DE1815146C3

DE1815146C3 - Verfahren zur Herstellung von Polypropylen-Monofllen mit verbesserten Eigenschaften

Info

Publication number: DE1815146C3
Application number: DE19681815146
Authority: DE
Inventors: Armin Dr.; Falkai BeIa von Dr.; Reichte Alfred Dr.; 4047 Donnagen Köhler
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Filing date: 1968-12-17
Publication date: 1976-11-25

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Polypropylen-Monofilen mit verbesserten Eigenschaften, wobei dem Polypropylen vor dem Verspinnen eine gewisse Menge Polyamid zugesetzt wird.

Polypropylen läßt sich bekanntlich mittels Spinnaggregaten durch feine Düsen zu Fäden und Drähten verspinnen. Dabei werden die Schnitzel über eine Fördermaschine einem Extruder zugeführt. In diesem werden sie mit einer Schnecke in die Schmelzzone gebracht, wo sie aufgeschmolzen werden. Die Schmelze wird nach einer bestimmten Verweilzeit der Spinnpumpe zugeführt, die sie, genau dosiert, durch die Düsen preßt. Bekanntlich werden die auf die*e Weise hergestellten Polypropylen-Fäden und -Drähte zur Erzielung bestmöglicher textiltechnologischer Eigenschaften, z. B. innerhalb eines Temperatarintervalls von 100 bis 150°C, zwischen zwei Walzen auf das 5-bis lOfache ihrer ursprünglichen Länge verstreckt. Danach zeigen die Polypropylen-Fäden und -Drähte Lincarfestigkeiten von 50 bis 70 Rkm bei 10 bis 15% Dehnung.

Trotz dieser ausgezeichneten Festigkeit scheitert ein größerer Einsatz von Polypropylen-Fäden und -Drähte in der Technik meist daran, daß sie sich unter einer bestimmten Dauerbelastung in einem unverhältnismäßig starken Maße zu längen beginnen. Wird z. B. ein Polypropylen-Draht mit einem Durchmesser von 0,20 mm, der eine Linearfestigkeit von 6,0 g/dtex aufweist, bei Zimmertemperatur mit einem Gewicht von nur 3 g/dtex belastet, so beginnt der Draht um 10 bis 20% länger zu werden und ist nach 0,3 Stunden schon gerissen. Dieses Phänomen, das man als »Kaltes Fließen« bezeichnet, ist der größte Nachteil der Polypropylen-Fäden und -Drähte.

Es ist zwar bekannt, dem Polypropylen hochmolekulare Verbindungen einzuverleiben und dann das Gemisch zu verspinnen, jedoch wurde praktisch nur eine Verbesserung der Anfärbbarkeit und nicht eine Verbesserung der physikalischen Eigenschaften erreicht So werden beispielsweise gemäß der CA-PS 6 86 378 einem Poly-a-olefin 1 bis 25 Gewichtsprozent eines Polyamid-Kondensationsproduktes aus Isocinchomeronsäure und einem aliphatischen Diamin zugesetzt. Gemäß JA-AS1651/1965 werden Polyolefinen Copolyamide zugeaiischt, von denen eine Komponente AUcylenreste mit mindestens 11 C-Atomen enthält. Schließlich sind in der FR-PS 91729 (1. Zusatz zur FR-PS 14 39 267) Mischungen aus Polyolefinen mit basischen Polyamiden beschrieben, die mindestens 0,05 bis 1 Gewichtsprozent basischen Stickstoff enthalten. Die in den genannten Druckschriften als Zusätze zu Polypropylen genannten Polyamide sind,

» offenbar auf Grund ihrer Konstitution, nicht geeignet, das kalte Fließen von Polypropylen-Monofilen zu verhindern.

Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von Polypropylen-Monofilen gefunden, durch das sich

»s dieses »Kalte Fließen« weitestgehend verhindern Jäßt Dazu wird ein Schnitzelgemisch aus 90,0 bis 99,5 Gewichtsprozent Polypropylen und 10,0 bis 0,5 Gewichtsprozent eines Polyamids aus der Reihe Nylon 6, Nylon 66 und Nylon 610, das eine relative Lösungs-

viskosität von 2,0 bis 4,0, gemessen an einer 0,lgewichtsprozentigen Lösung in m-Kresol bei 25 ⁰C, aufweist, gemeinsam einem Schmelzextruder zugeführt, darin während einer Verweilzeit von 2 bis 7imin, vorzugsweise 3 bis 5 min, bei einer Temperatur von

