DE1435493A1 - Verfahren zum Verspinnen von Polypropylen - Google Patents
Verfahren zum Verspinnen von PolypropylenInfo
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Description
D I P L.-l NQ. H. B O H R
DIPL.-INQ. S. STAEQER
MÜNCHEN β
H 19132 Dr.F/Gi.
Case P.15935
Dr. Expl.
Beschreibung zur Patentanmeldung
der Firma Imperial Chemical Industries Limited,
London, England
betreffend
"Verfahren ?.um Verspinnen von Polypropylen"
— · —
Die Prioritäten der Anmeldung in Großbritannien vom 27.Februar 1962 und l8.Februar 196? werden in
Anspruch genommen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Verspinnen von Polypropylen und insbesondere auf das Schmelzspinnen von
kristallinem stereoregulärem Polypropylen, das durch ein
Niederdruckverfahren hergestellt worden ist.
Aus der britischen Patentschrift 8I0 o2? ist es bekannt.
Fasern und Fäden aus kristallinen Propylenpolymeren hereu-
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stellen, welche einen linearen und im wesentlichen unverzweigten
Charakter besitzen. Kristallines Polypropylen besteht im wesentlichen aus Makromolekülen, worin die asymmetrischen
Kohlenstoffatome mindestens vier lange Zweige von gleichem sberisehen Aufbau besitzen. Kristallines
■ t- ·
stereoreguläres Polypropylen dieser Art ist als isotaktisches Polypropylen allgemein bekannt.
Pasern oder Fäden* die aus Isotaktisehen Propylenpolymeren
versponnen worden sind, können in verschiedenartigster Weise verwendet werden. Sie können verstreckt und in Form von
kontinuierlichen Fadengarnen verwendet werden und sie können verstreckt in kurze Längen geschnitten und dann weiter als
Stapelfasern verarbeitet werden, wobei sie in dieser Form auf den üblichen Textilmaschinen entweder allein oder gemischt
mit anderen natürlichen oder künstlichen Fasern verarbeitet werden können. Stapelfasern können auch zur Her»
stellung von PUllmafcerialien verwendet werden, die ein großes
Volumen besitzen. Ein wesentliches Merkmal des Stapelfaserverfahrens
besteht darin, daß den Fasern eine Wellenform gegeben wird,um die Weiterverarbeitung derselben auf den üblichen
Textilmaschinen zu unterstützen, insbesondere wenn sie mit Naturfasern gemischt werden, welche die Wellen- oder
Kräusalform aufweisen.
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BAD OR!@INAL
Durch das Kräuseln der Fäden wird auch der weiche Griff und
die Masse von Fäden, die aus solchen Fasern hergestellt werden, verbessert, so daß die aus solchen Garnen hergestellten
Textilstoffe wärmer sind· Das Kräuselverfahren von Fasern bestand bisher in einer zusätzlichen Arbeitsstufe» die nach der
Streckbehandlung bei der Stapelfaserherstellung durchgeführt wurde. Fäden aus isotaktisohem Polypropylen können auch In
Form von textierten oder aufgebauschten Fadengarnen verwendet -werden, welche beispielsweise durch ein Falsohverzwlrnungs- ä
verfahren erzeugt werden, das nach den Verstrecken bei der Herstellung der Einzelfadengarne durchgeführt wird.
Bs wurde gefunden, daß, wenn das Verspinnungsverfahren in der Heise durchgeführt wird, daß das versponnene. Garn eine Doppelbrechung EWisehen Io χ Io "^ und 25 χ Io "^ und eine innere
Viskosität «wischen 1 und 3 besitzt, worauf dann das versponnene Garn alt Streckverhältnissen von 1,2 bis 4,ο gestreckt
wird» daß dann beim Erschlaffen des Garnes dieses plötzlich in eine Schraubenlinienform Übergeht. Es wurde weiterhin ge- *
funden, daS es zweckmäßig ist, diese Schraubenform zu stabilisieren und zwar durch eine Wärmebehandlung beispielsweise
durch Behandlung des erschlafften Garnes in Luft etwa 2o Minuten lang bei I4o° c.
