專利名稱：采用粒狀熒光增白劑增白合成纖維和塑料的方法
塑料用的粒狀、無粉塵且自由流動的非離子熒光增白劑描述于DE101 14 696.5-44。在其中通過使用蠟狀物質(zhì)覆蓋增白劑粉末獲得增白劑的粒狀材料形式。
DE 26 56 406描述了通過加入粉塵粘合劑制備低粉塵水平，優(yōu)選水溶性熒光增白劑，在此產(chǎn)生無粉塵混合物。DE 39 10 275描述了一種生產(chǎn)染料粒料的方法，其中將水含量為10-15重量％的染料粉末進行擠壓成團。根據(jù)US 3,583,877也必須在制備堿性染料粒狀材料的過程中加入溶劑和不溶性添加劑，如蠟。對于在EP 264 049、EP 115 634或EP 612 557中描述的方法同樣必須在助劑的存在下進行操作。WO99/05226描述了在增量劑或其它添加劑的存在下水溶性染料或熒光增白劑的粒化。
但是，由于粘附性添加劑在紗線的紡絲過程中可能產(chǎn)生一些問題或可能損害紡出的紗線的運行性能，所以在增白PES或PA紡成的纖維時，采用上述方法制備的粒狀材料不是毫無疑問的。例如，如果蠟狀物質(zhì)形成乳膏狀物并損害了乙二醇的質(zhì)量，則還可能在乙二醇的循環(huán)過程中產(chǎn)生所不希望有的副作用。此外，在纖維生產(chǎn)或紡絲的過程中，在高的溫度負荷期間可能發(fā)生具有減少的增白效果的纖維泛黃現(xiàn)象。
因為這些原因，迄今在纖維生產(chǎn)的過程中在PET和PA的纖維增白時僅使用粉末狀產(chǎn)品，但是這些產(chǎn)品不能流動且在加料過程中易于形成粉塵。與此相關(guān)的這些粉塵的生態(tài)學(xué)和毒理學(xué)缺點是已知的。在這些粉末的計量加料過程中還可能導(dǎo)致在容器內(nèi)壁上形成結(jié)團或結(jié)塊。粒狀材料或粒料具有良好的流動行為，并因此更好地適于計量加料設(shè)備。實際中公知通過母料進行計量加料，其中將熒光增白劑以高濃度(最高至30％)分散于聚酯或塑料中。但是，這些母料的制備非常昂貴，且同樣伴隨有上述生態(tài)和毒理學(xué)問題。另外，如果設(shè)備決定的要求使用乙二醇/增白劑分散體，則應(yīng)將增白劑粒狀材料良好地再分散于乙二醇中。
現(xiàn)在已令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，可通過粒狀熒光增白劑增白合成纖維和塑料，所述粒狀熒光增白劑可通過將增白劑粉末在高壓下壓縮，然后將其粉碎而獲得。
本發(fā)明提供了一種增白合成纖維和塑料的方法，其包括將粒狀熒光增白劑摻入到合成纖維或塑料中，其中粒狀熒光增白劑可通過在壓力為3-50千牛頓/cm管長下，在壓力壓實機中將粉末形式的熒光增白劑壓實，然后將所得到的壓實物粉碎獲得。
粒狀熒光增白劑可通過優(yōu)選在壓力條件下調(diào)節(jié)的溫度下和在壓力為5-50千牛頓/cm管長，優(yōu)選10-35千牛頓/cm管長下，在輥和其它壓制設(shè)備組，如擠壓機設(shè)備組之間的常規(guī)壓力壓實機中壓實而進行生產(chǎn)。然后，將所得到的片材或股料通過粉碎裝置達到所期望的尺寸。在通過壓力輥壓實的情況下，將熒光增白劑通過螺桿輸送到輥上，以便在螺桿內(nèi)進行預(yù)壓實，并在壓力輥之間進行最后的壓實。在沒有外部供熱的情況下達到壓實溫度，且壓實溫度可以為15-60℃，優(yōu)選20-40℃。視需要而定，壓實過程可在有或沒有輥冷卻的情況下，在氮氣下或在真空中進行。將經(jīng)壓實獲得的股料、螺旋形料或片材通過常規(guī)方法粉碎成期望的尺寸，并通過使用兩個或更多個篩子的篩分過程使所得到的粒狀材料中沒有過大尺寸或過小尺寸。優(yōu)選的壓實粒狀材料具有的直徑優(yōu)選為0.3-3mm。但是，具有更小或更大直徑的粒狀材料也可能在其性能上滿足所期望的要求。將通過篩分除去的過大尺寸或過小尺寸的材料回料至?；^程。
壓實?；^程可使用商購的造粒機(如購自BEPEX GmbH，Leingarten的K構(gòu)造系列壓實機，或購自Alexanderwerk AG，Remscheid的WP 50/75、WP 17V Pharma或WP 50/250造粒機)進行。
