DE1435457A1 - Verfahren zur Herstellung hochschrumpfender Gebilde aus linearen aromatischen Polyestern - Google Patents

Description

Verfahren zur Herstellung hochaohrumpfender Gebilde aus linearen aromatischen Polyestern

Geformte Gebilde, wie Fäden oder Folien aua linearen aromatischen Polyestern werden bekanntlich nach ihrer Verformung einem Streckprozeö unterworfen. Dabei erfährt die molekulare Struktur der Gebilde eine zusätzliche Ordnung, welche die Voraussetzung für die in der Praxis geschätzten Eigenschaften der geformten Gebilde 1st, Dazu zählen beispielsweise eine höhe Reiß- und Scheuerfeatigkeit, dae elastisch·» Verhalten beim 3)ehnen_t die Knickbruehzahl u.a.m. Auch das Sehrumpfvermögen bei der Einwirkung von kochendem Wasser oder von heißer Luft wird durch den Streckprozeß erheblich ieeinflußt.

Die von der Praxis gewünschten Schrumpfeigenschaften der geformten Gebilde sind von Fall zu Fall verschieden. So eollen tejohnieoh anwendbare Fäden nur wenig schrumpfen» während iaeem und Fäden für Bekleidungezwecke ein Mindestmaß an Sß&rumpfvermögen besitzen müssen, um vorteilhaft

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verarbeitet werden zu können. Darüber hinaus bestehen aber auch Bedürfnisse für Gebilde mit hohen Schrumpfwerten von . etwa 40 - 70$. Das gilt unter anderem für Pasern» die zur Herstellung von Hochbauschgarnen, modischen Strickwaren oder Filzen verarbeitet werden sollen, ferner für Folien, die Verpackungszwecken dienen. Man hat schon versucht, solche hochschrumpfenden Gebilde dadurch herzustellen., daß mak sie nur sehr wenig, beispielsweise 30 - 50$ des maximal j möglichen Wertes, verstreckt. Derartige Gebilde besitzen aber Gebrauchseigenschaften, wie Reißfestigkeit, Dehnung oder Elastizität, die völlig unzureichend sind, so daß auf diese Weise das Probelm der Herstellung von hochschrumpf enden Gebilden aus linearen aromatischen Polyestern nicht lösbar ist.

Es wurde nun gefuneteiis daß man diese Nachteils vermeiden und hochsohrumpfende Fäden, Fasern oder folien aus linearen aromatischen Polyestern herstellen" kann, wenn man die ge* formten Gebilde in solchen Teilbeträgen verstreckt» daß die Yerstreckung in der ersten Stufe mindestens 30$ und höchstens 70$ der gesamten Verstreckung beträgt» wobei die Gesamtverstreokung mindestens S0$ des bei einer einstufigen Verstraekung maximal möglichen Wertes ausmacht, uM daß man die Terstreckung in der ersten Stufe bei derselben/ vorzugsweise jedoch bei einer höheren Temperatur durchführt ale in der zweiten Stufe. /

Die Teilbetrage der TTarstreekung können versoiiie&en groß sein. Eur technischen Vereinfachung ist ew jedoch vorteilhaft, in 2 gleichen Teilbeträgen zu verstrecken, die zusammen einen Betrag von wenigstens 6ö$ des bei einer einstufigen Verstreckung maximal möglichen Wertes aueisaehen» Es ist besonders günstig, wenn bei der ersten Streckstufe eine höhjere Temperatur» und zwar um ca. to *tÖÖ°O

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ale bei der zweiten Verstreckstufe, angewandt wird. Ferner ist ee vorteilhaft, daß die Temperatur in der ersten Stufe nicht mehr als 20° unterhalb dee Umwandlungspunktes zweiter Ordnung und mindestens 50° unterhalb des Schmelzpunktes der Polyesterfäden liegt. Nach oben ist die anwendbare Temperatur in allen Verstreckstufen begrenzt durch den Erweichungspunkt des Materials, sie kann also nur so hoch gewählt werden, daß das verstreckte Material auch nach dem Schrumpfen laicht verklebt.

