DE2106659A1 - Synthetisches Verbundfilament mit hoher Widerstandsfähigkeit gegen Pillbildung und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Kramer

Telefon e©05 53

71/8702

Toray Industries, Inc.

2, Nihonbasni Muromachi 2-chome, Gb.uo-ku, !Tokyo/Japan

Synthetisches Verbundfilament mit hoher Widerstandsfähigkeit gegen Pill -bildung und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft synthetische Filamente mit einer hohen Beständigkeit gegen Pillenbildung und ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf synthetische Verbundfilament e mit inselartigem Aufbau, die eine hohe Beständigkeit gegen Pillenbildung aufweisen und ferner betrifft sie ein Verfahren zu deren Herstellung.

Es ist bekannt, daß gewebte oder gestrickte, synthetische Fasern oder Filamente enthaltende Stoffe, nachdem sie eine gewisse Zeitlang getragen wurden, auf ihrer Oberfläche zahlreiche Pillen bilden und daß diese Pillen während sehr langer Zeit auf der Oberfläche bleiben, da sie nur schlecht wieder von der Oberfläche abfallen.

Diese auf der Oberfläche des Stoffes zurückbleibenden Pillen

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führen jedoch zu einem unerwünschten Aussehen des Stoffes, sowie zu einer unangenehmen Griffigkeit, die bei dem Verbraucher eine gewisse Unbeliebtheit hervorrufen· Dies ist der Grund dafür, daß bereite viele Versuche unternommen wurden, um die genannten Nachteile der synthetischen Filamente zu beseitigen. So wurden beispielsweise schon von vielen auf dem Gebiet der synthetischen Faser arbeitenden Fachleute Verbesserungen vorgeschlagen.

Es ist bekannt, daß das Anhaften der auf der Oberfläche von synthetische Filamente enthaltenden Stoffe entstandenen und auch nach sehr langer Zeit nicht wieder abfallenden Pillen, seine Ursache in einer zu hohen Zähfestigkeit der synthetischen Filamente hat. Man weiß daher, daß die beschriebene Schwierigkeit gelöst werden kann, wenn man die Zähfestigkeit der in dem Stoff asu verwendenden synthetischen Filamente verringert·

Ein solches Filament mit verringerter Zähfestigkeit kann auf folgende Weisen hergestellt werden:

1. Zwei verschiedene Polymere werden zu einem Verbundfilament versponnen, welches entweder nach Art eines "umhüllten Kerns" aufgebaut ist oder eine "Seite an Seite liegende*¹ Anordnung aufweist. Jn diesem Falle hat ein· der polymeren Komponenten einen geringen Polymerisationsgrad, damit man bei dem erzeugten Verbundfilament eine gerizmi Zähfestigkeit erzielt.

2. Eine Mischung von zwei oder mehreren polymeren Komponenten wird zu einem Pilamentenkörper versponnen« Xn diesem Falle hat irgendeine der polymeren Komponenten «inen geringen Polymerisat ionsgrad«

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Es hat sich Jedoch gezeigt, daß diese bekannten Maßnahmen in ihrer praktischen Anwendung durch die Tatsache begrenzt sind, . ·³ daß niedrig molekulare Polymere eine geringe Verspinnbarkeit und Verstreckbarkeit zeigen· Ferner hat sich gezeigt, daß die bekannten Maßnahmen zwar dazu führen, die Zähfestigkeit der erhaltenen Filamente zu verringern, um dem Filament die gewünschte Beständigkeit gegen Pill·** bildung zu vermitteln, doch stellte sich heraus, daß dabei andere mechanische Eigenschaften des erhaltenen Filaments in unerwünschter Weise verschlechtert werden· Hierzu soll darauf hingewiesen werden, daß zwei Polymere mit verschiedenen Polymerisationsgraden zu einer geringen i Stabilität des Spinnverfahrens führen oder daß eine zu große Differenz zwischen den Polymerisationsgraden einen zu kleinen Bereich, der für das Verstrecken geeigneten Verstreckbedingungen zulassen· Auch brechen während des Verstreckvorganges die Filamente solcher Polymere häufig·

Verringert man daher den Polymerisationsgrad eines der Polymere noch stärker, um die Beständigkeit gegenüber Pillenbildung zu erhöhen, dann vergrößert man sogar noch die bereits genannten Nachteile· Daraus folgt, daß man zwar grundsätzlich einen Weg zur Verbesserung der Widerstandsfähigkeit gegen Pillenbildung von Stoffen mit synthetischen Filamenten gefunden hat, daß man diesen Weg aber nicht in die Praxis zur Herstellung synthetischer Filamente umsetzen kann·

Sie Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein

neues synthetisches Verbundfilament von inselartigem Aufbau zu schaffen, welches eine hohe Beständigkeit gegen Pillenbildung

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aufweist, ohne die bekannten Nachteile zu zeigen. Ferner soll ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Filamentes angegeben werden·

Das erfindungsgemäße Verbundfilament genügt folgenden Bedingungen:

1· Es handelt sich um ein Verbundfilament mit inselartigem Aufbau·

2· Das Verhältnis X eines Gewichtsanteils WI einer polymeren Komponente zur Bildung der Inselbestandteile in dem Filament zu einem Gewichtsanteil VS einer anderen polymeren Komponente zur Bildung der Einbettkomponente des Filaments genügt der nachstehenden Beziehung:
0,5 < Jx < 2,0,
wobei X * WI/VS

3· Die Zähfestigkeit T Gramm/Denier des Filaments liegt in dem nachstehend aufgeführten Bereich:
0,5 < T < 5,0

4. Das Verhältnis T der.Differenz zwischen der in Prozent angegebenen Dehnung EF des Filaments und der in Prozent angegebenen Dehnung EI des Inselbestandteils zu der Dehnung EF liegt im nachstehend aufgeführten Bereicht
0,20 < T < 0,95,
vorzugsweise 0,25 < Y < 9,95,
wobei Y ■ I EF - EI I/EF.
5« Die Anzahl der Inselbestandteile beträgt 10 oder mehr.

Der hier verwendete Ausdruck ⁿ Verbundfilament mit inselartigem Aufbau" betrifft ein Verbundfilament, welches aus zwei verschie-

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denen polymeren Komponenten besteht, von denen eine eine Mehrzahl τοπ Bestandteilen bildet, die unabhängig voneinander verteilt in einer weiteren aus einem anderen Polymer gebildeten Bestandteil vorliegen. Betrachtet man den Querschnitt des Verbundfilament s, dann sind die verteilten Bestandteile so angeordnet, daß sie eine Vielzahl von Inseln in dem anderen Bestandteil bilden, welcher ähnlich einem See diese Inseln umgibt« Dieses Querschnittsprofil setzt sich praktisch durch die gesamte Länge des Verbundfilaments hindurch fort.

Einzelheiten der Erfindung werden im weiteren bezugnehmend auf die Zeichnung beschrieben· Hierin zeigen:

Fig. 1 ein Querschnittsprofil des erfindungsgemäßen Verbundfilament« mit inselartigem Aufbau,

Pig« 2 einen Längsschnitt des erfindungsgemäßen Verbundfilaments mit inselartigem Aufbau,

Fig. 3 ein Schnittbild einer Ausbildungsform einer Spinnmaschine zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundfilaments,

Fig. k eine Draufsicht auf eine Ausbildungsform eines Vereinigungsabschnittes einer Spinnmaschine zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundfilaments,

Fig. 5 ein Schnittbild einer weiteren Ausbildungsform einer Spinnmaschine zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundfilaments und

Fig« 6 ein Prüfgerät zur Messung der Biegefestigkeit des Filaments ·

Wie man aus den Figuren 1 und 2 ersieht, ist ein Verbundfilament 1 mit inselartigem Aufbau durch eine Einbettkomponente 2,

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die sich kontinuierlich ISn(B der Länge de» Verbundfilament* 1 erstreckt und sechzehn Inselbestandteilen 3, die in Abstünden voneinander in der Einbettkomponente 2 verteilt vorliegen und ebenfalls kontinuierlich längs der gesamten Länge des Verbundfilament β 1 verlaufenιgebildet. Die Einbett- und Inselkomponenten 2 und 3 bestehen aus voneinander verschiedenen Polymeren und sind in einem Filamentenkörper 1 miteinander vereinigt.

