DE1435630A1 - Process for the production of threads and fibers from polyethylene oxybenzoate - Google Patents
Process for the production of threads and fibers from polyethylene oxybenzoateInfo
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Classifications
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- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
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Description
POLYESTEEETEER DEVELOPMENT CO., LTD, S O K.I O / JapanPOLYESTEEETEER DEVELOPMENT CO., LTD, S O K.I O / Japan
11 Verfahren zur Herstellung von Fäden und Fasern aus Polyaethylen-oxybenzoat w 11 Process for the production of threads and fibers from polyethylene oxybenzoate w
Die τοrliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung τοη Fäden und Fasern ausgezeichneter Qualität aus Polyaethylen-oxybenzoat·The present invention relates to methods for Production of τοη threads and fibers of excellent quality from polyethylene oxybenzoate
Bin Ziel der Torliegenden Erfindung ist die Schaffung von Verfahren zur Herstellung von Fäden und Fasern mit hoher Wärmeschrumpffähigkeit, die auch nach dem Schrumpfen ihre ausgezeichnete Qualität beibehalten und sich gut zur Verwendung bei der Herstellung stark TOluminöser besw. bauschiger Textilien eignen.The goal of the invention is to create Process for the production of threads and fibers with high heat shrinkability, which retain their excellent quality even after shrinking and are good for use in Production strongly TOluminous esp. bulky textiles are suitable.
Sin weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung τοη Verfahren zur Herstellung τοη Fäden und Fasern hoher Zugfestigkeit, Elastizität und Wärmebeständigkeit, die sich gut zur VerwendungAnother object of the invention is to create τοη methods to produce τοη threads and fibers of high tensile strength, elasticity and heat resistance, which are good for use
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bei der Herstellung der allgemein üblichen Textilien eignen.are suitable for the production of the commonly used textiles.
Zu dem bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Polyaethylen-oxybenzoat gehören Polyester, welche sich im wesentlichen aus Einheiten zusammensetzen, wie sie durch die nachstehende allgemeine Formel dargestellt werdentThe polyethylene oxybenzoate used in the present invention include polyesters, which are composed essentially of units as defined by the following general formula
-00H2CH2O-/ \-00--00H 2 CH 2 O- / \ -00-
Vorzugsweise wird die Erfindung ausgeführt durch die Verwendung von Polyaethylen-oxybenzoat-Fasem, die nach dem üblichen Schmelzspinnverfahren erzeugt werden und im wesentlichen weder orientiert noch kristallisiert sind.Preferably, the invention is carried out through the use of polyethylene oxybenzoate fibers, which according to the usual Melt spinning processes are generated and are essentially neither oriented nor crystallized.
Der hierin verwendete Ausdruck ·· nicht-orrentierte Pasern n bedeutet eine Paser mit einer Doppelbrechung ( Δ ) von unter etwa 0,05» gemessen nach der üblichen Methode unter Verwendung der D-Linie des Natriums. Ferner bedeutet der hierin verwendete Ausdruck w unkristallis'ierte Fasern H solche mit einem Kristallisationsgrade (x) von unter 0,15» berechnet nach der folgenden GleichungThe term used herein ·· n non-orrentierte parsers are means a Paser having a birefringence (Δ) of below about 0.05 "as measured by the usual method using the D-line of sodium. Furthermore, the term w uncrystallized fibers H used herein means those with a degree of crystallization (x) of less than 0.15 »calculated according to the following equation
■4- - -ir * -M^-■ 4- - -ir * -M ^ -
In dieser Gleichung bezeichnet ttdw die Dichte der Polyaethylenoxybenzoat-Fasern, gemessen nach der Dichtegradientenrohr-Methode, beschrieben im Journal of Polymer Science, Bd. 21, Seite 44 (1956) von L.H. Tungetel. K1 ist ein konstanter Wert von 1,384 für die Dichte des kristallinen Teile von Polyaethylen-oxybenzoat, K2 ein konstanter Wert von 1,312 für die Dichte des amorphen Teils von Polyaethylen-oxybenzoat, durch den Br-In this equation, tt d w denotes the density of the polyethylene oxybenzoate fibers, measured by the density gradient tube method, described in the Journal of Polymer Science, Vol. 21, page 44 (1956) by LH Tungetel. K 1 is a constant value of 1.384 for the density of the crystalline part of polyethylene oxybenzoate, K 2 is a constant value of 1.312 for the density of the amorphous part of polyethylene oxybenzoate through which Br-
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finder gemessen und im Journal of the Chemical Society of Japan, Bd. 81, Seite 852 (1960) "beschrieben.finder measured and published in the Journal of the Chemical Society of Japan, Vol. 81, page 852 (1960) ".
Unorientierte und unkristallisierte Polyaethylen-oxybenzoatlasern können kaum "bei einer Temperatur von unter 70° mit irgendwelcher praktischer Wirkung gestreckt werden. Das Verstrecken erfolgt jedoch rasch bei einer Temperatur von über 70°, vorzugsweise von über 85°·Unoriented and uncrystallized polyethylene oxybenzoate lasers can hardly "at a temperature below 70 ° with any practical effect can be stretched. However, the stretching takes place rapidly at a temperature above 70 °, preferably of over 85 °
Man hat nun jedoch festgestellt, daß solche lasern nicht immer in einem stabilen Zustande verstreckt werden konnten und daher hatten die resultierenden verstreckten lasern wechselnde Eigenschaften, selbst wenn sie bei konstanter Temperatur und bei einem konstanten Streckverhältnis verstreckt wurden. Das heißt, selbst wenn derartige unorientierte und unkristallisierte lasern bei einem konstanten Streckverhältnis und bei einer konstanten Temperatur, die je nach den Streckverhältnissen über eine gewisse untere Grenze, die zwischen 85° und 90° schwankt, hinausgeht, also je nach der Art des Mediums zur Erwärmung, der Berührungszeit mit demselben und der Verformungsgeschwindigkeit, verstreckt werden sollten, muß man dieselben in dem einen lalle bei einer sehr niedrigen Spannung verstrecken und in einem anderen lalle bei einer sehr hohen Spannung, und daher kann man keine Zwischenspannung zur Anwendung bringen. Außerdem sind die in dieser Weise verstreckten lasern iä ihren Eigenschaften nidht gleichmäßig} das ist in den beiliegenden liguren 1,2 und 3 dargestellt·However, it has now been found that such lasers could not always be stretched in a stable state, and therefore the resulting drawn lasers had varying properties even when at constant temperature and at were drawn at a constant draw ratio. That is, even if such unoriented and uncrystallized lasers at a constant stretching ratio and at a constant temperature which, depending on the stretching ratios, over a certain amount lower limit, which fluctuates between 85 ° and 90 °, thus stretched depending on the type of medium for heating, the contact time with the same and the rate of deformation should be, one must stretch them in one lall at a very low tension and in another lall at a very high voltage and therefore no intermediate voltage can be used. Besides, they're that way stretched lasers due to their properties are not uniform} this is shown in the enclosed ligures 1, 2 and 3
ligur 1 derselben zeigt die Beziehung zwischen dem Streckverhältnis, der Temperatur und der in den lasern hervorgerufenen Spannung, die in Berührung mit einer Heizplatte verstreckt wurden. ligur 1 of the same shows the relationship between the stretching ratio, the temperature and the stress created in the lasers, which were stretched in contact with a heating plate.