所得到的粒狀材料特征是無粉塵特性，并且即使在較長的運輸時間期間也具有良好的自由流動特性和穩(wěn)定性。此外，本發(fā)明的粒狀材料在計量加料過程中不易于結(jié)塊和結(jié)團，這顯著提高加工過程的容易性。此外，已表明本發(fā)明的粒狀材料通過攪拌加入例如乙二醇中再次可良好地分散。這種分散體可良好地泵送，并因此可在聚酯纖維生產(chǎn)過程中通過計量加料。
根據(jù)本發(fā)明，按該方法可將所有非離子熒光增白劑粒化。這些粒狀材料用于完全合成的有機聚合物(塑料和合成纖維)的增白。與化學(xué)結(jié)構(gòu)無關(guān)，熒光增白劑的特征是它們在260-400nm的范圍內(nèi)吸收且在400-450nm的可見光譜內(nèi)發(fā)射。優(yōu)選的熒光增白劑為苯并噁唑、噻吩、茋或吡唑啉和香豆素。式1-5描述了特別優(yōu)選的熒光增白劑R＝H和/或CH3
視塑料或合成纖維和待獲得的白度而定，熒光增白劑的量通常為1-1000ppm，基于待增白的塑料。在特定的情況下可能為更高的量。還可能在制備預(yù)濃縮物的過程中使用0.1-30％的量，基于塑料或合成纖維的總重。熒光增白劑可單獨供使用或以混合物的形式供使用。此處還可能產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。還可能將熒光增白劑與配色染料(Nuancierfarbstoff)一起?；?。當(dāng)然，還可能將增白劑粒狀材料與添加劑的混合物，如與纖維穩(wěn)定劑或塑料穩(wěn)定劑的混合物?；?，所述添加劑在摻入或進一步加工塑料或纖維的過程中不產(chǎn)生干擾影響。本發(fā)明粒狀材料可用于增白高分子量有機材料。這些材料可以是天然或合成來源。例如，它們可以是天然樹脂、干性油或橡膠，或是改性的天然物質(zhì)，如氯化橡膠，纖維素衍生物。本發(fā)明的粒狀材料優(yōu)選用于增白通過加成聚合、縮聚或聚加成制備的聚合物。在通過加成聚合制備的塑料種類中，特別提及如下聚烯烴，如聚乙烯、聚丙烯、聚異丁烯，取代的聚烯烴，如聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇縮乙醛、聚丙烯腈、聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸及其酯，或聚丁二烯，以及它們的共聚物。在通過聚加成和縮聚制備的塑料種類中，提及如下聚酯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚碳酸酯、聚氨酯、聚醚、聚縮醛，以及甲醛與苯酚或脲、硫脲或蜜胺的縮合產(chǎn)物。
所提及的高分子量材料可以單獨存在，或可以塑料物料或熔體的形式混合存在。但是，還可將本發(fā)明的粒狀材料加入到每種情況下所基于的單體中并然后實施聚合。本發(fā)明的粒狀材料特別優(yōu)選適用于增白聚酯。
在聚酯纖維增白的過程中，熒光增白劑可在酯交換或酯化過程中、在縮聚的過程中或在紡絲之前計量加料。例如，將熒光增白劑以乙二醇分散體的形式或以粉末的形式或以母料的形式進行計量加料。例如，如果剛好在紡絲之前通過計量加料裝置(料筒)將熒光增白劑加入到提供有干燥的PET粒料的混合設(shè)備組中，則可能在粉末的計量加料過程中在料筒(如型號為80D-LC-7K的Tamaki Blender)內(nèi)產(chǎn)生堵塞，這導(dǎo)致計量加料工序中斷。這個問題可通過使用粒料或粒狀材料避免。如果要將熒光增白劑以乙二醇分散體的形式加入到酯化、酯交換過程，或加入到縮聚反應(yīng)中，則增白劑粒狀材料可以通過攪拌進行良好地再分散，例如在15％濃度的增白劑配方中。
實施例1將100份式1的增白劑以粉末形式在輥壓為16千牛頓/cm RL和旋轉(zhuǎn)速度為8rpm下，在WP 50/75壓實/造粒機(輥長75mm，輥直徑152mm)內(nèi)壓制。這樣得到2mm厚度的壓制品，將其?；a(chǎn)生具有直徑為0.6-2mm的粒料。輥的物料通過量為31kg/h，且篩分后具有直徑為0.6-2mm的產(chǎn)品的產(chǎn)量為85％。將約4.6kg回料至壓實過程。所得到的粒狀材料具有良好的自由流動特性且是無粉塵的。粒狀材料的粉塵特性用沉積粉塵測量儀進行光度測量。粉塵數(shù)為1。構(gòu)成粒狀材料的式1增白劑的粉狀物質(zhì)的粉塵數(shù)為13。(1＝不起粉塵，16＝高度起粉塵)。此外，粒狀材料經(jīng)簡單攪拌可良好地在乙二醇中再分散。
