<Desc/Clms Page number 1>
"Werkwijze voor het inwendig siliconiseren van kunstvezels en inwendig gesiliconiseerde kunstvezels volgens deze werkwijze vervaardigd".
EMI1.1
-------------------
Het gebruik van synthetische vezels, ter vervanging van natuurlijke grondstoffen, vindt in heel wat produkten - en niet alleen in geweven produkten - zijn toepassing. Naargelang de aard van het eindprodukt en het voorziene gebruik ervan, moeten deze kunstvezels aan bepaalde specifieke eigenschappen voldoen om een goede kwaliteit en een gemakkelijk onderhoud te waarborgen.
Dikwijls moeten de kunstvezels, met dat doel, een bepaalde behandeling ondergaan. Een veel toegepaste behandeling is het siliconiseren van kunstvezels, waardoor ze een aantal positieve eigenschappen verkrijgen die bijvoorbeeld bij de aanwending als vulvezel noodzakelijk zijn : namelijk, hun glijvermogen en hun veerkracht wordt groter en ze blijken beter bestand tegen wassen met warm water en tegen chemische reinigingen. Wanneer men bijvoorbeeld de synthetische vezels als tapijtvezels wil aanwenden, worden de antisoilings-eigenschappen (het niet vlug vuil worden) door het siliconiseren in belangrijke mate verbeterd.
Voor het siliconiseren van kunststoffen zijn een aantal werkwijzen gekend, die men in twee grote groepen kan indelen. Enerzijds bestaan een aantal werkwijzen uit het achteraf en aan de buitenkant aanbrengen van siliconeprodukten (in emulsievorm en/of als siliconeolie).
Een nadeel van deze werkwijzen bestaat erin dat de verschillende opvolgingsprocessen (verstrekking, texturering, enz... ) negatief worden beinvloed. Een ander nadeel van deze eerste groep werkwijzen is dat bepaalde fixeermaatregelen noodzakelijk zijn. Verder is het ook een nadeel dat de aangebrachte siliconefilms moeilijk gelijkmatig kunnen verdeeld worden, vooral bij lage doseringen. Nog een ander nadeel ligt in het feit dat de
<Desc/Clms Page number 2>
contactverbinding van de silicone met het vezeloppervlak ontoereikend is, vooral bij de polyolefinen, met als nadelig gevolg dat er slechts een geringe bestendigheid tegen wassen en chemische reinigingen kan worden gewaarborgd.
Anderzijds bestaat een tweede groep gekende werkwijzen voor het siliconiseren van kunststoffen uit de incorporatie van siliconeprodukten in de kunststoffen, meer bepaald (bijvoorbeeld bij spuitgietprodukten) als glijmiddel. Het nadeel van deze werkwijzen ligt in de verwerkingsproblemen die erdoor ontstaan bij de vervaardiging van nonwoven en vezels.
Het doel van de uitvinding is in een werkwijze te voorzien voor het permanent siliconiseren van kunstvezeloppervlakken, zodat kunstvezels volgens deze werkwijze kunnen worden vervaardigd die de hoger genoemde nadelen, tengevolge van het siliconiseren volgens de gekende werkwijzen, niet vertonen.
Een voorwerp van de uitvinding is een werkwijze voor het inwendig siliconiseren van kunstvezels, gekenmerkt doordat polymere siloxaanprodukten worden toegevoegd aan de polyolefine grondstoffen, die voor de vervaardiging van kunstvezels benut worden, waarbij men de polymere siloxanen gelijkmatig inspuit in de poedervormige grondstoffen, die daarbij onder stevig roeren, sterk en gelijkmatig worden opgewarmd, en vervolgens onder voortdurend roeren weer worden afgekoeld tot op een temperatuur die lager ligt dan het weekpunt van de grondstof. Door het toepassen van deze werkwijze wordt een grondstof bekomen met het kenmerk dat een gelijkmatige verdeling van de geincorporeerde polymere siloxaan wordt gegarandeerd, waarbij deze grondstof een ander voorwerp van de uitvinding uitmaakt.
Deze werkwijze, voor de produktie van het polymeer dat een inwendige hoeveelheid siliconeprodukt bevat, volgens de uitvinding, wordt op een voorkeurdragende
<Desc/Clms Page number 3>
manier toegepast door de silicone met behulp van doseringsapparatuur in de extruder te injecteren (bijvoorbeeld een enkelvoudige of dubbelschroef-extruder of co-kneder) tijdens het extrusieproces, voor het bekomen van granulaat-vormige deeltjes, uitgaande van het poedervormige basismateriaal dat bekomen wordt tijdens het polymerisatieproces van de grondstof (bv. polypropyleen).
