DE10115203A1 - Verfahren zur Herstellung von synthetischen Fäden aus einer auf faserbildenden Polymeren basierenden Schmelze-Mischung - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von synthetischen Fäden aus einer auf faserbildenden Polymeren basierenden Schmelze-MischungInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von synthetischen Fäden aus einer auf faserbildenden Matrix-Polymeren basierenden Schmelze-Mischung, bei welchem Verfahren dem faserbildenden Matrix-Polymeren wenigstens ein zweites amorphes Additiv-Polymer, welches mit dem faserbildenden Matrix-Polymer unverträglich ist, in einer Menge von 0,05 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht an faserbildendem Matrix-Polymer und mit diesem unverträglichen Additiv-Polymer, zugesetzt wird, welches Verfahren sich dadurch auszeichnet, daß man ein Additiv-Polymer zusetzt, das durch mehrfache Initiierung erhältlich ist. Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auch auf die durch das Verfahren erhältlichen synthetischen Fäden sowie ihre Weiterverarbeitung.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von
synthetischen Fäden aus einer auf faserbildenden Polymeren basierenden
Mischung. Die Fäden können einerseits als Endlosfäden verwendet oder aber zu
Stapelfasern weiterverarbeitet werden.
Das Verspinnen von Polymermischungen zu synthetischen Fäden ist bereits
bekannt. Es hat das Ziel, bei einer bestimmten Spinngeschwindigkeit eine höhere
Reißdehnung im Spinnfaden zu erhalten als ohne Modifizierung durch Zusatz-
Polymer. Dadurch soll ein höheres Verstreckverhältnis zur Herstellung des
Endgarns möglich sein, was eine höhere Produktivität der Spinneinheit bewirken
soll.
Die Produktionssteigerung zielt auf eine Verbesserung der Wirtschaftlichkeit des
Herstellungsprozesses. Diese wird durch Produktionserschwernisse und teurere
Hochgeschwindigkeitseinrichtungen in gewissem Maße wieder geschmälert.
Wesentlich von Einfluß sind die zusätzlichen Kosten für das Additiv-Polymer,
so daß es in Abhängigkeit von der Zugabemenge sogar einen Nullpunkt für die
Wirtschaftlichkeit gibt. Auch spielt die Verfügbarkeit der Additiv-Polymere am
Markt eine wichtige Rolle. Aus diesen Gründen scheiden eine Vielzahl der in der
Literatur beschriebenen Additive für die großtechnische Umsetzung aus.
Der Produzent oder Verfahrensgeber muß die gesamte Produktionskette
berücksichtigen und kann an der Produktionssteigerung eines Teilschrittes (z. B.
der Spinnerei) nicht haltmachen. Die Folgeprozesse dürfen nicht beeinträchtigt
werden. Insbesondere ist es ein Hauptziel dieser Erfindung, die
Weiterverarbeitungsbedingungen in den Folgeschritten nicht zu schmälern,
bevorzugt zu verbessern, und das trotz erhöhter Spinngeschwindigkeit.
So werden beispielweise für die Herstellung von POYs im Stand der Technik für
Polymermischungen sehr hohe Reißdehnungen auch für hohe
Spinngeschwindigkeiten genannt, die eine starke Reduzierung des
Orientierungsgrades kennzeichnen. Derartige Spinnfäden sind bekannterweise
nicht lagerstabil und lassen sich in Strecktexturierprozessen bei hohen
Geschwindigkeiten nicht anlegen und verarbeiten. Bei hohen
Spinngeschwindigkeiten angegebene Reißdehnungen < 70% wiederum weisen
auf einen erheblichen Kristallisationsgrad hin, der die erzielbaren Festigkeiten im
Texturierprozeß reduziert.
Erste Ansätze zur Lösung dieser Probleme werden in den Druckschriften
EP 0 047 464 B (Teijin), DE 197 07 447 (Zimmer), DE 199 37 727 (Zimmer),
DE 199 37 728 (Zimmer) und WO 99/07 927 (Degussa) offenbart. EP 0 047 464 B
betrifft ein unverstrecktes Polyester-Garn, wobei durch Zusatz von 0,2-10 Gew.-%
eines Polymeren des Typs -(-CH2-CR1R2)n-, wie Poly(4-methyl-1-
penten) oder Polymethylmethacrylat, eine verbesserte Produktivität durch
Erhöhung der Reißdehnung des Spinnfadens bei Geschwindigkeiten zwischen
2500-8000 m/min und entsprechend höheren Verstreckverhältnissen erhalten
wird. Notwendig ist eine feine und gleichmäßige Dispersion des Additiv-
Polymers durch Mischen, wobei der Teilchendurchmesser ≦ 1 µm zur
Vermeidung von Fibrillenbildung sein muß. Maßgebend für die Wirkung soll das
Zusammenwirken dreier Eigenschaften sein - die chemische Additivstruktur, die
ein Verdehnen der Additivmoleküle kaum zuläßt, die geringe Mobilität und die
Kompatibilität von Polyester und Additiv. Die Maßnahmen dienen der
Produktivitätssteigerung. Anforderungen für das Strecktexturieren sind nicht
offenbart. Die Nacharbeitung der technischen Lehre im Rahmen von WO 99/07927
ergab einen hohen Additivverbrauch und damit verbunden eine
Beeinträchtigung der Qualität und Weiterverarbeitbarkeit.
DE 197 07 447 (Zimmer) betrifft die Herstellung von Polyester- oder Polyamid-
Filamenten mit einer Reißdehnung ≦ 180%. Die Zugabe von 0,05 bis 5 Gew.-%
eines Copolymers aus 0 bis 90 Gew.-% (Meth)acrylsäure-alkylester, 0 bis 40 Gew.-%
Maleinsäure(anhydrid) und 5 bis 85 Gew.-% Styrol zum Polyester oder
Polyamid ermöglicht eine deutliche Erhöhung der Spinnabzugsgeschwindigkeit.
In der Druckschrift DE 199 37 727 (Zimmer) wird die Herstellung von Polyester-
Stapelfasern aus einer Polymermischung offenbart, die 0,1 bis 2,0 Gew.-% eines
inkompatiblen, amorphen, polymeren Additivs enthält, welches eine
Glasumwandlungstemperatur im Bereich von 90 bis 170°C aufweist. Dabei soll
das Verhältnis der Schmelzeviskosität des polymeren Additivs zur
Schmelzeviskosität der Polyesterkomponente 1 : 1 bis 10 : 1 betragen.
DE 199 37 728 (Zimmer) bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von
HMLS-Fäden aus Polyester, polymeren Additiv und gegebenenfalls Zusatzstoffen
mit einer Spinnabzugsgeschwindigkeit von 2500 bis 4000 m/min. Dabei soll das
polymere Additiv eine Glasumwandlungstemperatur im Bereich von 90 bis 170°C
aufweisen und das Verhältnis der Schmelzeviskosität des polymeren Additivs zur
Schmelzeviskosität der Polyesterkomponente 1 : 1 bis 7 : 1 betragen.
WO 99/07 927 betrifft die Herstellung von POYs durch Verspinnen von
Polymermischungen auf Polyesterbasis mit einer Abzugsgeschwindigkeit v von
mindestens 2500 m/min, wobei dem Polyester ein zweites, amorphes,
thermoplastisch verarbeitbares Copolymer mit einer Glasumwandlungstemperatur
von mehr als 100°C zugesetzt wird. Dabei beträgt das Verhältnis der
Schmelzeviskosität des Copolymers zur Schmelzeviskosität des Polyesters 1 : 1
bis 10 : 1. Dem Polyester werden mindestens 0,05 Gew.-% Copolymer zugesetzt
und die dem Polyester zugesetzte, maximale Menge M des Copolymers hängt von
der Abzugsgeschwindigkeit v ab und beträgt:
Obwohl die zuletzt genannten Verfahren (Zimmer AG) schon gute und
praxistaugliche Fadenbruchraten während dem Verspinnen derartiger
Polymermischungen zeigen, werden von der Technik dennoch Verfahren zum
Verspinnen von Polymermischungen mit einer noch geringeren Anzahl an
Fadenbrüchen gefordert, um die Effizienz des Spinnverfahrens weiter zu steigern.
Weiterhin soll auch das Weiterverbeitungsverhalten der synthetischen Fäden,
insbesondere bei der Strecktexturierung verbessert werden.
Bei den genannten Verfahren werden die eingesetzten Dehnungserhöhungsmittel
vor der Zudosierung zum Polyester üblicherweise granuliert, um die
Rieselfähigkeit des Additivpolymers zu erhöhen. Jedoch läßt sich auch das
granulierte Additivpolymer aufgrund seiner großen Korngröße nur relativ
schlecht und ungleichmäßig dosieren. Dies führt zu einer Verschlechterung der
Garnkennwerte, insbesondere der Gleichmäßigkeit der synthetischen Fäden (z. B.
Anfärbeverhalten). Da darüber hinaus der Granulierungsschritt des
Dehnungserhöhungsmittels Zeit- und kostenintensiv ist, werden von der
Anwendung Verfahren zum Schmelzspinnen von Polymermischungen gefordert,
die den Einsatz von nicht granulierten Dehnungserhöhungsmitteln ermöglichen.
Dabei sollen die Dehnungserhöhungsmittel gleichmäßig und kontinuierlich
zudosierbar sein.
In Anbetracht des Standes der Technik war es nun Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von synthetischen Fäden aus einer auf
faserbildenden Matrix-Polymeren basierenden Mischung zur Verfügung zu
stellen, welches die Herstellung synthetischer Fäden mit einer geringeren
Fadenbruchrate auf einfache Art und Weise ermöglicht. Insbesondere sollte das
Verfahren die Herstellung von POYs auf Polyesterbasis mit Reißdehnungswerten
im Bereich von 90%-165%, einer hohe Gleichmäßigkeit bezüglich der
Filament-Kennwerte sowie einen geringen Kristallisationsgrad ermöglichen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung war auch darin zu erblicken, ein
Verfahren zur Herstellung von synthetischen Fäden aus einer auf faserbildenden
Matrix-Polymeren basierenden Mischung zur Verfügung zu stellen, welches den
Einsatz von nicht granulierten Dehnungserhöhungsmitteln erlaubt und somit
wesentlich kostengünstiger als aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, ein Verfahren
zum Spinnen von synthetischen Fäden anzugeben, das großtechnisch und
kostengünstig durchführbar ist. Insbesondere sollte das erfindungsgemäße
Verfahren die Herstellung von POYs mit möglichst hohen
Abzugsgeschwindigkeiten, vorzugsweise ≧ 2500 m/min ermöglichen.
Erfindungsgemäß sollten die synthetischen Fäden auf einfache Art und Weise
weiterverarbeitet werden können. Insbesondere sollten die erfindungsgemäß
erhältlichen POYs eine Weiterverarbeitung in einem Streck- oder einem
Strecktexturierprozeß, vorzugsweise bei hohen Verarbeitungsgeschwindigkeiten,
mit einer geringen Anzahl an Fadenbrüchen ermöglichen.
Gelöst werden diese sowie weitere nicht explizit genannten Aufgaben, die jedoch
aus den hierin einleitend diskutierten Zusammenhängen ohne weiteres ableitbar
oder erschließbar sind, durch ein Verfahren zur Herstellung von synthetischen
Fäden mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 1. Zweckmäßige Abwandlungen
des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in den auf Anspruch 1 rückbezogenen
Unteransprüchen unter Schutz gestellt. Der durch das Verfahren erhältliche,
synthetische Faden wird im unabhängigen Produktanspruch beschrieben. Die
Weiterverarbeitung des synthetischen Fadens in einem Streck- oder einem
Strecktexturierprozeß wird im Anspruch 12 geschützt, wohingegen sich Anspruch
13 auf die Verwendung des synthetischen Fadens zur Herstellung von
Stapelfasern bezieht.
Dadurch, daß man bei einem Verfahren zur Herstellung von synthetischen Fäden
aus einer auf faserbildenden Matrix-Polymeren basierenden Schmelze-Mischung,
bei welchem Verfahren dem faserbildenden Matrix-Polymer wenigstens ein
zweites amorphes Additiv-Polymer, welches mit dem faserbildenden Matrix-
Polymer unverträglich ist, in einer Menge von 0,05 bis 5 Gew.-%, bezogen auf
das Gesamtgewicht an faserbildendem Matrix-Polymer und mit diesem
unverträglichen Additiv-Polymer, zugesetzt wird, wobei das Additiv-Polymer
durch mehrfache Initiierung erhältlich ist, gelingt es auf nicht ohne weiteres
vorhersehbare Weise, ein Verfahren zur Herstellung von synthetischen Fäden aus
einer auf faserbildenden Matrix-Polymeren basierenden Mischung zur Verfügung
zu stellen, welches die Herstellung synthetischer Fäden mit einer geringeren
Fadenbruchrate auf einfache Art und Weise ermöglicht. Insbesondere ist für das
erfindungsgemäße Verfahren eine Granulierung des Dehnungserhöhungsmittels
nicht mehr erforderlich.
