CZ234299A3 - Termoplastická kompozice - Google Patents

Abstract

Termoplastická kompozice obsahuje, vztaženo na celkovou hmotnost termoplastické kompozice, 50 až 95 hmotn. % alifatického polyesterového polymeru, např. polymeru kyseliny mléčné, polybutylen sukcinátu, sulfonovaného polyethylen tereftalátu, a 5 až 50 hmotn. % polykarboxylové kyseliny, např. kyseliny malonové, citrónové, jantarové, adipové, korkové. Termoplastická kompozice se protlačováním z taveniny zvlákňuje do vláknitého materiálu použitelného pro absorpční výrobky na jednorázové použití.

Description

TERMOPLASTICKÁ KOMPOZICE

Oblast vynálezu

Předložený vynález se týká vytvoření termoplastické kompozice, obsahující nezreagovanou směs alifatického polyesterového polymeru a polykarboxylové kyseliny. Takto vytvořenou termoplastickou kompozici je možné protlačováním z taveniny zvlákňovat do vláknitého materiálu, který je dále možné zpracovávat do netkaných struktur, použitelných jako součást absorpčních výrobků na jednorázové použití, které jsou určené pro pohlcování působících tekutin, například tělních tekutin a exsudátů.

Dosavadní stav techniky

Absorpční výrobky na jednorázové použití nacházejí v současné době široké uplatnění v mnoha aplikacích. Například v oblasti, týkající se péče o kojence, batolata a malé děti, v podstatě nahradily vytvořené jednorázově použitelné a plenkové kalhotky obecně používané látkové absorpční výrobky. Další charakteristické absorpční na tomto principu zavinovací pleny opětně použitelné výrobky na prostředky, menstruační jednorázové například vložky nebo použití zahrnují dámské ochranné takové jako jsou hygienické tampóny, inkontinenční prostředky • · » · · 1 ► « · ·· ·· pro dospělé, a zdravotnické ochranné prostředky, například takové jako jsou chirurgické čapky a roušky nebo zdravotnické obvazové materiály. Charakteristický absorpční výrobek na jednorázové použití obecně obsahuje složenou vrstvenou strukturu zahrnující vrchní lícní vrstvu, spodní rubovou vrstvu, a absorpční strukturu, uspořádanou účelně vrchní lícní vrstvou a spodní rubovou toho takové absorpční výrobky obvykle zahrnují některý ze známých typů upevňovacích systémů pro připevňování a zafixování absorpčního výrobku během jeho funkční aplikace v odpovídající poloze vzhledem k uživateli.

mezi uvedenými vrstvou. Kromě

Absorpční výrobky na jednorázové použití jsou během jejich funkční aplikace charakteristicky vystaveny jednou nebo vícekrát nepříznivě ovlivňovány působením kapalin, například takových jako je voda, moč, menstruace nebo krev. Materiály, použitelné pro vytvoření vně uspořádané ochranné spodní rubové vrstvy absorpčních výrobků na jednorázové použití, jako takové představují charakteristické, kapalinami nerozpustné a pro kapaliny nepropustné materiály, například takové jako jsou tenké polypropylenové fólie, vykazující dostatečnou a způsobilost týkající se jejich chování během funkční aplikace tak, aby takový absorpční výrobek na jednorázové použití byl schopný během funkční aplikace udržovat svou integritu a výslovně nedovoloval nežádoucí prosakování na výrobek nepříznivě působících tekutin.

Přestože byly současně na trhu dostupné dětské zavinovací pleny a ostatní absorpční výrobky na jednorázové •» »· ·· « » o «

použití uživatelskou veřejností obecně akceptovány, vykazují tyto absorpční výrobky v určitých oblastech potřebu dalších nezbytných zdokonalení. Mnoho typů takových absorpčních výrobků na jednorázové použití může představovat určité problémy například v souvislosti s jejich odstraňováním do odpadu a likvidací po funkční aplikaci. Například pokusy likvidace, spočívající v odhození absorpčního výrobku na jednorázové použití do toalety a jeho spláchnutí do odpadního kanalizačního systému, vedou v řadě případů k nežádoucímu ucpání a zablokování toalety nebo odpadního potrubí, spojovacího toaletu s odpadním kanalizačním systémem. Zejména materiály, používané obvykle pro vytvoření vně uspořádané ochranné spodní rubové vrstvy absorpčních výrobků na jednorázové použití, se po spláchnutí do toalety zpravidla nerozkládají, nerozpadají nebo nedispergují v odpovídajícím rozsahu, z čehož vyplývá, že likvidace absorpčních výrobků na jednorázové použití takovým způsobem je vzhledem ke shora uvedeným důvodům z praktického hlediska zcela nepoužitelná. V případě, kdy se pro vytvoření vně uspořádané ochranné spodní rubové vrstvy absorpčních výrobků, z důvodu redukce jejich celkového objemu, založené na předpokladu snížení pravděpodobnosti ucpání toalety nebo potrubí spojujícího toaletu s odpadním kanalizačním systémem, použijí materiály s velmi malou tloušťkou, nevykazují takové materiály charakteristickou postačující pevnost, která by byla schopná zajistit požadovanou eliminaci vzniku nežádoucích trhlinek nebo porušení při podrobení tohoto materiálu namáhání mechanickými napětími, která se generují při běžném funkčním použití absorpčního výrobku uživatelem.

• · • ·

Kromě toho se likvidace tuhých odpadů stává stále větším problémem v celosvětovém měřítku. Se zvětšujícím se objemem a rozsahem skládek tuhých odpadů se stále zvyšuje požadavek na redukci materiálových zdrojů pro vytváření absorpčních výrobků na jednorázové použití se současným požadavkem na začleňování recyklovatelných nebo biologicky rozložitelných složek do jednorázově použitelných absorpčních výrobků s tím, že se tyto absorpční výrobky navrhují tak, aby je bylo možné odstraňovat nebo likvidovat některým z jiných způsobů namísto jejich vyvážení a ukládání na skládky tuhých odpadů, čehož základním důvodem je snaha o odlehčování těchto skládek.

Bez ohledu na uvedenou skutečnost existuje tak jako tak potřeba či požadavek na vytvoření takových nových materiálů, určených pro použití při konstrukci absorpčních výrobků na jednorázové použití, které jsou během funkční aplikace obecně schopné a uzpůsobené pro udržování vlastní integrity a pevnosti, a které je možné po jejich použití a znehodnocení mnohem efektivněji likvidovat nebo odstraňovat do odpadu. Velmi jednoduchým a velmi účinným způsobem likvidace absorpčních výrobků na jednorázové použití po uživatelském upotřebení může být například jejich kompostování neboli ukládání na kompost. Alternativní možnost jednoduché a velmi efektivní likvidace absorpčních výrobků na jednorázové použití může v případě, kdy takové absorpční výrobky vykazují efektivní schopnost rozkladu působením mikroorganismů, představovat jejich odstraňování splachováním do odpadního kanalizačního systému.

• ·

Přestože jsou vláknité materiály, připravené a vytvořené z alifatických polyesterových polymerů, jako takové ze stávajícího stavu techniky dostatečně známé, představuje jejich použití pro uvedené účely řadu problémů. Především je známé, že alifatické polyesterové polymery ve srovnání například s polyolefinovými polymery vykazují relativně nízkou rychlost krystalizace, což je ve svém důsledku je v mnoha případech příčinou jejich špatné nebo málo efektivní zpracovatelnosti. Kromě toho alifatické polyesterové polymery zpravidla nevykazují dobrou rozměrovou stálost za tepla. Alifatické polyesterové polymery obvykle prodělávají několikeré smršťování za tepla, které je důsledkem relaxace polymerního řetězce během procesů tepelného zpracovávání, například takových jako je vazební spojování za tepla a laminování do vrstvené struktury, s výjimkou provádění doplňkového specifického tepla. Použití doplňkového kroku in-situ je však obecně omezeno použitými výrobními zařízeními a technologickými postupy pro zvlákňování a zpracovávání vláknitého materiálu do netkaných plošných textilií, například takovými jako jsou zvlákňování z taveniny pojením pod tryskou nebo foukáním, při se vytvrzování za tepla provádí velmi obtížně. Kromě shora uvedeného může být příčinou zpomalování rychlosti v generování a průběhu rozkladu působením mikroorganismů použití účely zlepšení zpracování nebo tyto kroku vytvrzování za vytvrzování za tepla nebo dokonce bránění základního materiálu dalších přísad pro přísady mohou být sami o sobě biologicky nerozložitelné.

Vzhledem ke shora uvedenému je proto základním cílem předloženého vynálezu zajistit vytvoření termoplastické kompozice, která vykazuje zlepšenou zpracovatelnost, redukovanou velikost krystalů, zdokonalené vlastnosti z hlediska rozměrové stálosti za tepla, a zvýšenou rychlost rozkladu působením mikroorganismů.

Dalším cílem předloženého vynálezu je zajistit vytvoření termoplastické kompozice, kterou je možné jednoduchým způsobem a efektivně zpracovávat a přetvářet do vláknitého materiálu.

Dalším cílem předloženého vynálezu je zajistit vytvoření termoplastické kompozice, která je vhodná a použitelná pro přípravu netkaných struktur.

Dalším cílem předloženého vynálezu je zajistit vytvoření vláknitého materiálu nebo netkané struktury, které ve venkovním prostředí vykazují schopnost rychlého a snadného rozkladu působením mikroorganismů.

Podstata vynálezu

Předložený vynález se týká vytvoření termoplastické kompozice, která vykazuje požadovanou schopnost rozkladu působením mikroorganismů a kterou je kromě toho možné připravit jednoduchým způsobem a snadno zpracovávat na požadované finální struktury, jakými jsou například vláknité materiály nebo netkané struktury.

Podle jednoho aspektu předloženého vynálezu se navrhuje termoplastická kompozice obsahující směs dvou, první a druhé, složek.

Podle jednoho ze specifických provedení předloženého vynálezu taková termoplastická kompozice obsahuje směs alifatického polyesterového polymeru a polykarboxylové kyseliny s tím, že polykarboxylová kyselina vykazuje celkový počet atomů uhlíku menší než 30, a že takto vytvořená termoplastická kompozice vykazuje požadované vlastnosti.

Podle dalšího aspektu předloženého vynálezu se navrhuje vláknitý materiál, připravený z termoplastické kompozice s tím, že takto vytvořený vláknitý materiál vykazuje požadované vlastnosti.

Podle dalšího aspektu předloženého vynálezu se navrhuje netkaná struktura obsahující vláknitý materiál připravený z termoplastické kompozice.

Podle jednoho ze specifických provedení předloženého vynálezu se taková netkaná struktura použije pro vytvoření spodní rubové vrstvy, tvořící součást absorpčního výrobku na jednorázové použití.

Příklady provedení vynálezu

Předmět předloženého vynálezu je zaměřený na vytvoření termoplastické kompozice obsahující dvě, první a druhou, složky. Ve zde předloženém popisu používaný výraz «· » · · 6» ·· β * • ••· ···« ···« «· · · · · · · »· · termoplastický představuje vlastnost materiál, která zajišťuje v důsledku působení tepla jeho změkčování a při ochlazení na pokojovou teplotu jeho navracení do v podstatě původního tuhého stavu.

První složku termoplastické kompozice tvoří alifatický polyesterový polymer. Vhodné a pro uvedené účely použitelné alifatické polyesterové polymery zahrnují, přičemž tento výčet žádným způsobem neomezuje použití dalších odpovídajících materiálů, polymer kyseliny mléčné, polybutylen sukcinát, polyethylen sukcinát-koadipát, polyhydroxybutyrát-kovalerát, polykaprolakton, sulfonovaný polyethylen tereftalát, a dále směsi nebo kopolymery takových polymerů.

