DE1660425B2

DE1660425B2 - Spinnverfahren zur herabsetzung der ablenkung von aus einer spinnduese austretenden verbundfaeden

Info

Publication number: DE1660425B2
Application number: DE19661660425
Authority: DE
Inventors: Toru Kobe Kageyama Shusuke Osaka Uraya (Japan)
Original assignee: Kanegafuchi Boseki K K , Tokio
Priority date: 1965-08-02
Filing date: 1966-08-02
Publication date: 1973-02-08
Also published as: DE1660425A1; US3536802A; US3659989A; GB1106919A

Description

findung Verbundfäden in Betracht gezogen, die aus verschiedenen fadenbildenden thermoplastischen Polymeren bestehen.

Auf Grund von Entwicklungsarbeiten bezüglich des Zusammenhangs zwischen den physikalischen Eigenschäften der Aüsgangspolymere, dem Krüinmungsphänoroen, dem Klebenbleiben an der Spinndüsenplatte und den Eigenschaften der erhaltenen Fäden wurde gefunden, daß das beschriebene Kriurtnüngsphänomen in erster Linie vom Unterschied der Vis- i«s fcosität der verschiedeneu geschmolzenen Polymer abhängt und daß bei einem beträchtlichen Unterschied in der Viskosität die Schmelzen, welche aus der gleichen Öffnung ausgepreßt werden, nachdem sie in der Spinndüsenplatte vereinigt und miteinander verbunden wurden, sich nach der Seite des Polymers mit der größeren Viskosität krümmen, und daß die Schmelze an der Spifindüsenplattenoberfläche kleben bleibt und ein Spinnen unmöglich ist, wenn das Ver-

viskositätszahl« ist durch die folgenden Gleichungen festgelegt:

O₇) = lim

worin

= — 1

Vo

Viskosität einer Lösung eines in m-Kresol gelösten Polymers bei 30⁰C, 7?₀ = Viskosität von reinem m-Kresol bei 3O⁰C, Konzentration des Polymeren in g/100 ecm Lösung.

η =

C =

Der Grenzwert von C -»· 0 ist eine Extrapolation für C = 0 von gemessenen Werten für die Konzentrationen von C = 0,1, 0,2, 0,3, 0,4 und 0,5 %.

bleibt una ein apjnnen unmogucn isi, wenn uas ν ei- Wenn beispielsweise ein Polyamid verwendet wird,

hältnis der Schmelzviskositäten bei der Spinntempe- 20 dann werden wasserlöslichen Komponenten weitratur der beiden Polymeren mehr als 3,0 beträgt. Die gehend durch ein übliches Verfahren extrahiert,

~ ' worauf das erhaltene Polyamid getrocknet wird, so

daß der Wassergehalt weniger als 0,i°/₀ ausmacht.

,-.; ^_- Das getrocknete Polyamid wird in m-Kresol mit einer

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, 25 Reinheit von mehr als 99 °/₀ aufgelöst, worauf die erein neues Verfahren zum gemeinsamen Spinnen von haltenc Lösung mindestens 4 Stunden zwecks einer

■'" ' ■--*<-- ausreichenden Auflösung des Polyamids auf eine Temperatur von 95 auf 100⁰C erhitzt wird, und die Lösung dann filtriert wird. Die Viskosität der erhal- ~^ν·----- Verfahren

Erfindung beruht auf der Erkenntnis des wichtigen Zusammenhangs zwischen der Schmelzviskosität der Polymere und dem Krümmungsphänomen.

till '■*·«— ■ _σ

mehreren faserbildenden thermoplastischen synthe tischen linearen Polymeren zu schaffen, bei welchem

das Krümmungsphänomen beim Auspressen auf ein *^_u.._& ~_ „.

Minimum reduziert ist und das Spinnen glatt mit einer 3s tenen Lösung wird durch ein übliches hoben Spinnleistung ausgeführt werden kann. mittels eines Viskosimeter gemessen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch Aus der Figur ist der bereits erwähnte Zusammengelöst, daß vor dem Extrudieren durch Regulierung hang ersichtlich. Wenn der Wert der Grenzviskositätsd·?;-Temperatur der beiden geschmolzenen Polymere, zahl des Polymers {η) steigt, dann steigt der Wert der deren Schmelzviskositäten so eingestellt werden, daß 35 Schmelzviskosität bei der gleichen Temperatur ebendas Verhältnis der Schmelzviskosität innerhalb des falls, und wenn bei Polymeren mit der gleichen Bereiches vcn 0,8 bis 1,25 liegt. Grenzviskositätszahl die Temperatur erhöht wird,

