DE1669374A1 - Kristallines Polypropylen - Google Patents

Description

DiPL-iNG. H. LEINWEBER dipping. H. ZIMMERMANN

Posischeck-Konto: Bank-Konto: Telefon Tel.-Adr.

München 22045 Dresdner Bank AG. München (0811) 261989 Leinpat München

München 2, Marlenplatz, Kto.-Nr. 92790

I 0 D el O / Uf _{8 MUnehen2|Rosental7t 2 Aufg}

(Kustermann-Passage)

den £_# September 1967

Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha, Osaka / Japan

KRISTALLINES POLYPROPYLEN

Die Erfindung betrifft Polypropylenfasern, die durch Schmelzspinnen einer Mischung von kristallinem Polypropylen, flüssigem Paraffin und / oder Pigmenten hergestellt wurden; insbesondere betrifft die Erfindung gefärbte kristalline Polypropylenfasern mit ausgezeichnetem Glanz, und hervorragender Leuchtkraft tiefer Farbtönung, sowie gekräuselte Polypropylenfasern mit wollartigem Griff«

Es sind bereits zwei Verfahren zum Färben von synthetischen Fasern bekannt« Bei dem einen Verfahren wird ein gefärbtes Material durch Zugeben eines Pigments vor dem Formen des Granulats zugegeben und dieses anschliessend zu gefärbten Fasern versponnen. Bei dem zweiten Verfahren werden die ungefärbt gesponnenen Fasern mit einem Farbstoff gefärbt, Insbe-

009843/1781 ^BA0 °^mNAL

sondere das letztgenannte Verfahren ist weitgehend für gesponnene Fasern geeignet, die sich infolge ihrer Polymeren« zusammensetzung nur schlecht mit einem Farbstoff anfärben lassen, wie dies z.B. bei Vinylidenchlorid-Fasern der Fall ist. Da kristallines Polypropylen keine polare Gruppe in der Molekülstruktur aufweist, die als aktiver Färbepunkt dienen könnte, ist es sehr schwierig, derartige gesponnene farblose Fasern nach einem der bekannten Färbeverfahren in einem ^ tiefen Farbton und mit grosser Farbechtheit zu färben. Daher wurde ein Pigment vor dem Spinnen zugegeben; es erfolgte also eine Färbung des Materials, wobei gefärbte Fasern mit grosser Farbechtheit bei gleichzeitig niedrigen Kosten er« halten wurden«

Dieses Verfahren weist jedoch den sehr grossen Nach« teil auf, dass die durch Einmischen eines Pigments in kristallines Polypropylen erhaltenen gefärbten Fasern keinen Glanz und keine Leuchtkraft sowie nur einen geringen Farbwert aufweisen«

Ein weiterer grosser technischer Nachteil ist die im Vergleich zu den Vinylidenchlorid«Polymeren beschränkte Anzahl der bei der hohen Form« und Spinntemperatur des kristallinen Polypropylens beständigen Pigmente. Daher ist es zweckmässig, das Mischen, Formen und Spinnen bei möglichst niedriger Temperatur auszuführen.

Es wurde nun gefunden, dass man gefärbte Polypro-

iinti Wm pylenfasern mit ausgezeichnetem Glanz'sowie ausgezeichneter

Leuchtkraft und hohem Farbwert herstellen kann.

009843/1783

BAD ORIGINAL

m 3 m

Gleichzeitig wurde Überraschanderweise gefunden, dass man gekräuselte Polypropylenfasern mit praktisch demselben Griff wie Wolle herstellen kann, wenn man kristallines Polypropylen mit einem bestimmten Depolymerisationsgrad unter bestimmten Bedingungen spinnt, wärmebehandelt, streckt, entspannt udgl«

Die Erfindung schafft Polypropylenfasern durch Schmelzspinnen eines Gemisches aus kristallinem Polypropylen, flüssigem Paraffin und / oder Pigmente,

Insbesondere schafft die Erfindung gefärbte Polypropylenfasern, die aus kristallinem Polypropylen unter Zusatz eines Pigments und von 5-20 Gew«% flüssigem Paraffin bestehen, sowie gekräuselte Fasern mit wollartigem Griff, die durch Vermischen von kristallinem Polypropylen mit einem Depolymerisationsgrad von 2,0 oder weniger und 3 - 5 %, bezogen auf das Gewicht der Masse, flüssigem Paraffin, Schmelzspinnen der erhaltenen Masse bei einer Spinndüsentemperatur zwischen 245 und 280° C und einer Spinngeschwindigkeit von 550 m/Min« oder darüber, fünfstündiges oder längeres Behandeln der erhaltenen nicht gestreckten Fasern bei einer Temperatur zwischen 15° und 140° C und anschliessendes Strecken sowie Entspannen des Produkts und Entspannen innerhalb von 10 Stunden nach dem Strecken hergestellt werden«

Die erfindungsgemässen Polypropylenfasern enthalten 3 - 2O Gew,% flüssiges Paraffin; es ist bemerkenswert, dass sie trotz einer derartigen Menge an flüssigem Paraffin aus-

