DE2155656A1 - Verfahren zur Herstellung von Formgegenständen aus einem thermoplastischem Polymer - Google Patents

Description

plastischen Polymer

Priorität: 9.11.1970, 20.7.1971 und 20.7*1971

Die Erfindung besieht sich auf die Herstellung von Form&egenständen, die- aus einem thermoplastischen Polymer und einem Zusatzstoff oder aus einem modifizierten thermoplastischen Polymer bestehen, durch ein Schmelzextrusionsverfahren.

Gegenstand dor Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Formgegenständen, die aus einem thermoplastischen Polymer und einem Zusatzstoff oder aus einem modifizierten thermoplastischen Polymer beStShOn₁ bei welchem eine Beschickung aus Granalien

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eines thermoplastischen Polymers gemeinsam mit einer Beschickung aus Granalien eines Zusatzstoffs oder einer reaktionsfähigen Substanz in einer Schmelzvorrichtung aufgeschmolzen wird oder bei welchem eine Beschickung aus einem thermoplastischen Polymer im geschmolzenen Zustand mit einer Beschickung eines Zusatzstoffe oder einer reaktionsfähigen Substanz gemischt wird und das Gemisch kontinuierlich gegebenenfalls während einer ablaufenden Reaktion mit einer gemessenen Geschwindigkeit vorwärtsbewegt wird. Das Kennzeichen liegt darin, daß die Beschickung aus dem Zusatzstoff oder der reaktionsfähigen Substanz in Form diskreter Portionen mit vorbestimmtem Gewicht der Beschickung aus dem thermoplastischen Polymer mit einer Häufigkeit zugegeben wird, die mit der gemessenen Vorwärtsbewegungsgeschwindigkeit des thermoplastischen Polymere und des Zusatzstoffs oder des modifizierten Polymers in Beziehung steht, um die gewünschte Zusammensetzung für den Formgegenstand zu erzielen.

Die diskreten Portionen mit vorbestimmtem Gewicht können beispielsweise die Form von Tabletten aufweisen, welche durch ein übliches Tablettierungsverfahren hergestellt worden sind, da dieses ein zweckmäßiges Verfahren zur Sicherstellung einer gleichförmigen Größe und eines gleichförmigen Gewichts darstellt. Sie können auch die Form von Kapseln aus einer geeigneten Substanz aufweisen, wie s.B. aus dem gleichen Material wie das thermoplastische Polymer, wobei die Kapseln das vorbestimmte Gewicht des Zusatzstoffs oder der reaktionsfähigen Substanz in pulveriger oder in flüssiger Form enthalten.

Der Zusatzstoff kann irgendein Stoff sein, der üblicherweise als Beatandteil in einem thermoplastischen Polymer vorliegt, aus dem Formgegenstände hergestellt werden, wie z.B. Färbemittel, Stabilisatoren, Mattierungsmittel und optische Aufheller. Die reaktionsfähige Substanz kann beispielsweise ein Kettenverlänger'er sein. Ein Beispiel hierfür ist im Falle des

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Polymers Poly&exaaiethylenadipainid j Diphenyladipat ader Diphenylterephthalat* Ein weiteres Beispiel für eine reaktionsfähige Substanz im 3?alle des thermoplastischen Polymers Polyethylenterephthalat ist Bis(ß-hydro2Qväthyl>terephthalate welches eine "Verringerung des durchschnittlichen Molekulargewichts sur Folge hat. Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt. einen besonderen Nutzen im Falle eines Zusatzstoffs, der thermisch unstabil ist, da beim erfindungsgemäßen "Verfahren der Zusatzstoff nur eine minimale Zsit auf eine erhöhte Temperatur gehalten wird» Die Verwendung von Gemischen von Zusatzstoffen liegt ebenfalls im Bereich der 'Erfindung» Im Falle eines gefärbten Zusatzstoffs können beispielsweise gleichförmig gefärbte Gemische dadurch hergestellt werden9 daß man Granalien verwendet=; die ein Gemisch aus Färbemitteln enthalten, oder dadurch, daß man gleichzeitig Granalien aus mehr als einem Färbemittel zuführt. Weiterhin können teilweise gefärbte Gegenstände hergestellt werden« wenn eine Beschickung von Granalien aus einem Färbemittel periodisch unterbrochen und durch eine Beschickung aus Granalien aus einem anderen Färbemittel ersetzt wird.

Die Gräße der Granalien des Zusatzstoffs hängt vom. gewünschten Effekt und vom Grad der Rückmischung der Vorrichtung, in welcher das .' .Irischen stattfindet, ab. Wenn beispielsweise eine gleichförmige Zusammensetzung des Produkts erwünscht ist, dann ist der Zusatz von kleinen diskreten Portionen mit einer hohen Frequenz besser als der Zusatz von großen diskreten Portionen mit einer niedrigen Frequenz. Alle Granalien eines Färbemittels besitzen in zweckmäßiger Weise eine gleichförmige Größe« so daß ein konstanter zahlmäßiger Fluß pro Zeiteinheit das Gleiche ist wie ein konstanter gewichtsmäßiger Fluß pro Zeiteinheit. Wenn mehr als ein Färbemittel zugegeben wird, dann kann es zweckmäßig sein, daß sich die Granalien eines Färbemittels hinsichtlich der Große von den Granalien des .anderen Färbemittels oder eines anderen Färbemittels unterscheiden, so daß der Zusatz

