DE974334C - Verfahren zur Herstellung von Faeden, Fasern, Borsten und Filmen aus linearen aromatischen Polyestern nach dem Schmelzspinnverfahren - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 24. NOVEMBER 1960

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Lineare aromatische Polyester werden üblicherweise nach dem auf dem Gebiete für Hochpolymere verbreitesten Verfahren, dem Schmelzspinnverfahren, zu künstlichen Fäden versponnen bzw. zu Filmen ausgegossen. Während man aber beim Verspinnen von Polyamiden diese gefahrlos auf rund 50⁰ über den Schmelzpunkt erhitzen kann, um die erforderlichen Spinnviskositäten zu erhalten, haben sich die aromatischen linearen Polyester als wesentlich temperaturempfindlicher erwiesen. Man kann hier — z. B. beim Polyethylenterephthalat — nur auf höchstens 25 bis 30° über den Schmelzpunkt hinaus erhitzen, wenn man nicht Gefahr laufen will, abgebaute und verfärbte Spinnprodukte zu erhalten. Das versponnene und noch unverstreckte Polyäthylenterephthalat ist auch wesentlich spröder als die Polyamide. Nach dem üblichen Schmelzspinnverfahren hergestellte PoIyäthylenterephthalatfäden müssen nach Verlassen des Spinnschachtes vorsichtig behandelt werden. Sie dürfen nicht über zu viele Umlenkorgane geführt ao werden. Auch muß der anschließende Streckprozeß bei erhöhten Temperaturen durchgeführt werden und kurzfristig nach dem Spinnen erfolgen, da die Fäden eine weitaus größere Alterungsneigung aufweisen als Polyamidfäden.

Aus diesen Gründen sucht man nach Spinnverfahren für lineare aromatische Polyester, bei welchen es möglich ist, einerseits die Schmelze bei niedrigerer

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Viskosität zu verspinnen und andererseits dem frisch gesponnenen Faden eine höhere Geschmeidigkeit zu verleihen.

Es ist bekannt, die Verarbeitung von Cellulosederivaten aus dem Schmelzfluß so zu erleichtern, daß man diesen Cellulosederivaten einen bestimmten Feuchtigkeitsgehalt verleiht. Der jeweils gewünschte Feuchtigkeitsgehalt (Wassergehalt) wird in einfacher Weise dadurch eingestellt, daß man das Cellulosederivat entweder nur bis zu dem gewünschten Feuchtigkeitsgehalt trocknet oder aber, daß man auf das Cellulosederivat die gewünschte Wassermenge aufsprüht. Nach einem anderen Verfahren ,löst man Polymerisate bzw. Mischpolymerisate aus Vinylverbindungen in einem bestimmten Lösungsmittel auf und verspinnt diese Spinnlösungen in ein Fällmedium. Das Lösungsmittel wird von dem Fällmedium aufgenommen, so daß der Faden lösungsmittelfrei wird.

Beim Schmelzspinnen von linearen aromatischen Polyestern herrschen andere Verhältnisse als sie beim Verarbeiten von Cellulosederivaten oder beim Naßspinnverfahren von Vinyl-Polymeren auftreten. Aus diesem Grunde lassen sich Erkenntnisse, die bei dem as eben geschilderten Verfahren gewonnen werden, nicht auf das Verspinnen aromatischer Polyester übertragen, zumal vorliegende Erfindung ein Schmelzspinnen aromatischer Polyester beschreibt, wonach dieSchmelze in schonender Weise versponnen und gleichzeitig die Qualität der ersponnenen Fäden verbessert wird.

