CH365823A - Verfahren zur Herstellung von Polypropylen enthaltenden synthetischen Stapelfasern - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von     Polypropylen    enthaltenden     synthetischen        Stapelfasern       Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die  Herstellung von synthetischen     Stapelfasern,    welche  mindestens vorwiegend aus hochkristallinen Poly  meren von     Propylen    bestehen.  



  Im Falle von     Polypropylen    (im Gegensatz zu den  Polyamiden oder Polyestern) wird der     Spinnprozess     erleichtert, wenn man das Polymer zunächst unter  gleichzeitiger Homogenisierung auf eine hohe Tem  peratur (bis zu 160 C über seinen     Schmelzpunkt)     erhitzt. Unmittelbar anschliessend werden die Fäden  bei einer Temperatur gesponnen, welche im allgemei  nen unterhalb derjenigen liegt, auf welche das Poly  mer erhitzt wurde. (Unter Schmelzpunkt wird die  Temperatur verstanden, bei welcher das Polymer  seine     Kristallinität    verliert und die für     Polypropy-          len    bei etwa 170 C liegt).  



  Die gewöhnlich verwendeten Spinndüsen haben  Durchmesser von 5-20 cm und weisen 100, 200  oder 500 Löcher mit Durchmessern von 0,3-0,7  mm auf. Die     Gleichmässigkeit    der Fäden wird ge  währleistet durch eine Zahnradpumpe, welche das       geschmolzene    Polymer     mit    einer geeignet eingestell  ten Geschwindigkeit in den     Spinnkopf    befördert. Der  Apparat weist ferner ausser dem gewöhnlichen Fil  ter in der Nähe der     Spinndüse    ein weiteres Filter  auf, welches in der     Hochtemperaturzone    angeordnet  ist.  



  Die Hauptaufgaben dieses     weiteren    Filters bestehen  darin, sämtliche Verunreinigungen vollständig zu  entfernen, plötzliche Druckveränderungen, welche die  Düsenplatte schädigen können, zu vermeiden und die  Lebensdauer der Spinndüsen zu verlängern. Übli  cherweise wird ein Spinndruck von 50-100     kg,\cm2     angewendet. Die gesponnenen Fäden werden dann  durch eine Abkühlungszone geleitet, in welcher kalte  Luft zirkuliert, und werden schliesslich mit einer  Geschwindigkeit von 200-1000     m;Minute    auf Spu-         len    aufgewunden, welche etwa 30 kg Garn aufneh  men können. Um Brüchigkeit zu vermeiden, ist es  manchmal nützlich, den gesponnenen Faden in  einer bei etwa 10-25  C gehaltenen Flüssigkeit  (z. B. Wasser) abzuschrecken.  



  Gegenstand der Erfindung bildet nun ein Verfah  ren zur Herstellung von     synthetischen        Stapelfasern,     welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man eine  Mehrzahl von mindestens vorwiegend aus hoch  kristallinen Polymeren von     Propylen    bestehenden  Fäden durch Verspinnen des     geschmolzenen    Poly  mere bildet, die Fäden zu einem Kabel aus     End-          losfäden        vereinigt    und dieses im gleichen     Arbedts-          gang        heissverstreckt,

      mit einem Gleitmittel und einem       Avivagemittel    behandelt und zu     Stapelfasern    gleicher  Länge zerschneidet.  



  Die vorzugsweise verwendeten Polymere von       Propylen    besitzen eine Grenzviskosität von 0,3-2.  Das Strecken ist bekanntlich notwendig, um die  Festigkeit und Elastizität der zu erzeugenden Stapel  fasern auf textil brauchbare Werte zu     bringen.    Beim  Strecken werden die     Makromoleküle    parallel zur  Faserachse ausgerichtet.  



  Das Strecken kann in einem oder mehreren  Schritten, in Gegenwart von überhitztem Dampf oder       einer    warmen Platte, bei     Temperaturen    zwischen 60  und 150  C und vorzugsweise von 130  C durchge  führt werden. Das Kabel     wird    meistens auf das     3-          bis    10fache, vorzugsweise auf das 6- bis 7fache seiner       ursprünglichen    Länge gestreckt, wobei das Streck  verhältnis durch die Geschwindigkeit der verwen  deten     Streckwalzen    bestimmt wird.  



  Gemäss     einer    besonderen     Ausführungsform    des  erfindungsgemässen     Verfahrens    wird das Kabel, be  vor man es zu     Stapelfasern    zerschneidet, gekräuselt.  Das     Kräuseln    kann in der üblichen     Weüse    erfolgen,      beispielsweise durch Verwendung von Kettenrädern  oder     geriffelten        Walzen,    welche das Kabel mecha  nisch bei einer     Geschwindigkeit    von etwa 30       miMnnute    kräuselt.