009843/1783

BAD OHlGlNAL

reichende Fasereigenschaften aufweisen« Ausserdem weisen diese Fasern bei einer üblichen Behandlung keine Nachteile auf_# Selbst wenn man diese Fasern beispielsweise mit Wasserdampf oder trocken auf 120° C erhitzt, blutet das flüssige Paraffin praktisch nicht aus, sondern die Streckbarkeit wird vielmehr erhöht; überraschenderweise kann man Fasern mit ausgezeichnetem Glanz und Ton sowie hervorragender Leuchtkraft und höherem Farbwert erhalten, wenn man ein Pigment fe und flüssiges Paraffin in einer Menge von 5-20 Gew.% zugibt« Da der Farbwert gross ist, kann man vorteilhafterweise ohne weiteres einen tiefen Farbton mit einer geringen Pigmentmenge erzielen»

Der Grund, weshalb der Farbwert grosser wird, ist nicht klar; es steht aber fest, dass man ohne Zusatz von flüssigem Paraffin einen niedrigeren Farbwert als mit einem flüssigen Paraffin erzielt, selbst wenn irgendein Mischverfahren angewandt wird« Diese hervorragende Wirkung ist auf . die Zugabe von flüssigem Paraffin zurückzuführen*

Auf diese Weise lässt sich der sehr grosse wirtschaftliche Nachteil des mangelnden Glanzes und der mangelnden Leuchtkraft sowie des niedrigen Farbwertes von kristallinem Polypropylen vollkommen vermeiden.

Kristallines Polypropylen kann man durch Polymerisieren von Propylen in Gegenwart eines stereoregelmässigen Polymerisationskatalysators herstellen; zur Verwendung als Ausgangsmaterial für das Schmelzspinnen muss man jedoch im

843/1783

BAD ORiGlNAL

Hinblick auf die Spinnbarkeit auf einen geeigneten Poly« raerisationsgrad achten« Es ist zweckmässig, den Polymerisa-

tionsgrad aufgrund der relativen Viskosität ()) /C) in einer

" sp

Tetralinlösung mit einer polymeren Konzentration von 0,1 g/100 ml, bei einer Temperatur von 135° C anzugeben» Der Polymerisationsgrad eines faserbildenden Polypropylens, das kein flüssiges Paraffin enthält, beträgt 0,8 « 3,0, vorzugsweise 1,0 - 2,5, gemessen als relative Viskosität» Falls man 2 -. 20 Gew,% flüssiges Paraffin zumischt, kann man kristallines Polypropylen mit einer relativen Viskosität von 0,8 - 5,0, vorzugsweise 1,0 - 3,5 verwenden« Die relative Viskosität eines zum Herstellen von gekräuselten Fasern mit wollartigem Griff geeigneten kristallinen Polypropylens beträgt 1,4-3,5« Die relative Viskosität von kristallinem Polypropylen zur Herstellung von gekräuselten Fasern mit wollartigem Griff beträgt 1,4 - 3,5* Durch Beimischen von flüssigem Paraffin wird der brauchbare Polymerisationsbereich durch die Zugabe von flüssigem Paraffin auf kristallines Polypropylen mit einer grossen relativen Viskosität ausgedehnt« Der Grund hierfür beruht auf der Tatsache, dass sich flüssiges Paraffin leicht in geschmolzenem kristallinem Polypropylen auflöst und hierdurch ausserdem die Schmelzviskosität herabgesetzt wird«

Die erforderliche Menge an flüssigem Paraffin zur Erzielung einer speziellen Wirkung bei der Erfindung beträgt vorzugsweise 5-20 Gew«% des Gesamtansatzes« Durch Beimischen einer derartigen Menge an flüssigem Paraffin kann man die

0 0 9 8 4 3/1783 ^{BAD 0RiGINAL}

rm Q mt

Spinntemperatur des kristallinen Polypropylens herabsetzen und das Spinnen bei einer Temperatur um 17o° C ausführen»

Auf diese Weise werden die Form» und Spinntemperatur des kristallinen Polypropylens stark herabgesetzt und man kann daher eine Reihe, bisher infolge der hohen Form- und Spinntemperatur nicht brauchbare Pigmente verwenden« Die Erfindung ist daher von grosser technischer Bedeutung» Als Pigmente können anorganische oder organische Verbindungen ^ verwendet werden; ferner können bei der Erfindung ein Fluoreszenzaufheller zur Erzielung eines grösseren Weiss« grades und Titandioxid als Mattierungsmittel verwendet werden»

Die Menge an zugesetztem flüssigem Paraffin zur Erzielung einer gefärbten Faser gemäss der Erfindung muss 5 Gew_#% oder mehr betragen, da man bei einem Gehalt von weniger als 5 Gew«% nicht nur keine Leuchtkraft oder keinen Glanz, sondern auch keine wesentliche Veränderung der Schmelzflusseigenschaften des kristallinen Polypro-" pylens erzielen kann. Falls die Menge des beigemengten flüssigen Paraffins 20 Gew.% übersteigt, nehmen die Leuchtkraft, der Glanz und der Farbwert nicht mehr weiter zu und in einigen Fällen nimmt die Schmelzviskosität der Harzmischung zu stark ab oder es treten in einigen Fällen unerwünschte Fasereigenschaften auf, wobei das Paraffin aus der erhaltenen Faser ausblutet»

Es ist bei der Erfindung von Bedeutung, dass man gekräuselte Polypropylenfasern mit wollartigem Griff erstmalig aufgrund eines einfachen Verfahrens herstellen kann;