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von Granalien mit verschiedenen Farben unter einer gleichen zahlmäßigen Geschwindigkeit ein ungleiches Gewichtsverhältnis ergibt, sofern dies erxtfünscht ist«,

In dem Fall, bei dem das thermoplastische Polymer in Form von Granalien in Mischung mit dem Zusatzstoff oder der reaktionsfähigen Substana geschmolzen wird* geschieht dies in zweckmäßiger Weise mit einem Schneckenextruder, wobei die Beschickung des Zusatzstoffs oder der reaktionsfähigen Substanz vorteilhafterweise stromaufwärts der Beschickung der Granalien aus th.ermoplatischem Polymer erfolgt_t so daß der Zusatzstoff oder die reaktionsfähige Substanz in eine ungefüllte Flucht der Extruderschneeke fällt, worauf dann erst eine Mischung mit den Granalien aus thermoplastischem Polymer erfolgt, wodurch sichergestellt wird» daß keine Absonderung des Zusatzstoffs erfolgt. Das Aufschmelzen der Granalien aus thermoplastischem Polymer gemeinsam mit dem Zusatzstoff oder der reaktionsfähigen Substanz kann beispielsweise auch an einem Schmelzgitter oder in einem Druckschmelzer erfolgen.

Das Mischen des Zusatzstoffs oder der reaktionsfähigen Substanz mit dem thermoplastischen Polymer sollte vorzugsweise mit einer Einrichtung erfolgen, die ein homogenes Gemisch ergibt, ob nun der Zusatzstoff oder die reaktionsfähige Substanz den Polymergranalien oder der Polymerschmelze zugesetzt werden»

In dem Fall_t bei dem der Zusatzstoff oder die reaktionsfähige Substanz dem geschmolzenen thermoplastischen Polymer zugegeben wird, kann das thermoplastische Poller im geschmolzenen Zustand direkt vom Reaktor zugeführt werden ,in dem das thermoplastische Polymer hergestellt wird« sofern die Herstellung desselben bei einer Temperatur über seinem Schmelzpunkt erfolgt« Jedoch kann thermoplastisches Polymer,, aas sich verfestigt hat oder das durch ein Festphasenverfahren hergesta.lt worden ist, ■vor dem Mischen mit dein Zusatzstoff oder der reaktionsfähigen

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Substanz geschmolzen werden. Dieses Schmelzen kann intermittierend erfolgen, wobei das gesclimolsene Polymer in einem Schmelaepool einverleibt wird, aus dem die Meßeinrichtung, welche die gemessene Fördergeschwindigkeit bewirkt, gespeist wird* In diesem Fall wird es bevorsugt-,. daß der Zusatzstoff oder die reaktionsfähige Substanz an einem Punkt hinterhalb des Schmelzepools und vor der Meßeinrichtung zugegeben wird. Das »Schmelzen kann auch kontinuierlich ausgeführt werden.,, in welchem Fall ein Schmelzepool vorhanden sein kann« aber nicht vorhanden, sein muß. Wenn ein Schmelzepool verwendet wird und wenn der Zusatzstoff oder die reaktionsfähige Substanz dem Schmelzapool zugesetzt wird, dann muß eine Einrichtung vorgesehen werden, die sicherstellt, daß die Quantität der Flüssigkeit im Schmelzepool sich nur in einem kleinen Prozentsatz des Tolumens des Schmelzepools ändert, da amsonsten eine Änderung des Gehalts an Zusatzstoff oder an reaktionsfähiger Substanz im Gemisch aus thermoplastischem Polymer und Zusatzstoff oder reaktiver Substanz hinterhalb der Meßeinrichtung auftritt_v die den Fluktuationen des Volumens im Schmelzepool entspricht. Die Zuführung der Granalien aus dem Zusatzstoff oder der reaktionsfähigen Substanz in den Strom aus geschmolzenem Polymer kann beispielsweise dadurch erreicht werden_s daß man einen (Trichter vorsieht, der an einem geeigneten Punkt in den Strom der Schmelze führt, und daß man die Granalien einzeln nach Bedarf in den Trichter fallen läßt, wobei der Zusatzstoff oder die reaktionsfähige Substanz in der thermoplastischen Polymerschmelze verteilt, geschmolzen und m5.t der Schmelze gemischt oder in der Schmelze gelost wird, je nach der Natur des Zusatzstoffs oder der reaktionsfähiger». Substanz» Das Mischen wird durch eine geeignete Rühr» oder eins andere ftlscheinrichtung erleichtert.

Das Abmessen des thermoplastischen Polymers plus Zusatzstoff oder des modifizierten thermoplastischen Polymers kann beispielsweise mit Hilfe einer Zahnradpumpe, welche das thermoplastische Polymer p3.us Zusatzstoff oder das modifiäierte

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thermoplastische Polymer aus der Mischvorrichtung aufnimmt, oder im lalle der Verwendung eines Schneckenextruder durch entsprechende Einstellung der Schneckengeschwindigkeit erfolgen. Beispiele für thermoplastische Polymere, die gemäß der Erfindung verwendet werden können_t sind Polyester_t wie z.B. Polyethylenterephthalat und Polyamide j wie z*B. Polyhexamethylenadipamid«

Beispiele für gemäß der Erfindung herstellbare Formgegenstände sind Fäden, Filme und Preßlinge.

Spezielle Ausführungsformen der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren 1 und 2 näher erläutert.

Figur 1 zeigt einen Schneckenextruder₅ der sich für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet.

Figur 2 zeigt einen Schnitt durch A-A von Figur 1.

