МНОГОФИЛАМЕНТНЫЕ СЛОЖНОПОЛИЭФИРНЫЕ ВОЛОКНА
MULTI-FILAMENTARY COMPLEX POLYESTER FIBERS

Настоящее изобретение относится к многофиламентному волокну, к способу получения многофиламентного волокна, изделиям, содержащим многофиламентные волокна и к применению указанных многофиламентных волокон, а также к применению карбоната кальция в качестве наполнителя многофиламентных волокон.
Многофиламентные волокна обычно состоят из множества тонких непрерывных филаментов, которые могут быть скручены плотно вместе или могут удерживаться вместе с минимальным скручиванием или нескрученными. Напротив, спряденные волокна состоят из коротких штапельных волокон, или длинных филаментных волокон, которые разрезаны на короткие штапельные волокна. Штапельные волокна скручиваются вместе с формованием спряденных волокон. По сравнению с однофиламентными волокнами многофилмантные ткани могут обеспечивать лучшее удерживание, например, лучшую фильтрующую эффективность и более низкую проницаемость. Кроме того, многофиламентные волокна являются гибкими, легкими для переработки, могут быть сотканы в любой вид ткани. Однофиламентные волокна, с другой стороны, являются более дорогостоящими и имеют обычно более крупный диаметр, что может быть недостатком в некоторых применениях.
Многофиламентные волокна могут быть переработаны дополнительно в текстильные изделия наслаиванием, гофрированием, плетением, вязкой узлов, ткачеством, вязанием, ручным вязанием или прошиванием. В настоящее время много текстильных материалов получают из термопластичных полимеров, таких как полипропилен, полиэтилен, полиамиды или сложные полиэфиры. Преимуществом сложнополиэфирных волокон или филаментов является их высокая кристалличность, высокая прочность и высокая разрывная прочность. Полиэтилентерефталат (ПЭТФ) является наиболее широко используемым классом сложного полиэфира и характеризуется высоким модулем упругости, низкой усадкой, стабильностью при термоусадке, легкой жесткостью и химической стойкостью, учитывая большую гибкость ПЭТФ. Одним главным недостатком ПЭТФ является его медленная скорость кристаллизации, что не обеспечивает приемлемые времена циклов для способов получения, таких как литье под давлением. Поэтому часто вводятся зародышеобразователи, такие как тальк. Однако, указанные гетерогенные частицы могут действовать как концентраторы напряжения и поэтому могут влиять на механические свойства полимера. Поэтому ПЭТФ с зародышеобразователями часто армируются стеклянными волокнами.
Тальконаполненный ПЭТФ рассматривается в статье авторов Sekelik et al., озаглавленной ʺOxygen barrier properties of crystallized and talc-filled poly(ethylene terephthalate)ʺ, опубликованной в Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physics, 1999, 37, 847-857. US5886088A относится к композиции ПЭТФ смолы, содержащей неорганический зародышеобразователь. Способ получения термопластичного полимерного материала, который наполнен карбонатом кальция, описан в WO2009/121085A1.
WO2012/052778A1 относится к разрушающимся полимерным пленкам, содержащим сложный полиэфир и наполнители карбонат кальция или слюда. Прядение ПЭТФ волокон, содержащих модифицированный карбонат кальция, было исследовано by Boonsri Kusktham и описано в статье, озаглавленной ʺSpinning of PET fibres mixed with calcium carbonateʺ, которая была опубликована в Asian Journal of Textile, 2011, 1(2), 106-113.
Экструдированные волокна и нетканые холсты, содержащие диоксид титана и, по меньшей мере, один минеральный наполнитель, рассматриваются в US6797377B1. WO2008/077156A2 описывает спряденные волокна, содержащие полимерную смолу и один наполнитель, а также нетканые ткани, содержащие указанные волокна. Нетканые материалы из синтетических полимеров с улучшенной композицией связующего рассматриваются в EP2465986A1. WO97/30199 относится к волокнам или филаментам, подходящим для получения нетканой ткани, причем волокна или филаменты состоят по существу из полиолефина и неорганических частиц.
WO2009/094321A1 рассматривает однофиламентные волокна, содержащие, по меньшей мере, одну полимерную смолу и, по меньшей мере, один наполнитель с покрытием. Штапельные волокна, содержащие, по меньшей мере, одну полимерную смолу и, по меньшей мере, один наполнитель с покрытием, описываются в WO2011/028934A1. Получение композитов полибутилентерефталат/(карбонат кальция) рассматривается в статье авторов Deshmukh et al., озаглавленной ʺEffect of uncoated calcium carbonate and stearic acid coated calcium carbonate on mechanical, thermal and structural properties of poly(butylenes terephthalate) (PBT)/ calcium carbonate compositesʺ, которая была опубликована в Bulletin of Material Science, 2010, 33(3), 277-284.
Влияние наполнителей на характеристики композитов из натурального волокна было исследовано авторами Kanakasabai et al. в статье ʺEffect of fabric treatment and content on jute polyester compositeʺ, опубликованной в International Journal of Plastic Technology, 2007, 11, 1-31. CS269812B1 рассматривает способ получения сложнополиэфирных волокон, содержащих карбонат кальция, где карбонат кальция вводится в реакционную смесь сложного полиэфира в процессе стадии переэтерификации или вначале поликонденсации. WO2007/124866A1 относится к полимерному волокну, содержащему термопластичный полимер и наполнитель, и к нетканым материалам, получаемым из него.
Кроме того, ссылка делается на неопубликованную заявку на Европейский патент № 12199746.4.
Ввиду вышеизложенного улучшение свойств (сложный полиэфир)содержащих текстильных материалов остается предметом интереса специалиста в данной области техники.
Целью настоящего изобретения является создание многофиламентного волокна, имеющего улучшенную механическую жесткость, теплопроводность и повышенную непрозрачность. Было бы желательно создать многофиламентное волокно, которое могло бы быть специально разработано относительно его гидрофобных или гидрофильных свойств. Было бы также желательно создать многофиламентное волокно, содержащее сниженное количество полимера без значительного ухудшения качества многофиламентного волокна. Было бы желательно создать многофиламентное волокно, которое могло бы быть получено с высокой производительностью, сниженной зоной углерода и со сниженными затратами.
Также целью настоящего изобретения является создание многофиламентного волокна из (сложный полиэфир)содержащей полимерной композиции, которое обеспечивает короткие циклы времени в процессе переработки из расплава. Также желательно создать способ получения многофиламентного волокна, который позволяет применять регенерированный сложнополиэфирный материал, в частности, регенерированный ПЭТФ.
Вышеуказанные цели и другие цели достигаются предметом изобретения, как определено здесь в независимых пунктах формулы изобретения.
Согласно одному аспекту настоящего изобретения предусматривается многофиламентное волокно, содержащее, по меньшей мере, один полимер, содержащий сложный полиэфир, и, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, где карбонат кальция присутствует в многофиламентном волокне в количестве, по меньшей мере, 2% мас. по отношению к общей массе многофиламентного волокна.
Согласно другому аспекту предусматривается текстильное изделие, содержащее, по меньшей мере, одно многофиламентное волокно согласно настоящему изобретению.
Согласно еще другому аспекту предусматривается способ получения многофиламентного волокна, который (способ) содержит следующие стадии:
а) обеспечение смеси, содержащей, по меньшей мере, один полимер, содержащий сложный полиэфир, и, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция,
b) расплавление смеси со стадии а) и пропускание ее через формующие отверстия с формованием многофиламентного волокна и
с) быстрое охлаждение многофиламентного волокна, где карбонат кальция присутствует в многофиламентном волокне в количестве, по меньшей мере, 2% мас. по отношению к общей массе многофиламентного волокна.
Согласно еще другому аспекту предусматривается применение карбоната кальция в качестве наполнителя в многофиламентном волокне, содержащем, по меньшей мере, один полимер, содержащий сложный полиэфир, где карбонат кальция присутствует в многофиламентном волокне в количестве, по меньшей мере, 2% мас. по отношению к общей массе многофиламентного волокна.
Согласно еще другому аспекту предусматривается применение, по меньшей мере, одного многофиламентного волокна согласно настоящему изобретению для получения текстильного изделия.
Согласно еще другому аспекту предусматривается применение, по меньшей мере, одного многофиламентного волокна согласно настоящему изобретению и/или текстильного изделия согласно настоящему изобретению в конструкционных продуктах, в отраслях водоизоляции, теплоизоляции, звукоизоляции, кровельных материалов, одежды ширпотреба, обивочных материалов и верхней одежды, в рабочей одежде, медицинских продуктах, домашних отделочных материалах, защитных продуктах, упаковочных материалах, косметической продукции, гигиенических изделиях, фильтрационных материалах, в агротехнических применениях, геотехнических применениях, промышленных применениях, медицинских применениях, на транспорте, в экотехнических применениях, упаковочных применениях, в индивидуальной защите, защите качества или в спортивных применениях.
Предпочтительные варианты настоящего изобретения определены в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения.
Согласно одному варианту настоящего многофиламентного волокна сложный полиэфир выбран из группы, состоящей из полимера гликолевой кислоты, поликапролактона, полиэтиленадипата, полигидроксиалканоата, полигидроксибутирата, полиалкилентерефталата, полиэтилентерефталата, политриметилентерефталата, полибктилентерефталата, полиэтиленнафталата, полимера молочной кислоты или их смеси, или их сополимеров, предпочтительно, сложным полиэфиром является полиэтилентерефталат и/или полибутилентерефталат.
Согласно другому варианту настоящего многофиламентного волокна карбонатом кальция является измельченный карбонат кальция, осажденный карбонат кальция, модифицированный карбонат кальция, поверхностнообработанный карбонат кальция или их смесь, предпочтительно, поверхностнообработанный карбонат кальция.
4
24
4
30
4
30
Согласно еще другому варианту настоящего многофиламентного волокна карбонатом кальция является поверхностнообработанный карбонат кальция, содержащий на, по меньшей мере, части его доступной площади поверхности обработанный слой, содержащий гидрофобизирующий агент, причем, предпочтительно, гидрофобизирующий агент выбран их группы, состоящей из алифатической карбоновой кислоты, имеющей общее количество углеродных атомов от С до С, и/или ее продуктов реакции, однозамещенного янтарного ангидрида, состоящего из янтарного ангидрида, однозамещенного группой, выбранной из линейной, разветвленной, алифатической и циклической группы, имеющей общее количество углеродных атомов от С до Св заместителе, и/или его продуктов реакции, смеси эфира фосфорной кислоты одного или более моноэфиров фосфорной кислоты и/или их продуктов реакции и одного или более диэфиров фосфорной кислоты и/или их продуктов реакции и их смесей, и, более предпочтительно, гидрофобизирующим агентом является однозамещенный янтарный ангидрид, состоящий из янтарного ангидрида, однозамещенного группой, выбранной из линейной, разветвленной, алифатической и циклической группы, имеющей общее количество углеродных атомов от С до Св заместителе, и/или его продуктов реакции, и/или смеси эфира фосфорной кислоты одного или более моноэфиров фосфорной кислоты и/или их продуктов реакции и одного или более диэфиров фосфорной кислоты и/или их продуктов реакции.
d
50
Согласно одному варианту настоящего многофиламентного волокна карбонат кальция имеет средневесовой размер частиц от 0,1 до 3 мкм, предпочтительно, от 0,4 до 2,5 мкм, более предпочтительно, от 1,0 до 2,3 мкм, и, наиболее предпочтительно, от 1,2 до 2,0 мкм.
Согласно другому варианту настоящего многофиламентного волокна карбонат кальция присутствует в многофиламентном волокне в количестве от 2 до 50% мас., предпочтительно, от 5 до 40% мас., более предпочтительно, от 8 до 35% мас., и, наиболее предпочтительно, от 10 до 30% мас. по отношению к общей массе многофиламентного волокна.
Согласно еще другому варианту настоящего многофиламентного волокна многофиламентное волокно имеет линейную массовую плотность от 0,5 до 4000 дтекс, предпочтительно, от 1 до 3000 дтекс, более предпочтительно, от 10 до 2000 дтекс и, наиболее предпочтительно, от 100 до 1500 дтекс.
Согласно одному варианту настоящего текстильного изделия указанное изделие выбрано из конструкционных продуктов, одежды ширпотреба, рабочей одежды, медицинских продуктов, домашних отделочных материалов, защитных продуктов, упаковочных материалов, косметической продукции, гигиенических изделий, фильтрационных материалов, рукавов, силовых ремней, тросов, сеток, нитей, кордов шин, автомобильных обивочных материалов, парусов, вкладышей флоппи-дисков или волокнистых заполнителей.
Согласно одному варианту настоящего способа получения многофиламентного волокна смесью стадии а) является смесь маточной смеси и дополнительного полимера, где маточная смесь содержит, по меньшей мере, один полимер, содержащий сложный полиэфир и, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, предпочтительно, в маточной смеси карбонат кальция присутствует в количестве от 10 до 85% мас., предпочтительно, от 20 до 80% мас., более предпочтительно, от 30 до 75% мас., и, наиболее предпочтительно, от 40 до 75% мас. по отношению к общей массе маточной смеси.
Согласно другому варианту настоящего способа способ, кроме того, содержит стадию d) вытяжки многофиламентного волокна.
Должно быть понятно, что в целях настоящего изобретения следующие термины имеют следующие значения.
Термин «степень кристалличности», как применено в контексте настоящего изобретения, относится к фракции упорядоченных молекул в полимере. Остальная фракция обозначается как «аморфная». Полимеры могут кристаллизоваться при охлаждении из расплава, механическом растяжении или выпаривании растворителя. Кристаллические зоны являются обычно более плотно упакованными, чем аморфные зоны, и кристаллизация может влиять на оптические, механические, термические и химические свойства полимера. Степень кристалличности указывается в процентах и может быть определена дифференциальной сканирующей калориметрией ((ДСК)(DSC)).
