DE4446339C1 - Verfahren zur Einstellung der Viskosität von hochkonzentrierten Elastanlösungen für das Trockenspinnen oder Naßspinnen von Elastanfasern und nach dem Verfahren erhältliche Elastanspinnlösung - Google Patents
Verfahren zur Einstellung der Viskosität von hochkonzentrierten Elastanlösungen für das Trockenspinnen oder Naßspinnen von Elastanfasern und nach dem Verfahren erhältliche ElastanspinnlösungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Modifizierung bzw. Einstellung der
Viskosität hochkonzentrierter Elastanlösungen zur Bereitstellung hochkonzen
trierter, viskositätsstabiler Elastanspinnlösungen für einen Trocken- oder Naßspinn
prozeß zur Herstellung von Elastanfasern und eine nach dem Verfahren erhältliche
Elastanspinnlösung.
Unter Elastanlösungen versteht man Lösungen von Polyurethanen oder Poly
urethanharnstoffen, die üblicherweise segmentiert mit Hart- und Weichsegmenten
aufgebaut sind in geeigneten Lösungsmitteln wie Dimethylacetamid oder
Dimethylformamid. Als Weichsegmente sind dabei gewöhnlich Polyester- oder
Polyetherketten, je nach Anwendungsgebiet, in die Polyurethan(harnstoffe) einge
baut.
Während für den Trockenspinnprozeß Elastanlösungen im allgemeinen eine
Feststoffkonzentration von bis zu 40 Gew.-% und mehr aufweisen können (vgl.
z. B. Deutsche Offenlegungsschrift DE 42 22 772), liegt die entsprechende
Konzentration für spinnfertige Lösungen beim Naßspinnen im Bereich von
üblicherweise 20 bis 25 Gew.-% (vgl. F. Fourn´, Chemiefasern/Textilindustrie
44/96, Jahrgang Juni 1994, Seite 394). Der Grund hierfür ist die unterschiedliche
nötige Viskosität der Spinnlösung, die notwendig ist, um brauchbare Fadeneigen
schaften zu erzielen. Für den Trockenspinnprozeß liegt die dynamische Viskosität
einer etwa 30 gew.-%igen Elastomerspinnlösung mit einer Zusammensetzung
entsprechend der obengenannten Offenlegungsschrift DE 42 22 772, Beispiel 4,
bei 121 Pa·s bei 50°C. Eine derartig hochkonzentrierte und vergleichsweise
hochviskose Elastanlösung ist für den Naßspinnprozeß normalerweise völlig
ungeeignet. Setzt man eine solche Elastanlösung als Spinnlösung ein, so treten
nach kurzer Anspinnphase ständig Fadenabrisse im Fällbad im Bereich der
Spinndüse auf. Verwendet man hingegen eine etwa 22 gew.-%ige Elastanlösung
der gleichen Zusammensetzung, die eine Spinnviskosität von ca. 34 Pa·s bei 50°C
aufweist, so erhält man einen einwandfreien Spinnverlauf.
Eine wichtige Bedingung für den Erhalt einwandfreier Elastanfasern aus Elastan
spinnlösungen ist die Langzeitkonstanz der Spinnlösung hinsichtlich ihrer
Viskosität. Wie aus der US-Patentschrift 5 288 779 hervorgeht (vgl. Seite 1, Spalte
1, Zeile 22 bis 26), führen Schwankungen der Spinnviskosität zu einer ganzen
Reihe von Nachteilen bei der Herstellung von Elastanfäden. So entstehen infolge
unterschiedlicher Spannungen der Fäden Schwierigkeiten bei der Aufwicklung und
Ungleichmäßigkeiten in verschiedenen anderen Fadeneigenschaften. All diese
Nachteile werden vermieden, wenn man von viskositätsstabilen Spinnlösungen
ausgeht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, hochkonzentrierte, viskositätsstabile
Elastanspinnlösungen mit einem Elastangehalt von 30 Gew.-% und mehr und mit
einer für den Naßspinnprozeß geeigneten dynamischen Viskosität von z. B. ca. 15
bis 25 Pa·s, gemessen bei 70°C bzw. einer für den Trockenspinnprozeß besonders
geeigneten Viskosität von 10 bis 350 Pa·s, gemessen bei 50°C, bereitzustellen.