Von P. J. F 1 ο r y wurde die folgende Gleichung dann sinkt die Schmelzviskosität. Ähnliche Diagramme ;uigegeben, welche die Schmelzviskosität eines thermo- können experimentell mit anderen thermoplastischen plastischen synthetischen linearen Polymers mit der 40 synthetischen linearen Polymeren, wie z. B. PolyTemperatur und dem Polymerisationsgrad in Bezie- estern, Polyesteräthern, Polyolefinen usw. oder mit " " ' * ' ' -=- — ·-' j:~ Mischpolymeren erhalten werden. Der Einfachheit

halber wird die Erfindung an Hand eines Polyamids, genauer gesagt von Polycapramid, erläutert. Durch gemeinsames Spinnen erhaltene Fäden, in welchen zwei verschiedene Polycapramide mit unterschiedlichem durchschnittlichen Polymerisationsgrad, d. h. mit unterschiedlicher Grenzviskositätszahl, über

worin A, B und C Konstanten sind una α aer iem- die Länge des Fadens verbunden sind, entwickeln peraturkoeffizient, C der Polymerisationsgradkoeffl· 50 durch eine Wärmebehandlung in heißem Wasser als zient und A eine vom Schmelzpunkt usw. abhängige Folge eines unterschiedlichen Schrumpfverhältnisses Materialkonstante ist. der den Faden bildenden Polycapramide eine spiralen-

Die Gleichung für die Schmelzviskosität gilt inner- förmige Kräuselung. Zur Erzielung einer guten Kräusehalb eines für das Spinnen geeigneten Temperatur- lung ist es in diesem Fall notwendig, daß der Unterbereichs sauber für die herkömmlichen faser bildenden 55 schied der Grenzviskositätszahlen der beiden Polythermoplastischen synthetischen linearen Polymere, amide mindestens 0,20, vorzugsweise mindestens 0,25 ¹ ~ ' · «-·—<-£- j_st jedoch besitzen solche Polycapramide mit der-

hung setzt. Wenn die Schmelzviskosität mit μ, die absolute Temperatur mit T und das durchschnittliche Molekulargewicht mit Z bezeichnet wird, dann ergibt sich folgender Zusammenhang:

log μ = A J- BIT + C(Z)¹ ² worin A, B und C Konstanten sind und B der Tem-

artig großen Unterschieden in den Grenzviskositätshl auch beträchtliche Unterschiede in der Schmelz-

wie ζ. B. für Polyamide, Polyester, Polyolefine usw., und sie zeigt, daß die Schmelzviskosität eines Polymers

sich in Abhängigkeit von der Art des Polymers ver- ziiniciuuuiuv.iavu.uvuv

ändert, daß die Schmelzviskosität mit der Temperatur- 6° viskosität bei der optimalen Spinntemperatur, so daß

zunähme in einer homologen Polymerreihe abnimmt das Spinnen wegen des Krümmungsphänomens durch

und daß sie mit der Zunahme des durchschnittlichen ein herkömmliches Verfahren nicht glatt vonstatten

Polymerisationsgrads, d. h. der Viskositätszahl, eben- geht. Wenn beispielsweise die Schmelzviskcsitäten

falls zunimmt. Als Beispiel ist der Zusammenhang von Polycapramiden, die Grenzviskositätszahlen von

zwischen der Grenzviskositätszahl (η) von Polycapra- 65 0,95 bzw. 1,15 aufweisen, bei 25O°C 800 bzw. 1100

mid und der Schmelzviskosität bei einer bestimmten Poise betragen und wenn diese Polycapramide durch

Temperatur, die an Hand von Versuchen ermittelt eine Seite-an-Seite-Fäden ergebende Spinndüse von

wurde, in F i g. 1 gezeigt. Der Ausdruck Grenz- 0,3 mm Durchmesser bei 250°C mit einer ^Δ"«"«^

menge von 7,5 g/min und mit einer Abzugsgeschwin- ist es in der Praxis manchmal schwierig, die genannten digkeit von 600 m/min gemeinsam ausgepreßt werden, idealen Bedingungen für die Durchführung des Verwerden die Polymere beim Austritt aus der öffnung um fahrens einzuhalten, wenn jedoch um das Verhältnis einen Winkel von ungefähr 45° abgelenkt, und der der Schmelzviskosität der beiden Polymeren zwischen frisch gesponnene Faden ist sowohl bezüglich seiner 5 0,80 und 1,25 liegt, können die Vorteile der Erfindung Form als auch seines Zusammensetzungsverhältnisses ausgenutzt werden. Wenn jedoch das Verhältnis der von beträchtlicher Ungleichmäßigkeit. Wenn die Schmelzviskosität über den obigen Bereich wesentlich Schmelzviskositäten von Polycapramiden, welche hinausgeht, dann kann das Spinnen trotz des Auf-Grenzviskositätszahlen von 0,95 bzw. 120 aufweisen, tretens des Krümmungsphänomens zwar ausgeführt 800 bzw. 2600 betragen, bleiben die gesponnenen io werden, jedoch sind die Festigkeit, das Elastizitäts-Polymere an der Spinndüsenplattenoberfläche hängen, modul, die Form und das Zusammensetzungsverhältsobald das Spinnen begonnen wird, und eine Spinnen nis der erhaltenen zusammengesetzten Fäden unist unmöglich. Wenn andererseits die Schmelztempe- gleichmäßig, und es können keine zufriedenstellenden ratur eines Polymers mit niedrigerer Schmelzviskosität, Resultate erhalten werden.

