DE1494635A1 - Faeden und Formkoerper aus einem Gemisch hochmolekularer Stoffe - Google Patents
Faeden und Formkoerper aus einem Gemisch hochmolekularer StoffeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Fäden und Formkörper aus einem Gemisch hochmolekularer Stoffe, wobei das Gemisch aus einem Kondensat
oder einem Kokondensat (Α-Kondensat) von Polyamid oder im wesentlichen Polyamid und einem Polymerisat (B-Polymerisat) einer
cyclischen Vinylverbindung oder einem im wesentlichen aus einer solchen Verbindung bestehenden Kopolymerisat besteht, und insbesondere
ein Verfahren zur Herstellung solcher Fäden und Formkörper. Ebenso betrifft die Erfindung Körper mit Hohlräumen, die
durch Extrahieren und Entfernen des B-Polymerisates aus solchen Mischfäden entstanden sind.
Hauptziel der Erfindung ist die Verbesserung des Young-Moduls
von Mischfäden und den verschiedenen Formkörpern sowie die Herstellung der erfindungsgemäß gewünschten Mischfäden in sehr
stabilem Zustand unter Zugrundelegung von besonderen Herstellungs bedingungen und die Schaffung hohler Fäden und Formkörper»
909837/0729
— 2 —
Die Erfindung ist sehr gut für die Herstellung von Fäden und anderen Formkörpern anwendbar, jedoch ist die nachfolgende
Beschreibung insbesondere auf Fäden gerichtet.
Es ist bereits gut bekannt, daß Polyamidkondensate ausgezeichnete
physikalische Eigenschaften haben« Ungünstig ist jedoch, daß sie einen niedrigen Young-Modul haben, insbesondere in warmem Wasser
(40 bis 5O0O) ο Bekanntlich sind sie wegen ihres niedrigen
Young-Moduls und anderer ausgezeichneter physikalischer Eigenschaften
gut für die Strumpfherstellung geeignet«
Andererseits ist die Verwendungsmöglichkeit entsprechend der Tatsache begrenzt, daß sie nicht so einen Young-Modul aufweisen
wie Polyesterfäden und daß sie vergleichsweise hygroskopisch sind, so daß sie für Textilien nioht knitterarm genug sind. Insbesondere
haben sie nach dem Waschen und Plissieren keine ausreichende Knitterschutzeigenschaften, Darüber hinaus wurden in letzter Zeit
Untersuchungen über die Herabsetzung der Herstellungskosten von Hochmolekularen des Polyamidsystems angestellt, die u.a« zu dem
11 Snir- Verfahr en" und dem Phot ο energie verfahr en geführt haben,
so daß die Senkung der Herstellungskosten für hochmolekulare Polyamide ein technisch wichtiges Problem geworden ist.
Wenn der Young-Modul für aus Α-Kondensat erhaltene Fäden und gleichzeitig die Knitterbeständigkeit, vor allem nach dem Waschen,
erheblich verbessert und darüber hinaus die Herstellungskosten für diese Hochmolekularen gesenkt werden können, so ergibt sich
daraus eine Entwicklung, die weit über das bisher erreichte hinausgeht, 909817/0729
ÜTaoh zahlreichen Untersuchungen über die Ausschaltung dieser
Schwierigkeiten wurde erfindungsgemäß festgestellt, daß aus einem Mischpolymerisat aus Α-Kondensat und B-Polymerisat bestehende
Fäden das erwähnte Problem vollständig lösen und daß außerdem noch ein überaus einfaches Verfahren ermöglicht wird.
Erfindungsgemäß wird das B-Polymerisat, das gegenüber den Hochmolekularen
des Polyamidsystems an sich vergleichsweise spröde und zur Faserherstellung ungeeignet ist, mindestens zu 5 f<
> dem A—Kondensat beigemischt, wonach die Mischung in luft oder in ein ä
Fällbad gepreßt wird. Die entstehenden Fäden sind gegenüber Fäden aus Α-Kondensat allein hinsichtlich des Young*»Moduls und ihrer
Knitterbeständigkeit deutlich verbessert. Darüber hinaus liegen ihre Herstellungskosten etwa 5 bis 10 # unter den für Fäden aus
Α-Kondensat allein· Außerdem weisen sie sämtliche günstigen Eigenschaften des Α-Kondensates auf, so daß eine Reihe von
wesentlichen Vorteilen gegeben ist. Die beiden hochmolekularen Stoffe können jedoch nicht nur einfach miteinander vermischt werden.