009843/1783 „ 7 -

r» 7 **

dies beruht in einer geschickten Kombination üer Bedingungen des Spinnens, der Wärmebehandlung, des nicht gestreckten Garns und der Entspannung innerhalb eines bestimmten Bereichs sowie der Verwendung einer bestimmten Sorte vos feeistellinem Polypropylen und einer bestimmten Menge an flüssige? Sari ffin«

Die Erfindung wird nun in folgendem im ©iL^sin-en beschrieben: Kristallines Polypropylen, ein Hauptbestandteil, wird mit verschiedenen Stabilisatoren u_# dgl. nach dem Polymerisationsverfahren vermischt, in einer Granuliervorrichtung granuliert und als Spinnmaterial in Form eines granulatförmigen Polymeren verwendet. Bei dieser Granulierung erfolgt eine geringfügige Depolymerisierung« Bei der Auswahl des bei der Erfindung verwendeten kristallinen Polypropylens ist darauf zu achten, bis zu welchem Grad das bei der Polymer!« sation erhaltene Polymere bis zur Verwendung als Spinnmate-· rial in Form des granulatförmigen Polymeren depolymerisiert wird. Der Depolymerisationsgrad ist bei der Erfindung wie folgt definiert:

Depolymer isat ions gr ad - ()] _sp/c) / (]] _Sr/^C)_s

in der (I] _ /c) die relative Viskosität eines bei dem \ sp ρ

Polymerisationsverfahren erhaltenen Polymeren und (ji /c)_ die relative Viskosität eines als Spinnmaterial verwendeten Polymeren bedeuten» Es ist eines der wesentlichen Merkmale, dass das als Spinnmaterial bei der Erfindung verwendete kristalline Polypropylen einen Depolymerisationsgrad von 2,0 oder weniger aufweist. Wenn der Depolymerisationsgrad 2,0

009843/1783 bad or_1GINAl

übersteigt, kann man durch Befolgung der übrigen Bedingungen des erfindungsgemässen Verfahrens zwar beispielsweise gekräu« selte Fasern erhalten, man kann aber keine gekräuselten Fasern mit dem beim Kauf sehr geschätzten wollartigen Griff wie bei der Erfindung erzielen,

Durch geringfügige Änderung der zugegebenen Menge an flüssigem Paraffin entsprechend dem Polymerisationsgrad des kristallinen Polypropylens kann man gekräuselte Fasern mit von den Käufern sehr geschätzten hervorragenden wollartigen Griff erzielen, Falls die relative Viskosität des kristallinen Polypropylens beispielsweise 1,2 ·* 1,8 beträgt, beträgt die Menge an flüssigem Paraffin vorzugsweise 3 <- 10 Gew«% der Masse; falls die relative Viskosität höher liegt und z.B. 1,8 - 3,7 beträgt, gibt man zweckmässigerweise 5-15 Gew_e% flüssiges Paraffin zu. Das Verhältnis zwischen der relativen Viskosität und der zuzugebenden Menge an flüssigem Paraffin ist nicht kritisch; falls die Menge des zugegebenen Paraffins jedoch weniger als 3 % beträgt, erhält man nur gekräuselte Fasern mit federhartem und monotonem Griff, selbst wenn man kristallines Polypropylen mit beliebiger relativer Viskosität verwendet. Gekräuselte Fasern mit wollartigem weichem Griff sowie ausgezeichneter Elastizität und Bauschigkeit, ohne den Griff von gekräuselten Polypropylenfasern kann man niemals erhalten, falls die zugegebene Paraffinmenge nicht 3 % oder mehr beträgt«

Der wollartige Griff ist einzigartig, jedoch schwierig zahlenmässig anzugeben« Die Tatsache, dass die erfindungsgemäss

- 9 „

009843/1783

..^;;.-:-■ . ..-.·,. BAD ORIGINAL

erhaltenen gekräuselten Polypropylenfasern einen wollartigen Griff aufweisen, kann wie folgt erklärt werden« Die Einzelheiten sind zwar nicht klar, können aber auf viele Faktoren zurückgeführt werden: In diesem Zusammenhang sei die Änderung der physikalischen Eigenschaften der Fasern durch das in den Fasern vorhandene flüssige Paraffin genannt. Durch geringfügiges Ausbluten von flüssigem Paraffin an der Oberfläche der Fasern wird der Schlupf zwischen den gekräuselten Fasern verändert; ferner ändert sich die innere Struktur der gekräuselten Fasern, insbesondere der Struktur unter Belastung, die eng mit dem Auftreten von ausgezeichneten Kräuselungen und der Form der Kräuselungen zusammenhängt« Es ist anzunehmen, dass diese Änderungen^nsgesamt zur Bildung eines wollartigen Griffs zusammenwirken«

Wie bereits erwähnt, ist es schwierig, den wollartigen Griff in Zahlen anzugeben« Selbst wenn man die Zugfestigkeit und Dehnbarkeit oder die Reibung jeder Faser einzeln misst, ist es unmöglich, den wollartigen Griff aufgrund der Struktur eines wollartigen Garns oder des hieraus gewebten Materials anzugeben, da die Oberfläche einer Wollfaser äussere Flocken (oder Blättchen oder Zacken) aufweist, die für Wolle charakteristisch sind und das Innere der Faser sehr kompliziert ist«