В целях настоящего изобретения термин «дтекс» относится к линейной массовой плотности волокна и определяется как масса в граммах на 10000м.
«Измельченный карбонат кальция» ((ИКК)(GCC)) в значении настоящего изобретения представляет собой карбонат кальция, полученный из природных источников, такой как известняк, мрамор, доломит или мел, и прошедший мокрую или сухую обработку, такую как измельчение, рассев и/или фракционирование, например, циклоном или классификатором.
Термин «характеристическая вязкость», как применено в контексте настоящего изобретения, является мерой способности полимера в растворе улучшать вязкость раствора, и измеряется в дл/г.
«Модифицированный карбонат кальция» ((МКК)(MCC)) в значении настоящего изобретения может характеризовать природный измельченный или осажденный карбонат кальция с модификацией внутренней структуры или продукт поверхностной реакции, т.е. «поверхностнореакционный карбонат кальция». «Поверхностнореакционный карбонат кальция» представляет собой материал, содержащий карбонат кальция и нерастворимые, предпочтительно, по меньшей мере, частично кристаллические соли кальция анионов кислот на поверхности. Предпочтительно, нерастворимая соль кальция идет от поверхности, по меньшей мере, части карбоната кальция. Кальциевые ионы, образующие указанную, по меньшей мере, частично кристаллическую соль кальция указанного аниона, происходят, главным образом, от исходного материала карбоната кальция. МКК описан, например, в US2012/0031576A1, WO2009/074492A1, EP2264109A1, EP2070991A1 или ЕР2264108А1.
«Волокно» в значении настоящего изобретения представляет собой длинное тонкое непрерывное изделие, имеющее высокое соотношение длина/(поперечное сечение) и нитеподобное строение. «Филамент» в значении настоящего изобретения представляет собой волокно очень большой длины, считающееся непрерывным. «Многофиламентное волокно» в значении настоящего изобретения представляет собой волокно, состоящее из двух или более филаментов. Предпочтительно, многофиламентным волокном является многофиламентная нить.
Как применено здесь, термин «текстильное изделие» к продукту, полученному такими способами, как наслаивание, гофрирование, плетение, вязка узлов, ткачество, вязание, ручное вязание или прошивание. Для целей настоящего изобретения термин «тканая ткань» относится к текстильному изделию, полученному ткачеством, а термин «нетканая ткань» к плоской пористой листовой структуре, которая получается переплетением слоев или сеток волокон, филаментов или пленкоподобных филаментных структур.
d
x
d
d
d
d
d
d
d
d
x
x
20
98
98
50
50
50
98
По всему настоящему документу «размер частиц» наполнителя карбоната кальция описывается его распределением частиц по размеру. Значение  представляет собой диаметр, относительно которого  % мас. частиц имеют диаметры менее . Это означает, что значение  представляет собой размер частиц, при котором 20% мас. всех частиц являются мельче, и значение  представляет собой размер частиц, при котором 98% мас. всех частиц являются мельче. Значение  также обозначается как «верхний срез». Значение представляет собой, таким образом, средневесовой размер частиц, т.е. 50% мас. всех зерен являются больше или меньше указанного размера частиц. В целях настоящего изобретения размер частиц определяется как средневесовой размер частиц , если не указано иное. Для определения значения средневесового размера частиц или значения верхнего среза размера частиц может применяться прибор Sedigraph 5100 или 5120 от компании Micrometrics, США.
Как применено здесь, термин «полимер» обычно включает в себя блок-, привитой, статистический или чередующийся сополимеры, а также их смеси и модификации.
«Осажденный карбонат кальция» ((ОКК)(PСС)) в значении настоящего изобретения представляет собой синтезированный материал, обычно получаемый осаждением после реакции диоксида углерода и гидроксида кальция (гашеная известь) в водной среде или осаждением источника кальция и карбоната в воде. Кроме того, осажденным карбонатом кальция также может быть продукт введения солей кальция и карбоната, например, хлорида кальция и карбоната натрия, в водную среду. ОКК могут представлять собой фатерит, кальцит или арагонит. ОКК описывается, например, в ЕР2447213А1, ЕР2524898А1, ЕР2371766А1 или в неопубликованной заявке на Европейский патент № 12164041.1.
В значении настоящего изобретения «поверхностно обработанный карбонат кальция» представляет собой измельченный, осажденный или модифицированный карбонат кальция, содержащий обработку или обработанный слой, например, слой гидрофобизирующего агента, жирных кислот, поверхностно-активных веществ, силоксанов или полимеров.
Когда термин «содержащий» используется в настоящем описании и формуле изобретения, он не исключает другие элементы. В целях настоящего изобретения термин «состоящий из» считается в предпочтительном варианте термином «содержащий». Если далее определяется, что группа содержит, по меньшей мере, некоторое число вариантов, это также понимается, что рассматривается группа, которая, предпочтительно, состоит только из указанных вариантов.
Когда неопределенное или определенное изделие используется со ссылкой на имя существительное в единственном числе, например, с артиклем ʺaʺ, ʺanʺ или ʺtheʺ, то включается имя существительное во множественном числе, которое иногда специально еще не установлено.
Подобные термины «получаемый» или «определяемый» и «полученный» или «определенный» используются взаимозаменяемо. Это означает, например, что, если контекст ясно не указывает иное, термин «полученный» не означает указания, что, например, вариант должен быть получен, например, последовательностью стадий после термина «полученный», даже хотя такое ограниченное понимание всегда включается терминами «полученный» или «определенный» как предпочтительный вариант.
Многофиламентное волокно изобретения содержит, по меньшей мере, один полимер, содержащий сложный полиэфир и, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция. Карбонат кальция присутствует в многофиламентном волокне в количестве, по меньшей мере, 2% мас. по отношению к общей массе многофиламентного волокна. В последующих деталях и предпочтительных вариантах изобретения продукт изобретения будет представлен более подробно. Должно быть понятно. что указанные технические детали и варианты также применимы к способу изобретения для получения указанного многофиламентного волокна и применению изобретения многофиламентного волокна и карбоната кальция.
По меньшей мере, один полимер
Многофиламентное волокно изобретения содержит, по меньшей мере, один полимер, содержащий сложный полиэфир.
Сложные полиэфиры являются классом полимеров, которые содержат сложноэфирную функциональную группу в их главной цепи и обычно получаются реакцией поликонденсации. Сложные полиэфиры могут включать в себя встречающиеся в природе полимеры, такие как кутин, а также синтетические полимеры, такие как поликарбонат или полибутират. В зависимости от их структуры сложные полиэфиры могут быть биоразрушающимися. Термин «биоразрушающийся» в значении настоящего изобретения относится к веществу или предмету, способному разрушаться или разлагаться с помощью бактерий или других живых организмов и поэтому избегать загрязнения окружающей среды.
Согласно одному варианту сложные полиэфир выбран из группы, состоящей из полимера гликолевой кислоты, поликапролактона, полиэтиленадипата, полигидроксиалканоата, полигидроксибутирата, полиалкилентерефталата, полиэтилентерефталата, политриметилентерефталата, полибутилентерефталата, полиэтиленнафталата, полимера молочной кислоты или их смеси или их сополимеров. Любой из указанных полимеров может быть в чистой форме, т.е. в форме гомополимера, или может быть модифицирован сополимеризацией и/или введением одного или более заместителей в главную цепь или в боковые цепи главной цепи.
Согласно одному варианту настоящего изобретения, по меньшей мере, один полимер состоит из сложного полиэфира. Сложный полиэфир может состоять только из одного отдельного типа сложного полиэфира или смеси одного или более типов сложных полиэфиров.
По меньшей мере, один полимер может присутствовать в многофиламентном волокне в количестве, по меньшей мере, 40% мас., предпочтительно, по меньшей мере, 60% мас., более предпочтительно, по меньшей мере, 80% мас. и, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 90% мас. по отношению к общей массе многофиламентного волокна. Согласно одному варианту, по меньшей мере, один полимер присутствует в нетканой ткани в количестве от 50 до 98% мас., предпочтительно, от 60 до 95% мас., более предпочтительно, от 65 до 92% мас. и, наиболее предпочтительно, от 70 до 90% мас. по отношению к общей массе многофиламентного волокна.
Согласно одному варианту сложный полиэфир имеет характеристическую вязкость ((ХВ)(IV)) от 0,2 до 2 дл/г, предпочтительно, от 0,3 до 1,5 дл/г и, более предпочтительно, от 0,4 до 1 дл/г, например, от 0,4 до 0,7 дл/г или от 0,7 до 1 дл/г.
Согласно одному варианту сложный полиэфир получается поликонденсацией терефталевой кислоты или одного из ее (сложный полиэфир)образующих производных и диола. Подходящими (сложный полиэфир)образующими производными терефталевой кислоты являются диметилтерефталат, диэтилтерефталат, дипропилтерефталат, дибутилтерефталат или их смеси. Примерами подходящих диолов являются алкандиолы, например, алкандиолы, имеющие 2-12 углеродных атомов в углеродной цепи, такие как этиленгликоль, пропандиол, бутандиол, пентандиол, гександиол, гептандиол, октандиол, нонандиол, декандиол, ундекандиол, додекандиол или их смеси.
Согласно одному варианту сложным полиэфиром является полиалкилентерефталат.
Часть терефталевой кислоты или одного из ее (сложный полиэфир)образующих производных в полиалкилентерефталате может быть заменена другими дикарбоновыми кислотами. Примерами подходящих дикарбоновых кислот являются изофталевая кислота, фталевая кислота, 1,4-циклогександикарбоновая кислота, нафталин-2,6-дикарбоновая кислота, адипиновая кислота, себациновая кислота или декандикарбоновая кислота. Согласно одному варианту до 5% мол., предпочтительно, до 10% мол., более предпочтительно, до 20% мол. и, наиболее предпочтительно, до 30% мол. терефталевой кислоты или одного из ее (сложный полиэфир)образующих производных в полиалкилентерефталате заменяется другими дикарбоновыми кислотами.
Часть алкандиола в полиалкилентерефталате может быть заменена другими диолами. Примерами подходящих других диолов являются неопентилгликоль, 1,4- или 1,3-диметилолциклогексан. Согласно одному варианту до 5% мол., предпочтительно, до 19% мол., более предпочтительно, до 20% мол. и, наиболее предпочтительно, до 30% мол. алкандиола в полиалкилентерефталате заменяется другими диолами.
1
10
Согласно настоящему изобретению полиалкилентерефталат содержит немодифицированный и модифицированный терефталат. Полиалкилентерефталат может быть линейным полимером, разветвленным полимером или сшитым полимером. Например, если глицерин используется для взаимодействия с дикислотой или ее ангидридом, каждое звено глицерина образует точку разветвления. Если имеет место внутреннее сопряжение, например, при взаимодействии гидроксильной группы и кислотной функциональной группы из разветвлений в той же или другой молекуле, полимер становится сшитым. Необязательно, полиалкилентерефталат может быть замещен, предпочтительно, С-С-алкил-группой, гидроксильной группой и/или аминогруппой. Согласно одному варианту полиалкилентерефталат замещается метил-, этил-, пропил-, бутил-, трет-бутил-, гидроксил- и/или аминогруппой.
Согласно предпочтительному варианту настоящего изобретения сложным полиэфиром является полиэтилентерефталат и/или полибутилентерефталат.
Полиэтилентерефталат (ПЭТФ) является конденсационным полимером и может получаться в промышленности при образовании конденсата из либо терефталевой кислоты, либо диметилтерефталата с этиленгликолем. Аналогично полибутилентерефталат (ПБТФ) может получаться при конденсации либо терефталевой кислоты, либо диметилтерефталата с бутиленгликолем.
ПЭТФ может быть полимеризован переэтерификацией с применением мономеров диэтилтерефталата и этиленгликоля или прямой этерификацией с применением мономеров терефталевой кислоты и этиленгликоля. Способы как переэтерификации, так и прямой этерификации комбинируются со стадиями поликонденсации либо периодически, либо непрерывно. Периодические системы требуют два реакционных сосуда: один для этерификации или переэтерификации и один для поликонденсации. Непрерывные системы требуют, по меньшей мере, три реакционных сосуда: один - для этерификации или переэтерификации, другой - для снижения избытка гликолей и еще другой - для полимеризации.
Альтернативно, ПЭТФ может быть получен твердофазной поликонденсацией. Например, в таком способе поликонденсация в расплаве продолжается до тех пор, пока характеристическая вязкость форполимера не станет равной 1,0-1,4дл/г, в который момент полимер отливается в твердую пленку. Предварительная кристаллизация выполняется при нагревании, например, выше 200°C, до получения требуемой молекулярной массы полимера.
Согласно одному варианту ПЭТФ получается непрерывным способом полимеризации, периодическим способом полимеризации или способом твердофазной полимеризации. ПБТФ может быть получен аналогичным способом, как описано для ПЭТФ.
1
10
Согласно настоящему изобретению термин «полиэтилентерефталат» или «полибутилентерефталат» содержит немодифицированный и модифицированный полиэтилентерефталат или полибутилентерефталат, соответственно. Полиэтилентерефталат или полибутилентерефталат могут быть линейным полимером, разветвленным полимером или сшитым полимером. Например, если глицерин используется для взаимодействия с дикислотой или ее ангидридом, каждое звено глицерина образует точку разветвления. Если имеет место внутреннее сопряжение, например, при взаимодействии гидроксильной группы и кислотной функциональной группы из разветвлений в той же или другой молекуле, полимер становится сшитым. Необязательно, полиалкилентерефталат может быть замещен, предпочтительно, С-С-алкил-группой, гидроксильной группой и/или аминогруппой. Согласно одному варианту полиалкилентерефталат замещается метил-, этил-, пропил-, бутил-, трет-бутил-, гидроксил- и/или аминогруппой. Полиэтилентерефталат или полибутилентерефталат также могут быть модифицированы сополимеризацией, например, с циклогександиметанолом или изофталевой кислотой.
