DE1669374B - Verfahren zum Herabsetzen der Spinntemperatur beim Herstellen von gefärbten Polypropylenfasern - Google Patents

Description

Spinntemperatur des kristallinen Polypropylens be- lieh beschrieben, daß das Färben mit Hilfe eines

ständigen Pigmente. Daher ist es zweckmäßig, das 55 minerallöslichen Farbstoffs möglich ist. (Vgl. Spalte 1,

Mischen, Formen und Spinnen bei möglichst nied- Zeilen 43 und 44). Hieraus ergibt sich aber keinerlei

riger Temperatur auszuführen. Hinweis auf die Überwindung der im Rahmen der

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 031468 ist Erfindung beschriebenen nachteiligen Färbeeigen-

ein Verfahren zum Herstellen von Fäden aus Poly- schäften des Polypropylens.

olefinen unter Verwendung von Schneckenpressen 60 In den bekanntgemachten Unterlagen des beibekannt, bei welchem die vor dem Verspinnen mit gischen Patents 654 707 ist ein Verfahren zum Ver-2 bis 25% eines hochsiedenden Mineralöls versetzte bessern des Abriebwiderstandes von Polypropylen be-Polymerenmasse an einer beliebigen Stelle der schrieben, indem man, bezogen auf das Polypropylen, Schneckenpresse wenigi::ns kurzzeitig auf Tempera- 1 bis 20% eines Paraffins mit einem Molekulargeturen oberhalb 250° C erhitzt und sodann verspon- 65 wicht von 500 bis 3000 und, bezogen auf das Paraffin, nen wird. 5 bis 20% Polyäthylen zu dem Polypropylen zugibt.

Das bei diesem Verfahren verwendete Mineralöl Das bei diesem Verfahren verwendete flüssige

besteht aus einem Kohlenwasserstoffgemisch mit Paraffin unterscheidet sich jedoch von dem erfin-

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dungsgemäß verwendeten Paraffin. Dies ergibt sich 135° C anzugeben. Der Polymerisationsgrad eines

aus der Tatsache, das flüssiges Paraffin ein Mole- faserbildenden Polypropylens, das kein flüssiges

kulargewicht von etwa 300 bis 500 aufweist und Paraffin enthält, beträgt 0,8 bis 3,0, vorzugsweise 1,0

normalerweise flüssig ist, während Paraffin mit einem bis 2,5, gemessen als relative Viskosität. Falls man

Molekulargewicht von 500 bis 3000, wie es in den 5 2 bis 20 Gewichtsprozent flüssiges Paraffin zumischt,

belgischen Patentunterlagen beschrieben ist, nor- kann man kristallines Polypropylen mit einer rela-

malerweise fest ist. Das Polypropylen wird ferner bei tiven Viskosität von 0,8 bis 5,0, vorzugsweise 1,0

dem Verfahren gemäß den belgischen Patentunter- bis 3,5 verwenden. Durch Beimischen von flüssigem

lagen mit dem Paraffin und Polyäthylen vermischt Paraffin wird der brauchbare Polymerisationsbereich

und weist damit eine andere Zusammensetzung wie io durch die Zugabe von flüssigem Paraffin auf kristal-

bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auf. lines Polypropylen mit einer großen relativen Vis-

Aus den belgischen Patentunterlagen ergibt sich kosität ausgedehnt. Der Grund hierfür beruht auf der

keinerlei Hinweis auf die Färbung mit Pigmenten. Tatsache, daß sich flüssiges Paraffin leicht in ge-

Somit unterscheiden sich also auch die belgischen schmolzenem kristallinem Polypropylen auflöst und

