DE2153166A1 - Verfahren zur Aufarbeitung von Polyester- oder Polyester- und Polyamidabfällen - Google Patents
Verfahren zur Aufarbeitung von Polyester- oder Polyester- und PolyamidabfällenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufarbeitung von Polyesterabfall
entweder allein oder in Verschnitt mit Polyamidabfall, indem man den Abfall zerkleinert, z.B. zerfasert oder zerschnitzelt,
den Abfall mit einer Zerkleinerungsvorrichtung zu Granalien verdichtet und die Granalien im Schmelzspinnverfahren
zu Fasern umwandelt. TTnter Abfall ist hier jede Art von Polyester-
oder Polyamidausschuß zu verstehen, gleichgültig ob es sieb um Abfall in Form von Fasern, Film oder Teilchen handelt.
209819/1083
SAD ORIGINAL
k. 1'r.uikfiiri/Mdin 6763
Bank: Dresdner Bank AG. Wiesbaden. Ko η to-Nr. 276 807
Die Rückgextfinnung von Polyesterabfall war bisher auf den chenischen
Abbau des Polymers oder sonstige teure chemische P.ückgewinnungsverfahren
beschränkt. Diese Verfahren waren so teuer und hatten so niedrige Ausbeuten, daß Polyesterabfall im allgemeinen
verworfen statt zur Wiederverwendung aufgearbeitet wurde. Polyamidabfall kann geschmolzen und zu Schnitzeln verforrnt werden, um sie mit frisch hergestellten Polymerschnitseln zu verschneiden.
Man kann aber auch Polyamidabfall inwirtschaftlicher
Weise depolymerisieren. Wenn jedoch Polyster oder Polyamid aus neu geformtem Polymer unmittelbar schmelzversponnen wird, so
ist das System geschlossen und es ist unmöglich, den Abfall mit dem ungebrauchten Polymer zu verschneiden.
Das Verfahren zum Schnitzeln des Abfalles und anschließende ,
Verdichtung des geschnitzelten Abfalles zu Granalien mit einer Zerkleinerungsvorrichtung ist in der USA-Patentschrift 3 389
von Merges beschrieben. Die dort beschriebene Anlage ist ähnlich der Anlage, wie sie bei der Erfindung in den ersten zwei Stufen
der Stufenkombination der Erfindung benutzt wird. Die genannte
Patentschrift erwähnt jedoch weder Polyester noch Polyamid und auch keine Verspinnung eines oder beider von diesen. Matrixfasern,
wie sie nach einer Ausführungsform der Erfindung hergestellt v/erden, sind aus der USA-Patentschrift 3 369057 von
Twilley und der USA-Patentschrift 3 382 305 von Ereen bekannt.
Es ist nun ein einzigartiges Verfahren zur Aμfarbeitung von
Polyesterabfall entwickelt worden, wodurch der Polyesterabfall
entweder allein oder gleichzeitig mit Polyamidabfall geschnitzelt wird. Der geschnitzelte Abfall wird dann mit entgegenge-
0 9 8 1 9 / i 0 8 3 tAD ORIGINAL
setzt zueinander arbeitenden Serkleinerungselementen, welche
die für die Bildung von Granalien erforderliche Reibungswärme und erforderlichen Druck liefern, zu Granalien verdichtet. Fenn
Polyesterabfall allein gebraucht wird, können die Granalien nach üblichen Schmelz spinnitiethoden zu Fäden versponnen werden. Überraschenderweise
hat sich gezeigt, daß Polyester und Polyamid, die auf diese Weise miteinander verschnitten und unter Bildung
von Granalien verarbeitet sind, versponnen werden können, um eine Sweistoff- öder Hatrixfaser nach Schmelzverspinnung der
Granalien zu erhalten. Bei den vorbekannten Methoden v/urde viel Ilühe darauf verwandt, um eine Matrixfaser aus Gemischen von ungebrauchtem
Polyester und ungebrauchtem Polyamid zu erzielen. Beispielsweise müssen nach der vorstehend genannten Patentschrift
von Twilley die Polyamid-Aminenden blockiert werden, um
eine Ester-Amidaustauschreaktion zu verhindern. Auch ist in der
