DE2328917A1

DE2328917A1 - Verfahren zum spinnen von kompositionsfaeden

Info

Publication number: DE2328917A1
Application number: DE2328917A
Authority: DE
Inventors: Yutaka Hirano; Tadayuki Yamane
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 1972-06-06
Filing date: 1973-06-06
Publication date: 1973-12-20
Also published as: GB1419870A; JPS4913428A; US3900549A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spinnen von Kompositionsfäden, die aus einem Polyäthylen und einem Polyester aufgebaut sind,und befasst sich insbesondere mit einem Verfahren zur Herstellung von Ivompositionsfäden aus einem Polyäthylen und einem Polyester durch Hochgeschwindigkeit sspinnung.

Es ist bekannt, dass ein Polyolefin und ein Polyester, welche unverträglich miteinander sind, im geschmolzenen Mischzustand gesponnen werden können. Begreiflicherweise kann auf Grund der Tatsache, dass Polyolefine und Polyester in ihren physikalischen oder chemischen Eigenschaften unterschiedlich sind, ihre Hischverspinnung nicht stabil ausgeführt werden, wobei es besonders schwierig ist, die Spinnung mit hohen Geschwindigkeiten durchzuführen.

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Im Hinblick auf einen Weg zur Mischspinnung der Polyolefine und Polyester in stabiler Weise wurden nun ausgedehnte Untersuchungen im Hinblick auf die Mischspinnung von verschiedenen Polyolefinen und Polyestern unternommen und dabei die vorliegende Erfindung erreicht.

Gemäss der Erfindung ergibt sich ein Verfahren zur Spinnung von Kompositionsfäden, die aus einem Polyäthylen und einem Polyester aufgebaut sind, das dadurch gekennzeichnet ist, dass in folgender Weise gearbeitet wird: Ein Polyäthylen mit einem Schinelzindex von mindestens und ein faserbildender Polyester werden so vermischt, dass eine der folgenden Bedingungen (i) und (2) erfüllt wii'd:

(1) Das Polyäthylen macht 5 bis 15 Gew-%- des Gesamtgewichtes des Gemisches aus und weiterhin wird die Beziehung 0 ^ χ £ JOv + 0,Jw - 2G erfüllt, wobei dies als Beziehung (1) angegeben wird,

worin χ der Gehalt in Gew.% an Polyäthylen zu dem Gesamtgewicht des Gemisches,

ν die Eigenviskosität (dl/g) des Polyesters und w der Schmelzindex des Polyäthylens ist.

(2) Das Polyäthylen macht 25 bis 90 Gew.% des Gesamtgewichtes des Gemisches aus und es wird die Beziehung

38 - 4Ov + ^⁰- ^ _x £ 85v - 1^⁰- + 48 erfüllt, wobei w w

dies als Beziehung (2) angegeben wird,

worin χ, ν und w die vorstehend angegebenen Bedeutungen besitzen,

das erhaltene Gemisch wird durch die Mundstücke eines Spinnkopfes schmelzextrudiert und anschliessend werden die extrudierten Fäden in einer Geschwindigkeit von oberhalb 25ΟΟ m je Minute abgezogen.

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Die Erfindung wird nachfolgend im einzelnen erläutert.

Das wichtigste Merkmal des erfindungsgemässen Verfahrens liegt darin, dass die Spinnung mit hohen Geschwindigkeiten eines aus Polyäthylen und Polyester aufge- . bauten Kompositionsfadcns möglich wird. Weiterhin wurde die Herstellung eines aus Polyäthylen und Polyester aufgebauten Kompositionsfadens, welcher eine ausreichend hohe Eignung in der Praxis für verschiedene Anwendungsgebiete besitzt, lediglich durch Hochgeschwindigkeitsspinnung möglich, wobei der Streckstufe weggelassen wird, welche üblicherweise als notwendig betrachtet wurde. Obwohl die von den Fäden erforderten Eigenschaften für die praktische Anwendung etwas in Abhängigkeit von dem Anwendungsgebiet oder den anschliessend auszuführenden Behandlungsstufen variieren, müssen sie im allgemeinen eine Zugfestigkeit von mindestens 1,5 g je Denier haben. Die Verträglichkeit von Polyäthylen und Polyester ist, wie vorstehend angegeben, schlecht und deswegen treten Schwierigkeiten beim Iiischspinnen dieser beiden Komponenten auf, wobei die Schwierigkeit besonders grosse sind, wenn die Spinnung mit hoher Geschwindigkeit ausgeführt wird. Infolgedessen wurde bei den bisherigen Verfahren zu der Herstellung von Kompositionsfäden aus Polyäthylen und Polyester üblicherweise eine Methode angewandt, wo ein Faden \^ron niedriger Zähigkeit zunächst mit niedriger Geschwindigkeit hergestellt wurde und dann der Faden in der Streckstufe zur Erteilung der notwendigen Zähigkeit, um ihn für praktische Zwecke brauchbar zu machen, gestreckt wurde. Im Gegensatz hierzu wurde nun erstmals gefunden, dass, falls die Spinnung von Kompositionsfäden aus Polyäthylen und Polyester in der Weise ausgeführt wird, dass spezifische Bedingungen erfüllt werden, es möglich wird, die Spinnung

