NL8402407A - Werkwijze voor de vervaardiging van polypropeenvezels met verbeterde strekeigenschappen. - Google Patents

Description

r - 1 - ft» - .

Werkwijze voor de vervaardiging van polypropeenvezels met verbeterde strekeigenschappen.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de vervaardiging van polypropeenvezels met strekeigenschappen aan de uitlaat van de stempel, in hoge mate verbeterd ten opzichte van wat op het 5 ogenblik bekend is in de stand van de techniek.

Het is bekend dat de polypropeenvezels gedureiide verscheidene jaren vele toepassingen hebben, bijvoorbeeld niet-geweven doek, tapijten en andere analoga.

Bij de gebruikelijke werkwijzen ter vervaardiging 10 van vezels, wordt polypropeen toegevoerd in het smelt- stadium in een veistempel met een groot aantal openingen, in het algemeen tussen 2.000 en ongeveer 20.000. Polypropeen wordt toegevoerd aan een zodanige stempel teneinde het de vorm te geven van een garen. Deze garens worden 15 daarna continu gestrekt in een horizontale oven bij een temperatuur die is gelegen tussen 90 en 160°C. De strek-verhoudingen die onder normale omstandigheden worden toegepast liggen gewoonlijk tussen 100 en 300 %. Het is ook in de stand van de,techniek bekend, dat een lage 20 strekverhouding een vezel zal doen ontstaan die een hoge overblijvende rek heeft, maar een dergelijke eigenschap leidt er toe dat in de horizontale oven een garen wordt ingeleid dat een fijnere diameter heeft teneinde het gewenste aantal denier te verkrijgen. Daarom dient een 25 belangrijker strekking van het materiaal te worden toegepast bij de uitlaat van de velstempel.

De strekeigenschappen van de garens die deze openingen doorkruisen, hangen in het bijzonder af van het polypropeengaren in het smeltstadium, en in het bijzonder 30 van de spreiding van het molecuulgewicht van deze laatste. Bovendien kunnen de vezels opwaarts of neerwaarts worden gestrekt in overeenstemming met de gekozen werkwijze, of ook in overeenstemming met de gekozen smeltspinsnelheid, waarbij de hoogste snelheden worden bereikt met neerwaarts 35 strekken.

Op het ogenblik bieden de polypropenen die worden 8402407 - 2 - .. ^ \ gebruikt bij de vervaardiging van vezels niet een voldoende rekviscositeit, dat wil zeggen en zodanige viscositeit dat het mogelijk is een garen te vormen met het smeltmateriaal bij een hoge snelheid, en zodanig dat het mogelijk is dit 5 garen geschikt te strekken teneinde vezels te verkrijgen van 1,5 denier, in het geval van een opwaartse strekking bij een snelheid van ongeveer 50 m/min.

In geval van neerwaartse strekking laten de gebruikelijke polypropenen niet toe dat hoge smeltspin-10 snelheden van ongeveer 500 m/min* worden bereikt.

Teneinde deze nadelen op te heffen, is al voorgesteld peroxyden toe te voeren aan polypropeensamen-stellingen. Deze werkwijze leidde echter niet tot gunstige resultaten in het geval van opwaartse strekking, omdat 15 de viscositeit van de samenstelling te laag was om een kans te hebben om een garen te vormen. Bovendien wordt het materiaal dat deze peroxyden bevat, gedeeltelijk afgebroken, typerend heeft het een hoge smeltstroom index en een zeer lage viscositeit, terwijl deze feiten niet 20 steeds zeer belangwekkend zijn voor sommige andere toepassingen.

Er bestaat daarom een behoefte aan een werkwijze ter vervaardiging van polypropeenvezels met verbeterde strekeigenschappen.

25 Het eerste doel van de uitvinding is al deze, hierboven vermelde nadelen op te heffen.

Een doel van de onderhavige uitvinding is een werkwijze ter vervaardiging van polypropeenvezels die een gemakkelijke extrusie van de garens hetzij opwaarts, 30 hetzij neerwaarts mogelijk maakt, terwijl vezels worden verkregen die een aanvaardbaar overblijvende rek hebben.

Een bijzonder doel van de onderhavige uitvinding is een werkwijze ter vervaardiging van polypropeenvezels die een lage denier hebben, die in het algemeen 35 is gelegen tussen 5 en 1 denier.