   Das     Kräuseln    macht die Faser  besonders weich und leicht, was ihre Anwendung  auf allen Gebieten begünstigt, in welchen eine     woll-          artige    Faser     erforderlich    ist, und was ihre Anwen  dungsmöglichkeiten fast unbeschränkt erweitert. Der  gekräuselte Strang kann dann durch Dampfbehand  lung in einem     Autoklaven    bei 50-150  C fixiert  werden.  



  Es ist bekannt, dass sowohl natürliche wie auch  synthetische Fasern, insbesondere wenn sie einen  sehr hohen     spezifischen    elektrischen Widerstand und  schlechte     Feuchtigkeitsabsorptionseigenschaften    be  sitzen, zum     Akkumulieren    von statischer Elektrizität  neigen, wenn sie gegeneinander oder gegen metalli  sche Oberflächen     gerieben    werden. Dies trifft beson  ders auch für     Polypropylen    zu, weshalb zur Vermei  dung dieses Nachteils das Kabel vor dem Zerschnei  den zu     Stapelfasern    mit einem     Antistatikmittel    ver  sehen wird.

   Vorzugsweise wird das     Gleitmittel    gleich  zeitig mit dem antistatischen Mittel aufgebracht.  



  Das Gleitmittel kann aus einer     wässrigen    Emul  sion eines Schmieröls mit einem spezifischen Gewicht  von 0,80-0,85 bestehen, das     in    einer Menge von       1-10 /o    vorhanden ist, und welchem eine Anzahl  weiterer Substanzen zugesetzt sein können, z. B.  höhere Alkohole,     aliphatische    Säureester und     Athy-          lenoxyd,    das mit     aliphatischen    Säuren oder Alkoho  len     kondensiert    ist. Das     Gleitmittel    kann auf das Ka  bel durch Besprühen, durch Berührung des Kabels  mit entsprechend imprägnierten Walzen oder durch  Eintauchen des Kabels in das Gleitmittel aufge  bracht werden.

   Es ist auch möglich, das Strecken  und das     Aufbringen    des Gleit- und     Antistatikmittels     gleichzeitig durchzuführen, indem man das Kabel  in einem diese Mittel enthaltenden Bad     verstreckt,     welches auf der bevorzugten Temperatur von etwa  130 C gehalten wird.  



  Das Kabel wird schliesslich in üblicher Weise in  kurze Abschnitte gleicher Länge, das heisst zu Sta  pelfasern, zerschnitten, getrocknet (z. B. bei 60  C)  und zu Ballen gepresst. Die Normlängen, in welchen       Polypropylen-Stapelfasern    üblicherweise erzeugt wer  den, betragen 40, 60, 90 und 180 mm, doch können  natürlich nötigenfalls auch andere Längen erzeugt  werden.  



  Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren er  zeugten     Stapelfasern    besitzen sehr gute physikali  sche und insbesondere     mechanische    Eigenschaften;  sie sind weich,     Schimmel-    und bakterienbeständig  und lassen sich sehr leicht waschen.  



  Wird eine-gute     Farbaffinität    gewünscht, so stellt  man die Fäden vorzugsweise aus Gemischen von     Poly-          propylen    mit     Epoxyharzen    oder Polyamiden her.  



  Ein Gemisch, welches     beispielsweise        5-2011/o          Epoxyharz    oder     Polyamid    enthält, verhält sich beim  Verspinnen praktisch gleich wie reines     Polypropylen,       weshalb keine Änderung des oben beschriebenen  Verfahrens erforderlich ist.  



  <I>Beispiel 1</I>  Man erhitzt     Polypropylen    mit einer Grenzvisko  sität von 1,6 in einer     Strangpresse    auf 250  C und  hält es während 4 Minuten auf dieser Temperatur.  Dann kühlt man etwas ab und verspinnt bei etwa  200  C. Das Auspressen erfolgt durch eine Spinn  düse mit 200 Löchern von 300     ,1c    Durchmesser mit  einer Geschwindigkeit von 500 m Minute.  



  Nach Verfestigung in einer bei 20  C gehaltenen       Kühlzone    werden die Fäden auf Spulen parallel auf  gewunden. Dies geschieht mit     Hilfe    einer     Aufwik-          kelvorrichtung,    welche ein Strecken der noch flüs  sigen Fäden im Verhältnis 1 :60 bewirkt. Die Fä  den werden dann von den auf ein Gatter gesteckten  Spulen zu einem Kabel von etwa 500 000     Denier          vereinigt.     