Podle jednoho ze specifických provedení předloženého vynálezu je výhodné, jestliže se jako alifatický polyesterový polymer použije polymer kyseliny mléčné. Uvedený polymer kyseliny mléčné se zpravidla připravuje polymerací kyseliny mléčné. Osobám obeznámeným s příslušným stavem techniky bude přirozeně naprosto zřejmé, že chemicky ekvivalentní materiál je rovněž tak možné připravit například polymerací laktidu. Vzhledem ke shora uvedenému je ve zde předloženém popisu používaný výraz polymer kyseliny mléčné zamýšlený tak, že jako takový představuje polymer připravený buď polymerací kyseliny mléčné nebo polymer připravený polymerací laktidu.

uvedených materiálech, tj. kyselině mléčné a laktidu, je osobám obeznámeným se stavem techniky známé, že vykazují asymetrické uspořádání molekul se dvěma « · · « pravotočivý R). Z popsaných připravit optickými izomery, které se označují jako levotočivý enantiomer (v dalším popisu označovaný jako L) a jako enantiomer (v dalším popisu označovaný jako uvedených skutečností vyplývá, že je, prostřednictvím polymerace buď jednotlivých enantiomerů samostatně nebo směsi obou enantiomerů, možné připravit navzájem odlišné polymery, které jsou z chemického hlediska podobné nebo v podstatě shodné, přesto však vykazující odlišné vlastnosti. Konkrétně bylo zjištěno, že prostřednictvím modifikování stereochemie polymeru kyseliny mléčné je možné zajistit kontrolu určitých veličin podle požadavku, například ovlivňováním teploty tavení polymeru, ovlivňováním reologie (neboli deformačního chování) polymeru během tavení a ovlivňováním krystalinity polymeru. Na základě zajištění kontrolovatelnosti a ovlivňovatelnosti vlastností polymerního materiálu je možné vícesložkový vláknitý požadovanou pevnost při tavení, vlastnosti, požadovanou měkkost a zpracovatelnost, na jehož základě a v důsledku uvedených vlastností je možné vytvořit zeslabený, teplem vytvrzený a kadeřením zpracovaný vláknitý materiál.

materiál požadované vykazuj ící mechanické

Obecně se požaduje přítomnost takového množství alifatického polyesterového polymeru v termoplastické kompozici, které svým působením zajistí účinné dosažení požadovaných vlastností termoplastické kompozice. Vzhledem k tomu bude alifatický polyesterový polymer v termoplastické kompozici obsažen v hmotnostním množství menším než 100 % hmotn., s užitkem se v rozmezí od asi 40 % hmotn. do v množství pohybujícím méně než 100 % hmotn., ještě užitečněji v množství od asi 50 % hmotn. do asi 95 % hmotn., s výhodou pak v množství pohybujícím se v rozmezí od asi 60 % hmotn. do 90 % hmotn., ještě výhodněji v množství od asi 60 % hmotn. do asi 80 % hmotn., a nejvýhodněji v množství pohybujícím se v rozmezí od asi 70 % hmotn. do asi 75 % hmotn. s tím, že všechny zmiňované hmotnostní obsahy jsou vztaženy na celkovou hmotnost termoplastické kompozice, obsahující alifatický polyesterový polymeru a polykarboxylovou kyselinu.

Obecně se požaduje, aby alifatický polyesterový polymer vykazoval takovou hmotnostně střední relativní molekulovou hmotnost, která v termoplastické kompozici zajišbuje účinné dosažení požadovaných a pro uvedené účely nezbytných vlastností jako jsou odpovídající pevnost při tavení, dostatečná mechanická pevnost vláknitého materiálu, a vyhovují zpracovatelnost materiálu při zvlákňování. Obecně lze konstatovat, že příliš vysoká hodnota hmotnostně střední relativní molekulové hmotnosti alifatického polyesterového polymeru představuje velmi intenzívní vzájemné propletení polymerních řetězců, což může ve svém důsledku být příčinou velmi obtížné zpracovatelnosti termoplastické kompozice takový alifatický polyesterový polymer obsahující. V opačném případě, neboli příliš nízká hodnota hmotnostně střední relativní molekulové hmotnosti alifatického polyesterového polymeru představuje naopak nedostatečné vzájemné propletení polymerních řetězců, což může být zase příčinou toho, že termoplastická kompozice takový alifatický polyesterový polymer obsahující vykazuje relativně nízkou pevnost při tavení, důsledkem čehož se vysokorychlostní zpracování termoplastické kompozice stává velmi obtížné, s předloženým polyesterového v souladu alifatické

Vzhledem k tomu vhodné ; vynálezem použitelné polymery vykazují hmotnostně střední relativní molekulovou hmotnost, která se s užitkem pohybuje v rozmezí od asi 10,000 do asi 2,000,000, ještě užitečněji v rozmezí od asi 50,000 do asi 400,000, a výhodně v rozmezí od asi 100,000 do asi 300,000. Hmotnostně střední relativní molekulovou hmotnost polymerů nebo polymemích směsí je možné určovat prostřednictvím použití zkušební metody popsané v níže uvedené kapitole Metody zkušebního testování předkládaného popisu.

Obecně se požaduje, aby alifatický polyesterový polymer vykazoval takovou hodnotu indexu polydisperzity, která v termoplastické kompozici zajišúuje účinné dosažení požadovaných a pro uvedené účely nezbytných vlastností jako jsou odpovídající pevnost při tavení, dostatečná mechanická pevnost vláknitého materiálu, a vyhovující zpracovatelnost materiálu při zvlákňování. Zde použitý výraz index polydisperzity představuje vyjadřuje poměr hmotnostně jako takový hodnotu, která střední relativní molekulové alifatického zpracovávání polyesterový hmotnosti polymeru ku číselně střední relativní molekulové hmotnosti polymeru. Obecně lze konstatovat, že v případě příliš vysoké hodnoty indexu polydisperzity polyesterového polymeru může být termoplastické kompozice takový alifatický polymer obsahující v důsledku proměnlivé zpracovatelnosti velmi obtížné, přičemž příčinou uvedené obtížnosti při zpracovávání je přítomnost segmentů polymemích řetězců obsahujících polymery s nízkou relativní molekulovou hmotností, které během zvlákňování vykazují nižší pevnost při tavení. Vzhledem k tomu je žádoucí, jestliže se hodnota indexu polydisperzity alifatického polyesterového polymeru užitečně pohybuje v rozmezí od asi 1 do asi 15, ještě užitečněji v rozmezí od asi 1 do asi 4, a výhodně v rozmezí od asi 1 do asi 3. Číselně střední relativní molekulovou hmotnost polymerů nebo polymerních směsí je možné určovat prostřednictvím použití zkušební metody popsané v níže uvedené kapitole Metody zkušebního testování předkládaného popisu.

Z obecného hlediska se požaduje použití takového alifatického polyesterového polymeru, který vykazuje schopnost zpracovatelnosti tavením. Vzhledem k tomu je žádoucí, aby alifatický polyesterový polymer vykazoval takovou rychlost tečení při tavení, která se s užitkem pohybuje v rozmezí od asi 1 gramu do asi 200 gramů za 10 minut, výhodně v rozmezí od asi 10 gramů do asi 100 gramů za 10 minut, a ještě výhodněji v rozmezí od asi 20 gramů do 40 gramů za 10 minut. Rychlost tečení zpracovávaného materiálu při tavení je možné určovat například prostřednictvím použití Zkušební metody ASTM D1238-E, jejíž úplný popis se tímto začleňuje do odvolávek předloženého vynálezu a stává se jeho součástí.

V souladu s předloženým vynálezem se dále požaduje, aby použitý alifatický polyesterový polymer vykazoval schopnost rozkladu působením mikroorganismů. V důsledku uvedené skutečnosti bude termoplastická kompozice takový alifatický polyesterový polymer obsahující, a to buď ve formě vláknitého materiálu nebo ve formě netkané struktury, po jejím odstranění do odpadu nebo na venkovní skládku a při vystavení působení vzduchu a/nebo vody schopná odpovídajícího rozkladu. Shora použitý výraz schopnost rozkladu představuje vlastnost materiálu, zajištující schopnost tohoto materiálu rozkládat se působením v přírodě se přirozeně vyskytujících mikroorganismů, například baktérií, hub, plísní a řas.

V souladu s předloženým vynálezem se dále požaduje, aby použitý alifatický polyesterový polymer vykazoval schopnost kompostování. V důsledku uvedené skutečnosti bude termoplastická kompozice takový alifatický polyesterový polymer obsahující, a to buď ve formě vláknitého materiálu nebo ve formě netkané struktury, po jejím uložení do příslušného prostředí a při vystavení působení vzduchu a/nebo vody kompostovatelná. Shora použitý výraz kompostovatelnost představuje vlastnost materiálu, zajištující schopnost tohoto materiálu prodělávat při uložení na kompost biologický rozklad, například působením mikroorganismů, takovým způsobem, že není mezi ostatními materiály vizuálně rozlišitelný a rozpadá se na oxid uhličitý, vodu, anorganické sloučeniny a biomasu rychlostí v podstatě se shodující s rychlostí rozkladu obvyklých kompostovatelných materiálů.

Druhou složkou termoplastické kompozice tvoří polykarboxylová kyselina. Takovou polykarboxylovou kyselinou je jakákoliv kyselina, která obsahuje dvě nebo více kyselých karboxylových skupin. Vhodné a v souladu s předloženým vynálezem použitelné kyseliny představují dikarboxylové kyseliny, obsahující dvě kyselé karboxylové skupiny. Obecně se požaduje, aby celkový počet atomů uhlíku, obsažený v polykarboxylové kyselině, nebyl příliš vysoký a to vzhledem k tomu, že by pak kinetika krystalizace, neboli rychlost, při které se krystalizace uskutečňuje, mohla být pomalejší než je pro tento účel žádoucí. Vzhledem k uvedené skutečnosti se požaduje, aby polykarboxylová kyselina vykazovala celkový počet atomů uhlíku s užitkem menší než asi 30, ještě užitečněji počet atomů uhlíku pohybující se v rozmezí od asi 3 do asi 30, výhodně v rozmezí od asi 4 do asi 20 atomů uhlíku, a ještě výhodněji v rozmezí od asi 5 do asi 10 atomů uhlíku. Vhodné a v souladu s předloženým vynálezem použitelné polykarboxylové kyseliny zahrnují, přičemž tento výčet žádným způsobem neomezuje použití dalších odpovídajících kyselin, kyselinu malonovou, kyselinu citrónovou, kyselinu jantarovou, kyselinu glutarovou, kyselinu adipovou, kyselinu pimelovou, kyselinu korkovou, kyselinu azelaovou, kyselinu sebakovou, a směsi těchto kyselin.

Obecně se požaduje přítomnost takového množství polykarboxylové kyseliny v termoplastické kompozici, které svým působení zajistí účinné dosažení požadovaných vlastností termoplastické kompozice. Vzhledem k tomu bude polykarboxylová kyselina v termoplastické kompozici obsažená v hmotnostním množství větším než 0 % hmotn., s užitkem v množství pohybujícím se v rozmezí od více než 0 % hmotn. do asi 60 % hmotn., ještě užitečněji v rozmezí od asi 5 % hmotn. do asi 50 % hmotn., výhodně v rozmezí od asi 10 % hmotn. do asi 40 % hmotn., ještě výhodněji v rozmezí od asi 20 % hmotn. do asi 40 % hmotn., a nejvýhodněji v rozmezí od asi 25 % hmotn. do asi 30 % hmotn. s tím, že všechny zmiňované hmotnostní obsahy jsou vztaženy na celkovou hmotnost termoplastické kompozice, obsahující alifatický polyesterový polymeru a polykarboxylovou kyselinu.