Het siliconeprodukt wordt zodoende gelijkmatig verdeeld in de extruder en de gesmolten polymeermassa is bijgevolg vermengd met het siliconeprodukt en wordt voor het bekomen van de granulaat-vormige deeltjes in het extrusieproces door een plaat met boringen geperst, waarna de zo bekomen draden met behulp van een snij-installatie verkleind worden tot korrelvormige deeltjes. Dit zo bekomen materiaal wordt dan in de spinproces-extruder aangewend om de inwendig gesiliconiseerde vezel te bekomen.
De werkwijze, volgens de uitvinding wordt verder nog gekenmerkt doordat na een rustperiode de verdere verwerking van deze grondstof kan worden aangevat, hetgeen in de vorm van een compound en/of masterbatch kan gebeuren, al naargelang de concentratie van de ingebrachte polymere siloxanen.
De werkwijze volgens de uitvinding wordt in een volgende stap gekenmerkt doordat men door middel van een mechanische inwerking op de spinkabel, standaardkristalfouten doet ontstaan, die leiden tot een groter bovenoppervlak en uitgangspunten vormen voor de siliconeuitspreiding op de afzonderlijke vezeloppervlakken. Met standaardkristalfouten wordt hier bedoeld een mechanische vervorming van de vezel, door het zogenaamde texturatieproces, wat een drukverhoging veroorzaakt op het vezeloppervlak, resulterend in een "uitpersen" van het silicoon uit de polymeer matrix. (Het texturatieproces kan ofwel twee-dimensionaal gebeuren met een stufferbox, ofwel drie-dimensionaal via hete-lucht texturatie).
<Desc/Clms Page number 4>
De werkwijze, volgens de uitvinding, is ook gekenmerkt doordat de polymere siloxanen bij hun toevoeging zodanig gedoseerd zijn dat het siliconegehalte aan de oppervlakte van de vezels, tijdens het spinproces zo laag mogelijk (d. w. z. zo dicht mogelijk bij nul) wordt gehouden, en dat het gesiliconiseerde oppervlak pas wordt bekomen nadat alle stappen die nodig zijn voor de vervaardiging van kunstvezels doorlopen zijn, door het plaatsvinden van een migratie en uitspreiding van polymere siloxaanprodukten, die permanent optreedt vanuit de dwarsdoorsnede naar de oppervlakte toe, van de gesiliconiseerde kunstvezels.
Voor het toepassen van de werkwijze, volgens de uitvinding wordt gebruik gemaakt van gekende installaties en werkwijzen voor het vervaardigen van kunstvezels.
De werkwijze, volgens de uitvinding, wordt gekenmerkt doordat voor de toepassing ervan de volgende polyolefine grondstoffen kunnen gebruikt worden : - polyolefinen, meer bepaald polypropyleen en poly- ethyleen (HDPE, LLDPE, LDPE) - polyethyleentereftalaat - copolymeren en polymeermengsels - en/of de bovengenoemde grondstoffen met toevoeging van verschillende additieven terwijl vooral butadine styrolderivaten geschikt zijn als additieven.
De werkwijze voor het inwendig siliconiseren van kunstvezels wordt ook nog gekenmerkt doordat volgende siliconiseringsprodukten geschikt zijn voor de toepassing van deze werkwijze :-polymere dimethyl-en methylfenylsiloxanen met een viscositeitsbereik van 1000 tot'20. 000 mm2. s - 1 (25OC), alsook mengsels \.'an deze produkten, en doordat de polymere siloxanen bij de grondstoffen voor de kunstvezels worden toegevoegd in concentraties tussen 0, 5 en 20 gewichtsprocenten, op basis van het totale gewicht van die kunstvezelgrondstoffen.
Het is essentieel voor de werkwijze, volgens de
<Desc/Clms Page number 5>
uitvinding, dat de gebruikte polymere siloxanen zodanig worden gedoseerd dat als voordeel van de uitvinding de migratie naar de oppervlakte van de kunstvezel, en de uitspreiding van de siloxanen op een vertraagde wijze gebeurt, waardoor storingen gedurende het spinproces van de kunstvezel worden uitgesloten en daarna wordt bestendigd, zodat uiteindelijk, zelfs na het wassen en/of chemisch reinigen, een permanente siliconefilm gewaarborgd blijft door een permanente migratie naar het oppervlak toe van de polymere siloxanen, hetgeen tot een goede "greep" leidt van de kunstvezels.