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der vorstehenden Fäden in hoher Geschwindigkeit von mehr als 25OO α je Minute auszuführen und dass, falls die Spinnung mit derartiger hoher Geschwindigkeit durchgeführt wird, es möglich wird, Fäden mit Zähigkeiten von mindestens 1,5 g je Denier zu erhalten, selbst wenn eine Streckstufe weggelassen wird. Ausserdem wurde der überraschende Sachverhalt gefunden, dass zur Erzielung eines Fadens mit einer Zähigkeit von mindestens 1,5 g je Denier lediglich durch Kochgeschwindigkeitsspinnung unter Veglassung der Streckstufe es notwendig ist, äacv. die Spinnung mit einer Geschwindigkeit von oberhalb 2500 m je Minute durchgeführt wird und daes weiterhin beim Hischspinnen von Polyolefinen mit Polyestern das Polyäthylen das einzige Polyolefin darstellt, welches diese Hochgeschwindigkeitsspinnung erlaubt; die Erzielung einer Hochgeschwindigkeitsspinnung, wie sie vorstehend angegeben ist, ist im i'all von anderen Polyolefinen als Polyäthylen unmöglich.

Es wurde gefunden, dass beim Mischspinnen von Polyäthylen mit Polyester die Hochgeschwindigkeitsspinnbarkeit stark durch das Verhältnis beeinflusst wird, womit Polyäthylen und Polyester vermischt sind, und durch die MoIekulargewichte dieser beiden Komponenten beeinflusst wird. Wenn der Schmelzindex des Polyäthylens weniger als 27 beträgt, wird es unmöglich, die Spinnung mit hohen Geschwindigkeiten von oberhalb 2500 m je Minute auszuführen, ganz gleich welches Verhältnis an Polyäthylen vermischt wird. Deshalb muss der Schmelzindex an Polyäthylen mindestens 27 und vorzugsweise mindestens 30 betragen. Beim Mischspinnen von Polyäthylen mit Polyester wurde gefunden, dass im allgemeinen eine Verbesserung der Mischspinnbarkeit eintrat, wenn das Molekulargewicht des Polyäthylens niedriger wurde, d. h. der Schmelzindex grosser wurde^oder

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wenn das Molekulargewicht des Polyesters grosser wurde. Falls jedoch das Molekulargewicht des Polyäthylens zu niedrig ist, wird es notwendig, eine äusserst intensive Kühlung nach dein Spinnkopf auszuführen. Deshalb sollten als Polyäthylene solche verwendet werden, deren ßchmelzindex nicht grosser als 200 und vorzugsweise nicht grosser als 150 ist. Falls andererseits das Molekulargewicht des Polyesters zu hoch ist, wird eine höhere Spinntemperatur notwendig und ergibt Probleme vom Arbeitsgesiclitspunkt. Deshalb wird es bevorzugt, dass ein Polyester mit einer Eigenviskosität von etwa 0,5 bis 0,9, stärker bevorzugt eine Eigenviskosität von 0,55 bis 0,8O₇ verwendet wird. Weiterhin wird die Spinnbarkeit auch stark durch das Verhältnis beeinflusst, womit Polyäthylen und Polyester vermischt sind. Falls eine geringe Menge an Polyäthylen mit dem Polyester vermischt ist, findet ein abrupter Abfall der Spinnbarkeit dar, wobei diejminimale Spinnfähigkeit an einer Stelle erreicht wird, wo der Betrag in Gewichtsprozent (x) des Polyäthylens zu dem Gesamtgewicht aus Polyäthylen und Polyester etwa 20 % beträgt. Falls anschliessend das Verhältnis des vermischten Polyäthylens jenseits dieser Stelle erhöht wird, steigt die Spinnfähigkeit erneut an und erreicht ihren Maximalwert in der Gegend, ν/ο χ etwa 50 % beträgt. Wenn jedoch der Gehalt an Polyäthylen oberhalb dieser Stelle erhöht wird, beginnt erneut ein Abfall der Spinnbarkeit. Ganz gleich, welche Molekulargev/ichte Polyäthylen und Polyester haben, wird es unmöglich, die Fäden bei einer Geschwindigkeit oberhalb 2500 m je Minute abzuziehen, wenn das Verhältnis, womit das Polyäthylen eingemischt ist, 15 Gew.% überschreitet und weniger als 25 Gew.% beträgt oder falls das Verhältnis des eingemischten PoIy-

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äthylens 90 Gew.% überschreitet. Es ist möglich, die Fäden mit Geschwindigkeiten oberhalb 2500 ra Je Hinute abzuziehen, falls der eingenisc-hte Betrag des Polyäthylens weniger als 5 Gew.% beträgt und die Zähigkeit der dabei erhaltenen Fäden überschreitet auch 1,5 g je Denier. Das ist jedoch nicht günstig, da die dabei erhaltenen Fäden keinen praktischen Wert als Kompositionsfäden auf Grund ihrer extremen Neigung zur polyesterreichen Seite besitzen.

