DE2703051A1 - HYDROPHILIC POLYESTER FEMES - Google Patents
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Description
Die Herstellung von Fäden und Fasern aus linearen fadenbildenden Polyestern ist bereits lange bekannt. Dabei werden Dicarbonsäuren mit Diolen zu hochmolekularen linearen Polyestern umgesetzt und diese anschließend versponnen.The production of threads and fibers from linear thread-forming polyesters has been known for a long time. Included dicarboxylic acids are reacted with diols to form high molecular weight linear polyesters and these are then spun.
Die aus solchen Polyestern nach dem Schmelzspinnverfahren hergestellten Fäden werden üblicherweise gebündelt, in heißem Wasser oder einem anderen Medium verstreckt, in heißer Luft fixiert, gekräuselt und geschnitten. Solche Fasern haben durchschnittlich eine Festigkeit von 2,5 bis 4,5 p/ dtex, eine Dehnung von 20 bis 50 % und einen Kochschrunpf von 0 bis 3 %. Es lassen sich daraus Textilien mit ausgezeichneten Trageeigenschaften, wie geringer Knitteranfälligkeit, hoher Festigkeit und guter Scheuerbeständigkeit herstellen. Those made from such polyesters by the melt spinning process The threads produced are usually bundled, drawn in hot water or another medium, in hotter Air fixed, puckered and cut. Such fibers have an average strength of 2.5 to 4.5 p / dtex, an elongation of 20 to 50% and a cooking shrinkage of 0 to 3%. It can be used to make textiles with excellent Establish wearing properties such as low susceptibility to creasing, high strength and good abrasion resistance.
Allerdings sind solche Polyesterfäden und -fasern mit dem Nachteil behaftet, nur ein geringes Wasserrückhaltevermögen zu besitzen und dazu zu neigen, sich elektrostatisch However, such polyester threads and fibers have the disadvantage that they only have a low water retention capacity and tend to become electrostatic
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aufzuladen, was den Tragekomfort sehr beeinträchtigt. Fäden aus Polyäthylenterephthalat haben z.B. im Nornklima ein Wasserrückhaltevermögen von nur 5 %, gemessen an einem Strickstück. Bei dem Versuch, das geringe Wasserrückhaltevermögen bzw. die elektrostatische Aufladung z.B. durch Präparieren beim Spinnen oder durch eine Ausrüstung des textlien Flächengebildes zu verbessern, leidet vielfach der Griff oder das Trageverhalten des Textilstückes.to charge, which greatly affects the wearing comfort. Threads made of polyethylene terephthalate, for example, have a water retention capacity of only 5% in a normal climate, measured on a Piece of knitting. When trying to reduce the low water retention capacity or the electrostatic charge e.g. Improving it by preparing during spinning or by finishing the textile fabric suffers in many cases the grip or the wearing behavior of the piece of textile.
Es wurde nun gefunden, daß man Polyesterfäden mit wesentlich erhöhtem Wasserrückhaltevermögen herstellen kann, wenn man vor dem Verspinnen den Polyester mit einem PoIycarbonat vermischt und das Gemisch zusammen verspinnt.It has now been found that polyester threads with significantly increased water retention capacity can be produced, if the polyester is mixed with a polycarbonate before spinning and the mixture is spun together.
Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Herstellung von Polyesterfäden und -fasern mit erhöhtem Wasserrückhaltevermögen, dadurch gekennzeichnet, daß dem zu verspinnenden Polyester vor dem Verspinnen 3 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmischung, eines Polycarbonate zugemischt werden und die so erhaltene Mischung zu Fäden versponnen wird.The invention therefore relates to a method for the production of polyester threads and fibers with increased water retention capacity, characterized in that the polyester to be spun is 3 to 20% by weight, based on the total mixture, a polycarbonate are mixed in and the mixture thus obtained is spun into threads will.