USA-Patentschrift 3 378 055 von Robertson angegeben, daß man eine geringfügige Menge von Reaktionsprodukt aus dem Polyester
mit einem Polyamid in den Verschnitt einarbeiten muß, damit das physikalische Gemisch von Polyester und Polyamid brauchbare
Spinneigenschaften besitzt. Keine der in der Literatur als notwendig
angegebenen besonderen Bedingungen ist jedoch erforderlich, wenn ein Abfall oder Ausschuß von Polyester und Polyamid
entweder in der oben angegebenen T*Teise oder gemäß der folgenden
Ausführungsform verschnitten wird. Deshalb ist es in der Tat
überraschend,daß eine Zweistoff- oder Matrixfaser gebildet wird, wenn man Granalien verspinnt, sofern diese nach dem Verfahren
der Erfindung geformt worden sind. TTach einer anderen Ausfüh-
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rungsform kann der Polyamidabfall in Granalien umgewandelt werden,
und der Polyesterabfall kann unabhängig davon in Granalien übergeführt werden, worauf die beiden Granalienarten miteinander
vermischt und dann versponnen und zu Zweistoff- oder Matrixfasern
ausgezogen werden. Unter Zweistoff- oder Matrixfasern· ist
eine Faser aus Polyesterfibrilen, die in einer Polyamidmatrix
dispergiert sind, oder umgekehrt aus Polyamidfibrilen, die in
einer Matrix aus Polyester dispergiert sind, zu verstehen.
Die folgenden Beispiele benutzen sämtlich die Vorrichtung und
das Verfahren, die in der USA-Patentschrift 3 389 203 von Merges
beschrieben sind. Auf diese Patentschrift wird deshalb hier in ihrer Gesamtheit Bezug genommen. Das Wort "schmelzverformt" bedeutet
die Verarbeitung von Zweistoff- oder Matrixfasern aus
Polyester dispergiert in Polyamid durch Erhitzen unter Verschmelzung an jeder tfberschneidungsstelle der Pasern in dem gewebten
oder ungewebten Textilstoff.
Die nach dem Verfahren der Erfindung gebildeten Pasern können
zu kontinuierlichen Fäden und zwar entweder Einfachfäden oder
Mehrfachfäden verformt oder zu Stapelfasern zerhackt werden. Sowohl die kontinuierliche als auch die Stapelfaser können dann
für übliche Zwecke gebraucht werden, z.B. als Füllung oder als
gewebte, nicht gewebte und/oder verschmolzene Textilien. Diese
Textilstoffe dienen beispielsweise als Futter, als Stoff für
Sandsäcke, für die Bewehrung von Elastomeren und für viele andere in der Technik bekante Verwendungen.
Irgendein Verhältnis von Polyamid zu Polyester kann benutzt werden, um die Matrixfaser nach der Erfindung herzustellen. Vorzuas-
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— IT" —
weise benutzt man jedoch IO bis 75 % des Polyester- und PoIyamidgesamtgewichtes
aus Polyester und 90 bis 25 Gewichts-% Polyamid. Besonders zweckmäßig ist ein Verhältnis von 10 bis 65 Gewichts-%
Polyester und 90 bis 35 Gewichts-% Polyamid. Die Denier-Zahl kann im Bereich von 200 bis 900 je Faden für Einfäden und
von 1,1 bis 7 für feine Denierwerte und l,5™fbis 18 für Stapelfasern
liegen.
Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen als Beispiele
beschrieben.
Aus Ausschuß wurden Granalien oder Schnitzel nach der Methode erzeugt, die in der genannten Patentschrift von Merges beschrieben
ist und zwar in einer Höchstrate von 81,6 kg/h (180 Pfund/h).
Es bildeten sich granulierte Schnitzel von etwas geringerer Dichte, was mögliche kleine Hohlräume andeutet. Diese granulierten
Ausschußschnitzel wurden aus einem normalen 2 Zoll-Davis-Extruder ausgepreßt und ohne Schwierigkeiten aus einer üblichen
Spinnanlage versponnen. Alle Prozentangaben beziehen sich auf das kombinierte Gewicht aus Polyester und Polyamid. Nylon 6 ist
Polycaproamid.