V souladu se zpracováváním termoplastické kompozice podle předloženého vynálezu do požadovaného výrobku, například vláknitého materiálu nebo netkané struktury, které vykazují vlastnosti požadované na základě předloženého vynálezu, bylo zjištěno, že je obecně žádoucí a výhodné, jestliže polykarboxylová kyselina během tepelného zpracovávání termoplastické kompozice existuje v kapalném stavu, avšak s tím, že se během ochlazování zpracovávané termoplastické kompozice tato polykarboxylová kyselina přechází do tuhého stavu nebo krystalizuje ještě před přecházením alifatického polyesterového polymeru do tuhého stavu nebo před jeho krystalizací.

Obecně se předpokládá, že polykarboxylová kyselina, obsažená v termoplastické kompozici podle předloženého vynálezu, plní dvě významné, avšak zcela odlišné funkce. Za prvé v případě, kdy se termoplastická kompozice nachází v roztavené stavu, se předpokládá, že polykarboxylová kyselina slouží, v důsledku vnitřní strukturální modifikace alifatického polyesterového polymeru, jako pracovní mazivo nebo jako plastifikátor, napomáhající a usnadňující zpracovávání termoplastické kompozice, a které současně zvyšují pružnost a houževnatost finálního výrobku, například vláknitého materiálu nebo netkané struktury. Přestože dále uvedená skutečnost není zamýšlena jako naprosto závazná, předpokládá polykarboxylová kyseliny ve směsi se, že přítomnost způsobuje nahrazování sekundárních valenčních vazeb, udržujících řetězce alifatického polyesterového polymeru ve vzájemném spojení, valenčními vazbami polykarboxylové kyseliny a alifatického polyesterového polymeru a takto, ve svém důsledku, usnadňuje pohyb segmentů polymerních řetězců. Popsaný účinek je zcela prokazatelný například v případě směsi polymeru kyseliny mléčné s kyselinou adipovou, u které se prostřednictvím zvyšujícího se směšovacího poměru množství kyseliny adipové ku množství polymeru kyseliny mléčné teplota tavení termoplastické kompozice posouvá směrem k nižším teplotám. Díky tomuto účinku se významně, ve srovnání se zpracováváním samotného polymeru kyseliny mléčné, snižuje krouticí moment, nezbytný pro otáčení protlačovacího lisu. Kromě toho se významně snižuje i pracovní teplota, požadovaná a nezbytná pro zvlákňování termoplastické kompozice do finálního výrobku, například vláknitého materiálu nebo netkané struktury, v důsledku čehož se obecně snižuje nebezpečí výskytu tepelné degradace polymeru kyseliny mléčné. Za druhé v případě, kdy se finální výrobek, připravený a vytvořený z termoplastické kompozice, například vláknitý materiál nebo netkaná struktura, podrobuje ochlazování a uvádění do tuhého stavu z kapalného nebo roztaveného stavu, se předpokládá, že polykarboxylové kyselina je slouží jako nukleační iniciační činidlo krystalizace nebo tuhnutí. O alifatických polyesterových polymerech je známé, že vykazují velmi nízkou rychlost krystalizace. Pro účely vyřešení a odstranění tohoto problému se obvykle používají dva základní způsoby. Prvním z uvedených způsobů je změna průběhového profilu teploty ochlazování pro dosažení zlepšení kinetiky krystalizace na maximálně možnou míru, • · · · • * zatímco druhý z těchto způsobů spočívá v přidávání nukleačního iniciačního činidla do směsi za účelem zvýšení počtu nukleačních zárodků a zvýšení stupně krystalizace.

Proces ochlazování polymerního materiálu na uskutečňuje prostřednictvím protlačováním zpracovávaného teplotu okolí se obvykle dmýcháním vzduchu o teplotě vytvoření nukleačních krystalizace během okolí nebo nižší na protlačovaný polymerní materiál. Tento způsob ochlazování je možné vzhledem k tomu, že pokles teploty v krátkém časovém intervalu (řádově vteřiny) je obvykle větší než 100 °C a velmi často větší než 150 °C, označit jako extrémní ochlazování nebo podchlazování. Další přizpůsobování tohoto obvykle používaného procesu směrem k ideálnímu průběhovému profilu teploty ochlazování, spočívající v aplikaci univerzální metody maximalizování krystalizace alifatických polyesterových polymerů na skutečný proces technologického zpracování, je velmi obtížné vzhledem k tomu, že vyžaduje použití extrémního ochlazování, které musí proběhnout ve velmi krátkém časovém intervalu. Vzhledem k obtížnosti právě uvedeného způsobu je možné použít alespoň standardní metody ochlazování v kombinaci se druhou shora popsanou metodou modifikace. Při provádění tohoto způsobu se musí z důvodu zajištění zárodků, jejichž funkcí je iniciace extrémně rychlého ochlazování, termoplastická kompozice směšovat s nukleačním iniciačním činidlem, například látkou ve formě tuhých částic. Taková do směsi přidávaná nukleační iniciační činidla ve formě tuhých částic však v termoplastické kompozici velmi snadno aglomerují do shluků, které mohou způsobovat nežádoucí ucpávání filtrů a průchozích vrtání zvlákňovacích trysek během vlastního zvlákňování. Kromě toho nukleační účinek takových nukleaci iniciujících látek ve formě tuhých částic obvykle dosahuje maxima při přidání do směsi v množství asi 1 % hmotn. Oba shora uvedené faktory obecně buď snižují schopnost krystalizace termoplastické kompozice, nebo zvyšují požadavek na přidávání velkého hmotnostního množství takových nukleačních iniciačních činidel do termoplastické kompozice. Při procesu zpracovávání termoplastické kompozice podle předloženého vynálezu bylo však zjištěno, že se polykarboxylová kyselina během procesu protlačování obecně nachází v kapalném stavu, přičemž za tohoto stavu působí jako plastifikátor, a současně je stále schopná, během procesu ochlazování, přecházet do tuhého stavu nebo krystalizovat dříve než alifatický polyesterový polymer s tím, že za tohoto stavu polykarboxylová kyselina působí jako nukleační iniciační činidlo. Obecně se předpokládá se, že při ochlazování ze stavu homogenní taveniny přechází tato polykarboxylová kyselina vzhledem k tomu, že vykazuje relativně malé molekuly, do tuhého stavu nebo krystalizuje relativně rychleji a v celém objemu právě při přechodu nebo poklesu teploty pod teplotu jejího bodu tavení. Například, kyselina adipová vykazuje teplotu tavení asi 162 °C a teplotu krystalizace asi 145 °C.

Alifatický polyesterový polymer, který je jako takový makromolekulární, vykazuje relativně velmi nízkou rychlost krystalizace, což ve svém důsledku znamená, že během ochlazování tento polymer obecně přechází do tuhého stavu nebo krystalizuje pomaleji a při teplotě nižší než jeho teplota tavení. Například, polymer kyseliny mléčné vykazuje teplotu tavení asi 175 °C a teplotu krystalizace • · • · · · · · • · · · asi 121 °C. Během shora popsaného způsobu ochlazování pak polykarboxylová kyselina začíná krystalizovat před začátkem krystalizace alifatického polyesterového polymeru a obecně působí jako tuhé nukleační zárodky krystalizace v ochlazování podrobované termoplastické kompozici.

Obecně se požaduje, aby tepelnému zpracovávání podrobovaná termoplastická kompozice nebo výrobek z takové termoplastické kompozice vytvořený, například vláknitý materiál nebo netkaná struktura, vykazovaly takovou velikost krystalu, která zajištuje účinné dosažení požadovaných vlastností termoplastické kompozice nebo výrobku z takové termoplastické kompozice vytvořeného. Podle jednoho specifického provedení předloženého vynálezu se obecně požaduje, aby tepelném zpracovávání podrobovaná termoplastická kompozice nebo výrobek z takové termoplastické kompozice vytvořený, například vláknitý materiál nebo netkaná struktura, vykazoval střední velikost krystalu s užitkem menší než asi 120 angstrómů, ještě užitečněji menší než asi 110 angstrómů, s výhodou menší než asi 100 angstrómů, výhodněji asi 80 angstrómů, a ještě výhodněji menší než asi 70 angstrómů. Střední velikost krystalu je možné určovat prostřednictvím použití zkušební metody popsané v níže uvedené kapitole Metody zkušebního testování předkládaného popisu.

Přestože byly v předcházejícím popisu popsané základní a principiální složky termoplastické kompozice, není složení takové termoplastické kompozice žádným způsobem omezená pouze na tyto složky a může zahrnovat i další složky nebo materiály s podmínkou, že tyto složky • · • · nebo materiály nebudou nepříznivě ovlivňovat požadované vlastnosti výsledné termoplastické kompozice. Příklady takových materiálů, použitelných v souladu s předloženým vynálezem jako přídavné nebo doplňkové složky mohou zahrnovat, přičemž tento výčet žádným způsobem neomezuje použití dalších materiálů, pigmenty, antioxidační prostředky, stabilizační prostředky, povrchově aktivní látky, parafiny, promotory tečení, tuhá rozpouštědla, plastifikátory, nukleační iniciační činidla, tuhé částice a materiály přidávané pro účely zlepšování zpracovatelnosti termoplastické kompozice. Příkladem takové volitelné složky je povrchově aktivní látka ve formě částic dodávaná na trh například firmou Burgess Pigment Company, se sídlem v Sandersville, Georgia, pod obchodním označením povrch modifikující hlinka Burgess Polyclay, nebo firmou Barrets Minerals lne., se sídlem v Dillonu, Montana, pod obchodním označením povrch modifikující látka Micropflex 1200. V případě přítomnosti přídavných nebo doplňkových složek v termoplastické kompozici se obecně požaduje použití takových přídavných nebo doplňkových složek v množství,

které j e	s	užitkem menší	než	asi	5 %	hmotn.	, ještě
užitečněj i	v	množství, které	je	menší	než	asi 3 %	hmotn.,
a výhodně	v	množství, které	je	menší	než	asi 1	% hmotn.

s tím, že všechny zmiňované hmotnostní obsahy jsou vztaženy na celkovou hmotnost termoplastické kompozice, obsahující alifatický polyesterový polymer, polykarboxylovou kyselinu, a přídavné nebo doplňkové složky.

Termoplastická kompozice podle předloženého vynálezu představuje, obecně vzato, směs alifatického polyesterového polymeru, polykarboxylové kyseliny, a, volitelně, kterékoli • · • · ze shora uvedených přídavných nebo doplňkových složek. V souladu s dosahováním požadovaných vlastností termoplastické kompozice podle předloženého vynálezu, bylo zjištěno, že je pro uvedené účely kritické, aby nedocházelo ke vzájemnému reagování alifatického polyesterového polymeru a polykarboxylové kyseliny a tyto složky zůstávají v podstatě nezreagované a nedochází tak k vytvoření kopolymeru alifatického a polykarboxylové kyseliny.

polyesterového Za tohoto stavu polymeru zůstáváj í alifatický polyesterový polymer a polykarboxylové kyselina v termoplastické kompozici jako samostatné, zcela odlišné složky.

