DE1079789B

DE1079789B - Verfahren zur Herstellung von Polyamidfaeden

Info

Publication number: DE1079789B
Application number: DEI12606A
Authority: DE
Inventors: John Gray
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1955-12-23
Filing date: 1956-12-19
Publication date: 1960-04-14
Also published as: US2839519A; FR1166560A; CH353899A; US2957860A; FR1169647A; CH355890A; US2865903A; GB798422A; BE554173A; GB812602A

Description

DEUTSCHES

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Fäden aus Polyamiden. Die verwendeten Polyamide können beispielsweise — wie bekannt — aus einer polymerisierbaren Aminosäure oder einem Derivat derselben oder einer Mischung von einem oder mehreren Diaminen und einer oder mehreren zweibasischen Säuren oder ihrer Amid bildenden Derivate hergestellt werden.

Aus der britischen Patentschrift 599 670 ist es bekannt, eine geschmolzene Masse, die aus einem synthetischen, thermoplastischen, faserbildenden Polymerisat und einem Lösungsmittel besteht, zu verpressen. Diese Masse ist bei einer 100° C nicht wesentlich übersteigenden Temperatur schmelzbar, liegt jedoch als Festkörper bei Temperaturen bis zu 35° C vor. Gemäß Beispiel 1 dieser Patentschrift ist es weiterhin bekannt, eine geschmolzene Lösung von Polyhexamethylen-Adipinsäureamid in Phenol bei 100° C in auf 80° C erwärmter Luft zu verpressen, die Fäden, nachdem sie 10 cm zurückgelegt haben, mit einer wäßrigen Kochsalzlösung von — 10⁰C zu besprühen und das Phenol durch Auswaschen zu entfernen. Beispiel 2 lehrt, daß eine geschmolzene Lösung von Polyhexamethylen-Adipinsäureamid in einer Phenol-Resorcin-Mischung bei 65° C in heiße Luft von 55° C verpreßt und anschließend in ähnlicher Weise wie nach Beispiel 1 behandelt wird.

Dieses Verfahren unterscheidet sich von den üblichen Verfahren zum Verpressen faserbildender Polymerisate bei Temperaturen von 200 bis 300° C durch die Verwendung von Polymerisatlösungen, die bei Temperaturen von 110° C oder darunter eine zum Verpressen ausreichende Fließfähigkeit erlangen und nach der Entfernung des Lösungsmittels voluminöse Fasern ergeben. Derartige Massen, Verfahren oder die Herstellung von voluminösen Fasern gehören nicht zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

Durch die vorliegende Erfindung wird nunmehr ein Verfahren zur Herstellung von Polyamidfäden vorgeschlagen, welche derartige mechanische und Oberflächeneigenschaften besitzen, daß diese besonders zur Erzeugung von Borstenbüschel geeignet sind.

Dies wird durch das vorliegende Verfahren dadurch erreicht, daß ein geschmolzenes Polyamid durch Düsen ausgepreßt und dann dadurch abgekühlt wird, daß es mit einer Flüssigkeit in Berührung gebracht wird, welche unter den angewandten Bedingungen im wesentlichen keine lösende Wirkung, auf das Polymer ausübt, und welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Kühlflüssigkeit bei einer Temperatur unter -5⁰C gehalten wird. Die so erhaltenen Fäden werden dann durch eines der üblichen Verfahren kalt gestreckt. Vorzugsweise angewandte Streckverhältnisse liegen zwischen 3:6 und 6:1.

Verfahren zur Herstellung
von Polyamidfäden

Anmelder:

Imperial Chemical Industries Limited,
London

Vertreter: Dipl.-Ing. A. Bohr, München 5,

Dr.-Ing. H. Fincke, Berlin-Lichterfelde, Drakestr. 51,

und Dipl.-Ing. H. Bohr, München 5, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 23. Dezember 1955

und 12. Dezember 1956

John Gray, Welwyn Garden City, Hertfordshire

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

Es wird vorzugsweise so vorgegangen, daß die ausgepreßten Fäden mittels einer Flüssigkeit abgekühlt werden, welche eine Temperatur zwischen —25° und — 60° C besitzt. Bei Anwendung einer Kühlflüssigkeit von unter —25° C lassen sich Fäden herstellen, welche eine optimale Kombination von mechanischen und Oberflächeneigenschaften besitzen. Temperaturen unter —60° C werden gewöhnlich nicht angewandt, da hierdurch nur eine geringe Verbesserung der Fadeneigenschaften erzielt wird, im Vergleich zu der Verbesserung, die erhalten wird, wenn innerhalb des angegebenen bevorzugten Temperaturbereiches gearbeitet wird, und weil das Aufrechterhalten derart niedriger Temperaturen ungewöhnliche Kosten erfordert.