Die erste Probe von Polyester-Nylon 6-Gemisch wurde hergestellt, indem man das Garn,so wie es in die Granuliermaschine eintrat,
vorvermischte. Ein Gemisch aus 56,8 % Polyäthylenterephthalat und 43,2 % Nylon 6-Schnitzel mit einer Strukturviskosität (I.V.)
von 1,02 wurde hergestellt. Diese Schnitzel wurden mit einer Geschwindigkeit von 20,4 kg/h (45 Pfund/h) unter Lieferung eines
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ungezogenen Fadens von 6210 Denier versponnen. Zugzwirnung wurde mit einem Zugverhältnis von 4,5 bei 256,6 m (842 Fuß) je Minute
durchgeführt, wobei man ein Garn mit 5,2 g Zähfestigkeit erhielt. Aus Tabelle I sind die anderen Garnkennwerte zu entnehmen.
Das Garn wurde zu einem Stoff verwebt,und Cchmelzverförmungsarbeit
wurde eingeleitet. Es war festzustellen, daß bei 1 Minute langer Temperatur von 260° C Schmelzformung erzeugt
werden konnte. Die Probe wurde mit dispersen Farbstoffen gefärbt, was eine Polyestermatrix anzeigt.
| Tabelle I | gesponnenes Garn | 1380 |
| 0,83 | 5,2" g/d | |
| Aus Ausschuß hergestelltes Polyester-Nylongemisch | 40 | 17,4 % |
| Ausschußschnitzelanalyse | 129 % | |
| I.V.1 1,02 | 1,104 kg/cm2 | |
| COOH2 39 mKq/kg | 62 % | |
| DÄG/ÄG3 0,058 | ||
| Apha-Farbe 54,5 | ||
| % PÄT5 56,8 | ||
| Physikalische Eigenschaften | ||
| Denier | ||
| Zähfestigkeit | ||
| Dehnung | ||
| Modul | ||
| Bruchfestigkeit |
(15,7 Pfund)
1J Strukturviskosität bestimmt wie in USA-Patentschrift
3 484 410, Spalte 9, Zeilen 11 bis 57. 2) Bestimmt wie in USA-Patentschrift 3 051 212, Spalte 2,
Zeile 9.
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) DiathylengIycol/ÄthylengIycol bestimmt durch Gaschromatographie.
*)■ Apha-Farbe Standard 500 Vergleich,
) Polyäthylenterephthalat bestimmt durch U.V.-Spektrophotametrie
in Schwefelsäurelösung ♦
Andere Mischungen wurden hergestellt, indem 100 % Nylon und getrennt 100 % Polyäthylenterephthalat granuliert wurden. Die granulierten
Ausschußschnitzel wurden dann zu Sollverhältnissen
in einem Trockner vermischt» Die Ergebnisse finden sich in der
folgenden Tabelle:
Aus Abfall hergestellte Polyester-Nylönmlschungen
Beispiel 2
Soll: PÄT+/Nylon 6 = 3O : 70
Tatsächliche Analyse: 28 %.Polyäthylenterephthalat
| 5,0 Zug verhältnis |
Denier | 787 | 877 | 4,0 Zug verhältnis |
4,5 Zug verhältnis |
083 |
| Z ähfestigkeit | 8, | 7, | 1095 | 931 | ||
| Dehnung | 11, | i, | 4,78 | 6,69 | ||
| Modul· | 111 | 86 20 |
17,4 | 12,5 | ||
| Beispiel 3 | 48 | 118 | ||||
| Soll: PÄT+/Nylon 6 = Tatsächliche Analye: |
,6 | |||||
| Denier | ,0 | : 40 %■Polyäthylenterephthalat |
||||
| Zähfestigkeit | ||||||
| Dehnung | g/d | |||||
| Modul | 60 56 |
|||||
| 19/1 | ||||||
| rl8 | ||||||
| O Q. | ||||||
| % 98 |
||||||
30 : 70 Polyester+/Nylon 6
809 8,34 9,2 83 0,36 941 7,28 11,03 75 0,45
) Polyäthylenterephthalat
85 % Abfall Nylon 6 und 15 % Abfall Polyäthylenterephthalat wurden in ein Granuliersystem wie in Beispiel 1 eingebracht und
lieferten ein Schnitzelgemisch oder eine Granalie von einer Dichte von 0,8 bis 0,15. Die Schnitzel wurden zu verschiedenen
Schnurprodukten versponnen und gezogen, die eine Zähfestigkeit
von 2,5 g/d bis 9,0 g/d und eine Dehnung von 9 bis 20 % hatten. Das Produkt wurde zu einem Wulstschutzstreifen für Gürtel verwebt.