В зависимости от их переработки и тепловой предыстории ПЭТФ и/или ПБТФ могут существовать как аморфный, так и как полукристаллический полимер, т.е. как полимер, содержащий кристаллическую и аморфную фракции. Полукристаллический материал может быть прозрачным или непрозрачным и белым в зависимости от его кристаллической структуры и размера частиц.
Согласно другому варианту ПЭТФ и/или ПБТФ является/являются аморфными. Согласно одному варианту ПЭТФ и/или ПБТФ является/являются полукристаллическими, предпочтительно, ПЭТФ и/или ПБТФ имеет/имеют степень кристалличности, по меньшей мере, 20%, более предпочтительно, по меньшей мере, 40%, и, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 50%. Согласно еще другому варианту ПЭТФ и/или ПБТФ имеет/имеют степень кристалличности от 10 до 80%, более предпочтительно, от 20 до 70%, и, наиболее предпочтительно, ль 30 до 60%. Степень кристалличности может быть измерена дифференциальной сканирующей калориметрией (ДСК).
Согласно одному варианту настоящего изобретения ПЭТФ и/или ПБТФ имеет/имеют характеристическую вязкость ((ХВ)IV)) от 0,2 до 2 дл/г, предпочтительно, от 0,3 до 1,5 дл/г, и, более предпочтительно, от 0,4 до 1 дл/г, например, от 0,4 до 0,7 дл/г или от 0,7 до 1 дл/г.
Согласно другому варианту настоящего изобретения ПЭТФ и/или ПБТФ имеет/имеют температуру стеклования ((Тст)(Tg)) от 50 до 200°C, предпочтительно, от 60 до 180°C, и, более предпочтительно, от 70 до 170°C.
Согласно одному варианту настоящего изобретения ПЭТФ и/или ПБТФ имеет/имеют среднечисленную молекулярную массу от 5000 до 100000 г/моль, предпочтительно, от 10000 до 50000 г/моль, и, более предпочтительно, от 15000 до 20000 г/моль.
Сложным полиэфиром может быть исходный полимер, вторичный полимер или их смесь. Вторичный полиэтилентерефталат может быть получен из ПЭТФ бутылей после потребления, лома формованного ПЭТФ, повторно гранулированного ПЭТФ или регенерированного ПЭТФ.
Согласно одному варианту сложный полиэфир содержит 10% мас., предпочтительно, 25% мас., более предпочтительно, 50% мас., и, наиболее предпочтительно, 75% мас. вторичного сложного полиэфира по отношению к общему количеству сложного полиэфира.
Согласно одному варианту, по меньшей мере, один полимер состоит из полиэтилентерефталата. ПЭТФ может состоять только из одного отдельного типа ПЭТФ или смеси двух или более типов ПЭТФ. ПБТФ может состоять только из одного отдельного типа ПБТФ или смеси двух или более типов ПБТФ. Согласно еще другому варианту, по меньшей мере, один полимер состоит из смеси ПЭТФ и ПБТФ, где ПЭТФ может состоять только из одного отдельного типа ПЭТФ или смеси двух или более типов ПЭТФ, а ПБТФ может состоять только из одного отдельного типа ПБТФ или смеси двух или более типов ПБТФ.
Согласно одному варианту, по меньшей мере, один полимер содержит другие полимеры, предпочтительно, полиолефины, полиамиды, целлюлозу, полибензимидазолы или их смеси, или их сополимеры. Примерами таких полимеров являются полигексаметилендиадипамид, поликапролактам, ароматические или частично ароматические полиамиды («арамиды»), полиамид, полифениленсульфид ((ПФС)(PPS)), полиэтилен, полипропилен, полибензимидазолы или вискоза.
Согласно одному варианту, по меньшей мере, один полимер содержит, по меньшей мере, 50% мас., предпочтительно, по меньшей мере, 75% мас., более предпочтительно, по меньшей мере, 90% мас. и, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 95% мас. сложного полиэфира по отношению к общему количеству, по меньшей мере, одного полимера. Согласно другому варианту, по меньшей мере, один полимер содержит, по меньшей мере, 50% мас., предпочтительно, по меньшей мере, 75% мас., более предпочтительно, по меньшей мере, 90% мас. и, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 95% мас. ПЭТФ и/или ПБТФ по отношению к общему количеству, по меньшей мере, одного полимера.
По меньшей мере, один наполнитель
Согласно настоящему изобретению многофиламентное волокно содержит, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция. По меньшей мере один наполнитель диспергирован в, по меньшей мере, одном полимере.
Применение, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, в (сложный эфир)содержащих многофиламентных волокнах имеет некоторые преимущества по сравнению с традиционными многофиламентными волокнами. Например, гидрофобные или гидрофильные свойства многофиламентных волокон могут быть приспособлены к предназначенному применению при применении соответствующего наполнителя карбоната кальция. Кроме того, применение наполнителя карбоната кальция обеспечивает снижение количества сложных полиэфиров в получении многофиламентных волокон без значительного ухудшения качества многофиламентных волокон. Кроме того, авторами изобретения неожиданно было установлено, что, если карбонат кальция вводится как наполнитель в сложный полиэфир, такой как ПЭТФ, полимер показывает более высокую теплопроводность, что приводит к более высокой скорости охлаждения полимера. Кроме того, без связи с какой-либо теорией считается, что карбонат кальция действует как зародышеобразователь для ПЭТФ и, таким образом, увеличивает температуру кристаллизации ПЭТФ. В результате увеличивается скорость кристаллизации, что, например, позволяет сократить время цикла в процессе переработки в расплаве. Авторами изобретения также было установлено, что текстильные изделия, полученные из многофиламентных волокон, изготовленных из сложных полиэфиров, содержащих наполнитель карбоната кальция, имеют улучшенную механическую жесткость, теплопроводность и повышенную непрозрачность по сравнению с текстильными изделиями, содержащими многофиламентные волокна, выполненные только из сложного полиэфира.
Согласно одному варианту карбонатом кальция является измельченный карбонат кальция, осажденный карбонат кальция, модифицированный карбонат кальция, поверхностнообработанный карбонат кальция или их смесь. Согласно одному варианту карбонатом кальция является измельченный карбонат кальция. Согласно другому варианту карбонатом кальция является поверхностнообработанный карбонат кальция.
Под измельченным (или природным) карбонатом кальция (ИКК) понимается встречающаяся в природе форма карбоната кальция, добываемая из осадочных пород, таких как известняк или мел, или из метаморфических пород мрамора. Известно, что карбонат кальция существует как три типа кристаллических полиморфов; кальцит, арагонит и фатерит. Кальцит, наиболее распространенный кристаллический полиморф, считается наиболее стабильной кристаллической формой карбоната кальция. Менее распространенным является арагонит, который имеет дискретную или пучкообразную игольчатую орторомбическую кристаллическую структуру. Фатерит является самым редким полиморфом карбоната кальция и обычно является нестабильным. Измельченным карбонатом кальция является почти исключительно кальцитный полиморф, т.е. тригональный-ромбоэдрический, и представляет собой наиболее стабильный из полиморфов карбоната кальция. Термин «источник» карбоната кальция в значении настоящего изобретения относится к встречающемуся в природе минеральному материалу, из которого получается карбонат кальция. Источник карбоната кальция может содержать другие встречающиеся в природе компоненты, такие как карбонат магния, силикат алюминия и т.д.
Согласно одному варианту настоящего изобретения источник измельченного карбоната кальция (ИКК) выбран из мрамора, мела, доломита, известняка или их смесей. Предпочтительно, источник измельченного карбоната кальция выбран из мрамора. Согласно одному варианту настоящего изобретения ИКК получается сухим измельчением. Согласно другому варианту настоящего изобретения ИКК получается мокрым измельчением и последующей сушкой.
3
2
3
3
3
3
«Доломитом» в значении настоящего изобретения является (карбонат кальция)магниевый минерал, имеющий химический состав CaMg(CO)(ʺCaCO·MgCOʺ). Минерал доломит содержит, по меньшей мере, 30,0% мас. MgCO по отношению к общей массе доломита, предпочтительно, более 35,0% мас., более предпочтительно, более 40,0% мас. MgCO.
2
2
3
«Осажденным карбонатом кальция» (ОКК) в значении настоящего изобретения является синтезированный материал, обычно получаемый осаждением после реакции диоксида углерода и извести в водной среде или осаждением кальция и источника иона карбоната в воде, или осаждением кальция и ионов карбоната, например, CaCl и NaCO, из раствора. Другими возможными путями получения ОКК являются способ натриевой извести или Solvay-способ, в котором ОКК является побочным продуктом получения аммиака. Осажденный карбонат кальция существует в трех главных кристаллических формах: кальцит, арагонит и фатерит, и имеются много различных полиморфов (кристаллических габитусов) для каждой из указанных кристаллических форм. Кальцит имеет тригональную структуру с типичными кристаллическими габитусами, такими как скаленоэдральный (С-ОКК), ромбоэдральный (Р-ОКК), гексагональный призматический, пинакоидальный, коллоидный (К-ОКК), кубический и призматический (П-ОКК). Арагонит является орторомбической структуры с типичными кристаллическими габитусами сдвоенных гексагональных призматических кристаллов, а также различный ассортимент тонких удлиненных призматических, изогнутых лопаточных, крутопирамидальных, долотообразных кристаллов, формы ветвистого дерева, коралла или червеподобной формы. Фатерит принадлежит к гексагональной кристаллической системе. Полученная ОКК суспензия может быть механически обезвожена и высушена.
Согласно одному варианту настоящего изобретения карбонат кальция содержит один осажденный карбонат кальция. Согласно другому варианту настоящего изобретения карбонат кальция содержит смесь двух или более осажденных карбонатов кальция, выбранных из различных кристаллических форм и различных полиморфов осажденного карбоната кальция. Например, по меньшей мере, один осажденный карбонат кальция может содержать ОКК, выбранный из С-ОКК, и один ОКК, выбранный из Р-ОКК.
Модифицированый карбонат кальция может характеризоваться ИКК или ОКК с модификацией внутренней структуры или поверхностнореакционным ИКК или ОКК. Поверхностнореакционный карбонат кальция может быть получен при обеспечении ИКК или ОКК в форме водной суспензии и введении кислоты в указанную суспензию. Подходящими кислотами являются, например, серная кислота, хлористоводородная кислота, фосфорная кислота, лимонная кислота, щавелевая кислота или их смесь. На следующей стадии карбонат кальция обрабатывается газообразным диоксидом углерода. Если сильная кислота, такая как, серная кислота или хлористоводородная кислота, используется для кислотной обработки, диоксид углерода образуется автоматически на месте. Альтернативно или дополнительно диоксид углерода может подаваться от внешнего источника. Поверхностнореакционный карбонат кальция описывается, например, в US2012/0031576A1, WO2009/ 074492A1, EP2264109A1, EP2070991A1 или ЕР2264108А1.
Согласно одному варианту модифицированным карбонатом кальция является поверхностнореакционный карбонат кальция, предпочтительно, полученный от реакции с серной кислотой, хлористоводородной кислотой, фосфорной кислотой, лимонной кислотой, щавелевой кислотой или их смесью и диоксида углерода.
4
28
Поверхностнообработанный карбонат кальция может характеризоваться ИКК, ОКК или МКК, содержащим обработку или обработанный слой на его поверхности. Например, карбонат кальция может быть обработан или покрыт агентом гидрофобизирующей обработки поверхности, таким как, например, алифатические карбоновые кислоты, их соли и эфиры, или силоксан. Подходящими алифатическими карбоновыми кислотами являются, например, С-С жирные кислоты, такие как стеариновая кислота, пальмитиновая кислота, миристиновая кислота, лауриновая кислота или их смесь. Карбонат кальция может быть также обработан, чтобы стать катионным или анионным, например, полиакрилатом или полиджиаллилдиметиламмонийхлоридои (polyDADMAC). Поверхностнообработанный карбонат кальция описан, например, в ЕР2159258А1.
Согласно одному варианту поверхностнообработанный карбонат кальция содержит, по меньшей мере, на части его доступной площади поверхности обработанный слой, содержащий гидрофобизирующий агент.
4
24,
4
24,
В одном варианте гидрофобизирующим агентом является алифатическая карбоновая кислота, имеющая общее количество углеродных атомов от С до С и/или ее продукты реакции. Соответственно, по меньшей мере, часть доступной площади поверхности частиц карбоната кальция покрывается обработанным слоем, содержащим алифатическую карбоновую кислоту, имеющую общее количество углеродных атомов от С до С и/или ее продукты реакции. Термин «доступная» площадь поверхности материала относится к части поверхности материала, которая находится в контакте с жидкой фазой водного раствора, суспензии, дисперсии или реакционных молекул, таких как гидрофобизирующий агент.
Термин «продукт реакции» алифатической карбоновой кислоты в значении настоящего изобретения относится к продуктам, полученным при контактировании, по меньшей мере, одного карбоната кальция с, по меньшей мере, одной алифатической карбоновой кислотой. Указанные продукты реакции образуются между, по меньшей мере, частью подаваемой, по меньшей мере, одной алифатической карбоновой кислоты и реакционными молекулами, расположенными на поверхности частиц карбоната кальция.
Алифатическая карбоновая кислота в значении настоящего изобретения может быть выбрана из одной или более прямолинейных, разветвленных, насыщенных, ненасыщенных и/или алициклических карбоновых кислот. Предпочтительно, алифатической карбоновой кислотой является монокарбоновая кислота, т.е. алифатическая карбоновая кислота характеризуется тем, что присутствует единственная карбоксильная группа. Указанная кислота характеризуется тем, что присутствует единственная карбоксильная группа. Указанная карбоксильная группа помещается в конце углеродного скелета.