Weiterhin hängt beim Mischverspinnen von Polyäthylen und Polyester das riischverhältnis der beiden Komponenten, welches eine Spinnung mit hohen Geschwindigkeiten von oberhalb 25OO m je Minute ermöglicht, von dem Molekulargewicht der zu vermischenden Komponenten Polyäthylen und Polyester ab. Wenn der Gev/ichtsprozentsatz (x) on Polyäthylen innerhalb des Bereiches von 5 tds 15 % liegt, muss der Wert χ gleichzeitig die Beziehung der vorstehenden Gleichung (1) erfüllen. Falls andererseits χ innerhalb eines Bereiches von 25 bis 90 % liegt, muss χ gleichzeitig die Beziehung der vorstehenden Gleichung (2) erfüllen.

Mit dem hier angewandten Ausdruck "faserbildende Polyester" v/erden makromolekulare, lineare Polyester von zweibasischen Säuren und einem Diol, als typisches Beispiels Polyäthylenterephthalat,und selbstkondensierte Produkte, beispielsweise von ^-Hydroxycarbonsäuren verstanden und es werden sämtliche linearen Polyester mit hohem Schmelzpunkt und Faserbildungseignung umfasst. Die Kompositionsfäden gemäss der Erfindung können in einer kleinen Menge einer Grössenordnung, wie sie üblicherweise angewandt wird, sämtliche an sich bekannten Zusätze, wie thermische Stabilisatoren, Lichtstabilisatoren und Pig-

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mente enthalten, welche üblicherweise mit derartigen Fasern vermischt werden. Wenn diese zusätzlichen Komponenten entholten sind, ist selbstverständlich, dass der Wert χ in den Gleichungen (1) und (2) den Gewichtsprozentsatz des Polyäthylens zu dem Gesamtgewicht lediglich der beiden Komponenten Polyäthylen und Polyester angibt und die vorstehenden Zusatzkomponenten ausschliesst.

Als Verfahren zur KisehspInnung von Polyäthylen und Polyester gibt es ein Verfahren, wobei die beiden makromolekularen Komponenten in Form von Pellets, Schnitzeln, Flocken oder Pulverform vermischt werden und dann das erhaltene Gemisch mit einem St ran ge xt.ru der cclimelzmischversponnen wird, d. h. das sogenannte Mischspinnverfahren, welches nicht nur ein einfaches, sondern auch ein ausgezeichnetes Verfahren ist. Als Altemativverfehren ist weiterhin ein Verfahren anwendbar, wobei die beiden makromolekularen Komponenten im geschmolzenen Zustand zu jeder gewünschten Stufe vor dem Extrudieren des Sc hrcelzgeni se lies aus den Mundstücken des Spinnkopfes vermischt werden und anschliessend das Schmelzgemisch hieraus extrudiert wird, beispielsweise das sogenannte konjugierte Spinnverfahren, wie es' in der US-Patentschrift 2 952 079 angegeben ist.

Als Verfahren 2,um Abziehen mit hoher Geschwindigkeit der Kompositionsfäden, die aus dem Spinnkopf extrudiert wurden, können sämtliche bekannten Verfahren angewandt werden, beispielsweise die Anwendung von Walzen, die mit hoher Geschwindigkeit rotieren, ein gasförmiges Förderungsmedium oder eine Kombination derartiger Verfahren. Dann werden die aus dem Spinnkopf extrudierten Kompositionsfäden vorzugsweise in einer geeigneten Zone nahe dem Spinnkopf abgekühlt.

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Bei der Beobachtung eines Schnittes in senkrechter Richtung zur Fadenachse der erfindungsgemässen Kompositionsfäden, die aus den beiden Komponenten Polyäthylen und Polyester aufgebaut sind, wurde gefunden, dass eine der Komponenten als kontinuierliche Phase vorlag, während die andere Komponente als unabhängige Inseln vorlag, die in einem durch die vorstehende kontinuierliche Phase umgebenen Meer schwammen.

Der als kontinuierliche Phase vorliegende Teil wird nachfolgend als "Meer" bezeichnet, während die von diesem Meer umgebenen Teile als "Inseln" bezeichnet werden. Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, haben die erfindungsgemässen Kompositionsfäden eine fasrige Struktur, welche üblicherweise eine Mehrzahl von inselartig in dem Meer verstreuten Inseln umfasst. Welche der beiden Komponenten aus Polyäthylen und Polyester das Meer wird und welche die Inseln wird, hängt von dem Verhältnis ab, womit die beiden Komponenten vermischt werden, dem Molekulargewicht der Komponenten und der Grenzflächenspannung zwischen den Komponenten und lässt sich somit nicht leicht vorhersagen. Jedoch wurde gefunden, dass sofern die Mischspinnung in der Weise durchgeführt wird, dass die erfindungsgemäss angegebenen Bedingungen erfüllt werden,Fäden, worin der Polyester das Meer darstellt und das Polyäthylen die Inseln darstellt, erhalten werden, wenn der Gewichtsprozentsatz χ an Polyäthylen innerhalb des Bereiches von 5 bis 15 % üegt^, und andererseits werden Fäden, worin das Polyäthylen das Heer wird und der Polyester die Inseln bildet, erhalten, falls χ innerhalb des Bereiches von 25 bis 90 % liegt.

