SK283532B6

SK283532B6 - Rýchlo zvlákňované filamenty na báze polykaprolaktámu a spôsob ich výroby

Info

Publication number: SK283532B6
Application number: SK1509-94A
Authority: SK
Inventors: Paul Matthies; Karl Hahn; Karlheinz Mell; Thomas Sauer; Klaus Weinerth; Martin Laun; Herbert Haberkorn
Original assignee: Basf Aktiengesellschaft
Priority date: 1992-06-06
Filing date: 1993-05-25
Publication date: 2003-09-11
Also published as: JPH07506639A; DE59301269D1; LV10794B; CA2137375C; CN1089670A; EP0644959B1; DE4218719A1; LT3089B; CN1046322C; AU4317093A; RU95105019A; LTIP621A; ES2081217T3; JP3179105B2; BR9306503A; TW229237B; KR100264615B1; EP0644959A1; EE03196B1; SK150994A3

Abstract

Filamenty s relatívnou viskozitou RV od 2,0 do 3,0 merané pri koncentrácii 1 g vlákna na 10 ml hmotn. 96 % kyseliny sírovej, na báze polykaprolaktámu, ktoré sú vyrobiteľné tým, že sa a) vytláča tavenina tvorená v podstate polykaprolaktámom zvlákňovacou dýzou takže sa tvoria polykaprolaktámové filamenty, b) takto vyrobené filamenty sa ochladia a c) ochladené filamenty sa odťahujú rýchlosťou aspoň [3 600 + 1 250.(3,0-RV)]m/min. a pritom sa použitý polykaprolaktám vyrobil v prítomnosti aspoň jednej dikarboxylovej kyseliny, zvolenej zo súboru zahŕňajúceho - alkándikarboxylové kyseliny so 4 až 10 atómami uhlíka, - cykloalkándikarboxylové kyseliny s 5 až 8 atómami uhlíka, - benzéndikarboxylové kyseliny a naftaléndikarboxylové kyseliny, ktoré môžu obsahovať až dva zvyšky sulfónovej kyseliny a ktorých karboxyskupiny nesusedia, - amín kyseliny N-alkyl-N,N- dialkánkarboxylovej s 1 až 6 atómami uhlíka v alkylovej časti a vždy 4 až 10 atómami uhlíka v alkánovej časti a - kyseliny 1,4-piperazíndialkánkarboxylovej s 1 až 10 atómami uhlíka v každej alkánovej časti, ako aj spôsob výroby týchto filamentov, použitie zvlákňovaním vyrobených filamentov na výrobu vláken alebo plochých sústav, rovnako ako vlákna a ploché sústavy vyrobené z týchto filamentov.ŕ

Description

Oblasť techniky

Tento vynález sa týka filamentov s relatívnou viskozitou (RV) od 2,0 do 3,0 (meranej pri koncentrácii 1 g vlákna na 100 ml hmotn. 96 % kyseliny sírovej) na báze polykaprolaktámu, ktoré sú vyrobiteľné tým, že sa

a) vytláča tavenina pozostávajúca v podstate z polykaprolaktámu zvlákňovacou dýzou, takže sa tvoria polykaprolaktámové filamenty,

b) takto vyrobené filamcnty sa ochladia a

c) ochladené filamenty sa odťahujú rýchlosťou aspoň /3600 + + 1250.(3,0 - RV)/m/min. a pritom sa použitý polykaprolaktám vyrobil v prítomnosti aspoň jednej dikarboxylovej kyseliny zvolenej zo súboru zahŕňajúceho:

- alkándikarboxylové kyseliny so 4 až 10 atómami uhlíka,

- cykloalkándikarboxylové kyseliny s 5 až 8 atómami uhlíka,

- benzéndikarboxylové kyseliny a naftaléndikarboxylové kyseliny, ktoré môžu obsahovať až dva zvyšky sulfónovej kyseliny a ktorých karboxyskupiny nesusedia,

- amín kyseliny N-alkyl-N,N-dialkánkarboxylovej s 1 až 6 atómami uhlíka v alkylovej časti a vždy so 4 až 10 atómami uhlíka v alkánovej časti a

- kyseliny 1,4-piperazíndialkánkarboxylovej s 1 až 10 atómami uhlíka v každej alkánovej časti.

Vynález sa ďalej týka spôsobu výroby takých filamentov, ktoré sa dajú použiť na výrobu plochých sústav (Flächengebilden), rovnako ako plochých sústav z týchto filamentov.

Doterajší stav techniky

Pri rýchlom zvlákňovaní polyamidov sa všeobecne filamenty (Fäder), vystupujúce zo zvlákňovacej dýzy, odťahujú rýchlosťou nad 3 000 m/min. od dýzy, zatiaľ čo pri bežnom, konvenčnom zvlákňovaní sa pracuje pri odťahovej rýchlosti spravidla maximálne 1 200 m/min.

V porovnaní s konvenčným zvlákňovaním poskytuje rýchle zvlákňovanie všeobecnú výhodu vo vyššej produktivite. V niekoľkých prípadoch, zvlášť pri polykaprolaktáme, sa môže ušetriť za týchto okolností výrobný krok dĺženia. Ďalej pri rýchlom zvlákňovaní sa prejavuje výhoda v tom, že zvlákňovanie a navíjanie na cievku je spravidla menej závislé od obsahu vlhkosti a teploty obklopujúceho vzduchu v priestore ako pri konvenčnom zvlákňovaní. Okrem toho je spravidla zlepšená skladovateľnosť navinutého vlákna až do ďalšieho spracovania oproti konvenčné zvlákňovaným vláknam. Okrem toho sú vhodné rýchlo zvlákňované vlákna všeobecne zvlášť dobre na tvarovanie pri dlžení, snovanie pri dlžení a šlichtovanie pri dlžení.

Pod výrazom tvarovanie pri dlžení sa rozumie dlženie a tvarovanie pri jednom pracovnom kroku, pri ktorom sa vytvára pri tvarovaní zvláštna štruktúra vlákna spojená so smerovou orientáciou makromolekúl. Tým sa dosahuje všeobecne vyššia elasticita, objemová krycia schopnosť a tepelná izolácia v porovnaní s hladkými vláknami. Na zlepšenie ďalšieho spracovania sa môžu takéto vlákna ďalej olejovať alebo rozvíriť (verwirbeln).

Na výrobu osnovných pletenín alebo tkanín sa musia vlákna vo veľkom počte predkladať paralelne umiestnené vedľa seba ako osnova do stroja na zhotovenie osnovnej pleteniny alebo do tkáčskeho stavu. Na tento účel sa na cievku navíja viac než stovka a niekedy až niekoľko tisíc vláken spolu na tzv. strom. Pritom sa vlákna často rozvirujú, olejujú, parafínujú alebo šlichtujú na dosiahnutie lepšej okrajovej časti vláken a zlepšenie ďalšej spracovateľnosti. Väčší počet takýchto stromov by sa mohol zostaviť v ďalšom kroku na zväčšenie počtu vláken. Výroba čiastočného osnovného stromu sa môže kombinovať so spoločným dížením celej osnovy vláken (dlženie osnovy), šlichtovaním osnovy vláken (dlženie pri šlichtovaní), pričom sa vláknam zvyšuje šmýkavosť a poskytuje lepšia mechanická ochrana obalom zo šlichtovacieho prostriedku.

Dlženie sa môže tiež spojiť so zvlákňovaním, ktoré je známe samé osebe, alebo môže byť do neho integrované („on line“).

V európskom patente č. 201189B je opísaný spôsob výroby polyamidových filamentov rýchlym zvlákňovaním, ktorý spočíva v tom, že sa roztavená zmes polymérov obsahujúca nízkomolekulárnu prísadu ako vodu, vytlačuje pri relatívnej viskozite od 2,0 do 3,0 (merané v hmotn. 96 % kyseline sírovej), vzniknuté filamenty sa ochladzujú a ochladené filamenty sa odťahujú rýchlosťou vyššou ako 3 200 m/min. Nie sú však opísané vlákna z polykaprolaktámu, ktoré by boli vyrobené v prítomnosti dikarboxylovej kyseliny ako regulátora reťazca.

