DE2013997A1

DE2013997A1 - Verfahren zur Herstellung von Monofilen aus einem Polyamid-Polyestergemisch durch Schmelzspinnen

Info

Publication number: DE2013997A1
Application number: DE19702013997
Authority: DE
Inventors: Werner Dr. Schilde Verhoeven (Belgien)
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1970-03-24
Filing date: 1970-03-24
Publication date: 1971-10-21
Also published as: BE764773A; NL7103890A; FR2085109A5; SE357009B

Description

Verfahren zur Herstellung von Monofilen aus einem Polyamid-Polyestergemisch durch Schmelzspinnen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Monofilen aus einem Polymergemisch, bestehend aus mindestens 60 Gew.%
eines hochmolekularen, linearen Polyamids und eines hochmolekularen, linearen Polyesters, durch Verspinnen dieses Gemisches aus der Schmelze. . ·

Es ist bekannt, Dispersionen von Polyestern in Polyamiden zu
Fäden nach dem Schmelzspinnverfahren zu verspinnen. Die Dispersionen werden hierbei in einem Extruder hergestellt und anschließend nach den beim Schmelzspinnen üblichen Methoden versponnen. Diese Fäden und Fasern haben als Reifencord und als Teppichgarne eine besondere technische Bedeutung. Derartige Mischungen sind physikalische Mischungen (Dispersionen), die aus zwei diskreten Phasen bestehen, von denen die eine in der anderen dispergiert ist. Die Herstellung einer solchen Mischung in einem Schmelzextruder soll möglichst kurzzeitig erfolgen, um einen Abbau des Polyesters zu vermeiden.

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Aufgrund der bei der Verarbeitung auftretenden Entmischungserscheinungen ergeben sich bei den bekannten Verfahren insofern Schwierigkeiten, als eine vollkommen homogene Vermischung von Polyamid und Polyester nicht erfolgt und sich größere Teilchen, sogenannte Gel-Teilchen, ausbilden. Als Folge hiervon resultieren Fadenverdickungen beim Schmelzspinnen und ein Reißen der Monofile beim Verstrecken.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine völlig homogene Vermischung von Polyamid und Polyester zu bewirken, damit die Bildung der sogenannnten Gel-Teilchen vermieden wird.

Die vorliegende Erfindung löst dieses Problem dadurch, daß man den getrennt aufgeschmolzenen, linearen Polyester dem Strom der Polyamidschmelze zudosiert, die Schmelzmischung bei Temperaturen zwischen 250 und 270⁰C durchrührt unter Verwendung eines Rührwerksmischers, wobei dessen Mischkammerwandung und Rührwerkswelle jeweils in abwechselnden Ebenen mit Segmenten besetzt sind und wobei mindestens die Segmente jeder zweiten Ebene Keilform aufweisen und mit den Segmenten der benachbarten Ebenen einen Keilspalt bilden; und daß man die homogenisierte Schmelze zu Monofilen verspinnt und anschließend die gesponnenen Monofile verstreckt.

Das Schmelzspinnen wird vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 250 und 290⁰C durchgeführt. Die gesponnenen Monofile werden in einem Verhältnis von 1:3 bis 1:5* vorzugsweise etwa um 1:4 verstreckt.

Als Polyamid wird vorzugsweise Polyamid-6 (Poly- 6-caprolactam) mit relativen Lösungsviskositäten von 2,6 bis J5.0 (gemessen mit einer 1 gew.#igen Lösung in m-Kresol bei 20⁰C) und als linearer Polyester Polyäthylen-glykolterephthalat oder Polydimethynol-

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cyclohexan-terephthalat mit relativen Lösungsviskositäten von 1.6 bis 1.8 (gemessen in einer 1 gew.^igen Lösung in m-Kresol bei 20⁰C verwendet. Bei Einsatz von Poly-6-caprolactam kann das. Verfahren durch die Polymerisation in einem absteigenden Rohr (VK-Rohr) kontinuierlich, ausgehend von£-Caprolactam, durchgeführt werden.