Durch die im Vergleich zu bekannten Naßspinnelastanlösungen von 20 bis
25 Gew.-% deutlich erhöhte (Konzentration der Elastomerlösung bei
gleicher dynamischer Viskosität soll ein deutlich höherer Durchsatz an Polymer
material pro Zeiteinheit und somit eine deutliche Leistungssteigerung des
Naßspinnprozesses wie letztlich auch des Trockenspinnprozesses erzielt werden.
Es wurde überraschenderweise gefunden, daß man Elastanlösungen hinsichtlich
ihrer Viskosität modifizieren kann insbesondere auch für einen Elastannaßspinn
prozeß geeignete Spinnlösungskonzentrationen von 30 Gew.-% Elastan und mehr
bei einer für den Naßspinnprozeß üblichen Spinnviskosität erreichen kann, wenn
man hochkonzentrierte Elastanlösungen mit einem Gehalt von wenigstens
30 Gew.-% Elastan, bezogen auf die Spinnlösung, mit einem sekundären,
aliphatischen Amin, insbesondere einem Amin aus C₁-C₄-Aliphaten wie z. B.
Diethylamin (DEA) versetzt und eine bestimmte Zeit bei einer Temperatur von
wenigstens 20°C reagieren läßt und anschließend auf eine Prozeßtemperatur von
20 bis 80°C bringt. Man kann je nach der Menge des zugegebenen Amins, der
Reaktionstemperatur und der Verweilzeit ausgehend von der Viskosität der
eingesetzten Elastanlösung, praktisch eine beliebig niedrigere Spinnviskosität
einstellen, so daß die aus dem Verfahren erhältliche Spinnlösung sowohl für den
Trocken- als auch für den Naßspinnprozeß zur Herstellung von Elastanfäden
geeignet ist. Bevorzugt kann die dynamische Viskosität der Elastanspinnlösung auf
10 bis 350 Pa·s (gemessen bei 50°C) für den Einsatz im Trockenspinnverfahren
und auf 15 bis 25 Pa·s (gemessen bei 50°C) für den Einsatz im Naßspinnverfahren
eingestellt werden.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Einstellung der Viskosität hochkonzentrierter
Elastanlösungen für das Trocken- oder Naßspinnen von Elastanfasern aus Elastanlösungen,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine Elastanlösung aus Polyester- oder
Polyetherurethan(harnstoffen) mit einem Polyurethangehalt von wenigstens 30 Gew.-% zur
Erniedrigung ihrer Viskosität mit von 0,2 bis 1 Gew.-% eines sekundären aliphatischen Amins,
bezogen auf 100 Gew.-% Polyurethangehalt, versetzt, bei einer Temperatur von wenigstens
20°C über einen Zeitraum von 1 bis 60 Minuten reagieren läßt und anschließend auf eine
Prozeßtemperatur für den Spinnprozeß von 20 bis 80°C bringt.
Soweit nicht besonders erwähnt, beziehen sich alle Angaben zur Viskosität auf eine
Messung bei einem Schergefälle von 7 s-1, mit Hilfe eines Rotationsviskosimeters.
Unter viskositätsstabilen Elastanlösungen werden hier solche Lösungen verstanden
deren dynamische Viskosität sich über 2 Tage Standzeit um 10% oder weniger
verändert.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Elastanspinnlösungen sind
über einen Zeitraum von mindestens 3 bis 5 Tagen überraschenderweise
viskositätsstabil. Selbst nach 7 Tagen wurde zum Teil kein Anstieg der
Spinnlösungsviskosität festgestellt (vgl. Fig. 1).
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Spinnlösungen sind
ebenfalls Gegenstand der Erfindung. Sie zeigen eine Variation der Viskosität nach
24 Stunden um höchstens ±5% und nach 48 Stunden um höchstens ±10%.
im allgemeinen reichen bevorzugt von 0,2 bis 1,0 Gew.-% sekundäres Amin z. B.
Diethylamin, bezogen auf den Polymerfeststoff, als Zusatz zu der Elastanlösung
völlig aus, um für das Trocken- oder Naßspinnen geeignete viskositätsstabile
Elastanspinnlösungen im gewünschten Viskositätsbereich herzustellen.