V nemeckom patente DE-A 40 19 780 je opísaný spôsob výroby polykaprolaktámu v prítomnosti dikarboxylových kyselín, ktoré slúžia ako regulátor reťazca. Vlákna rýchle odťahované pri odťahovej rýchlosti 4 250 m/min., vyrobené z tam opísaného kaprolaktámu (s relatívnou viskozitou RV = 2,36), sa prejavujú v pevnosti a ťažnosti vláken ako zrovnateľné s vláknami podľa súčasného stavu techniky.

Nevýhoda rýchle odťahovaných a z nich získavaných dlžených alebo pri dlžení tvarovaných vláken spočíva v tom, že majú všeobecne nižšie hodnoty najvyššej ťažnej sily než zodpovedajúce konvenčné zvlákňované vlákna až do rovnakého predĺženia pri najvyššej ťažnej sile alebo tvarovaní vlákna. Ďalej zmena ťažnej sily pri preťažení vláken, dosiahnuteľná pri meraní ťažnej sily bez závislosti od zmeny dĺžky (krivka ťažná sila - zmena dĺžky), takýchto rýchle zvlákňovaných vláken je všeobecne uspokojivo veľká, to znamená, že priebeh krivky je spravidla dosť plochý.

V porovnaní s rýchle zvlákňovaným polyamidom 66 (polyhexametylénamidom kyseliny adipovej), majú rýchle zvlákňované vlákna z polykaprolaktámu po tvarovaní pri dĺžení rovnaké predĺženie pri najvyššej ťažnej sile a ďalej majú nevýhodu v malej stálosti kučeravenia.

Podstata vynálezu

Úlohou predloženého vynálezu je dať k dispozícii rýchle zvlákňovanie filamentov na báze polykaprolaktámu, ktoré nebude mať uvedené nevýhody. Zvlášť sú to také filamenty, ktoré majú vyššiu zmenu ťažnej sily (vztiahnuté na zmenu dĺžky), to znamená strmšiu krivku ťažnej sily zmena dĺžky, zlepšenú najvyššiu ťažnú silu a pri tvarovaní vláken zlepšenú stálosť kučeravenia.

Na to boli nájdené už spomínané filamenty.

Okrem toho bol nájdený spôsob výroby týchto filamentov, ich použitie pri výrobe plochých sústav, rovnako ako ploché sústavy z týchto filamentov.

Podľa tohto vynálezu sa zvlákňuje tavenina, ktorá v podstate obsahuje vyššie vymedzený polykaprolaktám, pričom sa odťahujú ochladené filamenty rýchlosťou najmenej /3600 + 1250.(3,0-RV) /m/min., výhodne najmenej /3800 + + 1250.(3,0-RV)/m/min. Pri rýchlosti odťahovania vyššej než /3600 + 1250.(3,0-RV)/m/min. sa pozoruje, že sa nedosahuje očakávané zlepšenie najvyššej ťažnej sily. To sa prejavuje v tom, že čím vyššia je rýchlosť zvlákňovania nad /3600 + 125O.(3,O-RV)/m/min. pri danej hodnote relatívnej viskozity RV, tým vyšší je prírastok najvyššej ťažnej sily pri takto zvlákňovaných vláknach. Obchodne dostupný polykaprolaktám nemá podľa skúsenosti pôvodcu tohto vynálezu tento účinok buď vôbec, alebo len v nepatrnom meradle (pozri porovnávacie príklady). Účinok nenastáva podľa doterajších pozorovaní pod rýchlosťou zvlákňovania /3600 + 1250.(3,0-RV)/m/min. pri danej hodnote relatívnej viskozity RV.

Horná hranica rýchlosti zvlákňovania nie je spravidla vyššia než 8000 m/min. a závisí v podstate od viskozity taveniny určenej na zvlákňovanie a použitého zariadenia na zvlákňovanie.

Relatívna viskozita RV polykaprolaktámu určeného na zvlákňovanie je spravidla v rozsahu od 2,0 do 3,0 (merané pri koncentrácii 1 g použitého kaprolaktámu na 100 ml hmotn. 96 % kyseliny sírovej) pri teplote 25 °C, výhodne v rozsahu od 2,3 do 2,9. Polykaprolaktám s relatívnou viskozitou vyššou ako 3,0 je spravidla vysoko viskózny, než aby sa mohol rýchle zvlákňovať a polykaprolaktám s relatívnou viskozitou menšou ako 2,0 nevytvára spravidla filamenty stabilné na zvlákňovanie.

Relatívna viskozita RV zvlákňovaných filamentov je pri spôsobe podľa tohto vynálezu v rozsahu od 2,0 do 3,0 (merané pri koncentrácii 1 g použitého polykaprolaktámu na 100 ml hmotn. 96 % kyseliny sírovej) pri teplote 25 °C, výhodne v rozsahu od 2,3 do 2,9.

Pri spôsobe podľa tohto vynálezu sa používa polykaprolaktám, ktorý bol vyrobený v prítomnosti aspoň jednej dikarboxylovej kyseliny, ktorá pôsobí ako regulátor reťazca. Takéto polykaprolaktámy sú sčasti napríklad známe z US patentu číslo 3 386 976 a nemeckého patentu DE-A 40 19 780. Výroba polykaprolaktámu podľa tohto vynálezu sa výhodne uskutočňuje jednostupňovým spôsobom, ktorý je opísaný v nemeckom patente DE-A 40 19 780.

Kaprolaktám sa účelne polymeruje v prítomnosti vody ako iniciátora za spoločného použitia dikarboxylovej kyseliny ako regulátora reťazca pri teplote v rozsahu od 230 do 300 °C, výhodne od 240 do 290 °C.

Vhodné zariadenie na uskutočňovanie polymerizácie je pre odborníka známe a je napríklad opísané v nemeckých patentových spisoch DE-AS 24 48 100 a 14 95 198 a ďalej v európskom patente č. 20946B.

Voda použitá ako iniciátor sa nasadzuje všeobecne v množstve, ktoré je v rozsahu od 0,1 do 5 % hmotn., zvlášť od 0,5 do 3,0 % hmotn., vztiahnuté na polykaprolaktám.

Ako dikarboxylové kyseliny sa výhodne používajú také kyseliny, ktoré pri hydrolytickcj polymerizácii kaprolaktámu pôsobia ako difunkčný regulátor reťazca a pri polymerizačných podmienkach a zvlákňovaní sa nerozkladajú a tiež nemajú za následok zafarbenie či iné nežiaduce javy. Ďalej nie sú vhodné tiež dikarboxylové kyseliny, ktoré napríklad môžu spôsobiť tvorbu kruhovej štruktúry ohraničením reťazca. Ako príklady nevhodných dikarboxylových kyselín sa môžu uviesť kyselina jantárová a kyselina fialová, pretože uzatvorením kruhu môžu spôsobiť ohraničenie reťazca.

Vhodné dikarboxylové kyseliny sú napríklad

- alkándikarboxylové kyseliny so 4 až 10 atómami uhlíka, ako kyselina adipová, kyselina pimelová, kyselina korková, kyselina azelainová, kyselina sebaková, undekandikyselina a dodekandikyselina, výhodne kyselina adipová,

- cykloalkándikarboxylové kyseliny s 5 až 8 atómami uhlíka, ako je kyselina cyklopentán-l,3-dikarboxylová a kyselina cyklohexán-l,4-dikarboxylová, výhodne kyselina cyklohexán-1,4-di-karboxylová,

- benzéndikarboxylové kyseliny a naftaléndikarboxylové kyseliny, ktoré môžu niesť až dva zvyšky sulfónovej kyseliny, pričom sú k nim tiež počítané zodpovedajúce soli alkalických kovov a ich karboxyskupiny nesusedia, ako je kyselina tereftálová, kyselina izoftálová, kyselina naftalén-2,6-dikarboxylová a kyselina 5-sulfoizoftálová, výhodne kyselina tereftálová, kyselina izoftálová, kyselina 5-sulfoizoftálová a ich zmesi,

- amíny N-alkyl-N,N-dialkánkarboxylových kyselín s 1 až 6 atómami uhlíka v alkylovej časti a vždy so 4 až 10 atómami uhlíka v alkánovej časti, ako je amín kyseliny N-metyl-N,N-dikaprónovej a amín kyseliny N-metyl-N,N-dioctovej a

- kyseliny 1,4-piperazíndialkánkarboxylovej vždy s 1 až 6 atómami uhlíka v alkánovej časti, ako je kyselina 1,4-piperazíndioctová, kyselina 1,4-piperazíndipropiónová, kyselina

1.4- piperazíndibutánová, kyselina 1,4-piperazíndipentánová a kyselina 1,4-piperazíndihexánová, výhodne kyselina

1.4- piperazíndioctová a kyselina 1,4-piperazíndipropiónová.