Auf Grund der Tatsache, dass die erfindungsgemässen Kompositionsfäden ein« einzigartige Faserstruktur be-

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sitzen, wie vorstehend abgehandelt, besitzen sie einzigartige Eigenschaften, die sie für die verschiedenen Anwendungsgebiete wertvoll machen. Insbesondere wenn sie als Ausgangsmaterialfasern zur Herstellung von nioht-gewebten Bahnmaterial verwendet werden, zeigen sie ihre maximale Brauchbarkeit. Hinsichtlich dieses Gerichtspunktes wird nachfolgend eine ausführlichere Abhandlung gegeben.

Falls die nach dem erfindungsgemassen Verfahren hergestellten Kompositionsfäden, bei denen loljathyler; das Heer ist und der Polyester die Inseln bildet, einer Extraktionsbehandlung mittels eines Lösungsmittels unterworfen werden ,bei dem lediglich das Polyäthyi rn oxtrairiert und entfernt wird, wird ein praktisch kontirzierliches Hehrfaserbündel erhalten, worin die iiikrofa:.^m des Polyesters in -Parallelanordnung angeordnet sind. .Ler hier angewandte Ausdruck "Mikrofaser" bezeichnet eine Faser von einem äusserst feinenaenier, deren Durchmesser unterhalb einiger Hikrön ist, wobei die Liinge der Faser keine Rolle spielt. Kit ^ehrfeserbündel wird ein Produkt bezeichnet, das infolge der Anordnung einer Ker-rzahl derartiger Mikrofasern gebildet wird. Ils wurde gefunden, dass, wenn ein nicht-gewebtes Bahnmaterir.l aus den· in der vorstehend angegebenen Weise erhaltener, Mehrfoserbündel gebildet wird, es möglich war, ein Bshmnaterial su erhalten, dessen Griff sehr schmiegsam war.

Die üblichen, nicht-gewebten Tücher oder Stoffe, insbesondere die nicht-gewebten Stoffe oder Tuche von spinngebundenen Typ sind steif und massig, es fehlen ihnen die Falleigenschaften oder Brapiereigenschaften, so dass ihre Anwendung erheblich auf derartigen Gebieten beschränkt war, bei denen grundsätzlich Stoffe, von denen

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Schmiegsamkeit gefordert wurde, eingesetzt wurden. Falls jedoch die nicht-gewebten Tücher oder Stoffe vom spinngebundenen Typ mit den Mehrfaserbündeln gemäss der Erfindung gebildet werden, werden diese Nachteile vollständig vermieden und nicht-gewebte Tücher oder Stoffe von ausgezeichneter Drapiereigenscliaft können erhalten werden. Das folgende Verfahren ist günstig zur Herstellung von nicht-gewebten Bahnmaterialien unter Anwendung der erfindungsgemässen Konpositionsfäden.

Ein Polyäthylen mit einem Schmelzindex von mindestes 2? und ein faserbildender Polyester wurden vermischt. In diesem Fall lag der Gehalt an Polyäthylen in dem Gemisch im Bereich von 25 bis 90 Gew.% und es war die Beziehung

J₈ _ 4o ₊ 125° 4 _x £ _85v _ 1600 _{+ 48}

W W

erfüllt, worin χ, ν und w die vorstehend angegebenen Bedeutungen besitzen. Das erhaltene Gemisch wurde dann aus einem Spinnkopf schmelzextrudiert und durch eine mittels eines gasförmigen Fördermediums betätigte Düse abgezogen, wobei die extrudierten Fäden mit einer Hochgeschwindigkeit von mdhr als 2500 m je Minute abgezogen wurden, und in einer Bahnform durch eine geeignete Vorrichtung gesammelt wurden. Anschliessend wurden die Fäden mit einem geeigneten Klebstoff an ihren Schnittpunkten oder Kontaktteilen zur Verbindung der Fäden miteinander verbunden. Wenn hieran sich eine Extraktion und die Entfernung eines Teiles oder eines grösseren Teiles des Polyäthylen anschliesst, wird ein schmiegsames Bahnmaterial, welches aus Mehrfaserbündeln aufgebaut ist, welche aus einer Anordnung von Mikrofasern des Polyesters bestehen, erhalten. Weiterhin

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kann erforderlichenfalls das Bahnmaterial einer Nadelpunchierbehandlung während einer gewünschten Stufe bei der Herstellung unterzogen werden. Oder es kann weiteren gewünschten Behandlungen entsprechend dem gewünschten Endgebrauch unterworfen werden, beispielswei.Ee mechanischer Kräuselungsbehandlung, um es schmiegsam zu machen, Schlitzbehandlung in Richtung der Dicke oder Behandlung der Oberfläche mit einem Harz, beispielsweise Polyvinylchlorid.