d. h. ein Polymer mit einer Viskositätszahl von 0,95 15 Das erfindungsgemäße Verfahren kann in der Weise auf 250°C gehalten wird und die Schmelztemperatur ausgeführt werden, daß das Polymer mit der höheren eines Polymers mit einer höheren Schmelzviskosität, Schmelzviskosität vor dem Auspressen unabhängig d. h. ein Polymer mit einer Viskositätszahl von 1,20 weiter erhitzt wird. Es ist jedoch in jedem Fall notauf 265° C erhöht wird, dann tritt das Krümmungs- wendig, zwischen den beiden Polymeren einen wesentphänomen beträchtlich zurück, und bei einer Tem- 20 liehen Wärmeübergang zu verhindern. Es wäre naheperatur von 280 bis 285⁰C kann dieses Phänomen bis liegend, ein derartiges Erhitzen in einer Vorrichtung auf ein im wesentlichen vernachlässigbares Ausmaß zum Aufschmelzen von Polymeren auszuführen. Da ausgeschaltet werden, und die extrudierte Menge und jedoch in einer Schmelzvorrichtung die Verweilzeit die Abzugsgeschwindigkeit kann im Vergleich zur des Polymers in geschmolzenem Zustand länger ist, Temperatur von 265⁰C bis auf das l,5fache gesteigert 25 sollte man es vermeiden, die Polymeren in dieser werden. Vorrichtung längere Zeit auf einer Temperatur zu Der Ausdruck »optimale Spinntemperatur«, wie halten, die beträchtlich über der optimalen Spinner hier verwendet wird, bedeutet im allgemeinen eine temperatur hegt, um eine Zersetzung, ein Schäumen, Temperatur im Bereich von 20 bis 50⁰C über dem einen Abbau oder ein Verfärben der Polymere während Schmelzpunkt des Polymers, obwohl mehr oder 30 dieses Zeitraums zu verhindern. Unter diesem Geweniger in Abhängigkeit von der Art des thermo- sichtspunkt ist es äußerst erwünscht, daß die geplastischen synthetischen linearen Polymers variiert schmolzenen Polymere in der Schmelzvorrichtung unwerden kann und unter Beachtung des Unterschieds abhängig von der Schmelzviskosität eines jeden der Schmelzviskosität als Folge der Grenzviskositäts- Polymers auf der optimalen Spinntemperatur der zahl und unter Beachtung der thermischen Stabilität 35 Polymere gehalten und dann in den Spinnkopf überdes Polymers und ähnlicher Gesichtspunkte festgelegt führt werden, worauf das Polymer mit der höheren werden muß. Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist Schmelzviskosität augenblicklich in einer Weise erhitzt eine Temperatur von ungefähr 35⁰C oberhalb dem wird, daß die Schmelzviskositäten der beiden Polymere Schmelzpunkt des Polymers eine optimale Spinn- im Spinnkopf vor dem Auspressen des Polymers temperatur. 4° gleich oder nahezu gleich sind. Wenn jedoch die erWenn die Spinntemperaturen beim Auspressen von forderliche Temperatur, um das Verhältnis der zwei verschiedenen Spinnmaterialien, welche bei der Schmelzviskosität der beiden Polymere auf den geoptimaien Spinntemperatur unterschiedliche Schmelz- wünschten Wert zu bringen, nicht über den oben beviskositäten besitzen, unabhängig voneinander ein- schriebenen optimalen Spinntemperaturbereich für gestellt werden und die Materialien gleichzeitig aus 45 das Polymer hinausgeht, d. h., daß der Bereich von der gleichen Öffnung mit im wesentlichen der gleichen 20 bis 50 ³C über dem Schmelzpunkt eingehalten Schmelzviskosität ausgepreßt werden, dann tritt das werden kann, und die Zersetzung, das Schäumen und oben beschriebene Krümmungsphänomen überhaupt die anderen Schwierigkeiten nicht auftreten, auch nicht auf. Dies sind die idealen Verhältnisse zur wenn diese Temperatur eine ziemlich lange Zeitdauer Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. 50 bdbehalten wird, dann reicht es aus, die Temperaturen Jedoch sind die Schmelzviskositäten bei der opti- in den Schmelzvorrichtungen in geeigneter Weise festmalen Spinntemperatur oftmals wegen der Art der zusetzen, wobei die Schmelzviskositäten der beiden verwendeten Polymeren beträchtlich unterschiedlich. Polymere vorher auf den jeweils gewünschten Wert Wenn die Temperatur zur Beseitigung des Unterschieds gebracht werden, und dann die Temperatur auf dem extrem erhöht wird, dann kann eine starke Zersetzung 55 Wert zu halten, wie sie im Spinndüsenkopf herrschen, und Schaumbildung im Polymer, eine Verfärbung Das obige Verfahren kann nicht nur auf den er- und Verkohlung und ähnliches auftreten. Hierdurch wähnten Fall angewendet werden, bei dem zwei Arten werden die Verarbeitbarkeit und die Eigenschaften der von Polyamiden mit unterschiedlichen Viskositäts-Fäden beeinträchtigt, weshalb eine derartige Erhöhung zahlen Seite-an-Seite gemeinsam gesponnen werden, der Temperatur vermieden werden muß. 60 sondern auch auf die verschiedensten Polymerkombi-Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, sollte die nationen. Beispiele hierfür sind eine Kombination obere Temperaturgrenze für die Schmelze nicht höher von Homopolymeren, wie z. B. eine Kombination als 150⁰C über dem Schmelzpunkt des Polymers und aus Polyestern der gleichen Art mit unterschiedlichen vorzugsweise nicht höher als 100⁰C über dem Schmelz- Grenzviskositätszahlen, eine Kombination von Polypunkt des Polymers gewählt werden, obwohl die 65 olefinen der gleichen Art mit unterschiedlichen obere Grenze sich in Abhängigkeit von der Art des Schmehdndices; eine Kombination von verschieden-Polymers und der Zeit, während der das Polymer auf artigen Homopolyamiden, wie z. B. Polycapramid/ -dieser Temperatur gehalten wird, verschiebt Deshalb Polyhexamethylenadipamid, Polycapramid/Polyhexa-