»5 nicht mehr als 3O⁰C oberhalb des Schmelzpunktes, des Polyamids aufgeschmolzen, vermischt und mittels einer Spinnpumpe durch feine Düsen gepreßt und zu Fäden oder Drähten versponnen. Sie werden auf die gleiche Weise verstreckt wie reine Polypropylen-Fäden und -Drähte, nämlich auf das 5- bis lOfache ihrer ursprünglichen Länge bei Temperaturen zwischen 100 und 150°C. Diese Monofile zeigen unter dem Mikroskop jedoch gegenüber den reinen Polypropylenmonofilen, die völlig homogen sind, in Längsrichtung der Fäden und Drähte Polyamid-Fibrillen, die von PoIypropylen ummantelt sind. Die Länge dieser Fibrillen beträgt im Durchschnitt 5 bis 70 μ. Die so erfindungsgemäß hergestellten Fäden und Drähte aus einem Polypropyle^/Polyamid-Gemisch zeigen bei der IPrO-fung auf »Kaltes Fließen« ein wesentlich besseres Verhalten als solche aus reinem Polypropylen, wie aus den Beispielen zu ersehen ist.

Wesentlich hierfür ist die Länge der Fibrillen, die durch die Verweilzeit und die Aufschmelztemperatur beeinflußt wird. Bei Erhöhung der Schmelztemperatur auf mehr als 30°C oberhalb des Schmelzpunktes des Polyamids und bei einer Verweilzeit in der Schnecke von mehr als 2 bis 7 min haben die Polyamid-Fibrillen nur noch eine Größe von <5 μ. Dadurch zeigen diese Fäden und Drähte wieder eine starke Neigung itum »Kalten Fließen«. Ebenso ist es, wenn man den PoIyamidgehalt auf über 10,0% erhöht.

Beispiel 1

95,0 Gewichtsprozent Polypropylen-Schnitzel von 7?rei = 1,9, gemessen an einer 0,5gewichtsprozentigen Tetralin-Lösung bei 135° C, werden mit 5,0 Gewichtsprozent Polycaprolactam-Schnitzel von »?rei = 3,1, gemessen an einer 0,lgewichtsproz6tttigen Lösung in m-Kresol bei 25°C gut gemiscljti^ie^Sciijiit^el-; mischung wird einem Schmelzextruder zugeführt iiind bei den unten angegebenen Bedingungen durch «ine Ein- oder Mehrlochdüse versponnen.

Verweilzeit in der Schnecke 5 min . Schmelztemperatur 25O⁰C

Abzug .10 i/min

einem Heizaggregat wird dann bei 140° C im 1:9 versteeckL Die Monofile weisen fol-Eigenschaften auf:

Titcr 318 dtex

Festigkeit ·. 6,1 ± 0,2 g/dtex

Dehnung 12 ± 2%

Rbrinöß ..» 50±4μ

Beispiel 3

15

30

Die Fäden reißen bei Zimmertemperatur bei einer uerbelastung

von 3,0 g/dtex nach 70 Stunden, von 3,5 g/dtex nach 50 Stunden, von 4,0 g/dtex nach 6 Stunden.

Verspinnt man jedoch unter den obengenannten idingungen das gleiche Polypropylen ohne jeglichen iusatz in Polycaprolactam und verstreckt unter den eichen Bedingungen wie oben, so weisen diese tonofile folgende Eigenschaften auf:

Titer 316 dtex

Festigkeit 6,0 ± 0,2 g/dtex

Dehnung 12 ± 2%

Diese reinen Polypropylen-Monofile reißen bei Zimmertemperatur jedoch schon bei einer Dauerbelastung

von 3,0 g/dtex nach 0,3 Stunden, von 3,5 g/dtex nach <0,l Stunden, von 4,0 g/dtex nach <0,l Stunden.

Beispiel 2

98,0 Gewichtsprozent Polypropylen-Schnitzel von i?rei = 1.9, gemessen an einer O.Sgewichtsprozentigen Lösung in Tetralin bei 135° C, werden mit 2,0 Gewichtsprozent Nylon-610-Schnitzel (Hexamethylendiamin-Sebacinsäure) von η_τβι = 3,1 — gemessen an einer O.lgewichtsprozentigen Lösung in m-Kresol bei 25° C — gut gemischt. Die Schnitzelmischung wird einem Schmelzextruder zugeführt und bei den unten angegebenen Bedingungen durch eine Ein- oder Mehrlochdüse versponnen.

