚丙烯/聚乙烯共聚物作为添加剂。有利地，这种添加剂相对于聚丙烯重量的存在比例为1-20重量％。
本发明还涉及一种用于生产本发明单丝的方法，该方法包括聚丙烯的挤出/熔纺、拉伸和卷绕的步骤。
本发明基于聚丙烯的单丝可使用常规的纺丝方法获得。它们通常通过下述操作获得：挤出/熔纺，当单丝纤度大于或者等于0.05mm时在水浴中冷却，拉伸和卷绕。当本发明的单丝包含添加剂时，该添加剂通常在纺丝之前在挤出机的上游被添加到聚丙烯中。
根据本发明的单丝特别适合于生产二维工业用制品，尤其是用于生产在过滤领域中的这类制品。当这些制品用于过滤时，尤其是在化学工业、制药业和食品业中，它们优选是织物。
现在将通过实施例对本发明作更详细的说明。
聚合物
作为聚合物，在试验过程中使用在230℃/2.16kg下熔体流动指数(MFI)为1.7g/10min的聚丙烯。
使用25kg的转筒，每次使用300kg的聚丙烯粒料。
该聚丙烯粒料和任选的添加剂粒料被直接添加到挤出机中并被熔融。
纺丝条件：
挤出机：  直径40mm；筒长：L/D＝25
挤出压力：80巴
          流量：14.5kg/h
          5个加热区；
纺丝泵：  排量：10cm3/转；
纺丝单元：电加热；
计量泵：  23.19rpm；
丝模：    直径：0.7mm
          毛细管长：3×D；
水浴：    模头/水浴距离：45mm
          温度：50℃。
拉伸阶段和加热通道
拉伸阶段1：7个辊；辊直径：230mm；1个加热通道
拉伸阶段2：7个辊；辊直径：230mm；1个加热通道
拉伸阶段3：7个辊；辊直径：230mm；2个加热通道
拉伸阶段4：4个辊；辊直径：230mm。
测量方法
●根据ASTM D1238测定熔体流动指数；
●根据SN197012和SN197015，辅助以DIN53830，测定纤度；
●由下式计算力学常数MC：
MC = D · F [ cN / tex ]
其中D表示以％计的伸长率，F表示以cN/tex计的强度。
●按照BISFA(标准操作程序的第11章“在热空气中热收缩的测定”)测定热收缩，该测量是在下述条件下进行的：
-拉伸：0.02cN/dtex
-温度：120℃
-持续时间：10分钟。
磨耗试验的描述：
分段线束的制造。
这种分段线束，每段1000m，用从各种实施方式的60个线轴所得的单丝制造。
织造试验：
织造试验在织带机上进行。
最大可能产出：4000rpm；
梭口由凸轮形成；
运转模式：无纬线再入；
经纱密度：22.80纱/cm；
筘：开口，0.175mm
齿厚：0.264mm
齿宽：7.0mm；
织机转速：1000rpm；
织速：10m/h；
织造：L1/1片布。
磨耗性能的评价：
-筘的视觉评价；
-生成的绒毛量的重量分析测定。
对于视觉检测，在与300m长织物相对应的运转时间后给筘拍照，并给它们定级。
附图说明
图1A、1B和1C所示为在根据上述方法的织造试验后的筘的照片。
图1A对应于实施例1，图1B对应于实施例2，而图1C对应于对比实施例。
图1A和1B的筘显示出几乎没有绒毛，而图1C的筘则显示出不可忽略的绒毛量。
下面描述采用重量法对磨耗性能的评价。为此，在与300m长织物相对应的运转时间后收集所有形成的绒毛，称重并用下式与经纱的重量相关联：
Figure A20058001447800071
还可以使用上述的相同的重量分析法来评价磨耗性能，不过是针对1000m长的织物。
图2所示为实施例1和2及对比实施例的磨耗性能方面的结果。
具体实施方式
实施例1
按照上述方法和条件由在230℃/2.16kg下熔体流动指数(MFI)为1.7g/10min的聚丙烯的粒料获得单丝。
实施例2
由聚丙烯的粒料和聚丙烯和PP/PE改性的聚烯烃所组成的粒料(熔点＞140℃)获得单丝。
这些实施例汇总于表1中。
                            表1
  实施例   1   2
  添加剂(重量％)   -   10
  直径(mm)   0.15   0.15
  强度(cN/tex)   61   56.5
  对应于最大拉伸应力的伸长率(％)   35.7   38.5
  力学常数   364   351
  热收缩(％)   2.5   3.4
  磨耗(％)(300m织物)   0.0094   0.004
  磨耗(％)(1000m织物)   -   0.0206
对比实施例
根据专利申请WO 03/048434的实施例2获得单丝。它们的磨耗是0.0156％。
本发明的单丝适合于没有任何磨耗地生产用于过滤的织物。
由于使用本发明的单丝，因而可以几乎没有任何磨耗地织造聚丙烯单丝，并且可以显著地提高织机的工作时间。这种单丝特别适合于生产在化学工业、制药业和食品业中用于过滤的织物。

Claims (11)

1.基于聚丙烯的单丝，其特征在于它们由在230℃/2.16kg下熔体流动指数(MFI)小于或等于1.9g/10min的聚丙烯来获得。
2.权利要求1的单丝，其特征在于它们具有小于或等于0.014％的磨耗。
3.权利要求2的单丝，其特征在于该磨耗值小于或等于0.01％。
4.权利要求1-3之一的单丝，其特征在于对于对应于至少等于20％的最大拉伸应力的伸长率(断裂伸长率)，它们具有至少50cN/tex的强度。
5.权利要求1-4之一的单丝，其特征在于它们包含相对于聚丙烯重量为0.01-20重量％的添加剂。
6.权利要求5的单丝，其特征在于该添加剂是熔点≥140℃的聚丙烯/聚乙烯共聚物。
7.权利要求6的单丝，其特征在于它们包含相对于聚丙烯重量为1-20重量％的这种共聚物。
8.用于生产权利要求1-7之一的单丝的方法，该方法包括聚丙烯的挤出/熔纺、拉伸和卷绕的步骤。
9.权利要求1-7之一的单丝用于生产二维工业用制品的用途。
10.权利要求9的用途，用于过滤领域中。
11.权利要求9或10的用途，其特征在于该制品是用于过滤的织物。
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