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Figur 2 zeigt die Beziehung zwischen der in den Fasern unter verschiedenen Streckverhältnissen hervorgerufenen Spannung und der Zugfestigkeit der veratreckten Pasern·Figure 2 shows the relationship between the tension created in the fibers under different draw ratios and the tensile strength of the stretched fibers
Figur 3 zeigt die Beziehung zwischen der in den Fasern unter verschiedenen Streckverhältnissen hervorgerufenen Spannung und der Delmung beim Bruch der verstreckten Fasern·Figure 3 shows the relationship between the tension created in the fibers under different draw ratios and the deformation when the drawn fibers break
In der beiliegenden Figur 1 geben die Kurven 1 - 8 das Streckverhältnis an, unter dem die Fasern verstreckt wurden« nämlich der Reihe nach 2,5 - 3,0 - 3,3 - 3,5 - 4,0 - 4,3 - 4,5 und 4,8·In the attached FIG. 1, curves 1-8 give the stretching ratio under which the fibers were stretched «namely in turn 2.5 - 3.0 - 3.3 - 3.5 - 4.0 - 4.3 - 4.5 and 4.8 ·
Wie aus den Kurven 1 und 2 ersichtlich ist., "belauft sich bei einer Temperatur von 70° und wenn die Fasern unter einem Streckverhältnis von 2,5 bezw. 3,0 verstreckt werden, die in denselben hervorgerufene Spannung auf über 10 kg/mm , die bei einem Anstieg der Temperatur in einem linearen Verhältnis abnimmt· In diesen Kurven fehlt jede abnormale Erscheinung·As can be seen from curves 1 and 2., "amounts to a temperature of 70 ° and when the fibers under a draw ratio of 2.5 respectively. 3.0 are stretched, the tension caused in the same to over 10 kg / mm, which in a Increase in temperature decreases in a linear relationship There is no abnormal phenomenon in these curves
Wenn dagegen in dem Faiie der Kurven 3-8 die in den Fasern hervorgerufene Spannung plötzlich zwischen hohen und niedrigen Werten schwankt bei Ansprechen auf Temperaturen, die nur wenig über oder unter bestimmten Temperaturen, die von den Streckverhältnissen abhängen, liegen, dann fehlen in allen diesen Fällen die dazwischen litgenden Spannungen. So z.B. zeigt die Kurve 7 einen Fall, wo die Spannung plötzlich zwischen etwa 10 kg/mm und etwa 1 kg/mm schwankt, falls die konstante Temperatur von über 100° ein wenig über- oder unterschritten wird·If, however, the curves 3-8 in the F a iie caused in the fibers voltage suddenly between high and low values vary in response to temperatures only slightly above or below certain temperatures, which depend on the draw ratios, then missing in in all these cases the tensions between them. For example, curve 7 shows a case where the tension suddenly fluctuates between about 10 kg / mm and about 1 kg / mm if the constant temperature is slightly above or below the constant temperature of over 100 °.
1HeYUi das Verstrecken bei 70° begonnen wu$de, dann belief sich die anfängliche Spannung auf etwa 15 kg/mm % sie nahm bei zunehmender Temperatur allmählich ab. Sobald aber die Temperatur 1 HeYUi the stretching was started at 70 °, then the initial tension was about 15 kg / mm % and gradually decreased with increasing temperature. But as soon as the temperature
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etwa 100° erreicht hatte, nahm die Spannung ganz plötzlich von etwa 8 kg/am auf etwa 0,7 kg/mm ab, bei weiter zunehmender Temperatur dann aber nur sehr langsam· Andererseits, wenn das Strecken bei 110° begonnen wurde, dann belief sich die anfängliche Spannung auf etwa 0,5 kg/mm , die bei abnehmender Temperatur nur sehr langsam zunahm, um - sobald die Temperatur lie Höhe von etwa 100° erreicht hatte- ganz plötzlich von etwa 0,7 kg/mm auf 8 kg/mm anzusteigen und hernach b^i abnehmender Temperatur wieder allmählich anzusteigen. Sie Strecktemperatur, bei welcher sich die Spannung ganz plötzlich änderte, war im wesentlichen konstant, je nach dem Streckveriiälbnia, falls alle anderen Verhältnisse beim Strecken konstant waren· Die in der Figur 1 dargestellte strich-punktierte Kurve 9 verbindet die Punkte miteinander, bei welchen sich die Spannung plötzlich änderte. Die Pläche auf der rechten Seite dieser Kurve 9 enthält keine stabilen Verhältnisse für die Streckvorgänge·had reached about 100 °, the tension suddenly decreased from about 8 kg / am to about 0.7 kg / mm, and continued to increase But then the temperature is very slow · On the other hand, if the stretching was started at 110 °, then it was the initial one Tension to about 0.5 kg / mm, which increased only very slowly with decreasing temperature, to - as soon as the temperature dropped height of about 100 ° - all of a sudden of about 0.7 kg / mm to rise to 8 kg / mm and thereafter to decrease in temperature to gradually increase again. You stretching temperature at which if the tension changed quite suddenly, it was essentially constant, depending on the degree of stretching, if all other conditions were constant during stretching The dash-dotted curve 9 shown in FIG. 1 connects the points with one another, in which the tension suddenly changed. The area on the right-hand side of this curve 9 does not contain any stable ones Relationships for the stretching processes
leiterhin wurde beobachtet, daß die Zugfestigkeit und die Dehnung beim Bruch der fasern, welche unter einem Streckverhältnis von 4»5 bei einer Temperatur von 100° unter einer Spannung von 0,6 kg/mm gestreckt worden waren, sich auf 2,4 g/d bezw· 80 ?6 beliefen, während die gleichen Kennzahlen bei den Pasern, welche wohl unter dem gleichen Streckverhältnis, aber bei einer Temperatur von 98° unter einer Spannung von 9 kg/mm verstreckt worden waren, eich auf 4,5 g/d bezw· auf 31 $> beliefen.In addition, it was observed that the tensile strength and the elongation at break of the fibers, which had been stretched at a stretching ratio of 4 »5 at a temperature of 100 ° under a tension of 0.6 kg / mm, amounted to 2.4 g / mm. d and 80-6, respectively, while the same key figures for the fibers, which were stretched under the same stretching ratio but at a temperature of 98 ° under a tension of 9 kg / mm, were adjusted to 4.5 g / d and $ 31> respectively.