Wie vorstehend angegeben, besteht die wichtigste Anwendung der erfindungsgemässen Kompositionsfäden in ihrer Anwendung als Ausgangsfasern zur Herstellung von nicht-gewebten Tüchern oder stoffen. Hierbei ist die bevorzugte Ausführungsform diejenige, wobei Polyäthylen das Meer und der Polyester die Inseln bildet. Deshalb wird beim erfindungsgemässen Verfahren der Fall, wo der Gewichtsprozentsatz χ des Polyäthylens im Bereich von 25 bis 90 % liegt, gegenüber dem Fall bevorzugt, ν/ο χ im Bereich von 5 bis 15 % liegt, wobei der am stärksten bevorzugte Bereich von χ der Wert von 35 bis 70 Gew.% ist

Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung, ohne diese zu begrenzen.

Die Eigenviskosität des Polyesters wurde bei 3O⁰ C in einem Gemisch aus Phenol : Tetrachloräthan (1 : 1) bestimmt, während der Schmelzindex des Polyäthylens entsprechend ASTH D1238-57T bestimmt wurde. Andererseits wurde als maximale Abzugsgeschwindigkeit, wie sie in den Beispielen angegeben ist, die maximale Geschwindigkeit angegeben, bei der der Faden während 5 Minuten ohne irgendeinen Bruch des Fadens abgezogen werden kann.

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Beispiel 1

Polyethylenterephthalat mit einer Eigenviskosität von 0,75 und Polyäthylen, deren Schmelzindex entsprechend der folgenden Tabelle I variierte, wurden in Schnitze1-form in einem Gewichtsverhältnis von Polyethylenterephthalat zu Polyäthylen von 1 : 1, d. h- mit χ = 50 Gew.%, vermischt. Daran schloss sich die cchraelzmischung des Gemisches mit einem üblichen Schneckenextruder und Extradierung des Schmelzgemisches aus einem Spinnkopf mit 10 Hundstücken von Jeweils 0,4 ιυη Durchmesser an. Nach Abkühlung äer i'äden wurde ihre maximale Abzugf^eschwindigkeit unter Anwendung von Walzen, die mit hohen Geschwindigkeiten liefen, untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengefasst.

Tabelle I

Versuchs- Schmelzindex Maximale Abzugs- Bereich von x, Nr. des Poly- geschwindigkeit berechnet nach äthylens (m/Min.) Gleichung (2)

1	7	600	40,8 £	-	χ ^ 61,8
2	23	2200	27,8 i	-	χ < 81,6
3	32	2900
4	53	4100

Für ein Abziehen der Fäden mit einer Geschwindigkeit oberhalb 2500 m je Hinute muss deshalb der Schmelzindex von Polyäthylen mindestens 27 unu vorzugsweise mindestens 30 betragen.

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' Beispiel 2

Ein Polyäthylen mit einem öchmelzindex von 67 und ein Polyethylenterephthalat mit einer Eigenviskositüt von 0,7 wurden in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1 vermischt und unter Anwendung der gleichen Vorrichtung wie in BeispieiVwurde die Spinnung der Fäden duve hgeführt, wobei die Abzugsgeschwindigkeiten entsprechend Tabelle Il variiert wurden, so dass Kompositionsfäden mit einer Feinheit von etwa 3 Denier erhalten wurden. Wenn der Bereich von χ entsprechend der Gleichung (2) berechnet wurde, wurde der Wert 25,7 = x ^ 83,9 erhalten, wobei der x-Wert von 50, der in diesem Beispiel angewandt wurde, die Beziehung (2) erfüllt.

Wenn die Zugfestigkeiten dereerhaltenen Fäden gemessen wurden, wurden die in der folgenden Tabelle erhaltenen Ergebnisse gewonnen.

Tabelle II

Versuchs- Nr.	Abzugsgeschwin digkeit	Denier	Zugfestigkeit (Va)
	(m/Hin.)		S
1	2000	3,3	1,05
2	25ΟΟ	3,0	1,58
3	3OOO	2,8	1,90
4	3500	3,3	2,25
5	4000	. 3,3	2,41
6	45ΟΟ	3,0	2,66

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Es ergibt sich aus Tabelle II, dass, obwohl χ innerhalb des vorgeschriebenen Bereiches liegt, eine Zugfestigkeit von oberhalb 1,5 S J^e Denier "bei einem Faden in dem Fall nicht erhalten v/erden kann, falls ein Verfahren angewandt wird, wobei die Streckstufe weggelas.sen wird und der Faden lediglich mit hoher Geschwindigkeit abgezogen wird, wenn nicht die Abzucsgesclv.vindigkeit oberhalb 2500. m je Hinute liegt.

Die folgenden Beispiele 3 bis ? erläutern die Fülle, wo die nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhaltenen Fäden zur Bildung von nicht-gewebten Tüchern oder Stoffen verwendet wurde.

