PL93781B1 - Self-crimping multicomponent polyamide filaments[gb1455186a] - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia poliamidu wlóknotwórczego na drodze polikon- densacji soli kwasów dwuaminodwukarboksylo- wych lub laktanów w temperaturze 220—270°C.W przemysle wlókien sztucznych dokonano w ostatnich latach znacznego wysilku nad opracowa¬ niem wlókien elementarnych \ skladajacych sie z kilku róznych polimerów jako skladników. Takie utworzone z 2 lub wiecej polimerów wlókna ele¬ mentarne charakteryzuja sie tym, ze kedzierzawia sie nat skutek odmiennych wlasnosci fizycznych wbudowanych polimerów.Wysilki nad wytworzeniem kedzierzawiacych sie wlókien wieloskladnikowych doprowadzily do opra¬ cowania, duzej liczby takich sposobów. Sposoby te polegaja na tym, ze z róznych stopionych polime¬ rów, odpowiednio dobranych i nadajacych sie do utworzenia- wlókna, wzdluz skladników na calej ich dlugosci, tworza sie przylegajace do siebie wlókna, Dzieki takiej technologii wytwarzania wlókien zbyteczne staje sie kedzierzawienie wló¬ kien sztucznych metoda mechaniczna i termiczna.Skedzierzawienie wlókien utworzonych przez kilku- skladnikowe uklady polimeryczne jest trwale i nie, moze byc usuniete z wlókien w warunkach prze¬ robu i uzytkowania. Poza tym, znajomosc wlas¬ ciwosci róznych polimerów umozliwia uzyskanie okreslonego stopnia skomponowania wlasnosci wlókien.Podstawowym warunkiem uzyskania odpowied- nio skedzierzawionych wlókien wieloskladnikowych jest znaczna róznica poszczególnych wlasnosci fi¬ zycznych (np. skurczu, wydluzenia sprezystego, wy¬ dluzenia wzglednego lub absorpcji wody stosowa¬ nych polimerów. Warunek ten jest w ogólnosci sprzeczny z wymaganiem, aby polimery stosowane do tworzenia wleoskladnikowych wlókien, posiada¬ ly podobne wlasciwosci chemiczne i byly ze soba zgodne, by móc trzymac sie razem oraz by sklad¬ niki polimeryczne utworzonego wlókna przywiera¬ ly do siebie na calej dlugosci.Wymaganie podobienstwa chemicznego spelniaja najlepiej homopolimery utworzone z tej samej sub¬ stancji podstawowej. Najwieksze róznice wlasnosci fizycznych, wywolywane w prosty sposób, same z siebie rzadko jednak prowadza do dostatecznego dzialania kedzierzawiacego. Jesli jako skladnik wlóknotwórczy stosuje sie kopoliamidy z -homo* poliamidami, to otrzymuje sie odpowiednie wielo¬ skladnikowe uklady skedzierzawionych wlókien po¬ liamidowych. Z praktycznego punktu widzenia wy¬ twarzania wlókna oraz wymagan postawionych wlóknom znaczna róznica wlasnosci kopoliamidów i homopoliamidów prowadzi jednak do pewnych trudnosci. W przypadku kopoliamidów wykazuja¬ cych dostateczne dzialanie kedzierzawiace pojawia¬ ja sie takie zmiany temperatury topnienia, zdol¬ nosci wlóknotwórczej wzglednie tekstylnotechnicz- nej stosowalnosci polimeru, ze nie nadaje sie on juz jako skladnik wlóknotwórczy do wytwarzania 93 781s 93 781 4 wieloskladnikowych wlókien poliamidowych lub do stosowania we wlókiennictwie.Róznice wlasnosci fizycznych oraz zgodnosc sa jednak tylko warunkami odpowiedniego skedzie- rzawienia. Z punktu widzenia technologii tworze¬ nia wlókna, temperatury topnienia, wytrzymalosci cieplne oraz orientacje stosowanych skladników polimerycznych musza byc podobne, natomiast ich przydatnosc do stosowania jako optymalnych wló¬ kien tekstylnych stawia dalsze wymagania