Durch die Verwendung des obengenannten Rührwerksmischers wird erreicht, daß bei der Rotation der Rührwerkswelle in der Misch» kammer zwischen den Segmenten ein hoher Druckaufbau, ein großes Schergefälle und eine^Querförderung des Gemisches auftritt, wie sie zu dessen einwandfreier Homogenisierung erforderlich ist. Je nach dem geometrischen Anstiegswinkel des Keilspaltes setzen sich Druckaufbau und Strömung aus verschieden großem konzentrischem und radialem Richtungsanteil zusammen. Im Hinblick auf die speziellen Eigenschaften der zu vermischenden viskosen Flüssigkeiten oder Kunststoffschmelzen läßt sich auf die Ausbildung der Keilform der Segmente und damit der Keilspalte weitgehend Einfluß nehmen. Die Ausgestaltung der Segmente läßt eine Vie.lzahl von Ausführungsmöglichkeiten zu. Beispielsweise brauchen nur die Segmente der Rührwerkswelle öder nur die an der Mischkammerwandung angebrachten Segmente keilförmig gestaltet sein. Die Keilform kann symmetrisch oder ,asymmetrisch sein. Die Keilflächen können stetig, insbesondere geradflächig verlaufen. Sie können aber auch eine Wölbung aufweisen, um bestimmte Strömungsformen zu erzielen. Die Segmente der Rührwerkswelle sind vorzugsweise mit schrägen Anlaufkanten ausgestattet. Der Antrieb des Rührwerksmischers erfolgt vorzugsweise über ein stufenlos regelbares Getriebe.

Die erhaltenen Monofile weisen einen besseren Bauschwiderstand, ein verbessertes Füllvermögen und einen wesentlich erhöhten Bauschwiderstandsgrad auf.

In einer Zeichnung sei nun eine Anlage zur Durchführung des

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erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt und näher beschrieben und zwar zeigen:

Figur 1 die Anlage,

Figur 2 den Rührwerksmischer im Längsschnitt, Figur 3 den Rührwerksmischer im Querschnitt, gemäß Linie A-B in

Figur 2 und
Figur 4 die Seitenansicht eines Segmentes der Rührwerkswelle.

In der Anlage gemäß Figur 1 wird die Polymerisation des Caprolactams in einem sogenannten VK-Rohr 1 durchgeführt, wonach die gewonnene Polyamidschmelze durch eine Austragspumpe 2 in eine Evakuierungsanlage 3 gefördert wird. Aus dieser Evakuierungsanlage 3 wird die Polyamidschmelze über eine Austragsschnecke 4 und eine Förderpumpe 5 einem Rührwerksmischer 6 zugeführt. Vor Eintritt der Polyamidschmelze in den Rührwerksmischer 6 wird die separat aufgeschmolzene Polyesterschmelze über einen Extruder 7 und eine Dosierpumpe 8 der Polyamidschmelze zugemischt. Die in dem Rührwerksmischer 6 homogenisierte Mischung wird über Spinnköpfe 9 versponnen und in üblicher Weise einem nicht dargestellten Streckwerk zugeführt.

Der in den Figuren 2 und 3 dargestellte Rührwerksmischer 6 besteht aus der Mischkammer 10, deren Wandung 11 Segmente 12 aufweist. Die Rührwerkswelle 13 ist ebenfalls mit Segmenten 14 besetzt. Die Segmente 12 der Mischkammerwandung 11 und die Segmente 14 der Rührwerkswelle 13 sind jeweils in verschiedenen, einander abwechselnden Ebenen 15 und 16 angeordnet. Mit 17 ist das Fördergewinde im Zulauf 18 bezeichnet. Das homogenisierte Gemisch verläßt den Rührwerksmischer β durch den Auslauf I9. Die Segmente 14 der Rührwerkswelle I3 sind mit schrägen Anlaufkanten 20 (Figur 3) versehen.