Ana den soeben beschriebenen Beobachtungen kann man schliessen, daß die Qualität der verstreckten Fasern in hohem MaBe beeinflußt wird durch die darin während des Streckens hervorgerufene Spanramg und daß man, selbst wenn die Fasern unter einemFrom the observations just described one can conclude that that the quality of the drawn fibers is influenced to a large extent by that produced therein during drawing Spanramg and that you, even if the fibers are under you
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hohen Streckverhältnis verstreckt v/erden, bei niedriger Spannung keine tadellosen Fasern erhalten kann·high draw ratio stretched v / earth, at low tension no flawless fibers can be obtained
Wie aus den figuren 2 und 3 ersichtlich ist, besteht ein deutlicher Zusammenhang zwischen der Qualität der verstreckten Fasern und der Spannung9 unter welcher dieselben verstreckt wurden»As is apparent from Figures 2 and 3, there is a clear correlation between the quality of the drawn filaments and the voltage were 9 under which stretched the same "
Ben figuren 2 vwA 3 kann man ferner entnehmen, daß es wesentlichen, darauf «nkommt, eine Spannung von über 3 kg/mm anzuwenden» ohne daß dabei Faaenbrüche eintreten, um die "b& Fasern stä erhalten» Das heißt alsOj, daß das Strecken innerhalb dee in Figur 1 dargestellten schraffierten Bereiches erfolgen muß. Dieser Bereich wird im nachstehenden als l! verfügbarer Streckbereieh M bezeichnet·Ben figs. 2 vwA 3 it can also be seen that it is essential to apply a tension of over 3 kg / mm without causing fiber breaks in order to maintain the "b & fibers" must be dee hatched area shown in FIG. 1 This area is referred to below as l! available Streckbereieh M ·
Die in der Figur 1 dargestellten Kurven 1-8 erfahren je nach der Art der verwendeten BrhitZungsvorrichtungen oder -Medien, wie zeB. Heizplatte, heißes Wasser, Wasserdampf, Infra rotstrahler, eine zahlenmäßige Veränderung, jedoch nicht hinsichtlich ihrer Form· Infolgedessen liegt die strich-punktierte Kurve 9j welche in der Figur 1 den verfügbaren Streckbereieh abgrenzt, innerhalb des Temperaturbereiches von 80 - 120°· Ganz allgemein gesprochen, wenn das Strecken ausgeführt wird unter Verwendung eines Erhitzungsmediums, wie ζβΒβ Wasser» mit guter Wärmeleitfähigkeit oder indem man die Fasern auf längere Zeit in Berührung mit dem Medium läßt, dann verschiebt sich die Grenzlinie des verfügbaren Streckbereiches nach einer niedrigeren Temperatur zu· Nichtsdestoweniger bleibt der Zusammenhang zwischen- der Qualität der verstreckten Fasern "und der Spannung, unter welcher dieselben verstreckt wurden, immerThe curves 1-8 shown in Figure 1 experience depending on the type of BrhitZungsvorrichtungen used or media, such as e hot plate, hot water, steam, infra rotstrahler, a numerical change, but not in shape · As a result, is the dash-dotted curve 9j which in the figure 1 delimits the Streckbereieh available, within the temperature range of 80 - generally speaking 120 ° · when the stretching is carried out using a heating medium such as ζ β Β β water "having good thermal conductivity or by if the fibers are left in contact with the medium for a longer period of time, the boundary line of the available stretching range shifts towards a lower temperature. Nevertheless, the relationship between the quality of the stretched fibers and the tension under which they were stretched always remains
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BADBATH
noch erhalten ( Figuren 2 und 3 ) ·still preserved (Figures 2 and 3)
Man hat festgestellt, daß das Strecken am testen "bei einem Streckverhältnis von über 2,5» "bei einer Temperatur im Bereich von 70 - 120 und unter einer Spannung von über 3 kg/mm erfolgt OIt has been found that stretching is the "test" for one Stretch ratio greater than 2.5 »" at a temperature in the range from 70 - 120 and under a tension of more than 3 kg / mm, O takes place
Die Fasern, welche innerhalb des verfügbaren Streckbereiches verstreckt wurden, werden bei einer Temperatur von 90 - 180° einem zusätzlichen Streckvorgang unterworfen, um ein Gesamtstreckverhältnis von über 3,5 zu erreichen, wodurch die Qualität der Faser verbessert wird»The fibers, which have been drawn within the available drawing range, are at a temperature of 90-180 ° subjected to an additional stretching process in order to achieve a total stretching ratio of over 3.5, thereby reducing the quality the fiber is improved »