В одном варианте настоящего изобретения алифатическая карбоновая кислота выбрана из насыщенных неразветвленных карбоновых кислот, т.е. алифатическая карбоновая кислота, предпочтительно, выбрана из группы карбоновых кислот, состоящих из пентановой кислоты, гексановой кислоты, гептановой кислоты, октановой кислоты, нонановой кислоты, декановой кислоты, ундекановой кислоты, лауриновой кислоты, тридекановой кислоты, миристиновой кислоты, пентадекановой кислоты, пальмитиновой кислоты, гептадекановой кислоты, стеариновой кислоты, нонадекановой кислоты, арахиновой кислоты, генейкозиловой кислоты, бегеновой кислоты, трикозиловой кислоты, лигноцериновой кислоты и их смесей.
В другом варианте настоящего изобретения алифатическая карбоновая кислота выбрана из группы, состоящей из октановой кислоты, декановой кислоты, лауриновой кислоты, миристиновой кислоты, пальмитиновой кислоты, стеариновой кислоты, арахиновой кислоты и их смесей. Предпочтительно, алифатическая карбоновая кислота выбрана из группы, состоящей из миристиновой кислоты, пальмитиновой кислоты, стеариновой кислоты и их смесей. Например, алифатической карбоновой кислотой является стеариновая кислота.
2
30
4
24
3
30
5
30
Дополнительно или альтернативно гидрофобизирующим агентом может быть, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид, состоящий из янтарного ангидрида, монозамещенного группой, выбранной из линейной, разветвленной, алифатической и циклической группы, имеющей в заместителе общее количество углеродных атомов от С до С. Соответственно, по меньшей мере, часть доступной площади поверхности частиц карбоната кальция покрывается обработанным слоем, содержащим, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид, состоящий из янтарного ангидрида, монозамещенного группой, выбранной из линейной, разветвленной, алифатической и циклической группы, имеющей общее количество углеродных атомов от С до Св заместителе и/или ее продукты реакции. Разветвленная группа может иметь общее количество углеродных атомов от С до Св заместителе и/или продуктах реакции. Циклическая группа может иметь общее количество углеродных атомов от С до Св заместителе и/или продуктах реакции.
Термин «продукт реакции» монозамещенного янтарного ангидрида в значении настоящего изобретения относится к продуктам, полученным при контактировании карбоната кальция с, по меньшей мере, одним монозамещенным янтарным ангидридом. Указанные продукты реакции образуются между, по меньшей мере, частью подаваемого, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида и реакционными молекулами, расположенными на поверхности частиц карбоната кальция.
2
30
3
20
4
18
3
30
3
20
4
18
5
30
5
20
5
18
Например, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид состоит из янтарного ангидрида, монозамещенного одной группой, являющейся линейной алкил-группой, имеющей общее количество углеродных атомов от С до С, предпочтительно, от С до С, и, наиболее предпочтительно, от С до Св заместителе, или разветвленной алкил-группой, имеющей общее количество углеродных атомов от С до С, предпочтительно, от С до С, и, наиболее предпочтительно, от С до Св заместителе, или циклической группой, имеющей общее количество углеродных атомов от С до С, предпочтительно, от С до С, и, наиболее предпочтительно, от С до С.
2
30
3
20
4
18
2
30
3
20
4
18
Например, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид состоит из янтарного ангидрида, монозамещенного одной группой, являющейся линейной алкил-группой, имеющей общее количество углеродных атомов от С до С, предпочтительно, от С до С, и, наиболее предпочтительно, от С до Св заместителе. Дополнительно или альтернативно, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид состоит из янтарного ангидрида, монозамещенного одной группой, являющейся разветвленной алкил-группой, имеющей общее количество углеродных атомов от С до С, предпочтительно, от С до С, и, наиболее предпочтительно, от С до Св заместителе.
Термин «алкил» в значении настоящего изобретения относится к линейному или разветвленному, насыщенному органическому соединению, состоящему из углерода и водорода. Другими словами, «алкил- монозамещенные янтарные ангидриды» состоят из линейных или разветвленных насыщенных углеводородных цепей, содержащих боковую группу янтарного ангидрида.
В одном варианте настоящего изобретения, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой, по меньшей мере, один алкил-монозамещенный янтарный ангидрид. Например, по меньшей мере, один алкил-монозамещенный янтарный ангидрид выбран из группы, содержащей этилянтарный ангидрид, пропилянтарный ангидрид, бутилянтарный ангидрид, триизобутилянтарный ангидрид, пентилянтарный ангидрид, гексилянтарный ангидрид, гептилянтарный ангидрид, октилянтарный ангидрид, нонилянтарный ангидрид, децил- янтарный ангидрид, додецилянтарный ангидрид, гексадеканилянтарный ангидрид, октадеканилянтарный ангидрид, октадеканил янтарный ангидрид и их смеси.
Должно быть отмечено, что, например, термин «бутилянтарный ангидрид» содержит линейный и разветвленный бутилянтарный ангидрид (ангидриды). Одним отдельным примером линейного бутилянтарного ангидрида (ангидридов) является н-бутилянтарный ангидрид. Отдельными примерами разветвленного бутилянтарного ангидрида (ангидридов) являются изо-бутилянтарный ангидрид, втор-бутилянтарный ангидрид и/или трет-бутилянтарный ангидрид.
Кроме того, должно быть отмечено, что, например, термин «гексадеканилянтарный ангидрид» содержит линейный и разветвленный гексадеканилянтарный ангидрид (ангидриды). Одним отдельным примером линейного гексадеканилянтарного ангидрида (ангидридов) является н-гексадеканилянтарный ангидрид. Отдельными примерами разветвленного гексадеканилянтарного ангидрида (ангидридов) являются 14-метилпентадеканилянтарный ангидрид, 13-метилпентадеканилянтарный ангидрид, 12-метилпентадеканилянтарный ангидрид, 11-метилпентадеканилянтарный ангидрид, 10-метилпентадеканилянтарный ангидрид, 9- метилпентадеканилянтарный ангидрид, 8-метилпентадеканилянтарный ангидрид, 7-метилпентадеканилянтарный ангидрид, 6-метилпентадеканилянтарный ангидрид, 5-метилпентадеканилянтарный ангидрид, 4-метилпентадеканилянтарный ангидрид, 3-метилпентадеканилянтарный ангидрид, 2-метилпентадеканилянтарный ангидрид, 1-метилпентадеканилянтарный ангидрид, 13-этилбутадеканилянтарный ангидрид, 12-этилбутадеканилянтарный ангидрид, 11-этилпбутадеканилянтарный ангидрид, 10-этилбутадеканилянтарный ангидрид, 9-этилбутадеканилянтарный ангидрид, 8-этилбутадеканилянтарный ангидрид, 7-этилбутадеканилянтарный ангидрид, 6-этилбутадеканилянтарный ангидрид, 5-метилбутадеканилянтарный ангидрид, 4-метилбутадеканилянтарный ангидрид, 3-этилбутадеканилянтарный ангидрид, 2-этилбутадеканилянтарный ангидрид, 1-этилбутадеканилянтарный ангидрид, 2-бутилдодеканилянтарный ангидрид, 1-гексилдеканилянтарный ангидрид, 1-гексил-2-деканилянтарный ангидрид, 2-гексилдеканилянтарный ангидрид, 6Ю12-диметилбутаднеканилянтарный ангидрид, 2,2-диэтилдодеканилянтарный ангидрид, 4,8,12-триметилтридеканилянтарный ангидрид, 2,2,4,6,8-пентаметилундеканилянтарный ангидрид, 2-этил-4-метил-2-(2-метилпентил)гептилянтарный ангидрид и/или 2-этил-4,6-диметил-2-пропилнонилянтарный ангидрид.
Кроме того, должно быть отмечено, что, например, термин «октадеканилянтарный ангидрид» содержит линейный и разветвленный октадеканилянтарный ангидрид (ангидриды). Одним отдельным примером линейного октадеканилянтарного ангидрида (ангидридов) является н-октсадеканилянтарный ангидрид. Отдельными примерами разветвленного гексадеканилянтарного ангидрида (ангидридов) являются 16-метилгептадеканилянтарный ангидрид, 15-метилгептадеканилянтарный ангидрид, 14-метилгептадеканилянтарный ангидрид, 13-метилгептадеканилянтарный ангидрид, 12-метилгептадеканилянтарный ангидрид, 11-метилгептадеканилянтарный ангидрид, 10-метилгептадеканилянтарный ангидрид, 9-метилгептадеканилянтарный ангидрид, 8-метилгептадеканилянтарный ангидрид, 7-метилгептадеканилянтарный ангидрид, 6-метилгептадеканилянтарный ангидрид, 5-метилгептадеканилянтарный ангидрид, 4-метилгептадеканилянтарный ангидрид, 3-метилгептадеканилянтарный ангидрид, 2-метилгептадеканилянтарный ангидрид, 1-метилгептадеканилянтарный ангидрид, 14-этилгексадеканилянтарный ангидрид, 13-этилгексадеканилянтарный ангидрид, 12-этилгексадеканилянтарный ангидрид, 11-этилгексадеканилянтарный ангидрид, 10-этилгексадеканилянтарный ангидрид, 9-этилгексадеканилянтарный ангидрид, 8-этилгексадеканилянтарный ангидрид, 7-этилгексадеканилянтарный ангидрид, 6-этилгексадеканилянтарный ангидрид, 5-этилгексадеканилянтарный ангидрид, 4-этилгексадеканилянтарный ангидрид, 3-этилгексадеканилянтарный ангидрид, 2-этилгексадеканилянтарный ангидрид, 1-этилгексадеканилянтарный ангидрид, 2-гексилдодеканилянтарный ангидрид, 2-гептилундеканилянтарный ангидрид, изо-октадеканилянтарный ангидрид и/или 1-октил-2-деканилянтарный ангидрид.
В одном варианте настоящего изобретения, по меньшей мере, один алкил-монозамещенный янтарный ангидрид выбран из группы, содержащей бутилянтарный ангидрид, гексилянтарный ангидрид, гептилянтарный ангидрид, октилянтарный ангидрид, гексадеканилянтарный ангидрид, октадеканилянтарный ангидрид и их смеси.
В одном варианте настоящего изобретения, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой один вид алкил-монозамещенного янтарного ангидрида. Например, одним алкил-монозамещенным янтарным ангидридом является бутилянтарный ангидрид. Альтернативно, одним алкил-монозамещенным янтарным ангидридом является гексилянтарный ангидрид. Альтернативно, одним алкил-монозамещенным янтарным ангидридом является гептилянтарный ангидрид или октилянтарный ангидрид. Альтернативно, одним алкил-монозамещенным янтарным ангидридом является гексадеканилянтарный ангидрид. Например, одним алкил-монозамещенным янтарным ангидридом является линейный гексадеканилянтарный ангидрид, такой как н-гексадеканилянтарный ангидрид, или разветвленный гексадеканилянтарный ангидрид, такой как 1-гексил-2-деканилянтарный ангидрид. Альтернативно, одним алкил-монозамещенным янтарным ангидридом является октадеканилянтарный ангидрид. Например, одним алкил-монозамещенным янтарным ангидридом является линейный октадеканилянтарный ангидрид, такой как н-октадеканилянтарный ангидрид, или разветвленный октадеканилянтарный ангидрид, такой как изо-октадеканилянтарный ангидрид или 1-октил-2-деканилянтарный ангидрид.
В одном варианте настоящего изобретения одним алкил-монозамещенным янтарным ангидридом является бутилянтарный ангидрид, такой как н-бутилянтарный ангидрид.
В одном варианте настоящего изобретения, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь двух или более видов алкил-монозамещенного янтарного ангидрида. Например, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь двух или трех видов алкил-монозамещенного янтарного ангидрида.
2
30
3
20
4
18
3
30
4
20
4
18
В одном варианте настоящего изобретения, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид состоит из янтарного ангидрида, монозамещенного одной группой, имеющей линейную алкенил-группу, имеющую общее количество углеродных атомов от С до С, предпочтительно, от С до Си, наиболее предпочтительно, от С до Св заместителе, или разветвленную алкенил-группу, имеющую общее количество углеродных атомов от С до С, предпочтительно, от С до Си, наиболее предпочтительно, от С до Св заместителе.
Термин «алкенил» в значении настоящего изобретения относится к линейному или разветвленному, ненасыщенному органическому соединению, состоящему из углерода и водорода. Указанное органическое соединение дополнительно содержит, по меньшей мере, одну двойную связь в заместителе, предпочтительно, одну двойную связь. Другими словами, «алкенил-монозамещенные янтарные ангидриды» состоят из линейных или разветвленных ненасыщенных углеводородных цепей, содержащих боковую группу янтарного ангидрида. Необходимо отметить, что термин «алкенил» в значении настоящего изобретения включает в себя цис- и транс-изомеры.
В одном варианте настоящего изобретения, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой, по меньшей мере, один линейный или разветвленный алкенил-монозамещенный янтарный ангидрид. Например, по меньшей мере, один алкенил-монозамещенный янтарный ангидрид выбран из группы, содержащей этенилянтарный ангидрид, пропенилянтарный ангидрид, бутенилянтарный ангидрид, триизобутенилянтарный ангидрид, пентенилянтарный ангидрид, гексенилянтарный ангидрид, гептенилянтарный ангидрид, октенилянтарный ангидрид, ноненилянтарный ангидрид, деценилянтарный ангидрид, додеценилянтарный ангидрид, гексадеценилянтарный ангидрид, октадеценилянтарный ангидрид, октадеценил янтарный ангидрид и их смеси.