Podle jednoho provedení směšování alifatického a polykarboxylové kyseliny v termoplastická kompozice, termoplastická kompozice předloženého vynálezu se po polyesterového polymeru v suchém stavu vytvoří suchá přičemž se taková suchá se s výhodou protřepává, promíchává nebo jiným způsobem mísí za účelem dosažení dostatečně promísené směsi alifatického polyesterového polymeru a polykarboxylové kyseliny tak, že se vytvoří v podstatě homogenní suchá směs. Takto vytvořená homogenní suchá směs se pak může dále směšovat v roztaveném stavu například v protlačovacím lisu za vytvoření v podstatě homogenní roztavené směsi alifatického polyesterového polymeru a polykarboxylové kyseliny. Tato homogenní roztavená směs se pak může a zpracovávat granulováním do pelet. Alternativně se může v podstatě homogenní roztavená směs zavádět přímo zvlákňovacího stroje nebo jiného zařízení pro vytváření vláknitého materiálu nebo netkané struktury. Alternativní v podstatě ochlazovat způsoby směšování jednotlivých složek termoplastické kompozice podle předloženého vynálezu zahrnují přidávání polykarboxylové kyseliny do alifatického polyesterového polymeru například v protlačovacím lisu, použitého pro směšování jednotlivých složek kompozice. Kromě toho je rovněž tak možné provádět směšování obou složek současně a rovnou v roztaveném stavu. Rovněž tak je možné pro směšování jednotlivých složek termoplastické kompozice podle předloženého vynálezu použít další známé způsoby směšování, přičemž pro osoby obeznámené se stavem techniky bude na základě jejich znalostí snadné určit, zda alifatický polyesterový polymer a polykarboxylová kyselina zůstávají ve směsi v podstatě nezreagované s tím, že pro účely vyhodnocení charakteristických chemických vlastností finální termoplastické kompozice je možné použít známé zkušební metody, například takové jako jsou jaderná magnetická rezonance a infračervená spektroskopická analýza.

Obecně se požaduje, aby se teplota tavení nebo změkčování termoplastické kompozice pohybovala v takovém rozmezí, ve kterém se charakteristicky, z převážné části, nachází během celého procesu zpracovávání. Vzhledem k tomu se obecně požaduje, aby se teplota tavení nebo změkčování termoplastické kompozice, jako taková, pohybovala s užitkem v rozmezí od asi 55 °C do asi 300 °C, a s výhodou v rozmezí od asi 100 °C do asi 200 °C.

Bylo zjištěno, že termoplastická kompozice podle předloženého vynálezu vykazuje, ve srovnání s termoplastickou kompozicí obsahující pouze alifatický • · • · ······· · · «··· ·· ·· «· ·· ·· polyesterový polymer bez přítomnosti polykarboxylové kyseliny, obecně zdokonalenou zpracovatelnost. Pro účely zde předloženého vynálezu se zdokonalená zpracovatelnost termoplastické kompozice posuzuje na základě poklesu teploty skelného přechodu (Tg). Uvedené tvrzení vychází z předpokladu, že při teplotě skelného přechodu začíná v polymerních materiálech, obsažených v termoplastické kompozici, docházet k přemísťování segmentů polymerních řetězců, což představuje přítomnost dostatečného množství energie, obvykle tepelné energie, která výslovně umožňuje pohyb těchto segmentů v celém objemu polymerního materiálu. Pokles teploty skelného přechodu pak znamená, že pro iniciaci přemísťování segmentů polymerních řetězců a z něho vyplývajícího pohybu v celém objemu polymerního materiálu bylo využito, respektive odebráno menší množství zmiňované tepelné energie. Zpracovávání termoplastické kompozice uskutečňované při relativně nízké teplotě v podstatě zajišťuje minimální náchylnost jednotlivých složek termoplastické kompozice k tepelné degradaci. Kromě toho pak v případě, kdy termoplastická kompozice vykazuje navíc sníženou teplotu skelného přechodu, může být výrobní zařízení, například protlačovací lis, provozované při seřízení na nižší energetické podmínky, například nižší kroutící moment pro otáčení šnekového dopravníku protlačovacího lisu. Obecně je pak možné konstatovat, že termoplastická kompozice, vykazující sníženou teplotu skelného přechodu, bude při zpracovávání vyžadovat obvykle nižší množství energie a vzhledem k tomu bude z ekonomického hlediska vyžadovat i nižší náklady.

Podle jednoho provedení předloženého vynálezu bude

11 11 · · • 11 1 1 9 1 · • · · · · ·« * ·

1111 11 termoplastická kompozice nebo výrobek z této termoplastické kompozice vytvořený, například vláknitý materiál nebo netkaná struktura, vykazovat teplotu skelného přechodu (Tg), jejíž velikost je s užitkem menší než asi 55 °C, ještě užitečněji menší než asi 50 °C, s výhodou menší než asi 45 °C, a ještě výhodněji menší než asi 40 °C.

Ve zde předloženém popisu používaný výraz vlákno nebo vláknitý materiál představuje takový materiál, jehož poměr délky ku průměru (jednotlivého vlákna) vykazuje hodnotu větší než asi 10. Naproti tomu výrazem ne-vlákno (stříž) nebo staplový materiál se míní takový materiál, jehož poměr délky ku průměru (jednotlivého vlákna) vykazuje hodnotu asi 10 nebo menší.

Technologické postupy použité pro vytváření vláknitých materiálů jsou ze stávajícího stavu techniky dostatečně známé a vzhledem k tomu je není ve zde předloženém popisu nějak zvlášť podrobně popisovat a objasňovat. Zvlákňování polymerních materiálů z taveniny zahrnuje výrobu vláknitých struktur, vytvořených z v podstatě nekonečných vláken, například takových jako jsou tažená vlákna nebo foukaná vlákna, a z nespojitých vláken, například takových jako jsou staplová vlákna (stříž) a stříháním zkracovaná vlákna. Při vytváření vláknitých materiálů sestávajících z tažených nebo foukaných vláken se plastická kompozice obecně zpracovává protlačováním v protlačovacím lisu, následně dopravuje do rozváděči soustavy a prostřednictvím této rozváděči soustavy se plastická kompozice zavádí do zvlákňovací trysky. Pod tryskou se zvlákňováním vytvořený vláknitý ·· ·» materiál ochlazuje, uvádí do ztuhlého stavu, odtahuje prostřednictvím aerodynamické soustava a následně zpracovává do standardní netkané struktury. Naproti tomu při výrobě vláknitých materiálů sestávajících ze staplových vláken (stříže) nebo stříháním zkracovaných vláken se zvlákňováním vytvořený vláknitý materiál ochlazuje, uvádí do ztuhlého stavu, a poté, namísto přímého zpracovávání do netkané struktury jako v předcházejícím případě, tažením, například prostřednictvím mechanicky poháněného odtahovacího systému, upravuje na střední průměr vlákna a shromažďuje. Následně se takto shromážděný vláknitý materiál může tažením za studená při teplotě, jejíž velikost se nachází pod bodem teploty měknutí, upravovat na konečný průměr vlákna, které může být doprovázené zkadeřováním/tvarováním a stříháním vláknitého materiálu na požadovanou délku vlákna. Vlákna vláknitého materiálu mohou být nastříhána na relativně krátké délky za vytvoření například staplové stříže, jejíž vlákna obecně vykazují délky pohybující se v rozmezí od asi 25 do asi 50 milimetrů, nebo stříháním zkracovaného vláknitého materiálu, jehož vlákna jsou kratší a obecně vykazují délky menší než asi 18 milimetrů. Uvedené skutečnosti jsou popsané například v patentových dokumentech U.S. č. 4,789,592, původce Taniguchi a kol., a U.S. č. 5,336,552, původce Straek a kol., jejichž úplný popis se tímto začleňuje do odvolávek předloženého vynálezu a stává se jeho součástí.

Jediný problém, vyskytující se v souvislosti s přípravou a zhotovováním vláknitých materiálů pouze z alifatických polyesterových polymerů, spočívá v tom, že • · takové vláknité materiály během zpracovávání prodělávají vlivem termálního působení charakteristické smršťování za tepla. Výskyt uvedeného smršťování za tepla je způsobovaný především jako důsledek existence relaxace segmentů polymerních řetězců v amorfní fázi a neúplně zkrystalizované fázi. Pro účely odstranění tohoto problému se zpravidla vyžaduje dosažení maximálně možného stupně krystalizace zpracovávaného materiálu ještě před krokem vazebního spojování vláknitého materiálu tak, aby tepelná energie svým působením namísto umožňování relaxace polymerních řetězců a opětného uvádění do stavu neúplně zkrystalizované struktury ovlivňovala přímo krok tavení materiálu. Jedním ze způsobů vyřešení tohoto problému je podrobení materiálu zpracování vytvrzováním za tepla. Jakmile vláknitý materiál, podrobený vytvrzování za tepla, dosáhne během zpracovávání kroku vazebního spojování na odtahovacím válci, nevykazuje takový materiál v podstatě žádné smrštění vzhledem k tomu, že jeho struktura je již úplně nebo v podstatě úplně uspořádaná. V případech charakteristických technologických postupech zvlákňování tažených nebo foukaných vláknitých materiálů z taveniny je však vřazení a provádění zpracování vytvrzováním za tepla zpravidla velmi obtížné. Předložený vynález obecně snižuje nebo v podstatě eliminuje požadavek, přičemž však tomuto požadavku nikterak nebrání či ho výslovně nezakazuje, na krok vytvrzování za tepla vzhledem k tomu, že použití polykarboxylové kyseliny jako součásti termoplastické kompozice obecně umožňuje využití výhod stávajících technologických postupů zvlákňování tažením a foukáním z taveniny bez nutnosti významnějších modifikací procesu zpracování. Z uvedeného důvodu smísení alifatického • · • · fl • · · »· flfl polyesterového polymeru s polykarboxylovou kyselinou obecně zvyšuje na maximální možnou míru stupeň krystalizace alifatického polyesterového polymeru, což ve svém důsledku snižuje předpokládané smrštění alifatického polyesterového polymeru působením tepla na minimálně možnou míru.

smrštování vytvrzování podstatě nežádoucího za tepla. Uvedené za tepla se může vláknitého vláknitého

Kromě toho je, v případě technologického postupu přípravy a zhotovování stříháním zkracovaného nebo staplového vláknitého materiálu, do kterého je možné zpracovávání vytvrzováním za tepla včlenit bez problémů, podle jednoho provedení předloženého vynálezu výhodné, jestliže se vláknité materiály, připravené z termoplastické kompozice podle předloženého materiálu, volitelně podrobí zpracování vytvrzováním za tepla. Je totiž žádoucí, aby se prostřednictvím tohoto zpracovávání vytvrzováním za tepla dále snižoval možný výskyt v materiálu materiálu uskutečňovat například v době, ve které je tento vláknitý materiál vystavený působení konstantního deformačního napětí, které se může charakteristicky pohybovat v rozmezí, aniž by toto rozmezí bylo jakýmkoliv způsobem omezeno, od asi 10 do asi 20 procent, při teplotě, jejíž velikost je s užitkem větší než asi 50 °C, ještě užitečněji větší než asi 70 °C, a výhodně větší než asi 90 °C. Obecně se pro provádění vytvrzování za tepla doporučuje využití maximálně možných podmínek zpracovávání, zahrnujících jak deformační napětí, tak i teploty, za současného zachování odpovídající zpracovatelnosti vláknitého materiálu. Avšak používání příliš vysokých teplot, například takových, jejichž velikost se blíží teplotě tavení některé ze složek • · ·♦♦···· · · • ··· ·· · * ·· ι · c · obsažených ve finálním vláknitém materiálu, může při provádění vytvrzování za tepla způsobovat snižování pevnosti vláken a kromě toho může dále, v důsledku výskytu lepivosti vysokým teplotám podrobeného vláknitého materiálu, vést ke zvyšování obtížnosti manipulace s tímto materiálem.

Podle jednoho provedení předloženého vynálezu je se požaduje, aby vláknitý materiál, připravený a vytvořený z termoplastické kompozice podle předloženého vynálezu, vykazoval při teplotě asi 100 °C a za časovou periodu asi 15 minut takovou velikost smrštění, vyjádřenou kvantitativně jako hodnota smrštění za tepla, která je s užitkem menší než asi 15 procent, ještě užitečněji menší než asi 10 procent, s výhodou menší než asi 5 procent, a ještě výhodněji menší než asi 2 procenta, přičemž hodnota velikosti smrštění za tepla se odvozuje na základě matematického vztahu: rozdíl délek (počáteční délka vláken vláknitého materiálu minus konečná délka vláken vláknitého materiálu) se dělí počáteční délkou vláken vláknitého materiálu a násobí hodnotou 100. Hodnotu velikosti smrštění vláknitého materiálu za tepla je možné určovat například prostřednictvím použití testovací metody popsané v níže uvedené kapitole Metody zkušebního testování předkládaného popisu.