In der nachstehenden Tabelle 1 sind die Eigenschaften von Fasern angegeben, welche unter den nachstehend angegebenen Verhältnissen verstreckt wurden: Bei Versuch 1 wurden unorientierte und unkristallisierte Fasern innerhalb des verfügbaren Streckbereiches verstreckt, d.h· insbesondere bei einem Streckverhältnis von 3»8, bei einer Temperatur von 92° sowie unter einer Spannung von 4 kg/mm . Bei Versuch 2 wurden die vorher bei Versuch 1 verstreckten Fasern "bei einer Temperatur von 120° einem zusätzlichen Streckvorgang unterworfen, und zwar bei einem Streckverhältnis von 1,2, so daß man ein Gesamtstreckverhältnis von 3f8 χ 1,2 = rdc 4,6 bekam* Bei Versuch 3 wurden unorientierte und unkristallisierte Fasern bei einer Temperatur von 120° direkt auf ein Streckverhältnis von 4f6 verstreckt, und zwar unter einer Spannung von 0,4 kg/mm , also außerhalb des verfügbaren Streckbereiches.Table 1 below shows the properties of fibers which were drawn under the ratios given below: In experiment 1, unoriented and uncrystallized fibers were drawn within the available draw range, ie in particular at a draw ratio of 3 »8 at a temperature of 92 ° and under a tension of 4 kg / mm. In Experiment 2, the fibers previously drawn in Experiment 1 "were subjected to an additional drawing process at a temperature of 120 °, in fact at a drawing ratio of 1.2, so that a total drawing ratio of 3f8 χ 1.2 = around c 4.6 got * In experiment 3, unoriented and uncrystallized fibers were stretched directly to a stretching ratio of 4f6 at a temperature of 120 °, namely under a tension of 0.4 kg / mm, i.e. outside the available stretching range.
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Bruch (*) (Wmm2)Elongation at Young's modulus
Fraction (*) (Wmm 2 )
Wie aus der vorstehenden !Tabelle ersichtlich ist, ergeben die verstreckten Fasern des Versuchs No. 2 die beste Qualität im Vergleich zu den verstreckten Fasern nach den Versuchen Koβ 1 und 3.As can be seen from the table above, the drawn fibers of test no. 2 the best quality in comparison to the drawn fibers according to the tests Ko β 1 and 3.
Die KristalliBation von Polyaethylen-oxybenzoat geht nicht so schnell vor sich, daß der Kristallisationsgrad solcher verstreckter Fasern genügend hoch ist. Daher schrumpfen dieselben beträchtlich, wenn sie im entspannten Zustande erhitzt werden, und sie sind daher wenig geeignet für die allgemeine Verwendung bei Textilien, die bei einer Temperatur von 150° nur eine geringe Wärme schrumpfung haben sollen. Eine Verbesserung hinsichtlich der Wärme schrumpfung erreicht man durch eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 120 - 200° unter Spannung, um eine Schrumpfung von mehr als 5 i° zu vermeiden, die Länge zu halten oder dieselben so zu dehnen, daß kein Bruch eintritt, mit der Absicht, die Kristallisation zu beschleunigen, unter Aufrechterhaltung der molekularen Orientierung. Bei diesem Vorgang muß man eine Schrumpfung von über 5 $ der Länge vermeiden, weil anderenfalls die molekulare Orientierung gestört wird und der Youngsche Modul absinkt. Werden starke und steife FasernThe KristalliBation of P o lyaethylen-oxybenzoate is not so rapid that the degree of crystallization of such stretched fibers is sufficiently high. Therefore, they shrink considerably when they are heated in the relaxed state, and they are therefore unsuitable for general use in textiles which are said to have little heat shrinkage at a temperature of 150 °. An improvement in terms of heat shrinkage is achieved by a heat treatment at a temperature of 120-200 ° under tension in order to avoid shrinkage of more than 5 i ° , to maintain the length or to stretch the same so that no break occurs intent to accelerate crystallization while maintaining molecular orientation. During this process one must avoid a shrinkage of more than 5 $ in length, because otherwise the molecular orientation is disturbed and the Young's modulus drops. Will be strong and stiff fibers
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gewünscht, dann wird empfohlen, die Wärmebehandlung der vorstreckten Fasern "bei einer Temperatur von 120 - 200° unter einer solchen Spannung vorzunehmen, 3 aß die Fasern sich im ersten Btadium von einer 5 #igen Schrumpfung bis um 5 $ dehnen können, während sie sich in einem zweiten Stadium über 5 $ hinaus so weit dehnen können, daß kein Bruch erfolgt»then it is recommended to heat treat the pre-stretched Fibers "at a temperature of 120 - 200 ° below a to carry out such tension, 3 the fibers can stretch in the first stage from a 5% shrinkage to 5 $, while they are in a second stage beyond $ 5 like that be able to stretch far so that no break occurs »
Die nachstehende Tabelle 2 zeigt die Wirkung einer Wärmebehandlung der verstreckten Fasern unter Spannung, wobei vorher die unorientierten und unkriettllisierten Fasern bei einer Temperatur von 95° und unter einer Spannung von 7 kg/mm auf ein Streckverhältnis von 4»4- verstreckt worden waren.Table 2 below shows the effect of heat treatment of the drawn fibers under tension, with the unoriented and unkriettllisiert fibers at a temperature beforehand of 95 ° and under a tension of 7 kg / mm Draw ratio of 4 »4 had been drawn.