Der Polyester kann ein beliebiger fadenbildender Polyester, wie er in dieser Technik benannt ist, sein. Bevorzugt werden Polyester verwendet, die als Dicarbonsäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure und Hexahydroterephthalsäure und als Glykol Äthylenglykol, Butandiol-1,4, Propandiol-1,3 oder 1,4-Bis-(hydroxymethyl)-cyclohexan enthalten. Bevorzugt ist Polyäthylenterephthalat .The polyester can be any thread-forming polyester as it is named in this technology. To be favoured Polyester used as dicarboxylic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, and hexahydroterephthalic acid and as glycol Ethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,3-propanediol or 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane contain. Polyethylene terephthalate is preferred.
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Das vorzugsweise in einer Menge von 5 bis 15 Gew.-% eingesetzte Polycarbonat hat vorzugsweise die allgemeine FormelThe polycarbonate, which is preferably used in an amount of 5 to 15% by weight, preferably has the general formula
Die relative Viskosität, des Polycarbonats soll 1,10 bis 1,25 (entspr. IV= 0,15-0,45), vorzugsweise 1,18 bis 1,23 (entspr. IV = 0,33-0,42), betragen.The relative viscosity of the polycarbonate should be 1.10 to 1.25 (corresponding to IV = 0.15-0.45), preferably 1.18 to 1.23 (corresponding to IV = 0.33-0.42).
Das Einspinnen von Polycarbonat in den Polyester geschieht in der Weise, daß man die gut getrockneten Granulate mischt und gemeinsam einem Extruder zuführt, wo sie bei Temperaturen von 260 bis 3OO°C aufgeschmolzen und nach einer Verweilzeit von 3-12 min nach der Technik des Schmelzspinnens zu Fasern oder Fäden verarbeitet werden. Zweckmäßigerweise wird zwischen Extruder und Düsenaustritt zur besseren Durchmischung der beiden Polymeren ein dynamischer oder statischer Mischer geschaltet. The polycarbonate is spun into the polyester in such a way that the well-dried granules are mixed and fed together to an extruder, where they are melted at temperatures of 260 to 300 ° C. and after a dwell time 3 to 12 minutes can be processed into fibers or filaments according to the technique of melt spinning. Appropriately, between A dynamic or static mixer is connected to the extruder and nozzle outlet for better mixing of the two polymers.
Während des Extrusionsvorganges tritt eine Umesterung zwischen dem Polyester und dem Polycarbonat ein, bei der sich u.a. gasförmiges Kohlendioxid bildet. Der Extruder soll daher so gefahren werden, daß das CO- unter hohem Druck im Polymerengemisch gelöst bleibt und erst in dem Moment entweicht, wenn die Schmelze die Düse verläßt und entspannt wird, wobei Hohlräume im Faden zurückbleiben. Bei hohen Abzugsgeschwindigkeiten von ca. 10OO m/min werden diese Hohlräume im noch plastischen Teil der Schmelze unter der Düse in Längsrichtung des Fadens ausgerichtet.During the extrusion process, a transesterification occurs between the polyester and the polycarbonate, during which, among other things, gaseous Forms carbon dioxide. The extruder should therefore be operated in such a way that the CO- under high pressure in the polymer mixture remains dissolved and only escapes at the moment when the melt leaves the nozzle and is relaxed, with cavities lagging behind in the thread. At high take-off speeds of approx. 10OO m / min, these cavities are still plastic part of the melt under the nozzle aligned in the longitudinal direction of the thread.
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Die Bedingungen beim Spinnen sind dann richtig, wenn die Temperatur des Extruders beim Zusatz von Polycarbonat niedriger gehalten wird als z.B. beim Verspinnen von reinen Polyethylenterephthalat,und zwar hat sich für das Polymerengemisch der Temperaturbereich von 275-28O°C als sehr günstig erwiesen, während man normalerweise bei reinem Polyäthylenterephthalat eine Extrudertemperatur von 29O-295°C einstellt.The spinning conditions are right if the temperature of the extruder is kept lower when adding polycarbonate than, for example, when spinning pure polyethylene terephthalate, namely the temperature range for the polymer mixture from 275-280 ° C has been found to be very favorable, while pure polyethylene terephthalate is normally used an extruder temperature of 29O-295 ° C is set.