Um eine hohe Beständigkeit gegen Pillenbildung zu erhalten, müssen in dem erfindungsgemäßen Verbundfilament mit inselartigem Aufbau entweder die Inselbestandteile oder die Einbettkomponente aus einem Polymer gebildet sein, welches aus der nachstehend aufgeführten Gruppe von Polymeren ausgewählt wurde« In der weiteren Beschreibung sind die Polymere, die dem Verbundfilament die gewünschte Widerstandsfähigkeit gegen Pillenbildung vermitteln als "antipillenbildendes Polymer¹¹ bezeichnet.

Die "antipillembildenden Polymere" sind in den nachstehenden Gruppen aufgeführtt
Sruppe 1
Amorphe Polymere

Diese Gruppe umfaßt Vinylpolymere, die durch eine zyklische Gruppe substituiert sind, wie amorphes Polystyrol und dessen Mischpolymere, beispielsweise Styrol-Methylmethacrylat-Miechpolymere, Styrol-Methaerylat-Wischpolymere und Styrol-Acrylnitrilmlschpelymeret Polymethylmethaerylat| amorphe Polyester, beispielsweise Polyäthylen-Isophtalat| und Mischpolymere der aufgeführten Polymere· Die genannten Polymere und Mischpoly-

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mere werden vorzugsweise für das erfindungsgemäße Verbundfilament verwendet·

Wird die Einbettkomponente aus dem amorphen Polymer gebildet, dann wählt man vorzugsweise für die Inselbestandteile ein Polymer, dessen Viskosität höher ist mis die des für die Einbettkomponente verwendeten amorphen Polymers, beispielsweise ein kristallines Polymer mit einem hohen Polymerisationsgrad· In dem beschriebenen Fall, bei dem die Inselbestandteile beispielsweise aus Polyäthylenterephthalat gebildet sein können, ist es wünschenswert, daß das Polyethylenterephthalat einen j Viskositätsaktivator enthält, beispielsweise Borsäure· Dem gegenüber wird das amorphe Polymer für die Einbettkomponente vorzugsweise aus Polymeren ausgewählt, die eine hohe Fließfähigkeit aufweisen. Ue die Fließfähigkeit des für die Einbettkomponente verwendeten Polymers zu erhöhen, ist es wünschenswert, einen Weichmacher, beispielsweise flüssiges Paraffin und Stearinsäure zu dem die Einbettkomponente bildenden Polymers hinzuzufügen, oder auch als das di« Einbettkomponente bildende Polymer ein solches mit einem geringen Polymerisationsgrad zu nehmen, oder ein Mischpolymer zu wählen, de seen Viskosität " gering ist·

Gruppe 2

Verzweigte Polymere

Die Gruppe umfaßt verzweigte Polyamide, Polyester, Polyolefine· Vorzugsweise werden für die vorliegende Erfindung verzweigte Mischpolymere wie ein verzweigter Polyester verwendet, bei dem Trimelithsäure jder Pyromellithsäure abgezweigt von einer Hauptkette, gebildet aus Polyäthylenterephthalat vorliegt.

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Gans allgemein hat das verzweigte Polymer eine hohe Viskosität₍ die für das Verspinnen geeignet ist und das aus dem verzweigtem Polymer gebildete Filament weist einen hohen Young-Modul auf· Andererseits zeigt das verzweigte Polymer aber auch verschiedene Nachteile« wie eine geringe Verstreckbarkeit und eine geringe Verspinnbarkeit, die eine Folge einer verzweigten Gruppe des Polymers sind« Verwendet man das verzweigte Polymer für die Bildung des erfindungsgemäßen Verbundfilament* mit inselartigem Aufbau, dann kann der Verspinn- und Verstreckvorgang bei einer günstigen Bedingung mit großem Wirkungsgrad vorgenommen werden« Außerdem zeigt das erhaltene Verbundfilament eise hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Pillenbildung, sowie eine hohe Elastizität· Das für die vorliegende Erfindung geeignete verzweigte Polymer zeigt vorzugsweise ein Verzweigverhältnis von O,15/f % pro Mol, wobei f die Anzahl der Funktionen in dem Polymer bedeutet· Verwendet man beispielsweise bei der Erzeugung eines Verbundfilaments mit inselartigem Aufbau für die Inselbeetandteile ein Polymer, dessen Elastizität höher ist als die des für die Einbettkomponente verwendeten Polymers, dann zeigt das erhaltene Verbundfilament eine Steifheit, welche höher ist als die ei· nes Verbundfilaments mit einem Aufbau nach Art eines umhüllten Kerns, welches ans den gleichen Polymeren gebildet ist und auch im Querschnitt mit dem Verbundfilament mit inselartigem Aufbau übereinstimmt. Verwendet man aber bei der Herstellung eines Verbundfilaments mit inselartigem Aufbau für die Inselbestandteile ein Polymer, dessen Elastizität kleiner ist als die des für die Einbettkomponente verwendeten Polymers, dann erhält man ein Verbundfilament, welches eine wesentlich sichere Griffigkeit zeigt

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als ein entsprechendes Verbundfilament mit einem Aufbau nach Art eines umhüllten Kerns, das aus den gleichen polymeren Bestandteilen gebildet ist und auch in seinem Querschnitt mit de« des ihm gegenübergestellten Verbundfilament» mit inselartigem Aufbau übereinstimmt· Demzufolge erzielt man also durch Verwendung des verzweigten Polymers für die Einbettkomponente oder für die Inselbestandteile ein Verbundfilament mit inselartigem Aufbau mit hoher Beständigkeit gegen Pillenbildung und hoher Steifheit oder großer Weichheit ohne daß bei dem Verspinnen und Verstrecken Schwierigkeiten auftreten· Dies ist eine hervorragende Eigenschaft des erfindungsgemäßen Filaments« welches es gegenüber dem herkömmlichen Verbundfilamenten mit einer Beständigkeit gegen Pillenbildung auszeichnet· Der bemerkenswerte Unterschied zwischen dem erfindungsgemäßen Verbundfilament mit ineelartigem Aufbau und dem herkömmlichen Verbundfilament mit einer Beständigkeit gegen Pillenbildung ist durch eine theoretische Analyse und durch zahlreiche Experimente belegt·

Gruppe 3

Polymere ans denen bei Anwendung der herkömmlichen Herstellunjcs-

_für

▼erfahren Filamente ein stark schrumpfendes Filament erzeugt wird· Die Gruppe umfaßt Polymere, die bei dem herkömmlichen Herstellungsverfahren für Filamente unter den herkömmlichen Verfahrensbedin-

gungen ein Filament bilden, dessen Wärmeschrumpfung mindestens

Zu/

10 % beträgt, wobei die Schrumpfung in spannungslosea Stand während trockener Erhitzung bestimmt wird, bei der das Filament in einem Wärmekasten mit heißer Luft bei einer Temperatur von l80°C 60 Sekunden lang erhitzt wird, oder wobei die Schrumpfung durch nasse Erhitzung bestimmt wird,bei der das Filament in siedende«

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Wasser bei Normaldruck 30 Minuten lang bleibt· Die Schrumpfung angegeben in Prozent ist definiert durch den Quotienten, gebildet au· der Differenz zwischen der ursprünglichen Länge des Filaments und der Länge des in der oben beschriebenen Weise geschrumpften Filaments, geteilt durch die ursprüngliche Länge· Typische Beispiele, der zu dieser Gruppe gehörenden Polymere werden durch modifizierte Polyäthylenterephthalate gebildet, die beispielsweise 4,5 Gewichtsprozent Polyäthylenglycol eines mittleren Molekulargewichts τοη 4·ΟΟΟ enthalten und durch modifizierte Polyamide, die beispielsweise aus 5 Gewichtsteilen Block-Polyäthercapramid, welches % Gewichtsprozent Polyäthylenoxyd eines mittleren Molekulargewichts von 8.000 enthält und 95 Gewicht steilen τοη Poly- i. -Capramid gebildet sind· Das genannte modifizierte Polyethylenterephthalat führt bei Anwendung des herkömmlichen Verfahrens zu einem Filament, dessen trockene Schrumpfung ungefähr 20 % beträgt und das genannte modifizierte Polyamid führt zu einem Filament, dessen nasse Schrumpfung ungefähr Ik % beträgt.