Tatsächlich sind die physikalischen Eigenschaften der erfindungsgemass erhaltenen gekräuselten Fasern beinahe vollständig anders wie diejenigen von Wolle, ihr Griff 1st jedoch demjenigen von Wolle sehr ähnlich«

Vergleicht man die physikalischen Eigenschaften von gekräuselten Fasern, die gemäss der Erfindung unter Zusatz

009843/1783 . - io -

BAD t

von flüssigem Paraffin hergestellt wurden, mit den Eigenschaften von gekräuselten Fasern, die aus kristallinem Polypropylen allein mit einem Depolymerisationsgrad von 2,0 oder weniger und einer relativen Viskosität von 0,8 - 3,0, ohne Zusatz von flüssigem Paraffin bestehen, so beachtet man viele Unterschiede« Hieraus ergibt sich eindeutig, dass die flüssiges Paraffin enthältenden Fasern sich vollkommen von den keinen derartigen Zusatz enthaltenden Fasern unterscheiden« Beispielsweise ist der Young's Modul von gekräuselten Fasern mit einem Gehalt von flüssigem Paraffin wesentlich kleiner als derjenige von gekräuselten Fasern ohne einen Gehalt an flüssigem Paraffin, Zahlenmässig ergibt sich folgendes: Der Young's Modul von gekräuselten

ο Fasern ohne Gehalt an flüssigem Paraffin beträgt 350-360 kg/mm ,

während der Young's Modul von gekräuselten Fasern mit einem

2 Gehalt von 3-15 Gew«% an flüssigem Paraffin 70 - 100 kg/mm beträgt« Dieser Unterschied übt eine grosse Wirkung auf die Weichheit der Fasern aus« Ein Vergleich der Reibungskoeffizienten der Fasern mit einem Gehalt an flüssigem Paraffin und der Fasern ohne einen Gehalt an flüssigem Paraffin ergibt wesentliche Unterschiede«

Die Fasern mit einem Gehalt an flüssigem Paraffin weisen einen

statischen Reibungskoeffizienten von 0,39 - 0,42 und eines

kinetischen Reibungskoeffizienten von 0,35 - 0,38 auf«

Andererseits weisen Fasern mit einem Gehalt von 3 - 15 Gew.% an flüssigem Paraffin einen

009843/1783

1689374

statischen Reibungskoeffizienten von 0,30 «■ O_}38 und einen

kinetischen Reibungskoeffizienten vor 0,06 «* 0,18 auf.

Andererseits wurde gefunden, dass di:: :'rä; - Ifäliigkeit der gekräuselten Fasern durch Zusatz von flüssiisiz "fei/affin nicht wesentlich verändert und die Reissfestig&sa ; ü izw vermindert wird»

Diese Veränderung, die in gewissem Sinne widersprüchlich ist, kann gemäss der Erfindung erzielt werden und es ist anzunehmen, dass die gekräuselten Fasern mit einem woliartigen Griff, die mit herkömmlichen Polypropylenfasern aiclit erzielt werden können, auf diese Änderung zurückzuführen siad*

Das bei der Erfindung verwendete flüssige Paraffin besteht aus einer öligen, aus JSrdöl erhaltenen Flüssigkeit, di© selbst beim Erhitzen auf über 300° C praktisch geruchlos ist und eine chemisch sehr inerte Substanz darstellt. Es ist unlöslich in Wasser und Alkohol, löslich in Äther, Chloroform und Schwefelkohlenstoff. Die Verträglichkeit von flüssigem Paraffin und Polypropylenharz ist sehr gut; aus diesem Grund erfolgt praktisch kein Ausbluten von flüssigem Paraffin aus den Fasern, überraschenderweise treten durch das flüssige Paraffin kleine Schwierigkeiten beim Strecken oder der zweiten Streckstufe auf, und der Handelswert der Fasern wird keineswegs vermindert. Ferner weisen die erfindungsgemässen Polypropylen« fasern klare Farben und einen Griff ähnlich wie Wolle auf.

Der Denier, der durch Spinnen gemäss der Erfindung erhaltenen Fasern ist keineswegs begrenzt und man kann ohne weiteres Monofasern von 100 Denier oder mehr sowie ein Einzelgarn

009843/1783 ^₁₂.

BAD ORiGlNAI-

.- 12 ~

von 0,5-5 Denier erhalten·

Bei dem erfindungsgemässen Verfahren werden kristallines Polypropylen (A), flüssiges Paraffin (B) und Pigment (C) vor dem Spinnen miteinander vermischt und verknetet; (A), (B) und (C) können nacheinander vermischt und verknetet werden; (A) und (B) werden jedoch vorher und dann erst (C) beigemischt und das erhaltene Gemisch wird bei möglichst niedriger Temperatur geknetet« Zum Vermischen und Herstellen eines Polymeren ^ mit grosser Färbstoffkonzentration eignet sich eine starke Mischvorrichtung, wie ein Banbury-Mischer oder Cokneader; man kann auch ein Farbkonzentrat herstellen, indem man die Verbindungen (A), (B) und (C) gründlich unter Verwendung einer Schraubenstrangpresse vermischt·

Es ist bemerkenswert, dass das Beimischen von Pigment in Anwesenheit von flüssigem Paraffin erleichtert wird und man so ohne weiteres ein einheitlich gefärbtes Ausgangsmaterial erhalten kann«

Bei dem erfindungsgemässen Verfahren kann man verschiedene Stabilisatoren für Polypropylen kombiniert anwenden· Ferner kann man zum Dispergieren der Pigmente ein Dispergierungsmittel zugeben»

Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beispiele weiter erläutert. Alle Teilangaben beziehen sich dabei auf das Geweicht.

