DE1760987B2 - PROCESS FOR THE CONTINUOUS MANUFACTURING OF POLYAMIDE-6 BIComponent FIBERS - Google Patents

Description

2020th

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Polyamid-6-Bikomponentenfäden, deren Komponenten aus Polyamiden mit unter-Schiedlichen physikalischen Eigenschaften bestehen.The invention relates to a process for the continuous production of polyamide-6 bicomponent threads, whose components consist of polyamides with various physical properties.

Es sind bereits verschiedene Verfahren zur Herstellung von Zweikomponenten-Fäden bekannt. Diese Zweikomponenten-Fäden können dadurch hergestellt werden, daß die beiden Komponenten getrennt aufgeschmolzen und durch gemeinsame Düsenlöcher versponnen, verstreckt und anschließend nachbehandelt werden. Eine Voraussetzung für den Erfolg dieses Verfahrens ist, daß sich die Komponenten der Fäden nicht trennen dürfen. Bei allen diesen Verfahren entstehen Fäden, deren Kräuselung erst nach einer thermischen Behandlung (Hitzebehandlung ganz oder teilweise in entspanntem Zustand) entstehen. Zur Herstellung von Bikomponentenfaden benutzt man vorzugsweise zwei Spinnextruder, mit deren Hilfe die festen Polymerisat-Schnitzel aufgeschmolzen und der Spinndüse zugeführt werden. Dieses Verfahren ist jedoch umständlich und kostspielig, da man die Polymerisate nach der Herstellung zuerst in den festen Zustand bringen und anschließend wieder aufschmelzen muß.Various processes for the production of two-component threads are already known. These Bicomponent threads can be made by separating the two components melted and spun through common nozzle holes, stretched and then post-treated will. A prerequisite for the success of this process is that the components of the threads are not allowed to separate. In all of these processes threads are created whose crimping only takes place after one thermal treatment (heat treatment wholly or partially in a relaxed state). To the Production of bicomponent thread is preferably used two spinning extruders, with the help of which the solid polymer chips are melted and fed to the spinneret. This procedure is however, cumbersome and expensive, since the polymers are first put into the solid after production Bring state and then melt again.

In der CH-PS 4 18 516 wird ein Verfahren zur Herstellung von Bikomponentenfaden beschrieben, bei dem chemisch einheitliche Polymerisate verschiedener Doppelbrechung durch dreiarmige Düsenlöcher verspönnen werden. Nach dem Beispiel dieser Patentschrift unterscheiden sich die Polymerisate zwar in der reduzierten Viskosität um den Wert 0,15, es ist jedoch kein Hinweis gegeben, wie der Unterschied in der Viskosität durch eine wirtschaftliche und reproduzierbare Maßnahme eingestellt werden kann.In CH-PS 4 18 516 a process for the production of bicomponent thread is described in the chemically uniform polymers of different birefringence through three-armed nozzle holes will. According to the example of this patent specification, the polymers differ in the reduced viscosity by the value 0.15, but there is no indication of the difference in the Viscosity can be adjusted by an economical and reproducible measure.

Ebenso werden in der FR-PS 13 93 572 Bikomponentenfaden beschrieben, die durch Verspinnen identischer Polymerisatströme erhalten werden. Die Polymerisatströme werden einer unterschiedlichen Wärmebehandlung unterworfen, wobei unter unterschiedlicher Wärmebehandlung entweder eine unterschiedliche Temperatur der Polymerisatströme oder aber eine Wärmeeinwirkung ungleicher Dauer verstanden wird. Ein solches Verfahren benötigt eine technisch aufwendige Apparatür und stellt hohe Anforderungen an die Temperaturführung. Likewise, in FR-PS 13 93 572 bicomponent thread described, which are obtained by spinning identical polymer streams. The polymer streams are subjected to a different heat treatment, with under different heat treatment either a different temperature of the polymer streams or the action of heat unequal duration is understood. Such a process requires a technically complex apparatus and places high demands on temperature control.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zwei Polyamid-6-Polymerisatströme, die aus einem Polykondensationsrohr abgeführt werden, einer möglichst einfachen, aber wirksamen Behandlung zu unterziehen. so daß durch Verspinnen der Polymerisaturöme kräuselfähige Fäden hergestellt werden können.It is the object of the present invention to provide two polyamide-6 polymer streams which emerge from a polycondensation tube should be subjected to the simplest possible but effective treatment. so that crimpable threads can be produced by spinning the Polymerisaturöme.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Po!yamid-6-ßikomponentenfäden durch Polykondensation von ε-Caprolactatn. Aufteilung des Polymerisats in zwei Polymerisatströme und Schmelzspinnen der Komponenten durch gemeinsame Düsenlöcher, nachdem die relative Losungsviskosität einer Komponente in bez'.'g auf die der anderen Komponente verändert wurde, dadurch gelost. daß zur Erhöhung der relativen Viskosität der einen Komponente der eine Polymerisatstrom einer Vakuumbehandlung unterzogen und anschließend mit dem anderen, direkt aus der Polykondensation kommenden Polymerisatstrom im Mengenverhältnis 1 :0,l bis 1 : l einer Spinndüse zugeführt wird.This object is achieved in a process for the continuous production of polyamide-6-component threads by polycondensation of ε-caprolactate. Division of the polymer into two polymer streams and melt spinning the components through common nozzle holes after the relative solution viscosity one component in relation to that of the other component was changed, thereby solved. that to increase the relative viscosity of one component of a polymer stream of a vacuum treatment subjected and then with the other, coming directly from the polycondensation Polymer stream in a quantitative ratio of 1: 0.1 to 1: l is fed to a spinneret.