Filamenty s dikarboxylovými kyselinami, ktoré nesú terciáme aminoskupiny, sa môžu všeobecne ľahko farbiť aniónovými farbivami. Tie môžu byť v niektorých prípadoch žiaduce na dosiahnutie zvlášť intenzívnych farebných tónov.

Filamenty obsahujúce sulfonátové skupiny sa spravidla dobre farbia katiónovými farbivami. Oproti tomu klesá schopnosť takýchto filamentov reagovať s aniónovými farbivami, ktoré sa vyskytujú v mnohých potravinách a nápojoch, čo znižuje citlivosť na zašpinenie.

Dikarboxylové kyseliny sa účelne zavádzajú do hornej časti polymerizačnej zóny, pričom je zabezpečené dokonalé premiešanie s polymerizujúcou taveninou. Dikarboxylové kyseliny sa však môžu tiež pridávať pred alebo v priebehu polymerizácie.

Dikarboxylové kyseliny sa pridávajú spravidla v množstve, ktoré je v rozsahu od 0,05 do 0,6 % molámeho, zvlášť od 0,1 do 0,5 % molámeho vztiahnuté na kaprolaktám.

Pri ďalšej forme uskutočnenia sa môžu popri uvedených dikarboxylových kyselinách ako regulátor reťazca nasadzovať diamíny typu N,N-di(C₁-C₆-alkyl)amino-(C₂-C₁₂-alkyl)amínu v prípade, že je žiaduce zlepšiť vyfarbiteľnosť v porovnaní s aniónovými farbivami.

Ako príklady sa môžu uviesť 2-dictylamino-1 -etylamín, 6-dimetylamino-l-hexylamín, 3-dimetylamino-l-propylamín a 3-dietylamino-l-propylamín, výhodne 3-dimetylamino-1-propylamín a 3-dietylamino-l-propylamín.

Diamíny typu N.N-diíCj-Q-alkyljamino-jCj-C^-alkyl)amín sa výhodne používajú v množstve, ktoré jc v rozsahu od 0,05 do 0,3 % molámeho, výhodne od 0,1 do 0,3 % molámeho vztiahnuté na kaprolaktám. Použitie menej ako 0,05 % molámeho nevedie spravidla k podstatnému zlepšeniu vyfarbiteľnosti a pri množstve nad 0,3 % molámeho všeobecne sa silne prejaví účinok tohto diamínu ohraničujúceho reťazec.

Pri inej forme prevedenia sa môžu popri uvedených dikarboxylových kyselinách ako regulátor reťazca použiť primárne monoamíny v prípade, že je žiaduce znížiť obsah karboxyskupín a zlepšiť stabilitu taveniny produktu.

Ako primáme monoamíny prichádzajú do úvahy alkylamíny so 4 až 12 atómami uhlíka a C₆-aryl-CrC₄-alkylaminy, ako je butylamín, pentylamín, hexylamín, heptylamín, oktylamín, nonylamín, decylamín, undecylamín, dodecylamín, fenylmetylamín, fenyletylamín, fenylpropylamín a fenylbutylamín, výhodne hexylamín, oktylamín, decylamín a fenyletylamín.

Primáme monoamíny sa výhodne používajú v množstve, ktoré je v rozsahu od 0,05 do 0,5 % molámeho, zvlášť výhodne od 0,1 do 0,4 % molámeho vztiahnuté na kaprolaktám.

Všeobecne sa môže polymerizácia uskutočňovať pri tlaku v rozsahu od 100 do 2 000 kPa. Zvlášť výhodná forma uskutočnenia spočíva v tom, že sa polymerizácia uskutočňuje kontinuálne pri rovnakom tlaku od 100 do 190 kPa, výhodne do 100 do 170 kPa, merané v parnej fáze polymerizačnej zóny, pričom sa udržuje obsah vody od 0,1 do 0,5 % hmotn., zvlášť od 0,1 do 0,4 % hmotn. v tavenine. Je potrebné vedieť, že prebytočné množstvo vody nad uvedený rozsah zavedené do reakčnej zóny sa nepretržite oddestilováva v závislosti od použitého tlaku, aby sa udržal uvedený obsah vody.

Čas polymerizácie je spravidla 5 až 20 hodín, výhodne 8 až 12 hodín a riadi sa v podstate podľa požadovaných vlastností produktu.

Polykaparolaktam sa účelne odoberá z polymerizačnej zóny na spodnom konci.

Obsah chemicky viazaných dikarboxylových kyselín (stanovený hydrolýzou polykaprolaktámu a nasledujúcou analýzou) v extrahovanom a vysušenom konečnom produkte je spravidla v rozsahu od 5 do 60 mmol/kg, výhodne od 10 do 50 mmol/kg. Pri hodnotách pod 5 mmol/kg všeobecne neposkytuje požadované zlepšenie vlastností filamentov získaných pri rýchlom zvlákňovaní. Pri hodnotách nad 60 mmol/kg nie je spravidla možné dosiahnuť požadovanú relatívnu viskozitu alebo požadovanú molekulovú hmotnosť na výrobu polyméru.

Ak obsahuje konečný produkt dodatkové chemicky viazané diamíny, tak je ich obsah všeobecne v rozsahu od 5 do 30 mmol/kg, výhodne od 10 do 30 mmol/kg, pričom obsah chemicky viazaných dikarboxylových kyselín je potom spravidla v rozsahu od 10 do 50 mmol/kg, výhodne od 15 do 50 mmol/kg.

Obsah zvyškových monomérov extrahovateľných vodnou parou a oligomérov v polykaprolaktáme pripravenom pre zvlákňovanie sa volí v rozsahu od 0 do 2 % hmotn. vztiahnuté na polykaprolaktám.

Obsah vody v polykaprolaktáme pripravenom na zvlákňovanie je spravidla v rozsahu pod 0,4 % hmotn., výhodne od 0,02 do 0,15 % hmotn.

Vlákna rozvírené podľa tohto vynálezu majú obyčajne pretiahnutie pri najvyššej ťažnej sile v rozsahu od 30 do 100 %, výhodne od 40 do 90 %. Rozvírením môže podľa potreby ďalej poklesnúť pretiahnutie pri najvyššej ťažnej sile.

Polykaprolaktám na zvlákňovanie, rovnako ako z neho získané filamenty, môžu obsahovať zvyčajné prísady a pomocné spracovateľské prostriedky. Ich podiel je obyčajne až 5 % hmotn., výhodne až 3 % hmotn. vztiahnuté na celkovú hmotnosť polykaprolaktámu.

Zvyčajnými prísadami sú napríklad stabilizátory a látky spomaľujúce oxidáciu, prostriedky pôsobiace proti rozkladu vyvolanému teplom, prostriedky pôsobiace proti rozkladu pôsobením ultrafialového žiarenia, farbivá, pigmenty, matovacie prostriedky a antistatické činidlá.

Látky spomaľujúce oxidáciu a prostriedky pôsobiace proti rozkladu vyvolanom teplom sú napríklad stericky bránené fenoly, hydrochinóny, fosfity a deriváty takýchto zlúčenín rovnako ako substituovaní zástupcovia tejto skupiny a zmesi takýchto zlúčenín ako i zlúčeniny medi, ako je jodid meďný a octan meďnatý.