Die prozentuale Kräuselausdehnung und Krauselgewinnung, welche die Kräuseleigenschaften der gekräuselten Polypropylenfasern gemäss der Erfindung wiedergeben, sind wie folgt definiert:

-■- 13 -

009843/ 17 83

Prozentuale Kräuselausdehnung - =g£—Ξ χ ioo Prozentuale Kräuselgewinnung = · χ 100

In den obigen Gleichungen bedeuten So: die Länge einer gekräuselten Faser mit einer Ausgangs—

belastung von 1 mg/d,
L : die Länge einer gekräuselten Faser bei einer Belastung von 100 mg/d«

S : die Länge einer gekräuselten Faser bei Belastung mit der ursprünglichen Belastung von 1 mg/d, nachdem eine Belastung von 100 mg/d von der Faser abgenommen und die Faser eine Minute zur Rückbildung der Kräuselungen stehengelassen wurde«
Beispiel 1

12 Teile flüssiges Paraffin wurden mit 87 Teilen kristallinem Polypropylen (I) mit einer Eigenviskosität von 1,5, gemessen in einer Tetralinlösung von 135° C, vermischt« Das erhaltene Gemisch wurde bei 160° C durch eine Strangpresse gepresst und dann in eine Granuliervorrichtung gebracht, wobei ein farbloses Granulat erhalten wurde« 1 Teil C«I« Pigment Red 38, 21120 (II) wurde mit 99 Teilen Granulat vermischt und das erhaltene Gemisch wurde bei 160° C durch eine Strangpresse gepresst und dann zu einem Granulat geschnitten«

Das erhaltene Granulat wurde bei 190° C aus einer Schmelzspinnmaschine ausgespritzt und das erhaltene Garn wurde mit einer Aufwickelgeschwindigkeit von 800 m/Min« aufgewickelt, wobei ein nichtgestrecktes Garn von 200 Denier /24 Fasern erhalten wurde« Dann wurde das nichtgestreckte Garn bei 110° C auf ctee Vierfache

009843/mi ,^ORIGINAL

gestreckt, wobei glänzende rotgefärbte Fasern mit einer Stärke von 4,3 g/Denier und einer Dehnbarkeit von 28 % erhalten wurden.

Zu Vergleichszwecken wurden Pasern durch Vermischen von 99 Teilen (I) mit 1 Teil (II), Strangpressen des erhaltenen Gemisches durch eine Strangpresse, Schneiden des Produkts in ein Granulat und anschliessendes Ausspritzen des Granulats durch eine Schmelzspinnmaschine bei 250° C hergestellt; diese Fasern verloren beim Strecken ihren Glanz und verfärbten sich aufgrund der Zersetzung der Pigmente bei hoher Temperatur leicht braun,
Beispiel 2

Propylen wurde in η-Hexan unter Verwendung von Titantrichlorid und Diäthylaluminiumchlorid als Katalysator unter Zusatz einer geringen Menge Wasserstoff als Molekulargewichtsreguliermittel polymerisiert und das erhaltene Polymere wurde gereinigt, wobei pulverförmiges Polypropylen mit einer relativen Viskosität von 2,0 und einer Extrahierbarkeit mit n-Heptan von 2,1 % erhalten wurde« Das Polymere wurde mit 0,1 % 2,6-di-tert-Butyl-p- w cresol, bezogen auf die Menge des Polymeren, versetzt und stranggepresst, wobei ein granulatformiges Polymeres mit einer relativen Viskosität von 1,8 erhalten wurde. Fünf Teile flüssiges Paraffin wurden zu 95 Teilen Polymwem zugegeben und das erhaltene Gemisch wurde erneut durch eine Strangpresse gepresst, wobei ein als Ausgangsmaterial für den Spinnvorgang verwendbares granulatformiges Polymeres erhalten wurde.

Das Spinnen erfolgte in einer herkömmlichen Schmelzspinn- «■'»•.-"K/.r.f. *?v: i^-ver mit Getriebepumpe· versehenen Strangpresse,- :'..., "■£ "^e. -.'/:.::. . f ü ^.^hnolzenen Pclj-i^^n an der Spinndüse ■

^:,'OSr, 4 3 / 1 7& 3 * 15 «

""^ " ^; BAOORiGINAL

-ω- 166937A

betrug 275° C und die Kopftemperatur betrug 260° C_# Es wurde eine Spinndüse mit 24 Löchern mit einem Durchmesser von 0,45 mm verwendet« Die ausgespritzten geschmolzenen Fasern wurden mit Kühlluft von 20° gekühlt und mit einer Aufwickelgeschwindigkeit von 800 m/Min· aufgewickelt«