De werkwijze, volgens de uitvinding, is in een volgende stap nog gekenmerkt doordat men na het bijeenvoegen en mengen van de polyolefine grondstoffen die geschikt zijn voor de vervaardiging van kunstvezels, en de juist gedoseerde polymere siloxanen, de bekomen grondstof verspint tot kunstvezels met verschillende dwarsdoorsneden, bijvoorbeeld, ovaal, rond, driehoekig, trilobaal en/of voorzien van holtes met verschillende titers-bijvoorbeeld 1, 7 tot 200 dtex-bijvoorbeeld 4 tot 150 mm-, met verschillende pigmenteringen-bijvoorbeeld zwart, wit, gekleurd-, en verschillende textureringen-bijvoorbeeld tweedimensionale en/of driedimensionale plooien, alsook verschillende krommingsaantallen-bijvoorbeeld 2 tot 12 krommingen per cm.
Een ander voorwerp van de uitvinding bestaat uit de volgens deze werkwijze vervaardigde inwendig gesiliconiseerde kunstvezels met het kenmerk dat een gelijkmatige, permanent werkzame siliconisering optreedt, die door voortdurende migratie van de polymere siloxaanprodukten vanuit de dwarsdoorsnede naar de oppervlakte werkzaam is, ook wanneer bijvoorbeeld de siliconelaag door wassen en/of chemisch reinigen losgekomen is.
In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm hebben de
<Desc/Clms Page number 6>
kunstvezels die vervaardigd worden uit de bovengenoemde polyolefine grondstoffen, volgens de werkwijze, volgens de uitvinding, een trilobale dwarsdoorsnede bij 6, 7 dtex, 60 mm stapellengte, een witte kleur, en vertonen driedimensionale plooien met 6 ä 7 krommingen per cm.
Een andere mogelijke werkwijze, volgens de uitvinding, wijkt van de voorgaande af en wordt gekenmerkt doordat, bij gebruik van siloxaanprodukten met een hogere viscositeitsgraad, met behulp van gepaste doseerinstallaties (bijvoorbeeld tandwielpompen), deze rechtstreeks tijdens het spinproces in de extrusieinstallatie kunnen toegevoegd worden aan de hoogmoleculaire grondstoffen, in de vereiste dosering.
In de hiernavolgende beschrijving worden een aantal voorbeelden gegeven van de werkwijze volgens de uitvinding, waarbij in elk voorbeeld gebruik wordt gemaakt van een andere grondstof en/of toegevoegd polymeer siloxaanprodukt, waarbij de uitvinding niet beperkt wordt tot deze mogelijke werkwijzen, volgens de uitvinding, noch tot het gebruik van de hier voorgestelde siloxaanprodukten, hun doseerverhoudingen, hun specifieke eigenschappen, of de werktemperaturen en uitvoeringsmiddelen.
Voorbeeld 1 De grondstof waarvan hierbij wordt uitgegaan is polypropyleen met een MFI van 14/ (230 C ; 21, 6N) en een dichtheid van 0, 91 g. cm-3. Bij het poedervormige hoogmoleculaire polypropyleen wordt bij 120OC, 2% van een polymeer dimethylsiloxaan met een viscositeit van 1000 mm2. s-1 (gemeten bij 25 C) en een dichtheid van 0, 97 g. cm- 3 (gemeten bij 25 C) onder voortdurend roeren met een injectieapparaat gelijkmatig toegevoegd in de juiste dosis.
Na de dosering wordt onder voortdurend roeren afgekoeld tot kamertemperatuur. Na een wachttijd van 25 uur wordt de
<Desc/Clms Page number 7>
poedervormige grondstof aan de hand van de gekende methode verkorreld.
De op die manier volgens de uitvinding voorbewerkte gekorrelde substantie, die de polymere siloxaan bevat, wordt op de kunstvezelinstallatie versneden en geëxtrudeerd in een verhouding van 1 : 1 met een polypropyleen-granulaat dat 5% van een butadine-styrolderivaat en 0, 5% titaandioxyde bevat.
De extrusie en verstrekking wordt uitgevoerd aan de hand van de gekende methoden.