Patentunterlagen hinsichtlich Aufgabe und Lösung 15 hierdurch außerdem die Schmelzviskosität herabge-

sowie der angewandten Ausgangssubstanzen von setzt wird,

dem Verfahren gemäß der Erfindung. Auf diese Weise werden die Form- und Spinn-

Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Herab- temperatur des kristallinen Polypropylens stark hersetzen der Spinntemperatur beim Herstellen von ge- abgesetzt, und man kann daher eine Reihe, bisher färbten Propylenfasern nach dem Schmelzspinnver- ao infolge der hohen Form- und Spinntemperatur nicht fahren, dessen Besonderheit darin besteht, daß man brauchbare Pigmente verwenden. Die Erfindung ist ein Gemisch aus Polypropylen, 5 bis 20 Gewichts- daher von großer technischer Bedeutung. Als Pigprozent, bezogen auf die Gesamtmenge des Ge- mente können anorganische oder organische Verbinmisches, flüssigem Paraffin sowie einem Pigment bei düngen verwendet werfen; ferner können bei der einer Temperatur von 200° C oder darunter schmelz- as Erfindung ehi Fluoreszenzaufheller zur Erzielung verspinnt. Die Menge des zugesetzten Paraffins be- eines größeren Weißgrades und Titandioxid als Matträgt vorzugsweise 3 bis 15 Gewichtsprozent flüssiges tierungsmittel verwendet werfen.
Paraffin, bezogen auf die Gesamtmenge der Mischung. Die Menge an zugesetztem flüssigem Paraffin zur

Die erfindungsgemäß hergestellten gefärbten Poly- Erzielung einer gefärbten Faser gemäß der Erfindung

propylenfäden weisen einen ausgezeichneten Glanz 3° niuß 5 Gewichtsprozent oder mehr betragen, da man

und Ton sowie ausgezeichnete Leuchtkraft und große bei einem Gehalt von weniger als 5 Gewichtsprozent

Farbechtheit auf. nicht nur keine Leuchtkraft oder keinen Glanz, son-

Es ist bemerkenswert, daß die erfindungsgemäß dem auch keine wesentliche Veränderung der

hergestellten, 3 bis 20 Gewichtsprozent flüssiges Schmelzflußeigenschaften des kristallinen Polypropy-

Paraffin enthaltenden Polypropylenfäden trotz dieser 35 lens erzielen kann. Falls die Menge des beigemengten

großen Paraffinmenge ausreichende Fadeneigen- flüssigen Paraffins 20 Gewichtsprozent übersteigt,

schäften aufweisen. Außerdem weisen diese Fäden nehmen die Leuchtkraft, der Glanz und die Farbecht-

bei einer üblichen Behandlung keine Nachteile auf. heit nicht mehr weiter zu, und in einigen Fällen

Selbst wenn man diese Fäden beispielsweise mit nimmt die Schmelzviskosität der Harzmischung zu

Wasserdampf oder trocken auf 120° C erhitzt, blutet 40 stark ab, oder es treten in einigen Fällen uner-

das flüssige Paraffin praktisch nicht aus sondern die wünschte Fadeneigenschaften auf, wobei das Paraffin

Streckbarkeit wird vielmehr erhöht; überraschender- aus dem erhaltenen Faden ausblutet,

weise kann man anmeldungsgemäß Fäden mit größe- Die Erfindung wird nun im folgenden im einzelnen

rer Farbechtheit erhalten und demzufolge ohne wei- beschrieben; Kristallines Polypropylen, ein Haupt-

teres einen tiefen Farbton mit einer geringen Pigment- 45 bestandteil, wird mit verschiedenen Stabilisatoren

menge erzielen. u. dgl. nach dem Polymerisationsverfahren vermischt,

Der Grund, weshalb die Farbechtheit größer wird, in einer Granuliervorrichtung granuliert und als ist nicht klar; es steht aber fest, daß man ohne Zu- Spinnmaterial in Form eines granulatförmigen PoIysatz von flüssigem Paraffin eine geringere Farbecht- meren verwendet. Bei dieser Granulierung erfolgt heit als mit einem flüssigen Paraffin erzielt, selbst 50 eine geringfügige Depolymerisierung. Bei der Auswenn irgendein Mischverfahren angewandt wird. wahl des bei der Erfindung verwendeten kristallinen Diese hervorragende Wirkung ist auf die Zugabe von Polypropylens ist darauf zu achten, bis zu welchem flüssigem Paraffin zurückzuführen. Grad das bei der Polymerisation erhaltene Polymere