Zugleich besitzt das erfindungsgemäße Verfahren eine Reihe weiterer Vorteile.
Hierzu gehören unter anderem:
- - Das erfindungsgemäße Verfahren ist auf einfache Art und Weise, großtechnisch und kostengünstig durchführbar. Insbesondere erlaubt das Verfahren das Spinnen und Aufspulen bei hohen Abzugsgeschwindigkeiten.
- - Aufgrund der hohen Gleichmäßigkeit des durch das Verfahren erhältlichen synthetischen Fadens ist es auf einfache Art und Weise möglich, einen guten Spulenaufbau einzustellen, der eine gleichmäßige und nahezu fehlerfreie Anfärbung und Weiterverarbeitung des synthetischen Fadens erlaubt.
- - Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere zur Herstellung von POYs auf Polyesterbasis mit Reißdehnungswerten im Bereich von 90%-165%, einer hohen Gleichmäßigkeit bezüglich der Filament-Kennwerte sowie einem geringen Kristallisationsgrad geeignet.
- - Die durch das Verfahren erhältlichen, synthetischen Fäden können auf einfache Art und Weise großtechnisch und kostengünstig weiterverarbeitet werden. Beispielsweise können die erfindungsgemäßen POYs bei hohen Geschwindigkeiten und einer geringen Anzahl an Fadenbrüchen gestreckt oder strecktexturiert werden.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung betrifft die Herstellung von
synthetischen Fäden aus einer auf faserbildenden Matrix-Polymeren basierenden
Schmelze-Mischung.
Das Verspinnen kann sowohl durch ein Direktspinnverfahren, bei welchem das
Dehnungserhöhungsmittel in Form einer Schmelze zur Schmelze des Matrix-
Polymeren zudosiert wird, als auch durch ein Extruderspinnverfahren, bei
welchem das Dehnungserhöhungsmittel als Feststoff zum Matrix-Polymer
zudosiert und daran anschließend aufgeschmolzen wird, erfolgen. Weitere Details
zu den genannten Verfahren können dem Stand der Technik, beispielsweise den
Druckschriften EP 0 047 464 B, WO 99/07 927, DE 100 49 617 und DE 100 22 889
entnommen werden, auf deren Offenbarung hiermit explizit bezug
genommen wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bezeichnen synthetische Fäden alle Arten
von Fäden, die durch Verspinnen thermoplastisch verarbeitbarer Mischungen von
synthetischen Polymeren erhältlich sind. Sie umfassen unter anderem Stapelfasern
(Spinnfasern), textile Filamente, wie Glattgarne, POYs, FOYs, und technische
Filamente.
Weitere Details zu synthetischen Fäden sowie zu den genannten Gruppen,
insbesondere bezüglich ihrer Materialeigenschaften, und den üblichen
Herstellungsbedingungen können aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus
Fourné "Synthetische Fasern: Herstellung, Maschinen und Apparate,
Eigenschaften; Handbuch für Anlagenplannung, Maschinenkonstruktion und
Betrieb" München, Wien; Hanser-Verlag, 1995 sowie den Druckschriften DE 199 37 727
(Stapelfasern), DE 199 37 728 und DE 199 37 729 (technische Garne) und
WO 99/07 927 (POYs) entnommen werden. Auf den Offenbarungsgehalt dieser
Schriften wird daher explizit Bezug genommen.
Im Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von
Stapelfasern, Glattgarnen, POYs, FOYs oder technischen Filamenten eingesetzt.
Dabei hat es sich für die Herstellung von POYs als ganz besonders geeignet
erwiesen.
Als faserbildende Matrix-Polymere kommen erfindungsgemäß thermoplastisch
verarbeitbare Polymere, vorzugsweise Polyamide, wie Polyamid-6 und Polyamid-
6,6 und Polyester in Frage. Auch Mischungen verschiedener Polymere sind
denkbar. Dabei werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung Polyester
bevorzugt, insbesondere Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylennaphthalat,
Polytrimethylenterephthalat (PTMT) und Polybutylenterephthalat (PBT). In einer
besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das
Matrix-Polymer Polyethylenterephthalat, Polytrimethylenterephthalat oder
Polybutylenterephthalat, insbesondere Polyethylenterephthalat.
Erfindungsgemäß bevorzugt werden Homopolymere. Es kommen aber auch
Copolymere, vorzugsweise Polyester-Copolymere mit einem Anteil bis zu etwa
15 Mol-% üblicher Comonomerer, wie z. B. Diethylenglykol, Triethylenglykol,
1,4-Cyclohexandimethanol, Polyethylenglykol, Isophthalsäure und/oder
Adipinsäure, in Frage.
Die erfindungsgemäßen Polymere können als weitere Bestandteile Additive
enthalten, wie sie für thermoplastische Formmassen üblich sind und zur
Verbesserung der Polymereigenschaften beitragen. Als solche seien
beispielsweise genannt: Antistatika, Antioxidantien, Flammschutzmittel,
Schmiermittel, Farbstoffe, Lichtstabilisatoren, Polymerisationskatalysatoren und
-hilfsmittel, Haftvermittler, Mattierungsmittel und/oder organische Phosphite.
Diese Zusatzstoffe werden in üblicher Menge, vorzugsweise in Mengen von bis
zu 10 Gew.-%, bevorzugt < 1 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% der
Polymermischung, eingesetzt.
Wird beim erfindungsgemäßen Verfahren ein Polyester eingesetzt, so kann dieser
auch einen geringen Anteil (maximal 0,5 Gew.-%) an Verzweigerkomponenten
enthalten, also z. B. polyfunktionelle Säuren, wie Trimellitsäure, Pyromellitsäure,
oder tri- bis hexavalente Alkohole, wie Trimethylolpropan, Pentaerythrit,
Dipentaerythrit, Glycerin, oder entsprechende Hydroxysäuren.
Erfindungsgemäß wird dem Matrix-Polymer ein Additiv-Polymer in einer Menge
von mindestens 0,05 Gew.-% zugesetzt, wobei das Additiv-Polymer amorph und
in dem Matrix-Polymer weitgehend unlöslich sein muß. Im wesentlichen sind die
beiden Polymere miteinander nicht kompatibel und bilden zwei Phasen, die
mikroskopisch unterschieden werden können. Weiterhin muß das Additiv-
Polymer eine Glasumwandlungstemperatur (bestimmt durch DSC mit 10°C/min
Aufheizrate) von mehr als 100°C haben und thermoplastisch verarbeitbar sein.
Die Schmelzeviskosität des Additiv-Polymers ist dabei so zu wählen, daß das
Verhältnis seiner auf die Meßzeit Null extrapolierten Schmelzeviskosität,
gemessen bei einer Oszillationsrate von 2,4 Hz und einer Temperatur, die gleich
der Schmelztemperatur des Matrix-Polymers plus 34,0°C ist (für
Polyethylenterephthalat 290°C) relativ zu derjenigen des Matrix-Polymers,
gemessen unter gleichen Bedingungen, zwischen 1 : 1 und 10 : 1 liegt. D. h. die
Schmelzeviskosität des Additiv-Polymers ist mindestens gleich oder bevorzugt
höher als die des Matrix-Polymers.
Bevorzugt liegt das Verhältnis der Schmelzeviskosität des Copolymers zu der des
Matrix-Polymers unter oben genannten Bedingungen zwischen 1,4 : 1 und 8 : 1.
Besonders bevorzugt ist ein Verhältnis der Schmelzeviskositäten zwischen 1,7 : 1
und 6,5 : 1. Unter diesen Bedingungen beträgt die mittlere Teilchengröße des
Additivpolymers 140-350 nm.
Die dem Matrix-Polymer zuzusetzende Menge des Additiv-Polymers beträgt
zwischen 0,05 Gew.-% und 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der
Polymermischung. Für viele Anwendungen, beispielsweise für die Herstellung
von POYs, genügen Zugabemengen von weniger als 1,5%, bei
Abzugsgeschwindigkeiten über 3500 und bis zu 6000 m/min und mehr, sogar
oftmals weniger als 1,0%, was ein erheblicher Kostenvorteil ist.
Die Vermischung des Additiv-Polymers mit dem Matrix-Polymer erfolgt auf an
sich bekannte Weise. Sie wird beispielsweise in der WO 99/07 927 oder der DE 100 22 889
beschrieben, auf deren Offenbarung hiermit explizit bezug genommen
wird.
Das Verspinnen der Polymermischung erfolgt bei Temperaturen, je nach
Matrix-Polymer, im Bereich von 220 bis 320°C.
Die im Rahmen der Erfindung dem faserbildenden Polymer zuzusetzenden
Additiv-Polymere können, sofern sie vorstehend genannte Eigenschaften besitzen,
eine unterschiedliche, chemische Zusammensetzung aufweisen. Erfindungsgemäß
besonders geeignete Additiv-Polymere umfassen die nachfolgend genannten
Polymere und/oder Copolymere:
- 1. Ein Polymer, das durch Polymerisation von Monomeren der allgemeinen
Formel (I):
erhältlich ist, wobei R1 und R2 Substituenten, bestehend aus den optionalen Atomen C, H, O, S, P und Halogenatomen sind und die Summe des Molekulargewichts von R1 und R2 mindestens 40 beträgt. Beipielhafte Monomereinheiten umfassen Acrylsäure, Methacrylsäure, und CH2=CR- COOR', wobei R ein H-Atom oder eine CH3-Gruppe und R' ein C1-15- Alkylrest oder ein C5-12-Cycloalkylrest oder ein C6-14-Arylrest ist, sowie Styrol und C1-3-alkylsubstituierte Styrole. - 2. Ein Copolymer, welches folgende Monomereinheiten enthält:
A = Acrylsäure, Methacrylsäure oder CH2=CR-COOR', wobei R ein H-Atom oder eine CH3-Gruppe und R' ein C1-15-Alkylrest oder ein C5-12-Cycloalkylrest oder ein C6-14-Arylrest ist,
B = Styrol oder C1-3-alkylsubstituierte Styrole,
wobei das Copolymer aus 60 bis 98 Gew.-% A und 2 bis 40 Gew.-% B, vorzugsweise aus 83 bis 98 Gew.-% A und 2 bis 17 Gew.-% B, und besonders bevorzugt aus 90 bis 98 Gew.-% A und 2 bis 10 Gew.-% B (Summe = 100 Gew.-%) besteht. - 3. Ein Copolymer, welches folgende Monomereinheiten enthält:
C = Styrol oder C1-3-alkylsubstituierte Styrole,
D = eines oder mehrere Monomere der Formel II, III oder IV
wobei R3, R4 und R5 jeweils ein H-Atom oder ein C1-15-Alkylrest oder ein C6-14-Arylrest oder ein C5-12 Cycloalkylrest sind,
wobei das Copolymer aus 15 bis 95 Gew.-% C und 2 bis 80 Gew.-% D, vorzugsweise aus 50 bis 90 Gew.-% C und 10 bis 50 Gew.-% D und besonders bevorzugt aus 70 bis 85-% C und 15 bis 30 Gew.-% D besteht, wobei die Summe aus C und D zusammen 100 Gew.-% ergibt. - 4. Ein Copolymer, welches folgende Monomereinheiten enthält:
E = Acrylsäure, Methacrylsäure oder CH2=CR-COOR', wobei R ein H-Atom oder eine CH3-Gruppe und R' ein C1-15-Alkylrest oder ein C5-12Cycloalkylrest oder ein C6-14-Arylrest ist,
F = Styrol oder C1-3-alkylsubstitutierte Styrole,
G = eines oder mehrere Monomere der Formel II, III oder IV
wobei R3, R4 und R5 jeweils ein H-Atom oder ein C1-15-Alkylrest oder ein C5-12-Cycloalkylrest oder ein C6-14-Arylrest sind,
H = eines oder mehrerer etyhlenisch ungesättigter mit E und/oder mit F und/oder G copolymerisierbarer Monomerer aus der Gruppe, welche aus α-Methylstyrol, Vinylacetat, Acrylsäureestern, Methacrylsäureestern, die von E verschieden sind, Acrylnitril, Acrylamid, Methacrylamid, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, halogensubstituierten Styrolen, Vinylethern, Isopropenylethern und Dienen besteht,
wobei das Copolymer aus 30 bis 99 Gew.-% E, 0 bis 50 Gew.-% F, 0 bis
50 Gew.-% G und 0 bis 50 Gew.-% H, vorzugsweise aus 45 bis 97 Gew.-
%E, 0 bis 30 Gew.-% F, 3 bis 40 Gew.-% G und 0 bis 30 Gew.-% H und
besonders bevorzugt aus 60 bis 94 Gew.-% E, 0 bis 20 Gew.-% F, 6 bis 30 Gew.-%
G und 0 bis 20 Gew.-% H besteht, wobei die Summe aus E, F, G
und H zusammen 100 Gew.-% ergibt.