Соответственно, должно быть отмечено, что, например, термин «гексадеценилянтарный ангидрид» содержит линейный и разветвленный гексадеценилянтарный ангидрид (ангидриды). Одним отдельным примером линейного гексадеценилянтарного ангидрида (ангидридов) является н-гексадеканилянтарный ангидрид, такой как 14-гексадеценилянтарный ангидрид, 13-гексадеценилянтарный ангидрид, 12-этилгексадеценилянтарный ангидрид, 11-гексадеценилянтарный ангидрид, 10-гексадеканилянтарный ангидрид, 9-гексадеценилянтарный ангидрид, 8-гексадеценилянтарный ангидрид, 7-гексадеценилянтарный ангидрид, 6-гексадеценилянтарный ангидрид, 5-гексадеценилянтарный ангидрид, 4-гексадеценилянтарный ангидрид, 3-гексадеценилянтарный ангидрид и/или 2-гексадеканилянтарный ангидрид. Отдельными примерами разветвленного гексадеценилянтарного ангидрида (ангидридов) являются 14-метил-9-пентадеценилянтарный ангидрид, 14-метил-2-пентадеценилянтарный ангидрид, 1-гексил-2-деценилянтарный ангидрид и/или изо-гексадеценилянтарный ангидрид.
Кроме того, должно быть отмечено, что, например, термин «октадеценилянтарный ангидрид» содержит линейный и разветвленный октадеценилянтарный ангидрид (ангидриды). Одним отдельным примером линейного октадеценилянтарного ангидрида (ангидридов) является н-октсадеценилянтарный ангидрид, такой как 16-октадеценилянтарный ангидрид, 15-октадеценилянтарный ангидрид, 14-октадеценилянтарный ангидрид, 13-октадеценилянтарный ангидрид. 12-октадеценилянтарный ангидрид, 11-октадеценилянтарный ангидрид, 10-октадеценилянтарный ангидрид, 9-октадеценилянтарный ангидрид, 8-октадеценилянтарный ангидрид, 7-октадеценилянтарный ангидрид, 6-октадеценилянтарный ангидрид, 5-октадеценилянтарный ангидрид, 4-октадеценилянтарный ангидрид, 3- октадеценилянтарный ангидрид и/или 2-октадеценилянтарный ангидрид. Отдельными примерами разветвленного октадеценилянтарного ангидрида (ангидридов) являются 16-метил-9-гептадеценилянтарный ангидрид, 16-метил-7-гептадеценилянтарный ангидрид, 1-октил-2-деценилянтарный ангидрид и/или изо-октадеценилянтарный ангидрид.
В одном варианте настоящего изобретения, по меньшей мере, один алкенил-монозамещенный янтарный ангидрид выбран из группы, содержащей гексенилянтарный ангидрид, октенилянтарный ангидрид, гексадеценилянтарный ангидрид, октадеценилянтарный ангидрид и их смеси.
В одном варианте настоящего изобретения, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой алкенил-монозамещенный янтарный ангидрид. Например, одним алкенил-монозамещенным янтарным ангидридом является гексенилянтарный ангидрид. Альтернативно, одним алкенил-монозамещенным янтарным ангидридом является октенилянтарный ангидрид. Альтернативно, одним алкенил-монозамещенным янтарным ангидридом является гексадеценилянтарный ангидрид. Например, одним алкенил-монозамещенным янтарным ангидридом является линейный гексадеценилянтарный ангидрид, такой как н-гексадеценилянтарный ангидрид, или разветвленный гексадеценилянтарный ангидрид, такой как 1-гексил-2-деценилянтарный ангидрид. Альтернативно, одним алкенил-монозамещенным янтарным ангидридом является октадеценилянтарный ангидрид. Например, одним алкенил-монозамещенным янтарным ангидридом является линейный октадеценилянтарный ангидрид, такой как н-октадеценилянтарный ангидрид, или разветвленный октадеценилянтарный ангидрид, такой как изо-октадеценилянтарный ангидрид или 1-октил-2-деценилянтарный ангидрид.
В одном варианте настоящего изобретения одним алкенил-монозамещенным янтарным ангидридом является линейный октадеценилянтарный ангидрид, такой как н-октадеценилянтарный ангидрид. В другом варианте настоящего изобретения одним алкенил-монозамещенным янтарным ангидридом является линейный октенилянтарный ангидрид, такой как н-октенилянтарный ангидрид.
Если, по меньшей мере, одним монозамещенным янтарным ангидридом является один алкенил-монозамещенный янтарный ангидрид, должно быть отмечено, что один алкенил-монозамещенный янтарный ангидрид присутствует в количестве ≥95% мас. и, предпочтительно, ≥96,5% мас. по отношению к общей массе, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида.
В одном варианте настоящего изобретения, по меньшей мере, одним монозамещенным янтарным ангидридом является смесь двух или более видов алкенил-монозамещенных янтарных ангидридов. Например, по меньшей мере, одним монозамещенным янтарным ангидридом является смесь двух или трех видов алкенил-монозамещенных янтарных ангидридов.
В одном варианте настоящего изобретения, по меньшей мере, одним монозамещенным янтарным ангидридом является смесь двух или более видов в, содержащая линейный гексадеценилянтарный ангидрид (ангидриды) и линейный октадеценилянтарный ангидрид (ангидриды). Альтернативно, по меньшей мере, одним монозамещенным янтарным ангидридом является смесь двух или более видов алкенил-монозамещенных янтарных ангидридов, содержащая разветвленный гексадеценилянтарный ангидрид (ангидриды) и разветвленный октадеценилянтарный ангидрид (ангидриды). Например, одним или более гексадеценилянтарных ангидридов является линейный гексадеценилянтарный ангидрид, например, н-гексадеценилянтарный ангидрид и/или разветвленный гексадеценилянтарный ангидрид, например, 1-гексил-2-деценилянтарный ангидрид. Дополнительно или альтернативно одним или более октадеценилянтарных ангидридов является линейный октадеценилянтарный ангидрид, например, н-октадеценилянтарный ангидрид. и/или разветвленный октадеценилянтарный ангидрид, например, изо-октадеценилянтарный ангидрид и/или 1-октил-2-деценилянтарный ангидрид.
Должно быть отмечено, что, по меньшей мере, одним монозамещенным янтарным ангидридом может быть смесь, по меньшей мере, одного алкил-монозамещенного янтарного ангидрида и, по меньшей мере, одного алкенил-монозамещенного янтарного ангидрида.
Если, по меньшей мере, одним монозамещенным янтарным ангидридом является смесь, по меньшей мере, одного алкил-монозамещенного янтарного ангидрида и, по меньшей мере, одного алкенил-монозамещенного янтарного ангидрида, должно быть отмечено, что алкил-заместитель, по меньшей мере, одного алкил-монозамещенного янтарного ангидрида и алкенил-заместитель, по меньшей мере, одного алкенил-монозамещенного янтарного ангидрида являются, предпочтительно, одинаковыми. Например, по меньшей мере, одним монозамещенным янтарным ангидридом является смесь этилянтарного ангидрида и этенилянтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере, одним монозамещенным янтарным ангидридом является смесь пропилянтарного ангидрида и пропенилянтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере, одним монозамещенным янтарным ангидридом является смесь бутилянтарного ангидрида и бутенилянтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере, одним монозамещенным янтарным ангидридом является смесь триизобутилянтарного ангидрида и триизобутенилянтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере, одним монозамещенным янтарным ангидридом является смесь пентилянтарного ангидрида и пентенилянтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере, одним монозамещенным янтарным ангидридом является смесь гексилянтарного ангидрида и гексенилянтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере, одним монозамещенным янтарным ангидридом является смесь гептилянтарного ангидрида и гептенилянтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере, одним монозамещенным янтарным ангидридом является смесь октилянтарного ангидрида и октенилянтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере, одним монозамещенным янтарным ангидридом является смесь нонилянтарного ангидрида и ноненилянтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере, одним монозамещенным янтарным ангидридом является смесь децилянтарного ангидрида и деценилянтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере, одним монозамещенным янтарным ангидридом является смесь додецилянтарного ангидрида и додеценилянтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере, одним монозамещенным янтарным ангидридом является смесь гексадеканилянтарного ангидрида и гексадеценилянтарного ангидрида. Например, по меньшей мере, одним монозамещенным янтарным ангидридом является смесь линейного гексадеканилянтарного ангидрида и линейного гексадеценилянтарного ангидрида или смесь разветвленного гексадеканилянтарного ангидрида и разветвленного гексадеценилянтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере, одним монозамещенным янтарным ангидридом является смесь октадеканилянтарного ангидрида и октадеценилянтарного ангидрида. Например, по меньшей мере, одним монозамещенным янтарным ангидридом является смесь линейного октадеканилянтарного ангидрида и линейного октадеценилянтарного ангидрида или смесь разветвленного октадеканилянтарного ангидрида и разветвленного октадеценилянтарного ангидрида.
В одном варианте настоящего изобретения, по меньшей мере, одним монозамещенным янтарным ангидридом является смесь нонилянтарного ангидрида и ноненилянтарного ангидрида.
Если, по меньшей мере, одним монозамещенным янтарным ангидридом является смесь, по меньшей мере, одного алкил-монозамещенного янтарного ангидрида и, по меньшей мере, одного алкенил-монозамещенного янтарного ангидрида, массовое соотношение между, по меньшей мере, одним алкил-монозамещенным янтарным ангидридом и, по меньшей мере, одним алкенил-монозамещенным янтарным ангидридом составляет от 90:10 до 10:90 (% мас./% мас.). Например, массовое соотношение между, по меньшей мере, одним алкил-монозамещенным янтарным ангидридом и, по меньшей мере, одним алкенил-монозамещенным янтарным ангидридом составляет от 70:30 до 30:70 (% мас./% мас.) или от 60:40 до 40:60.
Дополнительно или альтернативно гидрофобизирующим агентом может быть смесь эфиров фосфорной кислоты. Соответственно, по меньшей мере, часть доступной площади поверхности частиц карбоната кальция покрыта обработанным слоем, содержащим смесь эфиров фосфорной кислоты одного или более моноэфиров фосфорной кислоты и/или их продуктов реакции и одного или более диэфиров фосфорной кислоты и/или их продуктов реакции.
Термин «продукты реакции» моноэфира фосфорной кислоты и одного или более диэфиров фосфорной кислоты в значении настоящего изобретения относится к продуктам, получаемым при контактировании карбоната кальция с, по меньшей мере, одной смесью эфиров фосфорной кислоты. Указанные продукты реакции образуются между, по меньшей мере, частью подаваемой смеси эфиров фосфорной кислоты и реакционными молекулами, расположенными на поверхности частиц карбоната кальция.
6
30
8
22,
8
20,
8
18
Термин «моноэфир фосфорной кислоты» в значении настоящего изобретения относится к молекуле орто-фосфорной кислоты, моноэтерифицированной одной молекулой спирта, выбранного из ненысыщенных или насыщенных, разветвленных или линейных, алифатических или ароматических спиртов, имеющих общее количество углеродных атомов от Сдо С, предпочтительно, от Сдо Сболее предпочтительно, от Сдо Си, наиболее предпочтительно, от Сдо С в заместителе спирта.
6
30
8
22,
8
20,
8
18
Термин «диэфир фосфорной кислоты» в значении настоящего изобретения относится к молекуле орто-фосфорной кислоты, диэтерифицированной двумя молекулами спирта, выбранного из одинаковых или различных, ненасыщенных или насыщенных, разветвленных или линейных, алифатических или ароматических спиртов, имеющих общее количество углеродных атомов от Сдо С, предпочтительно, от Сдо Сболее предпочтительно, от Сдо Си, наиболее предпочтительно, от Сдо С в заместителе спирта.
Необходимо отметить, что выражение «один или более» моноэфиров фосфорной кислоты означает, что один или более видов моноэфиров фосфорной кислоты может присутствовать в смеси эфиров фосфорной кислоты.
Соответственно, должно быть отмечено, что одним или более моноэфиров фосфорной кислоты может быть один вид моноэфира фосфорной кислоты. Альтернативно, одним или более моноэфиров фосфорной кислоты может быть смесь двух или более видов моноэфира фосфорной кислоты. Например, одним или более моноэфиров фосфорной кислоты может быть смесь двух или трех видов моноэфира фосфорной кислоты, например, двух видов моноэфира фосфорной кислоты.
6
30
8
22
8
20,
8
18
В одном варианте настоящего изобретения один или более моноэфиров фосфорной кислоты состоят из молекулы орто-фосфорной кислоты, этерифицированной одним спиртом, выбранным из ненасыщенных или насыщенных, разветвленных или линейных, алифатических или ароматических спиртов, имеющих общее количество углеродных атомов от Сдо С, в заместителе спирта. Например, один или более моноэфиров фосфорной кислоты состоят из молекулы орто-фосфорной кислоты, этерифицированной одним спиртом, выбранным из ненасыщенных или насыщенных, разветвленных или линейных, алифатических или ароматических спиртов, имеющих общее количество углеродных атомов от Сдо С, более предпочтительно, от Сдо Си, наиболее предпочтительно, от Сдо С в заместителе спирта.
В одном варианте настоящего изобретения один или более моноэфиров фосфорной кислоты выбраны из группы, содержащей гексиловый моноэфир фосфорной кислоты, гептиловый моноэфир фосфорной кислоты, октиловый моноэфир фосфорной кислоты, 2-этилгексиловый моноэфир фосфорной кислоты, нониловый моноэфир фосфорной кислоты, дециловый моноэфир фосфорной кислоты, ундециловый моноэфир фосфорной кислоты, додециловый моноэфир фосфорной кислоты, тетрадециловый моноэфир фосфорной кислоты, гексадециловый моноэфир фосфорной кислоты, гептилнониловый моноэфир фосфорной кислоты, октадециловый моноэфир фосфорной кислоты, 2-октил-1-дециловый моноэфир фосфорной кислоты, 2-октил-1-додециловый моноэфир фосфорной кислоты и их смеси.