Beispiel 3

Ein Polyäthylen mit einem Schmelzindex von 35 wurde mit einigen Polyäthylenterephthalaten rait EigenViskositäten von 0,58, 0,68, 0,76 und 0,45 vermischt, worauf die Gemische in einem Schneckenextruder schmelzgemischt und aus einem Spinnkopf mit 10 Mundstücken von jeweils 0,4 mm Durchmesser in einer Geschwindigkeit von 1,2 g je Minute je Mundstück extruidert wurden. Nach Abkühlung der Fäden wurden sie in einer Geschwindigkeit von etwa 3000 m je

Minute mittels einer Luftpistole, ausgenommen den Fall, wo das Polyäthylenterephthalat mit einer Eigenviskosität von 0,45 verwendet wurde, abgezogen und anschliessend auf einem Drahtnetz gesammelt, v/o sie in wahlloser Weise angeordnet waren, so dass eine Bahn erhalten wurde. Falls die Eigenviskositäten von Polyäthylenterephthalat 0,58, 0,68 und 0,76 waren, lag der Bereich von x, berechnet entsprechend Gleichung (2), bei folgenden Werten, 44,8 £ χ i 51,6, 40,8 < χ < 61,0 und 37,6 i χ £ 66,9,

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co dass in diesen drei Fällen die Beziehung (2) erfüllt war. Weiterhin waren in diesen drei Fällen die mittels einer Luftpistole abgezogenen Fäden in sämtlichen Fällen Konipositionsfäden, worin das P^:olyäthy] enterephthalat die Inseln darstellte und das Polyäthylen das I'iofeT darstellte .

Darm wurde die erhaltene Bahn nadelpunohiert (280 Sticke je cei^c) und dann wurde die Verbindung der Fäden aneinander durch Behandlung der BaIm mit einem Klebstoff der folgenden Zusammensetzung durch Auftrübung dos Klebstoffes in solcher Menge, dass etv:o ^)O ^c>'^u «ss Klebstoffes an den Fasern anhafteten, durchgeführt.

Zusammensetzung des Klebstoffes

IiYCAH LX - 812 40 yo

(Produkt der Nippon Zeon Cc,,

Ltd.)

SUMITEX M-3 4

(Produkt der Sumitomo Chemical
Co)

Beschleuniger -KX i

(Produkt der Sumitomo Chemical Co.)

C.M.C. · 6

Wasser 49

Anschliessend wurde die Bahn während 5 Minuten bei 150° C heissgepresst, um eine Vernetzung des Klebstoffes zu bewirken. Wenn das in den Kompositionsfäden enthaltene Polyäthylen dann extrahiert und in Toluol von 8>° C entfernt wurde, wurde, ausgenommen den Fall, wo das Polyäthylenterephthalat mit einer Eigenviskcsität von 0,45 angewandt wurde, ein schmiegsames Bahnmaterial erhalten, welches aus Mikrofasern des Polyesters aufgebaut war.

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Andererseits war es in dem Fall, wo das Polyethylenterephthalat mit einer Eigen viskosität von 0,4-5 verwendet wurde, unmöglich, die Fäden mit 2500 m je Minute abzuziehen; die höchste Geschwindigkeit, womit diese Fäden abgezogen werden konnten, betrug 1500 m je Minute höchstens. Weiterhin bestanden die erhaltenen Kompositionsfäden aus Inseln des Polyäthylens und einem Meer aus Polyäthylenterephthalat. Nach Abziehen dieser Fäden in einer Geschwindigkeit von 1500 m je Minute wurden die Fäden wahllos zur Bildung einer Bahn angeordnet, woran sich die vorstehend geschilderte Behandlung anschloss, um das Bahnmaterial zu erhalten. Da jedoch Polyäthylen die Inseln in diesem Fall darstellte, war dessen Extraktion und Entfernung praktisch unmöglich, so dass das erhaltene Bahnmaterial ein steifes Produkt war, dessen Griff nicht zufriedenstellend war.

Die Eigenschaften der dabei erhaltenen verschiedenen Bahnmaterialien sind in Tabelle III gezeigt.

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Tabelle III

Versuchs- Eigenvisko- Gewicht Dicke Zähigkeit Dehnung Reissfe- Young- Biegungs-

Nr. sität von (g/m2)) (mm) (kg/cm) (%) stigkeit Modul _P steifigkeit

PET (kg) (kg/min ) (Cantilever)

(mm)