Die Herstellung der Schmelzen mit unterschiedlicher Viskosität wird derart durchgeführt, daß man die Polykondensation in einem kontinuierlich laufenden Polykondensationsrohr vornimmt, wobei man einen Teil dieser Polyamidschmelze mit der nach der Polymerisation sich ergebenden Viskosität unevakuiert und den anderen abgetrennten Teil dieser Schmelze nach der Evakuierung der Spinndüse zuführt. Je nach Art der Kondensations- und Evakuicbedingungen erhält man Schmelzen, die in weitem Bereich variierbare Viskositätsunterschiede, beispielsweise im Bereich i]_rc\ von 2 bis 3 oder höher, haben können und als Bikomponentenfaden gesponnen, kräuselfähige Fäden ergeben.The production of the melts with different viscosities is carried out in such a way that the polycondensation is carried out in a continuously running polycondensation tube, part of this polyamide melt with the viscosity resulting from the polymerization being unevacuated and the other separated part of this melt being fed to the spinneret after evacuation . Depending on the nature of the condensation and Evakuicbedingungen obtained melts which can be varied within wide limits viscosity differences, for example in the range i] _rc \ 2-3 or higher, may have and spun as bicomponent, yield crimpable filaments.

Der technische Fortschritt des Verfahrens besteht darin, daß man aus einem Polykondensationsrohr auf einfache Weise mit Hilfe einer teilweisen Evakuierung Schmelzen unterschiedlicher Viskosität erhält, aus denen — von einem Polykondensationsansatz ausgehend — Zweikomponentenfäden hergestellt werden können.The technical progress of the process consists in the fact that one from a polycondensation tube on easily obtained with the help of a partial evacuation melts of different viscosity which - starting from a polycondensation approach - two-component threads are produced can.

Beispiel 1example 1

In ein auf 256°C geheiztes Polykondensationsrohr werden pro Stunde 100 kg ε-Aminocaprolactam, 200 g Essigsäure und 1000 g Wasser kontinuierlich eindosiert. Aus der Kondensationseinrichtung erhält man nach einer Verweilzeit von 18 Stunden eine Polyamid-6-Schmelze mit einer relativen Lösungsviskosität fy-ei = 2,25 (gemessen in l°/oiger m-Kresol-Lösung bei 20°C). Vi dieser Schmelze (66%) werden einem Dünnschicht-Verdampfer zugeführt, in dem dieser Schmelze bei 10 Torr innerhalb 30 Minuten ein Teil des Monomeren und der Oligomeren entzogen werden, wobei die relative Viskosität von η_η\ — 2,25 auf Tjrei = 3,0 ansteigt. Der Restmonomer- und Oligomer-Gehalt liegt danach unter 4% (in Methanol extrahierbarer Anteil). Die evakuierte Schmelze aus dem Dünnschicht-Verdampfer und die Schmelze aus dem Polykondensationsrohr (Schmelzeströme unterschiedlicher Viskosität) werden Düsenanordnungen zum Schmelzspinnen von Bikomponentenfaden zugeführt und zu Bikomponentenfaden aus Düsenlöchern mit einem Durchmesser von 0,3 mm mit 60 m/min Abzugsgeschwindigkeit versponnen. 100 kg of ε-aminocaprolactam, 200 g of acetic acid and 1000 g of water are continuously metered into a polycondensation tube heated to 256 ° C. per hour. After a residence time of 18 hours, the condensation device gives a polyamide-6 melt with a relative solution viscosity fy-ei = 2.25 (measured in 10% m-cresol solution at 20 ° C.). Vi of this melt (66%) are fed to a thin-film evaporator, in which part of the monomer and oligomers are removed from this melt at 10 Torr within 30 minutes, the relative viscosity of η _η \ - 2.25 to Tjrei = 3 , 0 increases. The residual monomer and oligomer content is then below 4% (portion extractable in methanol). The evacuated melt from the thin-film evaporator and the melt from the polycondensation tube (melt flows of different viscosities) are fed to nozzle arrangements for melt-spinning bicomponent threads and spun into bicomponent threads from nozzle holes with a diameter of 0.3 mm at a withdrawal speed of 60 m / min.