Es handelt sich bei der Komponente H um eine optionale Komponente. Obwohl
die erfindungsgemäß zu erzielenden Vorteile bereits durch Copolymere, welche
Komponenten aus den Gruppen E bis G aufweisen, erreicht werden können, treten
die erfindungsgemäß zu erzielenden Vorteile auch auf, wenn am Aufbau des
erfindungsgemäß einzusetzenden Copolymeren weitere Monomere aus der Gruppe
H beteiligt sind.
Die Komponente H wird vorzugsweise so ausgewählt, daß sie keinen nachteiligen
Effekt auf die Eigenschaften des erfindungsgemäß zu verwendenden Copolymers
hat.
Die Komponente H kann u. a. deswegen eingesetzt werden, um die Eigenschaften
des Copolymeren auf erwünschte Weise zu modifizieren, beispielsweise durch
Steigerungen oder Verbesserungen der Fließeigenschaften, wenn das Copolymer
auf die Schmelztemperatur erhitzt wird, oder zur Reduzierung einer Restfarbe im
Copolymer oder durch Verwendung eines polyfunktionellen Monomeren, um auf
diese Art und Weise ein gewisses Maß an Vernetzung in das Copolymer
einzuführen.
Daneben kann H auch so gewählt werden, daß eine Copolymerisation von
Komponenten E bis 6 überhaupt erst möglich oder unterstützt wird, wie im Fall
von MSA und MMA, die an sich nicht copolymerisieren, jedoch bei Zusatz einer
dritten Komponente wie Styrol problemlos copolymerisieren.
Zu den für diesen Zweck geeigneten Monomeren gehören u. a. Vinylester, Ester
der Acrylsäure, beispielsweise Methyl- und Ethylacrylat, Ester der
Methacrylsäure, die sich von Methylmethacrylat unterscheiden, beispielsweise
Butylmethacrylat und Ethylhexylmethacrylat, Acrylnitril, Acrylamid,
Methacrylamid, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Styrol, α-Methylstyrol und die
verschiedenen, halogensubstituierten Styrole, Vinyl- und Isopropenylether, Diene,
wie beispielsweise 1,3-Butadien und Divinylbenzol. Die Farbverminderung des
Copolymeren kann beispielsweise besonders bevorzugt durch Einsatz eines
elektronenreichen Monomeren, wie beispielsweise eines Vinylethers, Vinylacetat,
Styrol oder α-Methylstryrol, erreicht werden.
Besonders bevorzugt unter den Verbindungen der Komponente H sind
aromatische Vinylmonomere, wie beispielsweise Styrol oder α-Methylstyrol.
Die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Additiv-Polymere ist an
sich bekannt. Sie können in Substanz-, Lösungs-, Suspensions- oder
Emulsionspolymerisation hergestellt werden. Hilfreiche Hinweise finden sich
hinsichtlich der Substanzpolymerisation bei "Houben-Weyl", Band E20, Teil 2
(1987), Seite 114Sff. Hinweise zur Lösungspolymerisation findet man eben dort
auf Seite 1156ff. Die Suspensionspolymerisationstechnik wird eben dort auf Seite
1149ff beschrieben, während die Emulsionspolymerisation eben dort auf Seite
1150ff ausgeführt und erläutert wird.
Besonders bevorzugt sind im Rahmen der Erfindung Perlpolymerisate, deren
Teilchengröße in einem besonders günstigen Bereich liegt. Besonders bevorzugt
liegen die erfindungsgemäß durch beispielsweise Einmischen in die Schmelze der
Faserpolymeren zu verwendenden Additiv-Polymere in Form von Teilchen mit
einem mittleren Durchmesser von 0,1 bis 1,0 mm vor. Es sind jedoch auch
größere oder kleinere Perlen einsetzbar.
Sämtliche erfindungsgemäßen Copolymere sind im Handel erhältlich oder nach
einem für den Fachmann geläufigen Verfahren herstellbar.
Für Polymermischungen aus Polyethylenterephthalat für textile Anwendungen,
wie POYs mit einer Grenzviskositätszahl von etwa 0,55 bis 0,75 dl/g und
Additiv-Polymeren des Typs 1, 2, 3 oder 4 werden Additiv-Polymere mit
Viskositätszahlen im Bereich von 70 bis 130 cm3/g bevorzugt.
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Additiv-Polymer zugesetzt, welches
durch mehrfache Initiierung erhältlich ist. Dabei umfaßt der Begriff "mehrfache
Initiierung" sowohl eine ein- oder mehrfache Nachinitiierung einer radikalischen
Polymerisation, d. h. die ein- oder mehrfache, erneute Zugabe von Initiator zu
späteren Reaktionszeiten, als auch die radikalische Polymerisation in Gegenwart
von einem Gemisch umfassend mindestens zwei Initiatoren mit abgestuften
Halbwertszeiten, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt
wird. Abgestufte Halbwertszeit bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung,
daß die mindestens zwei Initiatoren jeweils für sich bei einer bestimmten
Temperatur unterschiedliche Halbwertszeiten besitzen bzw. die gleiche
Halbwertszeit aufweisen, jedoch in unterschiedlichen Temperaturbereichen.
Vorzugsweise werden Initiatoren verwendet, die jeweils eine Halbwertszeit von
einer Stunde in Temperaturbereichen aufweisen, die mindestens 10°C
auseinander liegen. Als Initiator aus den einzelnen Temperaturbereichen können
jeweils eine einzelne Verbindung als Initiator verwendet werden; es ist jedoch
auch möglich, jeweils zwei oder mehrere Initiatoren mit den entsprechenden
Halbwertszeiten aus den entsprechenden Temperaturbereichen einzusetzen.
Derartige Polymerisationen werden beispielsweise in den Druckschriften US 4 588 798,
US 4 605 717, EP 489 318, DE 199 17 987 und den darin zitierten
Schriften beschrieben. Auf den Offenbarungsgehalt der genannten
Druckschriften wird hiermit explizit Bezug genommen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat es sich als besonders zweckmäßig
erwiesen, ein Initiatorengemisch zu verwenden, welches einen Initiator I1 mit
einer Halbwertszeit T1 von einer Stunde im Bereich 70 bis 85°C und einen
weiteren Initiator I2 mit einer Halbwertszeit T2 von einer Stunde im Bereich 85
bis 100°C aufweist. Weitere Initiatoren In, die gegebenenfalls eingesetzt werden
können, besitzen vorzugsweise Zerfallstemperaturen Tn zwischen T1 und T2 auf.
Die Menge des zu verwendenden Initiatorgemischs kann in verhältnismäßig
weiten Grenzen variiert werden; es kann damit die Polymerisationszeit gesteuert
werden; auch läßt sich die Polymerisationstemperatur durch die Menge der
verwendeten Initiatoren beeinflussen. Die erfindungsgemäß verwendeten
Mengenangaben sind in Gewichtsteile Initiator pro 100 Gewichtsteile Monomere
angegeben. Vorteilhaft ist es, eine Gesamtmenge an Initiatorgemisch von etwa
0,05 bis 1,0 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile Monomere einzusetzen,
zweckmäßigerweise 0,05 bis 0,5 Gewichtsteile, insbesondere 0,15 bis
0,4 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile Monomere.
Das Gewichtsverhältnis der einzelnen Initiatoren zueinander im
Initiatorengemisch kann ebenfalls innerhalb verhältnismäßig weiten Grenzen
variiert werden; bevorzugt liegt das Gewichtsverhältnis der einzelnen Initiatoren
zueinander im Bereich von 1 : 1 bis 1 : 10, vorzugsweise 1 : 1 bis 1 : 4. Geeignete
Mengen und Mischungsverhältnisse können anhand einfacher Vorversuche
bestimmt werden.
Geeignete Initiatoren, die erfindungsgemäß eingesetzt werden können, umfassen
die an sich üblichen Initiatoren, die für die Radikalbildung bei radikalisch
initiierten Polymerisationen verwendet werden. Dazu gehören Verbindungen, wie
organische Peroxide, wie Dicumylperoxid, Diacylperoxide, wie Dilauroylperoxid,
Peroxydicarbonate, wie Diisopropylperoxydicarbonat, Perester wie tert.
Butylperoxy-2-ethylhexanoat und dergleichen. Auch weitere Verbindungstypen,
welche Radikale bilden können, sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung
geeignet. Hierzu gehören insbesondere Azo-Verbindungen, wie 2,2'-
Azobisisobutyronitril und 2,2'-Azobis-(2,4-dimethylvaleronitril).
Besonders bewährt haben sich Initiatorengemische, deren Komponenten
ausgewählt sind aus den folgenden Initiatoren:
tert. Amylperoxy-pivalat, Halbwertszeit T (1 Stunde) = 71°C,
2,2'-Azobis-(2,4-dimethylvaleronitril) T (1 Stunde) = 71°C,
Di-(2,4-dichlorbenzoyl)-peroxid T (1 Stunde) = 72°C,
tert. Butylperoxy-pivalat T (1 Stunde) = 74°C,
2,2'-Azobis-(2-amidinopropane)-dihydrochlorid T (1 Stunde) = 74°C,
Di-(3,5,5-trimethyl-hexanoyl)-peroxid T (1 Stunde) = 78°C,
Dioctanoylperoxid T (1 Stunde) = 79°C,
Dilauroylperoxid T (1 Stunde) = 80°C,
Didecanoylperoxid T (1 Stunde) = 80°C,
2,2'-Azobis-(N,N'-dimethylenisobutyramidine) T (1 Stunde) = 80°C,
Di-(2-methylbenzoyl)-peroxid T (1 Stunde) = 81°C,
2,2'-Azobisisobutyronitril T (1 Stunde) = 82°C,
Dimethyl-2,2'-azobisisobutyrat T (1 Stunde) = 83°C,
2,2'-Azobis-(2-methylbutyronitril) T (1 Stunde) = 84°C,
2,5-Dimethyl-2,5-di-(2-ethylhexanoylperoxy)-hexan T (1 Stunde) = 84°C,
4,4'-Azobis-(cyanopentansäure) T(1 Stunde) = 86°C,
Di-(4-methylbenzoyl)-peroxid T (1 Stunde) = 89°C,
Dibenzoyl-peroxid T (1 Stunde) = 91°C,
tert. Amylperoxy-2-ethylhexanoat T (1 Stunde) = 91°C,
tert. Butylperoxy-2-ethylhexanoat T (1 Stunde) = 92°C,
tert. Butylperoxy-isobutyrat T (1 Stunde) = 96°C.
tert. Amylperoxy-pivalat, Halbwertszeit T (1 Stunde) = 71°C,
2,2'-Azobis-(2,4-dimethylvaleronitril) T (1 Stunde) = 71°C,
Di-(2,4-dichlorbenzoyl)-peroxid T (1 Stunde) = 72°C,
tert. Butylperoxy-pivalat T (1 Stunde) = 74°C,
2,2'-Azobis-(2-amidinopropane)-dihydrochlorid T (1 Stunde) = 74°C,
Di-(3,5,5-trimethyl-hexanoyl)-peroxid T (1 Stunde) = 78°C,
Dioctanoylperoxid T (1 Stunde) = 79°C,
Dilauroylperoxid T (1 Stunde) = 80°C,
Didecanoylperoxid T (1 Stunde) = 80°C,
2,2'-Azobis-(N,N'-dimethylenisobutyramidine) T (1 Stunde) = 80°C,
Di-(2-methylbenzoyl)-peroxid T (1 Stunde) = 81°C,
2,2'-Azobisisobutyronitril T (1 Stunde) = 82°C,
Dimethyl-2,2'-azobisisobutyrat T (1 Stunde) = 83°C,
2,2'-Azobis-(2-methylbutyronitril) T (1 Stunde) = 84°C,
2,5-Dimethyl-2,5-di-(2-ethylhexanoylperoxy)-hexan T (1 Stunde) = 84°C,
4,4'-Azobis-(cyanopentansäure) T(1 Stunde) = 86°C,
Di-(4-methylbenzoyl)-peroxid T (1 Stunde) = 89°C,
Dibenzoyl-peroxid T (1 Stunde) = 91°C,
tert. Amylperoxy-2-ethylhexanoat T (1 Stunde) = 91°C,
tert. Butylperoxy-2-ethylhexanoat T (1 Stunde) = 92°C,
tert. Butylperoxy-isobutyrat T (1 Stunde) = 96°C.