Auf diese Weise läßt sirh der sehr große wirt- bis zur Verwendung als Spinnmaterial in Form des

schaftliche Nachteil des mangelnden Glanzes und der 55 granulatförmigen Polymeren depolymerisiert wird,

mangelnden Leuchtkraft sowie der geringen Färb- Der Depolymerisierungsgrad ist bei der Erfindung

echtheit von kristallinem Polypropylen vollkommen wie folgt definiert:

vermeiden. Depolymerisationsgrad = (v_sp/c)_p/^_sp/c)_s in der

Kristallines Polypropylen kann man durch Poly- (v_sp/c)_p die relative Viskosität eines bei dem Polymerisieren von Propylen in Gegenwart eines stereo- 60 mensationsverfahren erhaltenen Polymeren und regelmäßigen Polymerisationskatalysators herstellen; {ri_sp/c)_s die relative Viskosität eines als Spinnmaterial zur Verwendung als Ausgangsmaterial für das verwendeten Polymeren bedeuten. Es ist eines der Schmelzspinnen muß man jedoch im Hinblick auf die bevorzugten Merkmale, daß das als Spinnmaterial Spinnbarkeit auf einen geeigneten Polymerisations- bei der Erfindung verwendete kristalline Polypropylen grad achten. Es ist zweckmäßig, den Polymerisations- 65 einen Depolymerisationsgrad von 2,0 oder weniger grad auf Grund der relativen Viskosität {ji_spIC) in aufweist.

einer Tetralinlösung bei einer Polymerenkonzentra- Das bei der Erfindung verwendete flüssige Paraffin

tion von 0,1 g/100 ml und einer Temperatur von besteht aus einer öligen, aus Erdöl erhaltenen Flüs-

sigkeit, die selbst beim Erhitzen auf über 300⁰C mischen von 99 Teilen (Ϊ) mit ITeil (Π), Strangpraktisch geruchlos ist und eine chemisch sehr inerte pressen des erhaltenen Gemisches, Schneiden des Substanz darstellt Es ist unlöslich in Waser und Al- Produkts in ein Granulat und anschließendes Auskohol, löslich in Äther, Chloroform und Schwefel- spritzen des Granulats durch eine Schraelzspinnkohlenstoff. Die Verträglichkeit von flüssigem Paraf- 5 maschine bei 250° C hergestellt; diese Fäden verfin und Polypropylenharz ist sehr gut; aus diesem loren beim Strecken ihren Glanz und verfärbten sich Grund erfolgt praktisch kein Ausbluten von flüssi- auf Grund der Zersetzung der Pigmente bei hoher gem Paraffin aus den Fäden. Überraschenderweise Temperatur leicht braun, treten durch das flüssige Paraffin keine Schwierigkeiten beim Strecken oder der zweiten Streckstufe io Beispiel 2 auf, und der Handelswert der Fäden wird keineswegs

vermindert Ferner weisen die erfindungsgemäß her- 66 Teile kristallines Polypropylen (I) mit einer

gestellten Polypropylenfäden klare Farben und einen Grundviskosität von 1,7, gemessen in einer Tetralin-Griff ähnlich wie Wolle auf. lösung von 135° C, und 30 Teile flüssiges Faraffin

Der Titer der durch Spinnen gemäß der Erfindung 15 wurden in einem Banbury-Mischer vorgeknetet, erhaltenen Fäden ist keineswegs begrenzt und man 96 Teile des so erhaltenen Harzes und 4 Teile C. I. kann ohne weiteres Monofäden von 100 Denier oder Pigment Blue 15, 74160 (II) wurden vermischt und mehr sowie Garne mit einem Einzelfasertiter von in einem Banbury-Mischer bei 160° C gut geknetet; 0,5 den umfassen. das hierbei erhaltene Harz wurde schmelzextrudiert