Príklady stabilizátorov proti účinkom ultrafialového žiarenia sú substituované rezorcíny, saliciláty, benzotriazoly a benzofenóny, ktoré sa môžu všeobecne používať v množstve až do 1 % hmotn. a ďalej sú na to vhodné zlúčený dvojmocného mangánu.

Vhodné farbivá sú organické pigmenty a zvyčajné farbivá na zvlákňovanie, ako sú komplexné zlúčeniny chrómu a medi, anorganické pigmenty, ako je oxid titaničitý a sulfid kademnatý, oxidy železa a sadze na farbenie.

Ako antistatické činidlá sa môžu použiť zvyčajné zlúčeniny, napríklad polyalkylénoxidy a ich deriváty.

Pridávanie prísad sa môže uskutočňovať v každom stupni výroby filamentov podľa vynálezu, ale účelne sa prísady pridávajú skoro pred pridaním stabilizátorov, aby bola už od začiatku zabezpečená ochrana. V súlade s tým sa stabilizátory pridávajú všeobecne už v priebehu polymerizačného postupu, pokiaľ tento postup pridávanie neruší.

Filamenty podľa tohto vynálezu sa môžu podľa potreby dlžiť, zosúkavať so súčasným dĺžením, súkať so súčasným dĺžením, snovať so súčasných dĺžením, šlichtovať so súčasným dĺžením a tvarovať pri dlžení osebe známym spôsobom.

DÍženie tzv. hladkej priadze sa pritom uskutočňuje v jednom a tom istom pracovnom kroku s rýchlym zvlákňovaním (tzv. plne ťahaná priadza „FDY“ - fully draw yarn, alebo plne orientovaná priadza „FOY“ - fully oriented yarn), alebo v oddelených pracovných krokoch. Snovanie so súčasným dĺžením, šlichtovanie so súčasným dĺžením a tvarovanie pri dĺžení sa uskutočňuje všeobecne v pracovnom kroku oddelenom od rýchleho zvlákňovania.

Zvlákňované filamentov podľa tohto vynálezu sa môžu ďalej spracovať osebe známym spôsobom na vlákna (Faser). Ploché sústavy sa môžu vyrábať napríklad tkaním, pletením na krosnách alebo pletením.

Rýchle zvlákňované filamenty podľa tohto vynálezu majú oproti filamentom získaným podľa doterajšieho stavu techniky prednosť v tom, že majú zlepšenú najvyššiu ťažnú silu, strmšiu krivku ťažnej sily - zmena dĺžky, rovnako ako stálosť kučeravenia. Vlákna podľa tohto vynálezu ďalej majú podľa doterajších pozorovaní malý počet porúch pri dĺžení oproti až doteraz známym rýchle zvlákňovaným filamentom z polykaprolaktámu.

Ďalšie pozorovanie ukázalo, že použitý polykaprolaktám podľa tohto vynálezu sa vyznačuje zníženou elasticitou taveniny a pri tvorbe filamentu sa vyvíja zvláštna kryštálová morfológia. Predpokladá sa, že zlepšené vlastnosti filamentov podľa tohto vynálezu sú v spojitosti so zvláštnym elastickým chovaním taveniny polyméru a so zvláštnou morfológiou filamentov.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklady

Na výrobu polykaprolaktámu sa používa VK-trubica s mechanicky premiešavanou prvou reakčnou zónou podľa európskeho patentu č.20 946A. VK-trubica má plniaci objem 340 litrov a je vyhrievaná olejom ako nosičom tepla.

Relatívna viskozita RV polykaprolaktámu alebo zvlákňovaných filamentov sa stanovuje pri koncentrácii 1 g na 100 ml hmotn. 96 % kyseliny sírovej pri teplote 25 °C.

Obsah zvyškovej vlhkosti sa stanovuje metódou stanovenia tlaku pary na Ackermannovom prístroji.

Obsah chemicky viazaných dikarboxylových kyselín a chemicky viazaného diamínu sa vypočíta z pridaného množstva. Obsah sa tiež môže stanoviť hydrolýzou polykaprolaktámu v zriedenej minerálnej kyseline a nasledujúcou analýzou takto získanej zmesi.

Na charakterizáciu elasticity taveniny polykaprolaktámu patrí ohybnosť J_c pri elasticite stanovenej oscilátomym

SK 283532 Β6 strihom skúšobných vzoriek regulovaných dikarboxylovou kyselinou podľa tohto vynálezu vztiahnutá na ohybnosť J_e,_Ref štandardných produktov regulovaných kyselinou propiónovou s rovnakou viskozitou.

Meranie sa uskutočňuje reometrickým dynamickým spektrometrom RDS2 (firmy Rheometrics) pri použití usporiadania doska-doska (polomer 25 mm, vzájomná vzdialenosť 1 mm) za teploty 250 °C, so strihovou amplitúdou 0,3. Zmeria sa akumulačný modul G’ a stratový modul G” pre kruhový kmitočet od 0,3 do 100 rad/s. Na zmeranej krivke sa vyznačí kruhový kmitočet, pri ktorom prejavuje stratový modul práve hodnotu G” zodpovedajúcu 10³ Pa. Zo stratového modulu G’, ktorý k tomu prislúcha, sa vypočíta ohybnosť podľa rovnice 1.

J_e = G / (G”)² = G’ /10⁶ Pa² (rovnica 1)

Analogickým spôsobom sa referenčne stanoví ohybnosť J_e,RefPre produkt regulovaný kyselinou propiónovou s rovnakou viskozitou. Nakoniec sa vypočíta ako relatívne merné číslo R pre elasticitu taveniny pomer podľa rovnice 2

R = J_c / .I_{c Rc}f (rovnica 2)

Táto hodnota predstavuje reologické charakteristické číslo, ktoré dovoľuje urobiť detekciu rozdielu v elasticite taveniny s veľmi vysokým rozpúšťaním (Auflôsung).

Pretiahnutie pri najvyššej ťažnej sile sa stanovuje v meracom prístroji Uster-Tensorapid I, pričom upínacia dĺžka je pri predorientovaných filamentoch (POY) 200 mm a pri tvarovaných filamentoch 500 mm. Čas skúšky až do pretrhnutia filamentu je v rozsahu 20 ± 2 sekundy. Napínacia sila predstavuje pri predorientovaných filamentoch 0,025 cN/dtex, pri dĺžených filamentoch 0,05 cN/dtex a pri tvarovaných filamentoch 0,2 cN/dtex.

Najvyššia ťažná sila R_H pri jemnom napínaní sa vypočíta podľa rovnice 3

RH ⁼ Fn/Ttv (rovnica 3), v ktorej

R_h znamená najvyššiu ťažnú silu v cN a

Tt_v znamená počiatočnú (východiskovú) jemnosť v dtex.

Ako najvyššia ťažná sila sa používa najvyššia hodnota zistená pri meraní pretiahnutia pri najvyššej ťažnej sile.

Pretiahnutie pri najvyššej ťažnej sile E_H sa stanoví ako pomer zmeny dĺžky Δ 1 pri dosiahnutí najvyššej ťažnej sily k počiatočnej dĺžke l_v skúšobnej vzorky a urči sa podľa rovnice 4

E|| = Δ 1 .100 % / l_v (rovnica 4), pričom sa zmena dĺžky Δ 1 vypočíta z rozdielu dĺžky skúšobnej vzorky pri najvyššej ťažnej sile, 1_H a počiatočnej dĺžky l_v.

Súbežne s týmito stanoveniami sa vyznačí diagram najvyššej ťažnej sily oproti zmene dĺžky.

Chyby pri snovaní sa stanovujú na zariadení Lindly Štandard Yam Inspector Šerieš 1900 pri rýchlosti snovania 600 m/min.

Oblúčkovanie tvarovaného filamentu sa určuje podľa normy DIN 53 840.

Smerové kučeravenie tvarovaného filamentu sa stanovuje podľa normy DIN 53 840.

Stálosť kučeravenia tvarovaného filamentu sa stanovuje podľa normy DIN 53 840.