Gruppe 4

Polymere« die bei Anwendung des herkömmlichen Herstellungsverfahren» für Filamente «u einem Filament führen» dessen PY Wert mindesten« 50 beträgt.

Die Gruppe umfaßt Polymere, die bei Anwendung des herkömmlichen Herstellungsverfahrens für Filamente unter den herkömmlichen Verfahrensbedittgungen im Filamenten führen, deren UT Wert nicht geringer als 50 ist· Der UT Wert wird folgendermaßen bestimmt: Die in herkömmlicher Wei«>e versponnenen und v«r«t reek tem Filamente werden is Längenabsclraitte von "> em Lämge geschnitten,um Stapel-

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su bilden· Eine Anzahl unverstreckter, oder ungenügend verstreckter Stapel iron größere» Querschnitt werden in einhundert, tausend Stapeln be st laust und zusammengezählt· Die Gruppe kann Polymere enthalten, die nicht in der herkömmlichen Weise rersponnen oder verstreckt werden können·

Ein typisches Polymer dieser Gruppe wird durch PoIyMthylenterephthalat gebildet, dessen Grundviskosität 0,47 beträgt. Jedes Polymer führt zu einem UT Wert von ungefähr 71· Beträgt die Grundviskosität 0,45, «o kann überhaupt kein Schmelzspinnverfahren vorgenommen werden, da das geschmolzene Polymer aus der Spinndüse heraustropft· Ein Polyäthylenterephthalat einer Grundriskositat τοπ 0,5% führt aber zu einem UT Wert τοη ungefähr 28, also zu einem Wert, der kleiner ist als der oben angegebene untere Grenewert für UT.

Das erfindungsgemäße Verbundfilament mit inselartigem Aufbau umfaßt entweder Inselbestandteile oder eine Einbettkomponente, die aus dem genannten Polymer gebildet ist, welches ihm eine Beständigkeit gegen Pillenbildung vermittelt, wobei entweder die Einbettkomponente oder die Inselbestandteile aus einem faserbilden- | den synthetischen Polymer bestehen· Der Ausdruck ⁿfaserbildendes synthetisches Polymer" besieht sich im folgenden auf ein Polymer, welches dazu geeignet ist, ein kontinuierliches Filament bei Anwendung der herkömmlichen Verspinn- und Verstreckverfahren zu bilden· Das faserbildende synthetische Polymer kann vorzugsweise durch kristalline Polyester wie Polyäthylenterephthalat, kristalline Polyamide wie Nylon 6, Nylon 66, Nylon 10 und Nylon 12, kristalline Polyolefine wie isotaktisches Polypropylen und kristallines Polyäthylen gebildet sein.

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Bei dem Verbundfilament mit inselartigem Aufbau kommt den Inselbestandteilen ein Anteil WS in Gewichtsprozent und der Einbettkomponente ein Anteil VI in Gewichtsprozent zu, wobei das Verhältnis X aus VI zu VS der nachstehenden Bedingung genügt: °t5 < fc < 2,0.

Ist X größer als 2,0 oder kleiner als 0,5, dann ist das Verspinnen und Verstrecken des polymeren Bestandteils sehr schwierig oder das erhaltene Verbundfilament zeigt nur eine ungenügende Widerstandsfähigkeit gegen Pillenbildung· Das heißt, ist der Anteil des die Widerstandsfähigkeit gegen Pillenbildung vermittelnden Polymers größer als 80 %, dann können die Verspinn- und Verstreckverfahren entweder nur mit großen Schwierigkeiten, oder überhaupt nicht durchgeführt werden, aufgrund der schlechten Verspinn- und Verstreckeigenschaften dieses Polymers; ist der Anteil des faserbildenden Polymers größer als 80 %, dann zeigt das erhaltene Verbundfilament aber eine zu geringe Widerstandsfähigkeit gegen Pillenbildung, die ihre Ursache in einer hohen Zähfestigkeit dieses Polymers hat·

Das Verbundfilament mit inselartigem Aufbau hat eine Zähfestigkeit T in Gramm pro Denier, die innerhalb des nachstehenden Bereichs liegt:

0,5 _e< T _e< 5,0.

Ist die Zähfestigkeit T kleiner als 0,5 g/d, dann ist das Verbundfilament nicht für praktischen Gebrauch geeignet, infolge seiner zu geringen Festigkeit. Ist die Zähfestigkeit T größer als 5 g/d, dann zeigt das Verbundfilament eine unzureichende Widerstandsfä-

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higkeit gegenüber Pillenbildung infolge seiner zu hohen Festigkeit. Das Verbundfilament mit inselartigem Aufbau hat die Dehnung EF, die in nachstehender Gleichung definiert ist: 0,20 f Ί < 0,95,

wobei Y * /EF - EI//EF bedeutet und EI der Dehnung der Inselbestandteile in dem Verbundfilament oder der Dehnung eines Filaments, welches aus dem für die Inselbestandteile verwendeten Polymer mit Hilfe des herkömmlichen Herstellungsverfahrens erzeugt wurde, entspricht, wobei vorzugsweise gilt:

0,25 i T < 0,95.

Die Dehnung EF des Verbundfilaments wird so bestimmt, daß die i Versuchsfilamente bei einer Temperatur von 25°C und einer relativen Feuchtigkeit von 65 % 24 Stunden lang konditioniert werden, und anschließend die konditionierten einzelnen Filamente mit Hilfe eines Klebstoffes, der die Eigenschaften der Filamente nicht beeinflußt auf ein Papier geklebt werden, wobei die Versuchslänge jeweils 5 cm beträgt_o Die einzelnen Filamente werden einer Dehnungsmessung unterworfen, unter Verwendung einer ^wInstron^w-Zugversuchsmaschine (Warennake einer Zugversuchsmaschine, hergestellt von Toyo Seiki Kabushiki Kaisha) bei einer Zuggeschwindigkeit von 100 % pro Minute, bei einer Temperatur von 25⁰C unter einer relativen Feuchtigkeit von 65 %· Der Wert der Dehnung wird als Mittelwert der Ergebnisse von 20 Proben angegeben.

Die Dehnung EI wird folgendermaßen bestimmt: In dem Falle, in dem man die Einbettkomponente günstig aus dem Verbundfilament entfernen kann, so daß nur die unbeschädigten Inselbestandteile zurückbleiben, erhält man durch Entfernung der Einbettkomponente

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«us de« Verbundfilament die feinen, die Xnselbestandteile bildenden Filamente· Beispielsweise kann man ein Lösungsmittel anwenden, welches nur das die Einbettkomponente bildende Polymer löst, aber nicht das die Inselbestandteile bildende Polymer« Man kann aber auch einen anderen Weg einschlagen· Anschließend werden die die Inselbestandteile bildenden feinen Filamente der oben beschriebenen Dehnungsmessung unterworfen.