In der Praxis hat sich für einen Naßspinnprozeß eine sekundäre Aminzugabe von
0,5 bis 0,8 Gew.-%, bezogen auf den Elastanfeststoffanteil, sowie eine Reaktions
temperatur von 120 bis 160°C sowie eine Reaktionszeit von 1 bis 20 Minuten als
besonders geeignete Bedingung erwiesen, um z. B. für eine 30 Gew.-%ige
Elastanausgangslösung die gewünschte Spinnviskosität von 15 bis 25 Pa·s (gemes
sen bei 70°C) einzustellen.
Die inhärente Viskosität (ηi) der Elastane, die eine Aussage über die Molekül
masse und die Polymerstruktur gibt, ändert sich nach einer Behandlung mit z. B.
Diethylamin kaum. Ebenso werden sehr gute Fadendaten für die aus den Elastan
lösungen gesponnenen Elastanfäden erreicht. Das heißt mit anderen Worten, es
findet vermutlich nur ein Abbau von Vernetzungen zwischen den Polymerketten
ohne wesentlichen Eingriff in die lineare Struktur der Polymeren statt. Aus der
Literatur (vgl. K. Kamide und H. Hanakata, Polymer International 31 (1993), Seite
131 bis 143) ist bekannt, daß Urethangruppen in Elastanen mit Isocyanaten zu
Allophanaten und Harnstoffgruppierungen mit Isocyanaten zu Biuretverbindungen
vernetzen. Die Harnstoffe wiederum entstehen u. a. in Nebenreaktionen aus
Isocyanaten und dem Spinnlösungsmittel Dimethylacetamid. H. Okuto (vgl.
Makromolekulare Chemie 98 (1966), Seite 157) konnte durch NMR-Analysen
zeigen, daß die Allophanat- und Biuret-Nebenreaktionen durch aliphatische,
primäre Amine, wie z. B. n-Butylamin, schon bei Raumtemperatur vollkommen
rückgängig gemacht werden können. Setzt man das primäre aliphatische Amin
n-Butylamin anstelle des sekundären aliphatischen Amins Diethylamin ein, um die
gewünschte Spinnviskosität zu erreichen, beobachtet man einen sehr starken
Abbau der inhärenten Viskosität von ca. 1,24 auf 0,71, d. h. es findet ein starker
Eingriff in die Polymerstruktur der Elastanfäden statt, weshalb primäre Amine im
erfindungsgemaßen Verfahren nicht geeignet sind. Zu ähnlichen Befunden gelangt
man, wenn man anstelle von sekundären, aliphatischen Aminen z. B. den
Kettenverlängerer Ethylendiamin verwendet.
Neben dem bevorzugten Diethylamin, das bei der üblichen Kettenverlängerung als
Kettenabbrecher eingesetzt werden kann, kommen praktisch alle sekundären,
aliphatischen Monoamine zur Herstellung hochkonzentrierter, viskositätsstabiler
Elastanspinnlösungen mit für den jeweiligen Spinnprozeß geeigneter
Spinnviskosität in Frage.
Setzt man beispielsweise Dibutylamin (DBA) anstelle von Diethylamin (DEA)
unter ansonsten gleichen Bedingungen bezüglich Menge, Temperatur und
Verweilzeit in Elastanspinnlösungen ein, so erhält man etwa eine doppelt so hohe
Spinnviskosität wie im Fall von DEA. Der schwächere Viskositätsabbau ist
vermutlich auf sterische Hinderung durch längere Butylseitenketten zurückzu
führen.
Während mit primären, aliphatischen Aminen, wie oben dargelegt, ein sehr starker
Viskositätsabbau mit Eingriff in die Polymerstruktur stattfindet, reagieren
aliphatische, sekundäre Monoamine überraschenderweise nur viskositätsabsenkend,
wobei die erreichte Viskosität nach Abkühlung auf eine Prozeßtemperatur von 20
bis 80°C im Gegensatz zur Lehre der US-Patentschrift 5 288 779 (vgl. Spalte 5,
Zeilen 22 bis 23 und Zeilen 27 bis 28) über eine Standzeit von mehr als 7 Tagen
fast vollkommen stabil ist.