Erfindungsgemäß ganz besonders bevorzugt werden peroxidische Initiatoren.
Die Polymerisation kann weitgehend oder über weite Bereiche unter isothermen
Bedingungen durchgeführt werden. In einer besonders bevorzugten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt die Polymerisation in
mindestens zwei Schritten. In einem ersten Schritt wird zunächst bei einer
niedrigeren Temperatur, vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 60 und
85°C, polymerisiert. In einem zweiten Schritt wird die Polymerisation bei einer
höheren Temperatur, vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 85 und 120°C,
fortgesetzt.
Vorzugsweise weist das Additiv-Polymer einen Restmonomergehalt von kleiner
0,62 Gew.-%, zweckmäßigerweise kleiner 0,47 Gew.-%, vorzugsweise kleiner
0,42 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Additiv-Polymers, auf
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist
der Restmonomergehalt des Additiv-Polymers kleiner 0,37 Gew.-%,
vorzugsweise kleiner 0,30 Gew.-%, zweckmäßigerweise kleiner 0,25 Gew.-%,
insbesondere kleiner 0,20 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des
Additiv-Polymers.
Dabei bezeichnet erfindungsgemäß der Restmonomergehalt im Additiv-Polymer
die Menge an Monomer, die nach der Polymerisation und Polymerisolierung im
Additiv-Polymer verbleibt. Üblicherweise liegt er bei durch radikalische
Polymerisation hergestellten Polymeren im Bereich von 0,65 Gew.-% bis 1,0 Gew.-%,
bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymers. Verfahren zur
Reduzierung des Restmonomergehaltes eines Polymers sind aus dem Stand der
Technik bekannt. Beispielsweise kann er durch Entgasen der Polymerschmelze,
vorzugszuweise im Extruder, direkt vor dem Spinnen erniedrigt werden. Darüber
hinaus ist es auch durch geeignete Wahl der Polymerisationsparameter möglich,
Polymere mit einem reduzierten Restmonomergehalt zu erhalten.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es weiterhin überaus vorteilhaft, dem
Additiv-Polymer eine Rieselhilfe beizumischen. Dabei bezeichnen Rieselhilfen
alle Hilfsmittel, die pulverförmigen oder granulierten, insbesondere
hygroskopischen Substanzen in geringen Mengen beigemischt werden, um deren
Verklumpen oder Zusammenbacken zu verhindern und so dauerhaftes, freies
Fließen zu gewährleisten. Als solche auch Antikleber, Antibackmittel oder
Fluidifikantien genannte Rieselhilfen kommen wasserunlösliche,
hydrophobierende oder Feuchtigkeit adsorbierende Pulver von Kieselgur,
pyrogenen Kieselsäuren, Tricalciumphosphat, Calciumsilicaten, Al2O3, MgO,
MgCO3, ZnO, Stearaten, Fettaminen (s. CD "Römpp Chemie-Lexikon - Version
1.0", Stuttgart/New York: Georg Thieme-Verlag 1995) in Frage. Im Rahmen der
vorliegenden Erfindung haben sich derartige Rieselhilfen als nur bedingt geeignet
erwiesen, da sie für das Spinnverfahren nachteilig sind. Zum einen können sie
sich in der Spinnvorrichtung ablagern und auf diese Weise zu Verstopfungen der
Leitungen und Düsen und somit zu Betriebsstörungen führen. Weiterhin besteht
die Gefahr, durch die "Fremdstoffe" die Materialeigenschaften der resultierenden
synthetischen Fäden zu verschlechtern und die Fadenbruchrate während dem
Spinnen zu erhöhen.
Erfindungsgemäß werden daher Polymere und/oder Copolymere als Rieselhilfen
besonders bevorzugt. Dabei haben sich die nachfolgend genannten Polymere
und/oder Copolymere als ganz besonders zweckmäßig erwiesen:
- 1. Ein Polymer, das durch Polymerisation von Monomeren der allgemeinen
Formel (I):
erhältlich ist, wobei R1 und R2 Substituenten, bestehend aus den optionalen Atomen C, H, O, S, P und Halogenatomen sind und die Summe des Molekulargewichts von R1 und R2 mindestens 40 beträgt. Beipielhafte Monomereinheiten umfassen Acrylsäure, Methacrylsäure, und CH2=CR- COOR', wobei R ein H-Atom oder eine CH3-Gruppe und R' ein C1-15- Alkylrest oder ein C5-12-Cycloalkylrest oder ein C6-14-Arylrest ist, sowie Styrol und C1-3-alkylsubstituierte Styrole. - 2. Ein Copolymer, welches folgende Monomereinheiten enthält:
A = Acrylsäure, Methacrylsäure oder CH2=CR-COOR', wobei R ein H-Atom oder eine CH3-Gruppe und R' ein C1-15-Alkylrest oder ein C5-12-Cycloalkylrest oder ein C6-14-Arylrest ist,
B = Styrol oder C1-3-alkylsubstituierte Styrole,
wobei das Copolymer aus 60 bis 98 Gew.-% A und 2 bis 40 Gew.-% B, vorzugsweise aus 83 bis 98 Gew.-% A und 2 bis 17 Gew.-% B, und besonders bevorzugt aus 90 bis 98 Gew.-% A und 2 bis 10 Gew.-% B (Summe = 100 Gew.-%) besteht. - 3. Ein Copolymer, welches folgende Monomereinheiten enthält:
C = Styrol oder C1-3-alkylsubstituierte Styrole,
D = eines oder mehrere Monomere der Formel II, III oder IV
wobei R3, R4 und R5 jeweils ein H-Atom oder ein C1-15-Alkylrest oder ein C6-14-Arylrest oder ein C5-12-Cycloalkylrest sind,
wobei das Copolymer aus 15 bis 95 Gew.-% C und 2 bis 80 Gew.-% D, vorzugsweise aus 50 bis 90 Gew.-% C und 10 bis 50 Gew.-% D und besonders bevorzugt aus 70 bis 85-% C und 15 bis 30 Gew.-% D besteht, wobei die Summe aus C und D zusammen 100 Gew.-% ergibt. - 4. Ein Copolymer, welches folgende Monomereinheiten enthält:
E = Acrylsäure, Methacrylsäure oder CH2=CR-COOR', wobei R ein H-Atom oder eine CH3-Gruppe und R' ein C1-15-Alkylrest oder ein C5-12Cycloalkylrest oder ein C6-14-Arylrest ist,
F = Styrol oder C1-3-alkylsubstitutierte Styrole,
G = eines oder mehrere Monomere der Formel II, III oder IV
wobei R3, R4 und R5 jeweils ein H-Atom oder ein C1-15-Alkylrest oder ein C5-12-Cycloalkylrest oder ein C6-14-Arylrest sind,
H = eines oder mehrerer etyhlenisch ungesättigter mit E und/oder mit F und/oder G copolymerisierbarer Monomerer aus der Gruppe, welche aus α-Methylstyrol, Vinylacetat, Acrylsäureestern, Methacrylsäureestern, die von E verschieden sind, Acrylnitril, Acrylamid, Methacrylamid, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, halogensubstituierten Styrolen, Vinylethern, Isopropenylethern und Dienen besteht,
wobei das Copolymer aus 30 bis 99 Gew.-% E, 0 bis 50 Gew.-% F, 0 bis 50 Gew.-% G und 0 bis 50 Gew.-% H, vorzugsweise aus 45 bis 97 Gew.- %E, 0 bis 30 Gew.-% F, 3 bis 40 Gew.-% G und 0 bis 30 Gew.-% H und besonders bevorzugt aus 60 bis 94 Gew.-% E, 0 bis 20 Gew.-% F, 6 bis 30 Gew.-% G und 0 bis 20 Gew.-% H besteht, wobei die Summe aus E, F, G und H zusammen 100 Gew.-% ergibt.
Es handelt sich bei der Komponente H um eine optionale Komponente. Obwohl
die erfindungsgemäß zu erzielenden Vorteile bereits durch Copolymere, welche
Komponenten aus den Gruppen E bis 6 aufweisen, erreicht werden können, treten
die erfindungsgemäß zu erzielenden Vorteile auch auf, wenn am Aufbau des
erfindungsgemäß einzusetzenden Copolymeren weitere Monomere aus der Gruppe
H beteiligt sind.
Die Komponente H wird vorzugsweise so ausgewählt, daß sie keinen nachteiligen
Effekt auf die Eigenschaften des erfindungsgemäß zu verwendenden Copolymeren
hat.
Die Komponente H kann u. a. deswegen eingesetzt werden, um die Eigenschaften
des Copolymeren auf erwünschte Weise zu modifizieren, beispielsweise durch
Steigerungen oder Verbesserungen der Fließeigenschaften, wenn das Copolymer
auf die Schmelztemperatur erhitzt wird, oder zur Reduzierung einer Restfarbe im
Copolymer oder durch Verwendung eines polyfunktionellen Monomeren, um auf
diese Art und Weise ein gewisses Maß an Vernetzung in das Copolymer
einzuführen.
Daneben kann H auch so gewählt werden, daß eine Copolymerisation von
Komponenten E bis 6 überhaupt erst möglich oder unterstützt wird, wie im Fall
von MSA und MMA, die an sich nicht copolymerisieren, jedoch bei Zusatz einer
dritten Komponente wie Styrol problemlos copolymerisieren.
Zu den für diesen Zweck geeigneten Monomeren gehören u. a. Vinylester, Ester
der Acrylsäure, beispielsweise Methyl- und Ethylacrylat, Ester der
Methacrylsäure, die sich von Methylmethacrylat unterscheiden, beispielsweise
Butylmethacrylat und Ethylhexylmethacrylat, Acrylnitril, Acrylamid,
Methacrylamid, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Styrol, α-Methylstyrol und die
verschiedenen halogensubstituierten Styrole, Vinyl- und Isopropenylether, Diene,
wie beispielsweise 1,3-Butadien und Divinylbenzol. Die Farbverminderung des
Copolymeren kann beispielsweise besonders bevorzugt durch Einsatz eines
elektronenreichen Monomeren, wie beispielsweise eines Vinylethers, Vinylacetat,
Styrol oder α-Methylstryrol, erreicht werden.
Besonders bevorzugt unter den Verbindungen der Komponente H sind
aromatische Vinylmonomere, wie beispielsweise Styrol oder α-Methylstyrol.
Die Herstellung der genannten Rieselhilfen ist an sich bekannt. Sie können in
Substanz-, Lösungs-, Suspensions- oder Emulsionspolymerisation hergestellt
werden. Hilfreiche Hinweise finden sich hinsichtlich der Substanzpolymerisation
bei "Houben-Weyl", Band E20, Teil 2 (1987), Seite 114Sff. Hinweise zur
Lösungspolymerisation findet man eben dort auf Seite 1156ff. Die
Suspensionspolymerisationstechnik wird eben dort auf Seite 1149ff beschrieben,
während die Emulsionspolymerisation eben dort auf Seite 1150ff ausgeführt und
erläutert wird. Gegebenenfalls müssen die Polymere noch gemahlen werden.
Erfindungsgemäß werden insbesondere Rieselhilfen bevorzugt, deren
Teilchengröße in einem besonders günstigen Bereich liegt. Besonders bevorzugt
liegen die in Form von Teilchen mit einem mittleren Durchmesser von 0,01 bis
100 µm vor. Es sind jedoch auch Rieselhilfen mit größeren oder kleineren
Teilchengrößen einsetzbar.