Om de nodige standaardkristalfouten te verkrijgen die tot de beoogde migratie en uitspreiding van het siliconeprodukt leiden, wordt de spinkabel bij hoge snelheden van 1400-1500 m/s in een heteluchtjetkamer tegen lamellen aangevoerd, waardoor ze ook een driedimensionale plooiing krijgen.
De spinsproeiplaten zijn voorzien van trilobale openingen waardoor een titer van 6, 7 dtex mogelijk wordt. Als stapellengte wordt 60 mm gesneden.
EXTRUSIECONDITIES : Mengen van de componenten.
Het polymeerpoeder en de additieven worden gemengd in een "wervelbed" mixer : 15" bij lage snelheid en 30" bij hoge snelheid.
De polymere siloxanen worden in de mixer gesproeid (ronddraaiend) en in het polymeer gemixt bij hoge snelheid.
Het mixen duurt 10 min. totdat een temperatuur van maximum 1200C bereikt is (voor PP).
Het polymeer wordt afgekoeld tot kamertemperatuur. lage snelheid = 500 m/min hoge snelheid = 1500 m/min
<Desc/Clms Page number 8>
Compounderen van het mengsel.
Het mengsel wordt gecompoundeerd op een W & P ZSK53 Extrusietemperaturen (OC) :
EMI8.1
<tb>
<tb> ZI <SEP> Z2 <SEP> Z3 <SEP> Z4 <SEP> Z5 <SEP> Smelt
<tb> 190 <SEP> 190 <SEP> 190 <SEP> 195 <SEP> 200 <SEP> 210
<tb>
Rpm schroef : 144 Output : 100 kg/h Extrusie instellingen voor het spinnen van silicoon gemodificeerde PP Extruder : enkel schroef extruder : 40 mm 0
L/D : 28 Temperaturen (OC) :
EMI8.2
<tb>
<tb> ZI <SEP> Z2 <SEP> Z3 <SEP> Z4 <SEP> Z5
<tb> 200 <SEP> 210 <SEP> 220 <SEP> 230 <SEP> 240
<tb> Spinbalk <SEP> Pomp <SEP> Spinneret
<tb> 250 <SEP> 250 <SEP> 250
<tb>
Extruder rpm : 35 Regeldruk- : 80 bar Pomp : 2 x 3. 3 cm,
20 rpm Spinnerette : 2 x 52 gaten Opneemsnelheid : 480 m/min Rekverhouding : 3 Strekrollen : snelheid 1432 m/min
<Desc/Clms Page number 9>
Strektemperatuur :
1200C Texturatie temperatuur : 1350C Snijsnelheid : 1230 m/min VERDUIDELIJKING.
De temperatuur waarbij de polypropyleen en het polysiloxaan gemengd worden is maximum 1200C om "verzachten" en kleven van de PP te voorkomen. Het polysiloxaan wordt verstrooid op het oppervlak van het poedervormige basis materiaal.
Voorbeeld 2 In tegenstelling tot het eerste voorbeeld, wordt hier gebruik gemaakt van een hoogpolymeer (HDPE) met een MFI van 11 (190 C) en een dichtheid van 0, 95 g. cm'3.
De extrusie-installatie, meer bepaald de temperatuurgeleiding wordt op de voor HDPE vereiste waarde ingesteld.
Dit geldt eveneens voor de temperatuur in de mengkom tijdens de toevoeging van het siliconeprodukt aan het grondstofpoeder. De overige stappen in de gevolgde werkwijze, volgens de uitvinding, zijn dezelfde als in het eerste voorbeeld. De spincondities in dit voorbeeld zijn gebaseerd op hetzelfde principe als in voorbeeld 1, maar de spintemperaturen zijn aangepast aan het polymeertype.
Voorbeeld 3 In tegenstelling tot voorbeeld 2 wordt een polyethyleen (LLDPE) gebruikt met een MFI van 18/190 C en een dichtheid van 0, 93 g. cm - 3. Ook nu weer worden de meng-en extrusietemperaturen op de grondstof juist ingesteld. De andere stappen in de gevolgde werkwijze, volgens de uitvinding, komen overeen met die van voorbeeld 1, respectievelijk voorbeeld 2. De spincondities in dit
<Desc/Clms Page number 10>
voorbeeld zijn gebaseerd op hetzelfde principe als in voorbeeld 1, maar de spintemperaturen zijn aangepast aan het polymeertype.