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GemäB der vorliegenden Erfindung wird also ein
zur Herstellung von Fasern oder Einzelfäden aus
sehem Polypropylen In einer Sehraubenlinienf^na vorg®-
schla®eß, welches daiSurefi gefcennzelelmst ist, dad
KrMus@li2SSg_ durch Verspinnen der Fäden von
einer solßhen Teraperattir und 'mit -eisieia
Om?Ghs&tz des Folynera von ein©? sdlohen iimsren
dl« innere Viskosität des verspen»
nenen ßs^Ees imi@rlss.lb des Bereiches von l,o bis 3,ο vor-
liegt und di© Boppelbrediung de®
1© χ 1©*"^ unö 25 ss lo**·^ beauf
das 1#S htm
trsskfe wird und
rasch und frei erschlaffen xüt
dann ßa©
sponnei£©n Ffiäen anzeigt« kasin raitt@Is
Eikresk'©s3s gstseseea WeFd^nx, das mit
eator a^iegeetattet 1st. M@ Inners
weie® Is einer I<Ssisßg in Dekalin fe®i 1^5 die is €@f Lifcs^afeiar üMichei*weis@
weie® Is einer I<Ssisßg in Dekalin fe®i 1^5 die is €@f Lifcs^afeiar üMichei*weis@
wi© auf S©it© >o9 der Ausgabe
©f Polya^r Ghemistry1* γοη P.
ist.
ver ?ol&rlsatioti@-
„ IMioher-
g®«@seeR wifd, hat
Bedeutung, &ei« 1953 «le* Buches?
. Flory beechrl®b@n
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BAD ORi©>N'
Obwohl eine befriedigende augenblickliche Kräuselung des Polypropylengarner. durch das angegebene Verfahren erhalten
wird« hat es sich herausgestellt, daß unter gewissen Bedingungen der augenblickliche Kräuselungseffekt auch ohne die zweite
Streckstufe herbeigeführt werden lcani. Gemäß einer besonderen
Ausführungafor» der Erfindung wurde isotaktlsohes Polypropylen nit einer Inneren Viskosität von 2,4 bei einer Temperatur
von 252° C und einer Aufwiokelgeschwindigkeit von 660 η pro
Minute versponnen. Das versponnene Garn besaß eine Doppelbrechung von 17 χ lo"-5 und eine innere Viskosität von 2,25.
Bei* Nachlassen der Aufwickelspannung nahm das Garn eine
schraubenllnlenföralge Kräuselung an, die sich nach einer
Stabilisierung von etwa 2o Minuten bei einer Temperatur zwischen loo und l4o° C noch um 15 j£ der schon bisher erteilten Kräuselung erhöhte.
Bs wurde gefunden, daß durch gewisse Regelung in der Siehe,
der Padenlinle in den Bereich der maximalen Streckung und
zwar durch geregelte Kühlung oder Erwärmung eine weitere Kontrolle der Doppelbrechung des versponnen Garnes auglich λ
1st und ebenfalls der spontan auftretenden Kräuselungswirlcung,
die bei· Erschlaffen erhalten wird. Ss ist einleuchtend, daß
ein Wert des Streckverhältnlsses besteht, der von den gewählten Werten der inneren Viskosität und der Doppelbrechung des
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Garnes abhängt und der au eine? optimalen Entwloxlung
der Kräuselung führt. Durch genaue Regelung dieser Faktoren ist es möglich, den Grad der Kräuselung von etwa
Hull bia su sehr hohen Kräuselungen sau verändern.
Bei einer bestimmten AusfUhrungsform der Erfindung wird isotaktisches
Polypropylen, das eine innere Viskosität zwischen etwa 1,5 und 2,5 be sit afc, bei einer Temperatur zwischen 2oo
lind 3oo° 0 versponnen und mit einer Aufwickelgeschwindigkeit
S9fi3chen 22? und 3.67c in pro Minute versponnen» so daß die
versponnenen Fäden eine Doppelbrechung zwischen 15 χ lo~^
wad 2© M. Ie -* und eine innere Viskosität zwischen lt2 und
2*5 !besitzen. Diese Fäden werden dann unter Anwendung eines
SfcreckverhSltniases zwischen 1,2 und 4,o kalt verstreckt und
helm Freigeben des verstreckten Oarnes erfolgt eine augenbllis^AJlehe
Kräuselung der Fäden. Unter Anwendung dieser Ar- heltmtetse inwäen Kräuselungen zwischen 5 und 5o Windungen
pro
Der Hrad der Kräuselung kann entweder als die Ansah! von tfindtängem
pro Zoll oder als prozentuale Kräuselung durch das Verhälteis
i_ χ
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BAD
ausgedruckt «erden, worin L1 die Länge des gekräuselten
Faden« und L2 die Länge des gleichen Fadens bezeichnet·
wenn dieser gerade so weit gestreckt wird daß die Kräuselungen verschwinden.
wenn eine zweite Streokstufe angewandt wird, so wurde gefunden« daß die Temperatur des erwärmten Stiftes» der
Waise oder einer anderen Vorrichtung auf der die Streckung erfolgt innerhalb eines weiten Bereiches von etwa Io bis
etwa I4o° C verändert werden kann und daß eine augenbliok~
Hohe Kräuselung auftritt, sobald die Streokepaimung aufgehoben wird· Mm wird vorgezogen, hierbei eine Streokteaperatur zwischen etwa 80 und loo0 C anzuwenden.