Weiterhin ist die Verweilzeit des Polymergemischs im Extruder je nach Zusatzmenge an Polycarbonat zu wählen, d.h. bei größeren Zusatzmengen von z.B. 8-20 % Polycarbonat soll die Verweilzeit relativ kurz sein und nur 3-6 min betragen, damit nicht zuviel CO- gebildet wird und Blasen entstehen, was zu Fadenabrissen führen würde. Bei niedrigeren Zusatzmengen von z.B. 3-8 % Polycarbonat kann die Verweilzeit entsprechend länger sein und 6-12 min betragen. Unter diesen Bedingungen bleibt das sich bildende CO- noch in dem unter hohem Druck stehenden Polymerengemisch in Lösung· Furthermore, the residence time of the polymer mixture in the extruder should be selected depending on the amount of polycarbonate added, ie with larger amounts of, for example, 8-20% polycarbonate, the residence time should be relatively short and only 3-6 min, so that too much CO- is not formed and bubbles arise, which would lead to thread breaks. In the case of lower added amounts of, for example, 3-8% polycarbonate, the residence time can be correspondingly longer and be 6-12 minutes. Under these conditions, the CO- that is formed still remains in solution in the polymer mixture which is under high pressure
Der auf der Schmelze lastende Druck beträgt durchschnittlich 80-250 bar.The pressure on the melt is on average 80-250 bar.
Die Fäden werden nach dem Spinnen zu einem Kabel gebündelt, in einem etwa 60-95°C heißen Wasserbad um vorzugsweise das 3-4fache ihrer ursprünglichen Länge verstreckt, gegebenenfalls in einem Dämpfkanal bei 14O-19O°C noch etwas nachgereckt. Sie können dann in einer Kräuselkammer gekräuselt werden. Anschließend werden sie getrocknet, aviviert und gegebenenfalls zu Stapelfasern geschnitten.After spinning, the threads are bundled into a cable, in a water bath at about 60-95 ° C, preferably around the Stretched 3-4 times its original length, if necessary stretched a little in a steaming channel at 140-190 ° C. They can then be curled in a curling chamber will. They are then dried, finished and, if necessary, cut into staple fibers.
Die auf diese Weise hergestellten Fasern zeigen Hohlräume, die einen Durchmesser von 0,1 bis 100,um, vorzugsweise 0,5The fibers produced in this way show voids which have a diameter of 0.1 to 100 μm, preferably 0.5
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bis 10,Um, und eine Länge von 2 bis 500.um, vorzugsweise 5 bis 10OyUItI, aufweisen. In diese Hohlräume kann Wasser eindringen. Daraus resultiert ein Wasserrückhaltevermögen von 6-30 %, vorzugsweise von 7-23 %, gemessen an einem Strickstück nach DIN 53 814.to 10 µm and a length of 2 to 500 µm, preferably 5 to 10OyUItI. Water can penetrate into these cavities. This results in a water retention capacity from 6-30%, preferably from 7-23%, measured on a knitted piece according to DIN 53 814.
Die in der Beschreibung und den Beispielen angeführte relative Viskosität des Polycarbonate ist das Verhältnis einer 0,5 %igen Lösung des Polycarbonats in Methylenchlorid zur Viskosität des reinen Methylenchlorids, gemessen jeweils in gleichen Einheiten bei 20°C im Ubbelohde-Viskosimeter.The relative viscosity of the polycarbonate given in the description and the examples is the ratio of 0.5% Solution of the polycarbonate in methylene chloride to the viscosity of the pure methylene chloride, measured in each case in the same units at 20 ° C in the Ubbelohde viscometer.