methylensebacamid, Polyhexamethylenadipamid/Polyaminoundecansäure; eine Kombination aus Homopolyester und Homopolyesteräther, wie z. B. PoIyäthylenterephthalat/Polyäthylenparaoxybenzoat; eine Kombination aus Homopolyolefinen, wie z. B. Polyäthylen von hoher Dichte/Polyäthylen von niedriger Dichte, Polyäthylen von hoher Dichte/isotaktisches Polypropylen; eine Kombination von homologen Homopolymeren und Mischpolymeren, wie z. B. PoIycapramid / Polycapramid - Polyhexamethylenisophthalamid-Mischpolymer, Polyhexamethylenadipamid/Polyhexamethylenadipamid - Polyhexamethylenterephthalamid-Mischpolymer, Polyäthylenterephthalat/Polyäthylenterephthalat - Polyäthylenisophthalat - Mischpolymer; eine Kombination aus verschiedenartigen Polymeren, wie z. B. Polyamid/Polyester, Polyester/ Polyolefin, Polyamid/Polyolefin, Polysulfonamid/Polyharnstoff, Polyvinylchlorid/Polyvinylidenchlorid. Weiterhin können thermoplastische synthetische lineare Polymere, wie z. B. Polyurethan, Polyoxymethylen. Polypivalolacton und Polychlortrifluoräthylen in Kombination mit den obigen verschiedenartigen Polymeren gut verwendet werden. Weiterhin können natürlich neben den Mischpolymeren Pfropfpolymere und Gemische daraus und auch die oben beschriebenen Polymere, welche Viskositätsstabilisatoren, Farbstoffe, Pigmente, Weichmacher und andere organische oder anorganische Zusatzstoffe enthalten, verwendet werden.

Die beiden verschiedenen faserbildenden Polymere können in den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Fäden in einer Anordnung vorliegen, bei welchem die Polymere über die Länge der Fadenachse in einem Seite-an-Seite-Verhältnis verbunden sind, oder aber auch in einer Anordnung, in welcher die Polymere ein exzentrisches Hülle-und-Kern-Verhältnis aufweisen. Bei all diesen Fäden kann das Zusammensetzungsverhältnis entsprechend variiert werden.

Weiterhin können die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhältlichen Fäden sowohl einen kreisförmigen als auch einen nicht-kreisförmigen Querschnitt aufweisen.

Die Erfindung wird nun an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert.

Dabei wurde die Kräuselbarkeit in heißem Wasser und der Belastungswert für eine 50°/₀ige Schrumpfung der zusammengesetzten Fäden wie folgt bestimmt:

ίο Jede Länge von 30 Proben, die ungefähr 25 cm lang waren, wurde bestimmt und I₀ bezeichnet. Die Proben wurden dann in siedendes Wasser von 100° C ohne jegliche Belastung 10 Minuten eingetaucht, um die Kräuselung zu entwickeln, und dann an Luft getrocknet; die Länge der getrockneten Proben wird mit Z₁ bezeichnet. Hierauf wurden die Proben senkrecht aufgehängt, und es wurde eine Belastung von 0,3 g/d an einem Ende angelegt, um die Kräuselung auszuziehen; die Länge dieser Probe wird dann durch /₂ ausgedrückt. Die Kräuselbarkeit in heißem Wasser wird dann durch folgende Gleichung ausgedrückt:

Kräuselbarkeit (⁰I₀)

It-

100

Die Kräuselbarkeit wurde aus einem Durchschnittswert von 30 untersuchten Proben bestimmt. Weiterhin wurde die Länge, wenn verschiedene Belastungen an diesem gekräuselten Faden angelegt wurden, gegen die Belastung aufgetragen, und der Belastungswert (mg/Denier) entsprechend der Länge der 50°/₀igen Schrumpfung wurde aus dem Diagramm bestimmt. Dieser Wert wurde als »Belastungswert für 50°/₀ige Schrumpfung« bezeichnet.

