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DE1669383A1 - Verfahren zur Herstellung von Bi-Komponenten-Faeden - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Bi-Komponenten-Faeden

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DE1669383A1
DE1669383A1 DE19671669383 DE1669383A DE1669383A1 DE 1669383 A1 DE1669383 A1 DE 1669383A1 DE 19671669383 DE19671669383 DE 19671669383 DE 1669383 A DE1669383 A DE 1669383A DE 1669383 A1 DE1669383 A1 DE 1669383A1
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DE
Germany
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thread
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DE19671669383
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English (en)
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May Colin David
Griffiths James Dennis
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Akzo Nobel UK PLC
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Courtaulds PLC
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Publication date
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    • C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
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Description

Dr. O. DITTMANN
K. L SCHIFF Dr. A. ν. FÜNER PATENTANWÄLTE
München 9, Bereiteranger
Telefon 297369
BESCHREIBUNG zu der Patentanmeldung
der Firma
COTJRTAUIiDS LIMITKD, 18 Hanover Square, London, We1. England
betreffend Verfahren zur Herstellung von Bi-Komponenten-Fäden
Priorität vom 28. Februar 1966 No9 8594/66 Großbritannien
Die Erfindung betrifft kräuselbare Bi-Komponenten-Fäden, deh, orientierte Fäden, die aus zwei aneinander haftenden Komponenten bestehen, von denen einerschrumpfbarer ist, als der andere, wenn die Fäden getempert werden, wobei sie zu einer schraubenförmigen Kräuselung gezogen werdeno Die Komponenten können nebeneinander angeordnet werden oder eine Komponente kann der Kern sein und die andere die Scheide des einzelnen Fadens„
109832/1603
Ss ist vorgeschlagen worden, viele Polymere bei der Herstellung von Bi-Komponenten-Fäden zu paaren; in fast allen Fällen war es möglich gewesen, zu zeigen, daß die Fäden sich kräuseln» wenn sie in im wesentlichen spannungslosem Sustand getempert werden. Von der Fähigkeit der Fäden, die Kräuselung zwischen zwischenzeitlich aufgebrachten Spannungen wiederzuerlangen, - eine wichtige Fähigkeit von dauerhaft gekräuselten Fäden => wird selten berichtet» Es ist diese Eigenschaft, die es einem Textil aus diesen Fäden erlaubt, sein Aussehen bei der Ver=> Wendung zu erhalten; in vielen Fällen sind die oben vorge= schlagenen Bi-Komponenten-Fäden in dieser Hinsicht mangelhafte
Es ist eine Klasse von Bi-Komponenten~Fäden aufgefunden worden, die dauerhaft gekräuselt werden kann3
Nach der vorliegenden Erfindung besitst ein Bi-Komponenten-Faden als eine Komponente ein kristallines Polymer und als andere schrumpf bare Komponente ein Blockmischpolyaier, bestehend aus Segmenten eines Kondensationshomopolymers, das entweder ein Homopolyester oder ein Homopolyamid ist, und Segmenten eines regellosen Mischpolymers, das entweder ein Hisehpolyamtd oder ein Mischpolyester darstellt« Das kristalline Polymer trägt vorzugsweise 30 bis 55 Grew.,-$ dss Fadens bei,