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10 Teile Polycarbonatgranulat mit einem TI - « 1,23 wurden mit 90 Teilen Polyäthylenterephthalatgranulat gut vermischt, getrocknet und dann einem Extruder zugeführt. Bei einer Temperatur von 277 C wurden die Granulate aufgeschmolzen, nach einer Verweilzeit von 5 min extrudiert und zu Fäden gesponnen und mit einer Geschwindigkeit von 1100 m/min aufgespult. Der Extruderdruck betrug 110 bar. 10 parts of polycarbonate granules with a TI - « 1.23 were mixed well with 90 parts of polyethylene terephthalate granules, dried and then fed to an extruder. The granules were melted at a temperature of 277 ° C., after a dwell time of 5 minutes they were extruded and spun into threads and wound up at a speed of 1100 m / min. The extruder pressure was 110 bar.
Mehrere Spulen wurden zu einem Kabel gefacht, in einem Hasser bad von 81 C um das 3,5fache verstreckt, in einem Dampfkanal bei 160°C im Verhältnis 1:1,12 nachgereckt, gekräuselt, getrocknet, aviviert und dann zu 60 mm langen Stapelfasern geschnitten. Die Fasern hatten folgende Eigenschaften:Several coils were folded into a cable, stretched 3.5 times in a hatching bath at 81 ° C., re-stretched in a steam channel at 160 ° C. in a ratio of 1: 1.12, crimped, dried, finished and then into 60 mm long staple fibers cut. The fibers had the following properties:
Titer 6,7 dtex
Festigkeit 3,5 cN/dtex Dehnung 30 %Titer 6.7 dtex
Strength 3.5 cN / dtex elongation 30%
Das Wasserrückhaltevermögen wurde nach dem Kochen nach DIN 53 814 gei
Feuchte 18 %.The water retention capacity was gei after boiling according to DIN 53 814
Humidity 18%.
DIN 53 814 gemessen. Es betrug bei 20°C und 65 % rel DIN 53 814 measured. At 20 ° C and 65% rel
13 Teile Polycarbonatgranulat mit einem I^ . = 1,21 wurden mit 87 Teilen Polyäthylenterephthalatgranulat gut vermischt, getrocknet und dann einem Extruder zugeführt. Bei einer Temperatur von 276 C wurden die Granulate aufgeschmolzen, 13 parts of polycarbonate granules with an I ^ . = 1.21 were mixed well with 87 parts of polyethylene terephthalate granulate, dried and then fed to an extruder. The granules were melted at a temperature of 276 C,
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nach einer Verweilzeit von 4,5 min zu Fäden extrudiert und mit einer Geschwindigkeit von 1100 m/min aufgespult. Der Extruderdruck betrug 120 bar.extruded into threads after a dwell time of 4.5 min and wound up at a speed of 1100 m / min. The extruder pressure was 120 bar.
Mehrere Spulen wurden zu einem Kabel gefacht, in einem Wasserbad von 81 C um das 3,5fache verstreckt, in einem Dampfkanal bei 16O°C im Verhältnis 1:1,12 nachgereckt, gekräuselt, getrocknet, aviviert und dann zu 60 mm langen Stapelfasern geschnitten. Die Fasern hatten folgende Eigenschaften:Several coils were pinned to form a cable, stretched 3.5 times in a water bath at 81 ° C., in a steam channel at 160 ° C in a ratio of 1: 1.12, re-stretched, crimped, dried, avivated and then cut to 60 mm long staple fibers. The fibers had the following properties:
Titer 6,7 dtex
Festigkeit 3,4 cN/dtex Dehnung 31 %Titer 6.7 dtex
Strength 3.4 cN / dtex elongation 31%
Das Wasserrückhaltevermögen wurde nach dem Kochen nach DIN 53 81
18 %.The water retention capacity was determined after boiling in accordance with DIN 53 81
18%.
53 814 gemessen. Es betrug bei 200C und 65 % rel. Feuchte53 814 measured. At 20 ° C. and 65% rel. Humidity
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