Die so erhaltenen nicht gestreckten Fasern wurden vier Tage in einem Raum bei 20° C stehengelassen und dann mit einer herkömmlichen Streckzwirnmaschine gestreckt« Das Strecken erfolgte in der Kälte, wobei ein Streckverhältnis von 3,0 und eine Streckgeschwindigkeit von 400 m/Min, angewandt wurde; unmittelbar darauf wurde zu Quasten gebündelt und diese wurden zwei Tage in einem Raum von 25° C aufgehängt, wobei gekräuselte Fasern mit wollartigem Griff und folgenden Eigenschaften erhalten wurden: Prozentuale Kräuseldehnung 125 %

prozentuale Kräuselrückbildung 80 %

Denier 100 d/24 Faser

statischer Reibungskoeffizient 0,38

kinetischer Reibungskoeffizient 0,13 Reissfestigkeit 4,0 g/d

Dehnbarkeit 21 %

Young's Modul 95,3 kg/mm

Beispiel 3

Zu 92 Teilen eines granulatformigen Polymeren der gleichen relativen Viskosität von 1,8 wie in Beispiel 2 wurden 7 Teile flüssiges Paraffin und 1 Teil C.I. Pigment Yellow 12, 21090 zugegeben und das erhaltene Gemisch wurde durch eine Strangpresse gepresst, wobei ein für den Spinnvorgang geeignetes gelbes granuliertes Polymeres erhalten wurde.

009843/1783 e«, _0RlalNAL - 16 -

Das erhaltene Produkt wurde auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 gesponnen,, Die so erhaltenen gestreckten Fasern wurden 7 Stunden in eine Heisslufttrockenvorrichtung gebracht und dann auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 gestreckt. Die gestreckten, auf einer Spule aufgewickelten Garne wurden 5 Stunden in einem Raum bei 20° C stehengelassen und dann zu einer Quaste gebündelt. Die Quaste wurde 2 Tage in einem Raum von 25° C stehengelassen, wobei gelbe gekräuselte Fasern mit wollartigem Griff und folgenden Eigenschaften erhalten wurden:

Prozentuale Kräuseldehnung 130 %

prozentuale Kräuselrückbildung 85 % Denier 100 d/24 Faser

Die aus den so erhaltenen gekräuselten Fasern gebildeten Quasten wurden 15 Minuten in Wasserdampf von 120° C behandelt, wobei gekräuselte Fasern mit wollartigem Griff auf ähnliche Weise wie oben erhalten wurden»

Prozentuale Kräuseldehnung 140 %

prozentuale Kräuselrückbildung 88 % Denier 110 d/24 Faser

Reissfestigkeit 3,8 g/d

Dehnbarkeit 25 %

ο Young's Modul 93,8 kg/mm

Beispiel 4

66 Teile kristallines Polypropylen (I) mit einer Grundviskosität von 1,7, gemessen in einer Tetralinlösung von 135° C, und 30 Teile flüssiges Paraffin wurden in einem Banbury-Mischer vorgeknetet. 96 Teile des so erhaltenen Harzes und 4 Teile C,I»

009843/1783

BAD ORIGINAL

Pigment Blue 15, 74160 (II) wurden vermischt und in einem Banbury-Mischer 160° C gut geknetet; das hierbei erhaltene Harz wurde zu einem Granulat geschnitten*

Das so erhaltene Granulat wurde in einer Strangpresse auf das Vierfache gestreckt und bei 200° C in einer Schmelzspinnmaschine gesponnen. Die erhaltenen Garne wurden auf das Vierfache gestreckt, wobei Fasern von 1000 Denier/300 Fasern erhalten wurden« Die Fasern wiesen einen klaren blauen Glanz auf und zeigten selbst bei 80-stündiger Bestrahlung mit einem Fade-O-meter keinerlei Farbveränderung*

Andererseits wiesen Fasern ohne einen Gehalt an flüssigem Paraffin, die beispielsweise durch Verkneten von 99 Teilen (I) und 1 Teil (II) in einem Banbury-Mischer und Schmelzspinnen des erhaltenen Gemisches bei 260° C erhalten wurden, keinerlei Leuchtkraft und Glanz auf, besassen einen geringen Farbwert und waren blassblau*

Beispiel 5

Ein Gemisch aus pulverformigern kristallinem Polypropylen mit einer relativen Viskosität von 3,0, das durch Polymerisation von Propylen gemäss dem in Beispiel 2 beschriebenen Verfahren unter Zusatz von 0,2 % 2,6-di-tert-Butyl-p-cresol als Wärmestabilisator hergestellt worden war, wurde in einer Strangpresse stranggepresst, wobei ein granulatförmiges Polymeres mit einer relativen Viskosität von 2,5 erhalten wurde« Ein Gemisch aus 90 Teilen granulat förati gen Polymeren und 10 Teilen flüssigem Paraffin wurde erneut stranggepresst, wobei ein granulatförmiges Polymeres für das Spinnverfahren erhalten wurde.