Gemäß den Figuren 1 und 2 besitzt der Schneckenextruder einen Körper 1 und eine Schnecke 2. Ein Eintrittsrohr 3 erlaubt die Zuführung von Granalien 12 aus thermoplastischem Polymer zu einer tangentialen Zuführtasche 4 a Ein angewinkeltes Zuführrohr jund ein vertikales Zuführrohr 6 stehen jeweils mit dem Eintrittsrohr 3 in Verbindung. Ein Zusatzetoffbesohickungsrohr 7 steht mit einer gesonderten tangentialien Zuführtasche 8 in Verbindung, die von der tangentialien Zuführtasche 4 durch eine Abteilungsplatte 9 getrennt ist, welche dicht in den durch die Schnecke 2 bestrichenen Weg paßt, wobei sie von der Schnecke einen Abstand von ungefähr 1,6 ii aufweist« Ein Stöpsel 10 sorgt für eine Abdeckung des vertikalen Zuführrohrs 6 wenn es nicht benutzt wird.

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Beim Betrieb füllen die Granalien 12 aus thermoplastischem Polymer das angewinkelte Zuftihrrohr 5? das Eintrittsrohr 3 und die tangentiaie Zuführtasche 4. Pellets 11 werden mit der gewünschten Geschwindigkeit in das Zusatzstoffbeschickungsrohr ? eingeführt und verlaufen dann in die gesonderte tangentiaie Zuführtasche 8 und dann zum stromaufwärtigen Ende der Schnecke 2. Wenn ein Pellet 11 an der Schnecke 2 angelangt ist_s wird es in die tangentiaie Zuführtasche 4 vorwärtsbewegt, worin es mit thermoplastischen Polymergranalien 12 "bedeckt wird» so daß es leicht beim Schmelzen in das schmelzende thermoplastische Polymer eingearbeitet wird.

Die oben beschriebene Vorrichtung wurde in den folgenden Beispielen verwendet 9 welche die Einverleibung von bestimmten Zusatzstoffen in Polyalkylenterephthalat betreffen.

Beispiel 1

Eine Beschickung von Pellets mit einem Durchmesser von 7,94- mm wurde aus dem Farbstoff Colour Index Disperse Orange 30 unter Verwendung einer üblichen Tablettiermaschine hergestellt. Der Farbstoff war sehr farbkräftig, enthielt eine vernaohläesigbare Menge Verdünnungsmittel und besaß die Form von Teilchen, die durch ein Sieb der Maschenweite 0,82 mm hindurchgingen und durch ein Sieb der Haschenweite 0,19 mm zurückgehalten wurden. Für das Tablettierverfahren wurde auch 1% Magnesiumstearat als Gleitmittel eingearbeitet.

Das Schmelzspinnen wurde mit Polyäthylenterephthalat einer intrinsischen Viskosität von 0,675» gemessen in Orthochlorophenol bei einer Konzentration von 1 g/100 ml bei 25°C, durchgeführt. Das Polyäthylenterephthalat besaß die IOrm von Chips mit den Abmessungen. 3,97 x 3_?97 x 3*18 mm. Es wurde ein 50,8 mm Schneckenextruder mit einem 1/d-Verhältnis von 28:1 zum Schmelzen

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und Zuführen verwendet* Der Zylinder des Extruders und die Spinntemperatur wurden innerhalb eines Bereichs von 280-290⁰C gehalten. Das Spinnen der Fäden erfolgte aus einer Spinndüsenplatte mit 424- Lochern von jeweils 0,457 mm Durchmesser mit einem . Durchsatz von 21_$32 fcg/st. Die Fäden wurden auf Spulen mit einer Geschwindigkeit von 707* 13 m/min aufgewickelt«

Die Farbstoffpellets wurden dann auf die Oberfläche der Chips in der Extruderzuführtasche mit einer Geschwindigkeit von 14_f5 Je Minute aufgemessen» so daß eine mittlere Farbstoffkonzentration von Λ% erzielt wurde* Nachdem im gesponnenen Garn die Farbe auftrat, wurden 6 Garnspulen aufgewickelt, und zwar Jeweils während einer Aufwickelzeit von 10 min. Es wurde beobachtet, daß alle Spulen bei der Aufsicht auf das Ende der Spule Farbbänder zeigten. Zur Erzielung einer quantitativen Bestimmung der Veränderung des Farbstoffgehalts, wurden 6 Garnproben von einer solchen Spule in gleichmäßigen Abständen abgezogen, worauf dann der Farbstoff extrahiert wurde. Der 27est bestand bei einer jeden Probe darin, daß 0_t25 g Faser genommen und in 10 ml Orthoehlorophenol bei 100°C aufgelöst wurden. Dann wurde Chloroform zugegeben, bis 100 ml Lösung erhalten waren. Die Lösung wurde dann durch ein feines Filter in eine 1 cm-Stand&rdzelle filtriert. Die Intensität der Farbe wurde dann gegen eine Leerprobe von Orthochlorophenol/Chlorof ora bei einer Wellenlänge von 405 m/t gemessen. Durch Vergleich der Ergebnisse an einem Eichdiagramm für den Farbstoff wurden dit folgenden Zahlen mit einem Versuchsfehler von + 0,01%, entsprechend den 6 Proben des Garns, 1,09, 0,77, 0,43, 0,89, 0,97 und 1,08%.

Beispiel 2

Unter Verwendung identischer Bedingungen wie in Beispiel 1 wurden die Pellets durch das Zusatzstoffzuführrohr 7 mit der gleichen Geschwindigkeit von 14,5 je Minute eingeführt.

