DE1265913B

DE1265913B - Verfahren zur Herstellung von Faeden od. dgl. aus linearen Polyestern

Info

Publication number: DE1265913B
Application number: DEF30504A
Authority: DE
Inventors: Dr Herbert Kurzke; Dr Helmut Sattler
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1955-05-13
Filing date: 1955-05-13
Publication date: 1968-04-11

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

DOId

Deutsche Kl.: 29 a - 6/31

Nummer: 1265 913

Aktenzeichen: F 30504 VII a/29 a

Anmeldetag: 13, Mai 1955

Auslegetag: 11. April 1968

Bei der Herstellung von Fäden od. dgl. aus linearen, hochschmelzenden Polyestern, insbesondere aus Terephthalsäurepolyestern, werden Fäden oder Folien durch Auspressen einer Schmelze oder Lösung aus Lochdüsen oder Schlitzdüsen gewonnen. Die geformten Gebilde werden von den sie erzeugenden Düsen abgezogen und auf Spulen od. dgl. aufgewickelt. Anschließend werden sie bei Raumtemperatur oder bei erhöhter Temperatur auf das Mehrfache ihrer Ausgangslänge verstreckt, wobei ihnen eine bleibende, die hohe Festigkeit der linearen Polyester bedingende molekulare Orientierung verliehen wird.

Die nach dem geschilderten, üblichen Verfahren hergestellten Fäden sind innen und außen in gleichem Maß molekular orientiert. Das bewirkt bei dem wegen der hohen Festigkeit dieser Gebilde sehr hohen Orientierungsgrad eine verhältnismäßig geringe Anfärbbarkeit.

Die Anfärbbarkeit von Fäden od. dgl. aus Polyestern läßt sich verbessern, wenn man dafür sorgt, daß eine Außenschicht der Fäden eine geringere molekulare Orientierung aufweist als der Kern. Diese Außenschicht setzt dann beim Färben der Diffusion des Farbstoffes geringeren Widerstand entgegen.

Es ist bekannt, für Fäden aus linearen Polyestern den Verfahrensschritt der Erweichung durch Erwärmung und Verdehnung in diesem Zustand nicht mehr auf das Endprodukt anzuwenden, sondern auf einen Zwischenzustand, nämlich auf die unverstreckten, frischgesponnenen, noch nicht molekular orientierten Fäden. Nach diesem Verfahren lassen sich frisch verformte Fäden aus linearen Polyestern bei Temperaturen von 20 bis 60° C oberhalb der scheinbaren Mindestkristallisationstemperatur bleibend auf das Vielfache ihrer ursprünglichen Abmessung dehnen, ohne eine molekulare Orientierung anzunehmen. Anschließend werden dann die so bleibend gedehnten Fäden noch bei Temperaturen zwischen der Umwandlungstemperatur zweiter Ordnung des Polyesters und 30° C oberhalb seiner scheinbaren Mindestkristallisationstemperatur in der üblichen Weise unter Einprägung einer bleibenden Molekularorientierung verstreckt. Dabei bezeichnet die scheinbare Mindestkristallisationstemperatur die niedrigste Temperatur, bei der eine wesentliche Kristallisation des Polyesters einsetzt. Sie liegt bei den meisten für die Herstellung von Fäden in Betracht kommenden hochschmelzenden Polyestern in der Gegend von 100° C. Die Umwandlungstemperatur zweiter Ordnung ist diejenige Temperatur, bei der Unstetigkeiten in der Abhängigkeit thermodynamischer Größen von der Temperatur auftreten. Sie liegt im Verfahren zur Herstellung von Fäden od. dgl.
aus linearen Polyestern

Anmelder:

Farbwerke Hoechst Aktiengesellschaft
vormals Meister Lucius & Brüning,
Frankfurt-Höchst

ίο Als Erfinder benannt:

Dr. Herbert Kurzke, 6233 Kelkheim;
Dr. Helmut Sattler, 8901 Bobingen

allgemeinen zwischen 65 und 70° C. Die bleibende, nicht molekulare Dehnung wird also bei diesem Verfahren bei Temperaturen größer als 120° C und kleiner als 160° C vorgenommen.
Das Dehnen der Fäden nach dem bekannten Verfahren hat nun folgende Nachteile:
1. Die bleibende, plastische, nicht orientierende Verformung muß an noch frischen Fäden vorgenommen werden.

2. Die Plastifizierungstemperatur liegt zwischen 120 und 160° C, also oberhalb 100° C, und ist daher nur mit Heißluft, mit ausgesuchten Flüssigkeitsbädern oder mit Hilfe von heißen Kontaktflächen zu erreichen. Die Erwärmung mit Heißluft ist bei großen, gleichzeitig zu behandelnden Materialmengen nicht einfach durchzuführen, ebensowenig auch die Kontakterhitzung an geheizten Flächen. Verwendet man Flüssigkeitsbäder, so bringt die Entfernung der Reste der Badflüssigkeit aus dem Endprodukt zusätzliche Unbequemlichkeiten mit sich.
3. Der wesentliche Nachteil des bekannten Verfahrens liegt darin, daß nach ihm keine Fäden erhalten werden, bei denen der Kern eine andere Struktur aufweist wie die äußere Schicht des Fadens, d. h., bei denen die Außenschicht keine geringere molekulare Orientierung aufweist als der Kern.

