DE1222206B - Herstellung von Faeden aus Polyurethanen - Google Patents

Herstellung von Faeden aus Polyurethanen

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DE1222206B
DE1222206B DEU9000A DEU0009000A DE1222206B DE 1222206 B DE1222206 B DE 1222206B DE U9000 A DEU9000 A DE U9000A DE U0009000 A DEU0009000 A DE U0009000A DE 1222206 B DE1222206 B DE 1222206B
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DE
Germany
Prior art keywords
thread
threads
polyurethane
bath
carbon atoms
Prior art date
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Pending
Application number
DEU9000A
Other languages
English (en)
Inventor
Robert Arden Gregg
Charles Vaughn Tallman
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Uniroyal Inc
Original Assignee
United States Rubber Co
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Filing date
Publication date
Application filed by United States Rubber Co filed Critical United States Rubber Co
Publication of DE1222206B publication Critical patent/DE1222206B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/58Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
    • D01F6/70Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyurethanes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)

Description

  • Herstellung von Fäden aus ]#o1@urethanen, Die Erfindung betrifft eine Verbesserung der Polyurethanfäden und ein Verfahren zur Herstellung dieser. Die USA.-Patentschrift 2953839 beschreibt die Herstellung von Polyurethanfäden aus einem Polyurethan-»Vorpolymerisat«, das ein Reaktionsprodukt eines Polyesters, Polyäthers od. ä. mit endständigen Hydroxylgruppen mit einem organischen Diisocyanat ist. Dieses Vorpolymerisat wird in eine wäßrige Lösung eines aliphatischen primären Diamini ausgesponnen, um den Faden zu »koagulieren«, d. h., um ein sehr schnelles Härten oder Gelieren der Oberfläche des Fadens zu verursachen. Anschließend wird die Härtung des Fadens durch die Wirkung von Wasser vervollständigt.
  • Unglücklicherweise haben die auf diese Art hergestellten Fäden einen abgeflachten Querschnitt anstatt eines runden. Der Querschnitt ist außerdem nicht gleichmäßig, d. h., er kann dünne Stellen haben, an denen der Faden bricht, was bei der nachfolgenden Verarbeitung stört.
  • Erfindungsgegenstand ist ein Verfahren zum Herstellen von Fäden durch Verspinnen eines flüssigen Polyurethanvorpolymerisates mit endständigen Isocyanatgruppen in ein wäßriges Fällbad, das ein aliphatisches diprimäres Diamin enthält. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man in ein Fällbad verspinnt, das zusätzlich einen einwertigen Alkohol mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen oder ein Glykol mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen bzw. deren Mischungen in einer Menge von 5 bis 90 1/o enthält.
  • Beim Spinnen von Polyamidfäden, die durch Auspressen der geschmolzenen Masse in eine Kühlflüssigkeit hergestellt werden, wurden auch schon Alkohole verwendet. Dieses Verfahren unterscheidet sich jedoch von dem der vorliegenden Erfindung dadurch, daß dort der Alkohol nur als Kühlflüssigkeit verwendet wird, während er erfindungsgemäß die Härtung oder Verfestigung des Polyurethanvorpolymerisates in dem aliphatischen diprimären Diamin unterstützt.