Das kristalline Polymer ist vorzugsweise ein Homopolymer, wie ein Homopolyamid, beispielsweise Nylon 6, Nylon 66, Bylr>n S, Nylon 11 und Nylon 12, Polyäthylen-terephthalat, Polypivalo= laöton oder stereö-reguläres Polypropylen* Jedoch könaen auch
109832/160 3
BAO ORIGINAL
gewisse Xiiachpolymsre, "beispielsweise solche, die Äthylenterephthalat-Sinhe5.ten und eine kleine Menge Äthylen-isophthalat« Einheiten aufweisen, und die trotzdem ihre Fähigkeit zu kristal= lisieren beibehalten, eingesetzt werden«
Die Homopolyamid-Segmente des Bloclnnischpolyiners können beispielsweise PoXyeaproamid9 Polyhexaraethylen-sebacamid und Polyhexamethylen-adiparaid sein* Die anderen Eoroopolyester-Segmente sind vorzugsweise Polyäthylen-terephthalat, können jedoch auch PolypivaXoiaeton sein-
Die regellosen Kischpolyamid-Segmente des Blockmischpölymers können zwei oder mehr Hyloniaonomer-Einheiten der Art Caproamid, Undecanoaraid. Hexamethylenadipamid und Hexaraethylensebacamid enthalten» Die anderen regellosen PolyesterSegmente können zwei oder nshr Einheiten der Art Caproat, Äthylenadipat, Äthylenterephthalat. und ithylen-sebacat oder den gemischten Ester einer zweibasischen Säure mit 2 oder mehr Glykolen, beispielsweise ÄthyIen/2:2 D5.methylpropylenterephthalat enthalten,,
Von den zwei Segmentarten, die die schrumpfbarere Komponente ausmachen, sind die regellosen Mischpolymersegmente hauptsächlich verantwortlich für die Schrumpfeigenschaften und die HoTBOpolymersegmente halten den Schmelzpunkt der Komponente hoch und steigern die Festigkeit der Komponente gegenüber "eichwerden durch heißes Yfasser* Das relative Verhältnis der Segmente in der schrumpfbareren Komponente könne deshalb über
109832/1603
einen weiten Bereich schwanken, während sie brauchbare Eigen=· schäften behalten. Es ist jedoch bevorzugt, daß die schrumpf·= barere Komponente zwischen 20 und 70 Gew„-# des Homopolymers, vorzugsweise zwischen 20 und 40 Gew.·# besitzt.
Es ist notwendig,daß die Komponenten des Fadens gut aneinander haften; es ist deshalb bevorzugt, daß die kristalline Polymerkomponente chemisch ähnlich den Homopolyamid- oder Homopolyester-Segmenten der Blockmischpolymerkomponente sein soll.
Das Verfahren zur Herstellung der Blockmiechpolymerkomponente besteht in dem Zusammenschmelzen eines Homopolyamids oder Homopolyeeters und dem weniger kristallinen Polymer, so daß entweder durch eine Transamidierung oder Umesterung diese zwei das Blockmischpolymer bilden,,
Die verschiedenen Verfahren zum Spinnen der Bi-Komponenten= Fäden sind bekannt. Nach dem Auspressen werden die Fäden ge= streckt, so daß die schrumpf barere Komponente in einer gespannten Form vorliegt, aus der sie sich zusammenzieht, wenn sie getempert wird. Das Tempern beinhaltet das Erhitzen der Fäden; vorzugsweise für den Bi-Komponenten-Faden, der haupt= sächlich aus Polyamidbestandteilen zusammengesetzt ist, ist das Erhitzungsmittel feucht. Beispielsweise können die Fäden in heißes Fässer oder Dampf eingetaucht werden. Die Erfindung schließt auch die getemperten Bi-Komponenten-Fäden eino
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Die Erfindung wird durch folgende Beispiele erläutert, wo, falls nicht anderes angegeben, Teile und Prozentgehalte in Gewichtsteilen und Gewichtsprozenten ausgedrückt sind.