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Die Spulen des gesponnenen Garns wurden wieder vom Ende aus betrachtet. Die Farbe war zwar nicht vollständig gleichförmig, aber die Veränderung war nicht mehr so stark wie im Beispiel 1 · Der Farbstoffextraktionsversueh ergab die folgenden Resultate von 6 Garnproben, die wie in Beispiel 1 genommen und behandelt worden waren: 0,86, 0,95, 0,88, 0,89, 0,90 und 0,93%.

Beispiel,,^

Polyäthylenterephthalatchips, die in der üblichen Weise hergestellt worden waren und eine intrinsische Viskosität von 0,67 (gemessen bei 25⁰O als 1%ige Lösung in Orthochlorophenol) besaßen,wurden durch einen Schneckenextruder mit einer Ausstoßgeaehwindigkelt von 18,14 kg/st hindurchgeführt. Der Schneckenextruder war mit einem Xenics-Kischer ausgerüstet. Pellets aus Polyäthylenoxid -2OmJ die annähernd jeweils 0*25 g wogen und vorher bei 45^0 und 0,5 mm 12 st lang getrocknet worden waren, wurden unabhängig durch eine gesonderte Zuführtasche in den Extruder eingeführt, und zwar stromaufwärts zur PolymerchipsbeSchickung. Die Zuführgeschwindigkeit betrug 1,81 kg/st (120 Pellets/min). Die ZufUhrung der Pellets (die unter einer Stickstoffdecke trocken gehalten wurden) wurde mit Hilfe einer Pelletabgabeeinrichtung ausgeführt. Die Spinntemperatur des Gemische betrug 275°0, und das Polymergemisch wurde nach Durchgang durch den Kenics^Mischer durch eine Spinndüsenplatte mit 504 kreisförmigen Öffnungen von jeweils 0,457 mm Durchmesaer extrudiert. Um den Abfall der Schmelzviskosität zu berücksichtigen₉ der bei dem Polyäthylenter8phthalt/Polyäthylenoxid~20m-Gemisch im Vergleich zu Polyäthylenterephthalt alleine auftrat„ wurde ein gesonderter Sandpack verwendet., der einen größeren Anteil an feinem Sand enthielt» Der Druck im Pack und der Schneckendruck blieben bei 294 kg/cm² bsw. 28 kg/cm² gleich, und die

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erhaltene Faser wurde mit einer Geschwindigkeit von 506,15 m/min aufgewickelt und in Stapelfasern verarbeitet. Mikroskopische Prüfung der Faser zeigte, daß das Polyäthylenoxid-20m als fein verteilte Dispersion mit extrem regelmäßiger Verteilung vorlag.

Beispiel 4

Fein pulverisiertes Decabromodiphenyl und fein pulverisiertes Antimontrioxid wurden in einem Gewichtsverhältnis von 8:3 gemischt. Zu Jeweils 10 kg des obigen Gemische wurden 1 Gew.-%* d.h. 100 g, Magnesiumstearat sugegeben, welches als Gleitmittel wirkte. Das Gemisch wurde 1/2 st lang gerommelt und dann in einem Heißluftofen 3 st lang bei 90-100°0 getrocknet. Zu diesem gerommelten Gemisch wurde in einem geeigneten Behälter eine Lösung von 50 g Paraffinwachs in 800 ml Irichloroäthylen ( 5 Gew.-% ), welche vorher auf 90-100⁰C vorerwärmt worden war, zugegeben. Das Gemisch wurde gut gerührt, auf Bleche ausgebreitet und getrocknet (um das Lösungsmittel zu entfernen). Fach dem Trocknen wurden die Klumpen gesiebt. Granalien, die durch ein Sieb der Maschenweite 1,0 mm hindurchgingen aber durch ein Sieb der Maschenweite 0,28 mm zurückgehalten wurden, wurden in eine Pelletherstellungsmasehine (Manesty Drikota) eingeführt, um Pellete mit einem Durchmesser von 4,76 mm und einen annähernden Gewicht von 112 mg herzustellen.

Polyäthylenterephthalat mit einer intrinsischen Viskosität von 0,675 (gemessen als 1 g/100 ml-Lösung in Orthochlorophenol bei 25⁰C) wurde aus Dimethylterephthalt und Athylenglycol hergestellt. Für die Esteraustauschreaktion wurde Kalziumacetat (600 ppm) verwendet. Für die Polykondensation wurde phosphorige Säure (500 ppm) und Antimontrioxid (600 ppm) verwendet. Bei dar Polykondensation wurde . Tibanlioxidnratfcierungamittel in

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einer solchen Menge sugegebeiii daß ein Sndgehalt im fertigen Polyester von 0*56% erreicht wurde« Bie Polykondensation, wurde so lange a.urchge£ülirt, bis die gewünschte Viskosität erreicht war«

Einverleibung eines fl^ai^Leinmenden Zusatzes ia Polyethylenterephthalat

Getrocknete Pellets des flammhemmendem Zusatzes, der wie oben hergestellt worden war$ wurden in die Zusatzstoffsuführtasohe, die am Schneckenextruder angebracht war, mit einer Geschwindigkeit ■von 29 Je Minute eingeführt. In die Hauptsuführtasche wurden getrocknete Polyäthylenterephtlmlatchips (3*97 χ 3,97 χ 3,18 mm) eingeführt ₅ die wie oben hergestellt worden waren, und awar mit einem Sesamtdurchsata von 3 »65 kg/ßt_t was 5 1/2% Gesamt zusatz zum Polyester bedeutet«,

