EP0030666A2 - Fasern aus thermoplastischen Mischpolymerisaten des Acrylnitrils, ihre Herstellung und Verwendung - Google Patents

Fasern aus thermoplastischen Mischpolymerisaten des Acrylnitrils, ihre Herstellung und Verwendung Download PDF

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EP0030666A2
EP0030666A2 EP80107458A EP80107458A EP0030666A2 EP 0030666 A2 EP0030666 A2 EP 0030666A2 EP 80107458 A EP80107458 A EP 80107458A EP 80107458 A EP80107458 A EP 80107458A EP 0030666 A2 EP0030666 A2 EP 0030666A2
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vinyl
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Max Dr. Schuler
Guido Dr. Stampa
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/42—Formation of filaments, threads, or the like by cutting films into narrow ribbons or filaments or by fibrillation of films or filaments
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/28—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D01F6/38—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds comprising unsaturated nitriles as the major constituent

Definitions

  • thermoplastic polymers or mixtures of thermoplastic polymers.
  • fibers are produced by melt spinning or by spinning from solvents.
  • such fibers have too strong textile properties for further processing, in particular into nonwovens, knitted fabrics or fabrics, which in turn are to be used as composite and filling material. This means that such fibers have too great an elongation at break or break.
  • a fiber which has a high tensile strength with the least elongation at break or breaking.
  • the aim of the invention is to produce such fiber material and to use it as described above.
  • copolymers according to the above description are to be understood as meaning polymers made from acrylonitrile and one or more of the compounds mentioned.
  • the copolymer can optionally also contain fillers and pigments, such as carbon black, Ti0 2 , chalk, blast furnace slag, etc.
  • copolymers which have been obtained by grafting a copolymer as defined above onto a submitted elastomer phase.
  • the elastomer phase can, for example, mainly contain proportions of butadiene with acrylonitrile, styrene and / or isoprene.
  • Copolymers which are based on a grafting reaction have improved impact strength; this also increases the draw ratio and results in fibers with higher strength.
  • the finely branched, branched structure of the individual fibers predestines the product produced according to the invention for areas of application which are known under the name of nonwovens.
  • the polar groups of the copolymer give extremely good adhesion, for example to cellulose-containing products or in laminating resins.
  • These adhesive properties predestine the spliced fiber mentioned as a reinforcing and filling material in molded articles of all kinds.
  • the stiffness of the individual fibers in turn emphasizes such possible applications.
  • an extruder which is equipped with a slot die or a blow head, or with a calender is extruded or calendered into tubes or foils and tapes.
  • the processing temperature depends on the copolymer used and can be determined individually by a person skilled in the art according to practical requirements.
  • the hoses, foils or tapes are cooled to temperatures,. which are 10 to 70 ° C above the glass transition temperature and then stretched 2 to 20 times on a fume cupboard.
  • the stretching ratio optimally corresponding to the copolymer used can easily be determined by experiment. In principle, the rule applies that the tendency to splice increases with decreasing stretching temperature, increasing degree of stretching and with increasing stretching speed.
  • the hoses, foils or tapes can be cooled to the appropriate temperatures after the extrusion or calendering process and then stretched. However, it is also possible to cool the products after extrusion or calendering, to store them and to subsequently heat them up to the necessary temperatures and then stretch them.
  • the stretched tubes, foils or tapes are spliced in a manner known per se.
  • the copolymers according to the invention processed in this way have an exceptionally good splicing ability.
  • splicing can be done by needling with needle rollers, carding, twisting, scribing, squeezing, rubbing, brushing or treatment with water jet, ultrasound or compressed air.
  • extruded and stretched foils, tubes or tapes can be spliced, cut in a stack of 2 to 40 mm in length, or the foils, tubes or tapes can be spliced into continuous fibers and, if necessary, these can be cut in a stack of 2 to 40 mm in length.
  • Opening machines are known from the textile industry and belong to the group of tearing machines, which, for example, open up textile waste and unclean cotton or cotton waste for new purposes, ie return it to a fine-fiber form.
  • a 5 sawtooth opening machine is preferably used.
  • a special feature of the latter device is that the so-called opening drum is provided with a sawtooth-like surface.
  • the protection of the invention also extends to the fibers, produced by the method according to the invention.
  • the fibers are used in the form of nonwovens, nets, knits or fabrics.
  • the use of the fiber as such, in short or long fiber form, is in no way excluded.

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Abstract

Verfahren zur Herstellung von Fasern aus thermoplastischen Mischpolymerisaten des Acrylnitrils und wenigstens einer weiteren Monomerkomponente, beispielsweise Ester der Acrylsäure, Styrole, Vinylverbindungen und/oder polymerisierbaren Kohlenwasserstoffen. Das Mischpolymerisat wird durch ein Schmelzverfahren zu Folien, Bändern oder Schläuchen verarbeitet, diese werden gereckt und aufgespleisst. Das Aufspleissen erfolgt bevorzugt mit einer Oeffnungsmaschine.