Es wurde gefunden, daß man die Schmelze aromatischer Polyester bei niedriger Viskosität verspinnen und dem erhaltenen Faden gleichzeitig eine höhere Geschmeidigkeit verleihen kann, wenn man Polykondensate verspinnt, welche nicht in der Schmelze, sondern in Lösung kondensiert worden sind. Diese aromatischen Polyester enthalten, weil sie in verhältnismäßig hochsiedenden Lösungsmitteln hergestellt wurden, auch nach dem Festwerden bei Raumtemperatur noch bis zu 30% Lösungsmittel. Solche Lösungsmittel sind beispielsweise: Diphenylmethan, Diphenyloxyd, Diphenyl, Benzophenon. Sie haben einen Siedepunkt von 247 bis 261⁰. Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird das in Lösung gewonnene Polykondensat, z. B. in Form von Schnitzeln, dem Schmelzspinnkopf zugeführt, in welchem es je nach der Konzentration des darin enthaltenen Lösungsmittels, also etwa 10 bis 30 °/₀, bei Temperaturen von etwa 240 bis 270° geschmolzen wird. Die so entstandene, niedrigviskose Schmelze wird nunmehr einer Düse zugeführt, die zusätzlich auf Temperaturen von 260 bis 320⁰ beheizt wird. Der Vorteil dieser Verfahrensweise besteht darin, daß man schon innerhalb des Schmelzspinnkopfes mit einer niedrigviskosen Schmelze arbeiten und diese durch die zusätzliche Beheizung an der Düse noch weiter erniedrigen kann. Das ist möglich geworden durch den noch im Polyester befindlichen Lösungsmittelanteil, der einerseits den Schmelzpunkt herabsetzt und andererseits den Polyester beim kurzfristigen Erhitzen an der Spinndüse vor Zersetzung schützt. Auch durchfließt die dünnflüssigere Schmelze bei Verwendung eines Rostes dessen Zwischenräume und anschließend die Pumpenkanäle leichter. Gleichzeitig wird in dem Sammelraum unterhalb des Rostes, in welchem die Schmelze einer sehr langen Verweilzeit ausgesetzt ist, diese durch den Lösungsmittelgehalt vor Zersetzung geschützt. Die Temperatur des Pumpenblockes kann dabei niedriger liegen als bei den bekannten Schmelzspinnverfahren, was ebenfalls die Gefahr der Zersetzung des Schmelzgutes vermindert. Man wählt diese vorteilhaft 10 bis 15° niedriger als die Temperatur des Rostes. Durch das zusätzliche Aufheizen der Spinndüse wird die Schmelze kurzfristig stark über den Siedepunkt des in ihr enthaltenen Lösungsmittels erhitzt, wodurch es nach dem Austreten aus der Düse zum großen Teil verdampfen kann, so daß der Faden weitgehend lösungsmittelfrei den Spinnschacht verläßt. Die im Faden verbleibenden Lösungsmittelreste, welche je nach den gewählten Düsentemperaturen zwischen 1 und 10% schwanken können, bewirken eine wesentlich gesteigerte Geschmeidigkeit des Fadens, so daß er nunmehr den Beanspruchungen durch Fadenführer und Umspulungsprozeß gewachsen ist. Es warüberraschendfestzustellen, daß die lösungsmittelhaltigen Fäden weder reißen noch Titerschwankungen aufweisen. Vielmehr läßt sich das Verspinnen und die anschließende Verstreckung dieser lösungsmittelhaltigen Fäden einwandfrei durchführen.

Die Verstreckung der so gewonnenen Fäden kann jetzt bei tieferen Temperaturen erfolgen, als es nach dem bekannten Spinnverfahren möglich war. Auch kann man diesen Faden stärker verstrecken, so daß er niedrige Dehnungs- und hohe Festigkeitswerte erhält. Zum Beispiel besitzt ein solcher Faden aus Polyäthylenterephthalat, welcher noch 3% restliches Lösungsmittel enthält, eine Trockenfestigkeit von 54 Rkm und 4,5 °/₀ Dehnung.

Gegebenenfalls wird der Faden nach dem Druck-. waschverfahren mit heißen, niedrigsiedenden Lösungsmitteln, wie Tetrachlorkohlenstoff, Aceton, Methanol, auch von den letzten Lösungsmittelresten befreit. Hierbei erhält er Mattierung, ohne an Festigkeit zu verlieren.

Bei der Herstellung von Filmen wird in gleicher Weise gearbeitet, wobei die besonderen Vorteile des Verfahrens in der leichten Verstreckbarkeit und großen Geschmeidigkeit der hergestellten Filme zum Ausdruck kommen. Vorteilhaft arbeitet man jedoch so, daß man z. B. die Polyäthylenterephthalatschnitzel mit einem niedrigeren Lösungsmittelgehalt von 10 bis 15 °/₀ einsetzt und die Gießdüse auf Temperaturen zwischen 260 und 270° beheizt, um Vergilbung auszuschließen. Erfindungsgemäß hergestellte, frisch gesponnene Filme lassen sich sehr gut verstrecken, ihre Rekristallisationsneigung ist stark herabgesetzt.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Herstellung von Fäden, Fasern, Borsten und Filmen aus linearen aromatischen Polyestern nach dem Schmelzspinnverfahren,

   dadurch gekennzeichnet, daß man Polyester verwendet, welche in Lösung kondensiert wurden und noch bis zu 30% Lösungsmittel enthalten, wobei man entsprechend dem Lösungsmittelgehalt von 10 bis 30 % die Aufschmelztemperaturen auf 240 bis 270⁰ und die Düsentemperatur über dem Siedepunkt des verwendeten Lösungsmittels, vorzugsweise auf 260 bis 320⁰, hält.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Verstrecken das Lösungsmittel durch Extraktion entfernt wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 818577, 74° 34-8; deutsche Auslegeschrift Nr. 860 391;
   französische Patentschrift Nr. 983 707.

   ©509659/254 2.56 (009 644/9 11.60)