Termoplastická kompozice podle předloženého vynálezu je vhodná pro přípravu vláknitých materiálů nebo netkaných struktur použitelných jako součást výrobků na jednorázové použití, zahrnujících absorpční výrobky na jednorázové použití, například takové jako jsou zavinovací pleny, • » • · • · inkontineční prostředky pro dospělé, lůžkové hygienické matrace; menstruační prostředky, například takové jako jsou hygienické menstruační vložky a tampóny; a další absorpční výrobky, například takové jako jsou toaletní ubrousky a kapesníky, dětské bryndáčky, obvazové a zdravotnické materiály, a chirurgické čapky a roušky. Vzhledem k uvedenému se podle dalšího aspektu se předloženého vynálezu navrhuje absorpční výrobek na jednorázové použití, obsahující vícesložkový vláknitý materiál vytvořený z termoplastické kompozice podle předloženého vynálezu.

Podle jednoho specifického provedení předloženého vynálezu se termoplastická kompozice zpracovává a tvaruje do vláknité plošné struktury, určené pro začlenění do absorpčního výrobku na jednorázové použití. Tato vláknitá plošná struktura může vykazovat například formu vláknitého netkaného rouna. Vláknitá netkaná rouna mohou být vytvořená buď kompletně z vláknitých materiálů připravených z termoplastické kompozice podle předloženého vynálezu, nebo jako směs s dalšími vláknitými materiály. Délka vláken použitých vláknitých materiálů může být závislá na konkrétním zamýšleném konečném použití. V případě, ve kterém jsou vláknité materiály po jejich funkční aplikaci určené pro likvidaci biologickým rozkladem ve vodě, například splachováním na toaletě, je výhodné, jestliže se délka vláken udržuje na velikosti asi 15 milimetrů nebo menší.

Podle jednoho specifického provedení předloženého vynálezu se navrhuje absorpční výrobek na jednorázové použití, přičemž tento absorpční výrobek na jednorázové • · • · • · • · použití obsahuje tekutiny propouštějící vrchní lícní vrstvu, pro tekutiny nepropustnou spodní rubovou vrstvu, spřaženou a uvedenou vrchní lícní vrstvou, a absorpční strukturu umístěnou účelně mezi vrstvou a spodní rubovou, vrstvami vrstva obsahuje vláknité uvedenými, vrchní lícní s tím, že spodní rubová materiály připravené z termoplastické kompozice podle předloženého vynálezu.

Charakteristické příklady absorpčních výrobků na jednorázové použití jsou obecně popsané v patentových dokumentech US-A-4,710,187; US-A-4,762,521; a US-A-4,798,603 , jejichž obsah se tímto začleňuje do odvolávek předloženého vynálezu.

Absorpční výrobky a struktury, vytvořené na základě všech shora popsaných aspektů předloženého vynálezu jsou během jejich funkční aplikace obecně podrobované mnohačetnému nepříznivému ovlivňování působících tělních tekutin. Vzhledem k uvedené skutečnosti se proto požaduje, aby takto vytvořené absorpční výrobky a struktury byly schopné beze zbytku absorbovat zmiňované mnohačetné nepříznivé ovlivňování působících tělních tekutin v rozsahu, kterému budou během jejich funkční aplikace vystavené. K nepříznivému ovlivňování působících tělních tekutin dochází během funkční časové periody zpravidla vícekrát v navzájem od sebe oddělených intervalech.

Metody zkušebního testování

Teplota tavení

Teplota tavení materiálu se prostřednictvím diferenční skenovací kalorimetrie. Zjištování požadovaných teplot tavení prostřednictvím diferenční skenovací kalorimetrie se provádí za použití diferenčního skenovacího kalorimetru, dodávaného na trh firmou T.A. Instruments lne., se sídlem v New Castle, Delaware, pod obchodním označením diferenční skenovací kalorimetr (DSC) Thermal Analyst 2910, který je vybavený ochlazovacím příslušenstvím s kapalným dusíkem jako chladicím médiem a použitý v kombinaci s analytickým programovým vybavením Thermal Analyst 2200.

Zkušební vzorky materiálu se podrobují testování buď ve formě vláknitého materiálu nebo ve formě pryskyřičných granulí. Při manipulaci se zkušebními vzorky materiálu se z důvodu eliminace jakéhokoliv nežádoucího ovlivnění materiálu, které by ve svém důsledku mohlo vést k dosažení nepřesných nebo chybných výsledků, upřednostňuje vhodnější manipulace za použití pinzet a dalších podobných nástrojů namísto přímé ruční manipulace. Zkušební vzorky materiálu se v případě vláknitého materiálu nastříhají a v případě pryskyřičných granulí umístí do hliníkové misky, načež se za použití analytických vah zváží s přesností na 0,01 miligramu. V případě potřeby se hliníková miska, ve které se nacházejí zkušební vzorky materiálu, překryje víčkem.

Následně se v souladu s uživatelskou příručkou diferenčního skenovacího kalorimetru provede za použití kovového etalonu, vytvořeného z india, kalibrace a základní korekce kalorimetru. Po té se do zkušební komory diferenčního skenovacího kalorimetru se umístí zkušební vzorek materiálu určený k testování a prázdná miska se použije jako srovnávací etalon. Celé zkušební testování probíhá při profukování zkušební komory dusíkem technické jakosti v množství 55 cm³/min. dusíku. Zkušební program ohřevu a ochlazování probíhá vždy ve dvou zkušebních cyklech a začíná vyrovnáním atmosféry zkušební komory na teplotu -75 °C, následuje cyklus ohřevu na teplotu 220 °C rychlostí 20 °C/min., další cyklus ochlazování na teplotu -75 °C rychlostí 20 °C/min., a nakonec další cyklus ohřevu na teplotu 220 °C rychlostí 20 °C/min.

Zjištěné výsledky se vyhodnocují za použití analytického programového vybavení diferenčního skenovacího kalorimetru, jehož prostřednictvím se provádí identifikace a určování inflexního bodu teploty skelného přechodu (Tg), endotermického maxima a exotermického maxima. Teplota skelného přechodu (Tg) se identifikuje jako oblast křivky funkční závislosti, která vykazuje zřetelnou změnu strmosti, a teplota tavení se následně určí za použití mechanizovaného výpočtu inflexního bodu.

• · • · • · · · · · • · · · · ·

Relativní viskozita

Vyhodnocování reologických deformačních schopností zkušebních vzorků materiálu na základě zjišťování relativní viskozity se provádí za použití kapilárního reometru, dodávaného na trh firmou Góttfert, se sídlem v Rock Hill, South Carolina, pod obchodním označením kapilární reometr Góttfert Rheograph 2003 v kombinaci s analytickým programovým vybavením WinRHEO (verze 2.31). Uspořádání kapilárního reometru zahrnuje tlakový převodník s rozsahem 2000 barů a kapilární lisovací nástroj s kruhovým otvorem o geometrii: délka 30 mm / účinná délka 30 mm / průměr 1 mm / výška 0 mm / orientace 180°.

V případě, kdy k testování, vykazuje k pohlcování vody, se zkušební vzorek materiálu, určený nebo je známá jeho náchylnost takový zkušební vzorek suší ve vakuové peci při teplotě, jejíž velikost se nachází nad teplotou jeho skelného přechodu (Tg), například nad °C nebo 60 °C v případě polymeru kyseliny teplotou mléčné, při podtlaku o velikosti alespoň 15 palců (381,00 mm) rtuťového sloupce a při profukování komory pece dusíkem standardní technické jakosti v plynném stavu v množství alespoň 30 kubických stop za hodinu (SFCH) po dobu alespoň 16 hodin.

Po ohřátí nástroje na odpovídající teplotu a příslušné kalibraci tlakového převodníku se zkušební vzorek materiálu přírůstkově pěchuje do sloupce, přičemž pěchování materiálu ve formě pryskyřičných granulí do sloupce prostřednictvím pěchovadla zajistí pokaždé odpovídající, v celém objemu konzistentní tavení během zkušebního testování. Po napěchování materiálu do nástroje předchází každému zkušebnímu testu tavení po dobu 2 minuty, které umožňuje dosažení úplného roztavení materiálu zkušebního vzorku při teplotě zkušebního testování. Kapilární reometr odměřuje automaticky příslušné údaje a na základě těchto údajů určuje relativní viskozitu (v Pa.s) při 7 různých relativních smykových rychlostech (v 1/sekunda): 50, 100, 200, 500, 1000, 2000 a 5000 1/sek. Při přezkoumávání výsledné křivky funkční závislosti je důležité, aby tato křivka byla v podstatě hladká či pravidelná, protože v případě výskytu podstatných odchylek od obecné základní křivky mezi jejími jednotlivými body, způsobené například možnou přítomností vzduchu ve sloupci, se musí z důvodu potvrzení správnosti výsledků měření celý průběh zkušebního testu zopakovat.

Měřením získaná výsledná reologická křivka funkční závislosti relativní smykové rychlosti a relativní viskozity podává zcela jasnou představu o a indikaci jakým způsobem a při jaké teplotě bude materiál zkušebního vzorku ovlivňovaný během procesu zvlákňování protlačováním z taveniny. Hodnoty relativní viskozity při smykové rychlosti alespoň 1000 1/sec jsou obzvlášt významné vzhledem k tomu, že tyto hodnoty představují charakteristické podmínky, na jejichž základě probíhá zpracovávání materiálu ve standardních zvlákňovacích protlačovacích lisech.

• · • ·

Hmotnostně střední relativní molekulová hmotnost a Číselně střední relativní molekulová hmotnost

Pro určování rozložení relativní molekulové hmotnosti zkušebních vzorků polymeru kyseliny mléčné, jehož hmotnostně střední relativní molekulová hmotnost (M^^) se pohybuje v rozmezí od 800 do 400,000 se používá metoda plynové chromatografie pronikáním plynu (GPC).

Metoda GPC je založena na použití dvou analytických kolon typu PLgel Mixed K linear 5 micron, o velikosti 7,5 x 300 milimetrů, uspořádaných do série. Teplota kolony a detekčního indikátoru je 30 °C. Mobilní fáze je jakostně vysokovýkonné Výkon čerpadla je vstřikovacím objemu tetrahydrofuran (THF) odpovídající kapalinové chromatografií (HPLC),

0,8 mililitrů za minutu při mikrolitrů. Celková doba pracovního chodu je 30 minut. V souladu se shora uvedenými skutečnostmi je třeba konstatovat důležitou informaci a to: každé 4 měsíce je nezbytné provést instalaci nových analytických kolon, každý měsíc instalaci nové ochranné kolony (předkolony), a každý měsíc instalaci nového vřazeného řadového filtru.

Polystyrénové polymery standardní jakosti, dodávané na trh firmou Aldrich Chemical Co., se musí smíchat s rozpouštědlem, kterým je dichlormethan (DCM), v poměru dichlormethan (DCM): tetrahydrofuran (THF) (10:90), přičemž oba jakostně odpovídají vysokovýkonné kapalinové chromatografií (HPLC), za dosažení molární koncentrace 1 mg/ml. V jediném standardním roztoku mohou být kombinovány vícesložkové polystyrénové polymery standardní jakosti tak, • · • · • · • · aby bylo zajištěno, že při plynové chromatografií nepřesáhnou svá maxima. Požadované rozmezí relativních molekulových hmotností připravených standardních směsí se pohybuje v rozmezí od asi 687 do 400,000. Příklady standardních směsí s polystyrénovými polymery, které vykazují proměnlivé relativní molekulové hmotnosti (uvedené v hmotnostně střední relativní molekulové hmotnosti - , a které na trh dodává firma Aldrich, zahrnují: Standardní směs 1 (401,340; 32,660; 2,727), Standardní směs 2 (45,730; 4,075), Standardní směs 3 (95,800; 12,860), a Standardní směs 4 (184,200; 24,150; 687).