Bin verbessertes Spinn* und Vererbeltungsverfahreii, wie es
hler beschrieben 1st, kann in brauchbarer Welse «it dsa
Bcbsttls-Druckverfahren für Polypropylen vereinigt werden,
welches den Gegenstand der britischen Patentschrift 8l8,loo bildet.
Eine hierfür geeignet· Apparatur besteht auf einer Schraü
auspressvorrichtung, durch die geschmolzenes Polypropylen
einer Spinndüse durch eine Benessungspunpe zugeführt wird.
Da« gesohaolzene Polyaer wird vorzugsweise vor und nach der
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filtriert« wobei al® !!temperatur u»m ersten
Filtere gewUnscMesifalle wesentlich mfeerlialb der Jos »fei«
ten Filters liegen kanu. Bei Anwendung einer solchen Apparatur
irann Polypropylen alt einer hotel inneren Viskosität
vosi beispielsweise 3*0 bis 4, ο als ^issgaiagsin&tefial angetanst WQVaQU3, das dsna in der Selimelgirorrlchtung einen Wär»
meahhaii erfährt, so ciaS das versponnene ßam den
öer Inneren Viskosität erhSlt.
Um ein geapömjenes Oes^a der angeg@b@n®ii Doppelbreolsaang und
iimerea Visko^itEt z&s ertiÄlten, fff@3?a@n die Spizmbedingiingen
dem j^wülle angew^näten igotaktis^ien Folypropyde»
gewünschten Qk*4 der ©üägültlgen l^iüfielung ange<wurde
beispielsweise g@fimiene dsS, wenn von @inea
-alt elntr- Inneren Viskosität zwieghaa l,c und*
£„© Auagegengen wird9 geeignete SpiBn^dlngungen darin bestellen»
dafi die SpisäMüse bei einer Temperatur zwiacStöSi
175 uns 33o° C vors»g^ftä.e@ zwiseteß 1S0 und 29@° O liegt
«mi n&t @in®r Auf^iietelgesehwlndigtelt swieehen etwa 3:35 und
Hinut® gearbeitet wird.
Fasern iaM Fäden wele&e g^mäS der Erfindung hergestellt
werden, sind für besonder© I&xtllverarbeitungen sehr
geeignet, insbesondere sar Herstellung von Tepplohen, Becken,
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Kleidungsstücken oder anderen Textilet Zeugnissen, wobei die
gekräuselte Natur der Fäden zu den gewünschten Eigenschaften*
wie Nachgiebigkeit;, Zusammenhaftung oder Aufbauschung der
Stapel- oder kontinuierlichen Einzelfadengarne führt, welche
aus solchen gekräuselten FSden hergestellt worden sind und
zwar entweder allein oder gemischt mit Naturfasern oder anderen Kunstfasern. Infolge ihres vergrößerten Volumens und der
Nachgiebigkeit sind die gemäS der Erfindung hergestellten Fasern gebesonders geeignet, um als Füllmaterial» beispielsweise für Sitz- oder Kopfkissen verwendet zu werden.
In den folgenden Beispielen ist die Erfindung näher erläutert, ohne nierauf beschrankt zu sein.
Isotaktisohes Polypropylen »it einer inneren Viskosität von
3,2 (festgestellt in Dekalin bei 1?5° C), dem o,4 Jf eines geeigneten Antioxydationsmittels und o,l # eines geeigneten
Peptlslerungsmlttels (eis Stoff, der dazu dient, den thermischen
Abbau von Polypropylen von einem höheren in ein niederes Molekulargewicht zu unterstützen) zugesetzt wurde, wurde in eine
Schraubensohaelzvorriehtung eingeben, aus der das geschmolzene Polymer einer Bemessungspumpe zugeführt wurde, und dann durch
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- Io -
BAD NAL
- Io -
ein Sandfilter mit einer Korngröße von 1,68 bis ©,75 mm
einer Spinndüse ß&t einem Lochdurehmesser von o,j$8 ram zugeführt
wurde. Die Schraubenschmelzvorriöhtiing, die Bemessungspumpe
und das Filter waren von einem elektrisch beheizten Mantel umgeben» welcher auf der erforderlichen
SpiiBitesnperafeur gehalten mirde. Di© versponnenen Fäden
wurden dann unter Anwendung eines Wasserbade a von 9o° C
kalt verstreo&fc und zwar unter dem gewünschten Streckverhältnis
mit einer Streckgeschwindigkeit von 66 m pro
Minute. Md vsrstreekten Fäden wurden öarni rasch erschlaffen,
gelassen, ind©« das Oarn von der Streekspule
abgeschnitten wurde und die Fasern wurden dann in einem von I4o° C 2o Minuten lasjg stabilisiert.