Beispiel 1

Die Arbeitsbedingungen und die Eigenschaften der Fäden waren folgendermaßen:

Tabelle Erhitzungsbedingungen ("C)

Weg des Polymers

Polycapramid	Polyhexamethi adipamid
210	220
260	285 ±5
255	286 ±6
255	287
260	287
260	280

[ Vorerhitzungsteil
Extruderzylinder -I Schmelzteil

[Meßteil

Zuführleitung

Spinnkopf

Spinndüsenplatte

Tabelle 2. Spinn- und Verstreckbedingungen

Anzahl der Umdrehungen der

Extruderschnecke (Umdr./min) 20

Zufuhrmenge von der Meßpumpe

(g/min) 17,5 jeweils

Düse Durchmesser (mm) 0,3

Anzahl 7

Abzugsgeschwindigkeit (m/min) 700

Verstreckgeschwindigkeit (m/min) 500

Verstreckverhältnis (x) 3,5

Tabelle 3. Eigenschaften der Fäden
60

Größe (d/Faden) 128,7

Ungleichmäßigkeit der Fadengestalt

(7o) 1,7

Festigkeit (g/d) .. 5,32

Dehnung (%) 29,6

Kräuselungsfähigkeit (%) 62,3

Belastungswert für 50°/^ge
Schrumpfung (mg/d) 0,29

Bei den unter den Arbeitsbedingungen versponnenen Fäden trat unmittelbar nach dem Spinnen kein Krümmungsphänomen auf, so daß sie nicht an der Spinndösenplattenoberfläche hängen blieben. Die Fäden wurden mit großem Durchsatz gesponnen. Darüber hinaus riß beim Verstrecken kein Faden und der Grad der Ungleichmäßigkeit war sehr gering.

Die Schmelzviskositäten des Polyhexamethylenadipamids betrug 620 Poise bei 280⁼ C und die Schmelzviskosität des Polycapramids bei 260^cC betrug 580 Poise. Offensichtlich lagen die Schmelzviskositäten der beiden Polymeren beim Spinnen sehr nahe beieinander.

Wenn die beiden Polymeren dagegen bei einer Spinndüsenplattentemperatur von 280^c C mit Hilfe eines bekannten Spinnkopfs für gemeinsames Verspinnen ausgepreßt wurden, wichen die Fäden unmittelbar nach dem Verspinnen um einen Winkel von 45" von der Senkrechten zur Spinndüsenplatte ab und die Ungleichmäßigkeit der erhaltenen Fäden betrug 4,9 *'e.~

Beispiel 2

Poiycapramid mit einer Schmelzviskosität von 440 Poise bei 250⁰C und Polyhexamethylensebacamid (Schmelzpunkt 225⁰C) mit einer Schmelzviskosität von 1480 Poise bei 260^cC wurden unter Verwendung eines herkömmlichen Spinnkopfs Seite an Seite in einem Verhältnis von 1:1 ausgepreßt. In diesem Falle war die Temperatur der Spinndüsenplattenoberfläche auf 250^cC festgesetzt, jedoch war der ünterschied der Schmelzviskositäten der genannten PoIjmere groß, so daß sich die Fäden zur Seite des Polyhexamethylensebacamids unmittelbar nach dem Spinnen krümmten und schließlich an der Spinndüsenpiattenoberfläche kleben blieben, so daß keine Fäden hergestellt werden konnten.

Hierauf wurde das gleiche gemeinsame Spinnen unter Verwendung des in Beispiel 1 beschriebenen Spinnkopfs ausgeführt. Die Arbeitsbedingungen sind in den Tabellen 4 und 5 gezeigt; die Eigenschaften

ao des erhaltenen Fadens sind in Tabelle 6 zusammengestellt.