Bie Spinntemperatur *rarde auf 280-290⁰G gehalten. Die gesponnene Faser wurde aufgespult und anschließend verstreckt, wobei ein 30-fädiges Garn mit einem Gesamttiter von 150 den und mit den folgenden Eigenschaften erhalten wurde;

Reißfestigkeit 3,5 g/den (vorstreckteα Garn)

Reißdebming 18%

Modul ungefähr 75

Viskositätsverhältnis 1*60 (gesponnenes Garn)

Sie verwendete Yorrichtung ist in Figur 3 gezeigt. Figur 3 zeigt 3inen vertikales. Schnitt durch einen Schneckeadruckschmelzer. Polymercliipe weiden dureh ein Zuführrohr 21 angeführt und mit Hilfe einer Suithrsclmeck· 22 auf da» Schmelzgitter 23 geführt. Bas geaehiBoizene Polymer fließt in den Schiael*«p©ol 24, der durch einen Sclneui'elruli^er 25 gerührt wird. Eine Flügelradpuape

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wirkt als "Vorpumpe für die Zuführ^iinradpumpe 27» die ihrerseits die Spinndüsenplatte beschickt. Ein Eintritt 28 gestattet die Zuführung von Pellets aus einem Zusatzstoff oder aus einer reaktionsfähigen Substanz zum Polymerschmelzepool 24· Das Mischen wird durch eine bestimmte Rückführung durch öffnungen 29 erleichtert. Ein Inertgasstrom in der Nachbarschaft des Eintritts 28 stellt eine säuerstpffr©ie Atmosphäre über dem Schmelzepool sicher.

Beispiel

Polyhexamethylenadipamidchips mit einer relativen Viskosität von 40 wurden in das Zuführrohr 21 eingeführt und durch die Schnecke dem Schmelzgitter 23 zügeleitet_? das auf eine Temperatur von 290°C gehalten wurde* Eine konstante Menge Polymerschmelze wurde im Schmelzpool 24 mit Hilfe einer Pegölsteuareinrichtung aufrechterhalten, die aus einer Sonde für die Abtastung des Polymerpegels im Pool und aus einer Rückführeinrichtung bestand, wodurch die Zuführung durch die Schnecke unterbrochen wurde _s wenn die Schmelze einen bestimmten Pegel erreichte« Das Volumen des Polymers im Schmelzepool wurde auf 1400 ml gehalten.

Pellets aus einem Farbstoff, nämlich Colour Index Solvent Red 52 wurden aus dem reinen Farbstoff hergestellt. Sie besaßen einen Durchmesser von 5 mm und wogen 0,048 g. Die Pellets wurden durch dan Eintritt 28 mit einer Geschwindigkeit von einem Pellet für jeweils 9»6 sek in den Schmelzepool 24 eingemessen.

Der Rührer 25 wurde mit 86 Umdrehungen/min in Drehung versetzt. Die Polymerschmelze betrat die Pumpe 26 mit einer Geschwindigkeit von 420 g/min. Von dieser Menge wurden 325 g/min durch die öffnungen 29 iäurückgeleitet. Der Vorwärtsfluß aus der Pumpe 26 (97 g/min Polymer plus Zusatz) wurde durch zwei Spinndüsenplatten extrudiert* von denen Jede 40 Extrusionslöcher aufwies_T wobei vier Fadenlinien erzielt wurden,, die mit einer Geschwindigkeit ron 1000 m/min unter Bildimg eines

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Garns von 233 Decitex aufgespult wurden. Das gesponnene Garn wurde mit einem Verstreckverhältnis von 5 «22 bei einer Geschwindigkeit von 1030 m/jnin verstreckt» wobei einpflaumenfarbiges Garn mit 20 Fäden und 78 Decitex erhalten wurde, daa eine Zwirnung von 6,4 Drehungen/n: aufwies. Das vorstreckte Garn besaß eine Reißfestigkeit von 4 »5 g/Deciteac und ©ine Reißdehnung von 32$·

Ein 152,4 mm breites Gestrick wurde von einer jedea--νοη'.'β Spulen des verstreckten Garns auf einer Strickmaschine, die mit einem einzelnen Garn arbeitet, gestrickt. Das Garn für #edes Gestrick wurde durch ein Instrument laufen gelassen, welches Veränderungen in den Lichtreflektionseigenschaften des Garns messen konnte· Das Instrument enthielt eine Lichtquelle und einen Schlitz.von 1,59 B"⁵ Breite, der so angeordnet war, daß 1*59 made* Game zu jeder Zeit dem Licht ausgesetzt waren. Bin Fotovervielfacher nahm vom Garn reflektiertes Licht auf» Bin Schreiber wurde verwendet, um die Veränderungen in der Lichtintensität, di@ vom Fotovervielfacher aufgenommen wurde, aufzuzeichnen, Das Gära wurde mit einer Spannung von 1/4 g/den durch das Instrumtnt sit einer Geschwindigkeit von 127,0 am/saiß hindurehlaufen gelassen. Der Registrierstreifen des Schr»ib$?s lief mit 152,4 am/min. Auf dies« Weise wurden Kurven von einer $edea der 8 Gsmprob tn erhalten. Die durchschnittliche Reflektion «in«? ^«d»n Prob· wurde graphisch gemessen, und die sittleren dur^heehslttlichen Heflektionsweicte für die θ Proben wurden &u@ den so erhaltenen werten errechnet. Die Veränderungen der Beflektioatwtrte o*i den einseinen Proben vom mittleren durchschnittliehen Eeflektionewert wurden als Prozentsatz des Mittelwerts ausgedrüekt. Die durchsohnlttliche Veränderung des leflektlonewerts für die einseinen Proben betrug + 2% des mittleren durchschnittlichen Reflektionswerts für die 8 Proben, was eine gleichförmige Verteilung des Farbstoffs im Polymer beweist.