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In"Figur 4 ist eine Ausbildungsform der Segmente 14 der Rtihrwerkswelle 13 dargestellt. Die schrägen Anlaufkanten sind mit 20 bezeichnet. Die Keilform der Segmente 12 der Mischkammerwandung 11 kann in gleicher Weise gestaltet sein.

( Beispiel 1; .

ι " ■ *

ι Im VK-Rohr 1 wird £-Caprolactarn kontinuierlich polymerisiert und

I zu der Schmelze des erhaltenen Polyamid-6 (n_re]_ = 2,7; gemessen

j an einer 1 gew.^igen Lösung in m-Kresol bei 20⁰C) nach Ve.r-

I lassen der Evakuierungsanlage 3 mit Polyäthylenglykolterephthalat-

I Schmelze (η_Γβχ = 1 ,Ti gemessen an einer 1 gew.^igen Lösung in

I m-Kresol bei 20⁰C) im Verhältnis 93,5 Gew.% Polyamid-6 zu 6,5

I Gew.# Polyäthylenglykolterephthalat zudosiert, und zwar bei

I einer Temperatur von 265⁰C. Die Schmelzmischung wird dem Rühr-

7 werksmischer 6 zugeleitet und bei der angegebenen Temperatur

ι homogenisiert. Anschließend wird die Polymer-Mischung aus Spinn-.

I köpfen 9 bei Temperaturen von 27O⁰C zu Monofilen versponnen. Die

^il'_f erhaltenen Fäden (i50dtex) werden im Verhältnis 114 bei einer

I Temperatur von 75⁰C verstreckt.

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I Im Vergleich zu Polyamid-6-Monofilen zeigen die erfindungsgemäß

\ hergestellten Monofile folgende Eigenschaften

Monofil 93,5/6.5 100^ Polyamid-6

Polyamid/Polyester

dtex 150 150

Bauschwiderstand /**** 46 38

f FUllvermögen ^n^ 79 68

Bauschwiderstandsgrad /o 61 48,5

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Beispiel 2:

Analog Beispiel 1 wurden 86 Gew.% Polyamid-6 (n_rei = 2,6) mit 14 Gew.$> Polyäthylenglykolterephthalat (n_rel = 1,6) in der Schmelze vermischt und zu Monofilen versponnen. Die gesponnenen Fäden wurden im Verhältnis 1:4 verstreckt (I50 dtex). Sie haben folgende Eigenschaften im Vergleich zu Fäden aus 100$ Polyamid-6:

Monofil	86,0/14,0	100^ Polyamid-6
	Polyamid/Polyester
dtex	150	150
. Bauschwiderstand	fa/ni/ 47	58
f Füllvermögen	^r7^r7	68
Bauschwiderstandsgrad Ύο 56,7	" 48,5

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Claims

Patentansprüche t

1. Verfahren zur Herstellung von Monofilen aus einem Polymergemisch, bestehend aus mindestens 60 Gew.% eines hochmolekularen, linearen Polyamids, und eines hochmolekularen, linearen Polyesters, durch Verspinnen dieses Gemisches aus der Schmelze, dadurch gekennzeichnet, daß man den getrennt aufgeschmolzenen, linearen Polyester dem Strom der Polyamidschmelze zudosiert, die Sehmelzmischung bei Temperaturen zwischen 250°und 270⁰C durchführt unter Verwendung eines Rührwerksmischers, wobei dessen Mischkammerwandung jeweils in abwechselnden Ebenen mit Segmenten besetzt ist und wobei mindestens die Segmente jeder zweiten Ebene Keilform aufweisen und mit den Segmenten der benachbarten Ebenen einen Keilspalt bilden; und daß man die homogenisierte Schmelze zu Monofilen verspinnt und anschließend die gesponnenen Monofile verstreckt. . ■ .

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmelzspinnen bei Temperaturen zwischen 250° und 29O⁰C durchgeführt wird. ·

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesponnenen Monofile in einem Verstreckungsverhältnis von "IO bis 1:5* vorzugsweise 1:4 verstreckt werden.

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