Например, один или более моноэфиров фосфорной кислоты выбраны из группы, содержащей 2-этилгексиловый моноэфир фосфорной кислоты, гексадециловый моноэфир фосфорной кислоты, гептилнониловый моноэфир фосфорной кислоты, октадециловый моноэфир фосфорной кислоты, 2-октил-1-дециловый моноэфир фосфорной кислоты, 2-октил-1-додециловый моноэфир фосфорной кислоты и их смеси. В одном варианте настоящего изобретения одним или более моноэфиров фосфорной кислоты является 2-октил-1-додециловый моноэфир фосфорной кислоты.
Необходимо отметить, что выражение «один или более» диэфиров фосфорной кислоты означает, что один или более видов диэфиров фосфорной кислоты может присутствовать в слое покрытия карбоната кальция и/или смеси эфиров фосфорной кислоты.
Соответственно, должно быть отмечено, что одним или более диэфиров фосфорной кислоты может быть один вид диэфира фосфорной кислоты. Альтернативно, одним или более диэфиров фосфорной кислоты может быть смесь двух или более видов диэфира фосфорной кислоты. Например, одним или более диэфиров фосфорной кислоты может быть смесь двух или трех видов диэфира фосфорной кислоты, например, двух видов диэфира фосфорной кислоты.
6
30
8
22
8
20,
8
18
В одном варианте настоящего изобретения один или более диэфиров фосфорной кислоты состоят из молекулы орто-фосфорной кислоты, диэтерифицированной двумя спиртами, выбранными из ненасыщенных или насыщенных, разветвленных или линейных, алифатических или ароматических спиртов, имеющих общее количество углеродных атомов от Сдо С, в заместителе спирта. Например, один или более диэфиров фосфорной кислоты состоят из молекулы орто-фосфорной кислоты, этерифицированной двумя жирными спиртами, выбранными из ненасыщенных или насыщенных, разветвленных или линейных, алифатических или ароматических спиртов, имеющих общее количество углеродных атомов от Сдо С, более предпочтительно, от Сдо Си, наиболее предпочтительно, от Сдо С в заместителе спирта.
6
30
Должно быть отмечено, что два спирта, используемые для этерификации фосфорной кислоты, могут быть независимо выбраны из одинаковых или различных, ненасыщенных или насыщенных, разветвленных или линейных, алифатических или ароматических спиртов, имеющих общее количество углеродных атомов от Сдо С, в заместителе спирта. Другими словами, один или более диэфиров фосфорной кислоты могут содержать два заместителя, производных от одинаковых спиртов, или молекула диэфира фосфорной кислоты может содержать два заместителя, производных от различных спиртов.
6
30
8
22
8
20,
8
18
6
30
8
22
8
20,
8
18
В одном варианте настоящего изобретения один или более диэфиров фосфорной кислоты состоят из молекулы орто-фосфорной кислоты, диэтерифицированной двумя спиртами, выбранными из одинаковых или различных, насыщенных и линейных, и алифатических спиртов, имеющих общее количество углеродных атомов от Сдо С, предпочтительно, от Сдо С, более предпочтительно, от Сдо Си, наиболее предпочтительно, от Сдо С в заместителе спирта. Альтернативно, один или более диэфиров фосфорной кислоты состоят из молекулы орто-фосфорной кислоты, этерифицированной двумя спиртами, выбранными из одинаковых или различных, насыщенных и разветвленных, и алифатических или ароматических спиртов, имеющих общее количество углеродных атомов от Сдо С, предпочтительно, от Сдо С, более предпочтительно, от Сдо Си, наиболее предпочтительно, от Сдо С в заместителе спирта.
В одном варианте настоящего изобретения один или более диэфиров фосфорной кислоты выбраны из группы, содержащей гексиловый диэфир фосфорной кислоты, гептиловый диэфир фосфорной кислоты, октиловый диэфир фосфорной кислоты, нониловый диэфир фосфорной кислоты, дециловый диэфир фосфорной кислоты, ундециловый диэфир фосфорной кислоты, додециловый диэфир фосфорной кислоты, тетрадециловый диэфир фосфорной кислоты, гексадециловый диэфир фосфорной кислоты, гептилнониловый диэфир фосфорной кислоты, октадециловый диэфир фосфорной кислоты, 2-октил-1-дециловый диэфир фосфорной кислоты, 2-октил-1-додециловый диэфир фосфорной кислоты и их смеси.
Например, один или более диэфиров фосфорной кислоты выбраны из группы, содержащей 2-этилгексиловый диэфир фосфорной кислоты, гексадециловый диэфир фосфорной кислоты, гептилнониловый диэфир фосфорной кислоты, октадециловый диэфир фосфорной кислоты, 2-октил-1-дециловый диэфир фосфорной кислоты, 2-октил-1-додециловый диэфир фосфорной кислоты и их смеси. В одном варианте настоящего изобретения одним или более диэфиров фосфорной кислоты является 2-октил-1-додециловый диэфир фосфорной кислоты.
В одном варианте настоящего изобретения один или более моноэфиров фосфорной кислоты выбраны из группы, содержащей 2-этилгексиловый моноэфир фосфорной кислоты, гексадециловый моноэфир фосфорной кислоты, гептилнониловый моноэфир фосфорной кислоты, октадециловый моноэфир фосфорной кислоты, 2-октил-1-дециловый моноэфир фосфорной кислоты, 2-октил-1-додециловый моноэфир фосфорной кислоты и их смеси, и один или более диэфиров фосфорной кислоты выбраны из группы, содержащей 2-этилгексиловый диэфир фосфорной кислоты, гексадециловый диэфир фосфорной кислоты, гептилнониловый диэфир фосфорной кислоты, октадециловый диэфир фосфорной кислоты, 2-октил-1-дециловый диэфир фосфорной кислоты, 2-октил-1-додециловый диэфир фосфорной кислоты и их смеси.
Например, по меньшей мере, часть доступной площади поверхности карбоната кальция содержит смесь эфиров фосфорной кислоты из одного моноэфира фосфорной кислоты и/или его продуктов реакции и одного диэфира фосфорной кислоты и/или его продуктов реакции. В данном случае один или более моноэфиров фосфорной кислоты выбраны из группы, содержащей 2-этилгексиловый моноэфир фосфорной кислоты, гексадециловый моноэфир фосфорной кислоты, гептилнониловый моноэфир фосфорной кислоты, октадециловый моноэфир фосфорной кислоты, 2-октил-1-дециловый моноэфир фосфорной кислоты, 2-октил-1-додециловый моноэфир фосфорной кислоты, и один или более диэфиров фосфорной кислоты выбраны из группы, содержащей 2-этилгексиловый диэфир фосфорной кислоты, гексадециловый диэфир фосфорной кислоты, гептилнониловый диэфир фосфорной кислоты, октадециловый диэфир фосфорной кислоты, 2-октил-1-дециловый диэфир фосфорной кислоты, 2-октил-1-додециловый диэфир фосфорной кислоты.
Смесь эфиров фосфорной кислоты содержит один или более моноэфиров фосфорной кислоты и/или их продукты реакции и один или более диэфиров фосфорной кислоты и/или их продукты реакции в специальном мольном отношении. В частности, мольное отношение одного или более моноэфиров фосфорной кислоты и/или его продуктов реакции к одному или более диэфиров фосфорной кислоты и/или их продуктов реакции в обработанном слое и/или смеси эфиров фосфорной кислоты составляет от 1:1 до 1:100, предпочтительно, от 1:1,1 до 1:60, более предпочтительно, от 1:1,1 до 1:40, даже более предпочтительно, от 1:1,1 до 1:20, и, наиболее предпочтительно, от 1:1,1 до 1:10.
Выражение «мольное отношение одного или более моноэфиров фосфорной кислоты и/или его продуктов реакции к одному или более диэфиров фосфорной кислоты и/или их продуктов реакции» в значении настоящего изобретения относится к сумме молекулярной массы молекул моноэфиров фосфорной кислоты и/или к сумме молекулярной массы молекул моноэфиров фосфорной кислоты в их продуктах реакции к сумме молекулярной массы молекул диэфиров фосфорной кислоты и/или к сумме молекулярной массы молекул диэфиров фосфорной кислоты в их продуктах реакции.
В одном варианте настоящего изобретения смесь эфиров фосфорной кислоты, нанесенная на, по меньшей мере, часть поверхности карбоната кальция, может дополнительно содержать один или более триэфиров фосфорной кислоты и/или их продукты реакции.
6
30
8
22
8
20,
8
18
Термин «триэфир фосфорной кислоты» в значении настоящего изобретения относится к молекуле орто-фосфорной кислоты, триэтерифицированной тремя молекулами спиртов, выбранными из одинаковых или различных, ненасыщенных или насыщенных, разветвленных или линейных, алифатических или ароматических спиртов, имеющих общее количество углеродных атомов от Сдо С, предпочтительно, от Сдо С, более предпочтительно, от Сдо Си, наиболее предпочтительно, от Сдо С в заместителе спирта.
Должно быть отмечено, что выражение «один или более» триэфиров фосфорной кислоты означает, что один или более видов триэфиров фосфорной кислоты может присутствовать на, по меньшей мере, части доступной площади поверхности карбоната кальция.
Соответственно, должно быть отмечено, что одним или более» триэфиров фосфорной кислоты может быть один вид триэфира фосфорной кислоты. Альтернативно, одним или более триэфиров фосфорной кислоты может быть смесь двух или более видов триэфиров фосфорной кислоты. Например, одним или более триэфиров фосфорной кислоты может быть смесь двух или трех видов триэфиров фосфорной кислоты, например, двух видов триэфиров фосфорной кислоты.
4
24
2
30
2
30
Согласно одному варианту поверхностнообработанный карбонат кальция содержит на, по меньшей мере, части его доступной площади поверхности обработанный слой, содержащий гидрофобизирующий агент, причем, предпочтительно, гидрофобизирующий агент выбран из группы, состоящей из алифатической карбоновой кислоты, имеющей общее количество углеродных атомов от Сдо С, и/или ее продуктов реакции, монозамещенного янтарного ангидрида, состоящего из янтарного ангидрида, монозамещенного группой, выбранной из линейной, разветвленной, алифатической и циклической группы, имеющей общее количество углеродных атомов от, по меньшей мере, Сдо С в заместителе, или ее продуктов реакции, смеси эфиров фосфорной кислоты из одного или более моноэфиров фосфорной кислоты и/или их продуктов реакции и из одного или более диэфиров фосфорной кислоты и/или их продуктов реакции, и, более предпочтительно, гидрофобизирующим агентом является монозамещенный янтарный ангидрид, состоящий из янтарного ангидрида, монозамещенного группой, выбранной из линейной, разветвленной, алифатической и циклической группы, имеющей общее количество углеродных атомов от, по меньшей мере, Сдо С в заместителе, или ее продуктов реакции, смеси эфиров фосфорной кислоты из одного или более моноэфиров фосфорной кислоты и/или их продуктов реакции и из одного или более диэфиров фосфорной кислоты и/или их продуктов реакции.
d
d
50
98
Согласно одному варианту карбонат кальция имеет среднемассовый размер частиц от 0,1 до 3 мкм, предпочтительно, от 0,4 до 2,5 мкм, более предпочтительно, от 1,0 до 2,3 мкм и, наиболее предпочтительно, от 1,2 до 2 мкм. Дополнительно или альтернативно, карбонат кальция имеет размер верхнего среза частиц от 1 до 10 мкм, предпочтительно, от 5 до 8 мкм, более предпочтительно, от 4 мкм и, наиболее предпочтительно, от 6 до 7 мкм.
Согласно настоящему изобретению карбонат кальция присутствует в многофиламентном волокне в количестве, по меньшей мере, 2% мас. по отношению к общей массе многофиламентного волокна. Карбонат кальция может присутствовать в многофиламентном волокне в количестве от 2 до 50% мас., предпочтительно, от 5 до 40% мас., более предпочтительно, от 8 до 35% мас., и, наиболее предпочтительно, от 10 до 30% мас. по отношению к общей массе многофиламентного волокна. Согласно одному варианту карбонат кальция диспергирован в, по меньшей мере, одном полимере и присутствует в количестве от 2 до 50% мас., предпочтительно, от 5 до 40% мас., более предпочтительно, от 8 до 35% мас., и, наиболее предпочтительно, от 10 до 30% мас. по отношению к общей массе, по меньшей мере, одного полимера.
Согласно одному варианту, по меньшей мере, один наполнитель состоит из карбоната кальция. Карбонат кальция может состоять только из одного отдельного типа карбоната кальция или смеси двух или более типов карбоната кальция.
Согласно другому варианту, по меньшей мере, один наполнитель содержит другие минеральные пигменты. Примеры частиц других пигментов содержат диоксид кремния, глинозем, диоксид титана, глину, прокаленную глину, тальк, каолин, сульфат кальция, волластонит, слюду, бентонит, сульфат бария, гипс или оксид цинка.
Согласно одному варианту, по меньшей мере, один наполнитель содержит, по меньшей мере, 50% мас., предпочтительно, по меньшей мере, 75% мас., более предпочтительно, по меньшей мере, 90% мас. и, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 95% мас. карбоната кальция по отношению к общей массе, по меньшей мере, одного наполнителя.
Согласно одному варианту, по меньшей мере, один наполнитель присутствует в многофиламентном волокне в количестве от 0,1 до 50% мас., предпочтительно, от 0,2 до 40% мас., и, более предпочтительно, от 1 до 35% мас. по отношению к общей массе многофиламентного волокна.
Согласно другому варианту, по меньшей мере, один наполнитель диспергирован в, по меньшей мере, одном полимере и присутствует в количестве от 1 до 50% мас., предпочтительно, от 2 до 40% мас., и, более предпочтительно, от 5 до 35% мас. по отношению к общей массе, по меньшей мере, одного полимера.
