EP0285197A1

EP0285197A1 - Elastische Fäden aus Block-Copolyetherpolyamiden

Info

Publication number: EP0285197A1
Application number: EP88200445A
Authority: EP
Inventors: Roland Dr. Stählin
Original assignee: Viscosuisse SA; Rhone Poulenc Viscosuisse SA; Societe de la Viscose Suisse SA
Current assignee: Viscosuisse SA
Priority date: 1987-03-18
Filing date: 1988-03-09
Publication date: 1988-10-05
Anticipated expiration: 2008-03-09
Also published as: DE3871589D1; EP0285197B1

Abstract

Elastische Fäden mit einer reversiblen Dehnung von 10 bis 120 % werden durch Schmelzspinnen von Block-Copolyetheramiden hergestellt. Dabei werden die aus der Schmelze austretenden Fäden entweder direkt aufgespult und anschliessend auf eine Bruchdehnung von weniger als 80 % verstreckt oder im Spinnstreckverfahren noch vor dem Aufspulen auf eine Bruchdehnung von weniger als 80 % verstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft elastische Fäden, hergestellt durch Schmelzspinnen von Block-Copolyetherpolyamiden mit einem Schmelzpunkt von 170 bis 260°C und mit einer Basis aus 50 bis 90 Gew.-% eines Polyamids sowie ein Verfahren zur Herstellung der elastischen Fäden.
Hochelastische Fäden wie sie Gummifäden oder Elasthane aufweisen, sind für viele Einsatzgebiete nicht geeignet, entweder wegen ihrer zu hohen Elastizität oder zu geringen Wärmebeständigkeit. Ausserdem erschwert die hohe Gummielastizität in vielen Fällen die Verarbeitbarkeit der Fäden zu textilen Flächengebilden auf den vorhandenen Maschinen.
Thermoplastische Block-Copolyetheramide sind bekannt. So beschreibt die DE-A-30 06 961 auch thermoplastisch verarbeitbare Polyetherpolyamide mit einem Gewichtsanteil des Polyetherblocks von 8 bis 60 Gew.-%. Es wird erwähnt, dass aus solchen Copolyamiden Fäden hoher Elastizität hergestellt werden können. Eine Anleitung zum Herstellen der elastischen Fäden wird jedoch nicht aufgezeigt.
Auch die EP-A-0 187 607 beschreibt Block-Copolyetheramide mit Schmelzpunkten zwischen 170 und 240°C, welche elastische Eigenschaften aufweisen und zur Extrusion geeignet sind. Ein Hinweis, dass mit diesen Polymeren auch elastische Fäden hergestellt werden können, fehlt.
Das ist auch verständlich, da alle bisherigen Versuche, unter den bekannten Bedingungen Schmelzspinnungen durchzuführen, fehlschlagen mussten, da die resultierenden Fäden nach dem Austritt aus der Spinndüse sofort verklebten.
Diesen Mangel versuchte man dadurch zu beheben, indem man Talk oder ähnliche Trennmittel puderförmig auf die Filamentoberfläche auftrug.
Aufgabe der Erfindung ist es, elastische, schmelzgesponnene monofile oder multifile Fäden herzustellen, welche nicht verkleben und deren Elastizität nicht so hoch ist, dass sie die kontinuierliche Verarbeitung zu Flächengebilden stark behindert. Unter hoher Elastizität sind reversible Dehnungen über 120 % zu verstehen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die reversible Dehnung der Fäden 10 bis 120 % bezogen, auf die Länge des glatten, ungespannten Fadens beträgt. Als besonders vorteilhaft haben sich reversible Dehnungen von 20 bis 100 %, bevorzugt 30 bis 80 % erwiesen. Eine solche relativ niedrige Dehnung hat den Vorteil, dass bei der Verarbeitung zu textilen Flächengebilden die üblichen Maschinen und Verfahren verwendet werden können, wo hingegen bei gummielastischen Fäden Sondervorkehrungen an den Verarbeitungsmaschinen bzw. -verfahren getroffen werden müssen.
Es ist zweckmässig, wenn auch monofile Fäden ohne Trennmittel verklebungsfrei aufspulbar sind. Es dürfen bei Multifilen keine Verklebungen zwischen den einzelnen Fibrillen stattfinden.
Verklebungsfreie multifile Fäden lassen sich gut verarbeiten und weisen im Endprodukt bessere Gebrauchseigenschaften wie z.B. Festigkeit, Farbegalität und Griff auf.
Als Polyamid-Komponente eines Block-Copolyetheramids haben sich als besonders geeignet erwiesen: Polyamid 6, Polyamid 6.6, Polyamid 12, Polyamid 6.10, Polyamid 6.12, oder deren Randomcopolyamide mit mindestens 90 % Homopolyamidanteil. Es kann aber auch jedes andere bekannte Homo- oder Randomcopolyamid mit einem Schmelzpunkt zwischen 200 und 300°C verwendet werden. Als Copolyetherkomponente sind am besten geeignet: Polyoxymethylene, Polyethylenglykole, Polypropylenglykole und Polybutylenglykole.
Es ist besonders zweckmässig das Block-Copolyetherpolyamid bei einer Temperatur von 180 bis 300°C zu schmelzen und zu verspinnen, wobei sich eine Abzugsgeschwindigkeit von wenigstens 2000 m/min als vorteilhaft erwiesen hat. Niedrigere Abzugsgeschwindigkeiten beeinflussen nicht nur die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens sondern erhöhen auch die Verklebungstendenz der Fibrillen untereinander.
Es kann aber auch bei einer Geschwindigkeit von mindestens 800 m/min aufgespult und auf eine Restdehnung von 80 % verstreckt werden.
Vorteilhaft ist es jedoch bei einer Abzugsgeschwindigkeit von mindestens 800 m/min ohne vorheriges Aufspulen unmittelbar nach dem Abziehen des Fadens auf eine Restdehnung von wenigstens 80 % zu verstrecken. Hierbei wird ein nahezu verklebungsfreier elastischer Faden erzielt.
Es ist von Vorteil, dass die Fäden nach einer hydrothermischen Behandlung eine um 30 bis 200 % höhere reversible Elastizität erreichen können. Das ist besonders dann von Interesse, wenn die Elastiziät am fertigen Flächengebilde gesteigert werden soll. Als Mittel zur Erhöhung der Elastizität wird zweckmässig heisses Wasser eingesetzt. Das Wasser soll eine Temperatur von 70 bis 100°C aufweisen und die Behandlung der Fäden nahezu spannungslos während 0,5 bis 10 Minuten durchgeführt werden.
Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden.