Description

  • Es ist bekannt, Fasern aus thermoplastischen Polymerisaten oder Mischungen von thermoplastischen Polymerisaten herzustellen. In der Regel werden Fasern durch Schmelzspinnen oder durch Spinnen aus Lösungsmitteln hergestellt. Für die Weiterverarbeitung, insbesondere zu Vliesen, Gewirken oder Geweben, die ihrerseits als Verbund- und Füllmaterial Verwendung finde sollen, weisen derartige Fasern aber zu starke textile Eigenschaften auf. Das heisst, derartige Fasern weisen eine zu grosse Reiss- oder Bruchdehnung auf.
  • Es wird, um eine hohe Verstärkungswirkung zu erzielen, eine Faser benötigt, die eine hohe Reissfestigkeit bei geringster Reiss- oder Bruchdehnung aufweist.
  • Ziel der Erfindung ist es, solches Fasermaterial herzustellen und entsprechend der obigen Beschreibung zum Einsatz zu bringen.
  • Erfindungsgemäss erfolgt das mit einem Verfahren nach Patentanspruch 1. Es hat sich gezeigt, dass sich bevorzugt extrudierte Folien, Schläuche oder Bänder aus einem Mischpolymerisat des Acrylnitrils mit Estern der Acrylsäure, beispielsweise Acrylsäuremethylester oder Acrylsäureäthylester, Estern der Methacrylsäure, beispielsweise Methacrylsäuremethylester oder Methyacrylsäureäthylester,(wobei die Ester der Acryl- oder Methacrylsäure mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe bevorzugt werden) Styrol, Methylstyrol, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylpyridin, Vinylester, Vinyläther,(wobei die Vinylester oder Vinyläther mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen neben der Vinylgruppe bevorzugt werden) wie beispielsweise Vinylacetat, Methylvinyläther oder Aethylvinyläther, und/oder polymerisierbare Kohlenwasserstoffe, beispielsweise Äthylen, Propylen, Buten-1, Isobuten, Penten-1, Hexen-1, 2-Methylbuten-1, 2-Methylpenten-1, 4-Methylpenten-1 oder Inden, nach dem erfindungsgemässen Verfahren zu Fasern verarbeiten lassen.
  • 15Als Mischpolymerisate gemäss obiger Beschreibung sind demzufolge Polymerisate aus Acrylnitril und einer oder mehrerer genannter Verbindungen zu verstehen.
  • 20Das Mischpolymerisat kann gegebenenfalls auch Füllstoffe und Pigmente, wie Russ, Ti02, Kreide, Hochofenschlacke etc., enthalten.
  • Von besonderer Bedeutung sind Mischpolymerisate, die durch eine Pfropfungsreaktion eines wie vorstehend definierten Mischpolymerisates auf eine vorgelegte Elastomerphase erhalte wurden. Die Elastomerphase kann beispielsweise hauptsächlich Anteile von Butadien mit Acrylnitril, Styrol und/oder Isopren enthalten.
  • Mischpolymerisate, die auf einer Pfropfungsreaktion beruhen, weisen eine verbesserte Schlagzähigkeit auf; damit kann auch das Reckverhältnis erhöht werden und es resultieren Fasern mit höherer Festigkeit.
  • Die feinverzeigte, verästelte Struktur der einzelnen Faser prädestiniert das erfindungsgemäss hergestellte Produkt für Einsatzgebiete, die unter der Bezeichnung Nonwovens bekannt sind. Durch die polaren Gruppen des Mischpolymerisates wird eine äusserst gute Haftung, beispielsweise an cellulosehaltigen Produkten oder in Laminierharzen, erreicht. Diese Hafteigenschaften prädestinieren die genannten gespleissten Faser als Verstärkungs- und Füllmaterial in Formkörpern aller Art. Die Steifheit der einzelnen Faser wiederum betont derartige Anwendungsmöglichkeiten.
  • Zur Ausführung des Verfahrens wird beispielsweise mit einem Extruder, welcher mit einer Breitschlitzdüse oder einem Blaskopf ausgerüstet ist, oder mit einem Kalander zu Schläuchen oder Folien und Bändern extrudiert oder kalandriert. Die Verarbeitungstemperatur richtet sich nach dem zum Einsatz gelangenden Mischpolymerisat und kann vom Fachmann individuell nach den Erfordernissen der Praxis ermittelt werden. Die Schläuche, Folien oder Bänder kühlt man auf Temperaturen ab, . die 10 bis 70°C über der Glasumwandlungstemperatur liegen und reckt dann auf einem Abzugswerk um das 2- bis 20-fache. Das dem eingesetzten Mischpolymerisat optimal entsprechende Reckverhältnis kann leicht durch Versuche ermittelt werden. Grund sätzlich gilt die Regel, dass die Neigung zum Spleissen sich mit abnehmender Reckungstemperatur, zunehmendem Reckungsgrad und mit Erhöhung der Reckgeschwindigkeit vergrössert.
