DE2205370A1 - Herstellung von elastischen Fasern von hoher Zähigkeit aus Buten-1-homopolymeren und -copolymeren - Google Patents
Herstellung von elastischen Fasern von hoher Zähigkeit aus Buten-1-homopolymeren und -copolymerenInfo
- Publication number
- DE2205370A1 DE2205370A1 DE19722205370 DE2205370A DE2205370A1 DE 2205370 A1 DE2205370 A1 DE 2205370A1 DE 19722205370 DE19722205370 DE 19722205370 DE 2205370 A DE2205370 A DE 2205370A DE 2205370 A1 DE2205370 A1 DE 2205370A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- fibers
- butene
- polymer
- crystallinity
- fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/28—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D01F6/30—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds comprising olefins as the major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/18—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons having four or more carbon atoms
- C08L23/20—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons having four or more carbon atoms having four to nine carbon atoms
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/02—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D01F6/04—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from polyolefins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2203/00—Applications
- C08L2203/12—Applications used for fibers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Description
DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN 2.205370
DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT
TELEFON: 555476 8000 MO N CHEN 15,
TELEGRAMME·. KARPATENT NUSSBAUMSTRASSE 10
4. Februar 1972 U. 40997=72 - Ko/Ne
Mobil Oil Corporation New York, N.Y. (V.St.A.)
Herstellung von elastischen Fasern von hoher Zähigkeit aus Buten-1-homopolymeren und -copolymeren
Die Erfindung befasst sich mit einem Verfahren zur Herstellung von elastischen Fasern oder Fasern von
hoher Zähigkeit aus Polybuten-1 oder Copolymeren von Buten-1 mit Äthylen oder Propylen.
Erfindungsgemäss werden die Fasern mit Eigenschaften
der hohen Elastizität oder hohen Zähigkeit durch Strecken aus der Schmelze von Polybuten-1 oder einem
Copolymeren von Buten-1 mit bis zu 20 Mol% Propylen oder
Äthylen und Überführung der gestreckten Faser in die kristalline D'orm I im Fall von elastischen Fasern überführt.
Das AuGmass der Elastizität oder Zähigkeit hängt von dem Streckverhältnis und der Kristallinitat des
verwendeten Polymeren ab und im Fall von Fasern von
209834/1098
hoher Zähigkeit von der Schmelztemperatur am Düsenmundstück.
Verfahren zur Herstellung von elastischen Fasern aus Polyprop3'len erfordern üblicherweise eine Heizbehandlung
(Anlasstufe), bisweilen mit einem zusätzlichen Abstrecken in der Kälte oder Anwendung eines Polymeren, das ein
Azido-Vernetzungsmittel enthält. Beispielsweise beschreibt
die US-Patentschrift 3 256 258 ein Verfahren zum Spinnen
von Polypropylenfasern und ihrer Wärmebehandlung bei
Temperaturen von 105 bis 160° C1 während die US-Patentschrift
3 323 190 ein Verfahren angibt, bei dem Polypropylen
teilweise aus der Schmelze gestreckt, abgekühlt, bei 135 bis 150 C wärmebehandelt wird und anschliessend
weiterhin 40 bis 80 % gestreckt wird. Ein Verfahren zum Schmelzspinnen von Polypropylen unter Ausstreckung in
Fasern und anschliessender Behandlung der Fasern mit einer Wärmebehandlung unter Nicht-Streckungsbedingungen bei
Temperaturen oberhalb 85° C, jedoch unterhalb dem Schmelzpunkt des Polymeren ist in der US-Patentschrift 3 33O 897
angegeben. In der US-Patentschrift 3 4-32 590 ist ein
Verfahren zur Herstellung von elastischen Polypropylenfasern angegeben, wobei Schmelzspinnen, Strecken, Kaltstrecken,
Wärmebehandlung und schliesslich weitere Kaltstreckung umfasst wird. In der US-Patentschrift 3 361 859
ist ein Verfahren zum Spinnen und Strecken von Polypropylen und anschliessender Kühlung der Fasern in einem
Gasmedium bei einer mit dem Abstand von dem Spinnkopf a abnehmenden Temperatur entsprechend einer Zeit-Temperatur-Formel
angegeben. In der US-Patentschrift 3 377 415
ist ein Verfahren zum Spinnen und Wärmebehandlung von Polypropylen beschrieben, wobei ein Azido-Vernetzungsmittel
vor dem Spinnen zugefügt wird. Die US-Patentschrift 3 382 3O6 beschreibt die Ausbildung eines elastischen PoIy-
209834/1098
propylen-Filmes, wobei der Film extrudiert und gestreckt,
abgeschreckt und wärmebehandelt wird. In der US-Patentschrift 3 485 906 ist ein Verfahren ähnlich der US-Patentschrift
J 377 415 angegeben, bei dem ein Azido-Vernetzungsniittel
zu dem Polypropylen vor der Faserbildung zugefügt v/ird.