Beispiel 1
Ein regelloses binäres Mischpolymer (130 Seile) von e^Caproaraid und Hexamethylenadipamid, das 60 ^e- Caproamid-Einhelten aufweist, mit einer inneren Viskosität von 1,16 dolo/g<> bei . I 0,5 #»iger Konzentration in Ameisensäure/ wird unter Stickstoff 1 1/2 Stunden bei 2650C mit 70 Teilen Polyhexamethylenadipamid mit einer inneren Viskosität von 2,58 dola/g», ähnlich gemessen, gerührt. Danach ist die Mischung von Polymeren nach einer Transamidierung ein Blockmischpolyamid geworden mit einem Schmelzpunkt von 196 bis 1980G und einer inneren Viskosität vcn 1*18 doi.,/ge bei 0,5 $-iger Konzentration in Ameisensäure*
i Das Blockmischpolymer und eine zusätzliche Menge des Poly» hexamethylenadipamids werden bei 2450O Seite an Seite durch eine Düse ausgepreßt, die sechs Löcher aufweist, jedes mit 0,635 mm Durchmesser zur Herstellung eines collateralen Bi-Komponenten-Fadens, wobei gleiche Volumina der zwei Bestandteile in den Fäden vorliegen» Die Fäden werden mit einer Geschwindigkeit von 100 m pro Minute aufgewickelt und dann · zu 200 $ Ihrer ursprünglichen Länge mit 5 m pro Minute kalt. gezogen, um ein endgültiges Denier von 3«5 pro Faden zu er- · geben. Fadenstränge werden (a) unter einer O-Spannung und (b) einer Belastung von
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O9OOO65 g pro Denier (einer Annäherung der Rückziehkraft auf die Fäden in Stückware) in T/asser bei 95 °C eine Minute eingebracht. Wahrend dieser Behandlung werden alle Stränge zusammen» gezogen und die Fäden gekräuselt« Uach dem Trocknen bei Raumtemperatur werden die Stränge auf Kräuseldehnung geprüft· Die prozentuale Kräuselungsdehnung wird in der folgenden Formel definiert:
L « L _
prozentuale Kräuseldehnung s———£ χ 100
wobei L=der Länge des Stranges unter Spannung , die ausreicht, um die Kräuselung in den Fäden zu entfernen, und Ls der Längs
des spannungslosen Stranges entspricht· Die erhaltenen Ergebnisse werden in der folgenden Tabelle zusammengestellt«.
Tabelle 1 Kräuselbelastung prozentuale Kräuseldehnung
0,0 * 220
0,00065 g pro Denier 111
Die in den Fäden unter 0-Spannung entwickelte Kräuselung hat einen durchschnittlichen 7.'ert von ungefähr 30 Windungen pro cm mit einem Krümmungsradius von 0,14 mm*
109832/1603 BAD ORIGINAL
Die Messungen der Kräuaelretention werden auf Strängen durchgeführt, wo die Kräuselung unter Spannung 0 entwickelt worden istο Diese Ergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgeführt»
Tabelle 2
Belastung 1 g pro Denier pro 1 Kin, 1g pro Denier pro 30 Kin» 0#1 g pro Denier pro 24 Std,
♦prozentuale Kräuseiretention 100
83 49
*Die Kräuselretention wird ausgedrückt als ein Prozentuales der ursprünglichen Kräuseldehnungα
Beispiel 2
Ein regelloses binäres Mischpolymer (68 Teile) aus Einheiten von e-Caproamid und Hexamethylenadipamid, das 60 # e-Caproamid enthält, wird hergestellt mit einer inneren Viskosität von 1,16 d.lP/g· bei o,5 #<=iger Konzentration Ameisensäure« Das Mischpolymer wird unter Stickstoff 1 1/2 Stunden bei 2650C mit 32 Teilen Polyhexamethylenadipamid mit einer inneren Vie·» kosität von 2,49 d,l»/go ähnlich gemessen, gerührt»
Im Laufe der gemeinsamen mischung sind das Mischpolymer und das Polymer kondensiert und bilden, ein Blockcopolyamid mit einem Schmelzpunkt im Bereich von 218 bis 219°.C und-einer