Versuch Ho· 1 bezieht sich auf die verstreckten Fasern vor der Wärmebehandlung, Versuch Ko.· 2 auf die bei einer Temperatur von 170° unter Spannung behandelten Fasern, wobei deren länge gehalten wurde. Bei Versuch Uo· 3 durften die unter Spannung und bei einer Temperatur von 160° behandelten Fasern um 3 i» schrumpfen· Bei Versuch No. 4 ließ man bei den unter Spannung und bei einer Temperatur von 160° behandelten Fasern eine 20 #Lge Dehnung zu· Schließlich wurden die unter Spannung bei einer Temperatur von 140° ( Versuch No. 5 ) behandelten Fasern in ihrer Länge gehalten, worauf man bei einer weiteren Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 170° unter Spannung eine Dehnung der Fasern um 30 # zuließ.Test Ho · 1 relates to the drawn fibers before the heat treatment, test Ko. 2 to the fibers treated under tension at a temperature of 170 °, the length of which was maintained. In Experiment 3 · Uo treated under tension and at a temperature of 160 ° fibers by 3 i "shrink · allowed in Experiment No. 4, the fibers treated under tension and at a temperature of 160 ° were allowed a 20 #Lge elongation. Finally, the fibers treated under tension at a temperature of 140 ° (test No. 5) were kept in length, whereupon at a further heat treatment at a temperature of 170 ° under tension allowed an elongation of the fibers by 30 #.
909805/0798909805/0798
Vers,Verse,
Eo.Eo.
Eigenschaften der FasernProperties of the fibers
G-rad der Kristallisation Degree of Crystallization
Zug~Train ~
festigkeit (g/ä) strength (g / ä)
Beänung
er) beim Bruch .Denotation
he) at break.
YoungModulp kg/mmYoung module kg / mm
Schrumpfung bei 1500CShrinkage at 150 ° C
1313th
Me auf diese Weise unter Spannung wärmebehandelten fasern haben immer noch eine innere Spannung der Wärme schrumpfung, wie es die Spalte « Schrumpfung bed 15O0O " in der Tabelle 2 zeigt. Das ist jedoch bei gewissen Textilien, deren Fasern eine solche Wärme schrumpfung nicht haben sollen, unerwünscht. Man kann eine derartige Wärme schrumpfung völlig vermeiden, wenn man die lasern im entspannten Zustande durch Hitze aushärtet, wobei eine Schrumpfung von über 5 # zulässig ist oder indem man die freie Aenderung der Faserlänge bei einer Temperatur von 120 - 200° gestattet»The fibers heat-treated in this way under tension still have an internal tension of heat shrinkage, as shown in the column «Shrinkage bed 150 0 O" in Table 2. However, this is the case with certain textiles, the fibers of which do not have such heat shrinkage Such heat shrinkage can be completely avoided if the lasers are cured by heat in the relaxed state, with a shrinkage of more than 5 # permitted or by allowing the fiber length to change freely at a temperature of 120-200 ° »
Me nachstehende Tabelle 3 zeigt zum Vergleich einige Versuchsergebnisse. Der Versuch No. 2 bezieht sich dabei auf die Hitzeaushärtung vorbehandelter Fasern aus Ho. 2 der Versuche in Tabelle 2, und zwar bei einer Temperatur von 170° im entspannten Zustande bei 8 $iger Schrumpfung. Versuch Ho· 4 bezieht sich auf die Hitzeaushärtung vorbehandelter Fasern aus Versuch Ho» 4 in Tabelle 2, und zwar bei einer Temperatur von 150° im entspannten Zustande bei 7 #iger Schrumpfung. VersuchTable 3 below shows some test results for comparison. The attempt No. 2 relates to the heat curing of pretreated fibers from Ho. 2 of the experiments in Table 2, at a temperature of 170 ° in the relaxed Condition with 8% shrinkage. Experiment Ho 4 refers to the heat curing of pretreated fibers from Experiment Ho »4 in Table 2, namely at a temperature of 150 ° in the relaxed state with 7% shrinkage. attempt
909805/079$909805/079 $
No. 5 schließlich, "bezieht sich auf die Hitzehärtung vorbehandelter lasern aus Yersuch No. 5 in Tabelle 2, und zwar bei einer Temperatur von 170° im entspannten Zustande und bei freier Schrumpfung.No. Finally, 5, "refers to the heat setting of pretreated lasers from Yersuch No. 5 in Table 2, namely at a Temperature of 170 ° in the relaxed state and with free shrinkage.
Eigenschaften der FasernProperties of the fibers
Vers, : Verse,:
Grad der Zug- Dehnung Young- Schrumpfung Kristal- festigkeit (^)beim Modul2 bei 15O0O !isation (g/d) Bruch kg/mm (#)Degree of tensile elongation Young shrinkage Crystal strength (^) for module 2 at 15O 0 O! Isation (g / d) Breakage kg / mm (#)
Der Erfindung zufolge kann man ausgezeichnete wärmeschrumpffällige Polyaethylen-oxybenzoat-Fasera als Rohstoff für die Herstellung flauschiger Materialien, wie z.Bo von Garnen, Geweben oder Gewirken, erzeugen· Bisher wurden derartige Pasern mit hoher Wärmeschrumpffähigkeit aus solchen Polymeren wie Polyvinylchlorid oder anderen Yinyl-Polymerisaten und -Mischpolymerisaten erzeugt, welche kaum oder nur sehr wenig Kristalle bilden· Wenn diese Fasern jedoch erhitzt wurden, dann fand eine sehr intensive Schrumpfung statt unter Verschlechterung wertvoller Eigenschaften. According to the invention, one can make excellent heat shrinkable Polyethylene oxybenzoate fiber as a raw material for manufacturing create fluffy materials such as yarns, woven or knitted fabrics Heat shrinkability from such polymers as polyvinyl chloride or other Yinyl polymers and copolymers generated, which form little or no crystals However, when these fibers were heated, a very intense shrinkage took place with deterioration of valuable properties.