In de» Falle, daß die Inselbestandteile nicht ohne Beschädigung von den Einbettkomponente getrennt werden können, wird ein Ver- ^ suchsfilament aus dem die Inselbestandteile bildenden Polymer unter den gleichen Verfahrensbedingungen hergestellt, wie sie bei der Herstellung des Verbundfilament*, bei dem Verspinn- und Verstreckrorgang und der Wärmebehandlung angewendet wurden· Das auf diese Weise erhaltene Filament, wird der oben beschriebenen Dehnungsmessung unterworfen· In diesem Falle wird das aus dem für die Inselbestandteile verwendeten Polymer erzeugte Testfilament mit einer Stärke hergestellt, die der Gesamtstärke der in dem Verbundfilament vorliegenden Bestandteile entspricht·

W Läßt sich aber das Testfilament nicht so wie oben beschrieben aus dem, die Inselbestandteile bildenden Polymer herstellen, da seine Verarbeitungseigenschaften wesentlich schlechter sind, dann nimmt man an, daß die Dehnung EI Null J*.

In einem Falle, bei dem das Verbundfilament au* Polystyrol und Polyäthylenterephthalat gebildet ist, bevorxugt man, um eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Pillenbildung iu erhalten, daß der Wert von T im Bereich «wischen 0,3 und 0,35 liegt· Liegt Polyäthy-

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lenterephthalat mit einem geringeren Polymerisationsgrad und normales Polyathylenterephthalat Tor, dann liegt der Wert τοη Τ vorzugsweise zwischen 0,3 und 0,70. Bei Verwendung von verzweigtem Polyathylenterephthalat und normalem Polyathylenterephthalat, liegt T vorzugsweise in einem Bereich zwischen 0,3 und 0,5 und bei Verwendung von Polystyrol und Nylon 6 oder Nylon 66 liegt T vorzugsweise zwischen 0,3 und 0,8·

Das erfindungsgemäße, eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Pillenbildung aufweisende Verbundfilament zeigt einen inselartigen Aufbau und enthält mindestens 10 Ihselbestandteile, die sich kontinuierlich in Abständen voneinander in einer Einbettkomponente verteilt erstrecken·

Die zehn oder mehr Inselbeβtandteile sind für die gleichmäßige Verteilung, des die Widerstandsfähigkeit gegen Pillenbildung vermittelnden Polymers in dem Verbundfilament verantwortlich. Diese gleichmäßige Verteilung des letztgenannten Polymers ist sehr wichtig, um eine zu hohe Sprödigkeit des gesamten Verbundfilaments zu vermeiden·

Das erfindungsgemäße Verbundfilament mit inselartigem Aufbau wird mit Hilfe einer Spinnmaschine erzeugt, wie sie beispielsweise in den Figuren 3₍ 4 und 5 gezeigt ist·

In den Figuren 3 und 4 ist eine Spinndüse 11 dargestellt, die einen Spinnrahmen 12 mit vier in diesem angeordneten Metallplatten 13, l4t, 15 und l6 umfaßt, wobei letztere eine oder mehrere Spinneinheiten bilden, beispielsweise nach Figur 4 vierundzwanzig solcher Einheiten· Ein erster Durchgang 18, durch den das die Einbett-

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komponente bildende Polymer B fließt, ist zwischen der zweiten und dritten Platte 14 und 15 ausgebildet, siehe Fig. 3. Der Einlaß dieses ersten Durchganges l8 ist mit einem Vorratsbehälter, für das die Einbettkomponente bildende Polymer über einen Zulauf 24 in den ersten und zweiten Platten 13 und l4 verbunden· Der Vorratsbehälter ist jedoch in Fig. 3· nicht dargestellt. Der Auslaß des ersten Durchganges l8, verzweigt sich in eine Vielzahl von Zweigleitungen 19. Zahlreiche zweite Durchgänge 26 für den Zustrom des die Inselkomponenten bildenden Polymers A, sind in der ersten Platte 13 ausgebildet und mit einem Vorratsbehälter, der ebenfalls in der Zeichnung nicht dargestellt ist für das die Inselbestandteile bildende Polymer verbunden· Eine Trennwand 17 verhindert eine Verunreinigung des die Einbettkomponente bildenden Polymers B mit dem die Inselbestandteile bildenden Polymer A. Eine Vielzahl dritter Durchgänge 21 beginnt an Öffnungen 22 in der dritten Platte 15 und setzt sich in Rohre 25 fort, die auf der dritten Platte 15 befestigt sind. Die Rohre 25 sind mit ihren unteren Enden jeweils mit den oberen Enden 22 verbunden.

Die oberen Enden der Rohre 25 stehen den unteren Enden der zweiten Durchgänge 26 in den Zweigleitungen 19 des ersten Durchganges l8 gegenüber. In der vierten Platte l6, siehe Fig. 3 und 4 sind Verbindungskammern 20 gebildet, von denen jede mit einigen unteren Enden der dritten Durchgänge 21 in Verbindung stehen. Die Verbindung skammern 20 haben im wesentlichen Trichterform und ihre unteren Enden sind mit den Spinndüsenöffnungen 23 verbunden. Zwei oder mehrere Spinneinheiten können in willkürlicher Anordnung in der Spinndüse 11 angeordnet sein, beispielsweise auf einem oder

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mehreren konzentrischen Kreisen in vorgegebenem Abstand.

Das die Einbettkomponente bildende Polymer B wird durch die Zuführungsleitung 2k und den ersten Durchgang 18 in die Zweigleitungen 19 verteilt. Bas die Inselbestandteile bildende Polymer A wird durch die aweiten Durchgänge 26, ebenfalls den Zweigleitungen 19 zugeführt. In jeder dieser Zweigleitungen 19 wird jeder aus dem Polymer A gebildete Strom für den Inselbestandteil mit jedem aus dem Polymer B gebildeten Strom für die Einbettkomponente zu einem Verbundstrom nach Art eines "umhüllten Kerns" vereinigt. Die verschiedenen auf diese Weise gebildeten Verbundströme gelangen durch die dritten Durchgänge 21 in die Verbindungskammer 20 und werden dort miteinander zu einem Verbundstrom mit inselartigem Aufbau vereinigt. Anschließend wird dieser Verbundstrom mit inselartigem Aufbau durch die Spinndüsenöffnung 23 extrudiert, um ein Verbundfilament mit inselartigem Aufbau iu bilden.

Fig. 5 zeigt eine andere Ausbildungsform einer Spinndüse tür Erzeugung des erfindungsgemäßen Verbundfilaments mit inselartigem Aufbau. Gemäß der Darstellung umfaßt die Spinndüse 30 einen Rah- | man 12 mit vier Metallplatten 13, lk, 15 und l6, die jenen der Spinndüse 11 nach Fig. 3 entsprechen. Der erste Durchgang 18 für die Zuführung des die Einbettkomponente bildenden Polymers B ist zwischen der zweiten und der dritten Platte l4 und 15 ausgebildet und sein Einlaß ist über eine Zuführungsleitung 2k, die in der ersten und in der zweiten Platte 13 und Ik ausgebildet ist, mit einem Vorratsbehälter, nicht in der Zeichnung dargestellt, für das die Einbettkomponente bildende Polymer B verbunden. Die zahlreichen zweiten Durchgänge 26 für die Zuführung des die Inselbestand-

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teile bildenden Polymere A sind in der ersten Platte I3 ausgebildet. Ihre Eingänge sind alt eine» ebenfalls in der Zeichnung nicht dargestellten Vorratsbehälter für das die Inselbestandteile bildende Polymer A rerbunden. Eine Mehrzahl dritter Durchgänge 21 sind aus den Öffnungen 22 in der dritten Platte 15 und Rohrleitungen 25, die an den «weiten und dritten Platten l4 und 15 befestigt sind und den ersten Durchgang 18 überqueren, gebildet. Die oberen Enden der Rohrleitungen 25 sind mit den unteren Enden der zweiten Durchgange 26 und die unteren Enden der Rohrleitungen 25 mit den oberen Enden der Öffnungen 22 verbunden· Eine im wesentlichen trichterförmige Verbindungskammer 20 in der vierten Platte 16 ist mit einigen dritten Durchgängen 21 über die Öffnungen 22 verbunden· Die Öffnungen 27 jeder Rohrleitung 25 sind so ausgebildet« daß sie den dritten Durchgang 21 mit dem ersten Durchgang l8 verbinden«