In Sen'i To Kogyo, 2(7),. 516 bis 523 (1969) ist ein
Zusamiaenfassungsartikel über Polyolefin-Fasern auf Grund
einer Abhandlung von Oya und Kitao angegeben. Obwohl von
diesen Autoren die durch Spinnstreckung hergestellten Polybuten.-1-Fasern relativ kurz diskutiert werden, wird
dort weder die Bedeutung noch der Einfluss der Beziehung der Polymer-Kristallinität, der Schmelztemperatur und
des Ausstreckverhältnisses erkannt oder angegeben, um elastische Fasern oder Fasern von hoher Zähigkeit zu. einhalten.
Es wurde nun gefunden, dass der Schmelzindex des Polymeren, die beim Verfahren eingesetzte Schmelztemperatur
und das Ausstreckverhältnis insgesamt in Beziehung stehen müssen, um Fasern von zufiäedenstellender Qualität
herzustellen. Hinsichtlich elastischer Fasern ist es wesentlich, diese von der Form II in die Form I zu überführen,
um eine gute Elastizität zu erhalten. Die Umwandlung in die Form I mit hoher Zähigkeit der Fasern erfolgt
auch, findet jedoch normalerweise weit leichter statt,
so dass üblicherweise keine speziellen Vorsichtsmassnahmen
erforderlich sind.
Geiaäss der Erfindung wird hingegen das Polymere auf
Buten-Basis aus der Düse bei einer Schmelz temp ex*atur von 120 bis 270° C gestreckt und mit einem Abziehverhältnis
von 10 bis 300 abgezogen. Die Faser wird von der Form II
zur Form I' entweder unmittelbar im Fall von Fasern von hoher Zähigkeit oder im Verlauf eines Zeitraumes im Fall
209834/10-98
von elastischen Fasern überführt.
Das Buten-Polymere wird bei einer Schmelztemperatur von 120 bis 270° C gesponnen, jedoch engere Bereiche, wie
sie nachfolgend angegeben sind, werden angewandt, um Pasern von hoher Zähigkeit mit besonders guten Eigenschaften
herzustellen. Das Polymere hat eine Kristallini tat von 30 bis 65 % und kann, wie nachfolgend angegeben,
ein Homopolymeres oder ein Copolymeres sein. Es hat einen Schmelzindex -bis zu 20, üblicherweise von 0,4 bis 20.
Gemäss weiteren Gesichtspunkten der Erfindung ergeben
sich auch bestimmte elastische Fasern und Fasern von hoher Zähigkeit mit unerwartet neuen Eigenschaften.
Die elastischen Fasern haben einen F.-Q-Vert (Kristallit-Orientierungsindex
entlang der kristallinen HO-Achse) von 0,5 bis 0,965· Diese Polymeren können unter Anwendung
von Ausziehverhältnissen von 10 bis 50 hergestellt werden.
Die Fasern von hoher Zähigkeit haben eine Zähigkeit von 0,5 bis 0,965 g/denier. Sie werden unter Anwendung der
nachfolgend angegebenen Bedingungen hergestellt.
An Hand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend im einzelnen beschrieben, worin
Fig. 1 eine die Beziehung zwischen dem Ausziehverhältnis
und der Bruchdehnung angebende Kurve für elastische Fasern, welche aus einem Polybuten mit einer
Kristallini tat von 53*5 °/° gebildet wurden,
Fig. 2 eine die Beziehung zwischen der Kristallinitat
von Polybuten-1 und der Bruchdehnung angebende Kurve,
Fig. 3 eine die Beziehung zwischen dem Spannungs-Beanspruchungsausmass
und der Erholung einer aus einem Polybuten-1 mit 53»5 % Kristallinitat hergestellten Faser,
Fig. 4- eine ähnliche Spannungs-Beanspruchungsbeziehung
einer aus Polybuten-1 mit einer Kristallinitat
von 61 % hergestellten Faser,
209834/1098
Eig. 5 eine die kurzzeitige Verfestigung und die
prozentuelle Dehnung für Fasern, die aus Polybuten mit verschiedenen Kristallinitäten hergestellt wurden, darstellende
Kurve,
Fig. 6 eine die Beziehung zwischen dem Ausziehverhältnis von Polybutenen von hoher Kristallinität
und mittlere Kristallinität und dem Kristallit-Orientierungsindex
darstellende Kurve,
Fig. 7 Kurven, die die Beziehung zwischen der Zugfestigkeit
und der Zähigkeit und dem Ausziehverhältnis und dem Schmelzindex (H.I.) von Polybutenen, die hei
einer Schmelztemperatur von 190° C gestreckt wurden und
Fig. 8 Kurven, die die Beziehung zwischen der Zugfestigkeit und Zähigkeit und dem Ausziehverhältnis und
der Schmelztemperatur eines Polybuten-1 mit einem Schmelzindex
von 0,4-zeigen.