1 0,58 261 0,69 6,1 65 5,2 3,8 75

2 0,68 247 0,66 5,9 78 4,2 4,3 61

3 0,76 235 0,63 5,8 72 4,6 4,5 60

4 0,45 305 0,68 5,5 53 5,0 4,0 125

ο to CO

O OO OO

I I

OO CjD

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Beispiel 4

Ein Polyäthylen mit einem Schraelzindex von 53 und ein Polyäthylenterephthalat mit einer Eigenviskosität von 0,70 wurden im Schnitzelzustand in einen Gewichtsverhältnis von 4 : 6 (x = 40 Gew.%) vermischt, in einem Schneckenextruder schmelzvermischt und nach genau der gleichen Arbeitsweise wie in Beispiel 3 ein Batmmaterial mit einem Gewicht von etwa 2^0 g/m hergestellt, wobei jedoch die Menge des Gchnielzgemisches je Mundstück und die Abzugsgeschwindigkeit mittels der Luftpistole in folgender Weise variiert wurden: 1,0 g je Minute 2000 m je Minute; 1,25 g je Minute - 2500 m je Minute sowie 2,0 g je Minute - 4000 ei je Minute. Der Bereich von χ entsprechend der Gleichung (2) betrug 29*8 = χ = 70,3ι so dass der x-Wert von 40 in diesem Beispiel die Beziehung (2) erfüllt.

Die erhaltenen Bahnmaterialien waren in sämtlichen Fällen schmiegsam und hatten einen zufriedenstellenden Griff. Jedoch traten in dem Fall, wo die Fäden in einer Geschwindigkeit von 2000 m je Minute abgezogen worden waren, Brüche in den Kompositionsfäden oder die Bildung von Schleifen in den Fäden auf, so dass die Oberfläche der Bahn etwas rauh war. Die Oberflächenbedingungen der mit 25ΟΟ m je Minute oder mehr abgezogenen Materialien waren gut. Die Zähigkeiten der Fäden betrugen 4,2 kg/cm, 5,7 kg/cm bzw. 6,9 kg/cm, wobei der mit 2000 m je Minute abgezogene Faden den niedersten v/ert hatte.

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Beispiel 3

Ein Polyäthylenterephthalat mit einer Eigenviskosität von 0,68 und Polyäthylene mit Schmelzindexwerten von 7t 23» 3D und 68 wurden Jeweils in Schnitzelform in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1 (x = 50 Gew.%) vermischt, worauf der Versuch in der gleichen Ueise wie in Beispiel 3 durchgeführt wurde, jedoch die Fäden in Geschwindigkeiten von 600, 2000, 2800 und 4000 m je Minuten mittels einer Luftpistole abgezogen wurden, wobei darauf geachtet wurde, dass kein Bruch der Fäden stattfand. Dabei wurden Bahnmaterialien nit einem Gewicht von etwa 2^0 g je i^c erhalten.

Falls die Schraelzinäexwerte 30 und 68 betrugen, lag der Bereich von x, berechnet nach der Gleichung (2), bei 45,8 £ χ £ 52,5 bzw. 26,2 < χ ^ 82,3- Deshalb erfüllte der Wert von χ von 50 entsprechend d:.er,em Beispiel die Beziehung (2).

Falls die Poly;!thylenma tori alien mit SehmeXzindexwerten von 30 und 68 verwendet wurden und Abzugsgeschwindigkeiten von 2800 bzw. 4000 m je Minute angewandt wurden, wurden schmiegsame Produkte mit zufriedenstellendem Griff erhalten und ausserdem waren die Produkte vollständig zufriedenstellend hinsichtlich ihrer Zähigkeit. Falls andererseits Polyäthylen-Materialien verwendet wurden, deren Schmelzindexwerte 231 30 und 68 waren, und deren Abzugsgeschwindigkeit 2000 m je Minute betrug, hatten die Produkte, obwohl sie schmiegsam waren und einen zufriedenstellenden Griff hatten, eine etwas gröbere Oberfläche und waren auch in ihren Zähigkeiten schlechter im Vergleiche zu den vorstehenden beiden Produkten. Falls

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der Schinelzindex des Polyäthylens 7 betrug, hatte das Produkt einen schlechten Griff und einen schlechten Oberflächenzustand und eine schlechte Zähigkeit und besass keinen praktischen Wert.

Beispiel 6

Eine übliche konjugierte Spinndüse wurde verwendet und unter Anwendung von 50 Gew.% Polyäthylenterephtha.lat mit einer Eigenviskosität von 0,7 als Inselkomponente und 50 Gew.% Polyäthylen mit einem Schmelzindex von als Heerkomponente wurden 10 konjugierte Fäden jeweils mit 15 Enden der Inselkomponenten durch Extradieren des Schmelzgeinisches in einer Menge von 1,2 g je Minute je Faden gesponnen, worauf die Fäden abgezogen und anschliessend auf einem Drahtnetz gesammelt und hierauf in wahlloser V/eise zur Erzielung einer Bahn angeordnet wurden. Wenn der Bereich des Wertes von χ entsprechend der Gleichung (2) berechnet wurde, wurde der Wert f5 = χ ^ 5^,1 erhalten, so dass der Wert von χ = 50 geraäss diesem Beispiel die Gleichung (2) erfüllte.