Man hat nun eine Methode gefunden, um Polyaethylen-oxybenzoat-Fasern zu erzeugen, welche nicht nur eine hohe Wärmeschrumpffähigkeit besitzen, sondern auch nach dem Schrumpfen ihre ausgezeichneten Eigenschaften beibehalten. Hierbei macht man sich die charakteristische Eigenschaft des Polyaethylenoxybenzoats zunutze, daß die KristallisationsgeschwindigkeitA method has now been found to make polyethylene oxybenzoate fibers to produce, which not only have a high heat shrinkability, but also after shrinking retain their excellent properties. Here one makes the characteristic property of the polyethyleneoxybenzoate take advantage of the rate of crystallization
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"bei Temperaturen unter 100° sehr niedrig ist, jedoch sehr noch bei !Temperaturen über 120°. Man kann nun Polyaethylen-oxybenzoatfasern stark orientieren, wein man dieselben in einem im wesentlichen unkristallisiarten Zustande "bei möglichst niedriger Temperatur, beispielsweise unter 70°, in dem verfügbaren Streckbereich verstreckt. Die so verstreckten fasern schrumpfen merklich, unter Beibehaltung ihrer ausgezeichneten Eigenschaften, wenn sie bei einer !Temperatur erhitzt werden, bei welcher die Moleküle von Polyaethylen-oxybenzoat sehr rasch auekristallisiereni dabei wird auch die Orientierung fixiert»"is very low at temperatures below 100 °, but still very much at! temperatures above 120 °. You can now use polyethylene oxybenzoate fibers orientate them strongly, if they are in an essentially uncrystallized state "at as low a level as possible Temperature, e.g. below 70 °, in the available stretching range stretched. The fibers drawn in this way shrink noticeably, while maintaining their excellent properties, if they are heated at a temperature at which the molecules of polyethylene oxybenzoate crystallize very rapidly the orientation is also fixed »
Gemäß den oben beschriebenen !Datsachen müssen, wenn PoIyaethylen-oxybenzoat-Fasern mit hoher Wärme schrumpf fähigkeit verlangt werden, die Streckvorgänge bei möglichst niedriger Semperatur bis herab zu 70° und bei möglichst hoher Spannung erfolgen, damit der Doppelbrechungsindex auf über 0,07 und der Kristallisationsgrad auf unter Oj25 gehalten werden kann«According to the facts described above, if polyethylene oxybenzoate fibers high heat shrinkability are required, the stretching processes at the lowest possible temperature down to 70 ° and at the highest possible voltage, so that the birefringence index is above 0.07 and the degree of crystallization can be kept below Oj25 "
Die nachstehende !Tabelle 4 zeigt zum Vergleich einige Versuchsergebnisse. Die bei den Versuchen 1-5 verwendeten Bohfasern sind nicht orientiert und nicht auskristallisiert} sie haben einen Doppelbrechungsindex C^-n) von 0»Q1 1^Hd einen Kristallisationsgrad (x) von 0,03οTable 4 below shows some test results for comparison. The Boh fibers used in experiments 1-5 are not oriented and have not crystallized out} they have a birefringence index C ^ - n ) of 0 »Q1 1 ^ Hd a degree of crystallization (x) of 0.03ο
Versuch Uo. 1 bezieht sich auf Eohfasern, die bei einer !Temperatur von 80° und unter einer Spannung von 10 kg/mm in einem Verhältnis von 4>7 verstreckt wurden, Versuch ITo· 2 auf Eohfasera, die bei einer Temperatur von 85° unter einer Spannung von 12 kg/mm in einem Verhältnis von 4,8 verstreckt wurden·Try uo. 1 refers to raw fibers that are stored at a! Temperature of 80 ° and under a tension of 10 kg / mm in one Ratio of 4> 7 were stretched, test ITo 2 on Eoh fibera, which were stretched at a temperature of 85 ° under a tension of 12 kg / mm in a ratio of 4.8
Versuch No. 3 bezieht sich auf Fasern, die zunächst bei einerTrial No. 3 refers to fibers that are initially used in a
temperatur von 75° sowie unter einer Spannung von 7 kg/mm2 temperature of 75 ° and under a tension of 7 kg / mm 2
909805/0798909805/0798
in einem Verhältnis von 3,4 verstreekt wurden und dann weiter bei einer Temperatur von 80° in einem Streckverhältnis von 1,2, entsprechend einem Gesamtverhältnis von 3,4 χ 1,2 = rd. 4,1. Bei Versuch Ho. 4 wurden die Fasern in einem Verhältnis von 3,4 yeratreckt, bei einer Temperatur von 80° und unter einer Spannung von 2,9 kg/mm , alao außerhalb des verfügbaren Streckbereiches. Bei Versuch HfO. 5 wurden die Pasern in einem Verhältnis von 4,4 bei einer Temperatur von 80° und unter einer Spannung von 7 kg/mm verstreckt.were stretched at a ratio of 3.4 and then further at a temperature of 80 ° with a stretching ratio of 1.2, corresponding to an overall ratio of 3.4 χ 1.2 = around 4.1. In experiment Ho. 4, the fibers were drawn in a ratio of 3.4 yr, at a temperature of 80 ° and under tension of 2.9 kg / mm, alao outside the available stretch range. When trying HfO. 5 the pasers in a ratio of 4.4 at a temperature of 80 ° and under tension stretched by 7 kg / mm.