Die Zugabe von sekundären Monoaminen, vorzugsweise von DEA zu einer
fertigen, filtrierten im Prinzip bekannten 30 Gew.-%igen Elastanspinnlösung mit
einer chemischen Zusammensetzung wie sie z. B. in der Offenlegungsschrift
DE 42 22 772 beschrieben ist, erfolgt vorteilhafterweise im Seitenstrom aus einem
DEA-haltigen Stammansatz über eine Zahnradpumpe. Die Dosierung des
Stammansatzes wird so gewählt, daß die gewünschte Menge, beispielsweise 0,8
Gew.-% DEA, bezogen auf den Elastanfeststoff, zugeführt wird. Der Stammansatz
enthält bevorzugt einen Gehalt von bis zu 80 Gew.-% sekundären Amins bezogen auf
100 Gew.-% Elastanfeststoff. Anschließend wird die Spinnlösung z. B. in einem
Mischer, der mit statischen Mischelementen ausgelegt ist, zur Reaktion erhitzt, um
die Mischung zur Reaktion zu bringen und die notwendige niedrigere Naßspinn
viskosität zu erhalten. Die Spinnlösung wird abgekühlt, z. B. auf 70°C, und direkt
den Spinndüsen im Fällbad zugeführt. Der genannte aminhaltige Stammansatz
wird vorzugsweise so hergestellt, daß man die konzentrierte Elastanlösung
beispielsweise eine 30 gew.-%ige Elastanlösung mit sekundärem Amin, im
Verhältnis von 1 zu 0,2 bis 1 zu 0,8 versetzt und in einem Rührkessel über einen
Zeitraum von z. B. 30 Minuten bei leicht erhöhter Temperatur z. B. 40°C intensiv
verrührt. Der fertige Stammansatz, der bis zu 80 Gew.-% sekundäres Amin,
bezogen auf Elastanfeststoff, enthalten kann, wird dann über eine feine Zahnrad
pumpe, wie angegeben, direkt der Spinnlösung vor dem Mischer/Wärmetauscher
zugeführt.
Im Falle eines Elastantrockenspinnprozesses mit hoher Ausgangsviskosität von
z. B. 250 Pa·s (gemessen bei 50°C) kann die Zugabe des beschriebenen
aminhaltigen Stammansatzes unmittelbar hinter einer wie in der DE-OS 42 22 772
beschriebenen mehrstufigen Düsenreaktorvorrichtung zur Spinnlösung erfolgen.
Anschließend wird die Spinnlösung in einem Mischer zur Reaktion gebracht,
beispielsweise 3 Minuten auf 120°C erhitzt, um die notwendige niedrigere
Trockenspinnviskosität zu erhalten. Die Spinnlösung wird dann wieder abgekühlt,
z. B. auf 40°C, und direkt den Spinndüsen in den Trockenspinnschächten zugeführt.
Die Viskosität einer Spinnlösung, die für den Trockenspinnprozeß besonders
geeignet ist, beträgt typischerweise etwa 100 Pa·s, gemessen bei 40°C.
Im Falle eines Elastantrockenspinnprozesses mit niedriger Ausgangsviskosität von
z. B. unter 100 Pa·s (gemessen bei 40°C) kann die Zugabe des beschriebenen
aminhaltigen Stammansatzes in gleicher Weise z. B. unmittelbar hinter einer
mehrstufigen Düsenreaktorvorrichtung, wie oben genannt, zur Spinnlösung erfolgen,
ohne daß eine weitere Erhitzung in einem Mischer stattfindet. Die Spinnlösung
wird dann auf ca. 40°C gehalten und direkt den Spinndüsen in den
Trockenspinnschächten zugeführt. Die Viskosität der Spinnlösung, die für den
Trockenspinnprozeß besonders geeignet ist, betrug 85 Pa·s, gemessen bei 40°C.
Ein wesentlicher Vorteil der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielt wird,
ist der, daß eine Leistungssteigerung auf Grund z. B. eines stark erhöhten
Mengendurchsatzes an Elastanfeststoff beim Spinnen erreicht werden kann ohne
jedoch die Fadeneigenschaften des erhaltenen Elastanfadens zu verschlechtern.