Согласно одному аспекту настоящего изобретения предусматривается применение карбоната кальция в качестве наполнителя в многофиламентном волокне, содержащем, по меньшей мере, один полимер, содержащий сложный полиэфир, где карбонат кальция присутствует в многофиламентном волокне в количестве, по меньшей мере, 2% мас. по отношению к общей массе многофиламентного волокна. Согласно одному предпочтительному варианту настоящего изобретения предусматривается применение карбоната кальция в качестве наполнителя в текстильном изделии, содержащем полиэтилентерефталат и/или полибутилентерефталат, где карбонат кальция присутствует в многофиламентном волокне в количестве, по меньшей мере, 2% мас. по отношению к общей массе многофиламентного волокна.
Многофиламентное волокно
Согласно настоящему изобретению предусматривается многофиламентное волокно, содержащее, по меньшей мере, один полимер, содержащий сложный полиэфир и, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, где карбонат кальция присутствует в многофиламентном волокне в количестве, по меньшей мере, 2% мас. по отношению к общей массе многофиламентного волокна.
Филаменты многофиламентного волокна могут иметь любую возможную форму поперечного сечения. Примерами возможных форм поперечного сечения являются изогнутая, овальная, углового сечения, например, треугольная или прямоугольная, лепестковая, например, трилепестковая, пятилепестковая, шестилепестковая или восьмилепестковая, зубчатая, гантелеобразная, формы боба, фасолеобразная, ленетоподобная или неправильная. Филаменты многофиламентного волокна могут также быть сплошными или полыми и/или многокомпонентными, такими как бикомпонентные филаменты или трикомпонентные филаменты.
Согласно одному варианту многофиламентным волокном является многофиламентная нить, предпочтительно, множественная намотанная нить, крученая нить, складчатая нить, переплетеная нить, изогнутая нить и/или оческовая пряжа.
Число филаментов многофиламентного волокна может значительно варьироваться и может быть подходяще выбрано специалистом в данной области техники в зависимости от требуемого применения. Согласно одному варианту многофиламентное волокно состоит из, по меньшей мере, двух филаментов, предпочтительно, по меньшей мере, 10 филаментов, более предпочтительно, по меньшей мере, 50 филаментов, даже более предпочтительно, по меньшей мере, 100 филаментов, и, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 200 филаментов.
Многофиламентное волокно может иметь диаметр от 1 до 600 мкм, предпочтительно, от 3 до 400 мкм, более предпочтительно, от 5 до 300 мкм, и, наиболее предпочтительно, от 8 до 200 мкм.
Согласно одному варианту настоящего изобретения многофиламентное волокно имеет линейную массовую плотность от 0,5 до 40000 дтекс, предпочтительно, от 1 до 3000 дтекс, более предпочтительно, от 10 до 2000 дтекс, и, наиболее предпочтительно, от 100 до 1500 дтекс.
В дополнение к, по меньшей мере, одному полимеру и к, по меньшей мере, одному наполнителю многофиламентное волокно может содержать другие добавки, например, воски, оптические осветлители, термостабилизаторы, антимоксиданты, антистатики, противослипающие добавки, красители, пигменты, добавки улучшения глянца, поверхностно-активные вещества, природные масла или синтетические масла.
Многофиламентное волокно может также содержать другие неорганические наполнители, предпочтительно, стеклянные волокна, углеродные волокна или металлические волокна. Альтернативно или дополнительно могут быть введены натуральные волокна, такие как хлопок, лен, шелк или шерсть.
2
30
Согласно одному варианту многофиламентное волокно состоит из, по меньшей мере, одного полимера, содержащего сложный полиэфир, и, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция. Согласно другому варианту многофиламентное волокно содержит, по меньшей мере, один полимер, содержащий полиэтилентерефталат и/или полибутилентерефталат и, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция. Согласно еще другому варианту многофиламентное волокно состоит из полиэтилентерефталата и/или полибутилентерефталата и карбоната кальция. Согласно одному вариант карбонатом кальция является измельченный карбонат кальция. Согласно другому вариант карбонатом кальция является поверхностнообработанный карбонат кальция, содержащий на, по меньшей мере, части его доступной площади поверхности обработанный слой, содержащий гидрофобизирующий агент. Предпочтительно, гидрофобизирующим агентом является монозамещенный янтарный ангидрид, состоящий из янтарного ангидрида, монозамещенного группой, выбранной из линейной, разветвленной, алифатическорй и циклической группы, имеющей общее количество углеродных атомов от, по меньшей мере, С до С в заместителе, и его продуктов реакции, и/или смеси полиэфиров фосфорной кислоты из одного или более моноэфиров фосфорной кислоты или их продуктов реакции и из одного или более диэфиров фосфорной кислоты или их продуктов реакции.
Согласно типичному варианту многофиламентное волокно содержит, по меньшей мере, один полимер в количестве от 50 до 98% мас. и, по меньшей мере, один наполнитель в количестве от 2 до 50% мас., по отношению к общей массе многофиламентного волокна, предпочтительно, по меньшей мере, один полимер в количестве от 60 до 95% мас. и, по меньшей мере, один наполнитель в количестве от 5 до 40% мас., более предпочтительно, по меньшей мере, один полимер в количестве от 65 до 92% мас. и, по меньшей мере, один наполнитель в количестве от 8 до 35% мас., и, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, один полимер в количестве от 70 до 90% мас. и, по меньшей мере, один наполнитель в количестве от 10 до 30% мас.
Согласно настоящему изобретению предусматривается способ получения многофиламентного волокна, который (способ) содержит следующие стадии:
a) обеспечение смеси, содержащей, по меньшей мере, один полимер, содержащий сложный полиэфир, и, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция,
b) расплавление смеси со стадии а) и пропускание ее через формующие отверстия с формованием многофиламентного волокна, и
c) быстрое охлаждение многофиламентного волокна,
где карбонат кальция присутствует в многофиламентном волокне в количестве, по меньшей мере, 2% мас. по отношению к общей массе многофиламентного волокна.
Cмесь, содержащая, по меньшей мере, один полимер, содержащий сложный полиэфир, и, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, предусмотренная на стадии а) способа, может быть получена любым способом, известным в технике. Например, по меньшей мере, один полимер и, по меньшей мере, один наполнитель могут быть смешаны сухим смешением, смешаны в расплаве и необязательно формованы в гранулы или таблетки, или маточная смесь, по меньшей мере, одного полимера и, по меньшей мере, одного наполнителя может быть предварительно смешана, необязательно формована в гранулы или таблетки и смешана с дополнительным полимером или наполнителем.
Согласно одному варианту смесь со стадии а) представляет собой смесь маточной смеси и дополнительного полимера, где маточная смесь содержит, по меньшей мере, один полимер, содержащий сложный полиэфир, и, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция. Согласно одному варианту карбонат кальция присутствует в маточной смеси в количестве от 10 до 85% мас., предпочтительно, от 20 до 80% мас., более предпочтительно, от 30 до 75% мас. и, наиболее предпочтительно, от 40 до 75% мас. по отношению к общей массе маточной смеси.
Температура плавления на стадии b) способа зависит от температуры плавления полимера. Дополнительно или альтернативно может применяться давление. Подходящие температуры и давления являются известными специалисту в данной области техники. Согласно одному варианту стадия b) выполняется в температурном интервале от 150 до 300°C, предпочтительно, в интервале 200-290°C и, более предпочтительно, в интервале 250-280°C.
Форма отверстий зависит от требуемой формы поперечного сечения филаментов многофиламентного волокна и может быть, например, круглой, овальной, угловой, например, треугольной или прямоугольной, лепестковой, например, трехлепестковой, пятилепестковой, шестилепестковой или восьмилепестковой, зубчатой, гантелеобразной, формы боба, фасолеобразной, лентоподобной или неправильной. Число отверстий зависит от требуемого числа филаментов и может быть, например, по меньшей мере, 2, по меньшей мере, 10, по меньшей мере, 50, по меньшей мере, 100 или, по меньшей мере, 200.
После выхода из формующих отверстий филаменты быстро охлаждаются для их затвердевания. Обычно получаемые филаменты быстро охлаждаются поперечно направленным потоком воздуха или инертного газа, который быстро охлаждает филаменты и затвердевает их.
Многофиламентные волокна, формованные в способе настоящего изобретения, могут быть вытянуты или удлинены с введением молекулярной ориентации и воздействием на кристалличность. Это может дать в результате снижение диаметра и улучшение физических свойств.
Согласно одному варианту способ содержит стадию d) вытяжки многофиламентного волокна. Волокно может быть вытянуто или удлинено с помощью прядильных дисков. Длина, до которой многофиламентное волокно вытягивается, зависит от требуемых свойств. Для более высокой разрывной прочности многофиламентное волокно может быть вытянуто в более высокой степени. Согласно одному варианту многофиламентное волокно вытягивается в два раза, три раза, четыре раза, пять раз или шесть раз по сравнению с его исходной длиной.
Согласно одному варианту многофиламентное волокно, полученное способом настоящего изобретения, термостабилизируется, предпочтительно, при температуре от 100 до 250°C, предпочтительно, от 140 до 220°C. Термостабилизация может придать размерную стабильность многофиламентному волокну при приведении ближнего порядка макромолекул в их равновесное состояние, так что могут быть достигнуты стойкость к термоусадке, изменению размеров, закручиванию или петлеобразованию крученых нитей или морщинистости тканей.
Согласно одному варианту многофиламентное волокно, полученное способом настоящего изобретения, является текстурированным. Текстурирование является операцией, используемой для увеличения объема и упругости многофиламентного волокна. При текстурировании филаменты могут приобретать объем и массу. Стадия текстурирования может выполняться отдельно или, если присутствует стадия вытяжки d), многофиламентное волокно может быть текстурировано в процессе или после стадия вытяжки d).
Согласно другому варианту многофиламентное волокно, полученное способом настоящего изобретения, является крученым. Кручение филаментов может улучшить когезию и долговечность многофиламентного волокна. Направление крутки может быть правым, описываемым как -крутка, или левым, описываемым как S-крутка. Одиночная нить может быть образована филаментами, скрученными в одном направлении. Крученая нить может быть получена скручиванием двух или более одиночных нитей вместе, обычно при комбинировании одиночных нитей, скрученных в одном направлении, с крученой нитью, скрученной в противоположном направлении. Шпагат, корд или канат могут быть получены кабельной круткой, причем каждая крутка является в противоположном направлении к предыдущей крутке (S/Z/S или Z/S/Z), или тросовой круткой, когда одиночные нити и первая крученая нить скручены в одном направлении, а вторая крученая нить скручена в противоположном направлении (S/S/Z или Z/Z/S). Число витков на единицу длины в нити влияет на внешний вид и долговечность ткани, выполненной из указанной нити. Нити, используемые для тканей с мягкой поверхностью, имеют меньшее скручивание, чем нити, используемые для тканей с гладкой поверхностью. Нити, используемые в креповых тканях, имеют максимальное скручивание. Стадия кручения может быть выполнена отдельно, или, если присутствует стадия вытяжки d), многофиламентное волокно может быть скручено в процессе или после стадии вытяжки d)
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предусматривается текстильное изделие, содержащее, по меньшей мере, одно многофиламентное волокно согласно настоящему изобретению.
Текстильное изделие может быть слоистым, гофрированным, плетеным, тканым, вязаным, связанным вручную, прошивным или нетканым материалом. Кроме того, указанный материал может быть армирован армирующими нитями в форме структуры с текстильной поверхностью, предпочтительно, в форме ткани, слоя, вязаной ткани, тканой или нетканой ткани. Согласно одному варианту текстильным изделием является тканая или нетканая ткань.
Согласно одному варианту текстильное изделие выбрано из конструкционных продуктов, одежды ширпотреба, рабочей одежде, медицинских продуктов, домашних отделочных материалов, защитных продуктов, упаковочных материалов, косметической продукции, гигиенических изделий, фильтрационных материалов, рукавов, силовых ремней, тросов, сеток, нитей, кордов шин, автомобильных обивочных материалов, парусов, вкладышей флоппи-дисков или волокнистых заполнителей.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предусматривается применение, по меньшей мере, одного многофиламентного волокна согласно настоящему изобретению для получения текстильного изделия. Текстильное изделие может быть получено из, по меньшей мере, одного многофиламентного волокна наслаиванием, гофрированнем, плетением, вязанием узлов, ткачеством, вязанием, ручным вязанием или прошиванием. Нетканое текстильное изделие или ткань могут быть формованы собиранием многофиламентных волокон на поверхности или носителе, например, на движущейся сетке или формующей проволоке с последующей необязательной стадией скрепления. Примеры способов скрепления включают в себя точечное термоскрепление или каландрование, ультразвуковое скрепление, гидропереплетение, иглопробивание и скрепление пропусканием воздуха. Согласно одному варианту нетканый материал формуется сухим или мокрым наслаиванием.
Кроме того, полученное текстильное изделие может быть подвергнуто стадии пост-обработки, такой как способы ориентации направлеения, крепирования, гидропереплетения или гофрирования.
По меньшей мере, одно многофиламентное волокно согласно настоящему изобретению и/или, по меньшей мере, одно текстильное изделие согласно настоящему изобретению могут применяться во многих различных применениях. Согласно одному варианту, по меньшей мере, одно многофиламентное волокно согласно настоящему изобретению и/или, по меньшей мере, одно текстильное изделие согласно настоящему изобретению используются в конструкционных продуктах, в отраслях водоизоляции, теплоизоляции, звукоизоляции, кровельных материалов, одежды ширпотреба, обивочных материалов и верхней одежды, в рабочей одежде, медицинских продуктах, домашних отделочных материалах, защитных продуктах, упаковочных материалах, косметической продукции, гигиенических изделиях, фильтрационных материалах, в агротехнических применениях, геотехнических применениях, промышленных применениях, медицинских применениях, на транспорте, в экотехнических применениях, упаковочных применениях, в индивидуальной защите, защите качества или в спортивных применениях.