Geeignete Kühlflüssigkeiten sind: Alkohole, Ketone, Äther, Ester, chlorierte Kohlenwasserstoffe und wäßrige Lösungen von Salzen, welche bei der Temperatur flüssig sind, bei der das Abkühlen der ausgepreßten Fäden stattfinden soll.

Besonders gute Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn als Kühlflüssigkeit Methylalkohol und Trichlorärhylen verwendet werden. Die Kühlflüssigkeit kann in Form eines Bades vorliegen, oder sie kann auch auf die Fäden versprüht werden, obwohl die erstgenannte Anwendungsart zweckmäßiger ist. Um die optimale Wirkung zu erzielen, sollte die Temperatur des Polyamidfadens nicht beträchtlich unterhalb dessen Schmelzpunktes liegen, wenn er mit der Kühlflüssig-

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Claims

keit in Berührung kommt. Zur Durchführung des den Gegenstand der Erfindung bildenden Verfahrens wird also das geschmolzene Polymer direkt in die Kühlflüssigkeit hinein ausgepreßt, um eine vorzeitige Kühlung infolge der Einwirkung von Luft zu verhindern.

Die Polyamidfäden können gewünschtenfalls gefärbt sein, beispielsweise indem dem Polymer ein geeigneter Farbstoff einverleibt ist oder indem der Farbstoff in einer Zwischenstufe bei der Polyamidherstellung zugesetzt worden ist, oder gegebenenfalls können *° die Fäden mit dem Farbstoff auch nach dem Auspressen behandelt worden sein. Dabei wird mit vorliegender Erfindung für ein besonderes Färbeverfahren kein Schutz begehrt.

Ausgezeichnete Ergebnisse werden durch das Ver- *5 fahren der Erfindung erzielt, wenn ein Polyamid verarbeitet wird, welches sich von Hexamethylendiamin und Adipinsäure ableitet. Besonders brauchbare Fäden werden auch durch Anwendung des den Gegenstand der Erfindung bildenden Verfahrens auf ein Zwischen- ^ao polyamid erhalten, welches durch Polymerisieren einer Mischung von Hexamethylendiammoniumadipat und Hexamethylendiammoniumsebacat, und zwar im Gewichtsverhältnis von 80% des ersteren zu 20% des letzteren, erhalten werden. Die Erfindung ist auch anwendbar zur Herstellung von Fäden aus polymerisiertem Caprolactam.

Polyamidfäden, welche gemäß der Erfindung ausgepreßt und abgeschreckt worden sind, sind in hohem Maße durchsichtig, weich und sie besitzen ein sehr ansprechendes Aussehen. Nachdem die Fäden kalt gestreckt worden sind, besitzen sie eine hohe Zugfestigkeit, und sie behalten ihren angenehmen Oberflächenglanz bei. Die kalt gestreckten Fäden gemäß der Erfindung sind, insbesondere, wenn sie einen Durchmesser zwischen 0,13 und 0,58 mm besitzen, besonders geeignet zur Verwendung als Borsten. Um die Fähigkeit der Borsten, nach einer Deformierung ihre ursprüngliche Gestalt und Form wieder anzunehmen, zu vergrößern, ist es gewöhnlich zweckmäßig, die kalt gestreckten Fäden dadurch zu konditionieren, daß sie mit heißem Wasser oder Dampf vorzugsweise unter Spannung behandelt werden. So kann beispielsweise eine Spule der entsprechenden Fäden 30' bis 90 Minuten lang in kochendes Wasser eingetaucht werden. Infolge der Oberflächenglätte, welche diese Fäden besitzen, können sie in den üblichen Bürstenherstellungsmaschinen gut verarbeitet werden.