  • Bevorzugt anzuwendende Alkohole sind die mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und besonders die Alkohole mit 3 bis 4 Kohlenstoffatomen. Zusätzlich zu den primären Alkoholen (z. B. n-Propanol, n-Butanol) können sekundäre Alkohole verwendet werden wie Isopropanol oder Isobutanol, ebenso wie tertiäre Alkohole, wie tertiärer Butylalkohol oder tertiärer Amylalkohol. Die tertiären Butylalkohole werden am meisten bevorzugt.
  • Andere Monoalkohole, die verwendet werden können, sind solche, die Ätherbindungen enthalten oder cyclische Strukturen haben. Auch Glykole werden verwendet. Tertiäre Glykole sind, wenn sie in Mischung mit primären oder sekundären Alkoholen verwendet werden, besonders brauchbar, da sie anscheinend dazu beitragen, die Neigung dieser primären oder sekundären Alkohole, die Härtung mit Wasser zu stören oder zu blockieren, zu verringern.
  • Diejenigen Monoalkohole oder Glykole, die selbst nicht leicht in Wasser löslich sind, werden in Mischung mit leichter löslichen Monoalkoholen oder Glykolen verwendet.
  • Die zum Verspinnen verwendeten Polyurethanvorpolymerisate sind üblich und z. B. in der USA.-Patentschrift 2 953 839 beschrieben.
  • Beispiel I a) Herstellung der Ausgangsprodukte, die hier nicht geschützt werden soll Ein Polyester mit einem Molekulargewicht von 2100 und einer Säurezahl von 0,7 wurde hergestellt, indem eine Mischung aus 70 Teilen Äthylenglykol und 30 Teilen 1,2-Propylenglykol mit Adipinsäure kondensiert wurde, wobei das Glykol in geringem molarem überschuß verwendet wurde, um endständige Hydroxylgruppen sicherzustellen. In dem Polyester wurden in einer Farbenmühle 1011/o Titandioxyd dispergiert, um ihn zu pigmentieren. 2310 Teile (1 Mol) des Polyesters, der Titandioxyd enthält, werden in einem mit Glas ausgekleideten Gefäß, das mit mechanischem Rührer, Einlaßrohr für trockenen Stickstoff, einem Kühler und einem Thermometer ausgestattet ist, auf 55° C erhitzt. 500 Gewichtsteile (2 Mol) p,p'-Diphenylmethandüsocyanat werden zu dem Polyester hinzugegeben, und die Mischung wird auf 120° C erhitzt. Das Erhitzen bei dieser Temperatur wird 120-Minuten fortgesetzt, und eine Schicht von trockenem Stickstoff hält von der Reaktionsmischung die atmosphärische Feuchtigkeit fern. Das Vorpolymerisat hat eine weiße Farbe und eine Brookfield-Viskosität von 9500 Poise bei 30° C (85o F).
  • b) Das Herstellen des Fadens und das: erfindungsgemäße Koagulieie5 im Fellbad Das Vorpolymerisat wird, wie in der USA.-Patentschrift 2-953 839 beschrieben, mit einer Geschwindigkeit von 2 cm/Min. im Koagulierbad ausgepreßt, das 2 Teile Äthylendiamin, 0,5-Teile--nichtionisches Netzmittel, 62,5 Teile Wasser -und 35 Teile n Propanol enthält, und wird auf einer Temperatur von 32° C gehalten. Der Durchmesser der Düsenöffnung ist 0,5 mm. Die. Oberfläche. des- ausgepreßten runden Stromes, der.- Flüssigkeit -verfestigt -sich sofort, wenn dieser -in das -Fellbad eintritt.' Eine Spinnwalze, die mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 90 -m/Min: rotiert, liegt 25 cm von der Düse- entfernt und dient dazu, den erhaltenen runden-- Faden aus dem Gelierungsbad abzuziehen. Der Faden-wird-sofort gut mit Wasser gewaschen, um das -n-Propanol zu entfernen, und dann mit 10%iger wäßriger Essigsäure, um alles noch im Faden verbliebene Diamin zu neutralisieren, indem er um die Waschrollen mit einer Geschwiüdigkdit'von 87 m/Min. geführt wird. Der Faden wird mit einer Geschwindigkeit von 84 m/Min. auf eine Trommel aufgewickelt und bei einem Druck von 3,5 kg/cm2 2 Stunden in Wasser von 66° C eingetaucht, um den Faden durch die Wirkung von Wasser auf das Polymerisat auszuhärten. Der Durchmesser- des .Fadens.