Das die Einbettkomponente bildende Polymer B gelangt von dem Vorratsbehälter durch die Zuführungsleitung 24 in den ersten Durchgang 18· Das die Inselbestandteile bildende Polymer A wird yron seinem Vorratsbehälter ausgehend in die oberen Abschnitte der dritten Durchgänge 21 über den «weiten Durchgang 26 verteilt· Der durch den ersten Durchgang 18 fließende, die Einbettkomponente bildende Strom, wird in die dritten Durchgänge 21 durch die Öffnungen 27 der Rohrleitungen 25 verteilt. Ommn wird jeder der auf diese Weise verteilten Strome, de* die Einbettkompomente bildenden Polymers, mit dem durch die dritten Durchgänge 21 fließenden Strom des die Inselbestandteile bildenden Polymers »u einem Verbundstrom vereinigt, dessen Aufbau eine Seite an Seite liegende

Anordnung seigt.

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Einige dieser Verbundströme mit Seite an Seite liegendem Aufbau werden dann durch die Öffnung 22 in die Verbindungskammer 20 geleitet und zu einem Verbundstrom mit inselartigem Aufbau miteinander vereinigt. Dieser Verbundstrom wird anschließend durch eine Spinndüsenöffnung 23 extrudiert, um ein Verbundfilament mit inselartigem Aufbau zu bilden.

Die Öffnung 27 der Rohrleitung 25 ist, in Bezug auf die Achse der entsprechenden Verbindungskammer an einem nach außen gerichteten Abschnitt der Rohrleitung 25 vorgesehen, um das die Einbettkomponente bildende Polymer B gleichmäßig in jeden dritten Durchgang ' 21 zu verteilen. Hierdurch wird in wirksamer Weise vermieden, daß die Ströme, des die Inselbestandteile bildenden Polymers an die Außenseite des Verbundstromes in der Verbindungskaramer zu liegen kommen, da die Ströme des die Einbettkomponente bildenden Polymers von der Achse entfernt angeordnet sind.

Wird das erfindungsgemäße Verbundfilament durch einen Schmelzspinnvorgang erzeugt, so wählt man die Polymere für die Insel- und Einbettkomponente vorzugsweise so, daß die Schmelzviskosität Ä PI in Poise des die Inselbestandteile bildenden Polymers und die Schmelzviskosität PS in Poise des die Einbettkomponente bildenden Polymers folgender Beziehung genügen: ΔΡ « I logPI - logPS I < 8 /X,

wobei X das Verhältnis des Anteils WI des Inselbestandteiles zu dem Anteil WS der Einbettkomponente in dem Verbundfilament bedeutet, d.h., das Mischungsverhältnis, des den Inselbestandteil bildenden Polymers mit dem die Einbettkomponente bildenden Polymer.

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Die Schmelzviskosität in Poise des Polymers wird auf folgende Weise bestimmt: Das Versuchspolymer wird bei einer Temperatur, die 20° C unter seinem Schmelzpunkt liegt, bei einem Druck, der kleiner ist als 1 mmHg vier Stunden lang getrocknet. Das getrocknete Polymer wird dann in einen Zylinder-Extruder eines Schmelz-

viskositätsbestimmungsgeräts mit einem Querschnitt mit 1 cm gefüllt und in diesem bei einer Temperatur geschmolzen, die der Spinntemperatur des Polymers entspricht» Das geschmolzene Polymer wird dann durch eine Öffnung von 0,5 mm Durchmesser und 0,5 mm Länge unter einem Druck von 10 kg/cm extrudiert, um die Schmelzviskosität nach nachstehender Gleichung bestimmen zu können: Schmelzviskosität ■ "^⁴ * ^P

SqE

wobei R den Durchmesser in cm der Extruderöffnung, L die Länge in cm der Extruder öffnung, ΔΡ. den Quckabfall in g/cm, see und Q die Extrudiergeschwindigkeit in cm³/see des durch die Öffnung fließenden Polymers bedeutet·

Bei dem Schmelzspinnverfahren der vorliegenden Erfindung wird die durch die Spinnöffnung gelangende filamentartige Schmelze vorzugsweise bis zur Erstarrung schrittweise abgekühlt« Zu diesem Zweck werden die durch die Spinndüse austretenden versponnenen Filamente durch einen wärmeisolierten Kamin geleitet, der von der Spinndüse ausgeht» Die Lufttemperatur in dem wärmeisolierenden Kamin wird vorzugsweise so eingestellt, daß sie der nachstehenden Bedingung genügt:

^TGS * ⁵ £ ^TC 4 ^TM * ²⁰»

wobei Tg die Lufttemperatur in ⁰C in dem wärmeisolierenden Kamin,

die Übergangstemperatur in ⁰C in den Glaszustand des die Ein-

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- 21 bettkomponente bildenden Polymers und 2?_M die Schmelzspinntem-

peratur in ⁰O "bedeutet.

Nachdem die versponnenen Filamente auf eine vorgegebene Temperatur vorerhitzt wurden, werden sie vorzugsweise bis zu einem vorgegebenen Verstreckverhältnis verstreckt. Die unverstreckten Filamente werden der Verstreckapparatur zugeführt, in der eine Erhitzungszone zwischen einer Zuführungsrolle und einer Verstreckrolle vorgesehen ist und ein Verstreckdorn vorzugsweise zwischen der Zuführungsrolle und der Erhitzungszone a angeordnet ist. Die unverstreckten, über die Zuführungsrolle zugeführten Filamente werden um den Verstreckdorn gewickelt und durch die Erhitzungezone geführt, während sie mit Hilfe der Verstreckwalze auf ein vorgegebenes Verstreckverhältnis verstreckt werden. Während dieses Verstreckvorganges wird die Temperatur T^ in °0 der Erhitzungszone vorzugsweise so eingestellt, daß sie der nachstehenden Beziehung genügt:

wobei Tq« und Tjj die oben bereits genannten Bedeutungen haben.

Die Durchlaufgeschwindigkeit des Filaments durch die Erhitzungszone wird vorzugsweise so gewählt, daß das Filament 0,1 see ,oder weniger in der Erhitzungszone verbleibt.

Das erfindungsgemäße Verbundfilament zeichnet sich durch eine hohe Biegefestigkeit von mindestens 500 Biegungen bis zum Bruch und eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Pillenbildung aus, die schätzungsweise der 4. bis 5· Klasee zugeordnet werden kann.

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Die Biegefestigkeit und die Widerstandsfähigkeit gegen Pillenbildung des Filaments werden in der nachstehenden Weise bestimmt:

A) Biegefestigkeit

Gemäß Fig. 6 wird ein Testfilament 40 alt seinem einen Ende an einem festen Haken 4i befestigt ₉ An seinem anderen Ende befindet sich ein Gewicht 42 von 2OO mg pro Denier des Filaments 40. Das Filament verläuft über eine Rolle 43« deren Durchmesser 3 mm beträgt. Ein weiteres Filament 44 wird etwa in der Mitte zwischen dem Haken 4l und der Rolle 43 so über das Testfilament 40 gelegt, daß beide Testfilamente 40 und 44 in einem spitzen Winkel von 60 Grad bezogen auf ihre Berührungsstelle, siehe Fig. 6 abgebogen werden.