Es müssen vielmehr verschiedene Grundbedingungen erfüllt
seint Eine der beiden miteinander zu vermischenden hochmolekularen
Substanzen muß einen sehr hohen Young-Modul aufweisen und hydrophob
sein. Weiterhin müssen beide hochmolekularen Stoffe im geschmolzenen Zustand vergleichsweise stabil sein, damit keine
plötzlichen Zersetzungen verursacht werden. Schließlich müssen sie noch sehr gut miteinander mischbar sein. Eine weitere Grundbedingung
ist auch, daß die Spinnlösung stabil ist und daß beim
Strecken der Fäden nach dem Spinnen die Strecktemperatur der beiden Substanzen annähernd gleich ist, ferner darf die Kristal-
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liaation des !-Kondensates nioht gestört «erden. Buroh die Erfindung
«erden die beschriebenen Bedingungen Irfüllt, so daß alle
Torteile dieser Bedingungen voll zum Vorschein kommen. Das Mischen
ron Α-Kondensat und B-Polymerisat naoh der Erfindung kann auf verschiedenem Wege erfolgen» Beispielsweise können beide Stoffe
oder auoh nur einer von ihnen in fein verteiltem Zustand miteinander
vermischt werden, oder es werden Flocken aus ihnen hergestelle und zu Körpern gewünschter Form verformt. Beide Hoohmolekularen
können auch in geschmolzenem Zustand miteinander vermischt und verformt werden.
Andererseits ist es jedoch zur Erreichung gut gemischter Fäden duroh stabiles Spinnen unter Verwendung einer Mehrlochdüse notwendig,
die Temperatur in der Nähe der Düse auf 200 bis 31O0C
zu halten und auch jdie Temperatur im Ziehbereich unterhalb der Düse einzustellen, d.h. es wurde gefunden, daß es äußerst günstig
für das Spinnen von Mi'sohfäden nach, der Erfindung ist, die Temperatur
im Ziehbereich um mehr als 10°0, vorzugsweise 200C, niedriger
als in üblichen Fällen zu halten, bei denen die Temperatur
nioht festgelegt ist. Die untere Grenze sollte dabei bei etwa Raumtemperatur (3O0O) liegen.
Unter der genannten Bedingung naoh der Erfindung kann der Spinnprozeß
sehr sicher und Ir1 demselben Ausmaß wie beispielsweise bei
dem Feinspinnverzug aus 6-Nylon allein durchgeführt werden. Um erfindungsgemäß eine noch auffallendere Wirkung zu erzielen, werden
gemäß der folgenden Tabelle 1 anhand eines Beispieles Mischflocken
aus 55 Teilen 6-Nylon und 45 Teilen Polystyrol versponnen·
909817/0729 ~ 5 -
H9A635
Temperatur im Ziehbereich (Entfernung von der Düsenfläche)
Temperaturmeßort 0,5 im Ziehbereioh (cm)
Ohne Verwendung einer Kühlkapj>e
Bei Verwendung einer Kühlkappe zur Einstellung der Temperatur im Ziehbereich
(Bedingung nach der Erfindung)
stabiles
Ziehverhältnis
Ziehverhältnis
175 170 150 125 90
Spinnstabili tät
instabil
| 160 | 150 | 120 | 100 | 70 | 15 | instabil |
| 114 | 110 | 85 | 66 | 38 | 30 | stabil |
| 110 | 90 | 65 | 46 | 40 | 40 | sehr stabil |
| 39 | 80 | 55 | 35 | 30 | mehr als | it ■ η |
| 40 |
Die erfindungegemäß βrzielbare Wirkung wird aus der vorstehenden
Tabelle deutlich, und es ist offensichtlich,- daß nicht nur der
Spinnprozeß durch Herabsetzung der Temperatur im Ziehbereioh gleichmäßiger abläuft, sondern daß auch der Peinspinnverzug
wesentlich verbessert wird»
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen»
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Düse mit Luftkühlungskappe im Schnitt und
Fig. 2A, 2B und 2C schematische Darstellung, die die Art der
unterschiedlichen Richtungen der von der Kappe eingeblasenen Kühlluft zeigen.