Die für das Verfahren grundsätzlich geeigneten Elastanlösungen können
Polyurethane oder Polyurethanharnstoffe mit sowohl Polyester- als auch Polyether-
Weichsegmenten enthalten. Ebenso können die bekannten üblichen Additive zur
Verbesserung der Licht-, Chlorstabilität, Anfärbbarkeit usw. in der Spinnlösung
eingesetzt werden. Unter Elastanfäden, die aus der erfindungsgemäß hergestellten
Spinnlösung erhalten werden können, werden hier Filamente verstanden, die
zumindestens zu 85 Gew.-% aus segmentierten Polyurethan(harnstoff)en bestehen.
Meßmethoden:
Die in den folgenden Beispielen erwähnten Meßgrößen wurden wie folgt bestimmt:
Die inhärente Viskosität (ηi) der Elastomeren wurde in verdünnter Lösung von 0,5 g/100 ml Dimethylacetamid (DMAC) bei 30°C durch Bestimmung der rela tiven Viskosität ηr gegenüber dem reinen Lösungsmittel bestimmt und nach den Formeln:
Die in den folgenden Beispielen erwähnten Meßgrößen wurden wie folgt bestimmt:
Die inhärente Viskosität (ηi) der Elastomeren wurde in verdünnter Lösung von 0,5 g/100 ml Dimethylacetamid (DMAC) bei 30°C durch Bestimmung der rela tiven Viskosität ηr gegenüber dem reinen Lösungsmittel bestimmt und nach den Formeln:
umgerechnet.
In den Formeln bedeuten:
t₁ = Durchlaufzeit in Sekunden der Polymerlösung
t₀ = Durchlaufzeit in Sekunden des reinen Lösungsmittels
c = Konzentration der Spinnlösung.
t₁ = Durchlaufzeit in Sekunden der Polymerlösung
t₀ = Durchlaufzeit in Sekunden des reinen Lösungsmittels
c = Konzentration der Spinnlösung.
Die Feinheitsfestigkeit (in cN/dtex) und die Höchstzugkraftdehnung (in %), im
folgenden kurz als Dehnung bezeichnet, wurden in Anlehnung an die Norm
DIN 53 815 bestimmt.
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung. Teile und
Prozentangaben beziehen sich, falls nicht anders vermerkt, auf das Gewicht.
Eine 30 gew.-%ige Elastanlösung, die nach Beispiel 4 aus der DE 42 22 772
hergestellt wurde, eine Spinnviskosität von 123 Pa·s, gemessen bei 50°C, und eine
inhärente Viskosität von 1,24 dl/g aufwies, wurde im Seitenstrom mit einem
diethylaminhaltigen Stammansatz über eine Zahnradpumpe versetzt und
anschließend über einen beheizten statischen Mischer, der mit Mischelementen
ausgelegt ist, auf 130°C erhitzt. Die Verweilzeit im Mischer betrug ca. 11
Minuten. Im Seitenstrom wurde soviel DEA-haltiger Stammansatz zudosiert, daß
die Spinnlösung vor dem Mischer einen DEA-Gehalt von 0,8 Gew.-%, bezogen
auf den Elastanfeststoff, hatte. Der Stammansatz wurde aus 2 kg 30 gew.-%iger
Elastanspinnlösung, wie oben beschrieben, durch Zugabe von 480 g Diethylamin
(DEA) unter 30 Minuten Rühren bei 40°C in einem separaten Kessel hergestellt.
Die Spinnlösung wurde anschließend auf 70°C abgekühlt und direkt einer
22-Lochdüse in einem DMAC-haltigen Fällbad zugeführt. Die Spinnviskosität vor
der Düse lag bei 21 Pa·s, gemessen bei 70°C. Die inhärente Viskosität betrug
1,22 dl/g. Die Filamente wurden mit 80 m/min abgezogen, koalesziert, gewaschen,
fixiert, präpariert und auf einen Wickler aufgespult. Der erhaltene Faden vom Titer
151 dtex hatte eine Fadenfestigkeit von 0,93 cN/dtex und eine Dehnung von
652%.
Eine 35%ige Elastanlösung, die nach Beispiel 5 der DE 42 22 772 hergestellt
wurde und eine Spinnviskosität von 159 Pa·s, gemessen bei 50°C und eine
inhärente Viskosität von 1,03 dl/g aufwies, wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben,
mit einem DEA-haltigen Stammansatz versetzt und ca. 1 Minute bei 160°C in
einem statischen Mischer erhitzt. Die Spinnlösung wurde anschließend auf 70°C
abgekühlt und, wie in Beispiel 1 beschrieben, aus einer 22-Lochdüse naß
versponnen. Die Spinnviskosität vor der Düse lag bei 25 Pa·s, gemessen bei 70°C.