co do odpowiedniej wytrzymalosci mechanicznej, trwalej sprezystosci, wytrzymalosci cieplnej oraz innych wlasciwosci.Opisane wyzej, czesto sprzeczne miedzy soba wy¬ magania spelnione sa tylko przez bardzo mala liczbe polimerów. Jednakze skedzierzawienie utwo¬ rzonych wlókien okreslone jest w przypadku tych polimerów juz z góry przez wlasciwosci fizyczne polimerów stosowanych w procesie wytwarzania wlókien wieloskladnikowych.Zadaniem wynalazku jest znalezienie sposobu wytwarzania takich wlókien wieloskladnikowych, w których stosowane polimery, poza mozliwie du¬ zym podobienstwem chemicznym, róznia sie znacz¬ nie wlasciwosciami fizycznymi. W takich wlóknach przynajmniej jeden skladnik jest poliamidem odpo¬ wiadajacym w znacznym stopniu kryteriom, stoso¬ walnosci przy tworzeniu wlókien wieloskladniko¬ wych, którego wlasciwosci mozna zmieniac w sze¬ rokim zakresie oraz nastawiac na odpowiednia war¬ tosc w zaleznosci od wlasciwosci innego stosowa¬ nego skladnika polimerycznego lub od celu uzycia.Wynalazek opiera sie na stwierdzeniu, ze jesli kaprolaktam lub inny srodek poliamidotwórczy po¬ limeryzuje lub polikondensuje w obecnosci odpo¬ wiednich wysokoczasteczkowych kwasów wielokar- boksylowych wzglednie ich soli z dwu- lub trój- aminami, to wlasciwosci utworzonego polimeru w znacznym stopniu spelniaja wymagania zarów¬ no co do tworzenia, jak i co do stosowania wlók¬ na.Dzieki swoim wlasciwosciom sprezystym, utwo¬ rzony polimer przydatny jest do wytwarzania skedzierzawionych wlókien, obok tradycyjnych po¬ liamidów.Dalszym zalozeniem wynalazku jest stwierdze¬ nie, ze poliamidowy skladnik wlókna, jak poda¬ no wyzej, wykazujacy utworzona i czesciowo u- sieciowana strukture, pomimo swojego usieciowa- nia jest w takim samym stopniu rozciagalny wzglednie wydluzalny i orientowalny co i sklad¬ niki wlókna utworzone z poliamidów tradycyjnych, a jego sprezystosc przewyzsza znacznie sprezystosc tych ostatnich. Dlatego tak otrzymane poliamidy z polikaprolaktamem lub innymi poliamidami przy¬ datne sa zwlaszcza do wytwarzania wlókien wie¬ loskladnikowych. Sposobem tym mozna wytworzyc wlókna o doskonalym skedzierzawieniu i dobrych wlasciwosciach mechanicznych.Stwierdzono nadto, ze podczas gdy temperatu¬ ra" topnienia polimeru obniza sie o 30 do 60°C na skutek róznych tradycyjnych dodatków celem mo¬ dyfikacji wlasciwosci fizycznych tradycyjnych po¬ limerów, to temperatura topnienia polimeru otrzy¬ manego przy zastosowaniu dodatku lub odpowied¬ niego wlókna zaproponowanego w sposobie wedlug wynalazku, pomimo istotnej zmiany wlasciwosci fizycznych zupelnie nie obniza sie lub obniza sie bardzo nieznacznie.Sposób wytwarzania poliamidu wlóknotwórczego na drodze polikondensacji soli kwasów dwuamino- dwukarboksylowych lub laktamów w temperaturze 220—270°C polega wedlug wynalazku na tym, ze polikondensacje te prowadzi sie w obecnosci 1—25% wagowych kwasów dwukarboksylowych i/lub trójkarboksylowych o co najmniej 30 ato¬ mach wegla albo utworzonych z dwu- i/lub trój- aminami soli tych kwasów albo mieszaniny tych kwasów i/lub soli.Jako jeden ze skladników poliamidowych do wy¬ twarzania wieloskladnikowych wlókien elementar¬ nych stosuje sie celowo taki skladnik, który utwo¬ rzono z kwasu dwukarboksylow»ego zawierajacego wiecej niz 4 atomy wegla i dwuaminy zawieraja¬ cej wiecej