Die zur Herstellung der Fasern verwendeten Polymeren werden nachfolgend als Polymere auf Buten-1 Basis bezeichnet.
Der Ausdruck "Polymere auf Buten-1 Basis" bezeichnet praktisches Polybuten-1, taktische wahllose
Copolymere aus Buten-1 und bis zu 20 Mol% Äthylen und
taktische wahllose Copolymere aus Buten-1 und bis zu 20 Mol% Propylen. Diese Polymeren und Copolymeren werden
unter Anwendung von üblichen Ziegler-Natta-Polymerisationsverfahren
hergestellt. Ein besonders wertvolles Verfahren wird unter Anwendung der Lösungspolymerisation
entsprechend der US-Patentschrift 3 362 94-0 ausgeführt.
Die Fasern werden leicht durch Extrudieren der Polymeren aus Buten-1 Basis durch ein kleines Düserimundstück
und Ausziehen des Extrudates, während es sich noch ira. geschmolzenen Zustand befindet, gebildet.
209834/1093
Elastische Fasern
Nachdem die Faser gebildet ist und zum festen Zustand
abgekühlt ist, liegt sie bei der Herstellung von elastischen Fasern im Kristallinitätszustand der Form II vor.
Sie muss dann in den kristallinen Zustand der Form I zur Bildung von elastischen Fasern überführt werden. Die
Umwandlung von der Form II zur Form I wird bei Raumtemperatur (25 t>is 30 C) ausgeführt und findet üblicherweise
zwischen einigen Tagen bis hinaus zu etwa 10 Tagen statt. Falls die Umwandlung bei Temperaturen unterhalb 2J?° C oder
oberhalb 30° C stattfindet, ist die Umwandlung weit langsamer. Deshalb ist ein Anlassen der Fasern bei erhöhten
Temperaturen für das Verfahren schädlich. Die Umwandlung von der Form II zur-Form 1 kann in einem Zeitraum von etwa
5 Minuten ausgeführt werden, falls die Fasern Drücken in der Gegend von etwa 2100 kg/cm" (30 000 p.s.i.) ausgesetzt
werden. Falls das Ausziehen zur Bildung der Fasern unter Anwendung eines Copolymeren aus Buten-1 und 5 his 9
Mol% Propylen ausgeführt wird, wie in der US-Patentschrift 3 464 962 angegeben, ist die Umwandlung von der Form II
zur Form I äusserst rasch. Tatsächlich ist die Umwandlung so rasch, dass die kristalline Form II tatsächlich in
der frisch-gebildeten Faser nicht feststellbar ist.
Das Ausmass der Elastizität kann innerhalb eines weiten Bereiches in Abhängigkeit von dem angewandten Ausstreckverhältnis
und der Kristallinitat des Polymeren variieren. In Fig. 1 ist eine Kurve gezeigt, die die
Beziehung zwischen dem Ausziehverhältnis und der Dehnung zum Bruch der aus Polybuten-1 mit 53 j 5 % Kristallinität
gebildeten Fasern, bezogen auf eine Eeihe von Versuchen bei unterschiedlichen Ausziehverhältnissen, zeigt. Falls
das Ausziehverhältnis erhöht wird, nimmt die Dehnung ab, d. h. die Fasern werden weniger elastisch und zeigen eine
grössere Neigung zur Zähigkeit. Es scheint ein Minimum
209834/1098
der Dehnung von 15 "bis 20 % aufzutreten, selbst wenn das
Ausziehverhältnis weit oberhalb 50 gesteigert wird. Im
allgemeinen werden elastische Fasern unter Anwendung eines Ausziehverhältnisses zwischen 10 und 50 hergestellt. Andererseits
werden Fasern von hoher Zähigkeit erhalten, wenn Ausziehverhältnisse zwischen 10 und JOO, wie nachfolgend
angegeben, unter Steuerung der anderen Variablen angewandt werden.