Beispiel 1

10 kg Polyetheramid gemäss Synthese EP-A1-0 187 607 Beispiel 1, bestehend aus 50 Gew.-% eines Polyamid 6, hergestellt aus ε-Caprolactam und 50 Gew.-% eines Salzes aus Polyoxypropylendiamin und Dimerfettsäure mit einem Schmelzpunkt von 214°C und einer Schmelzviskosität bei 230°C von 2500 poise werden in einem Extru der aufgeschmolzen und bei einer Temperatur von 250°C durch eine Düsenplatte mit 12 Kapillaren (Durchmesser = 0.33 mm; Länge = 1.32 mm) extrudiert. Nach Abkühlung der Fibrillen im Blasschacht mit Luft bei Raumtemperatur über eine Strecke von 175 cm werden die Fibrillen zu einem Fadenbündel zusammengefasst, welches mit einer Geschwindigkeit von 2000 m/min aufgewickelt und anschliessend bei 120°C einstufig auf die 1,3-fache Länge verstreckt wird. Der daraus resultierende Faden weist eine rel. Viskosität (5,5 g Polymer, gelöst in 50 ml 90 %iger Ameisensäure; Messung bei 20°C) von 56 und einen Titer von 64 dtex auf. Die reversible Dehnung beträgt 15 %.

Beispiel 2-8

Die analog Beispiel 1 hergestellten Beispiele 2 bis 8 und deren Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengefasst:
Die Ergebnisse der hydrothermischen Behandlung sind in der Tabelle II zusammengefasst.
Die gemäss der obengenannten Beispielen 4 und 7 hergestellten Fäden wurden während 2 min in kochendem Wasser (98° C) relaxiert, wodurch sich die Bruchdehnung von 58 bzw. 55 auf 110 bzw. 118 % und die reversible Dehnung (Elastizität) von je 40 % auf 70 bzw. 105 % steigern liess.
Die erfindungsgemässen elastischen Fäden sind besonders zur Herstellung von elastischen Flächengebilden wie Badeanzügen, Miederwaren und Sportbekleidung geeignet.

Claims

1. Elastische Fäden, hergestellt durch Schmelzspinnen von Block-Copolyetherpolyamiden mit einem Schmelzpunkt von 170 bis 260°C und mit einer Basis aus 50 bis 90 Gew.-% eines Polyamids, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden unverklebt sind und eine reversible Dehnung von 10 bis 120 % bezogen auf die Länge des glatten, ungespannten Fadens aufweisen.

2. Elastische Fäden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyamid ein Homo- oder Random-Copolyamid ist, das wenigstens zu 90 Gew.-% aus PA 6, PA 6.6, PA 12, PA 6.10 oder PA 6.12 - Einheiten besteht.

3. Elastische Fäden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyether-Segmente POM, PEO, Polypropylenoxid oder Polybutylenoxid sind.

4. Elastische Fäden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden nach einer hydrothermischen Behandlung eine reversible Dehnung von 60 bis 300 %, bezogen auf die Länge des glatten, ungespannten Fadens aufweisen.

5. Verfahren zur Herstellung von elastischen Fäden aus einem Block-Copolyetherpolyamid mit einem Schmelzpunkt von 170 bis 260°C, dadurch gekennzeichnet, dass das Block-Copolyetherpolyamid bei einer Temperatur von 180 bis 300°C schmelzgesponnen, in Luft abgekühlt, verstreckt und die resultierenden Fäden bei einer Abzugsgeschwindigkeit von wenigstens 2000 m/min verklebungsfrei aufgespult werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Block-Copolyetheramid bei wenigstens 800 m/min aufgespult und danach auf eine Restdehnung von wenigstens 80 % verstreckt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Block-Copolyetheramid bei wenigstens 800 m/min abgezogen und noch vor dem Aufspulen im Spinnstreckverfahren auf eine Restdehnung von 80 % verstreckt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgespulten Fäden und/oder die daraus hergestellten Flächengebilde spannungslos in Wasser von 70 bis 100°C während 0,5 bis 10 Minuten behandelt werden.