niz 4 atomy wegla albo z laktamu.Jako kwas dwukarboksylowy o co najmniej 30 atomach wegla korzystnie stosuje sie w sposobie wedlug wynalazku kwas 5,6-dwualkilo-/lub 5,6- -dwualkenylo-/-cykloheksenodwu-;/alkanokarboksy- lowy/-3,4 o wzorze 1, w którym A oznacza grupe —/CH2/n—COOH, przy czym n stanowi liczbe cal¬ kowita wieksza od 6, a B oznacza grupe alkilowa lub alkenylowa o 1—5 atomach wegla, lub stosuje sie kwas 4,6-dwualkilo- /lub 4,6-dwualkenylo-/-cy- kloheksenodwu-/alkanok'arboksylowy/-3,5 o ogól¬ nym wzorze 2, w którym A i B maja wyzej po¬ dane znaczenie, a jako kwas trójkarboksyIowy o co najmniej 30 atomach wegla stosuje sie korzyst¬ nie kwas 2,4,6-trójalkilo-/lub 2,4,6-trój alkenylo/- -cykloheksanotrój-/alkanokarboksylowy/-l,3,5 o o- gólnym wzorze 3, w którym A i B maja wyzej po¬ dane znaczenie, lub stosuje sie kwas 2,3,6-trójal- kilo-/lub 2,3,6-trójalkenylo/-cykloheksanotrój-/alka- nokarboksylowy/-l,4,5^o ogólnym wzorze 4, w któ¬ rym A i B maja wyzej podane znaczenie.Jesli utworzony z takimi dodatkami poliamid wprowadza sie jako jeden ze skladników polime¬ rycznych do wieloskladnikowego ukladu wlókno¬ twórczego, to z jakimikolwiek homopoliamidami otrzymuje sie odpowiednio skedzierzawione wlókno.Jako srodka zakonczajacego lancuch mozna uzyc 1 do 5% polimeru kwasu tluszczowego, a jako przyspieszacza 1 do 15% polimeru kwasu tluszczo¬ wego i równowazna ilosc dwuaminy. Jesli tak o- trzymany stop polimerów oraz stopiony polikapro- laktam, otrzymany przy pomocy dowolnego srodka zakonczajacego lancuch oraz przyspieszacza, wpro¬ wadzi sie razem do urzadzenia wytwarzajacego wlókno dwuskladnikowe, to otrzyma sie doskonale skedzierzawione dwuskladnikowe wlókno polika- prolaktamowe.Zgodnie z korzystna postacia wykonania sposobu wedlug wynalazku postepuje sie w ten sposób, ze ze stopionego polikaprolaktamu, zawierajacego wy- sokoczasteczkowy polimer lub oligomer kwasu tluszczowego jako srodek zakonczajacy lancuch lub przyspieszacz, albo z innego stopionego poliamidu, wytwarza sie granulat, który po stopieniu wyko¬ rzystuje sie do wytwarzania wieloskladnikowego 40 45 50 55 605 93 781 6 wlókna, jako jeden ze skladników obok tradycyj¬ nego poliamidu lub obok innych polimerów.Glówne korzysci wywodzace sie ze sposobu we¬ dlug wynalazku sa nastepujace: a) wytworzone wlókna poliamidowe, nawet przy stosunkowo duzej zawartosci /10 do 25% wago¬ wych/ dodatków, nie wykazuja obnizenia tempe¬ ratury topnienia obserwowanego dla zwyklych ko¬ polimerów, b) otrzymane produkty spelniaja wymagania za¬ równo co do wytrzymalosci cieplnej utworzonych z nich wlókien, jak i wymagania zwiazane z na¬ prezeniami termicznymi wystepujacymi przy sto¬ sowaniu wlókien, c/ ilosc dodatków mozna zmieniac w szerokich granicach /od 1 do 25% wagowych/ w zaleznosci od zadanego wyniku, co, ^umozliwia regulacje ske- dzierzawienia nie powodujac niekorzystnych skut-, ków we wlasciwosciach wlóknotwórczych tworzo¬ nego polimeru lub we wlasciwosciach mechanicz¬ nych tworzonych wlókien, oraz d/ sposród poliamidów nadajacych sie do wy¬ twarzania wlókna i zwiazanych ze stosunkowo wy¬ sokimi kosztami, do wytworzenia pelnowartoscio¬ wego typu wlókna odpowiadajacego szczególnym wymaganiom, mozna wykorzystac nawet typ poli¬ amidu zwiazany z najmniejszymi kosztami.Podane nizej przyklady objasniaja blizej sposób wedlug wynalazku, nie ograniczajac jego zakresu.Przyklad I. 97 g kwasu 5-/2-oktenylo/-6- -oktylocykloheksenodwu-/heptanokarboksylowego/- -3,4 i 3 g kwasu 2,4,5-trój-/l-oktenylo/-cykloheksa- notrój-/heptanokarboksylowego/-1,3,6 rozpuszcza sie w 479 g stopionego kaprolaktamu, a nastepnie do¬ daje 21 g szesciometylenodwuaminy i 10 cm8 wody.