EP0285197B1 - Elastische Fäden aus Block-Copolyetherpolyamiden - Google Patents
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Classifications
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- D—TEXTILES; PAPER
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- 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
- D01F6/78—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolycondensation products
- D01F6/82—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolycondensation products from polyester amides or polyether amides
Definitions
- the invention relates to a method for producing elastic threads, by melt spinning block copolyether polyamides with a melting point of 170 to 260 ° C and with a base of 50 to 90 wt .-% of a polyamide, and elastic threads.
- Highly elastic threads such as rubber threads or elasthane are not suitable for many areas of application, either because of their too high elasticity or too little heat resistance.
- the high elasticity of the rubber in many cases makes it difficult to process the threads into textile fabrics on the existing machines.
- Thermoplastic block copolyether amides are known.
- DE-A-30 06 961 also describes thermoplastically processable polyether polyamides with a weight fraction of the polyether block of 8 to 60% by weight. It is mentioned that threads of high elasticity can be produced from such copolyamides. However, instructions for making the elastic threads are not shown.
- EP-A-0 187 607 also describes block copolyetheramides with melting points between 170 and 240 ° C., which have elastic properties and are suitable for extrusion. There is no indication that these polymers can also be used to produce elastic threads.
- EP-A-0132 131 discloses elastic monofilament surgical threads, produced by melt spinning block copolyether polyamides with a melting point of 168 ° C. and with an elongation of less than 100%. A reversible stretch is not described.
- the threads are produced at extremely low spinning speeds (approx. 2.4 m / min) by extrusion in water. Quenching in water results in threads that are not bonded, but only extremely low productivity. The wet threads must also be dried again.
- the object of the invention is to produce elastic, melt-spun monofilament or multifilament threads which do not stick together and whose elasticity is not so high that they severely hinder the continuous processing into flat structures.
- High elasticity means reversible strains over 120%.
- monofilament threads can also be wound up without any release agent and without adhesion. In the case of multifilaments, there must be no gluing between the individual fibrils.
- Non-sticky multifilament threads are easy to process and have better usage properties in the end product, e.g. Firmness, color uniformity and grip on.
- polyamide component of a block copolyetheramide polyamide 6, polyamide 6.6, polyamide 12, polyamide 6.10, polyamide 6.12, or their random copolyamides with at least 90% homopolyamide content.
- any other known homo- or random copolyamide with a melting point between 200 and 300 ° C. can also be used.
- copolyether components are: polyoxymethylenes, polyethylene glycols, polypropylene glycols and polybutylene glycols.
- the block copolyether polyamide is melt-spun at a temperature of 180 to 300 ° C., the threads being wound at a take-off speed of at least 2000 m / min. Lower pull-off speeds not only influence the economics of the process but also increase the tendency of the fibrils to stick to one another.
- the threads can achieve a reversible elasticity that is 30 to 200% higher after a hydrothermal treatment. This is of particular interest if the elasticity of the finished fabric is to be increased.
- Hot water is expediently used as a means of increasing the elasticity.
- the water should have a temperature of 70 to 100 ° C and the treatment of the threads should be carried out almost without tension for 0.5 to 10 minutes.
- Example 1 10 kg of polyether amide according to synthesis EP-A1-0 187 607
- the fibrils After cooling the fibrils in the blower duct with air at room temperature over a distance of 175 cm, the fibrils are combined into a bundle of threads, which is wound up at a speed of 2000 m / min and then stretched to 1.3 times the length at 120 ° C becomes.
- the resulting thread has a rel. Viscosity (5.5 g polymer, dissolved in 50 ml 90% formic acid; measurement at 20 ° C) of 56 and a titer of 64 dtex. The reversible elongation is 15%.
- Example 2 is a comparative example.
- the threads produced according to Examples 4 and 7 above were relaxed in boiling water (98 ° C.) for 2 minutes, causing the elongation at break from 58 or 55 to 110 or 118% and the reversible elongation (elasticity) of 40% each. increased to 70 or 105%.
- the elastic threads according to the invention are particularly suitable for the production of elastic flat structures such as swimsuits, corsetry and sports clothing.
Landscapes
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von elastischen Fäden, 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 elastische 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.
- Aus EP-A-0132 131 sind elastische monofile chirurgische Fäden, hergestellt durch Schmelzspinnen von Block-Copolyetherpolyamiden mit einem Schmelzpunkt von 168°C und mit einer Dehnung von weniger als 100 % bekannt. Eine reversible Dehnung wird allerdings nicht beschrieben. Die Herstellung der Fäden erfolgt bei extrem niedrigen Spinngeschwindigkeiten (ca. 2.4 m/min) durch Extrudieren in Wasser. Durch das Abschrecken in Wasser werden zwar verklebungsfreie Fäden erzielt, aber nur eine extrem geringe Produktivität erreicht. Auch müssen die nassen Faden wieder getrocknet werden.
- 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 durch das Kennzeichnen gemäss Anspruch 1 gelöst. 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.
- Das Block-Copolyetherpolyamid wird bei einer Temperatur von 180 bis 300°C schmelzgesponnen, wobei die Fäden bei einer Abzugsgeschwindigkeit von wenigstens 2000 m/min aufgespult werden. Niedrigere Abzugsgeschwindigkeiten beeinflussen nicht nur die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens sondern erhöhen auch die Verklebungstendenz der Fibrillen untereinander.
- 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 Elastizität 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.
- 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 Extruder 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 %.
- Die analog Beispiel 1 hergestellten Beispiele 2 bis 8 und deren Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengefasst:
- Beispiel 2 is ein Vergleichsbeispiel.
- 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 (5)
- Verfahren zur Herstellung von elastischen Fäden aus einem Block-Copolyetherpolyamid mit einem Schmelzpunkt von 170 bis 260°C und mit einer Basis aus 50 bis 90 Gew.-% eines Polyamids 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.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als 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, verwendet wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyether-Segmente POM, PEO, Polypropylenoxid oder Polybutylenoxid sind.
- Verfahren nach Anspruch 1, 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.
- Elastische unverklebte 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 vor einer hydrothermischen Behandlung eine reversible Dehnung von 10 bis 120 % und nach einer hydrothermischen Behandlung eine um 30 bis 200 % höhere reversible Dehnung von 60 bis 300 %, bezogen auf die Länge des glatten, ungespannten Fadens aufweisen.
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