Die imidisierten Copolymertypen 3 und 4 können sowohl aus den Monomeren
unter Verwendung eines monomeren Imids hergestellt werden als auch durch
nachträgliche vollständige oder bevorzugt partielle Imidisierung eines das
entsprechende Maleinsäurederivat enthaltenden Copolymers. Erhalten werden
diese Rieselhilfen beispielsweise durch vollständige oder bevorzugt partielle
Umsetzung des entsprechenden Copolymers in der Schmelzphase mit Ammoniak
oder einem primären Alkyl- oder Arylamin, beispielsweise Anilin ("Encyclopedia
of Polymer-Science and Engineering", Vol. 16 [1989], Wiley-Verlag, Seite 78). Die
resultierenden Copolymere müssen gegebenenfalls noch gemahlen werden.
Sämtliche erfindungsgemäßen Copolymere als auch, soweit gegeben, deren nicht
imidisierte Ausgangscopolymere sind im Handel erhältlich oder nach einem für
den Fachmann geläufigen Verfahren herstellbar.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung haben sich Rieselhilfen besonders
bewährt, die eine weitgehend identische, chemische Zusammensetzung wie das
verwendete Additiv-Polymer aufweisen. Vorteilhafterweise weisen die Rieselhilfe
und das verwendete Additiv-Polymer zu mindestens 50 Gew.-%,
zweckmäßigerweise zu mindestens 60 Gew.-%, vorzugsweise zu mindestens 70 Gew.-%,
insbesondere zu mindestens 80 Gew.-%, jeweils bezogen auf das
Gesamtgewicht der Rieselhilfe bzw. des verwendeten Additiv-Polymers, die
gleichen Wiederholungseinheiten auf. In diesem Zusammenhang kennzeichnen
die Wiederholungseinheiten die sich von den ursprünglich eingesetzten
Monomeren ableitenden, wiederkehrenden Einheiten im Polymer.
Erfindungsgemäß besonders vorteilhafte Ergebnisse können erzielt werden, wenn
die Rieselhilfe und das verwendete Additiv-Polymer zu mindestens 90 Gew.-%,
vorzugsweise zu mindestens 95 Gew.-%, insbesondere zu mindestens 97 Gew.-%,
jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Rieselhilfe bzw. des verwendeten
Additiv-Polymers, die gleichen Wiederholungseinheiten aufweisen. In einer ganz
besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stimmen
die Polymerzusammensetzung der Rieselhilfe und die des verwendeten Additiv-
Polymer bezüglich der Wiederholungseinheiten vollständig überein.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es darüber hinaus zweckmäßig, eine
Rieselhilfe einzusetzen, die ein ähnliches Gewichtsmittel des Molekulargewichts
wie das verwendete Additiv-Polymer aufweist. Vorzugsweise weicht das
Gewichtsmittel des Molekulargewichts von der Rieselhilfe um weniger als 50%,
zweckmäßigerweise um weniger als 30%, insbesondere um weniger als 20%,
von dem des verwendeten Additiv-Polymers ab.
Der bevorzugte Konzentrationsbereich der Rieselhilfe im Additiv-Polymer liegt
bei 0,05 bis 5,0 Gew.-%, vorzugsweise bei 0,05 bis 1,0 Gew.-%, jeweils bezogen
auf das Gesamtgewicht von Additiv-Polymer und Rieselhilfe, und hängt von der
Oberfläche und damit vom mittleren Durchmesser der Additiv-Polymere ab. Bei
einem Perlpolymerisat der mittleren Korngröße von 0,7 mm wird eine
Konzentration der Rieselhilfe von 0,05 bis 0,3 Gew.-% bevorzugt. Mit
abnehmendem Durchmesser der Perlen nimmt die für den fließfördernden Effekt
erforderliche Konzentration der Rieselhilfe zu. Bei zu geringer Konzentration der
Rieselhilfe ist der fließfördernde Effekt unvollständig, während bei zu hohen
Konzentrationen der Rieselhilfe keine weitere Verbesserung des Fließverhaltens
erreicht wird, dafür aber eine starke, technisch unerwünschte Staubbildung durch
das überschüssige, feinteilige Rieselhilfe-Pulver eintritt.
Zweckmäßigerweise wird die Rieselhilfe durch ein
Emulsionspolymerisationsverfahren hergestellt und durch Sprühtrocknung
isoliert. Die Sprühtrocknung kann dabei auf an sich bekannte Weise erfolgen.
Beispielhafte Beschreibungen der Sprühtrocknung sind DE 332 067 oder
"Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie", 5. Auflage (1988), B2, Seite 4-23
zu entnehmen. Je nach Sprühaggregat (Einstoffdüse, Zweistoffdüse oder
Zerstäuberscheibe) werden Teilchen mit einem mittleren Korndurchmesser von
20 bis 300 µm erhalten.
Das Mischen von Additiv-Polymer und Rieselhilfe zur Herstellung eines
möglichst gleichmäßigen (homogenen) Dehnungserhöhungsmittel kann auf an
sich bekannte Weise erfolgen. Weitere Details sind beispielsweise in "Ullmanns
Enzyklopädie der technischen Chemie", 5. Auflage (1988) sowie in "Römpps
Chemie-Lexikon" (CD)-Version 1.0, Stuttgart/New York: Georg Thieme-Verlag,
1995 beschrieben.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat es sich als überaus vorteilhaft
erwiesen, das vorzugsweise unter Verwendung eines Wirbelbett-Trockners
getrocknete Additiv-Polymer und die sprühgetrocknete Rieselhilfe unter
Verwendung eines Wirbelbett-Trockners zu mischen. Details zum Wirbelbett-
Verfahren können ebenfalls der Fachliteratur, beispielsweise "Ullmanns
Enzyklopädie der technischen Chemie", 5. Auflage (1988) sowie "Römpps Chemie-
Lexikon" (CD)-Version 1.0, Stuttgart/New York: Georg Thieme-Verlag, 1995
entnommen werden.
Das erfindungsgemäß zu verwendende Dehnungserhöhungsmittel wird im
Unterschied zum Stand der Technik nicht granuliert. Dabei bezeichnet
Granulieren in diesem Zusammenhang die Herstellung sogenannter Pellets
(Granulate) gleicher Gestalt und Größe. Das zu granulierende Polymer wird
üblicherweise in einem Ein- oder Doppelschneckenextruder aufgeschmolzen und
einer Pelletisiermaschine zugeführt. Die Zerkleinerung kann sowohl durch Kalt-
Pelletisierung als auch durch Heiß-Pelletisierung erfolgen. Beim Kalt-
Pelletisieren werden durch die Granulierdüse Stränge, Streifen oder dünne Folien
hergestellt, die nach Erstarren mittels rotierender Messer zerkleinert werden.
Beim Heiß-Pelletisieren wird das plastifizierte Polymer durch die Düse gepreßt
und der austretende Strang mittels eines rotierenden Messers, welches
üblicherweise auf der Düsenplatte befestigt ist, zerkleinert. Die Abkühlung der
Schmelze erfolgt nach dem Pelletisieren üblicherweise entweder mit Luft oder
Wasser.
Die Herstellung der synthetischen Fäden aus den erfindungsgemäßen
Polymermischungen durch Schmelzspinnen geschieht unter Verwendung an sich
bekannter Spinneinrichtungen, wie sie beispielsweise in den Druckschriften DE 199 37 727
(Stapelfasern), DE 199 37 728 und DE 199 37 729 (technische Garne)
und WO 99/07 927 (POYs) beschrieben werden. Auf den Offenbarungsgehalt
dieser Schriften wird daher explizit bezug genommen.
Da sich das erfindungsgemäße Verfahren für die Herstellung von POYs als ganz
besonders zweckmäßig erwiesen hat, wird im folgenden eine besonders
bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung
von POYs beschrieben. Die Übertragung der erfindungsgemäßen Lehre auf
Verfahren zur Herstellung anderer synthetischen Fäden ist dem Fachmann
unmittelbar offensichtlich.
Das Schmelzspinnen von POYs erfolgt vorzugsweise bei
Spinnabzugsgeschwindigkeiten von mindestens 2500 m/min. Hierbei wird das
Filterpaket nach dem bekannten Stand der Technik mit Filtereinrichtungen
und/oder losen Filtermedien (z. B. Stahlsand) bestückt.
Die geschmolzene Polymermischung wird nach erfolgter Scher- und
Filtrationsbehandlung im Düsenpaket durch die Bohrungen der Düsenplatte
gepreßt. In der anschließenden Kühlzone werden die Schmelzefäden mittels
Kühlluft unter ihre Erweichungstemperatur abgekühlt, so daß ein Verkleben oder
Aufstauchen an dem folgenden Fadenleitorgan vermieden wird. Die Ausbildung
der Kühlzone ist unkritisch, sofern ein homogener, das Filamentbündel
gleichmäßig durchdringender Luftstrom gewährleistet ist. So kann direkt
unterhalb der Düsenplatte eine Luftruhezone zur Verzögerung der Abkühlung
vorgesehen sein. Die Kühlluft kann durch Quer- oder Radialanblasung aus einem
Klimasystem zugeführt werden oder mittels eines Kühlrohres aus der Umgebung
durch Selbstansaugung entnommen werden.
Nach Abkühlung werden die Filamente gebündelt und mit Spinnöl beaufschlagt.
Dazu werden Ölersteine verwendet, denen das Spinnöl als Emulsion von
Dosierpumpen zugeführt wird. Der präparierte Faden durchläuft
vorteilhafterweise eine Entanglingeinrichtung (Verschlingeinrichtung) zur
Verbesserung des Fadenschlusses. Auch können Handhabungs- und
Sicherheitsorgane angebracht sein, bevor der Faden zum Wickelaggregat gelangt
und dort auf zylindrische Spulenkörper zu Paketen aufgespult wird. Die
Umfangsgeschwindigkeit des Fadenpaketes wird automatisch geregelt und ist
gleich der Aufspulgeschwindigkeit. Die Abzugsgeschwindigkeit des Fadens kann
aufgrund seiner Changierbewegung um 0,2-2,5% höher sein als die
Aufspulgeschwindigkeit. Optional können nach der Präparierung oder vor der
Aufspulung angetriebene Galetten angewendet werden. Die
Umfangsgeschwindigkeit des ersten Galettensystems wird als
Abzugsgeschwindigkeit bezeichnet. Weitere Galetten können zum Verstrecken
oder Relaxieren angewendet werden.
Die Inkompatibilität der beiden Polymere bewirkt, daß das Additivpolymer
unmittelbar nach Austritt der Polymermischung aus der Spinndüse überwiegend
in Fadenlaufrichtung radialsymmetrische, länglich verformte Teilchen im
Matrixpolymer bildet. Bevorzugt beträgt das Längen-/Durchmesser-Verhältnis
< 2. Dabei wurde der Durchmesser (d) senkrecht und die Länge parallel zur
Fadenlaufrichtung ermittelt. Beste Bedingungen ergaben sich, wenn der mittlere
Teilchendurchmesser (arithmetisches Mittel) d50 ≦ 400 nm war und der Anteil
von Teilchen < 1000 nm in einem Probenquerschnitt unter 1% lag.
Die Beeinflussung dieser Teilchen durch den Spinnverzug konnte analytisch
nachgewiesen werden. Untersuchungen der Spinnfäden nach dem
TEM-Verfahren (Transmissions-Elektronenmikroskopie) haben gezeigt, daß dort
eine fibrillenartige Struktur vorliegt. Der mittlere Durchmesser der Fibrillen
wurde mit ca. 40 nm abgeschätzt. Das Längen-/Durchmesserverhältnis der
Fibrillen war dabei < 50. Werden diese Fibrillen nicht gebildet oder sind die
Additivteilchen nach Austritt aus der Spinndüse im Durchmesser zu groß oder ist
die Größenverteilung zu ungleichmäßig, was bei ungenügendem
Viskositätsverhältnis der Fall ist, so geht der Wirkungseffekt verloren.
Die in der Literatur beschriebene Rollenwirkung konnte mit dem Additivpolymer
gemäß der Erfindung nicht nachvollzogen werden. Die Auswertung
mikroskopischer Untersuchungen von Faserquer- und -längsschnitten legt nahe,
daß die Spinnverzugsspannung auf die sich bildenden Additivfibrillen geleitet
wird und sich die Polymermatrix spannungsarm verzieht. Dadurch erfolgt die
Deformation der Matrix unter Bedingungen, die eine Reduzierung der
Orientierung und Unterdrückung spinninduzierter Kristallisation zur Folge hat.
Sinnvollerweise erfolgt die Bewertung des Effekts an der Spinnfadenausbildung
und dem Verarbeitungsverhalten.