Voorbeeld 4 Zoals in voorbeeld 1, de gebruikte grondstof is PP met een MFI 14 [2300C, 21. 6N] en een dichtheid van 0, 91 g/cm3 bij 23 C. Een polymeer dimethylsiloxaan met een viscositeit van 20000 mm2/sec. (25 C) wordt gelijkmatig toegevoegd (4% siloxane gewichtsconc. van de matrix), en in de juiste hoeveelheid, aan de smelt van een hoogpolymeer PP bij temperaturen van 200-230 C.
De polymeer siloxanen worden geinjecteerd in een dubbelschroefextruder d. m. v. een volumetrische pomp. De PP en de siliconen worden gemengd in de extruder en het materiaal wordt gegranuleerd.
Deze methode verschilt van het v66r-mixen, omdat het mengen en homogeniseren van de 2 componenten (PO & Polysiloxane) gebeurt tijdens het extrusieproces van het polymeer voor granulaat-of voor vezelvorming.
De andere stappen zijn dezelfde als in voorbeeld 1.
De spincondities in dit voorbeeld zijn gebaseerd op hetzelfde principe als in voorbeeld 1, maar de spintemperaturen zijn aangepast aan het polymeertype.
Voorbeeld 5 Zoals in voorbeeld 4, de grondstoffen zijn PP en een polymeer methyl phenyl siloxaan (viscositeit 1000 mm2/sec).
In tegenstelling met voorbeeld 4, het polymeer siloxaan wordt gedoseerd met een volumetrische pomp-onmiddellijk in de extruder-op zodanige wijze dat het silicoongehalte 2% is t. o. v. het totale gewicht van de vezelgrondstof. De
<Desc/Clms Page number 11>
gekozen proceduretiter is 17 dtex met een stapellengte van 90 mm en een driedimensionele plooi met 7 krommingen/cm.
De dwarsdoorsnede is rond.
De spincondities in dit voorbeeld zijn gebaseerd op hetzelfde principe als in voorbeeld 1, maar de spintemperaturen zijn aangepast aan het polymeertype.
Een voordeel van de werkwijze volgens de uitvinding ligt enerzijds in het feit dat de verschillende opvolgingsprocessen die de kunstvezels tijdens hun vervaardiging en/of verwerking ondergaan, niet negatief worden beinvloed door de siliconisering, aangezien deze pas nadien in werking treedt. (de positieve kunstvezeleigenschappen blijven gegarandeerd tijdens de verwerking en de vervaardiging).
Een ander voordeel van de werkwijze volgens de uitvinding, en van de gesiliconiseerde kunstvezels volgens de uitvinding is dat we na de vervaardiging en verwerking van de kunstvezels een gelijkmatige verdeling krijgen van de siliconefilms, terwijl deze permanent is, doordat we een voortdurende migratie krijgen van de siloxaanprodukten vanuit het binnenste naar het oppervlak van de kunstvezels, waarbij een losgekomen siliconelaag (door wassen en/of chemisch reinigen) op die manier vervangen wordt, waardoor een hoge bestendigheid tegen wassen en chemisch reinigen gegarandeerd is.
De hogergenoemde en nagestreefde positieve eigenschappen van gesiliconiseerde kunstvezels worden hier uiteraard ook bereikt (hoog glijvermogen, hoge veerkracht, bestendigheid tegen wassen en chemisch reinigen, antisoilings-eigenschappen) met als voordeel dat door de permanente migratie en uitspreiding van de siloxanen, deze eigenschappen langer behouden blijven.
<Desc / Clms Page number 1>
"Process for the internal siliconization of synthetic fibers and internally siliconized synthetic fibers produced by this process".
EMI1.1
-------------------
The use of synthetic fibers to replace natural raw materials is used in many products, and not only in woven products. Depending on the nature of the finished product and its intended use, these synthetic fibers must meet certain specific properties to ensure good quality and easy maintenance.
Often the synthetic fibers have to undergo a certain treatment for that purpose. A commonly used treatment is the siliconization of synthetic fibers, which gives them a number of positive properties that are necessary, for example, when used as a filler fiber: namely, their sliding capacity and their resilience are increased and they appear to be more resistant to washing with warm water and chemical cleaning. . For example, if one wishes to use the synthetic fibers as carpet fibers, the anti-silencing properties (not soiling quickly) are significantly improved by the siliconization.
