DE901332C

DE901332C - Verfahren zur Herstellung von kuenstlichen, nichtmattierten Gebilden aus linearen Polymerisaten, vorzugsweise Polyhexamethylenadipinsaeureamid

Info

Publication number: DE901332C
Application number: DEP3599A
Authority: DE
Inventors: Edgar William Spanagel
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1943-03-31
Filing date: 1950-09-24
Publication date: 1954-01-11
Also published as: FR951371A; US2385890A; GB576647A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 11. JANUAR 1954

P 3599IV c 129b

säureamid

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Fäden mit mehreren Einzelfäden oder Fasern mit feinem Titer aus synthetischen linearen Polymeren. Sie zeichnet sich dadurch aus, daß die Fäden einen feinverteilten, indifferenten Stoff enthalten, der das Reißen der Fäden oder der Einzelfäden während des Kaltstreckens wesentlich verringert.

Das Schmelzspinnen und Kaltstrecken von synthetischen linearen Polymeren ist bekannt, z. B. aus den USA.-Patentschriften 2071250, 2 071 251, 2 071 253 und 2 130 948, in denen das Schmelzspinnen und Strecken von Polyamiden, Polyestern, Polyäthern, Polyanhydriden sowie der Polymergemische oder Mischpolymeren, z. B. Polyamid-Polyester, beschrieben ist. Die interessantesten und wertvollsten dieser Polymeren sind die synthetischen linearen Polyamide, die in den letzten beiden der obenerwähnten Patentschriften genauer beschrieben sind. Weiterhin ist bekannt, daß auch andere synthetische lineare Polymere, z. B. Polyvinylchlorid, Polyacrylnitrilie und Mischpolymere von Vinylacetat und Vinylchlorid nach dem Schmelzspinn- und Kaltstreckverfahren verarbeitet werden können.

Die Erfindung läßt sich in ihrer weiteren Bedeu- »5 tung auf das Schmelzverspinnen und Kaltstrecken jedes faser'bildenden, synthetischen linearen Polymers anwenden.

Nach der Erfindung werden künstliche, nichtmattierte Gebilde, wie Fäden oder Fasern, aus linearen Polymerisaten hergestellt, indem man die Spinnmasse vor oder nach der Polymerisation mit indifferenten Stoffen von geringer Teilchengröße, wie Titandioxyd, vorzugsweise in Mengen von etwa 0,005 bis °'°5 ⁰^⁰ versetzt, verspinnt, verstreckt und fertig behandelt. Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird als Spinnmasse ein synthetisches lineares Polyamid, vorzugsweise Polyhexamethylenadipinsäureamid verwendet.

Man hat zwar bereits Pigmente oder pigmentähnliche Stoffe fadenbildenden Massen aus synthetischen linearen Polymeren zugesetzt, jedoch um

!5 undurchsichtige oder mattierte Fäden zu erzeugen. Man hat jedoch nicht erkannt, daß ein geringer Gehalt an weniger als 0,05 °/o feinverteilter, indifferenter Stoffe in einer Schmelzmasse aus synthetischen linearen Polymeren nach der Schmelzverspinnung Fäden ergibt, die erheblich weniger leicht reißen als bei Spinnmassen ohne diesen Zusatz. Eine so geringe Menge, wie sie nach der vorliegenden Erfindung zugesetzt werden soll, genügt auch bei weitem nicht zur Erzielung der technischen Wirkungen der be-

»5 kannten Verfahren.

Man weiß, daß durch Titandioxyd leicht eine Minderung der mechanischen Festigkeit der Fäden eintritt. Auch ist bekanntlich das Kaltstrecken wegen der dabei aufzuwendenden Zugkraft recht schwierig. Daraus wäre zu schließen, daß das Kaltstrecken von Fäden mit einem Zusatz eines feinyerteilten, indifferenten Stoffes ein leichteres Reißen der Einzelfäden und Fäden zur Folge haben würde. Es war daher in hohem Maße überraschend, daß bei den geringen Zusätzen nach der Erfindung gerade das Gegenteil eintritt und sich Fäden von feinstem Titer herstellen lassen.