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Beispiel β

Beispiel 5 wurde wiederholt, mit dem Unterschied, daß das PoIyäthylenterephthalat durch Polyhexamethylenadipamid ersetzt wurde und daß das verwendete Verstreckverhältnis 3*0 betrug« Es wurde wiederum ein pTlaumenfarbiges verstrecktes Garn erhalten« dessen - Reißfestigkeit 3,4 g/Decitex betrug. Die Farbe war gleichmäßig.

Beispiel 7

Beispiel 5 wurde wiederholt, mit dem Unterschied, daS anstelle von Colour Index Solvent Red 52 der 1t2-Ohrommischkomplexfarbstoff von 1-Tolyl~3-methyl-4-(2^l-hydroxy-3^t'"S'ulfo-'5*-chlorophenylasso)-5-pyrazolon und 1-(p-Acryloylamin^henyl)»3-methyl-4-(2ⁱ-hydroxy-5'-chlorophenylaao)-5-pyragolon verwendet wurde« Es wurde ein rotes Garn erhalten« dessen Reißfestigkeit nach dem Verstrecken 4,2 g/Decitex, dessen Beißdehnung 3Ί% und dessen durchschnittliehe Veränderung des Reflektionswertee (gemäß obiger Definition) + 5% betrug.

Beispiel 8

Beispiel 5 wurde wiederholt, mit dem Unterschied, daß der verwendete Farbstoff Colour Index Disperse Orange II anstelle Ton Colour Index Solvent Red 52 war. Es wurde ein orangefarbene· Garn erhalten, das nach der Verstreckung eine Reißfestigkeit von 4,2 g/Decitox und eine Reißdehnung von 30% aufwies.Die Farbe war gleichförmig.

Beispiel 9

Beispiel 5 wurde wiederholt, mit dem Unterschied, daß anstelle von Colour Index Solvent Red 52 der Farbstoff Colour Index Solvent Yellow 33 verwendet wurde. D&o verstreckte Garn war gelb

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und besaß eine Reißfestigkeit von 4»4 g/Decitex, eine Beißdehnung von 2790 und eine durchschnittliche Veränderung des Heflektionswertes von + 2%.

Beispiel Io

Dieses Beispiel beschreibt die Einverleibung eines flammhemmenden Zusatzes. Beispiel 5 wurde wiederholt, mit dem Unterschied, daß als Zusatz ein flamnäiemmendes Mittel, nämlich 2,7~Dibromofluoren-9,9-dipropionsäure, ebenfalls in Form von Pellets wie in Beispiel 5 beschrieben verwendet wurde und daß die Pellets mit einer Geschwindigkeit von einem Pellet für jeweils 0,29 sek !zugesetzt wurden· Das verstreckte Garn besaß eine Heißfestigkeit von 3,0 g/Decitex. Das flammhemmende Kittel war gleichförmig im Polymer verteilt.

Beispiel 1.1

Dieses Beispiel beschreibt den Zusatz einer reaktionsfähigen Substanz zur Polymerschmelse. Beispiel 5 wurde wiederholt, aber mit dem Unterschied, daß das Polyhexamethylenadipamid eine relative Viskosität von 4? aufwies und daß anstelle dee Farbstoffs ein Eettenverlängerungsaittel, nämlich Diphenyladipat, zug«setzt wurde, das ebenfalls die Form von Peileta aufwies, welche einen Durchmesser von 5 saa und" ein Gewicht von 0,10 g bee&ßen. Die Pellets wurden durch den Eintritt 23 in den Schmelzepool 24 mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit von 21 Pellets/min eingeführt.

Die Polymerschmelze wurde aus dem Scbmelzepool durch die Pumpe* mit einer Geschwindigkeit von 45 kg/st abgepumpt, wobei die Rückführungsgeschwircligkeit 29 kg/et betrug. Das Polymer wurde nach der Umsetzung mit dem reaktionsfähigen"Stoff durch zwei

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Spinndüsenplatten extrudiert und mit einer Geschwindigkeit von 292 m/min in Form von zwei Fadenlinien aufgespult, wobei ^ede aus 140 Fäden bestand und einen gesponnenen Titer von 4-700 den aufwies. Das gesponnene Garn besaß eine realtive Viskosität von 68 und wurde mit einem Verstreckverhältnis von 5,31 veratreckt, um ein Garn mit einem Titer von 940 den, einer Reißfestigkeit von 8,2 g/Decitex und einer Reißdehnung von 12,4-96 herzustellen.

Beispiel 12

Beispiel 11 wurde wiederholt, aber mit dem Unterschied, daß anstelle von Diphenyladipat Diphenylterephthalfc verwendet wurde, welches ebenfalls die Form von Pellets aufwies, wie sie in Beispiel 11 beschrieben sind, und welche «it der gleichen Geschwindigkeit wi· in jenem Beispiel zugeführt wurde. Das gesponnene Garn besaß eine relative Viskosität von 70. Nach dem Verstrecken betrug die Reißfestigkeit 8,1 g/Decitex.