Wie aus der Tabelle 4 ersichtlich ist, haben die bei den Versuchen 1-3 erhaltenen Fasern sowohl einen genügenä niedrigen Wert von 11X* als auch einen genügend hohen Wert von Δ , so daß dieselben nach dem Schrumpfen eine hohe Wärmesclirumpffähigkeit und eine ausgezeichnete Zugfestigkeit besitzen« Die Faser nach Versuch No. 4 hat einen zu niedrigen Wert von Δη und damit nach dem Schrumpfen eine zu geringe Zugfestigkeit» Die Faser nach Versuch No. 5 hat einen zu hohen Wert von lfx° und damit eine ge ringe Wärme s chrümpffähigke it·As can be seen from Table 4, the fibers obtained in Experiments 1-3 have both a sufficiently low value of 11 X * and a sufficiently high value of Δ that they have high heat-shrinkability and excellent tensile strength after shrinkage «The fiber according to experiment No. 4 has too low a value of Δ η and thus too low a tensile strength after shrinking. 5 has too high a value of lf x ° and thus a low heat shrinkage capacity
Tabelle4 Eigenschaften der FasernTable 4 Properties of the fibers
No * Zug- nxM Λ Schrumpfung Zugfestigkeit festigkeit n bei Erhitzen bei Erhitzen No * tensile n x M Λ shrinkage tensile strength strength n when heated when heated
(g/d) bei 150° (#) bei 150σ (g/d)(g / d) at 150 ° (#) at 150 σ (g / d)
909805/079 θ909805/079 θ
ι η ό a ο ό υι η ό a ο ό υ
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele erläuThe invention is illustrated by the following examples
ohne daß der Erfindiingsbereieh durch dieselben eingeschränkt werden soll« without the invention being restricted by them "
Im SchmeXzspinnverfahren erzeugte lasern aus Polyaethylen- ©xyfeenzoat mit einer Doppelbrechung (^n) von 0,01 und einem Kristallisationsgrad (x) von 0,05 wurden in einem Streckverhältnis von 4s5 in Wasser von 85° unter einer Spannung von 8 kg/mm verstreckt und dann unter der gleichen Spannung wärmebehandelt, und zwar in einem Luftofen bei einer Temperatur von 180°? wobei sie 2 Minuten.lang auf ihrer länge gehalten wurden§ schließlich wurden axe in einem Zeitraum von 20 Sekunden bei einer iDemperatur von 160° und im entapannten Zustande hitzegehärtet, wobei nan eine. Schrumpfung von 8 i» zuließ· Sie resultierenden lasern hatten eine Zugfestigkeit von 5»0 g/ä9 eine Dehnung beim Bruch von 47 $9 einen Xoungschen Modul von 480 kg/mm und eine Wärmeschrumpfung von 0 $ bei 150°<>Lasers produced in the melt spinning process from polyethylene © xyfeenzoate with a birefringence (^ n ) of 0.01 and a degree of crystallization (x) of 0.05 were stretched in a stretching ratio of 4s5 in water of 85 ° under a tension of 8 kg / mm and then heat-treated under the same voltage, in an air oven at a temperature of 180 ° ? while they were held at their length for 2 minutes § finally ax were heat-cured in a period of 20 seconds at an iD temperature of 160 ° and in the unaplasted state, with nan a. Shrinkage of 8 i » allowed. The resulting lasers had a tensile strength of 5» 0 g / ä 9 an elongation at break of 47 $ 9 a Xoung's modulus of 480 kg / mm and a heat shrinkage of 0 $ at 150 °
Beispiel '2. -' ' ' ~ "; : ': ■ ■ " ";"Example '2. - '''~";:' : ■ ■"";"
Die gleichen lasern wie in Beispiel 1 wurden zunächst in einem Streckverhältnis von 4?4 in Wasser von 80° und unter einer !Spannung von 7 kg/mm" verstreckt und dann in Berührung mit einer Heisplatte von 130° Semperatur zusätzlich in einem Verhältnis von 192 verstrecfciy entsprechend einem-.-.Gesamtstreckyerhältnis 4S4-2C 1?2 -; rdv 5»3·"- Die· so verstreckten lösera wurden inThe same lasers as in Example 1 were first stretched in a stretching ratio of 4? 4 in water at 80 ° and under a "tension of 7 kg / mm" and then in contact with a hot plate at 130 ° C. in an additional ratio of 1 9 2 stretching corresponding to a -.-. Total stretching ratio 4 S 4-2C 1? 2 - ; rdv 5 »3 ·" - The · so stretched solvents were in
wärmebehaneinemliiftgeh^iisten Ofen bsi. der üiemperatur von .180 fei^aegö^ä»- heat-treated, heated oven bsi. the temperature of .180 fei ^ aegö ^ ä »-
&©*, und zwar unter einer solchen Spannung, daß ihre iänge I Minute lang erhalten blieb© Dmn. wurden die lasern bei einer& © *, under such tension that its length is I. Maintained for a minute © Dmn. were the lasers at one
909805/0798909805/0798
Temperatur von 150° auf die Dauer von 1 Minute hitzegehärtet, und zwar im entspannten Zustande, damit sie ihre Länge frei ändern konnten. Die resultierenden Fasern hatten eine Zugfestigkeit von 5|2 g/d, eine Dehnung "beim Bruch von 38 #, einen Youngschen Modul von 550 kg/mm und eine Wärmeschrumpfung von 0 # bei 150°.Temperature of 150 ° heat-hardened for 1 minute, in the relaxed state so that they could freely change their length. The resulting fibers had tensile strength of 5 | 2 g / d, an elongation "at break of 38 #, a Young's modulus of 550 kg / mm and a heat shrinkage of 0 # at 150 °.
Beispiel 3» - Example 3 » -
Im Schmelzverfahren gesponnene Fasern aus Polyaethylen-oxybenzoat mit einer Doppelbrechung von 0,005 und einem Kristallisationsgrade von 0,05 wurden zunächst in Berührung mit einer Heizplatte bei einer Temperatur von 100° und unter einer Spannung von 11 kg/mm in einem Verhältnis von 4»5 verstreckt und dann nochmals in Berührung mit einer Heizplatte "bei einer Temperatur von 160° zusätzlich in einem Verhältnis von 1,4 verstreckt, entsprechend einem Gesamtstreckverhältnis von 4»5 x 1,4 = 6,3| es schloß sich eine Wärmebehandlung in einem luftgeheizten Ofen bei einer Temperatur von 160° an, wobei sie unter einer solchen Spannung gehalten wurden, daß sie in den Sekunden der Wärmebehandlung ihre Länge beibehielten,) Schließlich wurden die Fasern im Verlauf von 1 Minute bei einer Temperatur von 160° hitzegehärtet, und zwar im entspannten Zustande, damit sie ihre Länge frei ändern konnten·Fibers spun from polyethylene oxybenzoate in a melt process with a birefringence of 0.005 and a degree of crystallization of 0.05 were initially in contact with a Heating plate stretched at a temperature of 100 ° and under a tension of 11 kg / mm in a ratio of 4 »5 and then again in contact with a hot plate "at one temperature of 160 ° additionally stretched in a ratio of 1.4, corresponding to a total stretch ratio of 4 »5 times 1.4 = 6.3 | it included a heat treatment in an air heated Oven at a temperature of 160 °, keeping them under such a tension that they are in the Seconds of heat treatment maintained their length,) Finally the fibers were heat-cured in the course of 1 minute at a temperature of 160 °, in the relaxed state, so that they could freely change their length
Die resultierenden Fasern hatten eine Zugfestigkeit von 5,4 g/d, eine Dehnung beim Bruch von 22 $, einen Youngschen Modul von 620 kg/mm sowie eine Wärme schrumpfung von 0 ^ bei 150°.The resulting fibers had a tensile strength of 5.4 g / d, an elongation at break of $ 22, a Young's Module of 620 kg / mm and a heat shrinkage of 0 ^ 150 °.