V niektorých vybraných príkladoch sa charakterizuje morfológia zvlákňovaného vlákna pomocou rozptylu rônt genového žiarenia s malým uhlom (RKWS). Meranie rozptylu rôntgenového žiarenia s malým uhlom (RKWS) sa uskutočňuje v Kiessigovej komore pri dopredu vytvorenom vákuu. Tienidlá v kolimátorovej trubici majú priemer 0,4 alebo 0,3 mm, vzdialenosť A medzi vzorkou vlákna a plochým filmom pre rôntgenové žiarenie (Agfa-Gevaert, Osray M3) je 400 mm. Ako zdroj žiarenia slúži medená trubica prevádzkovaná pri napätí 37 kV a prúde 36 mA, ktorej selekčná Κα-línia (s vlnovou dĺžkou lambda = 0,15418 nm) sa použije na meranie. Na skúšanie rozptylu rôntgenového žiarenia s malým uhlom sa navíjajú predorientované vlákna na rám, pričom sa dáva pozor na presnú paralelnú polohu jednotlivých vláken. Zväzky filamentov s hrúbkou 0,7 až 1 mm sa kolmo zasahujú rontgenovým žiarením, pričom osi filamentov sú usporiadané vertikálne. Čas ožarovania je od 20 do 40 hodín.

Meridiánova reflexia rozptylu rôntgenového žiarenia s malým uhlom kryštálovej amorfnej nadštruktúry predorientovaných vláken sa hodnotí pomocou fotometra (Microdensitomer 3CS, firma Joyce Loebl).

Meridiánova reflexia sa pritom stanoví na paralelách k rovníku filmu, prebiehajúcim meridiálnym maximom, pri použití šedého klina sčernenia D = 0,95. Polovičná hodnota šírky výslednej fotometrickej krivky je maradlom hrúbky A_F kryštálových fibríl kolmých na os filamentu. Pre laterálnu hrúbku kryštálu A_F sa priblíži ďalej uvedenou rovnicou

A_f ® lambda (nm) / B (rad) (rovnica 5), v ktorej lambda znamená vlnovú dĺžku rôntgenového žiarenia a B (rad) je polovičná hodnota šírky fotometrickej krivky, zmeranej v oblúkovej miere.

Hodnota B (rad) sa zisťuje z polovičnej hodnoty šírky zmeranej v milimetroch B (rad), podľa rovnice

B (rad) = B(mm) / A . F (rovnica 6)

Vo vzorci A označuje vzdialenosť medzi skúšobnou vzorkou z filamentov a filmom pre rôntgenové žiarenie a F znamená prevodový činiteľ fotometra. S hodnotami A = = 400 mm a F = 5, dosadenými do rovnice 5, sa dôjde k rovnici 7

A_f s [lambda (nm) / B (mm)[ .2.10³ (rovnica 7)

Na zvlákňovanie sa polykaprolaktám roztaví v extrudéri 3E-24S (firmy Barmag, závitnica s priemerom 38 mm, pomer D/L = 24) a vytláča sa dýzami (počet otvorov 12, priemer otvoru 0,20 mm, dĺžka kapiláry 0,40 mm). Pritom vzniknuté filamenty sa najskôr vedú vyfukovacou šachtou (výška 1 600 mm, priečne fúkanie vzduchu v množstve 0,4 m/s, s teplotou 22 °C a relatívnou vlhkosťou 65 %) a nakoniec padacou šachtou (výška 2 000 mm), odťahuje na riadené spriadacie miesto firmy AMS-Inventa cez 2 galety Duos s priemerom 150 mm a navíja na zariadení pre navíjanie na cievky SW 46 1S-900, získané od firmy Barmag.

Vzdialenosť dýzy od olejovacieho prvku jc 1 300 mm.

DÍženie sa uskutočňuje za studená pri rýchlosti 740 m/min. na dĺžiacom zariadení J5/10a firmy Rieter.

Tvarovanie pri dĺžení sa uskutočňuje na stroji určenom na tento účel FK6L-10 firmy Barmag, pri rýchlosti 600 alebo 800 m/min.

A. Spôsob výroby polykaprolaktámu

Príklad 1

Roztavený kaprolaktám s obsahom 0,5 % hmotn. vody a 0,53 % hmotn. kyseliny tereftálovej ako regulátora reťazca sa kontinuálne a za miešania zavádza do VK trubice pri normálnom tlaku v prvej reakčnej zóne. Presadnutie je 25 kg/hod. Súčasne sa vnáša zmes tvorená 70 % hmotn. polykaprolaktámu (relatívna viskozita = 1,9) a 30 % hmotn. oxidu titaničitého (modifikácia anatas) v množstve 225 g/h do prvej polymerizačnej zóny. Teplota v prvej polymerizačnej zóne je 252 °C. Polymerizačné teplo uvoľňované v ďalších reakčných zónach sa odvádza zodpovedajúcim chladením pomocou vnútri zabudovaných výmenníkov tepla. Teplota v poslednej reakčnej zóne je 265 °C.

Produkt má po extrakcii vriacou vodou a následnom vysušení relatívnu viskozitu 2,39, obsah (chemicky viazanej) kyseliny tereftálovej 36 mmol/kg, obsah zvyškovej vlhkosti 0,046 % hmotn. a obsah oxidu titaničitého 0,3 % hmotn. Elastická ohybnosť J_e je 8,3.10^-6 Pa^-1 a relatívne merné číslo R zodpovedá 0,78.

Príklad 2

Kaprolaktám sa polymerizuje s 0,80 % hmotn. kyseliny tereftálovej ako regulátora reťazca analogicky ako v príklade 1. Presadnutie je 30 kg/h a dávkovanie zmesi oxidu titaničitého zodpovedá 270 g/h. Ostatné podmienky pri pokuse sa udržujú ako v príklade 1.

Produkt má relatívnu viskozitu 2,32 a obsah (chemicky viazanej) kyseliny tereftálovej 54 mmol/kg. Elastická ohybnosť J_c je 5,1.10^-6 Pa^-1 a merné číslo R zodpovedá 0,48. Obsah zvyškovej vlhkosti 0,016 % hmotn. a obsah oxidu titaničitého 0,3 % hmotn.

Príklad 3

Kaprolaktám s obsahom vody 0,7 % hmotn. sa polymerizuje s 0,21 % hmotn. kyseliny tereftálovej ako regulátora reťazca za pretlaku 30 kPa analogicky ako v príklade 1. Presadnutie je 34 kg/h. Teplota prvej reakčnej zóny sa upraví na 240 °C. Nepridáva sa žiadny oxid titaničitý.

Produkt má relatívnu viskozitu 2,71 a obsah (chemicky viazanej) kyseliny tereftálovej 14 mmol/kg. Obsah zvyškovej vlhkosti 0,019 % hmotn.

Príklad 4

Kaprolaktám s obsahom vody 0,6 % hmotn. sa polymerizuje s 0,29 % hmotn. kyseliny tereftálovej ako regulátora reťazca ako v príklade 3. Teplota v prvej reakčnej zóne sa upraví na 245 °C. Zostávajúce podmienky pri pokuse sa udržujú ako v príklade 3. Nepridáva sa žiadny oxid titaničitý.

Produkt má relatívnu viskozitu 2,71 a obsah (chemicky viazanej) kyseliny tereftálovej 19 mmol/kg. Obsah zvyškovej vlhkosti 0,021 % hmotn.

Príklad 5a

Kaprolaktám s obsahom vody 0,6 % hmotn. sa polymerizuje s 0,37 % hmotn. kyseliny tereftálovej ako regulátora reťazca analogicky ako v príklade 3. Teplota prvej reakčnej zóny sa upraví na 251 °C. Zostávajúce podmienky pri pokuse sa udržujú ako v príklade 3. Nepridáva sa žiadny oxid titaničitý.

Produkt má relatívnu viskozitu 2,67, obsah (chemicky viazanej) kyseliny tereftálovej 25 mmol/kg. Obsah zvyškovej vlhkosti 0,091 % hmotn.

Príklad 5b

Kaprolaktám s obsahom vody 0,5 % hmotn. sa polymerizuje s 0,26 % hmotn. kyseliny adipovej ako regulátora reťazca analogicky ako v príklade 3. Presadnutie je 35 kg/h. Teplota prvej reakčnej zóny sa upraví na 250 °C. Zostávajúce podmienky pri pokuse sa udržujú ako v príklade 3. Nepridáva sa žiadny oxid titaničitý.