A number of methods are known for the siliconization of plastics, which can be divided into two large groups. On the one hand, a number of methods consist of applying silicone products afterwards and on the outside (in emulsion form and / or as silicone oil).
A disadvantage of these methods is that the different follow-up processes (distribution, texturing, etc.) are negatively influenced. Another drawback of this first group of methods is that certain fixing measures are necessary. Furthermore, it is also a drawback that the applied silicone films are difficult to spread evenly, especially at low dosages. Yet another drawback lies in the fact that the
<Desc / Clms Page number 2>
contact of the silicone with the fiber surface is insufficient, especially with the polyolefins, with the disadvantage that only a low resistance to washing and chemical cleaning can be ensured.
On the other hand, a second group of known methods for the siliconization of plastics consists of the incorporation of silicone products into the plastics, in particular (for example in injection molded products) as a lubricant. The disadvantage of these methods lies in the processing problems that arise in the manufacture of nonwoven and fibers.
The object of the invention is to provide a method for the permanent siliconization of synthetic fiber surfaces, so that synthetic fibers can be manufactured according to this method, which do not show the above-mentioned drawbacks, due to the siliconization according to the known methods.
An object of the invention is a process for the internal siliconization of synthetic fibers, characterized in that polymeric siloxane products are added to the polyolefin raw materials which are used for the manufacture of synthetic fibers, whereby the polymeric siloxanes are injected evenly into the powdery raw materials, which are thereby stir vigorously, warm up strongly and evenly, and then cool again with continuous stirring to a temperature lower than the softening point of the raw material. By using this method, a raw material is obtained, characterized in that an even distribution of the incorporated polymeric siloxane is guaranteed, this raw material being another object of the invention.
This method, for the production of the polymer containing an internal amount of silicone product, according to the invention, is preferred
<Desc / Clms Page number 3>
way by injecting the silicone into the extruder using dosing equipment (for example, a single or twin screw extruder or co-kneader) during the extrusion process, to obtain granulate particles, starting from the powdery base material obtained during the polymerization process of the raw material (e.g. polypropylene).
The silicone product is thus evenly distributed in the extruder and the molten polymer mass is thus mixed with the silicone product and is pressed through a sheet with bores in the extrusion process to obtain the granulate-shaped particles, after which the wires thus obtained are cut using a cutting installation can be reduced to granular particles. This material thus obtained is then used in the spinning process extruder to obtain the internally siliconized fiber.
The method according to the invention is further characterized in that after a rest period the further processing of this raw material can be started, which can take the form of a compound and / or master batch, depending on the concentration of the polymeric siloxanes introduced.
The method according to the invention is characterized in a next step in that standard crystal defects are caused by a mechanical action on the spin cable, which lead to a larger upper surface and form starting points for the silicone spread on the individual fiber surfaces. By standard crystal defects is meant here a mechanical deformation of the fiber, by the so-called texturing process, which causes an increase in pressure on the fiber surface, resulting in a "squeezing out" of the silicone from the polymer matrix. (The texturing process can either be two-dimensional with a stuffer box or three-dimensional via hot air texturing).
<Desc / Clms Page number 4>
The process according to the invention is also characterized in that the polymeric siloxanes, when added, are dosed such that the silicone content on the surface of the fibers is kept as low (ie as close to zero) during the spinning process, and that the siliconized surface is obtained only after all steps necessary for the manufacture of synthetic fibers have been completed, by the migration and spread of polymeric siloxane products, which occurs permanently from the cross section towards the surface, of the siliconised synthetic fibers.
Known installations and methods for manufacturing synthetic fibers are used for applying the method according to the invention.
The method according to the invention is characterized in that the following polyolefin raw materials can be used for its application: - polyolefins, in particular polypropylene and polyethylene (HDPE, LLDPE, LDPE) - polyethylene terephthalate - copolymers and polymer mixtures - and / or the the aforementioned raw materials with the addition of various additives, while especially butadine styrol derivatives are suitable as additives.
The process for the internal siliconization of synthetic fibers is also characterized in that the following siliconization products are suitable for the use of this process: -polymeric dimethyl and methyl phenylsiloxanes with a viscosity range of 1000 to 20. 000 mm2. s - 1 (25 ° C), as well as mixtures of these products, and because the polymeric siloxanes are added to the raw materials for the synthetic fibers in concentrations between 0.5 and 20% by weight, based on the total weight of those synthetic fiber raw materials.