Ferner ist für die Wirksamkeit der Additive gemäß dieser Erfindung eine
Fließaktivierungsenergie der Copolymere von mindestens 80 kJ/mol, also eine
höhere Fließaktivierungsenergie als die der Polymermatrix erforderlich. Nur unter
dieser Voraussetzung ist es möglich, daß die Additivfibrillen vor der
Polyestermatrix erstarren und einen erheblichen Anteil der anliegenden
Spinnspannung aufnehmen. Dadurch ist es möglich, den gewünschten
Kapazitätszuwachs der Spinnanlage zu erzielen.
Die vorstehend beschriebene, bevorzugte Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens ist in gleicher Weise zum Schnellspinnen von
POY-Fäden mit einem POY-Filament-Titer von < 3 dtex bis 20 dtex und mehr,
wie auch von POY-Filamenttitern < 3 dtex, insbesondere Mikrofilamenten mit 0,2
bis 2,0 dtex geeignet.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist infolge des zugesetzten Additiv-
Polymers, welches durch mehrfache Initiierung erhältlich ist, die Fadenbruchrate
gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren deutlich
erniedrigt. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist
bei der Herstellung von POYs mit einem Titer < 3 dtex die Fadenbruchrate
kleiner als 0,75 Brüchen pro Tonne Polymermischung, zweckmäßigerweise
kleiner als 0,5 Brüchen pro Tonne Polymermischung, vorzugsweise kleiner als
0,4 Brüchen pro Tonne Polymermischung.
Die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhältlichen, synthetischen Fäden
können in der vorliegenden Form direkt eingesetzt oder aber auf an sich bekannte
Weise weiterverarbeitet werden. In einer besonders bevorzugten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden sie zur Herstellung von
Stapelfasern verwendet. Dabei können weitere Einzelheiten zur Herstellung von
Stapelfasern dem Stand der Technik, beispielsweise der Druckschrift DE 199 37 727
und der in ihr zitierten Schriften entnommen werden.
In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung werden durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte POYs
gestreckt oder strecktexturiert. Dabei ist für die weitere Verarbeitung des
Spinnfadens im Strecktexturierprozeß bei hohen Geschwindigkeiten folgendes
wichtig: Spinnfäden gemäß dieser Erfindung als Vorgarn für das
Strecktexturieren - üblicherweise als POY bezeichnet - werden vorzugsweise mit
Abzugsgeschwindigkeiten ≧ 2500 m/min, bevorzugt < 3500 m/min. besonders
bevorzugt < 4000 m/min. hergestellt. Diese Garne müssen eine physikalische
Struktur aufweisen, die durch einen spezifischen Orientierungsgrad und eine
geringe Kristallisation gekennzeichnet ist. Bewährt haben sich zu dessen
Charakterisierung die Kenngrößen Reißdehnung, Doppelbrechung,
Kristallisationsgrad und Kochschrumpf. Die erfindungsgemäße Polymermischung
auf Polyesterbasis ist gekennzeichnet durch eine Reißdehnung der Polymer-
Spinnfäden (POY) von mindestens 85% und maximal 180%. Der Kochschrumpf
beträgt 32-69%; die Doppelbrechung liegt zwischen 0,030 und 0,075; die
Kristallinität beträgt weniger als 20% und die Reißfestigkeit mindestens
17 cN/tex. Bevorzugt liegt die Reißdehnung der Polymer-Spinnfäden zwischen 85
und 160%. Besonders günstige Verhältnisse liegen vor, wenn die Reißdehnung
der Polymer-Spinnfäden zwischen 109 und 146% liegt; die Reißfestigkeit
gleichzeitig mindestens 22 cN/tex und der Uster-Wert maximal 0,7% beträgt.
Die derart erhältlichen, synthetischen POYs sind für die Weiterverarbeitung in
einem Streck- oder Strecktexturierprozeß besonders geeignet. Dabei kann auch
bei der Weiterverarbeitung eine niedrigere Anzahl an Fadenbrüchen beobachtet
werden. Das Strecktexturieren erfolgt je nach Filamenttitertyp bei
unterschiedlichen Geschwindigkeiten, wobei für Normal-Titer-Filamente ≧ 2 dtex
pro Filament (Endtiter) Geschwindigkeiten ≧ 750 m/min. bevorzugt ≧ 900 m/min.
angewendet werden. Für Mikrofilamente und feine Titer (Endtiter) < 2 dtex
werden Geschwindigkeiten zwischen 400 und 750 m/min bevorzugt. Das
Verfahren läßt sich vorteilhafterweise auf diese Titer und insbesondere
Mikrofilamente zwischen 0,15 und 1,10 dtex (Endtiter) pro Filament anwenden.
Die anzuwendenden Verstreckverhältnisse liegen für die spezifizierten
Spinnfäden zwischen 1,35 und 2,2, wobei für geringeren Orientierungsgrad
bevorzugt Verstreckverhältnisse im oberen Bereich und umgekehrt angewendet
werden. Beim Strecktexturieren wird das Verstreckverhältnis durch
Spannungsschwankungen (Surging) in Abhängigkeit von der
Arbeitsgeschwindigkeit beeinflußt. Besonders bevorzugt sind darum
Verstreckverhältnisse gemäß der Formel:
Verstreckverhältnis = 5.10-4.w(m/min) + b,
wobei
w = Strecktexturiergeschwindigkeit in m/min
b = Konstante, die zwischen 1,15 und 1,50 liegt,
anzuwenden.
w = Strecktexturiergeschwindigkeit in m/min
b = Konstante, die zwischen 1,15 und 1,50 liegt,
anzuwenden.
Nachfolgend wird die Erfindung durch Beispiel und Vergleichsbeispiel
eingehender erläutert, ohne daß die Erfindung auf dieses Beispiel beschränkt
werden soll. Dabei wurden die angegebenen Eigenschaftswerte, ebenso wie die
vorstehend angegebenen Werte, wie folgt ermittelt:
Der Restmonomergehalt an Methylmethacrylat und Styrol wurde mittels der gaschromatographischen Headspace-Analyse, einer Methode zur Bestimmung verdampfbarer Bestandteile in Flüssigkeiten und Feststoffen (u. a. von Monomeren in Thermoplasten) gemessen. Der Restmonomergehalt an N- Cyclohexylmaleinimid wurde gaschromatographisch an einer Lösung des Polymers in Dichlormethan bestimmt.
Der Restmonomergehalt an Methylmethacrylat und Styrol wurde mittels der gaschromatographischen Headspace-Analyse, einer Methode zur Bestimmung verdampfbarer Bestandteile in Flüssigkeiten und Feststoffen (u. a. von Monomeren in Thermoplasten) gemessen. Der Restmonomergehalt an N- Cyclohexylmaleinimid wurde gaschromatographisch an einer Lösung des Polymers in Dichlormethan bestimmt.
Der mittlere Korndurchmesser bei der sprühgetrockneten Rieselhilfe wurde über
Laserbeugungsspektroskopie mit einem Mastersizer Microplus der Fa. Malvern
(Meßbereich: 0,05-555 µm) bestimmt.
Der mittlere Korndurchmesser der Spinnfaser-Additiv-Perlen wurde über eine
Siebanalyse mit einer Alpine-Luftstrahl-Siebmaschine (Typ A 200 LS) bestimmt.
Die intrinische Viskosität wurde an einer Lösung von 0,5 g Polyester in 100 ml
eines Gemisches aus Phenol und 1,2-Dichlorbenzol (3 : 2 Gew.-Teile) bei 25°C
bestimmt.
Die Viskositätszahl VZ (auch Staudinger-Funktion) ist die
konzentrationsbezogene, relative Viskositätsänderung einer 0,5%igen Lösung des
Copolymeren in Chloroform, bezogen auf das Lösemittel, wobei die
Durchlaufzeiten im Ubbelohde-Viskosimeter mit hängendem Kugelniveau, Schott
Typ Nr. 53203 und Kapillare 0c nach DIN-Norm 51562 bei 25°C ermittelt
wurden. Als Lösungsmittel diente Chloroform.
wobei
t = Durchlaufzeit der Polymerlösung in Sekunden
tO= Durchlaufzeit des Lösemittels in Sekunden
c = Konzentration in g/100 ccm
t = Durchlaufzeit der Polymerlösung in Sekunden
tO= Durchlaufzeit des Lösemittels in Sekunden
c = Konzentration in g/100 ccm
Zur Bestimmung der Schmelzeviskosität (Anfangsviskosität) wurde das Polymer
im Vakuum auf einen Wassergehalt ≦ 1000 ppm (Polyester ≦ 50 ppm) getrocknet.
Anschließend wurde das Granulat in einem Kegel-Platte-Rheometer, Typ UM100,
Physica Meßtechnik GmbH, Stuttgart/DE, unter Beschleierung mit Stickstoff auf
die temperierte Meßplatte eingebracht. Dabei wurde der Meßkegel (MK210) nach
dem Aufschmelzen der Probe, d. h. nach ca. 30 Sekunden, auf der Meßplatte
positioniert. Die Messung wurde nach einer weiteren Aufheizperiode von
60 Sekunden gestartet (Meßzeit = 0 Sekunden). Die Meßtemperatur betrug
290°C für Polyethylenterephthalat und Additiv-Polymere, welche
Polyethylenterephthalat zugesetzt werden, bzw. war gleich der
Schmelztemperatur (Methode hiernach) des betroffenen Polymers plus 34,0°C.
Die so festgelegte Meßtemperatur entspricht der typischen Verarbeitungs- oder
Spinntemperatur des jeweiligen Polymers. Die Probenmenge wurde so gewählt,
daß der Rheometerspalt vollständig ausgefüllt war. Die Messung wurde in
Oszillation mit der Frequenz 2,4 Hz (entsprechend einer Scherrate von 15 sec-1)
und einer Deformations-Amplitude von 0,3 durchgeführt, und der Betrag der
komplexen Viskosität als Funktion der Meßzeit bestimmt. Danach wurde die
Anfangsviskosität durch lineare Regression auf die Meßzeit Null umgerechnet.
Für die Bestimmung der Schmelztemperatur des Polymers wurde die
Polymerprobe zunächst bei 310°C während 1 min aufgeschmolzen und
unmittelbar danach auf Raumtemperatur abgeschreckt. Anschließend wurde die
Schmelztemperatur durch DSC-Messung (Differential Scanning-Calorimetrie) bei
einer Aufheizrate von 10°C/min bestimmt. Vorbehandlung und Messung
erfolgten unter Stickstoffbeschleierung.
Der Titer wurde mit einer Präzisionsweife und einer Wägeeinrichtung in
bekannter Weise ermittelt. Dabei betrug die Vorspannung zweckmäßigerweise für
vororientierte Filamente (POYs) 0,05 cN/dtex und für texturiertes Garn (DTY)
0,2 cN/dtex.
Die Reißfestigkeit und die Reißdehnung wurden in einem Statimat-Meßgerät bei
folgenden Bedingungen ermittelt; die Einspannlänge betrug 200 mm für POY
bzw. 500 mm für DTY; die Meßgeschwindigkeit betrug 2000 mm/min für POY
bzw. 1500 mm/min für DTY; die Vorspannung betrug 0,05 cN/dtex für POY
bzw. 0,2 cN/dtex für DTY. Durch Division der Werte für die maximale Reißlast
durch den Titer wurde die Reißfestigkeit bestimmt, und die Reißdehnung wurde
bei maximaler Last ausgewertet.
Polyethylenterephthalatschnitzel mit einem Wassergehalt von weniger als 35 ppm,
der Grenzviskositätszahl von 0,64 dl/g und einer Schmelzviskosität (bei 290°C)
von 250 Pa.s wurden in den Einzug eines Extruders geleitet. Lotrecht zur
Förderrichtung der Extruderschnecke und zentrisch zum Extrudereinzug
angeordnet befand sich ein Fallrohr, durch welches das auf eine Restfeuchte von
< 0,1 Gew-% getrocknete Additiv mittels eines gravimetrischen Dosiersystems im
Einzugsbereich oberhalb der Extruderschnecke zu den Polyesterschnitzeln
zudosiert wurde.
Als Additiv wurde ein in Suspension hergestelltes Perlpolymerisat auf Basis von
MMA/Styrol/N-Cyclohexylmaleinimid eingesetzt. Hierbei handelte es sich um ein
Terpolymeres aus 89,2 Gew.-% Methylmethacrylat, 8,8 Gew.-% Styrol und 2 Gew.-%
N-Cyclohexylmaleinimid, wobei das Terpolymer eine Viskositätszahl
VZ von etwa 101 cm3/g und eine Schmelzviskosität (bei 290°C) von ca. 1400 Pa.s
aufwies.