Die Eigenschaften der fertigen Pasern sind auch von der Kristallinitat des verwendeten Polymeren abhängig. Dies
zeigt sich aus Fig. 2, die eine Kurve darstellt, die die Beziehung zwischen der Kristallinitat und der prozentuellen
Bruchdehnung von Fasern angibt, welche aus Polybuten-1-Polymeren
mit unterschiedlichen Ausmassen der Kristallinität unter Anwendung eines Ausziehverhältnisses von etwa
13 erhalten wurden. Es ergibt sich, dass, wenn die Kristallini tat abnimmt, die Dehnung zunimmt. Dies scheint anzuzeigen,
dass, falls eine hochelastische Faser gewünscht wird, sie günstigerweise aus einem Polymeren auf der Basis
von Polybuten-1 mit relativ niedriger Kristallinitat
hergestellt werden kann. Zu Vergleichszwecken wurde eine Faser aus Polypropylen durch Extrudieren und Strecken des
geschmolzenen Polymeren zu einem Ausziehverhältnis von 12, wie in der US-Patentschrift 3 323 190 angegeben, hergestellt.
Die Fasern wurden nach dem Ausstrecken während 10 Minuten bei 140° G wärmebehandelt und dann 100 %
kaltgestreckt. Die Fasern wurden 65 % gedehnt und der
Entspannung überlassen. Die Fasern erholten sich auf 84- % ihrer ursprünglichen Länge. Die Spannungs-Beanspruchungsdehnung
und die Erholung der Polypropylenfasern zeigt an, dass das Ausmass der Verfestigung weit höher (etwa
16 %) für Polypropylenfasern ist als für Polybuten-1-Fasern.
Ein übliches Verfahren zur Bestimmung der Elastizi-
209834/1098
tat der Fasern beruht auf der sogenannten Spannungs-Beanspruchungs-Beziehung.
Dies ist in den Fig. 3 und 4
gezeigt.
In Fig. 3 ist die Spannungs-Beanspruchungs-Beziehung
einer bei einem Ausziehverhältnis von 10, einer Schmelztemperatur von 190° C unter Anwendung eines Polybuten-1
mit einer Kristallinitat von 53»5 % hergestellten Faser
gezeigt. Die Werte der in Fig. 3 gezeigten Kurve wurden
durch Streckung der Faser bis zu einer Stelle unterhalb ihres Bruchpunktes erhalten, während der Betrag der Spannung,
um ein bestimmtes Ausmass der Beanspruchung zu erhalten, d. h. die prozentuelle Streckung oder Dehnung,
notiert wurde. Die Kurve A zeigt diese Beziehung bei der Streckung der Polybuten-Faser und die Kurve B zeigt die
Beziehung, wenn die Spannung entfernt wird und die Faser der Entspannung überlassen wird. Es ist ersichtlich,
dass die Erholung der Faser nach der Beanspruchung ziemlich hoch ist. Tatsächlich hat sich innerhalb von 24- Stunden
die Faser auf ihre ursprüngliche Länge entspannt. Die in Fig. 3 gezeigten Bestimmungen erfolgten 2 Minuten
nach der Entspannung der Faser.
Die Fig. 4- zeigt die Beanspruchungs-Spannungs-Beziehung
einer aus Polybuten-1 mit einer Kristallinitat
von 61 % unter Anwendung eines Ausziehverhältnisses von bei einer Schmelztemperatur von 190° C hergestellten Faser.
Die Kurve C zeigt die Beziehung bei Anwendung der Spannung und die Kurve D zeigt die Beziehung nach der
Freigabe. Es ist ersichtlich, dass der Betrag der Erholung nach 2 Minuten sehr hoch war. Es ist gleichfalls
bemerkenswert, dass beim Vergleich der Fig. 3 und M- die
aus einem höher kristallinen Polybuten hergestellte Faser in einem geringeren Ausmass gestreckt werden konnte
als eine aus einem weniger kristallinen Polybuten herge-
209834/1098
stellte Faser, obwohl die Erholung grosser war.
Die Erholung oder "kurzeitige" Verfestigung der
elastisch erfindungsgeraäss hergestellten Fasern wurde bei unterschiedlichen Beträgen der Streckung bestimmt.
Die Eigenschaft der Verfestigung ist die Fähigkeit der Fasern, zu ihrer ursprünglichen Länge zurückzukehren,
wenn sie an eine einzelne oder wiederholte Spannungs-Beanspruchung ausgesetzt wird. Im vorliegenden Fall wurde
die Verfestigung bestimmt, nachdem die Streckungskraft 2 Minuten freigegeben war. Es wurde festgestellt, dass
durch Erhöhung der Kristallinität der Faser der Betrag der kurzzeitigen Verfestigung für Dehnungen bis zu 50 %
abnimmt. In Fig. 5 sind Kurven gezeigt, die die Beziehung
zwischen der kurzzeitigen Verfestigung und der prozentuellen Dehnung der Fasern darstellen, die bei AusziehVerhältnissen
von 10, einer Schmelztemperatur von 190° C und mit Polybutenen von unterschiedlichen Kristallinitäten
erhalten wurden. Die Kurve E wurde unter Anwendung eines Polybutens mit einer Kristallinität von 33 % erhalten.