- Mieszanine ogrzewa sie w ciagu 16 godzin w tem¬ peraturze 250°C bez dostepu tlenu, po czym tak otrzymany stop wprowadza sie jako skladnik A do urzadzenia wytwarzajacego wlókno dwuskladniko¬ we. Przy zastosowaniu stopu dowolnego polikapro- laktamu jako skladnika B, przy stosunku sklad¬ nika A do skladnika B równym 1:1, otrzymuje sie wlókno wydluzajace sie lub rozciagajace w sto¬ sunku 1:4 i kedzierzawiace sie przy zanurzeniu w wodzie o temperaturze 100°C.W celu ustalenia stopnia skedzierzawienia pe¬ czek o dlugosci 20 cm tak otrzymanego wlókna obciaza sie ciezarem 1 mg/decitex i mierzy dlu¬ gosc wlókien w centymetrach /a/. Z kolei przy¬ klada sie obciazenie 50 mg/decitex i po 5 minu¬ tach mierzy dlugosc peczka wlókien pod obciaze¬ niem /b/. 5 minut po usunieciu obciazenia ponow¬ nie mierzy sie dlugosc peczka pod obciazeniem 1 mg/decitex /c/. Stopien skedzierzawienia w pro¬ centach wyraza sie wzorem.Tak sporzadzone wlókna wykazuja skedzierza- wienie 68% i wytrzymalosc na rozerwanie 2,9 g/den.Przyklad II. 50 g kwasu 5-/2-oktenylo/-6- -oktylocykloheksanotrój-/heptanokarboksylowe- go/-l,3,4 i 1,5 g kwasu 2,5,6-trój-/2-oktenylo/- -cykloheksanotrój-/heptanokarboksylowego/-l,3,4 rozpuszcza sie w 539 g stopionego kaprolaktamu a nastepnie dodaje 11,55 g szesciometylenodwu¬ aminy i 10 cm8 wody.Mieszanine poddaje sie polikondensacji, analo¬ gicznie jak w przykladzie I, a utworzony stop wprowadza sie jako skladnik A do urzadzenia nadajacego sie do wytwarzania wlókien wielo¬ skladnikowych. Jako skladnik B stosuje sie poli- adypinian szesciometylenodwuamoniowy. Wlókno utworzone z 2 skladników o stosunku skladnika A do skladnika B równym 1:1 rozciaga sie w stosunku 1:4 a rozciagniete wlókno skedzierza- wia sie po zanurzeniu w wodzie o temperaturze 100°C. Tak otrzymane wlókna wykazuja skedzie- rzawienie 52% i wytrzymalosc na rozerwanie 3,1 g/decitex.Przyklad III. Do 520 g adypinianu szescio¬ metylenodwuaminy /soli AH/ dodaje sie mieszani-, ne 50 g kwasu 5-/2-oktenylo/-6-oktylocyklohekse- nodwu-/heptanokarboksylowego/-3,4 i 1,5 g kwasu 2,5,6-trój-/2-oktenylo/-cykloheksanotrój-/heptano- karboksylowegp/^1,3,4, a nastepnie mieszanine za¬ daje sie 11,55 g szesciometylenodwuaminy i 10 cm3 wody. Po trzygodzinnej polikondensacji mie¬ szaniny w temperaturze 260°C i pod cisnieniem 16 atmosfer, cisnienie obniza sie do cisnienia atmosferycznego, przepuszcza gaz obojetny i kon- densuje mieszanine nadal w ciagu 3 godzin. Tak otrzymany stop wprowadza sie jako skladnik A do urzadzenia nadajacego sie do wytwarzania wlókien wieloskladnikowych. Jako skladnik B stosuje sie zwykly poliadypinian szesciometyleno¬ dwuamoniowy.Wlókno otrzymane z 2 skladników o stosunku skladnika A do skladnika B równym 1:1 rozcia¬ ga sie w stosunku 1:4 a rozciagniete wlókno ske- dzierzawia sie po zanurzeniu w wodzie o tempe¬ raturze 100°C.Tak wytworzone wlókna wykazuja skedzierza- wienie 53% i wytrzymalosc na rozerwanie 3,18 g/decitex.Przyklad IV. 75,5 g kwasu 