Verweilzeit in der Schnecke 5 min Schmelztemperatur 250⁰C

Abzug 10 m/min

Auf einem Heizaggregat wird dann bei 14O⁰C im Verhältnis 1:9 verstreckt. Die Monofile weisen folgende Eigenschaften auf:

Titer 312 dtex

Festigkeit 5,8 ± 0,2 g/dtex

Dehnung 12 ± 2%

Fibrillengröße 20 ± 2 μ

Die Fäden reißen bei Zimmertemperatur bei einer Dauerbelastung

von 3,0 g/dtex nach 150 Stunden, . von 3,5 g/dtex nach 50 Stunden. 95,0 Gewichtsprozent PolyproBjflen-Schnitzel von ajrei = 1,9, gemessen an einer 0,5gewichtsprozentigen Lösung in Tetralin bei 135° C, werden mit 5,0 Gewichtsprozent Nylon-66-Schnitzel (Adipinsäuie-Hexamethylendiamin) von ψα = 2,3 — gemessen an einer O.lgewichtsprozentigen Lösung in m-Kresol bei 25°C — gut gemischt. Die Schmtzelrnischung wird

ίο einem Schmelzextruder zugeführt und bei den unten angegebenen Bedingungen durch eine Ein- oder Mehrlochdüse versponnen.

Verweilzeit in der Schnecke 6 min Schmelztemperatur 270⁰C

Abzug 20 m/min

Auf einem Heizaggregat wird dann bei 14O⁰C im Verhältnis 1: 9 verstreckt. Die Monofile weisen folgende Eigenschaften auf:

Titer 306 dtex

Festigkeit 6,2 ± 0,2 g/dtex

Dehnung 11 ± 2%

Fibrillengröße 50 ± 4μ

as Die Fäden reißen bei Zimmertemperatur bei einer Dauerbelastung

von 3,0 g/dtex nach 60 Stunden, von 3,5 g/dtex nach 40 Stunden, von 4,0 g/dtex nach 4 Stunden.

Beispiel 4

94,0 Gewichtsprozent Polypropylen-Schnitzel von »Jrei = 1,9, gemessen an einer 0,5gewichtsprozentigen

Lösung in Tetralin bei 135⁰C, werden mit 6,0 Gewichtsprozent Nylon-66-Schnitzel (Adipinsäure-Hexamethylendiamin) von »frei = 3,1 — gemessen an einer O.lgewichtsprozentigen Lösung in m-Kresol — gut gemischt. Die Schnitzelmischung wird einem Schmelzextruder zugeführt und bei den unten angegebenen Bedingungen durch eine Ein- oder Mehrlochdüse versponnen.

Verweilzeit in der Schmelze 5 min Schmelztemperatur 27O°C

*5 Abzug 25 m/min

Auf einem Heizaggregat wird dann bei 140⁰C im Verhältnis 1: 9 verstreckt. Die Fäden weisen folgende Eigenschaften auf:

Titer 60/12 dtex

Festigkeit 6,5 ± 0,2 g/dtex

Dehnung 14 ±2%

Fibrillengröße 50 ± 4 μ

Die Fäden reißen bei Zimmertemperatur bei einer Dauerbelastung

von 3,0 g/dtex nach 80 Stunden, von 3,5 g/dtex nach 50 Stunden, von 4,0 g/dtex nach 4 Stunden.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Polypropylen-Monofilen stark verminderter Neigung zum kalten Flie3en,da4uTc?h gekennzeichnet,daß man ein Schnitzelgemisch aus 90,0 bis 99,5 Gewichtsprozent Polypropylen und 10,0 bis 0,5 Gewichtsprozent eines Polyamids aus der Reihe Nylon 6, Nylon 66 und Nylon 610, das, eine relative Lösungsyiskosität von 2,0 bis 4,O₁₁ gemessen an einer O.lgevrichtsprozentigen Lösung in m-Kresol bei 25⁰C, aufweist, mittels eines Schmelzextruders bei einer Verweilzeit der Schmelze im Extruder von 2 bis 7 min und einer Schmelztemperatur von nicht mehr als 30° C oberhalb des Schmelzpunktes des Polyamids zu Moaofilen verspinnt.