Beispiel 1

Polyhexamethylenadipinsäureamid mit einer relativen Viscosität von 33,5 mit einem homogen darin verteilten Zusatz von 0,01 <Vo Titaödiioxyd, auf das Gesamtgewicht berechnet, wurden aus der Schmelzmasse zu einem Faden mit 69 Einzelfäden versponnen, das anschließend mit einem Streckungsgrad von 4,40 zu einem Faden von 210 Deniers gestreckt wurde. Der Faden hatte eine Zugfestigkeit von 6,3 g/Denier und eine Dehnung von 16%. Während des Streckens traten je 0,453 kg Fäden 0,2 vollständige Brüche des Fadens auf, und eine Prüfung nach der Spinnspiegelprobe ergab vier gerissene Einzelfäden auf 1043 m Faden. Der Faden wies keine feststellbare Mattierung auf. Zum Vergleich wurde dasselbe Polyhexamethylenadipinsäureamid mit einer relativen Viscosität von 33,5, jedoch ohne Zusatz von Titandioxyd, als Schmelzmasse zu einem Faden mit 69 Einzelfäden versponnen. Der Faden wurde anschließend unter demselben Streckungsgrad von 4,40 gestreckt. Es wurde ein Faden mit 69 Einzelfäden von 2ίο Deniers mit einer Zugfestigkeit von 6,5 g/Denier und einer Dehnung von 14% erhalten. Während des Streckens traten je 0,453 kg Fäden 2,0 vollständige Brüche auf, und eine Prüfung im Spinnspiegel ergab 40 gerissene Einzelfäden auf je 1043 m Faden.

Beispiels

Polyhexamethylenadipinsäureamid mit einer relativen Viscosität von 34 und einem Zusatz von 0,05 °/o Titandioxyd wurde aus einer Schmelzmasse zu einem Faden mit 69 Einzelfäden versponnen und anschließend mit einem Streckungsgrad von 4,40 zu einem Faden von 210 Deniers versponnen. Der Faden hatte eine Zugfestigkeit von 6,2 g/Denier und eine Dehnung von i5°/o. Während des Streckens traten je 0,453 'kg Faden 0,2 vollständige Brüche auf, und eine Prüfung im Spinnspiegel ergab zwei gerissene Einzelfäden auf je 1043 m Faden. Der Glanz des Fadens war praktisch nicht beeinträchtigt.

Ein gleichartiges Polyhexamethylenadipinsäureamid mit einer relativen Viscosität von 34 wurde zur Kontrolle ohne Titandioxyd als Schmelzmasse zu einem Faden mit 69 Einzelfäden versponnen und anschließend mit einem Zugverhältnis von 4,40 gestreckt. Der Faden hatte einen Titer von 210 Deniers, eine Zugfestigkeit von 6,5 g/Denier und eine Dehnung von 14%. Beim Strecken traten mehrere vollständige Brüche auf, und die Prüfung im Spinnspiegel ergab 70 gebrochene Einzelfäden auf je 1043 m des Fadens.

Eine zweite Probe des gleichen Polymeren wurde im Schmelzspinnverfahren zu einem ogfädigen Faden versponnen. Der Faden wurde anschließend mit einem Streckungsgrad von 4,28 gestreckt. Es wurde ein Faden mit 69 Einzelfäden von 210 Deniers mit einer Zugfestigkeit von 5,5 g/Denier und einer Dehnung von 19% erhalten. Während des Strekkens traten mehrere vollständige Brüche der Einzelfäden auf, und eine Prüfung· dm Spinnspäegel ergab 88 gerissene Einzelfäden auf je 1043 m Faden.

Die beiden Ausführungsbeispiele zeigen, daß sich nach der vorliegenden Erfindung zwei sehr wesentliche Vorteile ergeben. Erstens ermöglicht der Zusatz einer kleinen Menge Titandioxyd in dem gesponnenen Polymeren das Ziehen glänzender Fäden, ohne daß während des Ziehens zu viele Brüche der Einzelfäden auftreten. Zweitens hat der Zusatz der geringen Titandioxydmenge zur Folge, daß ein Faden größerer Dehnung erhalten wird. Beim Strecken von gleichartigen Fäden mit einem geringe- no ren Streckungsgrad (s. Beispiel 2) ist die Dehnung größer und die Zugfestigkeit geringer. Aber das Reißen beim Strecken und Zwirnen wurde nicht vermindert. Folglich ist die Wirkung des Titandioxyds nicht auf eine Änderung des Streckungsgrades zurückzuführen. Andererseits geht aus den Beispielen hervor, daß Fäden mit einem geringen Zusatz an Titandioxyd bei höherem Streckungsgrad gezogen werden können, dabei aber die gleiche Dehnung aufweisen, was eine Steigerung der Leistung der Spinnmaschine bedeutet.

In den Beispielen werden zwar relative Viscositäten von 33,5 bis 34,0 erwähnt, jedoch kann die relative Viscosität zwischen 15 und 60 liegen.