Es wurde nun gefunden, daß Fäden od. dgl. aus linearen Polyestern mit verbessertem Farbaufnahmevermögen hergestellt werden können, wenn die Fäden od. dgl. für eine solche Dauer durch Wasser oder Wasserdampf von 70 bis 100° C geleitet werden, daß bei der dabei durchgeführten Verstreckung die Fäden od. dgl. im Kern eine höhere molekulare Orientierung erhalten als im Mantel, worauf die Fäden gegebenenfalls noch orientierend nachverstreckt werden.

809 535/440

Es ist zwar schon bekannt, daß Wasser die Verformung von Polyesterfäden fördern kann. Es ist jedoch bisher nicht bekannt, daß Wasser in Verbindung mit erhöhter Temperatur den Polyester so weich macht, daß er verdehnt werden kann, ohne daß Molekularorientierung eintritt.

Die Grenze der Verweüzeit im plastifizierenden Medium zwischen nichtorientierender, homogener, plastischer Dehnung und einer Dehnung, die zu einer geschichteten Struktur führt, ist abhängig von Art und Temperatur des Mediums und der Dicke des Fadens. Sie beträgt beispielsweise 15 Sekunden für einen Polyesterfaden von 50 den Einzeltiter in einem Wasserbad von 95° C als plastifizierendes Medium. Bei sinkender Temperatur des plastifizierenden Mediums steigt die Grenze der Verweüzeit. Diese läßt sich nicht in einer Formel angeben, sondern sie muß von Fall zu FaU je nach dem Material und den technischen Gegebenheiten ermittelt werden.

Es ist ferner nicht notwendig, daß die für den eigentlichen Dehnungsvorgang notwendige, an sich sehr geringe Spannung während der ganzen Verweüzeit auf das Gebüde einwirkt. Es genügt vielmehr eine geringe Verweüzeit im plastifizierenden Medium ohne mechanische Beeinflussung, während die Dehnung am Ende dieser Verweüzeit noch im Medium schnell vorgenommen werden kann.

Die gefundene Möglichkeit der Herstellung von Fäden od. dgl. mit geschichteter Struktur aus linearen Polyestern führt zu folgendem HersteUungsverfahren:

Die Fäden, Bändchen oder Folien werden in der üblichen Weise durch entsprechende Einrichtungen, meist Düsen, geformt, von diesen abgezogen und gegebenenfalls auf Vorratsspulen oder -walzen aufgewickelt. Im weiteren Herstellungsgang werden die Gebüde in Wasser oder Wasserdampf als plastifizierendes Medium, am einfachsten in Wasser, das auch ein Netzmittel enthalten kann, mit einer Temperatur von über 70° C, vorzugsweise 95° C, eingebracht und darin nach einer kurzen Verweüzeit gedehnt. Man erhält dann Fäden od. dgl. mit unterschiedlicher, nach außen abnehmender molekularer Orientierung. Derartige Fäden oder Folien sind für manche Anwendungszwecke besonders vorteilhaft. Sie unterscheiden sich beispielsweise durch ihre verbesserte Anfärbbarkeit, die bekanntlich stark vom Orientierungszustand der Außenschicht der Gebüde abhängt, von den nach den bekannten üblichen Verfahren hergestellten Gebilden sonst gleicher chemischer Zusammensetzung.

Dieser Vorgang kann wegen der verhältnismäßig geringen Verweilzeiten kontinuierlich erfolgen. Die gedehnten Fäden od. dgl. können gegebenenfalls in der für die Herstellung von Fäden od. dgl. aus linearen Polyestern üblichen Weise kalt oder heiß molekularorientierend nachverstreckt werden, wobei ein Unterschied der Orientierung zwischen Kern Und Mantel des Gebildes erhalten bleibt.

Das Verfallen der Erfindung ist besonders geeignet für die Verarbeitung der Polyterephthalsäurealkylenester, insbesondere des Polyäthylenterephthalats.

Beispiel

Ein nicht verstreckter monofiler Faden aus PoIyäthylenterephthalat vom Titer 50 den wurde im Wasserbad von 95° C auf das 2,5fache seiner Ausgangslänge plastisch bleibend gedehnt. Der Dehnungsvorgang wurde so schnell vorgenommen, daß er nach einer Verweüzeit von 2 Sekunden im plastifizierenden Medium beendet war. Anschließend verblieb der gedehnte Faden noch 18 Sekunden im Wasserbad ohne weitere Schrumpf- oder Dehnungsmöglichkeit. Der Faden zeigte danach eine deutliche Schichtung; die Doppelbrechung betrug außen Null und innen 17 · 10~³, während die des unbehandelten Fadens durchgängig 2,5 · 10~³ betragen hatte. Anschließend wird der Faden noch bei etwa 100° C im Verhältnis 1: 3,5 orientierend verstreckt.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Fäden od. dgl aus linearen Polyestern, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden od. dgl. für eine solche Dauer durch Wasser oder Wasserdampf von 70 bis 100° C geleitet werden, daß bei der dabei durchgeführten Verstreckung die Fäden od. dgl. im Kern eine höhere molekulare Orientierung erhalten als im Mantel, worauf die Fäden gegebenenfalls noch orientierend nachverstreckt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschriften Nr. 695 567, 603 842.

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