Beispiel 1:3. .. .

Beispiel 5 wurde wiederholt, wobei anstelle von Colour Index Solvent Red 52 der 1:2-Chroakomplex von 4-(5-Chloro-2-hydroxypkenylazo)-i-phenyl-3-methyl-5-pyrÄaolon (al« Hatriuaeals) verwendet wurde. Es wurde ein rotes Gern mit einer Reißfestigkeit nach der Verstreckung von 4,5 g/Decitex und einer von 26,5$ erhalten.

Beispiel 14

In diesem Beispiel bestand die zur Einverleibung des Färbematerials in die Polymerschiaelze verwendete Vorrichtung aus einer Schneckendruckschmelzeinheit gemäß Figur 4, in welcher

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sich eine Schnecke 41 in solcher Weise dreht, daß die in das Zuführrohr 42 eingeführten und auf Grund der Schwerkraft in die Kammer 43 fallenden Polymerchips nach unten auf eine Silberplatte 44 bewegt werden. Das Färbematerial wurde durch das Zusatzbeschickungsrohr 45 zugeführt, und das geschmolzene Polymer sowie das Färbematerial gingen durch eine Mischvorrichtung 46 solcher Art hindurch, wie sie in Figur 1 der britischen Patentschrift 1 122 493 gezeigt ist» Fon da aus ging die Schmelze zu einer üblichen Schmalaspinnsinrichtung, die eine Meßpumpe und einen Spinnpack umfaßte. Polyäthylenterephthalat mit einer intrinsischen Viskosität von O₅,4? und in Form von rechten Parallelepipeden mit den. Abmessungen 3*97 x 3 »97 x 3_t18 mm wurde in das Zuführrohr 42 für Chips eingeführt, und der Azofarbstoff Colour Index Disperse Orange 30 wurde in Form von Pellets mit einem annähernden

und einem Gewicht yon 0.25 K Durchmesser von 7794 mm| eingeführt »13p Besaß eine Reinheit von 95-98% und wurde mit einer Geschwindigkeit von 72 Pellets/min auf die Oberfläche der Polyätfeylenterephthalatohips durch das Zusatzstoffzuführrohr 45 geleitet. Das Polyäthylenterephthalat und der Farbstoff wurden an der Silberplatte 44 geschmolzen und gingen dureh die Mischvorrichtung 46 mit einer Geschwindigkeit von 54,53 kg/st Poljäthylenterephthalt plus Färbematerial hindurch. Sie wurden dann zu Spinndüsenplatten geleitet, um ein Garn mit 1008 Fäden und insgesamt 11460 Deoitex herzustellen. Das so hergestelie Garn wurde mit einem Verstreckverhältnis von 3*48:1 verstreckt, wobei ein Garn mit einer intrinsischen Viskosität von 0,44 erzielt wurde. Die Farbstoffechtheitseigenschaften waren für die meisten üblichen Textilanwendungea ausreichend. Die Farbverteilung war gleichförmig.

Beispiel 14 wurde mit den folgenden Unterschieden wiederholt. Anstelle des Farbstoffs Colour Index Disperse Orange 30 wurde der Farbstoff Colour Indes Disperse Red 72 verwendet. Die

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Polyäthyleribe Schickung besaß eine intrinsische Viskosität von 0,67· Die Azofarbstoffpellets wurden mit einer Geschwindigkeit von 30 Pellets/min zugeführt. Das erhaltene verstreckte Garn besaß eine intrinsische Viskosität von 0,581. Die Farbstoffechtheitseigenschaften waren für die meisten Textilanwendungen ausreichend. Die Farbe war gleichförmig.

Beispiel 16

Beispiel 14 wurde mit den folgenden Unterschieden wiederholt» Anstelle des Farbstoffe Colour Index Disperse Orange 30 wurde dar Farbstoff Colour Index Disperse Kavy 79 verwendet. Die Asofarbstoffpellets "besaßen einen Durchmesser von 4,8 mm und ein Gewicht von 0„05 g. Die Zuführgeschwindigkeit der Pellets betrug 90 Pellets/min. Das erhaltene verstreckte Garn besaß eine intrinsische Viskosität von 0,4-6. Die Farbstoffechtheitseigenschaften waren für die meisten Textilanwendungen ausreichend. Die Farbe war gleichförmig.

Beispiel 17

Die in diesem Beispiel verwendete Vorrichtung war die gleiche wie in Beispiel 14. Polyethylenterephthalat mit einer intrinsischen Viskosität von O₈ 67 und in Form von Chips mit der Form von rechten Parallelepipeden der Abmessungen 3997 x 3i97 χ 3»18 mm wurden in das Zuführrohr 42 eingeführt, und Pellets mit einem Durchmesser von annähernd 4,76 mm und einem Gewicht von 0_$05 g wurden in das Zuführrohr 45 mit einer Geschwindigkeit von 18 Pellets/min auf die Oberfläche der Polyäthylenterephthalatchips geführt. Die letzteren Pellets bestanden zu 95-98% aus reinem Farbstoff mit den folgenden Anteilen: Colour Index Disperse Orange 30 in einer Menge von 51 Gewichtsteilenj Colour Index Disperse Red ?2 in einer Menge

-je '

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von 20 Gewicht steilen und Colour Index Disperse Blue 79 in einer Menge von 29 Gewicht steilen. Das Polyäthylenterephthalat und die FarbstoffpelletB wurden an der Silberplatte 44 geschmolzen und gingen durch die Mischvorrichtung 46 mit einer Geschwindigkeit von 54,43 kg/st Polyäthylenterephthalat plus Färbematerial hindurch. Sie wurden zu Spinndüsenplatten geführt, wo ein Garn mit 1008 Fäden und insgesamt 11460 Decitex hergestellt wurde. Das auf diese Weise hergestellte Garn wurde mit einem Verstreckverhältnis von 3*78*1 verstreckt, wobei ein Garn mit einer intrinsischen Viskosität von 0,61 erhalten wurde. Die Farbstoffechtheitseigenschaften waren für alle Haupttextilanwendungen ausreichend. Die Farbe war gleichförmig.

