DE1031468B

DE1031468B - Verfahren zur Herstellung von Faeden aus Polyolefinen unter Verwendung von Schneckenpressen

Info

Publication number: DE1031468B
Application number: DEV12807A
Authority: DE
Inventors: Dr Wolfgang Jurgeleit
Original assignee: Glanzstoff AG
Current assignee: Glanzstoff AG
Priority date: 1957-07-23
Filing date: 1957-07-23
Publication date: 1958-06-04
Also published as: CH379052A; GB849033A; BE568644A; FR1198229A

Description

DEUTSCHES

Polyäthylen und homologe Polyolefine werden bekanntlich mittels Schneckenpressen unter Verwendung feiner Düsen zu Fäden versponnen. Bei den nach dem Niederdruckverfahren hergestellten Polyolefinen muß man in der Schneckenpresse sehr hohe Temperaturen anwenden, weil die Viskosität der Polymeren nur unter diesen Bedingungen eine Verarbeitung zuläßt. Ein Polyäthylen mit einem Molekulargewicht von 150000 muß bei diesem Spinnprozeß beispielsweise auf mindestens 300° C erhitzt werden. Aber selbst bei diesen Temperaturen ist die Homogenisierung der Masse noch unzureichend, und es bereitet große Schwierigkeiten, hinreichend feine Fäden zu erzeugen. Ein großer Nachteil dieser hohen Arbeitstemperaturen ist außerdem ein merklicher Abbau der Polymeren, so daß bei den aus der Düse austretenden Fäden niedrigere Molekulargewichte festgestellt werden als beim Ausgangsmaterial. Dies hat bekanntlich eine Verschlechterung der Fadeneigenschaften zur Folge.

Es wurde nun gefunden, daß man die Verarbeitung von Niederdruck-Polyolefinen mittels Schneckenpressen wesentlich erleichtern kann, wenn man der Polymermasse vor dem Verspinnen 2 bis 25% eines hochsiedenden Mineralöls zugesetzt hat. Als Mineralöle werden Kohlenwasserstoffgemische mit einem Schmelzpunkt von unter 100° C und einem Siedepunkt von wenigstens 250° C und einem wenigstens 95% betragenden Anteil an aliphatischen oder cycloaliphatischen Verbindungen verwendet. Besonders geeignet sind beispielsweise handelsübliche Paraffine mit einem Mindestsiedepunkt von 360° C.

Durch diese Maßnahme werden die Verarbeituugstemperaturen der Polymeren herabgesetzt, ferner ist ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens darin zu sehen, daß sich die Auspreßgeschwindigkeit stark erhöhen läßt und daß eine viel bessere Homogenisierung erreicht wird.

Auf Grund dieser verbesserten Arbeitsbedingungen lassen sich Fäden mit sehr viel feinerem Titer herstellen als bisher. Durch den Zusatz der Mineralöle wird weiterhin das Verstreckungsvermögen der Fäden verbessert und schließlich auch noch eine leichtere Anfärbbarkeit für minerallösliche Farbstoffe erreicht. Das Mineralöl kann, falls erforderlich, zum Teil durch Petroläther wieder aus den Fäden herausgewaschen werden, doch ist dies für die meisten Verwendungszwecke nicht notwendig, da das Mineralöl aus den Polyolefinen nur sehr schwer wieder abgegeben wird.

Die Verarbeitung der 2 bis 25% Mineralöl enthaltenden Polymerschnitzel erfolgt — je nach Molekulargewicht des Polymeren — bei Temperaturen zwischen 250 und 350° C. Man kann auch noch höhere Temperaturen anwenden, falls dies notwendig sein sollte.

Verfahren zur Herstellung

von Fäden aus Polyolefinen

unter Verwendung von Schneckenpressen

Anmelder:

Vereinigte Glanzstoff-Fabriken A. G._r
Wuppertal-Elberfeld, Am Laurentiusplatz

Dr. Wolfgang Jurgeleit, Aschaffenburg,
ist als Erfinder genannt worden

Es muß jedoch dafür Sorge getragen sein, daß ein Mineralöl verwendet wird, das bei den Arbeitstemperaturen beständig ist. Ein Arbeiten bei Temperaturen unterhalb 250° C ist unzweckmäßig. Dabei ist es jedoch nicht erforderlich, daß die Temperaturen innerhalb der ganzen Spinnapparatur oberhalb von 250° C liegen. Beispielsweise kann der eigentliche Spinnkopf oder die Düse weniger hoch erhitzt sein. Es ist aber zur Erzielung einer einwandfrei homogenen Polymermasse unerläßlich, daß die Mischung an irgendeiner Stelle der Spinnvorrichtung, z. B. in der Schneckenpresse, wenigstens für kurze Zeit auf 250° C erhitzt wird.

Wie oben bereits erwähnt, liegt der Hauptvorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens in der schnelleren Verarbeitbarkeit der Polymeren. So kann die Leistung einer Schneckenpresse erheblich gesteigert werden.

Durch die kürzere Verweilzeit der Polymermasse in der Schneckenpresse bei hohen Temperaturen wird der Abbau auf ein Minimum herabgesetzt. Ferner erreicht man durch den Mineralölzusatz auch bei hohem Molekulargewicht der Polymeren niedrigere Viskositäten, so daß man Düsen mit feineren öffnungen einsetzen kann und dadurch zu dünneren Fäden kommt. Während man bei den üblichen Spinnverfahren möglichst jede Abzugsspannung an der Düse vermeiden mußte, kann man nach dem vorliegenden Verfahren mit einer gewissen Verstreckung aliziehen und dadurch nochmals eine Herabsetzung des Fadentiters herbeiführen. Das Verhältnis der späteren Heißverstreckung wird durch diese Maßnahme nicht vermindert.