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U94635
Die Einstellung der Temperatur im Ziehbereioh naoh der Erfindung ·
kann auf verschiedene Weise geschehen· Eine Ausführungeart 1st
in 31Ig. 1 gezeigt, wobei 1 eine Düse mit 100 Löchern von beispielsweise
0,2 mm Durohmesser, 2 den Ziehbereioh, 3 ein· Kühlkappe, 4 ein Zuleitungerohr für Kühlluft von beispielsweise 250O
und 5 den Temperaturmeßort (Tabelle 1) darstellt. Luft oder ineriar
Dampf können duroh das Zuleitungsrohr 4 in die perforierte Kapp· geführt und zur Einstellung der Temperatur im Ziehbereioh 2 in
diesen eingespritzt werden. In anderen Beispielen kann Kühlwasser oder -flüssigkeit um das Äußere des Ziehbereiohes kreisen.
Wenn zur Regulierung der Temperatur im Ziehbereioh Luft oder inerter Dampf verwendet werden, kann dies auf verschiedene Weise
gesohehen, wie beispielsweise in Fig. 2Λ, 2B und 20 gezeigt, wobei
die Strömungsrichtung des aus der Kühlkappe 3 austretenden Kühldampfes
in Abhängigkeit vom Ziehbereioh 2 der Düse 1 wechselt«
Das Strecken des Mischfadens naoh der Erfindung kann bei einer über dem Schmelzpunkt des B-Polymerisates liegenden Temperatur
geschehen, denn für diesen Pail wurde gefunden, daß sehr viel bessere
mechanische Eigenschaften erzielt werden können· Die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften rührt nicht allein von dem
Ansteigen des Anteiles an Α-Kondensat entsprechend dem Ansteigen
des Streckverhältnisses, sondern auch von dem Ansteigen des Anteiles an B-Polymerisat her.
BAD
909817/0729
Um den Miiohfäden nach der Erfindung ausgezeichnete meohanisohe
llgensehaften zu verleihen, iet es notwendig, die Fäden bei einer
Temperatur über 7S0O und 5 Grad unter dem Schmelzpunkt des
A-Kondensates mit einem öesamtBtreokverhältnis von mehr ale 3 mal
und weniger all 10 mal zu strecken. Insbesondere wenn das Streoken
in iwei Stufen durchgeführt wird, sind die fäden »ehr vJeL besser
hiasiohtlioh Transparenz, Lustre und physikalisähen Eigenschaften
(Zerreiifeetigkeit, Young-Modul und Elastizität) gegenüber dem
einfaohen Btreoken· Besondere günstig ist es, wenn die erste Streok-•tufe dieeee 2weietufenstreokens bei 130 bit 1950O (um das 2- bii
6-faohe) und die «weite Stufe bei 195 bis 23O0O (um das 0,2- bis
3-faohe) durchgeführt werden. Dieses Streoken kann in Luft, überhitztem Dampf oder anderem Dampf, Wasser, Glyoeiin, Polyäthylenglykol und anderen anorganischen oder organischen Flüssigkeiten oder
deren Lösungen durchgeführt werden sowie in geschmolzenem Metall oder gehefteten Metallflachen. Durch Verwendung dieser Medien kann
das Streoken sogar in zwei oder mehr Stufen durchgeführt werden· Außerdem kann das Streoken ausgeführt werden, indemman vorher auf
die Fäden eine organische oder anorganische Flüssigkeit oder deren Lösungen aufbringt« Erforderlichenfalls können die Fäden anschließend einer Hitzebehandlung, einem Heißschrumpfen oder einem
Schrumpfen in heißem Wasser unterzogen werden.
Es ist auch möglioh, dem Gemisch nach der Erfindung ein Stabilisierungsmittel (Vergilbungssohutz)·, Gleitmittel oder Weichmaeher
(Lösungsmittel), Farbstoffe und Pigmente zuzusetzen.
— θ — BAD ORiGlNAL
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die Mischfäden naoh der Erfindung in ein Lösungsmittel für
das B-Polymerisat, das ein Nichtlösungsmittel für das A-Kondensat
sein muß, zum Herauslösen und Entfernen des B-Polymerisates getaucht
werden, können besondere Hohlfäden mit zahllosen feinen Höhlen
erzielt werden. Die Entfernung des B-Polymerisates kann vor oder
naoh dem Strecken oder nach dem Ausbilden zu 3?ormkörpern vorgenommen werden. Für die Extraktion des B-Polymerisates werden Lösungsmittel
wie aromatische Verbindungen, Tetrahydrofuran, Dioxan, Chloroform, Ithylendichlorid verwendet,.Erfindungsgemäß zu verwendende
Polyamide sind 6-Mylon, 6-6-Nylon, 7-Nylon, 11-Nylon u. dgl,
verschiedene Polyamide. Als Kokondensate mit Polyamid als Hauptkomponente können Ester, Äther und Harnstoffverbindungen mit einem
Schmelzpunkt vorzugsweise über 160 C verwendet werden. Erfindungsgemäß
zu verwendende B-Polymerisate sind Styrol, Vinyltoluol, Ohlorstyrol, Dichlorstyrol, Acenaphthgrlen, A-Methylstyrol allein
oder deren Kopolymerisate oder Sulfonate oder !Copolymerisate der
genannten cyclischen Vinylverbindungen wie Vinylchlorid, Acrylnitril,
Styrol und Propylen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert.