Tabelle 4 Erhitzungsbedmgungen (³C)

Weg des Polymers Poiycapramid

Polyhexamethylensebacamid

[ Vorerhitzungsteil Extrudern linder < Schmelzteil

{Meßtefl

Zuführleitung

Spinnkopf

Spinndüsenplatte

210
255
255
252
252
250

210
275
275
280
290
288

Tabelle 5. Spinn- und Verstreck bedingungen

Zufuhnnenge von der Meßpumpe

(g/min) 12 jeweils

Düse Durchmesser (mm) 0.3

Anzahl 18

Abzugsgeschwindigkeit (m/min) 995

Verstreckgeschwindigkeit (m min) 500

Verstreckverhältnis ix) 3,41

Tabelle 6. Eigenschaften der Fäden

Größe (d/Faden) 69p

UngleichmaßiEkeit der Fadengestalt

C/.) 2,0

Festigkeit (g/d) 4,84

Elongation (%) 31,6

Kränsehmgsfähigkeit (%) 69,5

Beiastongswert für 50%ige Schrumpfung (mg/d) 0,365

erhalten werden, wenn die Abzugsgeschwindigkeit auf 995 m/min erhöht wurde, ohne daß dabei irgendwelche Fehler auftraten. Sowohl die Kräuselfähigkeit der entwickelten Kräuselung als die Kräuselungsdastizitäi. ausgedrückt als Belastungswert für eine 50° _Pige Schrumpfung zeigten vorzügliche Werte, Es wurde festgestellt, daß die Schmelzviskosität bei der Auspreßtemperatur von Nylon-6.10 550 Poise betrug.

Beispiel 3

Die Schmelzviskositäten von Poiycapramid mil einer Grenzviskositätszahl von 0,96 wurden für ver schiedene Temperaturen bestimmt, und die Resultat« sind in der Tabelle 4 zusammengestellt.

Tabelle 7

Beim Spinnen unter diesen Bedingungen war das Krümmungsphänomen im Vergleich zn der Verwendung der oben beschriebenen herkömmlichen Spinndüsenplatte beträchtlich verringert, und es konnten sogar gleichmäßige zusammengesetzte Fäden Temperatur *C
250
255
265
275
2SO
285

Schmelzviskosität (Poisc) 840 690 4SO 350 320 270

Polyethylenterephthalat mit einet Schmebviskositäl von 820 Poise bei 2S5*C und dieses Poiycapramid wurden gemeinsam durch IS Öffnunsen von ie 0.3 mn

Durchmesser in einem Verhältnis von 1: 1 in der Weise ausgepreßt, daß das Polycapramid exzentrisch durch das Polyäthylenterephthalat umgeben war. Die Spinntemperatur für den Polycapramid wurde durch Einstellen der Temperatur verändert, und das Spinnverhalten wurde beobachtet. Die Spinntemperatur für das Polyäthylenterephthalat wurde auf 285 ⁰C ge-

halten. Die abgezogenen zusammengesetzten Fäden wurden dann mit einer Verstreckgeschwindigkeit von 500 m/min bei 80⁰C auf das 3,8fache verstreckt, und die verstreckten Fäden wurden bezüglich Ungleichmäßigkeif der Fadengestalt untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 5 zusammengestellt.

Tabelle 8	Spinntemperatur	Spinnverhalten	Ungleichmäßigkeit
von Polycapramid (⁰C)	Die Fäden blieben an der Spinndüsenplattenober-	der Fadengestalt
285	fläche hängen, und ein Spinnen war unmöglich
	Die Fäden krümmten sich beträchtlich zur Seite des	—
280	Polyäthylenterephthalats, und es traten einige Risse
	auf
	Die Fäden krümmten sich um ungefähr 35° von der	5,3
275	Linie senkrecht zur Frontkante des Spinnkopfs,
	aber es traten keine Risse auf, die Abzugsgeschwin
	digkeit betrug 700 m/min
	Die Krümmung verringerte sich auf ungefähr 25°,	2,8
265	Risse traten nicht auf, die Abzugsgeschwindigkeit
	betrug 900 m/min
	Das Krümmungsphänomen konnte praktisch nicht	2,4
255	beobachtet werden, die Abzugsgeschwindigkeit be
	trug 1100 m/min, und das Spinnverhalten war vor
	züglich.
	1,8

Beispiel 4

Polycapramid mit einem hohen Polymerisationsgrad und einer Schmelzviskosität von 3200 Poise bei 250⁰C und ein Polycapramid-Polyhexamethylenadipamid-Mischpolymer (Mischpolymerisationsgewichtsverhältnis 90/10, Schmelzpunkt 190= C) mit einer Schmelzviskosität von 640 Poise bei 225⁰C wurden gemeinsam Seite an Seite mit einem Verhältnis von 1:1 ausgepreßt. Der verwendete Spinnkopf besaß 18 öffnungen mit einem Durchmesser von jeweils 0,3 mm; sie besaßen einen Abstand von 3 mm.

Wenn die Temperatur des Spinnkopfs auf der Homopolyamidseite auf 270° C und diejenige der Mischpolyamidseite auf 225°C eingestellt wurde, so krümmte sich die aus der Öffnung ausgepreßte Schmelze beträchtlich zur Homopolyamidseite, während sich Fäden bildeten. Die erhaltenen Fäden klebten manchmal mit benachbarten Fäden zusammen.