Wenn es erwünscht ist, in ihrer Stärke abnehmende Fäden herzustellen, können in der üblichen Weise cyclische Veränderungen in der Aufwickelgeschwindigkeit der ausgepreßten und abgeschreckten Fäden angewandt werden. Es ist auch noch darauf hinzuweisen, daß gewünschtenfalls eine Kräuselung, Spitzenbehandlung oder Verbreiterung der Faden durch die bekannten Verfahren angewandt werden kann.

Beispiel 1

Geschmolzenes Polyhexamethylenadipamid mit einem mittleren Molekulargewicht von 11300 wurde bei 295° C durch eine runde Öffnung mit einem Durchmesser von 0,76 mm mit einer Geschwindigkeit von 0,5 kg/Std. versponnen und mit einer Geschwindigkeit von 30 m/Min, durch ein Spinnbad hindurchgeführt, welches Trichloräthylen enthielt und auf —45° C gehalten wurde. Das Spinnbad wurde gekühlt, indem man es mit einem Kühlmantel umgab, diesen mit einem Gemisch von Trichloräthylen und festem Kohlendioxyd füllte und dem Gemisch weitere Mengen an festem Kohlendioxyd von Zeit zu Zeit zusetzte, um die Temperatur des Spinnbades auf —45° C zu halten. Die abgequetschten Fäden wurden dann auf das 4fache ihrer ursprünglichen Länge kalt verstreckt und die kaltverstreckten Fäden 45 Minuten lang in siedendem Wasser unter Spannung gehalten. Während der ganzen Streckbehandlung und auch während der nachfolgenden Behandlung behielten die Fäden ihr ansprechendes Äußere und ihre glatte Oberfläche.

Beispiel 2

Polyhexamethylenadipamidschmelze mit einem mittleren Molekulargewicht von 11500 wurde bei 300° C durch eine runde Öffnung mit einem Durchmesser von 0,58 mm mit einer Geschwindigkeit von 0,6 kg/Std. in ein Salzwasserbad versponnen, welches 33 Gewichtsteile Natriumchlorid auf je 77 Gewichtsteile Wasser enthielt. Diese Salzlauge wurde auf —14° C gehalten, indem man ihr zu Anfang festes Kohlendioxyd zusetzte, um sie auf —14° C abzukühlen, und später in Abständen weiteres festes Kohlendioxyd zufügte, um die Temperatur der Salzlauge auf —14° C zu halten. Die abgequetschten Fäden wurden derselben Nachbehandlung, wie im vorangehenden Beispiel beschrieben ist, unterworfen, wobei sie ihr sehr ansprechendes Äußere und ihre glatte Oberfläche behielten.

Beispiel 3

Geschmolzenes Polyhexamethylenadipamid mit einem mittleren Molekulargewicht von 11500, welches 0,05 Gewichtsprozent eines gelben Cadmiumpigments enthielt, wurde bei 300° C durch eine runde Öffnung mit einem Durchmesser von 0,76 mm mit einer Geschwindigkeit von 0,5 kg/Std. versponnen und mit einer Geschwindigkeit von 30m/Min. durch ein Spinnbad hindurchgeführt, welches Trichloräthylen enthielt und das durch Zusatz eines Kühlmittels auf eine Temperatur von —45° C gebracht worden war. Die Fäden wurden dann um das 4f ache ihrer -Ursprungslänge gestreckt. Die kalt gestreckten Fäden wurden 45 Minuten lang in kochendem Wasser unter Spannung gehalten. Während der ganzen Streckbehandlung und auch während der nachfolgenden Behandlung behielten die erhaltenen Einzelfäden ihre angenehme Erscheinung und ihre glatte Oberfläche bei. Die Zugfestigkeit dieser Fäden betrug bei 100% relativer Feuchtigkeit 7338 kg/cm² im Vergleich zu einer Festigkeit von 3548 kg/cm² bei Fäden, die durch oben beschriebene Verfahren hergestellt wurden und wobei ein Wasserbad einer Temperatur von 25° C zum Abkühlen benutzt wurde;

_-■ --'- =-PäTI1¥a NSPRUGH:

Verfahren zur Herstellung von festen Polyamidfäden durch Auspressen eines geschmolzenen Polyamids in Abwesenheit eines Lösungsmittels für das Polyamid bei einer Temperatur im Größenbereich von 200° C und darüber, dadurch gekennzeichnet, daß man das geschmolzene Polyamid in eine bei einer Temperatur unter —5° C gehaltene Kühlflüssigkeit verspinnt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 599 670.

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