55 Teile Polyamid (6-Nylo.c) und 45 Teile Polystyrol wurden vermischt
und in eine schnell komprimierende Schneckenpresse gegeben, die zum Schmelzen des Gemisches auf 27O0C erhitzt war. Dann wurde
sie durch eine Düse mit 300 Löchern von 0,2 mm Durchmesser verspon-
- 9 909817/0729
nen, wobei die Temperatur der Metallplatte 260 0 und die Einbring
menge 400 g/min betrugen. Die Temperaturen im Ziehbereioh waren folgendet
Temperaturmeßort (Abstand von der Düsenfläche^om^
0,5
Temperatur Ziehbereioh
(0O)
90
60
55
40
In diesem Fall betrug die Fördergesohwindigkeit 1000 m/min, und
die Spinnstabilität war, ähnlioh wie in Tabelle 1 angegeben, sehr
gut.
Mischflocken aus 60 Teilen Polyamid (6-6Nylon) und 40 Teilen Polystyrol
wurden in eine auf 290 C erhitzte Schneckenpresse eingegeben, und nach Schmelzen und Mischen des Gemisohes wurde dieses duroh
eine Düse mit 300 Löchern von 0,25 mm Durohmesser bei einer Spinntemperatur
von 2800O und einer Fördermenge von 300 g/min versponnen,
wobei zur Erniedrigung der Temperatur gemäß der folgenden Tabelle Kühlluft in den Ziehbereioh eingeblasen wurde..
Temperaturmeßort (Entfernung von der Düsenfläche in cm)
0,5
maximale Pörderge- _schwindigkt,
Temperatur im nicht gekühlten Ziehbereioh
£22
205
170
140 120 90
200 m/min, instabil
Temperaturen im gekühlten Ziehbereich (0O)
110
100
60 45
700 m/min
- 10 -
Aue den vor β tehenden !Tabelle wird deutlich, dad die Jrniedrifung ·; ·
der Temperatur im Ziehbereich duroh Kühlung die Zeihfähigkei-fc atark
beeinflußt und eine sehr gute Spinnstabilität gewährleistet, '
Bin duroh BöhmeIzen und Mischen von 6 Teilen Polystyrol und 5 Teilen
6-Nylon in einer Schneckenpresse gesponnener faden wurde in heifler
Luft von 2050C um das 4,9-faohe gestreckt, wonaoh der faden ein·
Trookenzerreißfestigkeit von 3» 5 g/d, eine Trookendehnbarkeit von
40 i» und einen Young-Modul von 40 g/d zeigte·
i Beispiel 4
Bin Misohfaden aus 50 Teilen 6-Nylon und 50 Teilen Polystyrol
(Polymerisationsgrad 2600) wurde in Luft von 16O0O um 300 $>
und daim in Luft von 2100C um 60 5* gestreokt. Der so erhaltene. Mi ac hf ad en
zeigte sehr gute Transparenz, eine Zerreißfestigkeit von 6,2 g/d,
eine Dehnbarkeit von 18,5 H und einen Young-Modul von 55 g/d·
Ein Mischfaden aus 60 Teilen 6-6-Nylon und 40 Teilen Polystyrol
(Polymerisationsgrad 2500) wurde in Luft von 1500C um 250 # und
dann in Luft von 205°C um 100 # gestreokt· Danach hatte dex Faden
eine sehr gute Transparenz und eine Zerreißfestigkeit von 60 g/d,
eine Dehnbarkeit von 20 $> und einen Young-Modul von 60 g/d.
- 11 -
909817/0729
*l· t ~
60 Teil· 6-HyIon-Flooken und 40 Teile Vinyltoluolflocken wurden
TermlBoht und in eine Sohneokenpresee von 60 mm Durohmesser zum
Sohmeleen Und Misohen bei 29O0C eingegeben und durch eine Büse mit
40 Löohern Ton 0,3 am Durohmesser in Luft gesponnen. Die Fäden wurden mit einer Q-esohwindigkeit von 600 m/min aufgewickelt und in Luft
Ton 200°0 um das 5.-£&ohe gestreokt, wonäoh sie eine Zerreißfestigkeit Ton 3#5 g/d,und eine Dehnbarkeit von 20 i» aufweisen.