Die inhärente Viskosität betrug 0,96 dl/g. Die Filamente wurden wie in Beispiel 1
vermerkt, gesponnen, abgezogen, koalesziert und nachbehandelt. Der erhaltene
Faden vom Titer 155 dtex hatte eine Fadenfestigkeit von 0,91 cN/dtex und eine
Dehnung von 618%.
In der nachfolgenden Tabelle 1 wird die Viskosität der Spinnlösung, gemessen in
Pa·s bei 70°C für eine 30%ige Elastanspinnlösung wie nach Beispiel 1
wiedergegeben, die mit zwei verschiedenen Diethylaminmengen bei verschiedenen
Temperaturen und verschieden langer Einwirkzeit behandelt worden sind. Die
Spinnlösung wurde jeweils nach der Behandlung auf 70°C abgekühlt und
gemessen. Ohne DEA-Zugabe hatte die Spinnlösung nach 21,7 Minuten
Reaktionszeit bei 120°C eine Spinnviskosität von 341 Pa·s, gemessen bei 70°C
und nach der gleichen Reaktionszeit (21,7 Minuten) bei 130°C eine
Spinnviskosität von 360 Pa·s bei 70°C.
Wie aus der Tabelle 1 hervorgeht, wird die für einen Naßspinnprozeß besonders
geeignete Spinnviskosität von 15 bis 25 Pa·s (gemessen bei 70°C) bei einer
Temperatur von 120 bis 160°C und einer Reaktionszeit von 1 bis ca. 22 Minuten
erzielt. Je höher die Reaktionstemperatur ist, um so kürzer ist erwartungsgemäß
die Behandlungszeit. Die für einen Trockenspinnprozeß geeignete Spinnviskosität
von z. B. 45 bis 53 Pa·s (gemessen bei 70°C) wird durch eine Temperaturbehand
lung von 120 bis 130°C und ca. 1 Minute Verweilzeit erreicht, bei gleichzeitiger
Viskositätsstabilität (± 10%) und einer Lagerzeit der Elastanlösung von mehreren
Tagen bei 50°C.
In der Fig. 1 ist der Viskositätsverlauf einer 30%igen Elastanspinnlösung,
erhalten nach Beispiel 1, über 172 Stunden festgehalten. Die Elastanspinnlösung
wurde mit 0,8 Gew.-% Diethylamin, bezogen auf den Elastanfeststoff, versetzt und
im Falle der Eignung für einen Naßspinnprozeß ca. 10 Minuten lang bei 130°C
behandelt und auf 50°C abgekühlt (siehe Kurve A). Im Falle der Eignung für
einen Trockenspinnprozeß (siehe Kurve B) wurde die Elastanspinnlösung ca. 1
Minute auf 120°C erhitzt und dann auf 50°C abgekühlt. Die Viskosität wurde in
Pa·s bei 50°C gemessen. Wie man den beiden Kurven A und B der Abb. 1
entnehmen kann, wird über einen Zeitraum von mehr als 7 Tagen eine sehr hohe
Viskositätsstabilität erreicht. So verändert sich die Viskosität der
Elastanspinnlösung, die für den Trockenspinnprozeß geeignet ist, innerhalb von 24
Stunden von 53 auf 52 Pa·s um weniger als 5% und die Viskosität der
Elastanspinnlösung für den Naßspinnprozeß innerhalb von 24 Stunden von 26 auf
25 Pa·s ebenfalls um weniger als 5% Nach 48 Stunden beträgt die
Viskositätsänderung beider Spinnlösungen weniger als 10%.
In der Tabelle 2 ist die Viskosität, gemessen in Pa·s (bei 70°C)₁für eine 30%ige
Elastanspinnlösung, erhalten entsprechend Beispiel 1, jedoch für verschiedene
Zusätze von aliphatischen Aminen, wiedergegeben. Es wurden jeweils 0,5 Gew.-%
sekundäres Amin, bezogen auf Elastanfeststoff, zur Spinnlösung zugesetzt. Die
Behandlungsdauer betrug 30 Minuten und die Behandlungstemperatur lag bei
120°C. Ferner wurde die inhärente Viskosität, die ein Maß für die Veränderung
der Polymerstruktur darstellt, bestimmt.
Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, wird die gewünschte Naßspinnviskosität zunächst
nur mit Diethylamin erreicht. Bei Einsatz von Dibutylamin (DBA) sind höhere
Mengen sowie eine höhere Reaktionstemperatur und Reaktionszeit notwendig.
Vermutlich liegt in DBA eine sterische Hinderung durch die längeren Butylseiten
gruppen vor. Setzt man das primäre monomere n-Butylamin anstelle eines
sekundären, aliphatischen Monoamins ein, so findet ein sehr starker Viskositäts
abbau statt. Da gleichzeitig die inhärente Viskosität sehr stark abnimmt, erfolgt
sichtlich ein Eingriff in die Polymerstruktur. Verspinnt man eine derartig
vorbehandelte Elastanlösung, so erhält man in der Tat Fäden mit niedrigeren
Festigkeiten. So wurden für Elastanfaden, hergestellt entsprechend Beispiel 1,
unter Verwendung von n-Butylamin anstelle von DEA, bei einem Titer von
155 dtex nur noch eine Fadenfestigkeit von 0,55 cN/dtex erreicht. Die Dehnung
lag bei lediglich 553%.
Claims (8)
1. Verfahren zur Einstellung der Viskosität hochkonzentrierter Elastanlösungen
für das Trocken- oder Naßspinnen von Elastanfasern aus Elastanlösungen,
dadurch gekennzeichnet, daß man eine Elastanlösung aus Polyester- oder
Polyetherurethan(harnstoff)en mit einem Polyurethangehalt von wenigstens 30
Gew.-% zur Erniedrigung ihrer Viskosität mit von 0,2 bis 1 Gew.-% eines
sekundären aliphatischen Amins, bezogen auf 100 Gew.-% Polyurethangehalt
versetzt, bei einer Temperatur von wenigstens 20 °c über einen Zeitraum von
1 bis 60 Minuten reagieren läßt und anschließend auf eine Prozeßtemperatur
für den Spinnprozeß von 20 bis 80 °C bringt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 0,5 bis 0,8
Gew.-% sekundäres, aliphatisches Amin auf 100 Gew.-% Polyurethan-
(harnstoff) eingesetzt werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Dimethyl-, Diethyl-, Dipropyl- oder Dibutylamin als sekundäres Amin
eingesetzt wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das
sekundäre Amin Diethylamin ist.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man
das sekundäre Amin bei einer Temperatur von 120 bis 160 °C über 1 bis 20
Minuten mit der Elastanlösung reagieren läßt.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man
den Zusatz des sekundären Amins in Form eines hochkonzentrierten
Stammansatzes aus der Elastanlösung und dem Amin vorbereitet und in
einem Seitenstrom über eine Pumpe vor einem Wärmetauscher zudosiert, der
die Reaktionstemperatur einstellen soll, wobei der Stammansatz bis zu
80 Gew.-% sekundäres Amin, bezogen auf 100 Gew.-% Elastanfeststoff,
enthält.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Elastanlösung einen Elastangehalt von mindestens 30 Gew.-%, vorzugs
weise 35 Gew.-% und mehr, aufweist.
8. Hochkonzentrierte viskositätsstabile Elastanspinnlösung, erhältlich aus dem
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich
die Spinnviskosität der Spinnlösung im Verlauf von 24 Stunden um maximal
5% und im Verlauf von 48 Stunden um maximal ±10% verändert.
Priority Applications (5)
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---|---|---|---|
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IT95RM000846A IT1277961B1 (it) | 1994-12-23 | 1995-12-22 | Procedimento per la impostazione della viscosita' di soluzioni di elastan altamente concentrate per la filatura a secco oppure per la |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4446339A DE4446339C1 (de) | 1994-12-23 | 1994-12-23 | Verfahren zur Einstellung der Viskosität von hochkonzentrierten Elastanlösungen für das Trockenspinnen oder Naßspinnen von Elastanfasern und nach dem Verfahren erhältliche Elastanspinnlösung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4446339C1 true DE4446339C1 (de) | 1996-05-02 |
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