Následně se připraví výchozí kontrolní standardní vzorek. 10 gramů standardního polymeru kyseliny mléčné (PLA) s relativní molekulovou hmotností 200,000, dodávaného na trh firmou Polysciences lne. a v katalogu uvedeného pod označením #19245, se ve skleněné střásací kádince s víkem potaženým teflonem rozpustí ve 100 mililitrech dichlormethanu (DCM) jakosti HPCL za použití okružní třepačky (po dobu alespoň 30 minut). Tato směs se nalije na čistou suchou skleněnou desku, ponechá po určitou dobu v klidu pro odpaření rozpouštědla, pak se tato deska se směsí umístí do vakuové pece předehřáté na teplotu 35 °C a směs se vysušuje po dobu delší než 14 hodin za podtlaku 25 milimetrů rtuťového sloupce. Potom se vzorek polymeru kyseliny mléčné (PLA) vyjme z pece a z něho vysoušením vytvořená tenká fólie se nastříhá na malé proužky. Bezprostředně po té se zkušební vzorky rozemelou v kolovém drticím mlýnu (se sítem 10 mesh), přičemž se musí dbát na to, aby se do kolového drticího mlýnu nepřivedlo příliš velké množství materiálu zkušebního vzorku, což by ve svém • · • · • · • · <

• · « • · · · · « • « • · · · důsledku mohlo způsobovat jeho nežádoucí blokování a imobilizaci. Rozemletý zkušební vzorek se v množství několika gramů a v suchém stavu uloží do skleněné střásací kádinky a umístí do exsikátoru, zatímco zbývající množství tohoto zkušebního vzorku se může v podobné střásací kádince uložit do mrazicího boxu.

koncentrací a přípravě kontrolního

Pro účely zkušebního testování je důležité připravit nový kontrolní standardní vzorek vždy před začátkem každé nové testovací série testů a vzhledem k tomu, že relativní molekulová hmotnost je do značné míry ovlivňována zkušebního vzorku, se musí jeho odvažování věnovat velká pozornost. Při přípravě standardního vzorku se nejdříve do čisté a suché scintilační nádobky odváží 0,800 gramu s přesností na + 0,025 gramu standardního polymeru kyseliny mléčné (PLA) referenční jakosti s hmotnostně střední relativní molekulovou hmotností M_w 200,000. Poté se prostřednictvím odměrné pipety nebo podobného jednoúčelového prostředku do scintilační nádobky přidají 2 mililitry dichlormethanu (DCM) a scintilační nádobka se uzavře a utěsní prostřednictvím šroubovacího uzávěru. Za tohoto stavu se zkušební vzorek ponechá úplně rozpustit. Pak se scintilační nádobka se zkušebním vzorkem podrobí působení rychlého krouživého pohybu na okružní třepačce, například takovém jako vibrační přístroj Thermolyne Roto Mix (typ 51300) nebo, v závislosti na příslušných požadavcích, v míchacím a vytřásacím zařízení podobného typu. Pro účely vyhodnocení, zda je zkušební vzorek odpovídajícím způsobem rozpuštěný, se scintilační nádobka uchopí, nakloní do polohy v úhlu 45° a nechá ustálit. Poté se pomalu vrátí do • ·· · · *.......

··· ···· ···· • · ··· · · ·· ··· ··· — 7 Q — ······· · .

JO ···· ·· ·· ·· * původní polohy, přičemž se pozoruje, jakým způsobem kapalina ve scintilační nádobce obsažená stéká po skleněné stěně. Pokud hladina ve spodní části scintilační nádobky nevykazuje hladký povrch znamená to, že se zkušební vzorek stále ještě nenachází v úplně rozpuštěném stavu. Zkušební vzorek se může podle potřeby ponechat rozpouštět po dobu několika hodin. Jakmile se dosáhne úplného rozpuštění zkušebního vzorku, přidá se do scintilační nádobky prostřednictvím odměrné pipety nebo podobného prostředku 18 mililitru tetrahydrofuranu (THF), scintilační nádobka se uzavře a utěsní šroubovacím uzávěrem.

Příprava zkušebních vzorků začíná odvážením 0,0800 gramu s přesností na + 0,0025 gramu příslušného materiálu zkušebního vzorku do řádně očištěné a do sucha otřené scintilační nádobky (odvažování a přípravě zkušebních vzorků se musí rovněž tak, jako v předcházejícím případě a ze stejných důvodů, věnovat velká pozornost). Následně se do scintilační nádobky za použití odměrné pipety nebo podobného jednoúčelového prostředku přidají 2 mililitry dichlormethanu (DCM), načež se nádobka uzavře a utěsní prostřednictvím šroubovacího uzávěru. Za tohoto stavu se zkušební vzorek za použití technologického postupu shodného s technologickým postupem uvedeným shora v souvislosti s přípravou kontrolního standardního vzorku ponechá úplně rozpustit. Poté se do scintilační nádobky, opět za použití odměrné pipety nebo podobného prostředku, přidá 18 mililitrů tetrahydrofuran (THF), načež se nádobka opět uzavře a utěsní prostřednictvím šroubovacího uzávěru a její obsah se podrobí směšování.

• · · · · ···· ·· ··

Vyhodnocování charakteristických vlastností připravených standardních vzorků, prováděné prostřednictvím testovacího vstřikování těchto vzorků, začíná uvedením testovací soustavy do rovnovážného stavu. Po dosažení a ověření rovnovážného stavu se provádí vstřikování připravených standardních vzorků. Po dokončení tohoto kroku se provede vstřikování připraveného kontrolního standardního vzorku a následně vstřikování připravených zkušebních vzorků. Vstřikování připraveného kontrolního standardního vzorku se uskutečňuje vždy po provedení 7 vstřiků zkušebního vzorku a na konci zkušebního testování. Při provádění testování se musí zajistit, aby k odebírání příslušného zkušebního vzorku z každé scintilační nádobky pro účely vstřikování nedocházelo více než dvakrát, a aby se tento odběr uskutečňoval v intervalu 4,5 hod.

srovnávacích kvalitativních

Určování a vyhodnocování výsledků zkušebního testování se provádí na základě čtyř kvalitativních parametrů. Prvním z uvedených čtyř srovnávacích parametrů je korelační koeficient regrese, stanovený na základě teoretických výpočtů pro každý standardní vzorek, přičemž jeho hodnota nesmí být menší než 0,950 a současně nesmí být větší než 1,050. Druhým kvalitativním srovnávacím parametrem je relativní směrodatná odchylka hmotnostně střední relativní molekulové hmotnosti M_w všech připravených kontrolních standardních vzorků, jejíž hodnota nesmí být větší než 5,0 procent. V souladu se třetím kvalitativním srovnávacím parametrem se musí průměr hmotnostně středních relativních molekulových hmotnosti vstřikovaných připravených kontrolních standardních vzorků nacházet v rozmezí • · • · · · · · · •»· · ·· · « ·· · c procent hmotnostně střední relativní molekulové hmotnosti prvního vstřikovaného připraveného kontrolního standardního vzorku. A v souladu s posledním kvalitativním srovnávacím parametrem se zaznamenává přítomnost laktidu po vstříknutí standardního vzorku v množství 200 mikrogramů na milimetr ^g/ml) v odezvě na diagram funkční závislosti parametrů SQC. V tomto případě se musí zmiňovaná odezva nacházet v rozsahu vymezeném parametry SQC.

Výpočet molekulové statistiky se provádí na základě kalibrační křivky, sestrojené za použití příslušných údajů připravených standardních polystyrénových vzorků a Mark Houwinkových konstant pro polymer kyseliny mléčné a polystyren, zjištěných za použití metody plynové chromatografie pronikáním plynu (GPC) v kombinaci tetrahydrofuranem (THF) jako mobilní fází při teplotě 30 °C. Uvedené konstanty vykazují následující hodnoty: polystyren (K = 14,1.10⁵, alfa = 0,700) a polymer kyseliny mléčné (K = 54,9.10⁵, alfa = 0,639).

Smršťování vláknitého materiálu za tepla

Požadované vybavení pro určování hodnoty smršťování za tepla zahrnuje: konvekční pec (laboratorní pec Thelco model 160DM); zatahovací platinová závaží o hmotnosti 0,5 gramu (s přesností na + 0,06 gramu); upínací čelisťovou svorku s velikostí čelisti 1/2 palce (12,70 mm); překrývací pásku; grafický milimetrový papír se čtverečky o velikosti alespoň 1/4 palce (6,35 mm); pěnovou podložní desku o velikosti 11 x 14 palce (279,40 x 355,60 mm) nebo ······· · · »»· · »· »· ·» «· 4 « ekvivalentní substrát pro připevnění grafického milimetrového papíru a zkušebních vzorků. Použitá konvekční pec musí umožňovat dosažení teploty 100 °C.

Zkušební vzorky vláknitého materiálu se připraví zvlákňováním z taveniny za příslušných podmínek zvlákňování, přičemž se upřednostňuje svazek o 30 vláknech, a mechanickým protahováním za účelem dosažení protažení vlákna pod tryskou o hodnotě 224 nebo vyšší. Z hlediska určování velikosti smršťování za tepla může být s dalším vláknitým materiálem porovnáván pouze vláknitý materiál se stejným protažením. Protažení vláken vláknitého materiálu pod tryskou představuje poměr rychlosti odtahovacího válce a lineární zvlákňovací rychlosti (závislost vzdálenost/čas) roztaveného polymeru, vystupujícího ze zvlákňovací trysky. Zvlákňováním pod tryskou vytvořený vláknitý materiál se obvykle shromažďuje za použití navíječky na cívku. Navinutý vláknitý materiál se dělí rozděluje na svazky o 30 vláknech, pokud již takové vlákenné svazky nebyly získány před shromažďováním navíjením, a stříhá na jednotlivé vzorky o délce 9 palců (228,60 mm).

Grafický milimetrový papír se prostřednictvím lepicí pásky připevní na pěnovou podložní desku tak, že jeho okraj je navzájem vyrovnaný s okrajem podložní desky. Jeden konec vlákenného svazku se překryje lepicí páskou tak, že toto překrytí není větší než 1 palec (25,40 mm). Lepicí páskou překrytý konec vlákenného svazku se prostřednictvím upínací čelisťové svorky připevní k pěnové podložní desce v poloze, která odpovídá navzájem vyrovnaným okrajům grafického • · • · « ·

milimetrového papíru a podložní desky tak, že hrana upínací čelistové svorky spočívá na jedné z horizontálních linek grafického milimetrového papíru zatímco současně udržuje vlákenný svazek v odpovídající poloze (tj. v takové poloze, ve které je lepicí páskou překrytý konec vlákenného svazku, upevněný pod čelistí upínací čelistové svorky, sotva viditelný). Druhý konec vlákenného svazku se natáhne a vyrovná do paralelního uspořádání s vertikálními linkami grafického milimetrového papíru. Následně se ve vzdálenosti 7 palců (177,80 mm) od polohy, ve které je svazek vláknitého materiálu připevněný prostřednictvím upínací čelisůové svorky, se vlákenný svazek seškrtí a po obvodu tohoto seškrcení sevře prostřednictvím zatahovacího platinového závaží o hmotnosti 0,5 g. Popsaný proces zavěšování a fixace vlákenného svazku se opakuje pro každý totožný vzorek jednoho a téhož zkušebního vzorku vláknitého materiálu. Obvykle se na podložní desku fixují 3 takové totožné vzorky jednoho a téhož zkušebního vzorku. Po té se na grafický milimetrový papír zanesou značky indikující počáteční polohy zatahovacích platinových závaží. Takto připravené zkušební vzorky se umístí do pece vyhřáté na 100 °C tak, že jsou zavěšené ve vertikálním směru a nejsou v této ve vzájemném styku s pěnovou podložní deskou. V časových intervalech 5 minut, 10 minut a 15 minut se podložní deska se zkušebními vzorky krátkodobě vyjme z pece, na grafickém milimetrovém papíru se vyznačí nová poloha zatahovacích platinových závaží a podložní deska se zkušebními vzorky se rychle vrátí do pece.

