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 -copolymeren

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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
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Description

TATEMT/NWJFLTE
DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN 2.205370
DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT
MDNCHEN HAMBURG
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
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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-
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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
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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,
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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.
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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
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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-
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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-
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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.
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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:
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Tabelle II
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)
Fasern von Elastizität gegenüber Fasern von hoher
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.
Fasern von hoher Zähigkeit
Es gibt zwei Haupt faktor en ausser dem Ausziehverhältnit (DDH), welches die Zähigkeit von Polymerfasern auf
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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.
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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
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"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.
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Claims (7)

P at ent an sp rü ch e
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:
Schmelzindex Schmelztemperatur,0C Minimales Aus ziehverhältnis 20 122 - 180 170 15 122 - 185 165 10 122 - 190 155 5 122 - 210 150 3,6 122 - 220 50 1,0 122 - 270 20 bis zu 0,4- 122 - 270 14-
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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.
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Leerseite
DE2205370A 1971-02-05 1972-02-04 Verfahren zur Herstellung von Fasern aus Buten-1-homopolymeren oder -copolymeren mit Äthylen oder Propylen Withdrawn DE2205370B2 (de)

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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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IT947303B (it) 1973-05-21
DE2205370B2 (de) 1980-03-13

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