Die Kurve F wurde aus einem Polybuten mit einer Kristallinität von 5315 % erhalten und die Kurve G wurde unter
Anwendung eines Polybutens mit einer Kristallinität von 61 % erhalten. Wie sich aus Fig. 5 ergibt, zeigen die aus
Polybutenen mit niedrigerer Kristallinität hergestellten Fasern eine Neigung zu grösseren kurzzeitigen Verfestigungen.
Die kurzzeitige Verfestigung dieser Fasern ist jedoch nicht permanent und innerhalb 16 bis 24- Stunden
erholen sie sich vollständig auf ihre ursprüngliche Länge.
Eine Reihe von Fasern wurde unter Anwendung von Polybuten-1-Homopolymeren mit unterschiedlichen Ausmassen
der Kristallinität und unter Anwendung verschiedener Ausziehverhältnisse hergestellt. Streckung, Erholung und
Zugfestigkeitswerte für die aus diesen Polymeren hergestellten Fasern ergeben sich aus Tabelle I.
209834/1098
Tabelle I
Poly-(buten-1 )-homopolymere
Auszieh- Streck- Augenblick- Spannungs- Modul (atü(psi))
verhält- dehnung, liehe Erho- bruchfestig- anfänglich 20fa I)ehnis
% lung, keit nung
% atü (psi)
15/1 117 98,0 940 2300 246
(13 400) (32 800) (35OO)
15/1 95 98,0 1002 23OO 246
(14 3OO) (32 800) (35OO)
15/1 90 98,0 1070 23OO 211
(15 200) (32 800) (3OOO)
20/1 62 96,0 1440 2920 825
(20 400) (41 500) (11 600)
23/1 55 97,0 365 N 3220 589
(51 900) (45 900) (8400)
44/1 25 98,0 401
(57 000)
In gleicher Weise wurden Fasern aus einem Copolymeren aus 92 Mol% Buten~1 und 8 Mol% Äthylen, wobei das Copolymere
eine Kristallinitat von etwa 39 % besass, bei verschiedenen
Ausziehverhältnissen hergestellt. Die erhaltenen Werte für diese Fasern sind in der Tabelle II angegeben:
209834/1099
96,2 | 830 (11 800) |
96,0 | 1770 (25 400) |
95,0 | 3940 (56 000) |
94,0 | 6960 |
Buten-1-copolymeres aus 8 Mo1% Äthylen und 92 Mo1%
Buten-1
Auszieh- Streckdehnung, Augenblickliche Zugbruchfestig-Verhältnis
% Erholung, keit,
% atü (psi)
6/1 150 10/1 71 15/1 78
28/1 36 . .
(99 000)
Zähigkeit
Es wurde gefunden, dass entsprechend den Arbeitsweisen innerhalb der Grenzen der Erfindung eine Beziehung
zwischen dem kristallinen Orientierungsindex und dem Ausziehverhältnis besteht, das unabhängig von der Kristallinität
zu sein scheint. Die Kurve in Fig. 6 wurde aus den Azimut-Strahlen der (HO)-Beflektion der Form 1-Modifikation
von Polybuten-1 für Fasern, gestreckt gemäss
der Erfindung erhalten. Auf der Kurve der Fig. 6 ist der Wert F110 gegen die Quadratwurzel des Ausziehverhältnisses
aufgetragen. Bei dieser Arbeit stellt ein Teil der Kurve zwischen A und B den Bereich für elastische Fasern
dar. Der Teil der Kurve von B bis C stellt den Bereich für Fasern von hoher Zähigkeit dar.
Es gibt zwei Haupt faktor en ausser dem Ausziehverhältnit (DDH), welches die Zähigkeit von Polymerfasern auf
209834/1098
Polybuten-Basis beeinflusst. Diese sind der Schmelzindex
(I'll) des Polymeren und die Schmelztemperatur in der Düse.