Die gemäß Beispiel 5 erhaltenen Fäden wurden in Benzol von 750C für I
1 Stunde getaucht, wobei das Polystyrol in den Fäden fast vollständig herausgelöst und entfernt wurde· Danach hatten die Fäden zahllose
feine Höhlen mit kreisrundem Querschnitt, ohne daß sich der Querschnitt des Fadens veränderte. Die Porosität betrug 38 fC, die Trokkenfestigkeit 6,5 g/d und die Trookendehnbarkeit 27 Ί»*
Beispiel β
Ein Gemisch aus 50 Teilen 6-Nylon, 45 Teilen Polystyrol und 5 Teilen
Weichmacher wurde in eine Schneckenpresse von 40 mm Durchmesser zum
Schmelzen und Misohen bei 28O0C eingegeben und durch eine Düse mit
40 Löohern von O93 mm Durohmesser in Luft versponnen. Die Fäden wurden mit einer Geschwindigkeit von 800 m/min·aufgewickelt. Danach wurden sie bei 2000C um das 5-fache gestreokt und zu Fasern (rundum web)
von 5 cm Länge geschnitten. Diese. wurden mit Dimethylsulfoxyd imprägniert und bei 12O0C heißgepreßt und dann in Toluol von 900C fgr
eine Stunde getaucht, um das Polystyrol herauszulösen. Es wurde ein silberweißer, weicher und haltbarer lederartiger Bogen erhalten.
909817/0729 _ . .
Claims (3)
1. Fäden o4er andere Formkörper, dadurch gekennzeichnet, daß sie
aus einer gemischten hochmolekularen Substanz aus einem Kondensat oder Kokondensat (Α-Kondensat) von Polyamid oder im wesentlichen
Polyamid und aus einem Polymerisat einer cyclischen Vinylverbindung (B-Polymerisat) oder einem im wesentlichen aus einer
cyclischen Vinylverbindung bestehenden Kopolymerisat bestehen.
Verfahren zur Herstellung von Mischfäden oder anderen Formkörpern
aus einem Gemisch hochmolekularer Substanzen, nämlich einem Kondensat oder Kokondensat (Α-Kondensat) aus Polyamid oder hauptsächlich
Polyamid und einer polymeren cyclischen Vinylverbindung oder einem im wesentlichen eine cyclische Vinylverbindung enthaltenden
Kopolymerisat (B-Polymerisat),· dadurch gekennzeichnet, daß das Schmelzspinnen oder -fcxjien bei einer Temperatur zwischen 230
und 31O0C durchgeführt wird.
3. Schmelzspinnen gemischter hochmolekularer-Substanzen, die aus
ein'em Α-Kondensat und einem B-Polymerisat nach Anspruch 2 bestehen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur im Ziehbereich
FERNSCHREIBER: Ο18 4057
909817/0729 ~ 2 ~
(Bereich, den die Fäden etwa 10 cm von der Düsenaustrittsfläche
o,
entfernt passieren) duroh Kühlen um mindestens 10 C, vorzugsweise 200C, bis etwa Raumtemperatur (300G) vermindert wird·
4, Verfahren zum Strecken gemischter gesponnener Fäden aus eihea
G-emisch aus einem Kondensat oder Kokondensat (Α-Kondensat) von
Polyamid oder im wesentliche Polyamid, einer polymeren cyclischen Vinylverbindung oder einem Kopolymerisat, das im wesentlichen
aus einem solchen Polymerisat besteht nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden bei einer Temperatur über
950C und 5 Grad unter dem Schmelzpunkt des Α-Kondensates um mindestens
das 3-fache und höchstens das 10-fache gestreckt werden.
5p Streckverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die genannten Mischfäden in einer ersten Stufe bei 130 bis 1950C um das 2- bis 6-fache und dann in einer zweiten Stufe bei
200 bis 2300C um das 0,2- bis 3-faohe gestreckt werden.
6«, Verfahren zur Herstellung von besonderen Hohlfaden oder Hohlkörpern
aus Polyamiden nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß das B-Polymerisat aus den Fäden oder Formkörpern
vor oder nach dem Strecken mit einem, das B-Polymerisat lösenden Lösungsmittel, das ein Nichtlösungsmittel für das
Α-Kondensat ist, herausgelöst und entfernt wird©
Ra- 15 997 9098 17/07 2 9
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Publications (1)
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Also Published As
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