CH379052A - Verfahren zur Herstellung von Fäden aus Polyolefinen - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von Fäden aus     Polyolefinen       Polyäthylen und homologe     Polyolefine    werden  bekanntlich mittels Schneckenpressen unter Verwen  dung feiner Düsen zu Fäden versponnen. Bei den nach  dem Niederdruckverfahren hergestellten     Polyolefinen     muss man in der Schneckenpresse sehr hohe Tem  peraturen anwenden, weil die Viskosität der Poly  meren nur unter diesen Bedingungen eine Verarbeitung  zulässt. Ein Polyäthylen mit einem     Molekulargewicht     von 150000 muss bei diesem     Spinnprozess    beispielsweise  auf mindestens 300  erhitzt werden.

   Aber selbst bei  diesen Temperaturen ist die Homogenisierung der  Masse noch unzureichend, und es bereitet grosse  Schwierigkeiten, hinreichend feine Fäden zu erzeugen.  Ein grosser Nachteil dieser hohen Arbeitstemperaturen  ist ausserdem ein merklicher Abbau der Polymeren,  so dass bei den aus der Düse austretenden Fäden  niedrigere     Molekulargewichte    festgestellt werden als  beim Ausgangsmaterial. Dies hat bekanntlich eine  Verschlechterung der Fadeneigenschaften zur Folge.  



  Es wurde nun gefunden, dass man die Verarbeitung  von     Polyolefinen,    insbesondere     Niederdruck-Poly-          olefinen    mittels Schneckenpressen wesentlich erleich  tern kann, wenn man der     Polymermasse    vor dem  Verspinnen 2 bis 25     %    eines hochsiedenden Mineralöls  zugesetzt hat. Als Mineralöle werden vorzugsweise       Kohlenwasserstoffgemische    mit einem Schmelzpunkt  von unter 100  und einem Siedepunkt von wenigstens  250  und einem wenigstens 95     %    betragenden Anteil  an     aliphatischen    oder     cycloaliphatischen    Verbindungen  verwendet.

   Besonders geeignet sind beispielsweise  handelsübliche     Paraffine    mit einem Mindestsiedepunkt  von 360 .  



  Durch diese Massnahme werden die Verarbeitungs  temperaturen der Polymeren herabgesetzt, ferner ist  ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens darin zu sehen,  dass sich die     Auspressgeschwindigkeit    stark erhöhen    lässt, und dass eine viel bessere Homogenisierung  erreicht wird.  



  Auf Grund dieser verbesserten Arbeitsbedingungen  lassen sich Fäden mit sehr viel feinerem     Titer    her  stellen als bisher. Durch den Zusatz der Mineralöle  wird weiterhin das     Verstreckungsvermögen    der Fäden  verbessert und schliesslich auch noch eine leichtere       Anfärbbarkeit    für     mineralöllösliche    Farbstoffe er  reicht. Das Mineralöl kann, falls erforderlich, zum Teil  durch     Petroläther    wieder aus den Fäden heraus  gewaschen werden, doch ist dies für die meisten Ver  wendungszwecke nicht notwendig, da das Mineralöl  aus den     Polyolefinen    nur sehr schwer wieder ab  gegeben wird.  



  Die Verarbeitung der 2 bis 25     %    Mineralöl ent  haltenden     Polymerschnitzel    erfolgt je nach     Molekular-          gewicht    des Polymeren in der Regel bei Temperaturen  zwischen 250 und 350 . Man kann auch noch höhere  Temperaturen anwenden, falls dies notwendig sein  sollte. Man wird natürlich dafür Sorge tragen, dass  ein Mineralöl verwendet wird, das bei den Arbeits  temperaturen beständig ist. Ein Arbeiten bei Tem  peraturen unterhalb 250  ist unzweckmässig. Dabei ist  es jedoch nicht erforderlich, dass die Temperaturen  innerhalb der ganzen Spinnapparatur oberhalb von  250  liegen. Beispielsweise können der eigentliche  Spinnkopf oder die Düse weniger hoch erhitzt sein.

    Es ist aber zur Erzielung einer einwandfrei homogenen       Polymermasse    in der Regel unerlässlich, dass die  Mischung an irgendeiner Stelle der Spinnvorrichtung,  z. B. in der Schneckenpresse wenigstens für kurze  Zeit auf 250  erhitzt wird.  



  Wie oben bereits erwähnt, liegt der Hauptvorteil  des     erf        ndungsgemässen    Verfahrens in der schnelleren       Verarbeitbarkeit    der Polymeren. So kann die Leistung  einer Schneckenpresse erheblich gesteigert werden.  Durch die kürzere     Verweilzeit    der     Polymermasse    in      der Schneckenpresse bei hohen Temperaturen wird der  Abbau auf ein Minimum herabgesetzt.

   Ferner erreicht  man durch den     Mineralölzusatz    auch bei hohem       Molekulargewicht    der Polymeren niedrigere     Vis-          kositäten,    so dass man Düsen mit feineren Öffnungen  einsetzen kann und dadurch zu dünneren Fäden  kommt. Während man bei den üblichen Spinn  verfahren     möglichst    jede Abzugsspannung an der  Düse vermeiden musste, kann man nach dem vor  liegenden Verfahren mit einer gewissen     Verstreckung     abziehen und dadurch nochmals eine Herabsetzung  des     Fadentiters    herbeiführen. Das Verhältnis der  späteren     Heissverstreckung    wird durch diese Mass  nahme nicht vermindert.  