Das gebogene Testfilament 44 wird an der Kontaktstelle mit dem Testfilament 40 periodisch 60 mal pro Minute mit einer Amplitude von 5 mm hin und her bewegt, während die Biegewinkel der Testfilamente 40 und 44 beibehalten werden, so daß sich die beiden Filamente aneinander reiben. Die Anzahl der Hin— und Herbewegungen des Filaments 44 bis zum Reißen, liefert einen Wert für die Biegefestigkeit des Testfilamente 44.

B) Widerstandsfähigkeit gegen Pillenbildung

Ein aus Testfilamenten erzeugter Jerseystoff wird einem, für die Beurteilung der Pillenbildung ausgearbeiteten Versuch gemäß JZS L-IO76-1969» Methode A unterworfen«

Zur Verdeutlichung der vorliegenden Erfindung werden im folgenden einige Beispiele beschrieben:

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Beispiel 1

Verbundfilament e mit inselartige« Aufbau von denen jedes 78 Inselbestandteile enthielt wurden aus eine· aus Polystyrol gebildetem Polymer für die Einbettkomponente (der Warenname ist Mitsubishi Diaflex HP 55, hergestellt -von Mitsubishi Kasei Kabushiki Kaisha, Japan) und einem aus Polyäthylenterephthalat bestehenden Polymer, welches 0,5 Gewichtsprozent Titandioxyd enthielt, für die Inselbestandteile hergestellt· Der Spinnvorgang wurde bei einer Spinntemperatur von 285 C und einer Spinngeschwindigkeit von 1000 m/min mit einer Spinndüse, wie sie in Fig« 3 gezeigt ist, A durchgeführt, die Spinnöffnungen von jeweils 1 mm Durchmesser enthielt.

Bei dieser Spinntemperatur hatte das die Einbettkomponente bildende Polymer eine Schmelzviskosität PS von 500 Poise und das die Inselbestandteile bildende Polymer eine Schmelzviakosität von 6.500 Poise. Somit war ΔP 1,113. Das erhaltene unverstreckte FiIamentbündel,welches aus 10 Filamenten gebildet war, wurde bei einem Verstreckverhältnis von 4,0 und einer Verstreckgeschwindigkeit von 200 m/min zwischen einer Zuführungswalze und einer Verstreck- " walze verstreckt, indem das der Zuführungswalze zugeführte Bündel um einen Stift von 6OO mm Durchmesser gewunden wurde, der sich auf einer Temperatur von 90° C befand, anschließend wurde es mit einer Heizplatte von 8OO mm Länge in Berührung gebracht, die sich auf einer Temperatur von 120° C befand, während das Bündel der Verstreckwalze zugeführt wurde·

Das erhaltene Verbundfilament hatte die nachstehenden Eigenschaften,

209835/0984

insbesondere aber eine ganz ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit ge-> gen Pillenbildung·
V^ * 1,225

T m 3,5 g/d

Y ■ 0,915 (EP » 35 # und EI ■ 3,0 %)

N * 78,

wobei N die Anzahl der Inselbestandteile in dem Verbundfilament bedeutet·

Titer des Einzelfilamentst 4, 5 Denier
Titer des Inselbestandteils: 0,034 Denier Biegefestigkeit: 185

Widerstandsfähigkeit gegen Pillenbildung : Klasse 5

Ferner wurde ein Verbundfilament aus dem gleichen Polyethylenterephthalat erzeugt, welches man für die Inselbestandteile dieses Beispiels verwendet hatte, und zwar wählte man auch die gleichen Verfahrensbedingungen wie bei dem beschriebenen Beispiel· Das erhaltene Vergleichselement zeigte eine Widerstandsfähigkeit gegen PiI-lenbildung, die der Klasse 3 entsprach· Ein Versuch, ein weiteres Vergleichselement aus dem gleichen Polysterol herzustellen, welches in diesem Beispiel verwendet worden war, wobei man ebenfalls die gleichen Verfahrensbedingungen wie bei dem vorliegenden Beispiel verwendete, verlief negativ, da das versponnene Filament so spröde war, daß es nur sehr schwierig aufzuwickeln war, während

die

das geschmolzene Polysterol durch Spinndüse unter günstigen Bedingungen extrudiert wurde» Auch konnte das gesponnene Filament nicht verstreckt werden, selbst auch nicht bei einem Verstreckverhältnis von 3, aufgrund seiner starken Brüchigkeit·

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s5

Beispiel 2

Verbundfilamente mit inselartigem Aufbau, von denen jedes 60 Znselbestandteile enthielt) wurden aus einem Polyäthylenterephthalat, welches 2,5 % pro Mol Borsäure enthielt als Polymer für die Einbettkomponente und einem Polyäthylenterephthalat als Polymer für die Inselbestandteile bei einer Spinntemperatur ron 283° C und einer Geschwindigkeit von 8OO m/min unter Verwendung einer Spinndüse, wie sie in Fig. 5 gezeigt ist mit 15 Spinndüsenöffnungen von 0,8 mm Durchmesser hergestellt« Bei dieser Spinntemperatur betrugen die Schmelzviskositäten der Polymere für die Einbett- und Inselbestandteile 57O bzw. 2.75O Poise, so daß CP 0,683 betrug. Das verspönne- " ne Pilamentbündel aus 15 Filamenten wurde auf ein Verstreckverhältnis von 3,5 verstreckt, wobei eine Geschwindigkeit von I5O m/min zwischen einer Zuführungsrolle und einer Verstreckrolle eingehalten wurde, so daß das über die Zuführungsrolle zugeführte Bündel um einen Stift mit einem Durchmesser von 60 mm, der auf einer Temperatur von 80 C gehalten wurde, gewunden werden konnte, um anschließend, während es der Verstreckwalze zugeführt wurde, in Berührung mit einer Heizplatte von 800 mm Länge gebracht zu werden, die sich auf einer Temperatur von 120° C befand. Λ

Das erhaltene Verbundfilament zeigte die nachstehenden Eigenschaften,vor allen Dingen eine ganz ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit gegenüber Pillenbildung·

ψ. m O,8l6

T ■ 3,2 g/d

Y μ 0,216 (ET - 37 % und EI - 45 %)

N m 6O

- 26 -

209838/0984

2106653

Titer des Einzelf!laments: 5,0 Denier Titer des einzelnen Inaelbestandteile 0,033 Denier Biesefestigkeit: 209 Widerstandsfähigkeit gegenüber Pillenbildung s Klasse 5

Ein Vergleichselement, welches aus dem gleichen Polyethylenterephthalat, daa auch für die Inselbestandteile des vorstehenden Beispiele verwendet wurde, unter den gleichen Verfahrensbedingungen wie bei dem beschriebenen Beispiel, hergestellt wurde hatte eine Biegefestigkeit von 5«390 und eine Widerstandsfähigkeit gegenüber Pillenbildung, die der Klass# 3 entsprach· Ein Versuch, ein weiteres Vergleichsfilaraent aus de» Polyethylenterephthalat herzustellen, das dem für die Einbettkomponente des beschriebenen Beispiels verwendeten entsprach und einen Grenzwert der Viskosität ▼on 0,42 zeigte, aber keine Borsäure enthielt, führte unter den gleichen Verfahrensbedingungen, die schon bei dem beschriebenen Beispiel angewendet wurden, nicht zum Ziel, da seine Verspinnfähigkeit zu gering war, infolge Abtropfens des geschmolzenen Polymers durch die Spinndüsenöffnung·
Beispiel 3

Das im Beispiel 2 beschriebene Verfahren wurde unter Verwendung eines Polyäthylenterephthalats für di· Einbettkomponente und eines Polyethylenterephthalat a »it 2,5 % pro Hol an Borsäure für die Inselbestandteile wiederholt· Bei der Verspinntemperatur betrugen die Schmelzviskositäten der Polymere für die Einbett- bzw. Inselbestandteile 2.750 bzw. 570 Poisei ^Δρ betrug somit O_v683.