OFtJGlNAL
109832/1603
inneren Viskosität von 1920 d„lo/ge bei 0,5 #~iger Konzentration in Ameisensäure,
Das Blockmischpolymer und eine zusätzliche Menge des Polyhexa·= methylenadipamidhomopolymerswerden mit einer relativen Geschwind digkeit pro Gewicht von 3s2 respective bei einer Temperatur von 245°C Seite an Seite durch eine Düse mit sechs löchern aus« gepreßt, jedes mit einem Durchmesser von 0,635 mm, um einen collateralen Bi~Komponenten-Faden zu bilden» Die Fäden werden mit einer Geschwindigkeit in einem Verhältnis von 100m pro Minute aufgewunden und dann mit einem Zugverhältnis von 4:1 bei 5 m pro Minute zu einem Enddenier von 3,5 pro Faden gezogen« Stränge dieser Fäden werden unter O-Spannung in Wasser bei 900C eine lünute eingebracht, währenddessen alle die einzel Fäden zusammengezogen und gekräuselt werdenο
Fach dem Trocknen bei Raumtemperatur werden die Stränge auf Kräuseldehnung in der in Beispiel 1 beschriebenen V7eise geprüft« Es ist festgestellt worden, daß die durchschnittliche Kräusel= dehnung 275 i» beträgt | die Fäden haben eine durchschnittliche Kräuselung von 30 Windungen pro cm mit einem Krümmungsradius von 0,14 mm. Die Kräuselungsretentionsmessungen ergaben folgendes,
109832/1603
Tabelle 3
Belastung
1 g pro Denier pro 1 Mine 1 g pro Denier pro 30 Min«, 0,1 g pro Denier pro 24 Std0
prozentuale Kräuselungsretentlon 100 73 67
Zu Vergleichszwecken wurde ein handelsüblicher gekräuselter Bi-Komponenten-Paden mit Polyhexamethylenadipamid als einem
Bestandteil und einem regellosen Mischpolymer aus Einheiten von Hexamethylen-adipamid und Hexamethylen-sebacamid als anderem Bestandteil den Prüfungen auf Kräuselungsretention unterworfen mit folgenden Ergebnissen:
Belastung 1 g pro Denier pro 1 Min« 1 g pro Denier pro 30 Kin 0,1 g pro Denier pro 24
Beispiel 3
prozentuale KräuselungsretentiOff 73 72 53
68 Teile eines regellosen Mischpolymers mit 70 i» c=.Caproamid und 30 $> Hexamethylen-adipamid-Einheiten und einer inneren
Viskosität von 1018 del„/g8 bei 0,5 #-iger Konzentration in Ameisensäure wird unter Stickstoff mit 32 Gewichtsteilen
Polyhexamethylen-adipamid mit einer Inneren Viskosität von I 2,36 dolo/g., ähnlich gemessen, geschmolzen. Die geschmolzene Hiβchung wird dann während der Erhitzungsdauer gerührt und
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iAD ORIGINAL
bildet am Ende ein Blockpolyamid mit einem Schmelzpunkt von 221 bis 222°C und einer inneren Viskosität von 1,20 d<,l./g> bei 0,5 #<=iger Konzentration in Ameisensäure«
Bas Blockmischpolymer wird collateral schmelzgesponnen mit einer zusätzlichen Menge des PoXyhexamethylen-adipamids durch jedes loch einer sechs-1öcherigen Düse jeweils mit einem Durchmesser von 0,635 mm zu einem Bi-Komponen ten-Pad en β Das Gewichtsverhältnis der beiden Bestandteile in dem Faden betrug 68 Teile Bloekeisch= polymer zu 32 Teilen Homopolymerβ Die Fäden werden aufgewickelt und,wie in Beispiel 1 beschrieben, zu Strängen gezogen, die in Wasser bei 950C eine Minute getempert werden· Die gekräuselten Fäden werden getrocknet und die Kräuselung t wie in den vorhergehenden Beispielen beschrieben, analysiert. Die Kräuselungs» dehnung beträgt 400 #. Die Kräuselungsretentionszahlen sind in Tabelle 4 aufgeführte