Po dokončení shora popsaného zkušebního testování se podložní deska s upevněnými zkušebními vzorky vyjme z pece, načež se provádí odměřování vzdálenosti mezi na počátku testování zaznamenanou značkou (a polohou, ve kterých upínací čelisůová svorka svírá a upevňuje zkušební vzorek vláknitého materiálu) a značkami zaznamenanými po časovém intervalu 5 minut, 10 minut a 15 minut tepelného působení za použití pravítka opatřeného stupnicí rozdělanou na dílky po 1/16 palce (1,59 mm). Pro účely dosažení optimálních hodnot při zkušebním testování se doporučuje použití tří stejných vzorků jednoho a téhož zkušební vzorku vláknitého materiálu. Poté se provede výpočet průměrných hodnot, směrodatných odchylek a procentuálního vyjádření velikosti smrštění vláknitého materiálu za tepla. Velikost smrštění za tepla, vyjádřená v procentech, se vypočítává na základě matematického vztahu: rozdíl délek (počáteční délka vláken vláknitého materiálu minus naměřená délka vláken vláknitého materiálu) se dělí počáteční délkou vláken vláknitého materiálu a násobí hodnotou 100. Hodnoty tepelného smrštění za tepla, zaznamenané v níže uvedených Tabulkách 2 a 4, představují hodnoty dosažené a naměřené po 15 minutách tepelného působení.

• · · fl · · ·· · · ·· · ·

Určování velikosti krystalu

Měření a určování velikost krystalů zkušebního vzorku vláknitého materiálu se provádí na základě zkušební metody rentgenové difrakce za použití rentgenového přístroje, dodávaného na trh firmou Philips lne., se sídlem v Mahwah, New Jersey, pod obchodním označením rentgenový přístroj XRG-3000, a vybaveného měděnou trubicí použitou jako rentgenka. Získané fotografické snímky se vyhodnocují prostřednictvím goniometru s širokoúhlým kolimátorem. Stanovování skutečné velikosti krystalu zkušebního vzorku vláknitého materiálu se provádí na základě využití diagramu reflexní odrazivosti v ekvatoriálním směru vzhledem k orientaci vláken materiál zkušebního vzorku, získaného skenováním rozkladu rentgenových paprsků procházejících skrze vrstvovou linii (hkl) vláknitého materiálu. Jako rovina, ze které se odvozuje konečný výpočet a která odpovídá všem zjišťovaným rozměrům, se volí rovina (100) s orientací 16,4° ve druhém kvadrantu. Střední rozměr krystalitů (neboli podélného spojení více lineárních makromolekul), orientovaný kolmo na rovinu (100), se pak vypočte na základě použití Schrerrerovy rovnice.

Zjištování schopnosti rozkladu působením mikroorganismů

Zjištování schopnosti rozkladu zkušebních vzorků působením mikroorganismů se provádí na základě použití modifikované zkušební metody ASTM 5338.92 nebo na základě použití analogické zkušební metody ISO CD 14855, kteréžto metody byly vyvinuty firmou Organic Waste Systems, se sídlem v Gentu, Belgie. Modifikace zkušební metody ASTM 5338.92 spočívá v tom, že zkušební komory testovacího zařízení se během testování namísto používaného ohřevu způsobem přírůstkového narůstání průběhového profilu teploty udržují na konstantní teplotě o velikosti 58 °C.

Příklady

Příklad 1

Pro účely zkušebního testování se použije polymer kyseliny mléčné (PLA), pocházející z nabídky firmy Chronopol lne. se sídlem v Golden, Colorado. Tento polymer kyseliny mléčné vykazuje poměr L:D od 100 do 0, teplotu tavení asi 175 °C, hmotnostně střední relativní molekulovou hmotnost asi 211,000, číselně střední relativní molekulovou hmotnost asi 127,000, hodnotu polydisperzního indexu asi 1,66, a zbytkový obsah monomeru kyseliny mléčné odhadem v množství asi 5,5 % hmotn.

Polymer kyseliny mléčné se pak smísí s různými množstvími kyselina adipové. Příprava směsi polymeru kyseliny mléčné a kyseliny adipové zahrnuje promíchávání jednotlivých složek za sucha následované jejich společným smesovanim v odpovídaj ícího, těchto složek, prostřednictvím roztaveném stavu za účelem zajištění náležitého a maximálně možného smísení které bylo v tomto případě dosaženo protlačovacího lisu se dvěma protiběžnými šneky. Uvedené směšování se může provádět buď za použití dvoušnekového misiče s obchodním označením Brabender nebo dvoušnekového protlačovacího lisu s obchodním označením

Haake

TM

Převádění připravených směsí na vláknitý materiál se uskutečňuje na vnitropodnikové výrobní lince pro zvlákňování protlačováním. Tato zvlákňovací výrobní linka sestává z protlačovacího lisu o průměru 3/4, s poměrem L:D (délka:průměr) šneku 24:1 a třemi ohřívacími zónami, ze kterého se materiál převádí a podává do statické míchací jednotky typu Koch^R o průměru 0,62 palce (15,75 mm) a odtud dále do zvlákňovací jednotky (zahrnující čtvrtou a pátou ohřívací zónu), kde dochází k protlačování směsi skrze zvlákňovací trysku s 15 až 30 průchozími vrtáními, přičemž každé z těchto průchozích vrtání vykazuje průměr asi 500 mikrometrů. Teploty každé ohřívací zóny se indikují postupně podle úseku průběhového profilu teploty. Po té se ze zpracovávané směsi vytvořená vlákna ochlazují velkou rychlostí na teplotu v rozmezí od 13 °C do 22 °C a následně odtahují prostřednictvím mechanicky poháněného odtahovacího válce do navíjecí jednotky nebo jednotky pro odtahování vláknitého materiálu (jako v postupu zvlákňování vláknitého typu Lurgi). Podmínky případě technologického materiálu tažením pod zpracování některých, tryskou popsaným způsobem připravených vláknitých materiálů jsou uvedeny v Tabulce 1.

Tabukla 1

Polymerová směs	Teplotní profil	Komentář
* polymer kys.	160/180/190/	pro účely dosažení nižšího
mléčné/kys.	/190/190	kroutícího momentu a tlaku
adipová		protlačovacího lisu je
(100:0)		nezbytný pokles jeho výkonu
polymer kys.	145/155/160/	pro účely udržování tlaku
mléčné/kys.	/160/160	zvlákňování se použije
adipová		snížených teplot
(85:15)
polymer kys.	150/170/165/	pro účely udržování tlaku
mléčné/kys.	/160/160	zvlákňování se použije
adipová		snížených teplot
(75:25)

* nepředstavuje příklad předloženého vynálezu

Uvedeným způsobem připravený vláknitý materiál se následně vyhodnocuje z hlediska vlastností týkajících se tepelného smršťování, teploty skelného přechodu Tg, a střední velikosti krystalu. Výsledky, zjištěné na základě těchto hodnocení, jsou uvedené v Tabulce 2. Skutečné procentuální poměry jednotlivých směsí polymeru kyseliny mléčné a kyseliny adipové se stanovují za použití metody • · · · · · • · jaderné magnetické rezonance jako poměr maximálních obsahů CH a CH₂.

Tabulka 2

Obsah kys. adipové [%]	Skutečný obsah kys. adipové ve vláknité přízi [%]	Teplota skelného přechodu Tg [°C]	Střed.vel. krystalu L(hkl) [Angstróm]	Smrštění za tepla [%]
* 0	0,0	63,4	120	16,6
5	5,0	53,9	—	—
10	9,2	41,6	100	8,9
15	—	45,0	—	—
25	27,1	36,9	60	0

* nepředstavuje příklad předloženého vynálezu

Příklad 2

Pro účely zkušebního testování se použije polymer kyseliny mléčné (PLA), pocházející z nabídky firmy Chronopol lne. se sídlem v Golden, Colorado. Tento polymer kyseliny mléčné vykazuje poměr L:D od 100 do 0, teplotu tavení asi 175 °C, hmotnostně střední relativní molekulovou hmotnost asi 181,000, číselně střední relativní molekulovou hmotnost asi 115,000, hodnotu polydisperzního indexu asi 1,57, a zbytkový obsah monomeru kyseliny mléčné odhadem v množství asi 2,3 % hmotn.

- 49 Polymer kyseliny mléčné se pak smísí s různými množstvími kyselina adipové. Příprava směsi polymeru kyseliny mléčné a kyseliny adipové zahrnuje promíchávání jednotlivých složek za sucha následované jejich společným směšováním v roztaveném stavu za účelem zajištění náležitého a maximálně možného smísení které bylo v tomto případě dosaženo protlačovacího lisu se dvěma protiběžnými odpovídáj ícího, těchto složek, prostřednictvím šneky. Uvedené směšování se může provádět buď za použití dvoušnekového misiče s obchodním označením Brabender nebo dvoušnekového protlačovacího lisu s obchodním označením

Haake

TM zvlákňování sestává z

Převádění připravených směsí na vláknitý materiál se uskutečňuje na vnitropodnikové výrobní lince pro protlačováním. Tato zvlákňovací výrobní linka protlačovacího lisu o průměru 3/4 palce (19,05 mm), s poměrem L:D (délka:průměr) šneku 24:1 a třemi ohřívacími zónami, ze kterého se materiál převádí a podává do statické míchací jednotky typu Koch o průměrů 0,62 palce (15,75 mm) a odtud dále do zvlákňovací jednotky (zahrnující čtvrtou a pátou ohřívací zónu), kde dochází k protlačování směsi skrze zvlákňovací trysku s 15 až 30 průchozími vrtáními, přičemž každé z těchto průchozích vrtání vykazuje průměr asi 500 mikrometrů. Teploty každé ohřívací zóny se indikují postupně podle úseku průběhového profilu teploty. Po té se ze zpracovávané směsi vytvořená vlákna ochlazují velkou rychlostí na teplotu v rozmezí od 13 °C do 22 °C a následně odtahují prostřednictvím mechanicky poháněného odtahovacího válce do navíjecí jednotky nebo do jednotky pro odtahování vláknitého materiálu (jako v případě technologického postupu zvlákňování vláknitého materiálu tažením pod tryskou typu Lurgi). Podmínky zpracování některých, popsaným způsobem připravených vláknitých materiálů jsou uvedeny v Tabulce 3.