90980B/079890980B / 0798
Beispiel 4. -Example 4.-
Die gleich,®u lasern wie in Beispiel 1 -wurden sunäehst in Berührung mit einer Heisplatte von 90° SJemperatiar unter einer Spannung von 6 kg/mm in einem Verhältnis von Asu und dann zusätzlich durch Aufblasen you Wasserdampf τοη 120° temperatur in einem Verhältnis tos, 1,2 verstrickt» entBgreohe&cL einem Gesaints'fereclc¥sri»,ältr-.ia tob 4jO χ 1,2 s 4s83 Me auf diese W^ise "/erstreckten Fasern wurden im Terlaui τοη 30 Sekuriflen "bei einer 'Eemperatur τοη 170° i^ämebshandelt, und zs^ar unter einer solchen Spannung., da3 si© sieJa ^m 3 fe Sahnten· Sohließlioh wurden die fasern Ία aatspannten Zustand im ?3rlauf von 30 Sekunden bei eiiiffii/ Ssiaperatur von 170° Mtzegöbä.tätet3 wobei sie tonThe same, ®u lasers as in Example 1 - were sunäehst in contact with a hot plate of 90 ° SJemperatiar under a tension of 6 kg / mm in a ratio of Asu and then additionally by blowing you water vapor τοη 120 ° temperature in a ratio tos , 1,2 entangled »entBgreohe & cL ein Gesaints'fereclc ¥ sri», ältr-.ia tob 4jO χ 1,2 s 4s8 3 Me on this W ^ ise "/ stretched fibers were in Terlaui τοη 30 securiflen" at an 'E temperature τοη 170 ° i ^ ämebshandelt, and zs ^ ar under such tension., da3 si © Sieja ^ m 3 fe creamed · Sohließlioh were the fibers Ία aatspannten state in? 3rlauf of 30 seconds at eiiiffii / Ssiaperatur of 170 ° Mtzegöbä.t etc. tet 3 where they sound
Me resultierenden Pasern hatten eine Zugfestigkeit, von 3$8 g/d, eine Dehnung beim Bruch von 42 $, einen Xoungschen Modul von 430 kg/mm sowie eine Wurms schrumpfung von 0 f> beiThe resulting fibers had a tensile strength of $ 3 8 g / d, an elongation at break of $ 42, a Xoung's modulus of 430 kg / mm and a worm shrinkage of 0 f> at
Im SclffiielzspinnTerfaSiren erzeugte Fasern aus Bolyaetkylenoxybenzoat mit einer Doppelbrechung von 0,015 und einem Kristallisationegräö von 0,10 wurden.in lieißem Wasser von 85° "unter einer Spannung von 10 kg/mm'" in einem Verhältnis von 4»8 verstreeJfct* Me so verstreckten 3?asem mixäen 1 Minute lang in einem Dampf baue von 150 Semper at'or wärmebehandelt, unfl zwar unter einer solchen Spannung, daß sie ihre Iiänge "beibehielten. Schließlich wurden öie Pasern im Verlauf von 3 Minuten bei einer temperatur von 160° hit se ge hart et, und zwar im entspannten Zustand®, um ihre Iiänge frei ändern zu können·Fibers made from bolyethylene oxybenzoate with a birefringence of 0.015 and a degree of crystallization of 0.10, produced in a spin-spinning furnace, were stretched 3 in hot water at 85 ° under a tension of 10 kg / mm 2 in a ratio of 4 to 8 ? asem mixes for 1 minute in a steam chamber of 150 ° C heat-treated, but under such tension that they retained their length. Finally, the fibers were heated over 3 minutes at a temperature of 160 ° hard et, in the relaxed state®, in order to be able to change its length freely
$09805/0798 „ 4 $ 09805/0798 " 4th
BAD ORfGlNAL BAD ORfGlNAL
Die resultierenden Fasern hatten eine Zugfestigkeit von 4»7 g/ä, eine Dehnung beim Bruch von 40 $, einen Youngschen Modul von 460 kg/war und eine Wärme schrumpfung von 0 fe bei 150°.The resulting fibers had a tensile strength of 4 »7 g / yd, an elongation at break of 40 $, a Young's modulus of 460 kg / yd, and a heat shrinkage of 0 fe at 150 °.
Belapiel 6. - Belapiel 6. -
Die gleichen Fasern wie in Beispiel 1 wurden in heißem Was~ ser von 75 unter einer Spannung von 15 kg/mm in einem Verhältnis von 4f8 vorstreckt. Die resultierenden Fasern hatten eine Doppelbrechung von 0,120, einen Kristwllisationsgrad von 0,20, eine Zugfestigkeit von 5»5 g/d sowie eine Dehnung beim Bruch von 28 i». Bei Erhitzen in einem luft geheizten Ofen auf die Dauer von 5 Minuten schrumpften die Fasern um 28 #, die Zugfestigkeit sank auf 4»0 g/d, während die Dehnung beim Bruch auf 40 # anstieg.The same fibers as in Example 1 were pre-drawn in hot water of 75 under a tension of 15 kg / mm in a ratio of 4f8. The resulting fibers had a birefringence of 0.120, a degree of crystallization of 0.20, a tensile strength of 5 »5 g / d and an elongation at break of 28 ». When heated in an air-heated oven for 5 minutes, the fibers shrank by 28 #, the tensile strength fell to 4 »0 g / d, while the elongation at break increased to 40 #.
9098ÜÖ/07989098ÜÖ / 0798
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| SH | Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971 |