-ist 0,165 mm -(0,.0065."):.-Seine. physikalischen Eigenschaften -sind:: Zugfestigkeit : . . : .-: . : . : '562 kg-/cin2 (8000 psi) Dehnung Bleibende`Dehnüng : 20% ' Axialverhältnis ........ 1,05 Der Faden-ist rund-und im wesentlichen in Dicke. und Querschnitt in .seiner -ganzen Länge--gleichmäßig.. Er kann auf Textilien verarbeitet: =werden- oder auf eine - andere Weise ohne .Schwierigkeit weiterverarbeitet oder verwendet werden:" c) Der technische Fortschritt Das obige Beispiel wurde-wiederholt, mit der Ausnahme, -daß -n-Propanol weggelassen wurde. Der Faden kaogulierte nicht annähernd so gut; und der fertige Faden war abgeflacht und ungleichmäßig im Querschnitt. Er konnte wegen der Ungleichmäßigkeiten nicht ohne Schwierigkeiten überzogen oder weiterverarbeitet werden.
  • Das Beispiel wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß das n-Propanol nicht sofort von dem Faden abgewaschen wurde. Der Faden konnte nicht richtig mit' Wasser ausgehärtet werden, wahrscheinlich weil das n-Propanol mit den verfügbaren Isocyanatgruppen reagierte und so die Härtung »blockierte«.
  • Das Beispiel wurde mit Methanol, Äthanol und Isopropanol an Stelle von n-Propanol wiederholt, und es wurden im wesentlichen -die gleichen Ergeb-. nisse erhalten.
  • Beispiel II .a) -In diesem Beispiel wurde das Vorpolymerisat aus einem Polyäther hergestellt anstatt aus einem Polyester. 1 Mol Polypropylenglykol (Molekulargewicht etwa 2000) wurde mit un-Pfähr 2 Mol p,p'-Diphenylmethandiisocyanat 1 Stunde auf 100°-C erwärmt.
  • b) Der Faden wurde aus diesem Vörpolymerisat wie im Beispiel l hergestellt. Die Fadeneigen-- schalten waren: Stärke : . . . . . . . . . . . . . . 150 Fäden auf 2,5 cm (1 Zoll) Zugfestigkeit . . . . . . . . . 562 kg/cm2 (8000 psi) Dehnung . . . . . . . . . . . . 585% Bleibende Dehnung ... 310/ö 300% massierterModül 17,6 kg/cm2 (250 psi) Axialverhältnis ....... 1,05 Der sich ergebende technische Fortschritt ist deshalb besonders unerwartet, weil die Monoalkohole, Glykole und deren Mischungen selbst keine Verfestigung des flüssigen Polyurethanvorpolymerisats bewirken, wenn . sie, in. einem wäßrigen Bad angewendet werden, das das Diaminfällmittel nicht enthält.
  • Der erfindungsgemäß hergestellte Faden kann sehr gleichmäßig durch die Strick- und Zwirnausrüstung geführt werden, ohne daß. übermäßiges Schmieren erforderlich ist.

Claims (1)

  1. Patentanspruch: . Verfahren zum Herstellen von Fäden durch Verspinnen eines flüssigen Polyurethanvorpolymerisats mit endständigen Isocyanatgruppen in ein wäßriges Fellbad, das ein aliphatisches diprimäres Diamin enthält, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, däß man in ein Fellbad verspinnt, das zusätzlich einen einwertigen Alkohol mit 1 bis .8 Kohlenstoffatomen oder ein Glykol mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen bzw. deren Mischungen in einer Menge von 5 bis 90% enthält. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr:-1079 789.
DEU9000A 1961-07-13 1962-05-25 Herstellung von Faeden aus Polyurethanen Pending DE1222206B (de)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1079789B (de) * 1955-12-23 1960-04-14 Ici Ltd Verfahren zur Herstellung von Polyamidfaeden

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1079789B (de) * 1955-12-23 1960-04-14 Ici Ltd Verfahren zur Herstellung von Polyamidfaeden

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