- 18 -

009843/1783

Es wurde die gleiche Spinnmaschine wie in Beispiel 2 verwendet. Die Temperatur des geschmolzenen Polymeren an der Spinndüse betrug 285° C und die Kopftemperatur betrug 270° C_# Es wurde eine Spinndüse mit 24 Löchern mit einem Durchmesser von 0,45 mm verwendet« Die Spinngeschwindigkeit betrug 1100 m/Min,

Die so erhaltenen nicht gestreckten Fasern wurden 8 Stunden bei 100° C wärmebehandelt und auf -ähnliche Weise wie in Beispiel 1 bei 50° C auf das Dreifache gestreckt« Die erhaltenen gestreckten ^ Garne wurden unmittelbar nach dem Strecken zu einer Quaste gebündelt und zwei Tage in einem Raum von 25° C aufgehängt« Die hierbei erhaltenen gekräuselten Fasern wiesen einen wollartigen Griff auf und besassen die folgenden Eigenschaften:

Prozentuale Kräuseldehnung prozentuale Kräuselrückbildung Denier

statischer Reibungskoeffizient kinetischer Reibungskoeffizient Reissfestigkeit

Dehnbarkeit

Young's Modul

Beispiel 6

Ein Gemisch aus 90 Teilen desselben kristallinen Polypropylens (I) wie in Beispiel 1, 10 Teilen flüssigem Paraffin (II), 0,01 Teil eines anorganischen Pigments C₀I« 77265 (III) und 0,1 Teil C«I« Pigment Blue 15, 74160 (IV) wurde durch eine Strangpresse stranggepresst und dann zu einem Granulat geschnitten« Das so erhaltene Granulat wurde bei 190° C aus einer Schmelz··

- 19 009843/1783

140	%	I	d/24 Faser
90 %
105
0,34	g/d
0,09
4,2	2 kg/mm
21 %
82,5

spinnmaschine ausgespritzt und auf das Vierfache gestreckt, wobei Fasern mit einer Festigkeit von 4,5 g/d, einer Dehnbarkeit von 32 %, einem sehr klaren dunkelblauen Glanz und ausgezeichneter Abriebbeständigkeit erhalten wurden.

Dagegen wiesen Fasern, die durch Strangpressen eines Gemisches aus 100 Teilen (I), 0,01 Teil (III) und 0,07 Teilen (IV) und Spinnen des erhaltenen Harzes bei 250° C unter Verwendung einer Schmelzspinnmaschine hergestellt wurden, keinerlei Klarheit und Glanz auf und besassen einen wesentlich geringeren Farbwert als die Fasern mit einem Gehalt an flüssigem Paraffin.

Beispiel 7

Ein Gemisch von pulverförmigern kristallinem Polypropylen mit einer relativen Viskosität von 2,5, das gemäss einem ähnlichen Polymerisationsverfahren wie in Beispiel 2 hergestellt worden war, sowie 0,2 % 2,6-di-tert-Butyl-p-cresol als Wärmestabilisator wvirde stranggepresst und dann zu einem Granulat geschnitten, das eine relative Viskosität von 2,1 aufwies.

Ein Gemisch aus 89 Teilen Polymerem, 10 Teilen dünnflüssigem Paraffin und 1 Teil C_#I. Pigment Green 4, 74260 wurde stranggepresst, wobei ein granulatformiges Polymeres erhalten wurde. Das so erhaltene Polymere wurde bei einer Kopftemperatur von 275° C durch eine Spinndüse mit 90 Öffnungen von 0,8 mm bei einer Spinngeschwindigkeit von 1000 m/Min« ausgespritzt, wobei nicht gestreckte Monofasern von 45 Denier erhalten wurde.

Die erhaltenen nicht gestreckten Fasern wurden einen Tag auf 50° C erwärmt, bei 70° C auf das Dreifache gestreckt und dann unmittelbar danach in eine Büchse geschüttet. Die so erhaltenen

- 20 0098A3/1783

BAD ORiGiNAL

Fasern entsprachen einer Monofaser von 15 Denier, waren jedoch sehr bauschig und wiesen einen weichen federnden Griff auf.

Ein Velourteppich aus diesen gekräuselten Fasern war bauschig und flexibel und wies einen sehr ähnlichen Griff wie ein aus Wolle gefertigter Teppich auf,

Beispiel 8

Ein Gemisch aus 92 Teilen desselben granulatförmigen Polymeren mit einer relativen Viskosität von 2,1, 8 Teilen flüssigem Paraffin, 0,02 Teilen C.I. Pigment Rot 38, 21120, 0,01 Teil C.I. Pigment Blue 15, 74160 und 0,5 Teile eines anorganischen Pigments C.I. 77600 wurde stranggepresst, wobei ein bräunlichgelbes granulatförmxges Polymeres erhalten wurde«

Das erhaltene Granulat wurde bei einer Kopftemperatur von 275°. C durch eine Spinndüse mit 90 Löchern und einem speziellen Y-förmigen Querschnitt bei einer Spinngeschwindigkeit von 1000 m/Min, gesponnen.

Die so erhaltenen nicht gestreckten Garne wurden drei Tage in einem Raum von 25° C stehengelassen, auf das Dreifache gestreckt und sofort in eine Büchse geschüttet. Diese gekräuselten Fasern wiesen die folgenden physikalischen Eigenschaften auf:

Prozentuale Kräuseldehnung 50 %

prozentuale Kräuselrückbildung 90 % Denier 15 d/Faser

Young's Modul 95,1 kg/mm²

Die Fasern waren zähfest und trotzdem weich und elastisch. Ein aus den so erhaltenen bräunlichgelben gekräuselten Fasern

- 21 -

009843/1783

hergestellter Velourteppich wies einen ähnlichen Griff wie ein aus Wolle gefertigter Teppich auf.