實施例2將1000g對苯二甲酸二甲酯(DMT)、720g乙二醇、0.23g醋酸錳(II)裝入21裝配有VA攪拌器、20cm填料柱和冷凝器系統(tǒng)的燒瓶中。將加熱浴加熱至160℃，并且在DMT熔融后啟動攪拌器并將裝置采用N2流沖洗。
在開始通過蒸餾除去甲醇之后，將溫度每15分鐘升高10℃直至230-235℃，并保持在該水平直至將所有的甲醇蒸餾除去。
然后將分散在乙二醇中的0.3g Sb2O3、0.09g H3PO3、4.0g TiO2(A型)和0.1g下式的粒狀增白劑 加入到21的燒瓶中，所述燒瓶已裝配有用于乙二醇蒸餾的冷凝器和真空泵。通過在室溫下攪拌混合物15分鐘獲得分散體。將浴溫升高至250℃，并采用純的氮氣沖洗燒瓶。燒瓶內(nèi)容物的粘度一達到允許的程度就開始攪拌。
在酯交換產(chǎn)物完全熔融后，中斷N2流并開始以下縮聚程序在790毫巴下15min在520毫巴下15min在250毫巴下15min在130毫巴下15min在55毫巴下15min在12毫巴下15min。
所述工序可通過在真空為至少0.013毫巴下，將溫度提高到250-270℃加以補充，其中保持攪拌器速度恒定在180rpm。在獲得所期望的粘度后，將加熱系統(tǒng)除去并且相應(yīng)地將在冷卻期間會破裂的燒瓶保護起來。
將聚酯物料水力破碎并在CO2冷卻之后研磨。將該材料在120℃下干燥5h并紡絲。這樣得到具有極好的白度效果的均勻增白的纖維。
實施例3如實施例2一樣進行操作。但是，使用常規(guī)的粉末形式代替式1的粒狀熒光增白劑。在打開存儲容器期間和在取出增白劑期間發(fā)生不希望有的粉塵形成。白度效果與實施例1相同。
實施例4如實施例2一樣進行操作。但是，將式1的粒狀熒光增白劑毫不困難且在無粉塵形成的情況下與乙二醇一起加入到酯交換過程中。獲得均勻增白的纖維，其證明此處也發(fā)生粒狀材料的均勻分散。
實施例5如實施例2一樣進行操作。但是，使用式6的增白劑的粒狀材料作為增白劑。在無粉塵形成的情況下進行計量加料，并獲得均勻的增白效果。

權(quán)利要求
1.一種增白合成纖維和塑料的方法，其特征在于，將粒狀熒光增白劑摻入到合成纖維或塑料中，其中粒狀熒光增白劑通過在壓力為3-50千牛頓/cm管長下在壓力壓實機中，將以粉末形式的熒光增白劑壓實，然后將所得到的壓實物粉碎而獲得。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，以?；问綋饺氲臒晒庠霭讋┰?60-400nm的范圍內(nèi)吸收并在400-450nm的可見光譜內(nèi)發(fā)射。
3.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，將粒狀熒光增白劑加入到構(gòu)成合成纖維或塑料的單體中，然后進行聚合。
4.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，使用包含配色染料的粒狀熒光增白劑。
5.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，使用由多種熒光增白劑的混合物組成的粒狀熒光增白劑。
全文摘要
已發(fā)現(xiàn)一種增白合成纖維和塑料的方法。該方法包括，將粒狀熒光增白劑摻入到合成纖維或塑料中，其中粒狀熒光增白劑通過在壓力為3－50千牛頓/cm管長下在壓力壓實機中，將以粉末形式的熒光增白劑壓實，然后將所得到的壓實物粉碎而獲得。
文檔編號D06L3/00GK1681990SQ03821271
公開日2005年10月12日 申請日期2003年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月14日
發(fā)明者T·馬蒂尼, J－I·穆拉 申請人:科萊恩有限公司