5-/2-oktenylo/- -6-oktylocykloheksenodwu-/heptanokarboksylo- wego/-3,4 i 3 g kwasu 2,4,5-trój-/l-oktenylo/- -cykloheksanotrój-/heptanokarboksylowego/-l,3,6 rozpuszcza sie w 403,5 g kaprolaktamu, po czym do mieszaniny dodaje sie 21 g trój- metyloszesciometylenodwuaminy i 10 cm8 wody.Nastepnie mieszanine ogrzewa sie w ciagu 16 godzin w temperaturze 250°C bez dostepu tlenu.Tak otrzymany stop polimeryczny wprowadza sie jako skladnik A do urzadzenia wytwarzajacego wlókna dwuskladnikowe. Przy uzyciu tradycyjne¬ go polikaprolaktamu jako skladnika B, przy sto¬ sunku skladnika A do skladnika B równym 1:1, otrzymuje sie wlókno elementarne rozciagliwe w stosunku 1:4 i kedzierzawiace sie przy zanurze¬ niu w wodzie o temperaturze 100°C.Tak wytworzone wlókna wykazuja skedzierza- wienie 83% i wytrzymalosc na rozerwanie 3,2 g/decitex.Przyklad V. 12 g kwasu 2,5,6-trój-/2-okte-v nylo/-cykloheksanotrój-/heptanokarboksylowego/- -1,3,4 rozpuszcza sie w 500 g kaprolaktamu, do¬ daje 10 g kwasu aminokapronowego i 10 cm893* 7#* wody a nastepnie bez dostepu tlenu ogrzewa mie¬ szanina w ciagu. 10 godzin w temperaturze 100PC.Tak otrzymany stop wprowadza sie jako skladnik A do urzadzenia wytwarzajacego wlókna dwu¬ skladnikowe. Przy uzyciu stopionego polikapro- latetamu.' jako skladnika B, przy stosunku sklad¬ nika* An do skladnika B równym 1:1, otrzymuje sie/ wttóltno rozciagliwe w stosunku 1:4 i kedzie¬ rzawiace* sie przy zanurzeniu w wodzie o tempe¬ raturze 100?C.Tak: otrzymane wlókna posiadaly skedzierzawie- nie 17d/©* i wytrzymalosc na rozerwanie 3,1 g/deci- tex» PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. l. Sposób wytwarzania poliamidu wlóknotwór- czego na drodze polikondensacji soli kwasów dwuaminodwukarboksylowych lub laktamów w temperaturze 220^—270PC, znamienny tym, ze po- likondensacje te prowadzi sie w obecnosci 1—25% wagowych: kwasów dwukarboksylowych i/lub trój- karbetasylowych o co najmniej 30* atomach wegla al1» utworzonych z dwu- i/lub trójaminami soli tych kwasów albo- mieszaniny tych kwasów i/lub soli.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako kwas dwukarboksylowy o co najmniej 30 atomach wegla stosuje sie kwas 5,6-dwualkilo/lub 5,6-dwualkenylo-/-cykloheksenodwu-/alkanokar- 5 boksylowy/-3,4 o wzorze 1, w którym A oznacza ' grupe —/CI^2/n—COOH^ przy czym n stanowi liczbe calkowita wieksza od 6, a B oznacza grupe alkilowa lub alkenylowa o 1—5 atomach wegla, lub stosuje sie kwas 4,6-dwualkilo-/lub 4,0-dwu- alkenylo-/-cykloheksenodwu-/alkanokarboksylo- wy/-3,5 o ogólnym wzorze 2, W którym A i B maja wyzej podane znaczenie.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako kwas trójkarboksylowy o co najmniej 30 atomach wegla stosuje sie kwas 2,4,6-trójalkilo- /lub 2,4,6-trójalkenylo-/-cykloheksanotrój-/alkano- karboksylowy/-l,3,5 o ogólnym wzorze 3, w któ¬ rym A oznacza grupe —/CH2/n—COOH, przy czym n stanowi liczbe calkowita wieksza od 6, a B oznacza grupe alkilowa lub alkenylowa o 1—5 atomach wegla, lub stosuje sie kwas 2,3,6-trójal- kilo-/lub 2,3,6-trójalkenylo-/-cykloheksanotrój-/al- kanokarboksylowy/-l,4,5 o ogólnym wzorze 4, w którym A i B maja wyzej podane znaczenie. 15 2093 781 CHX 2 *CH B HO ^CH~A CH A I CH HCf 3 *CH HC i 6 *CH — B CH I B Wzór 1 B Hzór2 B CHe 1 2CH B A — CHs 4 ^CH —A CH /CH\ CHe 1 2CH B Wzór 3 CHs B CH Wzór U A PL