  Das Kabel wird in einem einzigen Schritt in einer  Kammer, welche überhitzten Dampf von 130  C ent  hält, zwischen     Walzen    mit einem Geschwindigkeits  verhältnis von 1:6 gestreckt, zwischen geriffelten       Walzen    gekräuselt, mit Gleit- und     Antistatikmittel     versehen und unter Verwendung einer     Neumag-          Schere    zu Stapelfasern von 90 mm Länge zerschnit  ten.  



  Nach dem Trocknen in einem Trockner bei 60  C  besitzen die Stapelfasern folgende Eigenschaften:    Reissfestigkeit 3,5     g,    den       Bruchdehnung    35 0/0    Derart hergestellte     Stapelfasern    behalten ihre  Kräuselung auch beim Eintauchen in Wasser von  60  C bei, und sie eignen sich für alle Anwendungen,  wo dauernde Lichtechtheit der     Fasern,    Elastizität,       Wärmeisolierfähigkeit    usw. erforderlich sind.

      <I>Beispiel 2</I>  In einem     Wemer-Mischer    vermischt man     Poly-          propylen    (Grenzviskosität 2) 1 Stunde lang bei Zim  mertemperatur mit einem     Epoxyharz,    welches durch  Kondensieren von n + 2     Mol        Epichlorhydrin    mit  n+ 1     Mol    eines     Bisphenols,    z. B.     4,4'-Dioxy-diphenyl-          dimethyl-methan,    erhalten wurde. Das Verhältnis von       Polypropylen    zum     Epoxyharz    beträgt 10: 1.

   Dieses  Gemisch wird bei 250  C geschmolzen und dann bei  etwa 200  C durch eine Spinndüse mit 200 Löchern  von     300,u.    Durchmesser mit einer     Geschwindigkeit     von 200     mMinute    versponnen.  



  Die so erhaltenen Fäden werden aufgewunden  und dann wie in Beispiel 1 beschrieben zu einem  Kabel von etwa 1000 000     Denier    zusammengelegt.  



  Das Kabel wird in Dampf von 130  C auf un  gefähr das 8fache seiner     ursprünglichen    Länge ge  streckt, zwischen Kettenrädern gekräuselt und vor  dem     Zerschneiden    mit     Hilfe    einer     Neumag-Schere     zu     Stapelfasern    mit einer Länge von 180 mm mit       einem    Gleit- und     Antistatikmittel    behandelt.

        Nach dem Trocknen bei 60  C haben die     Fasern     folgende Eigenschaften:  Reissfestigkeit 5     g,den     Bruchdehnung     301/o,     Die so erhaltenen     Stapelfasern    zeitigen beim  Färbetest mit     Dispersionsfarbstoffen    vom     Acetat-          Typus    sehr gute     Ergebnisse    sowohl hinsichtlich     Farb-          intensität    wie auch hinsichtlich Licht und Reibecht  heit der Färbung.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Herstellung von synthetischen Stapelfasern, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Mehrzahl von mindestens vorwiegend aus hochkri stallinen Polymeren von Propylen bestehenden Fä den durch Verspinnen des geschmolzenen Polymers bildet, die Fäden zu einem Kabel aus Endlosfäden vereinigt und dieses im gleichen Arbeitsgang heiss- verstreckt, mit einem Gleitmittel und einem Anti- statikmittel behandelt und zu Stapelfasern gleicher Länge zerschneidet.

   II. Nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch 1 hergestellte Stapelfasern. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendeten Polymere von Propylen eine Grenzviskosität von 0,3-2 besitzen. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden aus einem Gemisch aus hochkristallinen Polymeren von Propylen und einem Epoxyharz gebildet werden. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden aus einem Gemisch aus hochkristallinen Polymeren von Propylen und einem Polyamid gebildet werden. 4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Strecken des Kabels bei einer Temperatur zwischen 60 und 150 C erfolgt. 5. Verfahren nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Strecken bei etwa 13011C erfolgt. 6. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Strecken auf die 3- bis 10fache ursprüngliche Länge erfolgt. 7.

   Verfahren nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Strecken auf die 6- bis 7fache ursprüngliche Länge erfolgt. B. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleit- und Antistatikmittel im Zuge des Verstreckens aufgebracht wird. 9. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitmittel und Antistatik mittel als Gemisch aufgebracht wird. 10.

   Verfahren nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass man als Gleitmittel eine 1- bis 100/aige wässrige Emulsion eines Schmieröls mit einem spezifischen Gewicht von 0,80 bis 0,85 ver wendet. 11. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man das Kabel' vor dem Zer schneiden kräuselt.