Nachdem die auf diese Weise erhaltene Bahn einer

Nadelpunchierbehandlung mit 280 Stichen je cm " unterworden worden war, wurde sie mit einem Klebstoff der gleichen Zusammensetzung wie in Beispiel 3 behandelt, so dass etwa 30 % des Klebstoffes an den Fasern hafteten, bezogen auf Fasern. Nach der Trocknung der Bahn bei Raumtemperatur wurde sie während 5 Minuten bei 150° G heissgepresst, um eine Vernetzung des Klebstoffes zu bewirken. Daran schloss sich eine Extraktion und Entfernung der Meerkomponente der Fasern in Toluol bei 35° C an, wobei ein schmiegsames Bahnmaterial, welches aus Mikro-

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fasern des Polyesters aufgebaut war, erhalten wurde. Die Eigenschaften des erhaltenen Bahnniaterials sind nachfolgend angegeben:

Gewicht (g/m²) 254-Stärke (mm) 0,82

Zähigkeit (kg/cm) 58

Dehnung (%) 69

Reissfestigkeit (kg) 4,6

Young-Modul (kg/mm ) 4^2

Biegungseteifigkeit

(Cantilever) (nun) 70

Beispiel 7

Polyäthylen mit einem Schmelzindex von 35 und ein mit Isophthalsäure copolymerisierter Polyester (Isophthalsäure/Terephthalsäure = 1/9) niit einer Eigenviskosität von 0,7 wurden in Schnitzelform in jeweiligen Gewichtsverhältnissen von 20/80, 50/50 und 70/30 vermischt, wobei lediglich das Gemisch 50/50 den erfindungsgemässen Bereich erfüllt. Die Bahnmaterialien wurden dann wie in Beispiel 3 unter Abziehen der Fäden mit einer Luftpistole hergestellt. Wenn der Bereich von χ entsprechend der Gleichung (2) berechnet wurde, betrug er 40 £ χ ^ 61,7. Das Gewichtεverhältnis von 50/50 erfüllt die Beziehung (2), während die Gewichtsverhältnisse 7Ο/3Ο diese Beziehung nicht erfüllen.

Im Fall der Gemische, deren Verhältnisse 20/80 bzw. 70/30 waren, konnten die Fäden nur mit 1100 bzw. 2100 m je Minute abgezogen werden und die aus diesen Fäden erhaltenen Behnmaterialien waren offensichtlich hinsicht-

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lieh Griff und Zähigkeit gegenüber dem Bahmaaterial schlechter, welches aus Fäden gefertigt war, dessen Mischverhältnis 50/50 betrug und das mit 3800 m je Minute abgezogen werden konnte.

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Claims

Patentansprüche

f 1Λ Verfahren zum Spinnen von Kompositionsfäden, die aus einem Polyäthylen und einem Polyester aufgebaut sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Polyäthylen mit einem Schmelzindex von oberhalb 27 mit einem faserbildenden Polyester so vermischt wird, dass eine der folgenden Bedingungen (i) oder (2) erfüllt wird:

(1) Die Menge des Polyäthylens in Gewichtsprozent zu dem Gesamtgewicht des Gemisches liegt im Bereich von 5 bis 15 ^c/° und es wird weiterhin die Beziehung

0 ir χ ^ 50v + 0,5w - 26 erfüllt,

worin χ den Gewichtsprozentsatz an Polyäthylen zu deivi

Gesamtgewicht des Gemisches, ν die Eigenviskosität des Polyesters und w den Schmelzindex des Polyäthylene, angeben·,

(2) die Menge an Polyäthylen in Gewichtsprozent zu dem Gesamtgewicht des Gemisches liegt im Bereich von

25 bis 90 % und weiterhin wird die Beziehung

₅₈ _ 4Ov ₊ 3050 < _x < 85v - -¹^⁰- ₊ 48 erfüllt,

worin χ, ν und w die vorstehend angegebenen Bedeutungen

besitzen·,

worauf das erhaltene Gemisch aus den Mundstücken eines Spinnkopfes schmelzextrudiert wird und anschliessend die extrudierten Fäden in einer Geschwindigkeitkeit

von oberhalb 2500 m je Minute abgezogen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Polyäthylen mit einem Schmelzindex unterhalb 200 verwendet wird.

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? .3 ? 8 ^Γλ 1
3· Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Polyäthylen mit einem ;üchmelzindex von J(D bis 150 verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 "bis 3> dadurch gekennzeichnet, dass ein Polyester mit einer Eigenviskosität von 0,5 bis 0,9 verwendet wird.
5· Verfahren nach An .Spruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Polyester mit einer Eigen viskosität von 0,55 his 0,80 verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass ein Gewichtsprozentsatz (x) an Polyäthylen zu dem Gesamtgewicht aus Polyäthylen und Polyester in Bereich von 25 bis 90 Gew.% engewandt wird.
7· Verfahren nach Anspruch ι bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Viert χ im Bereich von 35 his 70 Gew.% angewandt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7> dadurch gekennzeichnet, dass als Polyester Polyethylenterephthalat verwendet wird.
9· Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnelzextr-udierung des Gemisches nach dem Mischspinnverfahren durchgeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelzextrudierung des Gemisches nach dem Kon^jugat-Spinnverfahren durchgeführt wird.

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