Beispiel 9

Ein Gemisch aus 85 Teilen desselben kristallinen Polypropylens (I) wie in Beispiel 1, 15 Teilen flüssigem Paraffin (II) und 1,5 Teilen C.I, Pigment Yellow 3, 11710 (III) wurde stranggepresst und dann zu einem Granulat geschnitten« Das so erhaltene Granulat wurde bei 200° C gesponnen, wobei Monofasern von 500 Denier erhalten wurden«

Die erhaltenen Fasern wiesen einen sehr klaren gelben Glanz auf«

Dagegen wiesen nicht gestreckte Fasern, die durch Strangpressen eines Gemisches aus 100 Teilen (I) und 1,5 Teilen (III) und anschliessendes Spinnen erhalten wurden, keinerlei Leuchtkraft und Glanz bei zunehmendem Streckverhältnis auf und besassen einen wesentlich geringeren Farbwert als die unter Zusatz von flüssigem Paraffin hergestellten Fasern,

10

Ein Gemisch aus 90 Teilen desselben kristallinen Polypropylens (I) wie in Beispiel 1, 10 Teilen flüssigem Paraffin (II), 0,005 Teilen Fluoreszenzaufheller (Handelsname: Uvitex 1980[CIBaJ) (III) und 0,3 Teilen Titandioxid wurde in einem Banbury-Mischer geknetet und das erhaltene Harz wurde stranggepresst und dann zu einem Granulat geschnitten« Das so erhaltene Granulat wurde unter den folgenden Bedingungen schmelzgesponnen:

Lochdurchmesser der Spinndüse 0,5 mm

Anzahl der Löcher in der Spinndüse 30 Spinntemperatur 260° C

Spinngeschwindigkeit 009843/1783 800 m/Hin

- 22 -

Die so erhaltenen nicht gestreckten Fasern wurden auf das Vierfache gestreckt, wobei undurchsichtige glänzende rein weiss gefärbte Fasern von 70 Denier erhalten wurden»

Zu Vergleichszwecken wurde die Fluoreszenzaufhellung von (III) bei Fasern, die unter den gleichen Misch«- und Spinnbedingungen wie oben, jedoch ohne einen Gehalt an flüssigem Paraffin und unter Anwendung von ICX) Teilen (I) an Stelle von 90 Teilen hergestellt wurden, gegenüber Fasern mit einem Gehalt an flüssigem Paraffin bei wechselnden Mengen an zugegebener Verbindung (III) untersucht« Dabei wurde gefunden, dass die Fluoreszenzaufhellung von (III) bei Fasern, die keine 10 Teile flüssiges Paraffin enthielten, bei Zusatz von 0,02 Teilen Fluoreszenzaufheller bei·« nahe die gleiche ist wie die bei Zusatz von (III) zu Fasern mit einem Gehalt von 10 Teilen flüssigem Paraffin unter Zusatz von 0,005 Teilen Fluoreszenzaufheller erzielte Wirkung,

- 23 -

009843/1783

Claims (6)

1. Patentansprüche

   1_# Polypropylenfasern, hergestellt durch Schmelzspinnen einer Mischung aus kristallinem polypropylen und flüssigem Paraffin und/oder Pigmenten.
2. 2. Gefärbte Polypropylenfasern gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des zugesetzten flüssigen Paraffins 5-20 Gew_#%, bezogen auf die Menge der Fasern, beträgt.
3. 3, Gekräuselte Polypropylenfasern nach Anspruch 1, hergestellt durch Wärmebehandeln der erhaltenen nicht gestreckten Fasern aus einer Mischung von kristallinem Polypropylen und flüssigem Paraffin und/oder Pigmenten, Strecken und Entspannen der Fasern nach dem Schmelzspinnen«
4. 4« Gekräuselte Polypropylenfasern nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Depolymerisationsgrad des kristallinen Polypropylens 2,0 oder weniger beträgt.
5. 5. Gekräuselte Polypropylenfasern nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zugegebene Pigmentmenge 3 Gew.% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmenge der Mischung, beträgt.
6. 6. Gekräuselte Polypropylenfasern nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des zugesetzten

   009843/1783

   — 24 —

   -. 24 -

   flüssigen Paraffins 3 - 15 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmenge der Mischung, beträgt,

   7« Gekräuselte Polypropylenfasern nach Anspruch 3, herge— stellt bei einer Köpftemperatur zwischen 245° und 280° C und einer Spinngeschwindigkeit von 550 »/Min oder höher*

   8« Gekräuselte Polypropylenfasern nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht gestreckten Fasern 5 Stunden oder langer bei einer Temperatur zwischen 15^Ö und 14G^Ö C behandelt werden«

   9« Gekräuselte Polypropylenfäsern nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die wärmebehandelten nicht gestreckten Fasern gestreckt und 10 Stunden nach dem Strecken entspannt werden«

   lo_# Polypropylenfasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Stabilisatoren für Polypropylen zugesetzt sind«

   11« Polypropylenfasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Dxspergierungsmittel zum Beimischen
   des Pigments verwendet«

   12« Polypropylenfasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Pigment einen Fluoreszenzaufheller
   und/oder Titanoxid verwendet«

   009843/1783 BAD OftlGINAt