De werkwijze van de onderhavige uitvinding ter vervaardiging van polypropeenvezels met verbeterde strekeigenschappen wordt gekenmerkt, doordat aan poly-propeen van ongeveer 0,01 tot ongeveer 0,5 gew. %, berekend 40 op polypropeen, tris(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)- 8402407 , ^ * - 3 - isocyanuraat wordt toegevoerd, en de extrusie wordt uitgevoerd bij een temperatuur gelegen tussen 220°C en 280°C.

Het polypropeen dat wordt gebruikt bij de werkwijze volgens de uitvinding is een propeenkristallijn 5 homopolymeer, dat ten slotte kernvormende middelen kan bevatten. Het kristallijne polypropeen wordt in het algemeen verkregen door polymerisatie in aanwezigheid van een stereospecifieke katalysator.

Onverwachterwijze werd opgemerkt, dat als 10 1,3,5-triazine-2,4,6-(1H, 3H, 5HI-trion, -1,3,5-tris-3,5- bis(1,1-dimethylethyl}-4-hydroxyfenylmethyl, gebruikelijker genoemd tris(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyf enyl1-isocyanuraat, wordt toegevoerd in een hoeveelheid van 0,01 tot 0,5 gew. S, berekend op het polypropeengewicht, de rekbare viscositeits-15 eigenschappen van het polymeer in hoge mate worden verbeterd, waarbij de strekking van de geëxtrudeerde garens wordt uitgevoerd, hetzij opwaarts hetzij neerwaarts.

Opgemerkt werd echter, dat de beste resultaten werden verkregen wanneer de verbinding werd gebruikt in 20 een hoeveelheid die gelegen was tussen ongeveer 0,05 en 0,2 gew. %.

Wanneer hoeveelheden minder dan 0,01 gew. % worden gebruikt, berekend op polypropeen, wordt geen significant effekt opgemerkt? anderzijds brengt het 25 gebruik van hoeveelheden groter dan 0,5 gew. %, geen enkel extra voordeel.

Wanneer het strekken van de geëxtrudeerde garens opwaarts werd uitgevoerd, werd bereikt, dat vezels werden gevormd van 3 denier met een overblijvende rek tot 30 zelfs 250 %, en vezels van 1,5 denier, die nog een rek van 100 % hadden. Dit feit is zeer onverwacht, als in aanmerking wordt genomen dat dit resultaat wordt verkregen met openingen van de extrusiestempêl met een L/D verhouding van 2, omdat met gebruikelijke samenstellingen, 35 geëxtrudeerd bij dezelfde velstempels, dus met dezelfde L/D verhouding, vele breuken van het garen worden verkregen bij een dergelijke strekking.

Hoewel aanvraagster niet wil worden gebonden aan de voorgestelde theorie, kan echter worden veronder-40 steld dat de toevoer van een verbinding zoals tris(3,5- 8402407 * - 4 - **· 1ί e di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)isocyanuraat een invloed heeft op de spreiding van het molecuulgewicht van het polypropeen. Bovendien maakt deze verbinding het mogelijk de spreiding te regelen door middel van de temperatuur waarbij het 5 polymeermateriaal, dat moet worden behandeld, wordt toegevoerd aan de velstempel.

Opgemerkt werd dat de werkwijze volgens de uitvinding met succes kan worden uitgevoerd als het polymeermateriaal wordt geëxtrudeerd in de velstempel bij 10 een temperatuur die is gelegen tussen ongeveer 220 en ongeveer 280°C. Meer in het bijzonder wordt, wanneer de garens opwaarts worden gestrekt, de extrusie uitgevoerd bij een temperatuur die is gelegen tussen ongeveer 220 en ongeveer 250°C, en bij voorkeur tussen ongeveer 230 15 en ongeveer 250°C, terwijl, wanneer de garens neerwaarts worden gestrekt, de extrusie wordt uitgevoerd bij een temperatuur die is gelegen tussen ongeveer 22Q en ongeveer 28Ö°C, en bij voorkeur tussen ongeveer 230°C en 260°C.

De lagere temperaturen worden in het algemeen 20 toegepast ter vervaardiging van vezels van hoge denier.

De volgende voorbeelden worden gegeven teneinde de werkwijze volgens- de uitvinding beter toe te lichten, maar zij dienen niet ter begrenzing van de reikwijdte ervan.