Es ist für die Fachleute bekannt, dass das Ausziehverhältnis das Verhältnis zwischen dem Durchmesser des Düsenmundstückes
zu ,dem Durchmesser der schliesslich erhaltenen Faser darstellt. Zugfestigkeit und Zähigkeit stehen durch
die folgende Formel in Beziehung:
Zugfestigkeit (psi = 12 800 χ Zähigkeit, x
Gewicht)
/Zugfestigkeit, kg·cm = 900 χ Zähigkeit, g/denier χ
spezifisches Gewich£7·
In Fig. 7 ist die Zähigkeit (Zugfestigkeit) von PoIybuten-Fasern
gezeigt, die mit erhöhtem Schmelzindex zunimmt, wenn oberhalb einer Schmelztemperatur von 190° C
gestreckt wird. Im allgemeinen werden die Fasern von höchster Zähigkeit mit einem Material des niedrigsten
Schmelzindexes bei einer gegebenen Schmelztemperatur und
einem maximalen Ausziehverhältnis erhalten. Beispielsweise haben Fasern mit einem Schmelzindex von 0,4 und Fasern mit
einem Schmelzindex von 5> jeweils gestreckt in einem
Verhältnis von 140 und bei einer Schmelztemperatur von
190° C, Zähigkeiten von 14 g /denier und 4 g/denier.
Die Erhöhung der Temperatur beeinflusst die Zähigkeit der Polybuten-Fasern in gleicher Weise, wie dies beim
Schmelzindex der Fall ist. Fig. 8 zeigt, dass die Zähigkeit eines Pölybuten-Faser mit einem Schmelzindex von
0,4 abnimmt, wenn die Schmelztemperatur zunimmt. Für Jede Isotherme nimmt die Zähigkeit linear bei erhöhtem Ausziehverhältnis
zu und erreicht dann eine obere Grenze. Diese Grenze nimmt mit erhöhter Schmelztemperatur ab.
209834/1098
Polymerfasern auf Buten-Basis mit Zähigkeiten grosser
als 4 g/denier können lediglich innerhalb bestimmter Bereiche von Schmelzindex und Schmelztemperatur hergestellt
werden. Diese Bereiche sind in der folgenden Tabelle angegeben.
Bedingungen für PB-1-Fasern mit Zähigkeiten oberhalb
4 g/denier.
Schmelzindex | Schmelztemperaturbereich, oc |
Minimalverhält nis des Aus streckens |
20 | 122 - 180 | 170 |
15 | 122 - 185 | 165 |
10 | 122 - 190 | 155 |
5 | 122 - 210 | 150 |
3,6 | 122 - 220 | 50 |
1,0 | 122 - 273 | 20 |
0,4 und | 122 - 273 | 14 |
weniger
Die zwischenliegenden Werte lassen sich durch Interpolierung finden.
Es ergibt sich aus der vorstehenden Beschreibung, dass I'asern mit einem grossen Bereich von Elastizität und Zähigkeitseigenschaften
nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt v/erden können. Somit können Kristallinitat
und Ausziehverhältnisse so gewählt werden, dass die gewünschte Eigenschaft in Abhängigkeit von dem beabsichtigten
Endgebrauch erhalten wird. Falls Dimenioiisstabilität das Hauptanfordernis darstellt, beispielsweise im IPaIl
von Kleidungsstücken oder Schneiderkleidung, müssen die verfügbaren Streckniveaus 20 bis 30 % betragen. Falls andererseits
Komfort das Haupterfordernis darstellt, wie im Fall von Sportkleidung, sollte das Streckniveau etwa 25
209834/1098
"bis 40 % betragen. Unter Spannung stehende Hosen mit Fussstegen
erfordern mehr verfügbarer Tuchspannung als andere Aussenkleidung. Das Streckniveau für derartige Hosen sollte
etwa 40 bis 50 % betragen.
Die nach dem erfinduiigsgemässen Verfahren hergestellten
Fasern können auch zur Herstellung von Tauen verwendet werden. Falls hohe Festigkeit verwendet wird, sollten
die Taue aus Fasern von hoher Zähigkeit gefertigt sein. Falls andererseits ein Tau gewünscht wird, das einen bestimmten
Betrag von "Spiel" besitzt, wie im Fall von Sicherheitsleitungen
und Tausträngen, ist Elastizität ein günstigerer Faktor auf Kosten einer geringeren Zähigkeit.
209834/1098
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung von Fasern aus einer Schmelze eines Polymeren auf Buten-Basis durch Spinnen
des Polymeren aus einer Düse und Strecken der extrudierten Fasern, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymere auf
Buten-Basis eine Kristallinitat von 3O bis 65 und einen
Schmelzindex bis zu 20 besitzt, die Schmelztemperatur von 120 bis 2700 C und ein Ausziehverhältnis von 10 bis 300
angewandt wird, so dass die gesponnenen Fasern von der Form II in die Form I überführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schmelzindex des Polymeren von 0,4- bis 20 angewandt
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausziehverhältnis von 10 bis 50 angewandt
wird und die Fasern von der Form II in die Form I bei Raumtemperatur überführt werden.