Beispiel 18

Die in diesem Beispiel verwendete Vorrichtung war die gleiche wie in Beispiel 14« In diesem Beispiel bestand der Zusatz aus einem reaktionsfähigen Stoff, nämlich Bis (ß-hydroxyäthyl )terephthalat _$ das mit dem Polyäthylenterephthalat reagierte, um Polyäthylenterephthalat mit einem niedrigeren Molekulargewicht herzustellen. Polyäthylenterephthalt mit einer intrinsischen Viskosität von 0-_s67 in Form der Chip's_s deren Abmessungen in Beispiel 14 beschrieben sinds wurde in das Zuführrohr 42 eingeführt« und Bie (ß-hydroxyäthyl) terephthalat wurde in Form von Pellets mit einem annähernden Durchmesser von 4 _s76 mm und einem Gewicht von 0_s06-g mit einer Geschwindigkeit von 75 Pellets/min auf die Oberfläche der Polyäthylenterephthalatchips durch das Zuführrohr 45 zugeleitet. Das Polyäthylenterephthalat und das 3is(ß-hydroxyäthyl)terephthalst wurden an der Silberplatte 44 geschmolzen und gingen, während sie reagierten, durch die Mischvorrichtung 46 mit einer Geschwindigkeit von 54,43 kg/st hindurch. Die Schmelze wurde srn Spinndüsenplatten geführt,

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wo ein Garn mit 1008 Fäden und 9150 Decitex hergestellt wurde. Das auf diese Meise gesponnene Garn wurde mit einem Verstreckverhältnis von 3»58:1 verstreckt, wobei ein Garn mit einer intrinsischen Viskosität von O$531 erhalten wurde.

Ein unter den gleichen Bedingungen hergestelltes Garn, wobei
aber keine reaktionsfähige Substanz zugesetzt wurde, besaß
eine intrineisch« Viskosität von 0,6$.

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Claims (1)

1. - 21 Patentansprüche

   1.) Verfahren zur Herstellung von Formgegenständen» die aua lern thermoplastischen Polymer und einem Zusatz ist off öde? aus einem modifizierten thermoplastischen Polymer bestehen« bei welchem eine Beschickung aus Granalien eines thermoplastischen Polymers gemeinsam mit einer Beschickung aus Granalien einte Zusatzstoffs oder einer reaktionsfähigen Substanz in einer Schmelzvorrichtimg aufgeschmolzen wird oder bei welchem eine Beschickung aus einem thermoplastischen Polymer im geschmolzenen Zustand mit einer Beschickung eines Zusatzstoffs od.er einer reaktionsfähigen Substanz gemischt wird und das Gemisch kontinuierlich gegebenenfalls während einer ablaufenden Reaktion mit einer gemessenen Geschwindigkeit vorwärtsbewegt wird, dadurch gekennzeichnet., daB die Beschickung aus dem Zusatzstoff oder der reaktionsfähigen Substanz in Form diskreter Portionen mit vorbestimmtem Gewicht der Beschickung aus dtm thermoplastischen Polymer mit einer Häufigkeit zugegeben wird, die mit der gemessenen Vorwärtsbewegungsgeschwindigkeit dee thermoplastischen Polymers und des Zusatzstoffs oder des modifizierten Polymers in Beziehung steht, um die gewünschte Zuzusammensetzung für den Formgegenstand zu erzielen»

   2, Verfahrei·, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet* daß die diskreten Portionen mit vorbestimmtem Gewicht die Form von iabletten oder die Form von Kapseln, welche einen pulverisierten oder flüssigen Zusatzstoff oder eine reaktionsfähige Substanz enthalten _% aufweis-en.

   3> Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Schmelzen nnä. Machen mit Hilfe eines Schnecken- ■

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   4. Verfahren nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des Zusatzstoffs oder der reaktionsfähigen Substanz stromaufwärts der Zuführung der Granalien aus thermoplastisch·» Polymer erfolgt, so daß der Zusatzstoff oder die reaktionsfähige Substanz in eine ungefüllte Flucht der Extruderscimecka fällt, worauf dann die thermoplastischen Granalien folgen·

   5* Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des Zusatzstoffe oder der reaktionsfähigen k Substanz zum thermoplastischen Polymer erfolgt, während letzteres geschmolzen ist.

   6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet₉ daß die Granalien des Zusatzstoffes oder der reaktionsfähigen Substanz mit den Granalien dee thermoplastischen

   I >lymers vor dem Schmelzen gemischt werden.

   7* Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff aus einem Färbematerial besteht.

   8. . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Polymer ein Polyester ist.

   9« Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7* dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Polymer ein Polyamid ist»

   10. Verfahren nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyester aus Polyethylenterephthalat besteht.

   II ο Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß das Polyamid aus Polyhexamethylenadipamid besteht.

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