FUr eine Anhebung des SchrumpfVermögens ist es, wie schon erwähnt, besonders günstig, wenn in der ersten Stufe eine möglichst hohe Temperatur angewandt wird und in den folgenden Stufen eine niedrigere* Man hat es in der Hand, durch Verändern der Größe dieser Temperaturdifferenz ganz bestimmte Schrumpfwerte einzustellen, was für den jeweiligen Verwendungszweck der Gebilde oft wichtig ist.

Die technische Durchführung des neuen Verfahrens ist einfach und bedient sich der gebräuchlichen Einrichtungen. Die noch unverstreokten Gebildet wie z.B. Fäden oder Folien, von denen eretere sowohl in geringer Anzahl als auch als Fadenkabel höher Stärke (z.B. 500 000 den) vorliegen können, werden über eine Reihe von Rollen oder Walzen geführt, von denen die nachfolgenden mit höherer Geschwindigkeit laufen als die vorausgehenden. Dabei sorgen geeignete Einrichtungen, wie z.B. Walzenaggregate «· gegebenenfalls mit gummierten angepreßten Bollen - dafür, daß die Fäden nicht gleiten, sondern zwischen den rotierenden Organen die beabsichtigte Reckung erfahren. Bei einmaliger Verstreckung werden jeweils zwei solcher Organe verwendet. In diesem Fall sind bei dem Verfahren der vorliegend·» Erfindung mehrere Durchgänge mit je ein«» äer gewählten feilbtträge notwendig. Vorteilhaft ist β* aber, sehr als zwei der rotierenden Organe zu benutzen und den gesamten ProaeB kontinuierlich durchzuführen. So sind β·Β. bei einer t&iterteilung der Verstreckung in zwei

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höhtreβ Schrumpfvermögen. Dies bezieht eich, sowohl auf das spannungslose Erhitzen in indifferenten Medien, z.B. in trockener Luft oder Metallbädern, als auch auf das Schrumpfen in siedendem Wasser, heißem Wasserdampf oder auf eine Einwirkung von Quellmitteln, wie Methylenchloriä. Dabei besitzen die geformten Gebilde ebenso gute mechanische Eigenschaften wie diejenigen,' die mit bisher bekannten Verfahren gewonnen wurden, d.h. wie Gebilde, die ein normales Sehrumpfvermögen aufweisen. Besonders begünstigt ist der Schrumpf in koohendem Waster oder HeIßdampf. So schrumpfen verfahrensgemäß gewonnene Fasern aus Polyethylenterephthalat, die in 2 Stufen BU Je 5056 des maximal möglichen Wertes bei 80° bzw* 45⁰C veretreokt wurden, in kochendem Wasser um 44$, sie besitzen dabei vor dem Schrumpfen eine Festigkeit von 4,1 g/den und eine Bruchdehnung von 46#. Durch geeignete chemische Veränderungen des Rohstoffes kann das Schrumpfvermögen noch weiter gesteigert werden, Von besonderem Interesse sind in dieser Hinsicht z.B. Copolyester, die als modifizierende Komponente symmetrisch substituierte Diole, wie das bereits genannte 2.2-Dimethylpropandiol, enthalten. In diesem Fall können durch Anwendung dee vorliegenden Verfahrene ungewöhnlich hohe Schrumpfwerte erzielt werden, die z.B. in Wasser von lOOf Bis über 70* und in luft von 200⁰C bis βθ£ betragen, Wenn 5 bis 656 Diine thylpropandi öl in Polyäthylenterephthalat eingebaut wurden. Trotzdem zeichnen sich auch diese Gebilde duroh sehr gute mechanische Eigenschafteft aus.