  • Die Schläuche, Folien oder Bänder können nach dem Extrudier-oder Kalandrierprozess auf die entsprechenden Temperaturen gekühlt und dann gereckt werden. Es ist aber auch möglich, die Produkte nach dem Extrudieren oder Kalandrieren zu kühlen, zu lagern und nachträglich wieder auf die notwendigen Temperaturen zu erwärmen und dann zu recken.
  • Die gereckten Schläuche, Folien oder Bänder werden auf an sich bekannte Weise gespleisst. Die derart verarbeiteten erfin-5 dungsgemässen Mischpolymerisate weisen eine aussergewöhnlich gute Spleissfähigkeit auf. So kann das Spleissen beispielsweise durch Nadeln mit Nadelwalzen, Kardieren, Verdrillen, ritzen, Quetschen, Reiben, Bürsten oder Behandlung mit Wasserstrahl, Ultraschall oder Druckluft erfolgen.
  • Diese extrudierten und gereckten Folien, Schläuche oder Bänder können, geschnitten im Stapel von 2 bis 40 mm Länge, gespleisst werden, oder die Folien, Schläuche oder Bänder können zu Endlosfasern gespleisst und diese gegebenenfalls im Stapel von 2 bis 40 mm Länge geschnitten werden.
  • In einer zweckmässigen Ausführungsform spleisst man mit einer Oeffnungsmaschine. Oeffnungsmaschinen sind aus der Textilindustrie bekannt und gehören zur Gruppe der Reissmaschinen, eie beispielsweise textile Abfälle und unsaubere Baumwolle oder Baumwollabfälle für neue Verwendungszwecke aufschliessen, d.h. wieder in eine feinfasrige Form zurückführen.
  • Unter der Gruppe der Oeffnungsmaschinen wird bevorzugt eine 5Sägezahn-Oeffnungsmaschine angewendet. Besonderes Merkmal letzteren Gerätes ist, dass der sogenannte Oeffnungs-Tambour mit einer sägezahnartigen Oberfläche versehen ist. Durch die Anwendung von Oeffnungsmaschinen werden die Fasern in Form von Stapelfaserflocken erhalten. Die Fasern liegen dann in feinster Form und anisotrop vor.
  • Der Schutz der Erfindung erstreckt sich auch über die Fasern, hergestellt nach dem erfindungsgemässen Verfahren.
  • Die Fasern werden in Form von Vliesen, Netzen, Gewirken oder Geweben verwendet. Dabei ist die Verwendung der Faser als solche, in kurz- oder langfasriger Form, in keiner Weise ausgeschlossen.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung von Fasern aus thermoplastischen Mischpolymerisaten des Acrylnitrils, dadurch gekennzeichnet, dass man Mischpolymerisate mit 45 bis 96 Gew.% Acrylnitril, die hergestellt wurden durch eine Pfropfungsreaktion auf ein vorgelegte Elastomerphase, in einem Schmelzverfahren zu Folien, Bändern oder Schläuchen verarbeitet, diese anschliessend bei Temperaturen, die 10 bis 70° C über der jeweiligen Glasumwandlungstemperatur liegen, durch Recken uniaxial orientiert und aufspleisst.
12. Verfahren gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man Mischpolymerisate, enthaltend 45 bis 96 Gew.% Acryl nitril und 4 bis 55 Gew.% Ester der Acrylsäure, Ester der Methacrylsäure, Styrole, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylpyridin, Vinylester, Vinyläther und/oder polymerisierbare Kohlenwasserstoffe, anwendet.
3. Verfahren gemäss Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Folien, Bänder und Schläuche um das 2- bis 20-fache uniaxial reckt.
4. Verfahren gemäss Patentansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man das Aufspleissen mit einer Oeffnungsmaschine vornimmt.
5. Verfahren gemäss Patentansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man das Aufspleissen mit einer Sägezahn- öffnungsmaschine vornimmt.
6. Fasern, hergestellt nach einem der Verfahren gemäss Patentansprüchen 1 bis 5.
7. Verwendung von Fasern gemäss Patentanspruch 6 in Form von Vliesen, Netzen, Geweben oder Gewirken.
EP80107458A 1979-12-12 1980-11-28 Fasern aus thermoplastischen Mischpolymerisaten des Acrylnitrils, ihre Herstellung und Verwendung Withdrawn EP0030666A3 (de)

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Publication number Publication date
EP0030666A3 (de) 1981-08-05
JPS5696912A (en) 1981-08-05
CH643304A5 (de) 1984-05-30
DK529680A (da) 1981-06-13

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