Der Ausdruck relative Viscosität bezeichnet das Verhältnis der absoluten Viscosität in Zentipoisen

einer Lösung von synthetischem linearen Polyamid in 9o°/oiger Ameisensäure (io°/o Wasser und 90% Ameisensäure) bei einer Temperatur von 25⁰ zu der absoluten Viscosität in Zentipoisen von 90°/oiger Ameisensäure bei einer Temperatur von 25⁰. Zu dieser Bestimmung wird eine 8,4°/aige Lösung der synthetischen linearen Polyamide, auf das Gesamtgewicht berechnet, die in 90°/oiger Ameisensäure vollständig löslich sind, benutzt. Der Feuchtigkeitsgehalt der Polyamide bleibt bei Herstellung der Lösungen für diePolyamid-Ameisensäure-Probe, soweit er niedriger als 0,4% ist, unberücksichtigt. Die absolute Viscosität dieser 8,4°/oigen Polyamidlösung und die des Lösungsmittels allein wird in der üblichen Weise bei 25⁰ bestimmt und die relative Viscosität aus dem Verhältnis der beiden zueinander errechnet.

Die Erfindung ist nicht auf diese Beispiele beschränkt und kann allgemein auf des Schmelzverspinnen und Strecken aller fadenbildenden synthetischen linearen Polymeren, z. B. der linearen Polyamide, angewandt werden. Außerdem schließt die Erfindung auch das Strecken von Polyamidfäden ein, die auf andere Weise, z. B. aus einer Lösung, gespönnen werden. Die Erfindung beschränkt sich im wesentlichen auf Fadengebilde von feinem Denier, d. h. weniger als 20 Deniers je Faden, da diese Fadengebilde an der Luft gestreckt werden, während wesentlich größere Fäden in einer Spinnflüssigkeit gestreckt werden und daher nicht besonders bruchanfällig sind.

Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung von Titandioxyd beschränkt, sondern kann auch unter Benutzung anderer feinverteilter, indifferenter Stoffe durchgeführt werden, z. B. mit pulverisiertem Glas, Siliciumdioxyd,Calciumsulfat,Banumsulfat,Kaolin, Ton, Zinkoxyd, Lithopone und anderen ähnlichen Stoffen, die in dem geschmolzenen Polymeren fein verteilt werden können.

Der bevorzugte Zusatz liegt in Mengen von o,o>n bis 0,03% von Titandioxyd, auf das Gewicht des Polyamids bezogen. Bei Zusätzen zwischen 0,005 und 0,05% werden die beschriebene technische Wirkung und Fäden von hohem Glanz erhalten. Der optimale Zusatz jedes anderen feinverteilten, indifferenten Stoffes kann leicht ermittelt werden.

Mit dem Ausdruck feinverteilter, indifferenter Stoff ist ein Stoff gemeint, der das Polymere chemisch nicht angreift und der so wie die zur Mattierung und Färbung benutzten Stoffe verteilt ist.

Die vorliegende Erfindung stellt einen bedeutsamen Fortschritt in der Herstellung gestreckter glänzender Fäden aus synthetischen linearen Polymeren dar und ermöglicht Höchstleistungen und die Herstellung ausgezeichneter Fäden mit den vorhandenen Arbeitseinrichtungen. Es hat sich gezeigt, daß die Anzahl der Brüche der Fäden während des Streckens erheblich vermindert ist, so daß ein höherer Anteil des Erzeugnisses als völlig einwandfreie Fäden eingestuft werden kann. Auch hat es sich gezeigt, daß ein stark gestreckter Glanzfaden von hoher Zugfestigkeit und feinem Denier-Titer hergestellt werden kann.

Es war erstaunlich und unerwartet, daß die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Fäden sich bei der Prüfung im Spinnspiegel nicht annähernd so wild zeigen wie die gewöhnlichen Glanzfäden. Dadurch wird eine wesentlich bessere Verarbeitbarkeit in den Strick- und Webmaschinen und eine bessere Beschaffenheit des Gewebes erzielt.

Auch ist es interessant, daß im Gegensatz zu früheren Erfahrungen der Brechungsindex des zugesetzten Pigments oder feinvertei'lten, indifferenten Stoffes nicht berücksichtigt zu werden braucht. Von Bedeutung ist lediglich, daß die Menge des zügesetzten Pigments so bemessen ist, daß die Erzielung glänzender Fäden nicht beeinträchtigt wird.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Verfahren zur Herstellung von künstlichen, nichtmattierten Gebilden, wie Fäden oder Fasern, aus linearen Polymerisaten, vorzugsweise Polyhexamethylenadipinsäureamid, dadurch gekennzeichnet, daß man die Spinnmasse vor oder nach der Polymerisation mit indifferenten Stoffen von geringer Teilchengröße, wie Titandioxyd, vorzugsweise in Mengen von etwa 0,005 bis 0,05 °/o versetzt, verspinnt, verstreckt und fertig behandelt.

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