Produkt má relatívnu viskozitu 2,67 a obsah (chemicky viazanej) kyseliny adipovej 20 mmol/kg. Obsah zvyškovej vlhkosti 0,018 % hmotn.

Príklad 5 c

Kaprolaktám sa polymerizuje s prídavkom 0,5 % hmotn. lítnej soli kyseliny 5-sulfoizoftálovej ako regulátorom reťazca a 0,18 % hmotn. oxidu titaničitého. Produkt má po extrakcii vriacou vodou a nasledujúcom vysušení relatívnu viskozitu 2,55 a obsah oxidu titaničitého zodpovedá 0,20 % hmotn. a obsah zvyškovej vlhkosti 0,031 % hmotn.

B. Rýchle zvlákňovanie polykaprolaktámu

Príklad 6

Polykaprolaktám vyrobený v príklade 1 sa zvlákňuje pri teplote taveniny 265 °C

a) pri rýchlosti 4500 m/min. a

b) pri rýchlosti 5500 m/min.

Relatívna viskozita vlákna je 2,48. Titer po zvlákňovaní predstavuje pri a) dtex 50 f 12 a pri b) dtex 41 ť 12.

Vlákna získané pri rýchlosti zvlákňovania 4500 m/min. a nasledujúcom dĺžení majú titer dtex 44 f 12.

Výsledky prezentuje tabuľka 1.

Porovnávací príklad 1

Pokus z príkladu 6 sa opakuje s komerčne dostupným polykaprolaktámom (regulátor reťazca: kyselina propiónová, obsah v produkte = 40 mmol/kg, relatívna viskozita = = 2,37, obsah oxidu titaničitého = 0,3 % hmotn., elastická ohybnosť 11,5.10^-6 Pa^-1, obsah zvyškovej vlhkosti = 0,044 % hmotn.) za inak rovnakých podmienok.

Výsledky prezentuje tabuľka 1.

Príklad 7

Polykaprolaktám vyrobený v príklade 2 sa zvlákňuje pri teplote taveniny 265 °C a a) pri rýchlosti 5500 m/min. a b) pri rýchlosti 6 000 m/min.

Relatívna viskozita vlákna je 2,31. Titer po zvlákňovaní predstavuje pri a) dtex 42 f 12 a pri b) dtex 43 ť 12.

Výsledky prezentuje tabuľka 2.

Porovnávací príklad 2

Pokus z príkladu 7 sa opakuje s rovnakým komerčne dostupným polykaprolaktámom z porovnávacieho príkladu 1 za inak rovnakých podmienok.

Výsledky prezentuje tabuľka 2.

Príklad 8

Polykaprolaktám vyrobený v príklade 3 sa zvlákňuje pri teplote taveniny 275 °C a a) pri rýchlosti 4500 m/min.,

b) pri rýchlosti 5500 m/min. a

c) pri rýchlosti 6000 m/min.

Relatívna viskozita vlákna je 2,79. Titer po zvlákňovaní predstavuje pri a) dtex 54 f 12, pri b) dtex 51 f 12 a pri c) dtex 52 f 12.

Titer po dlžen! je dtex 45 f 12 pri rýchlosti zvlákňovania 4500 m/min.

Výsledky prezentuje tabuľka 3.

Porovnávací príklad 3

Pokus z príkladu 8 sa opakuje s komerčne dostupným polykaprolaktámom (regulátor reťazca: kyselina propiónová, obsah v produkte = 20 mmol/kg, relatívna viskozita = = 2,68, elastická ohybnosť 10,0.10’⁶ Pa'¹, obsah zvyškovej vlhkosti = 0,012 % hmotn.) za inak rovnakých podmienok.

Výsledky prezentuje tabuľka 3.

Príklad 9

Polykaprolaktám vyrobený v príklade 4 sa zvlákňuje pri teplote taveniny 275 °C a rýchlosti 4500 m/min. Relatívna viskozita vlákna je 2,83. Titer po zvlákňovaní je dtex 54 f 12. Nakoniec sa uskutoční tvarovanie pri dĺžení na príslušnom stroji FK6L-10 (od firmy Barmag) pri rýchlosti 600 m/min. a vyhrievacej teplote 180 °C s pomerom D : Y zodpovedajúcom 2,33 na HE-priadzi (disková kombinácia a usporiadanie: plne keramické disky Ceratex v usporiadaní 1-5-1).

Výsledky prezentuje tabuľka 4.

Porovnávací príklad 4

Pokus z príkladu 9 sa opakuje s komerčne dostupným polykaprolaktámom z porovnávacieho príkladu 3 (obsah zvyškovej vlhkosti 0,017 % hmotn.) za inak rovnakých podmienok.

Výsledky prezentuje tabuľka 4.

Príklad 10

Polykaprolaktám vyrobený v príklade 5a sa zvlákňuje pri teplote taveniny 275 °C a rýchlosti 5500 m/min. Relatívna viskozita vlákna je 2,69. Titer po zvlákňovaní je dtex 54 f 12.

Výsledky prezentuje tabuľka 4.

Porovnávací príklad 5

Pokus z príkladu 10 sa opakuje s komerčne dostupným polykaprolaktámom (regulátor reťazca: kyselina propiónová, obsah v produkte = 20 mmol/kg, relatívna viskozita = = 2,66, elastická ohybnosť 10,0.10⁶ Pa¹, obsah zvyškovej vlhkosti = 0,098 % hmotn.) za inak rovnakých podmienok.

Výsledky prezentuje tabuľka 5.

Príklad 11

Polykaprolaktám vyrobený podobne ako v príklade 5a ( s obsahom kyseliny terefiálovej 0,37 % hmotn. ako regulátora reťazca, s relatívnou viskozitou = 2,67, obsahom chemicky viazanej kyseliny terefiálovej v konečnom produkte = 25 mmol/kg a obsahom zvyškovej vlhkosti = 0,02 % hmotn.), sa zvlákňuje pri teplote taveniny 275 °C a rýchlosti 4500 m/min. Relatívna viskozita vlákna je 2,78. Titer po zvlákňovaní je dtex 54 f 12. Nakoniec sa uskutočňuje tvarovanie pri dĺžení na príslušnom stroji FK6L-10 (od firmy Barmag) pri rýchlosti 800 m/min. a vyhrievacej teplote 180 °C, s diskovou kombináciou Ceratex 1-5-1 a pomerom D:Y zodpovedajúcom 2,2.

Výsledky prezentuje tabuľka 6.

Porovnávací príklad 6

Pokus z príkladu 11 sa opakuje s komerčne dostupným polykaprolaktámom (regulátor reťazca: kyselina propiónová, obsah v produkte = 20 mmol/kg, relatívna viskozita = = 2,68, obsah zvyškovej vlhkosti = 0,017 % hmotn.) za inak rovnakých podmienok.

Výsledky prezentuje tabuľka 6.

Porovnávací príklad 7 (Analogické uskutočnenie ako v nemeckom patente DE-A40 19 780.)

Polykaprolaktám vyrobený analogicky ako v príklade 4 nemeckého patentu DE-A 40 19 780, s relatívnou viskozitou 2,36, obsahom oxidu titaničitého zodpovedajúcim 0,03 % hmotn. a obsahom zvyškovej vlhkosti zodpovedajúcim 0,04 % hmotn., sa roztaví v extrudéri (Barmag 3E, závitnica s troma zónami s priemerom 30 mm, s časťou na miešanie pri nízkej teplote (LTM) a s pomerom D/L = 24) pri teplote 269 °C a vytláča dýzami (13 otvorov, priemer otvoru 0,20 mm, dĺžka kapiláry 0,40 mm). Nakoniec sa vlákna ochladia vo vyfukovacej šachte (dĺžka 1 500 mm, priečne fúkanie) vzduchom zohriatym na 24 °C a s relatívnou vlhkosťou 40 % a potom sa vedú do padacej šachty s dĺžkou 2200 mm na navíjanie na cievku.