Sie Aufarbeitung der verstreckten Formlinge kann nach bekannten Methoden erfolgen. Zunächst werden sie wie üblich mit geeigneten Steffen behandelt, um Gleit- bzw* Haftvermögen günstig zu beeinflussen und der elektrostatischen Aufladung entgegensuwlrken. Endlose Fäden werden gezwirnt und konfektioniert,

nur Gewinnung von Stapelfasern die schon genannten Kabel geJöJÄuselt und geschnitten. Bei allen diesen Prozessen ist

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in luft (200⁰C) von 20#. Seine Festigkeit ist dann 5,9 g/den, •eine Bruchdehnung 31»#

Beispiel 2t

Man stellt ein Verstreokaggregat zusammen* das aus drei mit gummierten Andruokwalzen versehenen Walzentrios und aus zwei zwieohen diesen angebrachten 50 cm langen heizbaren Bohren besteht. Bas erste der letzteren ist auf 80⁰C, das zweite auf 45⁰C Lufttemperatur erwärmt. Man läßt den in Beispiel 1 genannten Faden mit einer Geschwindigkeit von 10 m pro Minute in das erste Trio einlaufen und regelt die Geschwindigkeiten der btldsn folgenden Trios so, daß der Faden von dem zweiten Trio mit 22,5 m pro Minute und von dem dritten mit 45 m pro Minute abgssogen wird. Man erhält Fäden, die nunmehr in koohendem Wasser um 44$, in Luft von 200⁰C um 26$ schrumpfen» Ihre Festigkeit beträgt 4,1 g/den, ihre Bruchdehnung

Beispiel 3t

Ein aus Dimethylterephthalat, Äthylenglykol und 7$ (berechnet auf Dimethylterephthalat) 2.2-Diaethylpropanaic&!»3 hergestellter Copolyester wird aus der Schmelze zu einem Faden der gleiohen Stärke, wie in Beispiel 1 genannt, versponnen. Man verstreokt genau wie dort beschrieben und erhält Fäden, , dis in koohendem Wasser um 40£, in Luft von 18O⁰O um 43£ und in Luft Toll 200⁰C um 50$ schrumpfen· Der Schrumpf in Hethylenchlorid ist bei Saumtemperatur 36j£. Die Festigkeit der Fäden ««trägt 4,5 g/den, ihre Bruohdehnung 34$. Demgegenüber hat der gleiche Faden des Copolyesters bei einem einmaligen Durchgang im wncimfll mögliohen Yeretreckverhältnis von 1 ι 4,5 diesbezügliche Sehrumpfwerte in Wasser und Luft ▼on 27J*# 36J* und 43*. Die Festigkeit β- und Dehnungezahlen sind 4,7 g/den bzw. 31*.

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Beispiel 4:

Der in Beispiel 3 genannte unverstreekte Faden des aus Dimethylterephthalat, Äthylenglykol und 2.2~Dimethylpropandiol hergestellten Copolyesters wird in der in Beispiel 2 beschriebenen Apparatur kontinuierlich in swei Stufen verstreckt. Dabei "beträgt die Temperatur des Luftraumes im ersten Heizrohr 80⁰C, im zweiten 65⁰Cι die Einlaufgeschwindigkeit dee 3?afi®a® und die Umdrehungszahlen der Trioe sind die gleichen wi© dort. Di© so erhaltenen Fäden schrumpfen in kochendem Wasser um 72$₅ in Luft von 20O⁰G um 60$, die Werte für Festigkeit rad Bruchdehnung sind 4,2 g/den . bzw. 30$.

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Claims (4)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung hochschrumpfender Gebilde*, aus linearen aromatischen Polyestern durch Verstrecken in mehreren, vorzugsweise zwei Stufen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Gebilde in solchen Teilbeträgen verstreckt, daß die Verstreckung in der ersten Stufe mindestens 30$ und höchstens .70$ der Gesamtverstreckung beträgt, wobei die Gesamtverstreckung mindestens 60$ des bei einer einstufigen Verstreckung maximal möglichen Wertes ausmacht, und daß man die Verstreckung in der ersten Stufe bei derselben, vorzugsweise jedoch bei einer höheren !Temperatur durchführt als in dey zweiten Stufe.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur in der ersten Stufe nicht mehr als 20° unterhalb des Urawandlungspunktes zweiter Ordnung und mindestens 50° unterhalb des Schmelzpunktes der Polyesterfäden liegt.

3· Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur in der zweiten Stu: niederer ist als in der ersten Stufe.

daß die Temperatur in der zweiten Stufe um 10° bis 100°

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4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den gesamten Verstreckprozeß kontinuierlich durchführt.

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