Das erhaltene Verbundfilament zeigt die nachstehend aufgeführten Eigenschaften, insbesondere aber ein« ganz hervorragende Widerstands· fähigkeit gegenüber Pillenbildung:

209835/0984

2106859

- 1,225
T « 3.4 g/d

Y « 0,767 (EP * 43 % und EI « 10 S)
N s 60

Titer des Einzelf!laments: 5,0 Denier Titer des einzelnen Inaelbeβtandteils 0,033 Denier Biegefestigkeit: 24l

Widerstandsfähigkeit gegenüber Pillenbildung: Klasse 5 Beispiel 4

Verbundfilamente mit inselartigem Aufbau, von denen jedes 52 In- f selbestandteile hatte, wurden aus eine« Polyäthylenterephthalat mit 2 % pro Mol Trimellithsäure für die Einbettkomponente und einem Polyäthylenterephthalat für die Inselbestandteile bei einer Spinntemperatur τοπ 275° C und einer Geschwindigkeit von 1.200 m/ min mit Hilfe einer Spinndüse, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, mit Spinndüsenöffnungen τοη 0,8 mm Durchmesser erzeugt. Bei der Spinntemperatur betrug die Schmelzviskosität des für die Einbettkomponente verwendeten Polymers PS 1.950 Poise und die des für die Inselbestandteile verwendeten Polymers PI 3.200 Poise| 4P hatte den g Wert von 0,2l4· Die versponnenen Filamente wurden auf ein Verstreckverhältnis von 3»8 verstreckt und zwischen einer Zuführungswalze und einer Verstreckwalze mit einer Geschwindigkeit von 150m/ min so geführt, daß die über die Zuführungswalze zugeführten Filamente um einen Stift von 20 mm Durchmesser, der auf eine Temperatur von 80° C aufgeheizt wurde, gewunden, und anschließend mit einer Heizplatte einer Länge von 8OO mm in Berührung gebracht wurden, die sich auf einer Temperatur von Il8° C befand.

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Die erhaltenen Verbundfilamente zeigten die nachstehenden Eigenschaften, insbesondere aber eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Pillenbildung:

V5c « 1,0

T m 3,6 g/d

T ■ 0,267 (EF μ 30 % und EI « 38 %)

N - 52

Titer des Einzelfilaments: 3,5 Denier Titer des einzelnen Inselbestandteils: 0,034 Denier Biegefestigkeit: 450

Widerstandsfähigkeit gegen Pillenbildung: Klasse 4 Zum Vergleich wurde ein Polyethylenterephthalatfilament aus dem gleichen Polymer hergestellt, wie man es für die Inselbestandteile des beschriebenen Beispieles verwendet hatte, wobei man auch die gleichen Verfahrensbedingungen wie bei diesem Beispiel anwendete. Die erhaltenen Vergleichfilamente zeigten eine Biegefestigkeit von I.7OO und eine Widerstandsfähigkeit gegenüber Pillenbildung, die der Klasse 3 entsprach.
Beispiel 5

Verbundfilamente mit inselartigem Aufbau, von denen jedes 52 Inselbestandteile enthielt, wurden aus einen Polyäthylenterephthalat für die Einbettkomponente und einem Polyethylenterephthalat, welches 0,6 % pro Mol Pyromellithsäure enthielt für die Inselbestandteile unter Verwendung «iner Spinndüse hergestellt, wie sie in Fig« 5 gezeigt ist, die 15 Spinndüsenöffnungen von 0,8 mm Durchmesser hatte, wobei die Spinntemperatur 275° C und die Geschwindigkeit 1.200 m/min betrugen. Bei der Spinntemperatur hatte das für die Einbettkomponente verwendete Polymer eine Schmelzviskosität PS von 2.750 Poise, während das für die Inselbestandteile verwendete Polymer eine Schmelzviskosität PI von 2.080 Poise hatte. ΔΡ be-

209835/0984 .

trug somit 0,122.

Das aus fünf Filamenten gebildete versponnene Filamentenbtindel wurde dann auf ein Verstreckverhältnis von 3,8 bei einer Verstreckgeschwindigkeit von 150 m/min in der bereits bei Beispiel 4 beschriebenen Weise ver>streckt.

Das erhaltene Verbundfilament zeigte die nachstehend aufgeführten Eigenschaften, insbesondere eine besonders hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Pillenbildung:

\Ü « 1,0 " i

T » 3,0 g/d

Y » 0,286 (EF m 28 % und IE * 20 %)

N « 52

Titer des Einzelf!laments: 3,5 Denier Titer des einzelnen Inselbestandteils: 0,034 Denier Biegefestigkeit: 25O Widerstandsfähigkeit gegenüber Pillenbildung: Klasse 4

Zum Vergleich wurden Polyethylenterephthalatfilamente aus dem glei- J chen Polymer hergestellt, welches für die Einbettkomponente des vorliegenden Beispiels verwendet worden war, wobei die gleichen Verfahrensbedingungen, wie sie oben beschrieben sind, angewandt wurden. Die erhaltenen Vergleichsfilamente zeigten eine Biegefestigkeit von 1.000 und eine Widerstandsfähigkeit gegenüber Pillenbildung, die der Klasse 3 entsprach.
Beispiel 6

Verbundfilamente mit inselartigem Aufbau, von denen jedes l6 Inselbestandteile hatte« wurden aus einem Polyethylenterephthalat, wel-

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ehes 2,5 % pro Mol Borsäure enthielt, für die Einbettkomponente und einem Poly-6-Capramid für die Inselbestandteile bei einer Verspinnt emper a tür von 28O C und einer Geschwindigkeit von 8OO m/min unter Verwendung einer Spinndüse mit 15 Öffnungen von 0,8 mm Durchmesser hergestellt. Bei der Verspinntemperatur hatte das die Einbettkomponente bildende Polymer eine Schmelzviskosität PS von 59O Poise, das die Inselbestandteile bildende Polymer eine Schmelzviskosität PI von I.26O Poise{ 4P betrug somit O,329·

Das versponnene Filamentbündel, welches aus 15 Filamenten gebildet war, wurde dann auf ein /*rstreckverhältnis von 3,O bei einer Geschwindigkeit von 200 m/min zwischen einer Zuführungswalze und einer Verstreckwalze so verstreckt, daß das über die Zuführungswalze zugeführte Bündel durch einen Dampf kasten von 1*800 mm Länge, durch den Dampf einer Temperatur von 120°C strömte.geleitet und anschließend der Verstreckwalze zugeführt wurde.

Die erhaltenen Verbundfilamente hatten die nachstehenden Eigenschaften, insbesondere eine besonders hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Pillenbildung!
\SE « 0,66

T - 2,8 g/d

Y « 0,655 (IF ■ 25 % und EI « 4O %)

N - 16

Titer des Einxelf!laments : 5 Denier Titer des einzelnen Inselbestandteils: 0,0938 Denier Biegefestigkeit: 275 Widerstandsfähigkeit gegenüber Pillenbildung: Klasse k

- 31 -

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Zum Vergleich wurde ein Poly-£- Caprami df!lament aus den gleichen Polymer hergestellt_t welches auch für die Inselbeetandteile des beschriebenen Beispiels verwendet worden war. Die Arbeitsbedingungen waren die gleichen wie in vorliegenden Beispiel· Das erhaltene Vergleichselement zeigte eine Widerstandsfähigkeit gegen Pillenbildung, das der Klasse 2 entsprach.
Beispiel 7

Verbundfilaaente »it ineelartigern Aufbau, von denen jedes l6 Inselbestandteile umfaßte, wurden aus einem Poly-g-Capramid für die Einbettkomponente und einem Polyethylenterephthalat, enthaltend -> 2,5 % P^ro Mol Borsäure, bei einer Spinntemperatür von 280 C und einer Geschwindigkeit von 800 m/min unter Verwendung einer Spinndüse mit 15 Spinndüsenöffnungen, deren Durchmesser 0,8 ram betrug, erzeugt· Bei der Spinntemperatur war die Schmelzviskosität PS des die Einbettkomponente bildenden Polymers 1.260 Poise, die Schmelzviskosität PI des die Inselbestandteile bildenden Polymers 590 Poise; ΔΡ betrug somit 0,329.