Navíjanie sa uskutočňuje bez použitia galiet súkacou hlavou SW46 SSD od firmy Barmag pri rýchlosti 4250 m/min. Titer po zvlákňovaní zodpovedá dtex f 13.

Vzdialenosť dýzy od olejovacieho prvku je 1 300 mm.

DÍženie sa uskutočňuje na príslušnom stroji na dĺženie súkanej priadze J5/10a od firmy Rieter pri rýchlosti 605 m/min. na titer po dĺžení zodpovedajúci 44 f 13.

Výsledky prezentuje tabuľka 7.

Porovnávací príklad 8

Pokus z porovnávacieho príkladu 7 sa opakuje s komerčne dostupným polykaprolaktámom (regulátor reťazca: kyselina propiónová, obsah v produkte = 40 mmol/kg, relatívna viskozita = 2,36, obsah oxidu titaničitého = 0,03 % hmotn., obsah zvyškovej vlhkosti = 0,04 % hmotn.) za inak rovnakých podmienok.

Príklad 12

Polykaprolaktám vyrobený v príklade 5b sa zvlákňuje pri teplote taveniny 275 °C a a) pri rýchlosti 4500 m/min.,

b) pri rýchlosti 5500 m/min. a

c) pri rýchlostí 6000 m/min.

Relatívna viskozita vlákna je 2,78. Titer po zvlákňovaní predstavuje pri a) dtex 53 f 12, pri b) dtex 53 f 12 a pri c) dtex 54 f 12.

Vlákna získané pri rýchlosti zvlákňovania 4500 m/min. a pripojenom dĺžení majú titer dtex 44 f 12.

Výsledky prezentuje tabuľka 8.

Príklad 13

Polykaprolaktám vyrobený v príklade 5c sa zvlákňuje pri teplote taveniny 275 °C a a) pri rýchlosti 4500 m/min.,

b) pri rýchlosti 5500 m/min. a

c) pri rýchlosti 6000 m/min.

Relatívna viskozita vlákna je 2,57. Titer po zvlákňovaní predstavuje pri a) dtex 54 f 12, pri b) dtex 54 f 12 a pri c) dtex 55 f 12.

Výsledky prezentuje tabuľka 8.

Porovnávací príklad 9

Pokusy z príkladov 12 a 13 sa opakujú s komerčne dostupným polykaprolaktámom (regulátor reťazca: kyselina propiónová, obsah v produkte = 20 mmol/kg, relatívna viskozita = 2,72, obsah zvyškovej vlhkosti = 0,033 % hmotn.) za inak rovnakých podmienok.

Výsledky prezentuje tabuľka 8.

Tabuľka 1

Príklad 6 a porovnávací príklad 1

Príklad 6 Porovnávací príklad 1 a) b) a) b)

Odťahová rýchlosť m/min.

4500 5500 4500 5500

POY (predorientované vlákno): najvyššia ťažná sila prijemnom napínaní cN/dtex pretiahnutie pri najvyššej ťažnej sile %

Dlžené vlákno: naj vyššia ťažná sila prijemnom napínaní cN/dtex pretiahnutie pri najvyššej ťažnej sile %

Chyby pri dĺžení/l 00 kg

Chyby pri snovaní/100 km

4,5	4,6	43	43
57	53	58	54
4,8		4,6
38		38
03		1,0
0,02		0,03

Príklad 6 ukazuje, že najvyššia ťažná sila pri jemnom napínaní vláken je vyššia a pri ďalšom spracovaní vzniká malý počet chýb rovnako ako pri porovnávacom príklade 1

Tabuľka 2

Príklad 7 a porovnávací príklad 2

Príklad 7 Porovnávací príklad 2 a) b) a) b)

Odťahová lýchlosť rrťmin.

5500

6000 5500 6000

POY (predorientované vlákno): najvyššia ťažná sila prijemnom napínaní

cN/dtex	4,8	4,8	43	4,4
pretiahnutie pri najvyššej ťažnej sile %	55	51	54	50
laterálna dĺžka ktyštálov nm	4,7	5,9	8,0	9,4

V týchto príkladoch je najvyššia ťažná sila pri jemnom napínaní vláken (POY) o 9 až 14 % vyššia ako pri vláknach podľa doterajšieho stavu techniky.

Tabuľka 3

Príklad 8 a porovnávací príklad 3

Odťahová lýchlosť rrťmin.

POY (predorientované vlákno): najvyššia ťažná sila cN/dtex prijemnom napínaní pretiahnutie pri najvyššej ťažnej sile % laterálna hrúbka kryštálov nm

Dlžené vlákno: najvyššia ťažná sila cN/dtex prijemnom napínaní

Príklad 8
a)	b)	c)
4500	5500	6000
4,19	439	4,43
72	62	56
9,1
4,73

pretiahnutie pri najvyššej ťažnej sile % 39

Tabuľka 3

Porovnávací príklad 3

	a)	b)	c)
Odťahová lýchlosť nVmin.	4500	5500	6000
POY (predorientované vlákno): najvyššia ťažná sila prijemnom napínaní cN/dtex	3,72	3,81	3,75
pretiahnutie pri najvyššej ťažnej sile %	75	66	59
laterálna hrúbka kryštálov
nm	10,5
Dlžené vlákno: najvyššia ťažná sila prijemnom napínaní cN/dtex	438		4,6
pretiahnutie pri najvyššej ťažnej sile %	36

Tieto príklady ukazujú, že najvyššia ťažná sila pri jemnom napínaní vláken (POY) podľa tohto vynálezu je tiež pri relatívne malom obsahu dikarboxylovej kyseliny v predorientovanom vlákne o 3 až 18 % vyššia ako v porovnávacom materiáli a že pri odťahovej rýchlosti 6000 m/min. nastáva ďalšie zvýšenie hodnoty.

Tabuľka 4

Príklad 9 a porovnávací príklad 4

Príklad 9 Porovnávací príklad 4

POY (predorientované vlákno): najvyššia ťažná sila prijemnom napínaní cN/dtex 4,45 3,79 pretiahnutie pri najvyššej ťažnej sile % 70 78

Vlákno tvarované pri dlžen! :

dĺžiaci pomer		1:1,25	1:131
titer	dtex	45 f 12	43 f 12
najvyššiaťažná sila
prijemnom napínaní	cN/dtex	4,8	4,4
pretiahnutie pri najvyššej
ťažnej sile	%	29	29
oblúčkovanie	E%	59	59
smerové kučeravenie	K%	43	41
stálosť kučeravenia	B%	84	77

stálosť kučeravenia B% 83 76

V tomto príklade je najvyššia ťažná sila pri jemnom napínaní vláken podľa tohto vynálezu v priadzi tvarovanej pri dĺžení o 12 % vyššia ako pri porovnávacom materiáli. Stálosť kučeravenia je zvýšená o 9 % a preukazuje vhodnosť vláken podľa tohto vynálezu tiež pre vysokú rýchlosť tvarovania pri dlžení.

Tabuľka 7

Porovnávacie príklady 7 a 8

V tomto prípade je najvyššia ťažná sila pri jemnom napínaní vláken (POY) podľa tohto vynálezu o 19 % vyššia a pri priadzi tvarovanej pri dlžení o 9 % vyššia ako pri porovnávacom materiáli. Stálosť kučeravenia je pri vláknach vyrobených z polykaprolaktámu podľa tohto vynálezu podstatne zvýšená (9 %).

Tabuľka 5

Príklad 10 a porovnávací príklad 5

Príklad 10 Porovnávací príklad 5

POY (predorientované vlákno): najvyššia ťažná sila pri jemnom napínaní	4,5
cN/dtex	4,9
pretiahnutie pri najvyššej
ťažnej sile %	53,9	55,5

Príklad dokumentuje vynikajúcu najvyššiu ťažnú silu pri jemnom napínaní vláken podľa tohto vynálezu v porovnaní s vláknami podľa doterajšieho stavu techniky. Ako je z príkladu vidno, je pre predorientované vlákno neobyčajná kombinácia vysokej pevnosti a nižšieho pretiahnutia pri najvyžšej ťažnej sile, ktorá sa ešte môže znížiť rozvírením. Ukazuje sa vynikajúca spôsobilosť vláken podľa tohto vynálezu na ďalšie priame použitie, t. j. bez dodatkového díženia, ako predorientované vlákno „pripravené na použitie“ ako priadza.