It is essential to the method, according to the
<Desc / Clms Page number 5>
invention, that the polymeric siloxanes used are dosed such that as an advantage of the invention the migration to the surface of the synthetic fiber, and the spreading of the siloxanes takes place in a delayed manner, so that disturbances during the spinning process of the synthetic fiber are excluded and subsequently eliminated resistant, so that, even after washing and / or dry cleaning, a permanent silicone film is guaranteed by a permanent migration towards the surface of the polymeric siloxanes, which leads to a good "grip" of the synthetic fibers.
The process according to the invention is further characterized in a next step in that after the mixing and mixing of the polyolefin raw materials suitable for the production of synthetic fibers and the correctly dosed polymeric siloxanes, the obtained raw material is spun into synthetic fibers with different cross sections. , for example, oval, round, triangular, trilobal and / or with cavities with different titers-for example 1, 7 to 200 dtex-for example 4 to 150 mm-, with different pigmentations-for example black, white, colored- and different texturing for example two-dimensional and / or three-dimensional folds, as well as different curvature numbers, for example 2 to 12 curves per cm.
Another object of the invention consists of the internally siliconized synthetic fibers produced by this method, characterized in that a uniform, permanently active siliconization occurs, which acts through continuous migration of the polymeric siloxane products from the cross-section to the surface, also when, for example, the silicone layer has come off by washing and / or dry cleaning.
In a preferred embodiment, the
<Desc / Clms Page number 6>
synthetic fibers made from the above polyolefin raw materials, according to the method of the invention, a trilobal cross section at 6.7 dtex, 60 mm stack length, white color, and exhibit three-dimensional folds with 6-7 curves per cm.
Another possible method, according to the invention, deviates from the foregoing and is characterized in that, when using siloxane products with a higher viscosity degree, using appropriate dosing installations (for instance gear pumps), these can be added directly during the spinning process in the extruder. the high molecular raw materials, in the required dosage.
In the following description, a number of examples are given of the method according to the invention, in each example using a different raw material and / or added polymer siloxane product, the invention being not limited to these possible methods, according to the invention, nor to the use of the siloxane products proposed here, their dosing ratios, their specific properties, or the operating temperatures and operating means.
Example 1 The starting material hereby is polypropylene with an MFI of 14 / (230 C; 21.6N) and a density of 0.91 g. cm-3. In the powdered high molecular weight polypropylene, at 120OC, 2% of a polymer becomes dimethylsiloxane with a viscosity of 1000mm2. s-1 (measured at 25 C) and a density of 0.97 g. cm-3 (measured at 25 ° C) with constant stirring with an injection device added evenly at the correct dose.
After dosing, the mixture is cooled to room temperature with continuous stirring. After a waiting period of 25 hours, the
<Desc / Clms Page number 7>
powdered raw material granulated by the known method.
The granulated substance thus prepared according to the invention, containing the polymeric siloxane, is cut on the synthetic fiber plant and extruded in a ratio of 1: 1 with a polypropylene granulate containing 5% of a butadine styrol derivative and 0.5% titanium dioxide. contains.
Extrusion and stretching is carried out using known methods.
In order to obtain the necessary standard crystal errors that lead to the intended migration and spread of the silicone product, the spin cable is fed at a high speed of 1400-1500 m / s in a hot air jet chamber against lamellae, which also gives them a three-dimensional crimp.
The spider spray plates feature trilobal vents allowing a titer of 6.7 dtex. 60 mm is cut as a stack length.
EXTRUSION CONDITIONS: Mixing the components.
The polymer powder and additives are mixed in a "fluidized bed" mixer: 15 "at low speed and 30" at high speed.
The polymeric siloxanes are sprayed (rotating) in the mixer and mixed in the polymer at high speed.
Mixing takes 10 min. Until a temperature of maximum 1200C is reached (for PP).
The polymer is cooled to room temperature. low speed = 500 m / min high speed = 1500 m / min
<Desc / Clms Page number 8>
Compounding the mixture.