VOORBEELDT I

25 0,15 Gew.dln. tris(3,5-di-t-butyl-4-hydroxy- benzyl Iisocyanuraat werden toegevoerd aan 100 gew.dln. propeenhomopolymeer met een smeltstroomindex van 25 g/10 min., bepaald bij 230°C onder een druk van 2,16 kg in overeenstemming met de ASTM D 1238 methode.

30 Eet ontstane mengsel werd toegevoerd aan een extrusievelstempel bij een temperatuur van 230°C. De fijnste vezels die werden verkregen hadden 3 denier, met een opwaartse strekking, bij een snelheid van 50 m/min., de vezels hadden een overblijvende rek van 100 %. De L/D-35 verhouding van de openingen van het vel van de stempel was 2.

Bij wijze van vergelijking werd polypropeen bevattende 0,05 % van een gebruikelijk peroxyde, geëxtrudeerd. Met het polypropeen was het nooit mogelijk geweest 840240? - 5 - - door middel van een opwaartse strekking vezels te verkrijgen van 3 denier.

VOORBEELD II

0,05 Gew. dln«. tris (3,5-di-t-butyl-4 -hydroxy-5 benzyl) isocyanuraat werd toegevoerd aan 10ö.gew. dln. poly-propeen gebruikt in voorbeeld X.

Het ontstane mengsel werd daarna toegevoerd aan een extrusievelstempel bij een tenroeratuur van 250°C.

Vezels van 3 denier werden vervaardigd door 10 opwaarts strekken bij een snelheid van 50 m/min. Deze vezels hadden een overblijvende rek van 250 %. Vezels van 1,5 denier hadden: een overblijvende rek van 100 %.

In het onderhavige voorbeeld is het mogelijk geweest fijnere garens te vervaardigen aan het eind van 15 de velstempel, hetgeen het mogelijk maakte lagere strekverhoudingen toe te passen tijdens de doorgang in de horizontale oven.

De L/D verhouding van de opening van het vel van het stempel was 2. Ook werd 1 -druk/uur waargenomen 20 met de velstempel die gebruikt werd. Deze velstempel had 180.000 openingen.

VOORBEELD' XII

Hetzelfde mengsel als gedefinieerd in voorbeeld II werd bereid. Dit mengsel werd daarna geëxtrudeerd 25 bij een temperatuur van 260°C in een extrusievelstempel werkend met een neerwaartse strekking.

Vezels van 1,5 denier werden vervaardigd met een smeltspinsnelheid van ongeveer 500 m/min.

Het aantal breuken per uur overschreed nooit 30 3 met de gebruikte velstempel. Deze velstempel had 12.000 opéningen.

- conclusies - 8402407

Claims (6)

1. Werkwijze ter vervaardiging van polypropeen-vezels met verbeterde strekeigens-chappen, met het k e n m e r k,dat wordt toegevoerd aan het polypropeen van ongeveer 0,01 tot ongeveer ö,5 gew. %, berekend op 5 het polypropeengewicht, tris(3,5-di-t-butyl-4-hydroxy-benzyl I isocyanuraat en de extrusie van polypropeen wordt uitgevoerd bij een temperatuur gelegen tussen ongeveer 220 en ongeveer 28Q°C.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het 10 kenmerk, dat een hoeveelheid gelegen tussen ongeveer 0,05 en 0,2 gew. %, berekend op polypropeen, van tris(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzylIisocyanuraat wordt toegevoerd aan polypropeen. • *

3. Werkwijze volgens.· conclusie 1, m e t het 15 kenmerk, dat de extrusie wordt uitgevoerd bij een temperatuur gelegen tussen ongeveer 220 en 250°C wanneer een opwaartse strekking wordt uitgevoerd.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, m e t het kenmerk, dat de extrusie wordt uitgevoerd bij een 20 temperatuur gelegen tussen ongeveer 230 en 250°C.

5. Werkwijze volgens conclusie l,met het kenmerk, dat de extrusie wordt uitgevoerd bij een temperatuur gelegen tussen ongeveer 220°C en 280°C wanneer een neerwaartse strekking wordt uitgevoerd. 25

6. Werkwijze volgens conclusie 5, m e t het kenmerk, dat de extrusie wordt uitgevoerd bij een temperatuur gelegen tussen 230° en 260°C. 1 8402407 Polypropeenvezels verkregen volgens de werkwijze beschreven in één of meer van de voorafgaande conclusies.