  Ausser den genannten Vorteilen, die insbesondere  für     Polyolefine    mit den     Molekulargewichten    von etwa  150000 gelten, kann man durch das Verfahren aber  noch weitere Verbesserungen erzielen, da der Mineral  ölzusatz auch     Polyolefine    mit     Molekulargewichten     von 250000 bis 500000 für die Verarbeitung nach dem       Schneckenpressen-Verfahren    geeignet macht. Die Ver  arbeitungstemperaturen dieser Polymeren werden  durch den     Mineralölzusatz    so weit herabgesetzt, dass  die Zersetzungsgeschwindigkeit in tragbaren Grenzen  bleibt.

   Man kann somit die Vorzüge dieser     lang-          kettigen    Polymeren ausnutzen und Fäden mit ver  besserten Festigkeitseigenschaften herstellen.  



  <I>Beispiel 1</I>  Nach dem     Niederdruck-Verfahren    hergestellte       Polyäthylenschnitzel    mit einem     Molekulargewicht    von  150000 werden mit<B>10%</B>     Paraffinöl    (mit einem Siede  punkt von 360 ) gründlich durchgemischt, und an  schliessend mit einer eingängigen Schneckenpresse  durch eine     36-Loch-Düse    zu Fäden versponnen. Der  Durchmesser der Spinnöffnungen beträgt 250     ,u.    Die  Schnecke hat eine Länge von 600 mm und an der  heissesten Stelle eine Temperatur von 310 . Es wird mit  einer Drehzahl der Schnecke von 50 U/min. ge  arbeitet.

   Die Fäden werden nach dem Austritt aus der  Düse zunächst durch ein Heisswasserbad geleitet und  anschliessend über einer heissen Platte um 800       verstreckt.    Man erhält einen     Multifil-Faden    mit einem       Einzeltiter    von 16 den.     DieFestigkeit    beträgt 6,1     g/den.,     bei einer Dehnung von 22     %.     



  <I>Beispiel 2</I> (Gegenbeispiel)  Die gleichen     Polyäthylenschnitzel    wie in Beispiel 1  werden ohne     Paraffinölzusatz    verarbeitet. Die Tem  peratur innerhalb der Schneckenpresse muss 370  be  tragen, damit eine einwandfreie     Durchmischung    der       Polymermasse    und ein brauchbarer Faden erhalten  wird. Trotz der erhöhten Temperatur kann die  Schnecke höchstens mit einer Geschwindigkeit von  12 U/min betrieben werden.

   (Es wird ebenfalls eine       36-Loch-Düse    verwendet; Durchmesser der Spinn  öffnungen: 250<B>IL.)</B> Die Fäden werden dann, wie in  Beispiel 1 beschrieben, weiterbehandelt und haben    nach einer     Verstreckung    um 800     %    einen     Einzeltiter     von 45 den. Die Festigkeit beträgt 5,5     g/den.    bei einer  Dehnung von 22     %.     



  <I>Beispiel 3</I>       Polyäthylenschnitzel    mit einem     Molekulargewicht     von 150000 werden mit 20%     Paraffinöl    (Siedebereich  360--380 ) vermischt und in der gleichen Schnecken  presse wie in Beispiel 1 beschrieben verarbeitet. Die  maximale Temperatur innerhalb der Schnecke beträgt  330 , die Schneckendrehzahl 100 U/min. Die Fäden  werden durch ein Heisswasserbad mit einer Geschwin  digkeit von 4,00     m/min.    abgezogen. Nach einer     Ver-          streckung    um<B>800%</B> werden die Fäden mit einer  Geschwindigkeit von 32     m/min.    aufgespult.

   Sie haben  einen     Einzeltiter    von 15 den. und eine Festigkeit von  6     g/den.    bei einer Dehnung von 20     %.     



  <I>Beispiel 4</I>       Polyäthylenschnitzel    mit einem     Molekulargewicht     von 250000 werden mit<B>10%</B>     Paraffinöl    (wie im Bei  spiel 3) vermischt und entsprechend Beispiel 1 ver  sponnen. Die Maximaltemperatur innerhalb der  Schnecke beträgt 350 .  



  Es wird eine     54-Loch-Düse    mit einem Einzel  durchmesser von 250     ,u    verwendet. Die Umdrehungs  geschwindigkeit der Schnecke beträgt 36 U/min.  



  Der Faden wird mit einer Geschwindigkeit von  2,00     m/min.    durch ein heisses Wasserbad abgezogen und  über einer Platte bei 122  um 800     %        verstreckt.    Der  fertige Faden hat einen     Einzeltiter    von 19 den., eine  Festigkeit von 7     g/den.    und eine Dehnung von 19     %.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von Fäden aus Poly- olefinen unter Verwendung von Schneckenpressen, dadurch gekennzeichnet, dass man der Polymermasse vor dem Verspinnen 2 bis 25% eines hochsiedenden Mineralöls zusetzt. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren von Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass man als Mineralöle Kohlenwasser stoffgemische mit einem Schmelzpunkt von unter 100 und einem Siedepunkt von wenigstens 250 verwendet. 2. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass man Kohlenwasserstoffgemische verwendet, die wenigstens 95 % aliphatische Anteile enthalten. 3.

   Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass man Kohlenwasserstoffgemische verwendet, die wenigstens 95% cycloaliphatische Anteile enthalten. 4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Polymermasse an einer be liebigen Stelle der Schneckenpresse wenigstens kurz zeitig auf Temperaturen oberhalb 250 erhitzt wird.