Das MMA/Styrol/N-Cyclohexylmaleinimid-Additiv mit VZ 101 cm3/g wurde
folgendermaßen erhalten:
In einem 1000-l-Polymerisationsgefäß mit Heiz-/Kühlmantel, ausgestattet mit Rührer, Rückflußkühler und Thermometer wurde ein Gemisch aus 525 kg vollentsalztem Wasser, 0,071 kg KHSO4 und 13 kg einer 13-prozentigen, wässrigen Lösung einer Polyacrylsäure auf 40°C erwärmt. Unter Rühren wurden nun 525 kg eines Gemisches aus 88,68 Gewichtsteilen Methylmethacrylat (MMA), 8,75 Gewichtsteilen Styrol, 1,99 Gewichtsteilen N-Cyclohexylmaleinimid, 0,14 Gewichtsteilen Thioglykolsäure-2-ethylhexylester, 0,09 Gewichtsteilen t- Dodecylmercaptan, 0,05 Gewichtsteilen Stearinsäure und 0,3 Gewichtsteilen Dilauroylperoxid zugegeben. Der Ansatz wurde 130 Minuten bei 80°C und 60 Minuten bei 98°C polymerisiert und danach auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Polymerisatperlen wurden abfiltriert, gründlich mit vollentsalztem Wasser ausgewaschen und in einem Wirbelbett-Trockner bei 80°C getrocknet.
In einem 1000-l-Polymerisationsgefäß mit Heiz-/Kühlmantel, ausgestattet mit Rührer, Rückflußkühler und Thermometer wurde ein Gemisch aus 525 kg vollentsalztem Wasser, 0,071 kg KHSO4 und 13 kg einer 13-prozentigen, wässrigen Lösung einer Polyacrylsäure auf 40°C erwärmt. Unter Rühren wurden nun 525 kg eines Gemisches aus 88,68 Gewichtsteilen Methylmethacrylat (MMA), 8,75 Gewichtsteilen Styrol, 1,99 Gewichtsteilen N-Cyclohexylmaleinimid, 0,14 Gewichtsteilen Thioglykolsäure-2-ethylhexylester, 0,09 Gewichtsteilen t- Dodecylmercaptan, 0,05 Gewichtsteilen Stearinsäure und 0,3 Gewichtsteilen Dilauroylperoxid zugegeben. Der Ansatz wurde 130 Minuten bei 80°C und 60 Minuten bei 98°C polymerisiert und danach auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Polymerisatperlen wurden abfiltriert, gründlich mit vollentsalztem Wasser ausgewaschen und in einem Wirbelbett-Trockner bei 80°C getrocknet.
Anschließend werden die getrockneten Polymerisatperlen mit 0,1 Gewichtsteilen
eines sprühgetrockneten MMA/Styrol-Emulsionspolymerisates versetzt und ca.
5 Minuten im Wirbelbett-Trockner vermischt.
Das als Antistatikmittel oder Rieselhilfe wirkende MMA/Styrol-
Emulsionspolymerisat wurde folgendermaßen erhalten:
In einem 500-l-Polymerisationsgefäß mit Heiz-/Kühlmantel, ausgestattet mit Rührer, Rückflußkühler und Thermometer wurden 80 kg vollentsalztes Wasser, 0,016 kg 75%iges Natriumdiisooctylsulfosuccinat und 0,056 kg Natriumperoxodisulfat vorgelegt und auf 92°C Innentemperatur aufgeheizt. In einem zweiten mit einem Rührer ausgestatteten Reaktor wurde bei Raumtemperatur eine Emulsion aus 182,4 kg Methylmethacrylat, 17,6 kg Styrol, 0,080 kg Thioglykolsäure-2-ethylhexylester in 120 kg vollentsalztem Wasser, welches 0,8 kg Natriumdiisooctylsulfosuccinat und 0,12 kg Natriumperoxodisulfat enthielt, hergestellt. Diese Emulsion wurde mit einer Rate von 1,2 kg/Minute in das Polymerisationsgefäß, welches durch Heizen bzw. Kühlen auf einer Polymerisationstemperatur von ca. 92°C gehalten wurde, zudosiert. Nach Ende der Dosierung wurde der Reaktorinhalt 30 Minuten bei 92°C Innentemperatur nachgeheizt.
In einem 500-l-Polymerisationsgefäß mit Heiz-/Kühlmantel, ausgestattet mit Rührer, Rückflußkühler und Thermometer wurden 80 kg vollentsalztes Wasser, 0,016 kg 75%iges Natriumdiisooctylsulfosuccinat und 0,056 kg Natriumperoxodisulfat vorgelegt und auf 92°C Innentemperatur aufgeheizt. In einem zweiten mit einem Rührer ausgestatteten Reaktor wurde bei Raumtemperatur eine Emulsion aus 182,4 kg Methylmethacrylat, 17,6 kg Styrol, 0,080 kg Thioglykolsäure-2-ethylhexylester in 120 kg vollentsalztem Wasser, welches 0,8 kg Natriumdiisooctylsulfosuccinat und 0,12 kg Natriumperoxodisulfat enthielt, hergestellt. Diese Emulsion wurde mit einer Rate von 1,2 kg/Minute in das Polymerisationsgefäß, welches durch Heizen bzw. Kühlen auf einer Polymerisationstemperatur von ca. 92°C gehalten wurde, zudosiert. Nach Ende der Dosierung wurde der Reaktorinhalt 30 Minuten bei 92°C Innentemperatur nachgeheizt.
Anschließend wurde die erhaltene Polymerdispersion in einem Sprühturm der Fa.
Niro, ausgestattet mit einer mit 15.000 Upm rotierenden Zerstäuberscheibe,
sprühgetrocknet. Die zugeführte Luft hatte eine Temperatur von 180 bis 190°C;
die austretende Luft hatte eine Temperatur von 75 bis 80°C. Das getrocknete
MMA/Styrol-Copolymer hatte eine mittlere Korngröße von d50 = 14 µm.
Die VZ des sprühgetrockneten MMA/Styrol-Copolymeren betrug 97 cm3/g.
Das sprühgetrocknete MMA/Styrol-Copolymer wurde, wie bereits oben
beschrieben, in einer Konzentration von 0,1 Gew.-% mit dem MMA/Styrol/N-
Cyclohexylmaleinimid in einem Wirbelbett-Trockner bei Raumtemperatur
5 Minuten gemischt.
Dabei wurden 510 kg Polymerisatperlen mit einer Viskositätszahl nach DIN 7745
von 101 cm3/g, einem Rest-Methylmethacrylat-Gehalt von 0,47 Gew.-% und
einem mittleren Korndurchmesser von 0,75 mm erhalten. Der Rest-Styrol-Gehalt
war unterhalb der Nachweisgrenze von 0,05 Gew.-%. Der Rest-N-
Cyclohexylmaleinimid-Gehalt war unterhalb der Nachweisgrenze von 0,1 Gew.-
%.
Das Additiv wurde in einer Konzentration von 0,77 Gew.-%, bezogen auf die
Gesamtmenge der Polymermischung aus Polyester und Additiv, welche durch das
vom Extruder gespeiste Spinnsystem abgenommen wurde, zugegeben. Die
Gesamtmenge der abgenommenen Polymermischung wurde durch die Anzahl der
betriebenen Spinnpumpen des nachfolgend beschriebenen Spinnsystems und
durch den Durchsatz der jeweiligen Spinnpumpe definiert. Waren alle
Spinnpumpen in Betrieb, wurde eine Menge von insgesamt 304,5 kg/h
Polymermischung vom Spinnsystem abgenommen, und das Additiv wurde mit
einer Menge von 2,34 kg/h gravimetrisch in den Extrudereinzug zudosiert.
Bereits im Extrudereinzug kam es durch die Wellenbewegung der
Extruderschnecke zu einer Vorvermischung der Additivperlen mit den
Polyesterschnitzeln. Die Polyesterschnitzel und die Additivperlen wurden im
Extruder, einem LTM-24D/E8-Spinnextruder der Barmag AG, Remscheid/DE,
gemeinsam aufgeschmolzen und vermischt. Diese erste Polymermischung wurde
bei einer Temperatur von 290°C mit einem Druck von 180 bar ausgetragen, als
Schmelzestrom von 304,5 kg/h durch die Schmelzeleitung befördert und einer
Filtration mit einer 20-µm-Filterkerze unterzogen.
Die filtrierte, erste Polymermischung wurde einem statischen Mischer vom Typ
SMX der Sulzer AG mit einem Innendurchmesser von 52,5 mm und einer Länge
von 525 mm zugeführt, dort zu einer zweiten Polymermischung homogenisiert
und dispergiert.
Diese zweite Polymermischung wurde mittels Produktleitung auf zwölf
Spinnpositionen, je Position enthaltend sechs Spinnpakete, verteilt, wobei die
mittlere Verweilzeit der zweiten Polymermischung vom Austritt aus dem
statischen Mischer bis zum Eintritt in das Spinnpaket fünf Minuten betrug. Jedes
Spinnpaket enthielt eine Runddüse mit 34 Löchern des Durchmessers 0,25 mm
und der Länge des zweifachen Durchmessers. Das Spinnpaket enthielt oberhalb
der Düsenplatte ein Spinnfilterpaket, bestehend aus einer Stahlsandpackung von
30 mm Höhe und einer Körnung von 0,5 bis 0,85 mm, sowie ein Maschengewebe
von 40 µm und einem Stahlvliesfilter von 20 µm Porendurchmesser. Der
Durchmesser des Spinnfilterpaketes betrug 85 mm. Die Verweilzeit der Schmelze
im Filterpaket betrug etwa 1,5 Minuten. Die Beheizung des Spinnpaketes wurde
auf 290°C eingestellt. Die Oberfläche der Spinndüse befand sich 30 mm oberhalb
der Begrenzung des Heizkastens. Beim Durchsatz der Schmelzemischung stellte
sich ein Düsendruck von 150 bar ein. Die mittlere Verweilzeit der
Polymermischung aus Polyester- und Additivschmelze vom Extruder-Ausgang bis
zum Austritt aus den Spinnpaketen betrug etwa zehn Minuten.
Die aus den Düsenlöchern extrudierten, schmelzeflüssigen Filamente wurden
mittels horizontal zum Fadenlauf einströmender Blasluft einer Geschwindigkeit
von 0,55 m/s und einer Temperatur von 18°C abgekühlt und in einem Abstand
von 1250 mm von der Düsenplatte in einem Ölerstein zum Faden gebündelt und
mit Spinnpräparation beschichtet.
Ein S-förmig umschlungenes Galettenpaar zog den Faden mit einer
Geschwindigkeit von 5000 m/min ab, wobei ein Spinnverzugsverhältnis von 141
eingestellt war.
Zwischen den Galetten war eine bei normalem Fadenlauf geschlossene
Verwirbelungsdüse installiert, die mit einem Luftdruck von 4,5 bar dem Faden
eine Verwirbelungsknotenzahl von 13 Knoten/m einprägte. Die Einlaufspannung
im Einlauf der Verwirbelungsdüse war auf 0,16 g/den eingestellt.
Jeweils sechs Fäden einer Spinnposition wurden in einem Wickler zu Spulpaketen
aufgespult, wobei die Spulengeschwindigkeit von 4985 m/min derart gewählt
wurde, daß die Fadenspannung vor dem Aufspulen 0,1 g/den betrug. Es wurden
vororientierte (POY) Fäden erhalten, gekennzeichnet durch einen Titer von
126 den, eine Reißdehnung von 116% und eine Reißfestigkeit von 2,4 g/den.
Während der Produktionsperiode von sieben Tagen betrug die Bruchrate beim
Betrieb des Spinnsystems durchschnittlich 0,75 Brüche pro Tonne durchgesetzter
Polymermischung.
Die erhaltenen POYs wurden mit einer Texturiermaschine vom Typ FK6 der
Barmag AG/Deutschland mit einer Geschwindigkeit von 900 m/min
strecktexturiert. Das Verstreckverhältnis wurde zu 1,77 und die
Heizertemperaturen 1 und 2 zu 210 bzw. 170°C gewählt. Die Bruchrate betrug
durchschnittlich 21 Brüche pro Tonne texturierten Garns. Das texturierte Garn
hatte einen Titer von 74 den, eine Reißfestigkeit von 4,5 g/den, eine Reißdehnung
von 18,3% und war durch eine gute Anfärbegleichmäßigkeit charakterisiert.