Wenn die Temperatur des Spinnkopfs auf der Homopolyamidseite auf 290⁰C und diejenige der Mischpolyamidseite auf 225^c C eingestellt wurde, konnten sehr gut zusammengesetzte Fäden erhalten werden, ohne daß sie sich mit benachbarten Fäden verklebten oder berührten. Die erhaltenen unverstreckten Fäden wurden mit einer Verstreckgeschwindigkeit von 500 m/min bei Raumtemperatur auf das 3,8fache verstreckt, wobei ein Fadenbündel von 17 Denier/18 Fäden erhalten wurde.

Beispiel 5

Polyäthylenterephthalat (Polyester) mit einer Schmelzviskosität von 2200 Poise bei 285° C und einer Schmelzviskosität von 1800 Poise bei 290³C und PoIyäthylen-p-Oxybenzoat (Polyesteräther, Schmelzpunkt 220⁰C) mit einer Schnielzviskosität von 1700 Poise bei 255°C und einer Schmelzviskosität von 900 Poise bei 285 ⁰C wurden gemeinsam Seite an Seite in einem Verhältnis von 1:1 versponnen. Die Temperaturbedingungen, die Spinn- und Verstreckbedingungen und die Eigenschaften der Fäden sind in den Tabellen 9 bis 11 zusammengestellt

Tabelle Erhitzungsbedingungen (⁰C)

Weg des Polymers

Polyester

Polyesteräther

[ Vorerhitzungsteil
Extruderzylinder \ Schmelzteil

I Meßteil

Zuführleitung

Spinnkopf

235	210
280	260
280	255
280	255
290	255

Tabelle 10. Spinn- und Verstreckbedingungen

Ausgepreßte Menge (g/min) 17,5 jeweils

Düse Durchmesser (mm) 0,3

Anzahl 18

Abzugsgeschwindigkeit (m/min) 600

Verstreckverhältnis (x) 4,07

Verstrecktemperatur (⁰C) 100

Verstreckgeschwindigkeit 87

Tabelle 11. Eigenschaften der Fäden

Größe (d/Faden) 136,8/18

Festigkeit (g/d) 4,30

Dehnbarkeit (%) 49,83

Elastizitätsmodul (g/d) 31,59

Kräuselfähigkeit (%) 73,7

Belastungswert für 50%ige

Schrumpfung (mg/d) 0,22

ίο Ungleichmäßigkeit der Fadengestalt .. 1,S

Das Spinnen verlief sehr glatt, und die Fäden hatten eine zufriedenstellende Gleichmäßigkeit. Wenn die Polymeren bei 285°C mit einem herkömmlichen Spinnkopf gemeinsam versponnen wurden, trat das Krümmungsphänomen unmittelbar nach dem Spinnen sehr stark auf, und das Spinnen konnte nicht zufnedenstellend ausgeführt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

bestanden, jedoch, einen unterschiedlichen durchschnittlichen Polymerisationsgrad besaßen, gemeinsam

Patentanspruch: gesponnen. Bei einem anderen derartigen Verfahren

wurden unterschiedliche Polymere, Mischpolymere

Spinnverfahren zur Herabsetzung der Ablenkung 5 oder gemischte Polymere, welche insbesondere in gevon aus einer Spinndüse austretenden Verbund- schmolzenem Zustand beträchtlich unterschiedliche fäden, bei welchem zwei verschiedene fadenbil- physikalische Eigenschaften besaßen, versponnen. Bei dende thermoplastische synthetische lineare Poly- diesem Verfahren trat in vielen Fällen unmittelbar mere, deren Schmelzviskositäten bei der jeweiligen nach dem Auspressen bei den unverfestigten Fäden ein optimalen Spinntemperatur unterschiedlich sind, io Krümmungsphänomen auf. Die Lösung dieses Progetrennt aufgeschmolzen und dann gleichzeitig blems ist sehr wichtig.

aus der gleichen Öffnung ausgepreßt werden, so Dieses Krümmungsphänomen tritt insbesondere

daß ein einheitlicher Faden erhalten wird, in dann stark auf, wenn mehrere Polymere im Querweichem die beiden Polymeren exzentrisch über schnitt über den Faden in stark exzentrischem Verdie Länge des Fadens angeordnet sind, d a - 15 hältnis miteinander verbunden sind, und insbesondere durch gekennzeichnet, daß vor dem dann, wenn diese Polymere in einem Seite-an-Seite-Extrudieren durch Regulierung der Temperatur Verhältnis nebeneinander angeordnet sind. Wenn das der beiden geschmolzenen Polymeren deren Krümmungsphänomen sehr stark auftritt, berühren Schmelzviskositäten so eingestellt werden, daß die gekrümmten Polymerfäden unmittelbar nach dem das Verhältnis der Schmelzviskositäten innerhalb 20 Auspressen durch eine Öffnung die Spinndüsenplatte des Bereichs von 0,8 bis 1,25 liegt. und bleiben dort kleben; unter diesen Umständen

ist ein Spinnen unmöglich. In der USA.-Patentschrift 3 176 342 wurde eine Spinndüsenplatte beschrieben, bei welcher dk· Auspreßöffnungen im Verhältnis zur