4-. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beziehung zwischen Schmelzindex,
Schmelztemperatur und minimalem Ausziehverhältnis in folgender Weise angewandt wird:
209834/1098
5- Verfahren nach Anspruch 1 "bis 4- , dadurch gekennzeichnet,
dass als Polymeres ein Copolymeres aus 92 Mol%
Buten-1 und 8 MoI^ Äthylen verwendet wird.
6. Elastische Faser eines Polymeren auf Buten-Basis,
dadurch gekennzeichnet, dass der Wert Fn der Faser in der
ν I IU
Form I zwischen 0,5 und 0,S^65 liegt.
7. Faser von hoher Zähigkeit aus einem Polymeren
auf Buten-Basis, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähigkeit zwischen 4- g/denier und 15 g/denier liegt.
209834/1098
Leerseite
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US11299071A | 1971-02-05 | 1971-02-05 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2205370A1 true DE2205370A1 (de) | 1972-08-17 |
DE2205370B2 DE2205370B2 (de) | 1980-03-13 |
Family
ID=22346963
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2205370A Withdrawn DE2205370B2 (de) | 1971-02-05 | 1972-02-04 | Verfahren zur Herstellung von Fasern aus Buten-1-homopolymeren oder -copolymeren mit Äthylen oder Propylen |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3686385A (de) |
BE (1) | BE778764A (de) |
CA (2) | CA1005611A (de) |
DE (1) | DE2205370B2 (de) |
FR (1) | FR2124454B1 (de) |
GB (1) | GB1332611A (de) |
IT (1) | IT947303B (de) |
NL (1) | NL169906C (de) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5188885A (en) * | 1989-09-08 | 1993-02-23 | Kimberly-Clark Corporation | Nonwoven fabric laminates |
US8003725B2 (en) | 2002-08-12 | 2011-08-23 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Plasticized hetero-phase polyolefin blends |
US7622523B2 (en) | 2002-08-12 | 2009-11-24 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Plasticized polyolefin compositions |
US7271209B2 (en) | 2002-08-12 | 2007-09-18 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Fibers and nonwovens from plasticized polyolefin compositions |
US7998579B2 (en) | 2002-08-12 | 2011-08-16 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Polypropylene based fibers and nonwovens |
US7652092B2 (en) * | 2002-08-12 | 2010-01-26 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Articles from plasticized thermoplastic polyolefin compositions |
CA2492839C (en) | 2002-08-12 | 2011-02-01 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Plasticized polyolefin compositions |
US7531594B2 (en) | 2002-08-12 | 2009-05-12 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Articles from plasticized polyolefin compositions |
US7652094B2 (en) | 2002-08-12 | 2010-01-26 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Plasticized polyolefin compositions |
US8192813B2 (en) * | 2003-08-12 | 2012-06-05 | Exxonmobil Chemical Patents, Inc. | Crosslinked polyethylene articles and processes to produce same |
US20050106982A1 (en) * | 2003-11-17 | 2005-05-19 | 3M Innovative Properties Company | Nonwoven elastic fibrous webs and methods for making them |
US8389615B2 (en) | 2004-12-17 | 2013-03-05 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Elastomeric compositions comprising vinylaromatic block copolymer, polypropylene, plastomer, and low molecular weight polyolefin |
ATE555166T1 (de) | 2005-07-15 | 2012-05-15 | Exxonmobil Chem Patents Inc | Elastomere zusammensetzungen |
JP5600119B2 (ja) | 2008-12-30 | 2014-10-01 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 弾性不織布繊維ウェブ並びに作製及び使用方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1184914A (fr) * | 1956-10-26 | 1959-07-28 | Montedison Spa | Perfectionnements aux matières filamenteuses |
GB882178A (en) * | 1957-06-10 | 1961-11-15 | Union Carbide Corp | Melt spinning of polyolefines |
US3048467A (en) * | 1957-06-10 | 1962-08-07 | Union Carbide Corp | Textile fibers of polyolefins |
US3330897A (en) * | 1961-02-07 | 1967-07-11 | Chemcell 1963 Ltd | Production of fibers of improved elastic recovery |
US3426754A (en) * | 1964-06-12 | 1969-02-11 | Celanese Corp | Breathable medical dressing |
US3558764A (en) * | 1966-09-06 | 1971-01-26 | Celanese Corp | Process for preparing microporous film |