Die erhaltenen unverstreckten Filamente wurden bei einem Verstreckverhältnis von 3»O und einer Geschwindigkeit von 300 m/min auf | die gleiche Weise wie in Beispiel 6 beschrieben, verstreckt·

Die erhaltenen Verbundfilamente hatten die nachstehend aufgeführten Eigenschaften, insbesondere zeigten sie eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Pillenbildung:

/X - 1,53
T « 3,2 g/d

T « O.276 (EF » 29 % und EI ■ 21 %)
N » 16

209835/0984 - 32 -

Titer des Eineelfilamentβ: 5 Denier Titer des einzelnen Inselbestandteils: 0_}0938 Denier Biegefestigkeit: 400 Widerstandsfähigkeit gegenüber Pillenbildung: Klasse 4

Zum Vergleich wurde das gleiche Poly-C-Capramid, welches auch für die Einbettkomponente des vorliegenden Beispiels verwendet wurde, für die Herstellung eines Filaments herangezogen, wobei die gleichen Verfahrensbedingungen, wie sie in dem vorliegenden Beispiel beschrieben sind, angewendet wurden. Das erhaltene Filament zeigte eine Widerstandsfähigkeit gegenüber Pillenbildung, die der Klasse 2 entsprach.

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Claims (12)

1. Patentansprüche 71/8702

   filj Verbundfilament mit inselartigem Aufbau und hoher Widerstandsfähigkeit gegenüber Pillenbildung, gekennzeichnet durch eine sich kontinuierlich längs der Längsachse des Verbundf!laments erstreckende . Einbettkomponente und mindestens zehn sich in der Einbettkomponente in Abständen voneinander kontinuierlich längs der Längsabstände erstreckende . Inselbestandteile· , wobei entweder die Einbettkomponente oder die Inselbestandteile aus einem Polymer, welches eine Widerstandsfähigkeit gegenüber Pillenbildung bewirkt und ein oder mehrere der übrigen Bestandteile aus einem faserbildenden Polymer gebildet sind, und das Ver- " hältnis X des Gewichtsanteils IfI der Inselbestandteile zu dem Gewichtsanteil WS der Einbettkoraponentet X « WI/ WS, der nachstehenden Bedingung genügt:

   und ferner das Verbundfilament eine Zähfestigkeit T aufweist, die in dem nachstehend aufgeführten Bereich liegt:

   0,5 4T < 5,0

   und das Verhältnis Y der Differenz zwischen der Dehnung EP des Verbundfilaments und der Dehnung EI des Inselbestandteils zu der | Dehnung EF, Y « IEF - EI l/EF,

   in dem nachstehenden Bereich liegt:

   0,20 £ Y < 0,95
2. 2. Verbundfilament nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis Y in dem Bereich

   0,25 £ Y £ 0,95
   liegt.
3. 3. Verbundfilament nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS, das die Widerstandsfähigkeit gegen Pillenbildung bewirkende Polymer

   209835/0984

   ein nichtkristallines Polymer ist·
4. 4. Verbundfilament nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet_t daß das nichtkristalline Polymer Polystyrol ist.
5. 5. Verbundfilament nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß das nichtkristalline Polymer ein nichtkristalliner Polyester ist.
6. 6· Verbundfilament nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Widerstandsfähigkeit gegenüber Pillenbildung bewirkende Polymer ein verzweigtes Polymer ist·
7. 7. Verbundfilament nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß das faserbildende Polymer ein Polyester ist.
8. 8. Verbundfilament nach Anspruch 7t dadurch gekennzeichnet, daß d&r Polyester ein Polyäthylenterephthalat ist.
9. 9· Verbundfilament nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das faserbildende Polymer ein Polyamid ist·
10. 10. Verbundfilament nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das faserbildende Polymer ein Polyolefin ist·
11. 11· Verbundfilament nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Widerstandsfähigkeit gegenüber Pillenbildung bewirkende Polymer ein nichtkristalliner Polyester und das faserbildende Polymer ein kristalliner Polyester ist·
12. 12. Verbundfilament nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Widerstandsfähigkeit gegenüber Pillenbildung bewirkende Polymer ein verzweigter Polyester und das faserbildende Polymer ein kristalliner Polyester ist.

    13· Verfahren zur Herstellung «ines Verbundfilament* mit inselartigem Aufbau alt hoher Widerstandsfähigkeit gegenüber Pillenbildung nach einem der ^Insprüch· 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flüssigkeitsstrom des einen Inselbestandteil bildenden

    209835/0984 " ³ "

    Polymers mit eine» Flüssigkeitsstrom des die Einbettkomponente bildenden Polymers Seite an Seite oder nach Art eines timhüllten Kerns miteinander verbunden werden, um einen ersten Verbundstrom zu bilden, wobei das Mischungsverhältnis X den nachstehenden Bedingungen genügt:
    X * WI/WS
    und

    0,5 < X < 2,O

    und WS den Anteil in Gewichtsprozent des die Einbettkomponente bildenden Polymers und WI den Anteil in Gewichtsprozent des den J Inselbestandteil bildenden Polymers bedeuten, und das die Einbettkomponente bildende Polymer oder das den Inselbestandteil bildende Polymer ein die Widerstandsfähigkeit gegenüber Pillenbildung bewirkendes Polymer ist und das den anderen Bestandteil bildende Polymer ein faserbildendes Polymer ist, daß ferner mindestens 10 der primären Verbundströme zu einem Verbundstrom mit inselartigem Aufbau vereinigt werden, wobei die Flüssigkeitsströme des die Einbettkomponente bildenden Polymers zu einem Strom mit-einander vereinigt und die Flüssigkeitsströme des die , Inselbestandteile bildenden Polymers unabhängig voneinander in " dem vereinigten Flüssigkeitsstrom des die Einbettkomponente bildenden Polymers verteilt werden und daß der Verbundstrom mit inselartigem Aufbau durch eine Spinnöffnung zu einem Verbundfilament mit inselartigem Aufbau versponnen wird.

    lA.Verfahren nach Anspruch13, dadurch gekennzeichnet, daß die polymeren Flüssigkeiten des Stromes für die Einbettkomponente und des Stromes für die Inselbestandteile eine polymere Schmelze bilden.

    15«Verfahren durch Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die

    209835/0984 - 4 -

    Schmelzviskosität PS der polymeren Schmelze für die Einbettkomponente und die Schmelzvxskosität PX der polymeren Schmelze für die Inselbestandteile bei der Spinntemperatur der nachstehenden Beziehung genügen:

    !(log PI - log PS)I <f8 X

    l6.Verfahren nach Anspruch l4, dadurch gekennzeichnet, daß das extrudierte Verbundfilament bei einer Temperatur TC in C verfestigt wird, die in dem nachstehenden Bereich liegt:

    ^TGS ^{+ 5} i ^TC « ^TM ^{+ 2}°'

    wobei Tg die Temperatur in ⁰C bedeutet, die dem Übergang in

    den Glaszustand des die Einbettkomponente bildenden Polymers entspricht und T-, die Sp inn tempera tür in C bedeutet« 17.Verfahren nach Anspruch l6, dadurch gekennzeichnet, daß das verfestigte Verbundfilament bei einer Verstrecktemperatur T verstreckt wird, die in dem nachstehenden Bereich liegt:

    ^TGS ^{+ l0} i ^TD i ^TGS ^{+ 40}·

    209835/098Ü

    3*

    Leerseite