Die folgende Tabelle gibt den EinfIuB der Splnntempera·*
ter wau @&& Aufwiak©lg@scl3ifißodigkeit &n£ die innere Viskosität
vwä die Doppelbrechung des versponnenen Fadens
*m,. sowie die Wirkung des Streckverhältnisses auf den
3rad der erreichten Kräuselung.
-U-
909806/0779 ' "
BAD OBI©1NAL
-Il
Spinn
temperatur i |
Aufwloktlfft- ectiwindi«- keit m/Minute |
Elcenfioluiften dm* vemponnonen G&rne |
innere
Vieteo- ititst |
Doppel brechung X lo"3 |
Streck ver hältnis |
prozen tuale iCpäuse- lung |
•Windun gen pro Zoll |
1 24o 2 250 5 250 4 260 |
660 660 looo |
Denier | 2,2 1,9 1,9 1,8 |
17 19 18 |
2,oil 1,33:1 2,o:l la25:l |
41.6 36.2 45.5 24.2 1 111 irnni ■ i |
I0-I5 I0-I5 15-20 5-I0 ■Hl MMl ■ ■ |
r
54 4o 49 29 |
- 12 -
CD Ca)
12 - ' '
Beispiel© 5 fei® 8
Polypropylen mit eines» inneren'¥£sk©si«
tlt von 5»^ Ci^ Delcalia bai 135° G) mirde In äei5
pp tei d@a ¥©r©ngeg®ag©iiieii Bei-
·ψβν&ρ@Μί®η* Mt üie zweite £Strecks6ufe iiiari©
lie Str@ek@pasmung des verspenmasen
Seraes irer^© aiifgete@li©is insel das das6» warde firei feei ■
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OJ
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1 1
Claims (1)
- Ά) Vesfftalipen zu:? Herstellung von Stasessi ©get»«irnmr selraubenlinienföraiig®!! fCrlisselung aus ise-PaXsrprqpylen* dadisreli geteim&eielinet, daB- UiM g?5feSiaseXt;e For® sp9i"at©n 3r£@iäg% Wifd dureh der Fäden \fmt isotsktisöte©r!i Polypropylen^smperatur und »it ©i^@ii solchen Ausstofi On 'tisisr solchen ii^iei^si ¥iEkogitl'&, dül@ urne?.'» Via'ccfiitnt d@a ve^spomiesien Garnes inner-bis 3s ^s ¥©£>sugstf@ise s^isohen 2*5 liegt himI $i© Dsppeifc^eoliiaaig aea versonnenenata «gswlsoiiriii Io x, lo~- und 25 χ lc,"·" ii@gt, worauf dann Garn 129 <!&& Ij5S Ms 4*0-faclie seiner ur«frei und rasch2« ¥^r>ffibr@n naah ünepmoa 1, daäuFsli gekennseietanet* ä«s ieotaktisohe Fölyp3?opyl©ii ¥Oi» d@m Varschiselsen <äia Verspinnen @£ne innere Viskosität zwischen l#o fc«S&ß.- 15 -909 806/07795. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinntemperatur zwischen 175 und 32c° C vorzugsweise zwischen l8o und 29o° C liegt.4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gokeimsaichnet, daß die Fäden ohne weiteres Verstrecken zu Stapelfasern verschnitten werden»5. Verfahren nach Anspruch h, dadurch gelcermxaich- 4 net» daß da3 schraubenlinienförmig gekräuselte Garn in erschlafften Zustand einer Wärmebehandlung zwischen loo und I4o° C unter ,wrfen wird.FQr Imperial Chemical Industries Lfc<S.«PATFNTANWJttTB !»•ING. H. FIN«?, DlPL-IN0. H909806/0779 BAD ORlSINAL
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SH | Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971 |