US3498042A (en) * | 1966-11-02 | 1970-03-03 | Celanese Corp | Staple blend of 3-methylbutene-1 copolymer and cellulosic fibers |
US3544662A (en) * | 1966-11-02 | 1970-12-01 | Celanese Corp | High-melting polymer compositions comprising a 3-methyl-1-butene polymer and another polyolefin |
US3549743A (en) * | 1967-05-15 | 1970-12-22 | Chemcell Ltd | Multistage drawing technique |
-
1971
- 1971-02-05 US US112990A patent/US3686385A/en not_active Expired - Lifetime
-
1972
- 1972-01-27 GB GB387072A patent/GB1332611A/en not_active Expired
- 1972-01-28 CA CA133,373A patent/CA1005611A/en not_active Expired
- 1972-01-31 BE BE778764A patent/BE778764A/xx not_active IP Right Cessation
- 1972-02-03 FR FR7203675A patent/FR2124454B1/fr not_active Expired
- 1972-02-04 NL NLAANVRAGE7201525,A patent/NL169906C/xx not_active IP Right Cessation
- 1972-02-04 IT IT20225/72A patent/IT947303B/it active
- 1972-02-04 DE DE2205370A patent/DE2205370B2/de not_active Withdrawn
-
1976
- 1976-02-13 CA CA245,705A patent/CA1006321A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL169906B (nl) | 1982-04-01 |
CA1005611A (en) | 1977-02-22 |
FR2124454A1 (de) | 1972-09-22 |
FR2124454B1 (de) | 1975-10-24 |
NL169906C (nl) | 1982-09-01 |
NL7201525A (de) | 1972-08-08 |
GB1332611A (en) | 1973-10-03 |
US3686385A (en) | 1972-08-22 |
BE778764A (fr) | 1972-07-31 |
CA1006321A (en) | 1977-03-08 |
IT947303B (it) | 1973-05-21 |
DE2205370B2 (de) | 1980-03-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE60011308T2 (de) | Seil enthaltend hochfeste Polyethylenfasern | |
DE3315360C2 (de) | Schmelzklebende Fasern aus Polyethylen und deren Verwendung in Verbundfasern | |
DE2205370A1 (de) | Herstellung von elastischen Fasern von hoher Zähigkeit aus Buten-1-homopolymeren und -copolymeren | |
DE1569351B2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Mischung eines Äthylen Propylen Copoly mensates und eines linearen Polyäthylens | |
DE2931439C2 (de) | ||
DE2430772C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines orientierten Polymerisats | |
DE1494738B1 (de) | Faeden und Fasern aus einem Gemisch von Polyvinylchlorid und chloriertem Polyvinylchlorid sowie Verfahren zu deren Herstellung | |
DE2202502A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung elastischer Fasern aus Propylenpolymerisaten | |
DE2161182B2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines orientierten Acrylnitrilpolymeren | |
DE69904361T3 (de) | Hochorientierte polyolefinfaser | |
DE3535368C2 (de) | Polyacrylnitrilfaser mit hoher Festigkeit und hohem Elastizitätsmodul | |
DE2053471A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoff Fasern | |
DE1435335A1 (de) | Synthetische Vinylfasen hoher Schrumpfung mit ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE2313205C3 (de) | Schwer entflammbare Fasern und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE2336424C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Acrylfasern | |
AT265503B (de) | Verfahren zur Herstellung von Einzelfäden, Fäden, Fasern u.ähnl. Erzeugnissen aus synthetischem Material | |
AT236028B (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Textilfasern aus kristallinen Polyolefinen | |
DE1259501B (de) | Verfahren zur Herstellung von Faeden und Fasern aus thermisch abgebauten hochmolekularen isotaktischen Polyolefinen | |
DE3225779C2 (de) | ||
DE928544C (de) | Verfahren zur Herstellung von Faeden, Haaren, Borsten u. dgl. aus Polyvinylchlorid | |
DE1494738C (de) | Fäden und Fasern aus einem Gemisch von Polyvinylchlorid und chloriertem Polyvinylchlorid sowie Verfahren zu deren Herstellung | |
DE2706032A1 (de) | Verfahren zur herstellung hydrophiler acrylfasern | |
AT221217B (de) | Verfahren zur Herstellung von Fasern aus acetonlöslichen Copolymeren von Acrylonitril und Vinylidenchlorid | |
DE2203486A1 (de) | Schlagfeste Polyaethylenterephthalatfasern und Verfahren zu deren Herstellung | |
AT218667B (de) | Herstellung von Fasern und Fäden |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OD | Request for examination | ||
8228 | New agent |
Free format text: KOHLER, M., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN |
|
8230 | Patent withdrawn |