70 % Abfall Nylon 6 und 30 % Abfall Polyäthylenterephthalat
wurden in ein GranuEersystem nach Beispiel 1 eingebracht und
man erhielt ein Schnit'zelgemisch mit einer Dichte von 0,8 bis
0,15. Die Schnitzel wurden zu verschiedenen Schnurprodukten
mit einer Zähigkeit von 2,5 bis 9,0 g/d und einer Dehnung von 9 bis 20 % versponnen und gezogen. Das Produkt wurde zu einem
Stoff von 20 Fäden je Zoll verwebt und 1 Minute lang bei 260° C schmelzverformt.
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Sr -.
35 % Abfall Nylon 6 und 65 % Abfall Polyäthvlenterephthalat
wurden in das Granuliersystera des Beispiels 1 eingebracht und
man erhielt ein Schnitzelgemisch mit einer Dichte von Of8 bis
0Λ15. Die Schnitzel wurden zu verschiedenen Schnurprodukten von
einer Denierzahl zwischen 400 D/F und 800 D/F mit einer Sähfestigkeit
von 4,0 g/d bis 10,0 g/d und einer Dehnung von 9 bis
20 % bei einem Modul von 50 bis 150 % versponnen und gestreckt.
Es wurde ein Gewebe für Reifenbewehrung hergestellt.
50 % Abfall Nylon und 50 % Abfall Polyethylenterephthalat wurden in das Granuliersystem des Beispiels 1 eingebracht und man
erhielt ein Schnitzelgemisch mit einer Dichte von 0,8 bis 0,15. Die Schnitzel wurden zu verschiedenen gekräuselten Werggarnen
mit 15 bis 15 GPI und einer Denierzahl je Faden von 1,5 bis 15 versponnen und gestreckt. Das Werg wurde auf Längen von 1 bis
8 Zoll zwecks Verwendung als Faserfüllung geschnitten.
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Claims (12)
1. Verfahren zur Aufarbeitung von Polyesterabfall, dadurch gekennzeichnet,
daß man nacheinander den Abfall zerkleinert, -z.B. zerfasert oder zerschnitzelt, darauf unter Reibungswärme und Druck
durch Anwendung entgegengesetzt zueinander arbeitender Zerkleinerung se lernen te zu Granalien verdichtet und die Granalien unter
Bildung von Fasern verspinnt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Polyamidabfall
zunächst zerkleinert und zu Granalien verdichtet, darauf
mit den Polyesterabfallgranalien nach deren Verdichtung,jedoch
vor ihrer Schmelzverspinnung vermischt wird und ein Gemisch von
Polyamid- und Polyestergranalien zu Zweistoffasern aus Polyesterfibrillen
schmelzversponnen wird, die in einer Polyamidmatrix dispergiert sind.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß.die Mischung
aus etwa 10 bis 75 % Polyester und entsprechend etwa 90
bis 25 % Polyamid besteht.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die- Mischung
aus etwa 10 bis 65 % Polyester und entsprechend etwav 90 bis 35 % Polyamid besteht.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß abfall mit dem Polyesterabfall während der Verdichtung
Einwirkung von Reibungswärme und Druck vermischt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung
etwa IO bis 75 % Polyester und entsprechend, etwa 90 bis
25 % Polyamid enthält.
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7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung etwa 10 bis 65 % Polyester und entsprechend 90 bis 35 %
Polyamid enthält.
8. Verfahren nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den Granalien schmelzversponnenen Fasern weiter gestreckt,
als nicht gewebter Stoff niedergelegt und zur Schmelzung der Fasern an ihren Kreuzungspunkten erhitzt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die aus den Granalien schmelzgesponnenen Fasern weiter gestreckt, verwebt und zur Verschmelzung ihrer Fasern an den Kreuzungspunkten
erhitzt v/erden.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus
den Granalien schmelzversponnenen Fasern als Werg weiter gestreckt
und zur Bildung von Stapelfasern zerhackt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyester
aus Polyäthylenterephthalat besteht.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Polyester aus Polyäthylenterephthalat und das Polyamid aus Polycaproamid besteht.
ORIGINAL INSPECTED 209819/1083
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| US8522870A | 1970-10-29 | 1970-10-29 |
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