Tabelle 4
Belastung prozentuale Kräuselungsretentlon 1 g pro Denier pro 1 Kin9 100
1 g pro Denier pro 30 Min« 76
0,1 g pro Denier pro 24 Std«, 52
Beispiel 4
'Ein Blockmischpolymer wird hergestellt durch Schmelzen von Polyäthylen-terephthalat mit einem Schmelzpunkt; von ?62°C und einer inneren Viskosität von 0,5 d.l./go bei 1 ?&»iger Konzentration
109832/1603
BAD ORIGINAL
in 60:40 (w/w) Phenol-tetraöhloräthylen hei 30° C und einem regellosen Mischpolymer, hergestellt durch Kondensieren von einem Mol Terephthalsäure mit einem KoI gemischtes? Glykolej hergestellt aus 0,7 Mol Äthylenglykol und 0s3 Mol 2,2-Dlmethyl~ propan-1,3-diol. Die Mischung wird bei 270°C und einem Druck von O95 mm Hg 30 Minuten gerührt und dann für weitere 30 Minuten bei 27O0C unter einem Druck von 300 mm Hg behandelt« Am Ende dieser Zeit bildet die Mischung ein'Blockmiechpolyester, mit einem Schmelzpunkt von 2350C und einer inneren Viskosität von O47 d(,l,/gef wie oben bestimmte Das Blockmischpolymer wird bei 2500C Seite an Seite mit einem kristallinem regellosen Mischpolymer mit 90 $> Polyäthylen«.terephthalat und 10 i» Polyäthylen= isophthalat durch jeweils ein Loch einer sechs-löeherigen Düse gepreßt, wobei der Durchschnitt jedes Loches 0,635 mm beträgt r.
Die erhaltenen Fäden haben eine collaterals Bi-Komponenten-Struktur mit gleichen Volumina der zwei Bestandteile in jedem Faden· Die Fäden werden mit 70 m pro Minute aufgewickelt und dann über eine heiße Platte bei 800C auf ein Zugverhältnie von 550 5$ zu einem Enddenier von 4,5 gezogen. Der Garnstrang wird in einem Ofen bei 9O0C 10 Minuten unter einer vernachlässigbaren Spannung erhitzt, währenddessen sich der Strang zusammenzieht und die Fäden kräuseln. Die entwickelte Kräuselung hat einen Durchschnittswert von 30 Windungen pro cm mit einem Krümmungsradius von 0,14 mm» Die Zahlen für die Kräuselungsretention sind in der Tabelle 5 enthaltene
109837/1603 BAD ORIGINAL
Tatelle 5
Belastung
1 g pro Denier pro 1 KIn0 1 g pro Denier pro 30 Min0 0,1 g pro Denier pro 24 Stdo, prozentuale Kräuaelungaretention 100 76 67
Patentansprüche
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Claims (4)

1 ο Verfahren zur Herstellung eines Bi^Komponenten-Fadens durch Strangpressen von swei geschmolzenen Polymerbestand= teilen, von denen einer kristallin ist, Seite an Seite durch jedes Loch einer Düse, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Bestandteil ein Bloekmischpolymer ist, das aus Segmenten eines Kondenaations-Homopolymera, das ein Polyester oder ein Homopolyamid ist, und Segmenten eines regellosen Misch«= polymers,das ein Mischpolyamid oder Mischpolyester ist, besteht»
2ο Verfahren zur Herstellung eines Bi-Komponenten-Fadens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Blockmischpolymer zwischen 20 und 70 Gewo«$ des Kondensations-Homopolymers enthalte
3« Verfahren zur Herstellung eines Bi==Kcmponenten«Padens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Blockmischpolymer zwischen 45 und 70 Gfew»~$ des Fadens beisteuert«
4. Verfahren sur Herstellung eiaea M-&offiporienteii«Pader.B aach einem der Anspruch* 1 bin 3» äa&uruä g & k e £ γ* ε t i c h η β t daß die Segmente ücs regelloeun HiseLpcl^ßeirS $&& mers Gaproaaia
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