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-,., Außer den genannten Vorteilen, di^ insbesondere für Polyolefine mit den' Molekulargewichten von etwa 150000 gelten, kann man durch das Verfahren,aber noch weitere Verbesserungen erzielen, da der Mineralö/}zusatz auch Polyolefine; mit Molekulargewichte.n votr 25ή&αβ bis. -5001)00 für .3ie^J Verarbeitung nach dem; Schneckenpressenverfahren geeignet macht. Die Ver-'arbeitungstemperaturen dieser Polymeren werden durch'den Mineralölzusatz sq weit herabgesetzt, daß die Zersetzungsgeschwindigkeit in tragbaren Grenzen bleibt. Man kann somit die \^rorzüge dieser langkettigen Polymeren ausnutzen und beispielsweise Fäden mit verbesserten Fes.tigkeitseigenschaften herstellen.

Beispiel 1

Nach dem Niederdruckvet fahren hergestellte Polyäthylenschnitzel mit einem Molekulargewicht von 150000 werden mit 10% Paraffinöl (mit einem Siedepunkt von 360° C) gründlich durchgemischt und anschließend mit einer eingängigen Schneckenpresse durch eine 36-Loch-Düse zu Fäden versponnen. Der Durchmesser der Spinnöffnungen beträgt 250 μ. Die Schnecke hat eine Länge von 600 mm und an der heißesten Stelle eine Temperatur von 310° C. Es wird mit einer Drehzahl der Schnecke von 50 U/min gearbeitet. Die Fäden werden nach dem Austritt aus der Düse zunächst durch ein Heißwasserbad geleitet und anschließend über einer heißen Platte um 800% verstreckt. Man erhält einen Faden mit 36 Einzelfäden und einem Einzeltiter von 16 den. Die Festigkeit beträgt 6,1 g/den bei einer Dehnung von 22°/o.

Beispiel 2 (Gegenbeispiel)

Die gleichen Polyäthylenschnitzel wie im Beispiel 1 werden ohne Paraffinölzusatz verarbeitet. Die Temperatur innerhalb der Schneckenpresse muß 370° C betragen, damit eine einwandfreie Durchmischung der Polymermasse und ein brauchbarer Faden erhalten werden. Trotz der erhöhten Temperatur kann die Schnecke höchstens mit einer Geschwindigkeit von 12 U/min betrieben werden. (Es wird ebenfalls eine 36-Loch-Düse verwendet; Durchmesser der Spinnöffnungen: 250 μ.) Die Fäden werden dann, wie im Beispiel 1 beschrieben, weiterbehandelt und haben nach einer Verstreckung um 800% einen Einzeltiter von 45 den. Die Festigkeit beträgt 5,5 g/den bei einer Dehnung von 22%.

^; Beispiel 3

-'Polyäthylenschnitzel mit einem Molekulargewicht von 150000 werden mit 20% Paraffinöl (Siedebereich 360 bis 380° C) vermischt und in der gleichen 5/,Schneckenpresse, wie im Beispiel 1 beschrieben, verv' ärbeiteti lj)ie maximale Temperatur innerhalb der Schnecke beträgt 330° C, die Schneckendrehzahl 100 U/min. Die Fäden werden durch ein Heißwasserbad mit einer Geschwindigkeit von 4,00 m/min abgezogen. Nach einer Verstreckung um 800% werden die Fäden mit einer Geschwindigkeit von 32 m/min aufgespult. Sie haben einen Einzeltiter von 15 den und eine Festigkeit von 6 g/den bei einer Dehnung von 20%.

Beispiel 4

Polyäthylenschnitzel mit einem Molekulargewicht von 250000 werden mit 10% Paraffinöl wie im Beispiel 3 vermischt und entsprechend Beispiel 1 versponnen. Die Maximaltemperatur innerhalb der Schnecke beträgt 350° C.

Es wird eine 54-Loch-Düse mit einem Einzeldurchmesser von 250 μ verwendet. Die Umdrehungsgeschwindigkeit der Schnecke beträgt 36 U/min.

Der Faden wird mit einer Geschwindigkeit von 2,00 m/min durch ein heißes Wasserbad abgezogen und über einer Platte bei 122° C um 800% verstreckt. Der fertige Faden hat einen Einzeltiter von 19 den, eine Festigkeit von 7 g/den und eine Dehnung von 19%.

Bei der Herstellung von Fäden aus Polyvinylalkohol nach dem Naßspinnverfahren hat man der Spinnlösung bereits verschiedene Verbindungen, unter anderem auch Mineralöle zugesetzt. Diese Stoffe sollen die wasserabstoßenden Eigenschaften verbessern.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Verfahren zur Herstellung von Fäden aus Polyolefinen unter \^rerwendung von Schneckenpressen, dadurch gekennzeichnet, daß man die vor dem Anspinnen mit 2 bis 25% eines hochsiedenden Mineralöls versetzte Polymermasse an einer beliebigen Stelle der Schneckenpresse wenigstens kurzzeitig auf Temperaturen oberhalb 250° C erhitzt und sodann verspinnt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 971 724.