Tabuľka 6

Príklad 11 a porovnávací príklad 6

Príklad 11 Porovnávací príklad 6

POY (predorientované vlákno): najvyššia ťažná sila

pri jemnom napínaní cN/dtex	4,27	3,79
pretiahnutie pri najvyššej
ťažnej sile %	66	78
laterálna hrúbka kryštálov nm	7,7	103
Vlákno tvarované pri dlžení:
dlžiaci pomer	1:125	1:131
titer dtex	45 f 12	43 f 12
najvyššia ťažná sila
prijemnom napínaní cN/dtex	4,9	436
pretiahnutie pri najvyššej
ťažnej sile %	30	29
oblúčkovanie E %	57	58
smerové kučeravenie K %	40	39

Porovnávací príklad 7	Porovnávací príklad 8
POY (predorientované vlákno): najvyššia ťažná sila prijemnom napínaní cN/dtex	4,4327	43 i
pretiahnutie pri najvyššej
ťažnej sile %	68	68
Dlžené vlákno: najvyššia ťažná sila prijemnom napínaní cN/dtex	4,95	4,98
pretiahnutie pri najvyššej
ťažnej sile %	35	34
chyby pri dížení/100 kg	1,1	0
chyby pri snovaní/100 km	03 i	0,17

Tieto porovnávacie príklady ukazujú, že pri odťahovej rýchlosti 4250 m/min. a relatívnej viskozite 2,36 v prípade produktov regulovaných dikarboxylovou kyselinou (porovnávací príklad 7) je najvyššia ťažná sila pri jemnom napínaní predorientovaných vláken iba o 2,8 % lepšia ako pri produkte regulovanom monokarboxylovou zlúčeninou. Táto hodnota je ešte v rozsahu presnosti stanovenia. Pri dlžených vláknach sa nedá rozoznať žiadne zlepšenie oproti produktu patriacemu ku známemu stavu techniky (porovnávací príklad 8).

Tabuľka 8

Príklady 12 a 13 a porovnávací príklad 9 a)	Príklad b)	12 c)
Odťahová rýchlosť	rrv'min.	4500	5500	6000
POY (predorientované vlákno): najvyššiaťažná sila cN/dtex	4,6	4,6	4,7
prijemnom napínaní
pretiahnutie pri najvyššej ťažnej sile	%	70	61	54
Dlžené vlákno: naj vyššia ťažná sila prijemnom napínaní	cN/dtex	53
pretiahnutie pri najvyššej ťažnej sile	%	39

Príklad 13

	a)	b)	c)
Odťahová týchlosť	nVmin.	4500	5500	6000
POY (predorientované vlákno):
najvyššia ťažná sila prijemnom napínaní	cN/dtex	4,6	4,8	4,8
pretiahnutie pri najvyššej ťažnej sile	%	68	59	54
Dlžené vlákno: najvyššiaťažná sila prijemnom napínaní	cN/dtex	5,5
pretiahnutie pri najvyššej ťažnej sile	%	36

Porovnávací príklad 9

	a)	b)	c)
Odťahová rýchlosť	m/min.	4500	5500	6000
POY (predorientované vlákno):
najvyššia ťažná sila prijemnom napínaní	cN/dtex	4,1	4,2	4,1
pretiahnutie pri najvyššej ťažnej sile	%	77	65	60
Dlžené vlákno: najvyššia ťažná sila prijemnom napínaní	cN/dtex	4,9
pretiahnutie pri najvyššej ťažnej sile	%	40

V týchto príkladoch je najvyššia ťažná sila pri jemnom napínaní vlákna v prípade predorientovaného vlákna a díženého vlákna o 8 až 17 % vyššia ako pri vláknach podľa doterajšieho stavu techniky.

2. Filamenty podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že polykaprolaktám je vyrobený v prítomnosti aspoň jedného N,N-di(C₁-C₆-alkyl)amino-(C₂-C₁₂-alkyl)amínu.

3. Filamenty podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúce sa tým, že majú pretiahnutie pri najvyššej ťažnej sile najviac 100 %.

4. Spôsob výroby filamentov s relatívnou viskozitou RV od 2,0 do 3,0 meranou pri koncentrácii 1 g vlákna na 100 ml hmotn. 96 % kyseliny sírovej, na báze polykaprolaktámu, podľa nároku 1, pri ktorom sa a) vytláča tavenina tvorená v podstate polykaprolaktámom zvlákňovacou dýzou, takže sa tvoria polykaprolaktámové filamenty, b) takto vyrobené filamenty sa ochladia a c) ochladené filamenty sa odťahujú, vyznačujúci sa tým, že ochladené filamenty sa odťahujú rýchlosťou aspoň [3600 + + 1250.(3,0 - RV)]m/min. a pričom použitý' polykaprolaktám sa vyrobil v prítomnosti aspoň jednej dikarboxylovej kyseliny zvolenej zo súboru zahŕňajúceho - alkándikarboxylové kyseliny so 4 až 10 atómami uhlíka, - cykloalkándikarboxylové kyseliny s 5 až 8 atómami uhlíka, - benzéndikarboxylové kyseliny a naftaléndikarboxylové kyseliny, ktoré môžu obsahovať až dva zvyšky sulfónovej kyseliny a ktorých karboxyskupiny nesusedia, - amín kyseliny N-alkyl-N,N-dialkánkarboxylovej s 1 až 6 atómami uhlíka v alkylovej časti a vždy 4 až 10 atómami uhlíka v alkánovej časti a - kyseliny 1,4-piperazíndialkánkarboxylovej s 1 až 10 atómami uhlíka v každej alkánovej časti.

5. Spôsob výroby filamentov na báze polykaprolaktámu podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, že sa použije polykaprolaktám, ktorý sa vyrobil v prítomnosti aspoň jedného N,N-di(Ci-C₆-alkyl)amino-(C₂-C₁₂-alkyl)amínu, primárneho alkylamínu so 4 až 12 atómami uhlíka alebo aralkylamínu so 6 atómami uhlíka v arylovej časti a 1 až 4 atómami uhlíka v alkylovej časti.

6. Použitie filamentov podľa nároku 1, 2 alebo 3, alebo produktov vyrobených podľa nároku 4 alebo 5 na výrobu vláken alebo plochých sústav.

7. Vlákna a ploché sústavy vyrobiteľné použitím filamentov podľa nároku 6.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

1. Filamenty s relatívnou viskozitou RV od 2,0 do 3,0 meranou pri koncentrácii 1 g vlákna na 100 ml hmotn. 96 % kyseliny sírovej, na báze polykaprolaktámu, ktoré sú vyrobiteľné tým, že sa a) vytláča tavenina tvorená v podstate polykaprolaktámom zvlákňovacou dýzou, takže sa tvoria polykaprolaktámové filamenty, b) takto vyrobené filamenty sa ochladia a c) ochladené filamenty sa odťahujú, vyznačujúce sa tým, že ochladené filamenty sú odťahované rýchlosťou aspoň [3600 + 1250.(3,0 - RV)jm/ /min. a pričom použitý polykaprolaktám je vyrobený v prítomnosti aspoň jednej dikarboxylovej kyseliny zvolenej zo súboru zahŕňajúceho - alkándikarboxylové kyseliny so 4 až 10 atómami uhlíka, - cykloalkándikarboxylové kyseliny s 5 až 8 atómami uhlíka, - benzéndikarboxylové kyseliny a naftaléndikarboxylové kyseliny, ktoré môžu obsahovať až dva zvyšky sulfónovej kyseliny a ktorých karboxyskupiny nesusedia, - amín kyseliny N-alkyl-N,N-dialkánkarboxylovej s 1 až 6 atómami uhlíka v alkylovej časti a vždy 4 až 10 atómami uhlíka v alkánovej časti a - kyseliny 1,4-piperazíndialkánkarboxylovej s 1 až 10 atómami uhlíka v každej alkánovej časti.