35 umgebenden Spinndüsenplattenoberfläche einen Vorsprung aufweisen, um die ausgepreßten gekrümmten Polymerfäden daran zu hindern, mit der Spinndüsenplattenoberfläche in Berührung zu kommen und daran kleben zu bleiben. Jedoch wird durch die beschriebene

Die Erfindung betrifft ein Spinnverfahren zur Herab- 30 Spinndüsenplatte das Problem nicht grundsätzlich Setzung der Ablenkung von aus einer Spinndüse aus- gelöst und es tritt auf Grund der Krümmung der Fäden tretenden Verbundfäden, bei welchem zwei verschie- die Bildung eines ungleichmäßigen Produkts und eine dene fadenbildende thermoplastische synthetische ungleichmäßige Spannung auf, so daß das Verhältnis lineare Polymere, deren Schmelzviskositäten bei der der Polymeren im fertigen Verbundfaden nicht gleichjeweiligen optimalen Spinntemperatur unterschiedlich 35 mäßig ist und der Faden außerdem eine ungleichsind, getrennt aufgeschmolzen und dann gleichzeitig mäßige Form aufweist. Die Eigenschaften des Produkts aus der gleichen Öffnung ausgepreßt werden, so daß dieses Verfahrens sind deshalb nicht besonders gut. Es ein einheitlicher Faden erhalten wird, in welchem die ist überdies unmöglich, mit einer beträchtlichen beiden Polymere exzentrisch über die Länge des Spinngeschwindigkeit zu arbeiten, da sonst das Fadens angeordnet sind. 40 Krümmungsphänomen in verstärktem Maße auftritt.

Es ist allgemein bekannt, daß bei der Herstellung Außerdem ist es notwendig, zwischen den Öffnungen von Verbundfäden mehrere faserbildende Polymere, in der Spinndüsenplatte einen ausreichend großen welche unterschiedliche chemische und physikalische Abstand einzuhalten, damit die gesponnenen geEigenschaften aufweisen, zu einen einheitlichen Faden krümmten Fäden nicht miteinander in Berührung versponnen werden, in welchem diese Polymere über 45 kommen. Hierdurch wird die Spinnleistung je Flächenden Querschnitt des Fadens exzentrisch angeordnet einheit der Spinndüsenplatte beträchtlich herabgesetzt sind, und daß der erhaltene Faden spiralenförmige und die gesamte Produktionsleistung ungünstig beKräuselungen entwickelt, wenn er einer bestimmten einflußt.

Nachbehandlung unterworfen wird, wie z. B. einer Das in der britischen Patentschrift 965 729 beErhitzung oder einer Behandlung mit einem Quell- 50 schriebene Verfahren, wonach die Spinnöffnungen mittel. Diese spiralenförmigen Kräuselungen sind eine gegen die Spinndüsenplatte geneigt sind, besitzt eben-Folgeunterschiedlicher thermischer Schrumpfung oder falls einige Nachteile, die darin bestehen, daß für unterschiedlicher Quelleigenschaften der Polymer- jede Polymerart eine besondere Spinndüsenplatte komponenten des Fadens. In dieser Hinsicht wurden gewählt werden muß, die Richtung der Polymerbereits verschiedene Vorschläge gemacht und auch 55 zuführung zur Spinndüsenplatte nicht geändert werden im technischen Maßstab in die Praxis umgesetzt. kann und die Herstellung der Spinndüsenplatte Jedoch waren bisher die Entwicklungen auf diesem ziemlich schwierig ist.

Gebiet im wesentlichen nicht auf das Spinn verhalten Aus der französischen Patentschrift 1 393 572 ist

während des Spinnverfahrens gerichtet, sondern weiterhin die Herstellung von Fäden durch das exzenhauptsächlich auf die Verbesserung der Kräuselbarkeit 60 trische Auseinanderspinnen zweier Schmelzströme mit oder der KTäuselungsstabilität der erhaltenen Fäden. unterschiedlicher Viskosität bekanntgeworden, wobei Es ergaben sich zahlreiche Schwierigkeiten beim die Temperatur der beiden Schmelzströme vor ihrem Verspinnen sowie verschlechterte Eigenschaften des gemeinsamen Auspressen unabhängig voneinander Produkts und verschlechterte Produktionsleistung. eingestellt wird.

Beispielsweise wurden zur Erzielung einer hohen 65 Diese Druckschrift bezieht sich aber auf die Er-Kräuselfähigkeit die folgenden Verfahren entwickelt. zeugung von Verbundfäden, die aus dem gleicher Bei einem solchen Verfahren wurden zwei Polymere Polymer, insbesondere aus Polypropylen hergestell der gleichen Art, welche aus dem gleichen Monomer sind. Dagegen werden gemäß der vorliegenden Er