Diese ²/3 hochviskoses und '/3 niedrigviskoses Polyamid-6 enthaltenden Fäden mit einem Durchmesser von 0,25 werden anschließend zu Kabelsträngen gefacht und mit einem Verhältnis 1 :4,1 verstreckt, anschließend geschnitten und in kochendes WasserThis ^2/3 highly viscous and '/ 3 low-viscosity polyamide 6 containing fibers with a diameter of 0.25 are then plied to cable strands and with a ratio of 1: 4.1, and then cut into boiling water

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geblasen. Die Fasern besitzen nach dem Trocknen auf Grund ihrer Kräuselstruktur hervorragende permanente Eigenschaften, wie Füllvermögen, Bauschelastizität, elastischer Aufsprung, Erholungsvermögen sowie Bandwiderstand.blown. After drying, the fibers have excellent permanent properties due to their crimped structure Properties such as filling capacity, bulk elasticity, elastic landing, recovery capacity as well Tape resistance.

Beispiel 2Example 2

100 kg ε-Aminocaprolactam, 120 g Benzoesäure und 500 g Wasser werden in einem Polykondensationsrohr bei 260⁰C 25 Stunden lang polykondensiert, die Schmelze hat eine relative Viskosität von 2,4 (in 1% m-Kresolbei20°C)und 11.2% Methanol-Extrakt.100 kg ε-aminocaprolactam, 120 g benzoic acid and 500 g of water are polycondensed in a Polykondensationsrohr at 260 ⁰ C for 25 hours, the melt has a relative viscosity of 2.4 (in 1% m-Kresolbei20 ° C) and 11.2% methanol -Extract.

50% dieser Schmelze werden in einer Evakuierschnecke 2 Minuten lang einem Vakuum von 0,5 Torr ausgesetzt. Man erhält dabei eine Schmelze mit der relativen Viskosität von 3,2 und einem Methanol-Extraki, der kleiner ist als 3%. Die beiden Schrr.elzsiröme aus dem Polykondensationsrohr und dem Extruder werden wie im Beispiel 1 einer Diisenvorrichtung zugeiührt. Das nach dem Spinnen entstehende Faden-Kabel wird wie unter Beispiel 1 nachbehandelt. Man erhält Fasern mit besonders hoher Bauschelastizität.50% of this melt are in an evacuation screw for 2 minutes in a vacuum of 0.5 Torr exposed. This gives a melt with a relative viscosity of 3.2 and a methanol extractor, which is less than 3%. The two steps from the polycondensation tube and the extruder are fed to a nozzle device as in Example 1. The thread-cable created after spinning is aftertreated as in Example 1. Fibers with particularly high bulk elasticity are obtained.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zur ki ntinuierlichen Herstellung von Polyamid-6-Bikomponentenfaden durch Polykondensation von ε-Caprolactam, Aufteilung des Polymerisates in zwei Polymerisatströme und Schmelzspinnen der Komponenten durch gemeinsame Düsenlöcher, nachdem die relative Lösungsviskosität einer Komponente in bezug auf die der anderen Komponente verändert wurde, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der relativen Viskosität der einen Komponente der eine Polymerisatstrom einer Vakuumbehandlung unterzogen und anschließend mit dem anderen, direkt aus der Polykondensation kommenden Polymerisatstrom im Mengenverhältnis 1 :0,1 bis 1:1 einer Spinndüse zugeführt wird.Process for the continuous production of polyamide-6 bicomponent thread by polycondensation of ε-caprolactam, division of the polymer into two polymer streams and melt spinning of the components through common nozzle holes after the relative solution viscosity one component has been changed with respect to that of the other component, characterized in that, that to increase the relative viscosity of one component of a polymer stream subjected to a vacuum treatment and then with the other, directly from the Polycondensation coming polymer stream in a ratio of 1: 0.1 to 1: 1 of a spinneret is fed.