The mixture is compounded at a W&P ZSK53 Extrusion Temperatures (OC):
EMI8.1
<tb>
<tb> ZI <SEP> Z2 <SEP> Z3 <SEP> Z4 <SEP> Z5 <SEP> Melt
<tb> 190 <SEP> 190 <SEP> 190 <SEP> 195 <SEP> 200 <SEP> 210
<tb>
Rpm screw: 144 Output: 100 kg / h Extrusion settings for spinning silicone modified PP Extruder: single screw extruder: 40 mm 0
L / D: 28 Temp (OC):
EMI8.2
<tb>
<tb> ZI <SEP> Z2 <SEP> Z3 <SEP> Z4 <SEP> Z5
<tb> 200 <SEP> 210 <SEP> 220 <SEP> 230 <SEP> 240
<tb> Spinbar <SEP> Pump <SEP> Spinneret
<tb> 250 <SEP> 250 <SEP> 250
<tb>
Extruder rpm: 35 Control pressure: 80 bar Pump: 2 x 3.3 cm,
20 rpm Spinnerette: 2 x 52 holes Take-up speed: 480 m / min Stretch ratio: 3 Stretch rollers: speed 1432 m / min
<Desc / Clms Page number 9>
Stretch temperature:
1200C Texturing temperature: 1350C Cutting speed: 1230m / min CLARIFICATION.
The temperature at which the polypropylene and the polysiloxane are mixed is maximum 1200C to prevent "softening" and sticking of the PP. The polysiloxane is scattered on the surface of the powdered base material.
Example 2 In contrast to the first example, a high polymer (HDPE) is used here with an MFI of 11 (190 C) and a density of 0.95 g. cm'3.
The extrusion installation, in particular the temperature conductivity, is set to the value required for HDPE.
This also applies to the temperature in the mixing bowl during the addition of the silicone product to the raw material powder. The other steps in the method followed according to the invention are the same as in the first example. The spin conditions in this example are based on the same principle as in Example 1, but the spin temperatures are adapted to the polymer type.
Example 3 In contrast to example 2, a polyethylene (LLDPE) is used with an MFI of 18/190 C and a density of 0.93 g. cm - 3. Again, the mixing and extrusion temperatures on the raw material are set correctly. The other steps in the method followed according to the invention correspond to those of Example 1 and Example 2, respectively. The spin conditions in this
<Desc / Clms Page number 10>
examples are based on the same principle as in example 1, but the spinning temperatures are adapted to the polymer type.
Example 4 As in Example 1, the raw material used is PP with an MFI 14 [2300C, 21.6N] and a density of 0.91 g / cm3 at 23 C. A polymer dimethylsiloxane with a viscosity of 20000 mm 2 / sec. (25 C) is added uniformly (4% siloxane weight conc. Of the matrix), and in the appropriate amount, to the melt of a high polymer PP at temperatures of 200-230 C.
The polymer siloxanes are injected into a twin screw extruder d. m. v. a volumetric pump. The PP and the silicone are mixed in the extruder and the material is granulated.
This method differs from pre-mixing because the mixing and homogenization of the 2 components (PO & Polysiloxane) is done during the extrusion process of the polymer for granulate or for fiber formation.
The other steps are the same as in example 1.
The spin conditions in this example are based on the same principle as in Example 1, but the spin temperatures are adapted to the polymer type.
Example 5 As in example 4, the raw materials are PP and a polymer methyl phenyl siloxane (viscosity 1000 mm 2 / sec).
In contrast to Example 4, the polymer siloxane is metered with a volumetric pump - immediately into the extruder - in such a way that the silicone content is 2% t. o. v. the total weight of the fiber raw material. The
<Desc / Clms Page number 11>
chosen procedure titer is 17 dtex with a stack length of 90 mm and a three-dimensional pleat with 7 curves / cm.
The cross section is round.
The spin conditions in this example are based on the same principle as in Example 1, but the spin temperatures are adapted to the polymer type.
On the one hand, an advantage of the method according to the invention lies in the fact that the different follow-up processes that the synthetic fibers undergo during their manufacture and / or processing are not adversely affected by the siliconization, since it only takes effect afterwards. (the positive synthetic fiber properties are guaranteed during processing and manufacture).
Another advantage of the method according to the invention, and of the siliconised synthetic fibers according to the invention, is that after the manufacture and processing of the synthetic fibers we obtain an even distribution of the silicone films, while this is permanent, because we get a continuous migration of the siloxane products from the interior to the surface of the synthetic fibers, whereby a loosened silicone layer (by washing and / or dry cleaning) is replaced in this way, so that a high resistance to washing and dry cleaning is guaranteed.
The above-mentioned and sought-after positive properties of siliconised synthetic fibers are of course also achieved here (high sliding capacity, high resilience, resistance to washing and dry cleaning, anti-silencing properties) with the advantage that these properties are retained for longer by the permanent migration and spreading of the siloxanes. stay.