Es wurde wiederum das im Vergleichsbeispiel beschriebene Spinnsystem bei
gleichen Durchsätzen und Spinnbedingungen eingesetzt. Im erfindungsgemäßen
Beispiel wurde ebenfalls ein Additiv, bestehend aus 89,2 Gew.-%
Methylmethacrylat, 8,8 Gew.-% Styrol und 2 Gew.-% N-Cyclohexylmaleinimid
eingesetzt, wobei das Terpolymer eine Viskositätszahl VZ von etwa 101 cm3/g
aufwies. Im Unterschied zum Vergleichsbeispiel unter 1 hierin oben wurde jedoch
ein MMA/Styrol/N-Cyclohexylmaleinimid-Additiv eingesetzt, welches durch
mehrfache Initiierung wie folgt erhalten wurde:
In einem 1000-l-Polymerisationsgefäß mit Heiz-/Kühlmantel, ausgestattet mit Rührer, Rückflußkühler und Thermometer wurde ein Gemisch aus 525 kg vollentsalztem Wasser, 0,071 kg KHSO4 und 13 kg einer 13-prozentigen, wässrigen Lösung einer Polyacrylsäure auf 40°C erwärmt. Unter Rühren wurden nun 525 kg eines Gemisches aus 88,68 Gewichtsteilen Methylmethacrylat (MMA), 8,75 Gewichtsteile Styrol, 1,99 Gewichtsteile N-Cyclohexylmaleinimid, 0,14 Gewichtsteile Thioglykolsäure-2-ethylhexylester, 0,09 Gewichtsteile t-Dodecylmerkaptan, 0,05 Gewichtsteile Stearinsäure, 0,2 Gewichtsteile Dilauroylperoxid und 0,1 Gewichtsteile tert. Amylperoxy-2-ethylhexanoat zugegeben. Der Ansatz wurde 115 Minuten bei 80°C und 60 Minuten bei 98°C polymerisiert und danach auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Polymerisatperlen wurden abfiltriert, gründlich mit vollentsalztem Wasser ausgewaschen und in einem Wirbelbett-Trockner bei 80°C getrocknet. Anschließend wurden die getrockneten Polymerisatperlen mit 0,1 Gewichtsteilen eines sprühgetrockneten MMA/Styrol-Emulsionspolymerisates versetzt, dessen Synthese hierin oben beim Vergleichsbeispiel beschrieben ist, und ca. fünf Minuten im Wirbelbett-Trockner vermischt.
In einem 1000-l-Polymerisationsgefäß mit Heiz-/Kühlmantel, ausgestattet mit Rührer, Rückflußkühler und Thermometer wurde ein Gemisch aus 525 kg vollentsalztem Wasser, 0,071 kg KHSO4 und 13 kg einer 13-prozentigen, wässrigen Lösung einer Polyacrylsäure auf 40°C erwärmt. Unter Rühren wurden nun 525 kg eines Gemisches aus 88,68 Gewichtsteilen Methylmethacrylat (MMA), 8,75 Gewichtsteile Styrol, 1,99 Gewichtsteile N-Cyclohexylmaleinimid, 0,14 Gewichtsteile Thioglykolsäure-2-ethylhexylester, 0,09 Gewichtsteile t-Dodecylmerkaptan, 0,05 Gewichtsteile Stearinsäure, 0,2 Gewichtsteile Dilauroylperoxid und 0,1 Gewichtsteile tert. Amylperoxy-2-ethylhexanoat zugegeben. Der Ansatz wurde 115 Minuten bei 80°C und 60 Minuten bei 98°C polymerisiert und danach auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Polymerisatperlen wurden abfiltriert, gründlich mit vollentsalztem Wasser ausgewaschen und in einem Wirbelbett-Trockner bei 80°C getrocknet. Anschließend wurden die getrockneten Polymerisatperlen mit 0,1 Gewichtsteilen eines sprühgetrockneten MMA/Styrol-Emulsionspolymerisates versetzt, dessen Synthese hierin oben beim Vergleichsbeispiel beschrieben ist, und ca. fünf Minuten im Wirbelbett-Trockner vermischt.
Es wurden 513 kg Polymerisatperlen mit einer Viskositätszahl nach DIN 7745
von 101 cm3/g, einem Rest-Methylmethacrylat-Gehalt von 0,22 Gew.-% und
einem mittleren Korndurchmesser von 0,75 mm erhalten. Der Rest-Styrol-Gehalt
war unterhalb der Nachweisgrenze von 0,05 Gew.-%. Der Rest-N-
Cyclohexylmaleinimid-Gehalt war unterhalb der Nachweisgrenze von 0,1 Gew.-
%.
Das Additiv aus dem erfindungsgemäßen Beispiel hatte somit bei vergleichbarer
Perlgröße und Behandlung mit MMA/Styrol-Emulsionspolymerisat im
Wirbelbett-Trockner einen deutlich geringeren Restmonomergehalt, verglichen
mit dem Additiv aus dem Vergleichsbeispiel.
Das Additiv wurde in einer Menge von 0,77 Gew.-%, bezogen auf die gesamte
dem Spinnsystem zugeführte Menge der Polymermischung zugegeben und die
Polymermischung analog zum Vergleichsbeispiel versponnen.
Es wurden wiederum während einer Produktionsperiode von sieben Tagen POY-
Fäden produziert, gekennzeichnet durch einen Titer von 126 den, eine
Reißdehnung von 117% und eine Reißfestigkeit von 2,4 g/den. Die Bruchrate
beim Betrieb des Spinnsystems betrug dabei durchschnittlich 0,35 Brüche pro
Tonne durchgesetzter Polymermischung.
Die POYs wurden analog zum Vergleichsbeispiel mit einer Geschwindigkeit von
900 m/min strecktexturiert. Die Bruchrate betrug durchschnittlich 18 Brüche pro
Tonne texturierten Garns. Das texturierte Garn hat bei gleichem Titer und
gleicher Reißfestigkeit wie das texturierte Garn aus dem Vergleichsbeispiel und
eine Reißdehnung von 18,6% bei gleich guter Anfärbegleichmäßigkeit.
Claims (14)
1. Verfahren zur Herstellung von synthetischen Fäden aus einer auf
faserbildenden Matrix-Polymeren basierenden Schmelze-Mischung, bei
welchem Verfahren dem faserbildenden Matrix-Polymeren wenigstens ein
zweites, amorphes Additiv-Polymer, welches mit dem faserbildenden
Matrix-Polymer unverträglich ist, in einer Menge von 0,05 bis 5 Gew.-%,
bezogen auf das Gesamtgewicht an faserbildendem Matrix-Polymer und
mit diesem unverträglichen Additiv-Polymer, zugesetzt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß man ein Additiv-Polymer zusetzt, welches durch
mehrfache Initiierung erhältlich ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man dem
faserbildenden Matrix-Polymer Additiv-Polymer zusetzt, welches durch
radikalische Polymerisation in Gegenwart von einem Gemisch, umfassend
mindestens zwei Initiatoren mit abgestuften Halbwertszeiten, erhältlich ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man dem
faserbildenden Matrix-Polymer ein Additiv-Polymer mit einem
Restmonomergehalt von kleiner 0,62 Gew.-%, bezogen auf das
Gesamtgewicht des Additiv-Polymers, zusetzt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß man dem faserbildenden Matrix-Polymer ein Additiv-
Polymer mit einem Restmonomergehalt von kleiner 0,47 Gew.-%,
bezogen auf das Gesamtgewicht des Additiv-Polymers, zusetzt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß man als faserbildendes Matrix-Polymer einen oder
mehrere Polyester einsetzt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als
faserbildendes Matrix-Polymer Polyethylenterephthalat (PET),
Polytrimethylenterephthalat (PTMT) und/oder Polybutylenterephthalat
(PBT) einsetzt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß man als Additiv-Polymer ein oder mehrere Polymere
einsetzt, die durch Polymerisation von Monomeren der allgemeinen
Formel I:
erhältlich sind, worin R1 und R2 unabhängig voneinander gleich oder verschieden einen Substituenten bedeuten, der aus den optionalen Atomen C, H, O, S, P und Halogenatomen besteht, wobei die Summe des Molekulargewichts von R1 und R2 mindestens 40 Dalton beträgt.
erhältlich sind, worin R1 und R2 unabhängig voneinander gleich oder verschieden einen Substituenten bedeuten, der aus den optionalen Atomen C, H, O, S, P und Halogenatomen besteht, wobei die Summe des Molekulargewichts von R1 und R2 mindestens 40 Dalton beträgt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als
Additiv-Polymer Polymethylmethacrylat und/oder Polystyrol einsetzt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß man als Additiv-Polymer ein oder mehrere Polymere
einsetzt, die durch die Copolymerisation erhältlich sind von
E = 30 bis 99 Gew.-% Monomeren, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Acrylsäure, Methacrylsäure und Verbindungen der allgemeinen Formel CH2=CR-COOR', wobei R ein H-Atom oder eine CH3-Gruppe und R' ein C1-15-Alkylrest oder ein C5-12-Cycloalkylrest oder ein C6-14-Arylrest ist, mit gegebenenfalls
F = 0 bis 50 Gew.-% Monomeren, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Styrol und C1-3-alkylsubstituierten Styrolen, mit
G = 0 bis 50 Gew.-% Monomeren, ausgewählt aus der Gruppe von Verbindungen, bestehend aus Verbindungen der Formel I, II und III
wobei R3, R4 und R5 jeweils ein H-Atom oder ein C1-15-Alkylrest oder ein 5-12-Cycloalkylrest oder ein C6-14-Ary1rest sind, mit gegebenenfalls
H = 0 bis 50 Gew.-% eines oder mehrerer ethylenisch ungesättigter, mit E und/oder mit F und/oder G copolymerisierbarer Monomerer aus der Gruppe, welche aus α-Methylstyrol, Vinylacetat, Acrylsäureestern, Methacrylsäureestern, die von E verschieden sind, Acrylnitril, Acrylamid, Methacrylamid, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, halogensubstituierten Styrolen, Vinylethern, Isopropenylethern und Dienen besteht,
wobei die Summe aus E, F, G und H zusammen 100 Gew.-% der polymeriserbaren Monomere ergibt.
E = 30 bis 99 Gew.-% Monomeren, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Acrylsäure, Methacrylsäure und Verbindungen der allgemeinen Formel CH2=CR-COOR', wobei R ein H-Atom oder eine CH3-Gruppe und R' ein C1-15-Alkylrest oder ein C5-12-Cycloalkylrest oder ein C6-14-Arylrest ist, mit gegebenenfalls
F = 0 bis 50 Gew.-% Monomeren, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Styrol und C1-3-alkylsubstituierten Styrolen, mit
G = 0 bis 50 Gew.-% Monomeren, ausgewählt aus der Gruppe von Verbindungen, bestehend aus Verbindungen der Formel I, II und III
wobei R3, R4 und R5 jeweils ein H-Atom oder ein C1-15-Alkylrest oder ein 5-12-Cycloalkylrest oder ein C6-14-Ary1rest sind, mit gegebenenfalls
H = 0 bis 50 Gew.-% eines oder mehrerer ethylenisch ungesättigter, mit E und/oder mit F und/oder G copolymerisierbarer Monomerer aus der Gruppe, welche aus α-Methylstyrol, Vinylacetat, Acrylsäureestern, Methacrylsäureestern, die von E verschieden sind, Acrylnitril, Acrylamid, Methacrylamid, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, halogensubstituierten Styrolen, Vinylethern, Isopropenylethern und Dienen besteht,
wobei die Summe aus E, F, G und H zusammen 100 Gew.-% der polymeriserbaren Monomere ergibt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man als
Additiv-Polymer ein Terpolymer aus Methylmethacrylat, Styrol und N-
Cyclohexylmaleinimid einsetzt.
11. Synthetischer Faden erhältlich durch ein Verfahren gemäß einem der
vorhergehenden Ansprüche.
12. Weiterverarbeitung des synthetischen Fadens gemäß Anspruch 11 in
einem Streck- oder Strecktexturierprozeß.
13. Verwendung des synthetischen Fadens gemäß Anspruch 11 zur
Herstellung von Stapelfasern.
14. Verwendung des synthetischen Fadens gemäß Anspruch 11 als technisches
Garn.
Priority Applications (18)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001115203 DE10115203A1 (de) | 2001-03-27 | 2001-03-27 | Verfahren zur Herstellung von synthetischen Fäden aus einer auf faserbildenden Polymeren basierenden Schmelze-Mischung |
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