Tabulka 3

Polymerová směs	Teplotní profil	Komentář
* polymer kys.	180/207/195/	pro účely dosažení nižšího
mléčné/kys.	/195/195	kroutícího momentu a tlaku
adipová		protlačovacího lisu je
(100:0)		nezbytný pokles jeho výkonu
polymer kys.	160/185/175/	pro účely udržování tlaku
mléčné/kys.	/175/175	zvlákňování se použije
adipová		snížených teplot
(95:5)
polymer kys.	160/185/175/	pro účely udržování tlaku
mléčné/kys.	/175/175	zvlákňování se použije
adipová		snížených teplot
(90:10)
polymer kys.	150/175/170/	pro účely udržování tlaku
mléčné/kys.	/170/170	zvlákňování se použije
adipová		snížených teplot
(85:15)

• · • · • ·

polymer kys. mléčné/kys. adipová (80:20)	150/175/170/ /170/170	pro účely udržování tlaku zvlákňování se použije snížených teplot
polymer kys.	150/170/168/	pro účely udržování tlaku
mléčné/kys.	/168/168	zvlákňování se použije
adipová		snížených teplot
(75:25)
polymer kys.	150/170/165/	pro účely udržování tlaku
mléčné/kys.	/165/165	zvlákňování se použije
adipová		snížených teplot
(70:30)

* nepředstavuje příklad předloženého vynálezu

Uvedeným způsobem připravený vláknitý materiál se následně vyhodnocuje z hlediska vlastností týkajících se tepelného smrštování, teploty skelného přechodu Tg, a schopnosti rozkladu působením mikroorganismů. Výsledky, zjištěné na základě těchto hodnocení, jsou uvedené v Tabulce 4. Skutečné procentuální poměry jednotlivých směsí polymeru kyseliny mléčné a kyseliny adipové se stanovují za použití metody jaderné magnetické rezonance jako poměr maximálních obsahů CH a CH₂· • · • ·

Tabulka 4

Obsah kys. adipové [%]	Skutečný obsah kys. adipové ve vláknité přízi [%]	Teplota skelného přechodu Tg [°C]	Schopnost. rozpadu po 45 dnech	Smrštění za tepla [%]
* o	0,0 %	56,5	76,1	34 %
5	5,2 %	—	—	40 %
10	9,2 %	49,5	92,5	10 %
15	18,3 %	50,9	—	7 %
20	12,1 %	—	—	14 %
25	19,7 %	49,4	100	12 %
30	21,6 %	49,4	—	0 %

* nepředstavuje příklad předloženého vynálezu

Osobám obeznámeným se stávajícím stavem techniky musí být na základě předloženého vynálezu naprosto zřejmé, že je v souladu se shora uvedeným popisem možné vytvořit jeho četné obměny a modifikace aniž by došlo k jakémukoliv odchýlení se z podstaty a nárokovaného rozsahu tohoto vynálezu. Vzhledem ke shora uvedenému je zde předložený podrobný popis předmětu vynálezu a provedení míněný zamýšlený pouze omezující jeho nárokovaný jeho příkladných jako ilustrativní rozsah, stanovený a nikterak a vymezený pouze skutečnostmi uvedenými v připojených patentových nárocích.

Claims (27)

1. Termoplastická kompozice vyznačující se tím, že obsahuje směs:

a. alifatického polyesterového polymeru, vykazujícího hmotnostně střední relativní molekulovou hmotnost v rozmezí od asi 10,000 do asi 2,000,000, přičemž tento alifatický polyesterový polymer je v termoplastické kompozici obsažený v hmotnostním množství pohybujícím se v rozmezí od asi 50 % hmotn. do asi 95 % hmotn.; a

b. polykarboxylové kyseliny, vykazující celkový počet atomů uhlíku menší než asi 30, přičemž tato polykarboxylová kyselina je v termoplastické kompozici obsažená v hmotnostním množství pohybujícím se v rozmezí od asi 5 % hmotn. do asi 50 % hmotn.; s tím, že uvedené hmotnostní obsahy jsou vztaženy na celkovou hmotnost termoplastické kompozice.

2. Termoplastická kompozice podle nároku 1, vyznačující se tím, že alifatickým polyesterovým polymerem je polymer zvolený ze skupiny obsahující polymer kyseliny mléčné, polybutylen sukcinát, polyethylen sukcinát-koadipát, polyhydroxybutyrát-kovalerát, sulfonovaný polyethylen tereftalát, směsi těchto polymerů a kopolymery těchto polymerů.

3. Termoplastická kompozice podle nároku 2, vyznačující se tím, že alifatickým polyesterovým polymerem je polymer kyseliny mléčné.

• · • · • ·

4. Termoplastická kompozice podle nároku 1, vyznačující se tím, že alifatický polyesterový polymer je v termoplastické kompozici obsažený v hmotnostním množství pohybujícím se v rozmezí od asi 60 % hmotn. do asi 90 % hmotn.

5. Termoplastická kompozice podle nároku 1, vyznačující se tím, že polykarboxylovou kyselinou je kyselina zvolená ze skupiny obsahující kyselinu malonovou, kyselinu citrónovou, kyselinu jantarovou, kyselinu glutarovou, kyselinu adipovou, kyselinu pimelovou, kyselinu korkovou, kyselinu azelaovou, kyselinu sebakovou, a směsi těchto kyselin.

6. Termoplastická vyznačující se tím, že kyselina adipová.

7. Termoplastická vyznačující se tím, že v termoplastické kompozici pohybujícím se v rozmezí hmotn.

kompozice podle polykarboxylovou nároku 5, kyselinou je kompozice podle nároku 1, polykarboxylové kyselina je obsažená v hmotnostním množství od asi 10 % hmotn. do asi 40 %

8. Termoplastická kompozice podle nároku 1, vyznačující se tím, že polykarboxylové kyselina vykazuje celkový počet atomů uhlíku v rozmezí od asi 3 do asi 30.

9. Termoplastická kompozice podle nároku l, vyznačující se tím, že termoplastická kompozice vykazuje teplotu skelného přechodu menší než asi 55 °C.

10. Termoplastická kompozice podle nároku 9, vyznačující se tím, že termoplastická kompozice vykazuje teplotu skelného přechodu menší než asi 50 °C.

11. Termoplastická kompozice podle nároku 1, vyznačující se tím, že alifatickým polyesterovým polymerem je polymer zvolený ze skupiny obsahující polymer kyseliny mléčné, polybutylen sukcinát, polyethylen sukcinát-koadipát, polyhydroxybutyrát-kovalerát, sulfonovaný polyethylen tereftalát, směsi těchto polymerů a kopolymery těchto polymerů;

že polykarboxylovou kyselinou je kyselina zvolená ze skupiny obsahující kyselinu malonovou, kyselinu citrónovou, kyselinu jantarovou, kyselinu glutarovou, kyselinu adipovou, kyselinu pimelovou, kyselinu korkovou, kyselinu azelaovou, kyselinu sebakovou, a směsi těchto kyselin; a že termoplastická kompozice vykazuje teplotu skelného přechodu menší než asi 55 °C.

12. Termoplastická kompozice podle nároku 11, vyznačující se tím, že alifatickým polyesterovým polymerem je polymer kyseliny mléčné, a že polykarboxylovou kyselinou je kyselina adipová.

• ·

13. Termoplastická kompozice podle nároku 12, vyznačující se tím, že polymer kyseliny mléčné je v termoplastické kompozici obsažený v hmotnostním množství pohybujícím se v rozmezí od asi 60 % hmotn. do asi 90 % hmotn.; a že kyselina adipová je v termoplastické kompozici obsažená v hmotnostním množství pohybujícím se v rozmezí od asi 10 % hmotn. do asi 40 % hmotn.

14. Vláknitý materiál připravený z termoplastické kompozice vyznačující se tím, že obsahuje směs:

a. alifatického polyesterového polymeru, vykazujícího hmotnostně střední relativní molekulovou hmotnost v rozmezí od asi 10,000 do asi 2,000,000, přičemž tento alifatický polyesterový polymer je v termoplastické kompozici obsažený v hmotnostním množství pohybujícím se v rozmezí od asi 50 % hmotn. do asi 95 % hmotn.;

b. polykarboxylové kyseliny, vykazující celkový počet atomů uhlíku menší než asi 30, přičemž tato polykarboxylové kyselina je v termoplastické kompozici obsažená v hmotnostním množství pohybujícím se v rozmezí od asi 5 % hmotn. do asi 50 % hmotn.; s tím, že uvedené hmotnostní obsahy jsou vztaženy na celkovou hmotnost termoplastické kompozice, a že tento vláknitý materiál vykazuje hodnotu smrštění za tepla menší než asi 15 procent.

15. Vláknitý materiál podle nároku 14, vyznačující se tím, že alifatickým polyesterovým polymerem je polymer zvolený ze skupiny obsahující polymer kyseliny mléčné, polybutylen sukcinát, polyethylen sukcinát-koadipát, polyhydroxybutyrát-kovalerát, sulfonovaný polyethylen tereftalát, směsi těchto polymerů a kopolymery těchto polymerů.

16. Vláknitý materiál podle vyznačující se tím, že alifatickým polymerem je polymer kyseliny mléčné.

nároku 15, polyesterovým materiál podle nároku 14, že alifatický polyesterový polymer kompozici obsažený v hmotnostním v rozmezí od asi 60 % hmotn. do asi

17. Vláknitý vyznačující se tím, je v termoplastické množství pohybujícím se 90 % hmotn.

18. Vláknitý materiál podle nároku 14, vyznačující se tím, že polykarboxylovou kyselinou je kyselina zvolená ze skupiny obsahující kyselinu malonovou, kyselinu citrónovou, kyselinu jantarovou, kyselinu glutarovou, kyselinu adipovou, kyselinu pimelovou, kyselinu korkovou, kyselinu azelaovou, kyselinu sebakovou, a směsi těchto kyselin.

19. Vláknitý vyznačující se tím, kyselina adipová.

materiál podle nároku 18, že polykarboxylovou kyselinou je

20. Vláknitý materiál podle nároku 14, vyznačující se tím, že polykarboxylová kyselina je v termoplastické kompozici obsažená v hmotnostním množství pohybujícím se v rozmezí od asi 10 % hmotn. do asi 40 % hmotn.

• t • · • · • · · · · · · • · ·· ·· ·* ··

21. Vláknitý materiál podle nároku 14, vyznačující se tím, že polykarboxylová kyselina vykazuje celkový počet atomů uhlíku v rozmezí od asi 3 do asi 30.

22. Vláknitý materiál podle nároku 14, vyznačující se tím, že termoplastická kompozice vykazuje teplotu skelného přechodu menší než asi 55 °C.

23. Vláknitý materiál podle nároku 22, vyznačující se tím, že termoplastická kompozice vykazuje teplotu skelného přechodu menší než asi 50 °C.

24. Vláknitý materiál podle nároku 14, vyznačující se tím, že alifatickým polyesterovým polymerem je polymer zvolený ze skupiny obsahující polymer kyseliny mléčné, polybutylen sukcinát, polyethylen sukcinát-koadipát, polyhydroxybutyrát-kovalerát, sulfonovaný polyethylen tereftalát, směsi těchto polymerů a kopolymery těchto polymerů;

že polykarboxylovou kyselinou je kyselina zvolená ze skupiny obsahující kyselinu malonovou, kyselinu citrónovou, kyselinu jantarovou, kyselinu glutarovou, kyselinu adipovou, kyselinu pimelovou, kyselinu korkovou, kyselinu azelaovou, kyselinu sebakovou, a směsi těchto kyselin; a že termoplastická kompozice vykazuje teplotu skelného přechodu menší než asi 55 °C.

25. Vláknitý materiál podle nároku 24, vyznačující se tím, že alifatickým polyesterovým polymerem je polymer kyseliny mléčné, a že polykarboxylovou kyselinou je kyselina adipová.

26. Vláknitý materiál podle nároku 25, vyznačující se tím, že polymer kyseliny mléčné je v termoplastické kompozici obsažený v hmotnostním množství pohybujícím se v rozmezí od asi 60 % hmotn. do asi 90 % hmotn.; a že kyselina adipová je v termoplastické kompozici obsažená v hmotnostním množství pohybujícím se v rozmezí od asi 10 % hmotn. do asi 40 % hmotn.

27. Vláknitý materiál podle nároku 25, vyznačující se tím, že vykazuje hodnotu smrštění za tepla menší než asi 10 procent.