Примерами конструкционных продуктов являются изоляция домов, асфальтовое покрытие, дорожные и железнодорожные слои, площадки для гольфа и теннисные корты, звукоизоляция стен, кровельные материалы и подложки черепицы, стабилизаторы почвы и подложка дорожного полотна, стабилизаторы фундамента, продукты контроля эрозии, конструкция каналов, дренажные системы, продукты защиты геомембран и защиты от мороза, сельскохозяйственная мульча, барьеры для воды водоемов и каналов, или песочные барьеры от просачивания для черепицы дренажа. Другими примерами конструкционных продуктов являются фиксации и усиления заполнений земли.
Примерами одежды ширпотреба являются прокладки, наружная обшивка и изоляция перчаток, подушки для бюстгальтера и плечей, компоненты саквояжей или компоненты обуви. Примерами рабочей одежды являются брезенты, тенты или упаковки для транспортирпования (лесоматериал, сталь).
Примерами медицинских продуктов являются защитная верхняя одежда, лицевые маски, изолирующие халаты, хирургические халаты, хирургические простыни и покрывала, хирургические костюмы, шапки, губки, перевязочные материалы, протирочные материалы, ортопедические прокладки, бандажи, ленты, зубные фартуки, оксигенаторы, диализаторы, фильтры для IV-растворов или крови, или компоненты устройств подачи лекарств через кожу. Примерами домашней фурнитуры являются подушки, упругие подушки, прокладки во втулках или утеплителях, покрытия от пыли, изоляторы, покрытия окон, защитные слои, компоненты драпировок, подложки ковров и ковры.
Примерами защитных продуктов являются ткани с покрытием, армированный пластик, защитная верхняя одежда, лабораторные покрытия, сорбенты или барьеры от пламени. Примерами упаковочных материалов являются влагопоглощающая упаковка, сорбентная упаковка, подарочные коробки, различные нетканые пакеты, покрытия книг, рассылочные оболочки, специальные оболочки, или курьерные сумки. Примерами фильтрационных материалов являются фильтры для бензина, масла и воздуха, включая картридж фильтрации жидкости и рукавные фильтры, вакуумные фильтры или ламинаты с неткаными слоями.
Объем и польза изобретения будут лучше поняты на основе последующих примеров, которые предназначены для иллюстрации некоторых вариантов настоящего изобретения и не являются ограничительными.
Примеры
1. Методы измерений и материалы
Далее описываются применение методов измерений и материалов в примерах.
Размер частиц
4
2
7
Распределение частиц по размеру наполнителя карбоната кальция определяют с применением прибора Sedigraph 5120 от компании Micromeritics, США. Способ и приборы являются известными специалисту в данной области техники и обычно используются для определения размера зерен наполнителей и пигментов. Измерение выполняется в водном растворе, содержащем 0,1% мас. NaPO. Образцы диспергируют с применением высокоскоростной мешалки и аэродинамики сверхзвуковых скоростей.
Весовой номер или линейная плотность
Весовой номер или линейная плотность (дтекс) измеряется согласно EN ISO2062 и соответствует массе в граммах 10000 м нити. Образец 25 м или 100 м наматывают на стандартное мотовило при предварительном натяжении 0,5 сН/текс и взвешивают на аналитических весах. Затем рассчитывают массу нити длиной 10000 м.
Разрывная прочность, максимальное усилие и удлинение при максимальной нагрузке
Разрывную прочность рассчитывают по усилию разрыва и линейной плотности и выражают в сантиНьютонах на дтекс (СН/дтекс). Испытание выполняют на динамометре с постоянной скоростью растяжения. Максимальное усилие представляет собой усилие, которое может быть максимально приложено к нити, и выражается в Ньютонах (Н). Удлинение представляет собой увеличение длины, получаемой при растяжении нити при его максимальной нагрузке и выражается в процентах (%) от ее начальной длины. Применяемыми стандартами для указанных испытаний являются EN ISO5079 и ASTM D3822.
Содержание золы
Содержание золы (%) волокон и маточной смеси определяют при прокаливании образца в тигле для прокаливания, который устанавливается в печь для прокаливания при 570°C на 2 ч. Содержание золы измеряется как общее количество оставшихся неорганических остатков.
2. Материалы
ПЭТФ: Полиэтилентерефталат 4060, коммерчески доступный от фирмы INVISTA Resins & Fibres GmbH, Германия (характеристическая вязкость: 0,66-0,68 дл/г; карбоксильные концевые группы <50 мэкв/кг; диэтиленгликоль≤1,1% мас.; аморфный полимер; кристаллизация при 140-180°C в течение 30-60 мин). Данные получены от поставщиков Лист технических данных (TDS).
3/
ПБТФ: Полибутилентерефталат Valox315, коммерчески доступный от фирмы Sabic Innovative Plastics BV, Нидерланды (вязкость расплава: 7500 пуаз; объемная скорость расплава (MVR) при 250°C/1,2 кг: 6 см10мин). Данные получены от поставщиков Лист технических данных (TDS).
d
d
50
98
CC1: Измельченный карбонат кальция, доступный от фирмы Omya International AG, Швейцария (: 1,7 мкм; : 6 мкм, необработанный).
d
d
50
98
CC2: Измельченный карбонат кальция, доступный от фирмы Omya International AG, Швейцария (: 1,7 мкм; : 6 мкм), поверхностнообработанный 1% мас. стеариновой кислоты (коммерчески доступный от фирмы Sigma-Aldrich, Croda) по отношению к общей массе измельченного карбоната кальция.
d
d
50
98
CC3: Измельченный карбонат кальция, доступный от фирмы Omya International AG, Швейцария (: 1,7 мкм; : 6 мкм), поверхностнообработанный 1,1% мас. полиметилводородсилоксана (Silres BS94, коммерчески доступный от фирмы Wacker Chemie AG, Германия), по отношению к общей массе измельченного карбоната кальция.
d
d
50
98
CC4: Измельченный карбонат кальция, доступный от фирмы Omya International AG, Швейцария (: 1,7 мкм; : 6 мкм), поверхностнообработанный 0,7% мас. янтарного ангидрида (Hydrores AS1000, коммерчески доступный от фирмы Kemira Germany GmbH, Германия), по отношению к общей массе измельченного карбоната кальция.
3. Примеры
Пример 1
Получение маточных смесей
Маточные смеси, содержащие ПБТФ или ПЭТФ и один из наполнителей карбоната кальция СС1-СС4, получают на лабораторном Buss-смесителе (MKS30 для ПЭТФ и PR46 для ПБТФ от фирмы Buss AG, Швейцария). Полимер ПЭТФ предварительно сушат перед переработкой в печи при 160°C в течение 4ч. Составы и содержание наполнителей полученных маточных смесей представлены в таблице 1 ниже. Точное содержание наполнителя определяют по содержанию золы.
Таблица 1
Состав и содержание наполнителя полученных маточных смесей
Маточная смесь
Полимер
Наполнитель
Содержание золы (% мас.)
MB1
ПБТФ
СС1
49,9
MB2
ПБТФ
СС2
48,7
MB3
ПБТФ
СС3
48,7
MB4
ПБТФ
СС4
49,0
МВ5
ПЭТФ
СС1
49,4
МВ6
ПЭТФ
СС2
49,0
МВ7
ПЭТФ
СС3
49,3
МВ8
ПЭТФ
СС4
48,6
Пример 2
Получение многофиламентных волокон
Различные количества маточных смесей, полученных согласно примеру 1, смешивают с дополнительным ПБТФ или ПЭТФ, где ПЭТФ предварительно сушат перед переработкой в печи при 160°C в течение 4 ч. Многофиламентные волокна получают из полученных смесей с применением лабораторной линии Collin Multifilament Lab Line CMF100 (Dr. Collin GmbH, Германия), оборудованной одношнековым экструдером с насосом для расплава и фильерой диаметром 50мм с 34 филаментами, имеющими диаметр 0,3 мм. Прядильная система также оборудована охлаждающей камерой для быстрого охлаждения многофиламентного волокна и растягивающими дисками и намоточным устройством. Limanol 35F/L (коммерчески доступный от фирмы Schill+Seilacher GmbH, Германия) используют в качестве прядильного масла. Параметры машины представлены в таблице 2 ниже. Композиции полученных многофиламентных волокон представлены в таблице 3 ниже.
Механические свойства образцов для испытаний определяют с применением испытания на удлинение при максимальном усилии и испытания на разрывную прочность, описанного выше. Результаты механических испытаний показаны в таблице 4 ниже.
Таблица 2
Параметры машины для прядения многофиламентного волокна
Параметр
Многофиламентные волокна с ПБТФ
Многофиламентные волокна с ПЭТФ
Температура экструдера (°C)
270-280
300
Температура насоса(°C)
270
300
Температура байпаса(°C)
270
300
Температура переходника (°C)
270
300
Температура фильеры(°C)
270
300
Температуры дисковыхвалков (°C)
Валок 1: 180Валок 2: 180Валок 3: 160Валок 4: 160
Валок 1: 130Валок 2: 130Валок 3: 100Валок 4: 100
Степень вытяжки
2,3 или 4
2
Таблица 3
Состав и степень вытяжки полученных многофиламентных волокон
Образец
Полимер
Маточная смесь
Содержание наполнителя в маточной смеси(% мас.)
Содержание золы(% мас.)
Степень вытяжки
1
ПБТФ
-
-
-
2
2
ПБТФ
МВ1
2
1,9
2
3
ПБТФ
МВ1
5
2,6
2
4
ПБТФ
МВ1
10
9,7
2
5
ПБТФ
МВ2
2
1,4
2
6
ПБТФ
МВ2
5
4,6
2
7
ПБТФ
МВ2
10
10,8
2
8
ПБТФ
МВ2
20
19,3
2
9
ПБТФ
МВ2
30
28,9
2
10
ПБТФ
МВ3
2
2,2
2
11
ПБТФ
МВ3
5
4,9
2
12
ПБТФ
МВ3
10
10,0
2
13
ПБТФ
МВ3
20
19,4
2
14
ПБТФ
МВ4
2
2,5
2
15
ПБТФ
МВ4
5
4,0
2
16
ПБТФ
МВ4
10
9,4
2
17
ПБТФ
МВ4
20
20,4
2
18
ПБТФ
МВ4
30
26,5
2
19
ПЭТФ
-
-
-
2
20
ПЭТФ
МВ5
2
1,7
2
21
ПЭТФ
МВ5
5
3,5
2
22
ПЭТФ
МВ5
10
6,2
2
23
ПЭТФ
МВ5
20
18,4
2
24
ПЭТФ
МВ6
2
2,2
2
25
ПЭТФ
МВ6
5
5,1
2
26
ПЭТФ
МВ6
10
7,3
2
27
ПЭТФ
МВ7
2
2,4
2
28
ПЭТФ
МВ7
5
3,8
2
29
ПЭТФ
МВ7
10
11,1
2
30
ПЭТФ
МВ7
20
18,4
2
31
ПЭТФ
МВ8
2
2,3
2
32
ПЭТФ
МВ8
5
5,5
2
33
ПЭТФ
МВ8
10
9,5
2
34
ПЭТФ
МВ8
20
18,6
2
35
ПЭТФ
МВ8
30
23,2
2
36
ПБТФ
-
-
-
4
37
ПБТФ
МВ1
2
1,9
4
38
ПБТФ
МВ1
4
2,8
3
39
ПБТФ
МВ1
10
9,0
3
Таблица 4
Механические свойства и линейная плотность полученных многофиламентных волокон
Образец
Максимальное усилие(Н)
Удлинение при максимальном усилии (%)
Разрывная прочность(сН/дтекс)
Линейная плотность(дтекс)
1
8,29
118,6
0,81
1024
2
6,30
104,9
0,92
680
3
4,68
58,4
0,62
746
4
3,70
34,6
0,48
766
5
5,97
106,3
0,8
741
6
4,80
97,6
0,64
737
7
4,80
129,2
0,64
737
8
3,65
29,5
0,44
807
9
2,53
5,3
0,28
869
10
5,25
61,8
0,74
700
11
4,79
96,4
0,58
821
12
3,52
25,8
0,52
668
13
3,70
14,0
0,45
825
14
6,51
97,9
0,87
742
15
5,36
56,3
0,73
734
16
3,90
23,5
0,53
730
17
2,99
6,5
0,34
824
18
6,51
97,9
0,87
518
19
7,07
163,4
1,82
386
20
3,21
41,8
1,06
294
21
3,07
68,9
0,84
356
22
3,79
91,0
0,82
460
23
1,84
36,3
0,33
556
24
3,14
97,7
1,11
284
25
4,22
91,5
0,96
428
26
2,78
74,0
0,71
386
27
4,86
92,4
1,09
440
28
4,38
105,0
0,95
442
29
3,32
90,3
0,61
523
30
2,74
99,6
0,43
607
31
4,32
108,7
0,91
470
32
4,17
130,6
0,86
474
33
4,20
77,5
0,88
466
34
2,89
120,6
0,49
571
35
1,21
16,0
0,21
571
36
10,80
19,0
1,12
960
37
11,30
20,0
2,74
397
38
6,70
20,0
1,26
463
39
4,68
14,0
0,9
403
Результаты, представленные в таблице 4, показывают, что полибутилентерефталатные и полиэтилентерефталатные многофиламентные волокна, содержащие наполнитель карбоната кальция, могут быть получены с хорошими качеством и механическими свойствами с различными количествами наполнителя и степенью вытяжки. Кроме того, из таблицы 4 можно сделать вывод, что многофиламентные волокна, содержащие карбонат кальция, показывают меньшее удлинение при максимальном усилии и меньшую разрывную прочность, т.е. улучшенные механические свойства по сравнению с многофиламентными волокнами без карбоната кальция.