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden 20 und zu einem Granulat geschnitten, kristallines Polypropylen (A), flüssiges Paraffin (B) Das so erhaltene Granulat wurde bei 200° C in

und Pigment (C) vor dem Spinnen miteinander ver- einer Schmelzspinnmaschine versponnen. Die erhalmischt und verknetet; (A), (B) und (C) können nach- tenen Fadengarne wurden auf das Vierfache geeinander vermischt und verknetet werden; (A) und streckt, wobei Garne von 1000 den/300 Fäden erhal-(B) werden jedoch vorher und dann erst (C) beige- 25 ten wurden. Die Fäden wiesen einen klaren blauen mischt, und das erhaltene Gemisch wird bei mög- Glanz auf und zeigten selbst bei 80stündiger Bestrahlichst niedriger Temperatur geknetet. Zum Ver- lung mit einem Fade-O-meter keinerlei Farbverändemischen und Herstellen eines Polymeren mit großer rung.

Farbstoffkonzentration eignet sich eine starke Misch- Andererseits wiesen Fäden ohne einen Gehalt an

vorrichtung, wie ein Banbury-Mischer oder eine 30 flüssigem Paraffin, die zum Vergleich beispielsweise Knetmaschine; man kann auch ein Farbkonzentrat durch Verkneten von 99 Teilen (I) und 1 Teil (II) in herstellen, indem man die Verbindungen (A), (B) einem Banbury-Mischer und Schmelzspinnen des er- und (C) gründlich unter Verwendung einer Schrau- haltenen Gemisches bei 260° C erhalten wurden, benstrangpresse vermischt. keinerlei Leuchtkraft und Glanz auf, besaßen einen

Es ist bemerkenswert, daß das Beimischen von 35 geringen Farbwert und waren blaßblau. Pigment ?n Anwesenheit von flüssigem Paraffin erleichtert wird und man so ohne weiteres ein einheit- Beispiel 3 lieh gefärbtes Ausgangsmaterial erhalten kann.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man Ein Gemisch aus 90 Teilen desselben kristallinen

verschiedene Stabilisatoren für Polypropylen kombi- 40 Polypropylens (I) wie im Beispiel 1, 10 Teile flüssiniert anwenden. Ferner kann man zum Dispergieren gem Paraffin (II), 0,01 Teile eines anorganischen der Pigmente ein Dispergierungsmittel zugeben. Pigments C. I. 77265 (III) und 0,1 Teil C. I. Pigment

Die Erfindung wird nun an Hand der folgenden Blue 15, 74160 (FV) wurde durch eine Strangpresse Beispiele weiter erläutert. Alle Teilaagaben beziehen stranggepreßt und dann zu einem Granulat gesich dabei auf das Gewicht. 45 schnitten. Das so erhaltene Granulat wurde bei

. · , « 190° C aus einer Schmelzspinnmaschine ausgespritzt,

Beispiel 1 wobei Fäden mit einer Festigkeit von 4,5 g/den, einer

12 Teile flüssiges Paraffin wurden mit 87 Teilen Dehnbarkeit von 32°/o, einem sehr klaren dunkelkristallinem Polypropylen (I) mit einer Eigenviskosi- blauen Glanz und ausgezeichneter Abriebbeständigtät von 1,5, gemessen in einer Tetralinlösung von 50 keit erhalten wurden.

135° C, vermischt. Das erhaltene Geiriisch wurde bei Dagegen wiesen Fäden, die zum Vergleich durch

160° C durch eine Strangpresse gepreßt und dann in Strangpressen eines Gemisches aus 100 Teilen (I), eine Granuliervorrichtung gebracht, wobei ein färb- 0,01 Teil (III) und 0,07 Teilen (IV) und Spinnen des loses Granulat erhalten wurde. 1 Teil C. I. Pigment erhaltenen Harzes bei 250° C unter Verwendung Red 38, 21120 (II) wurde mit 99 Teilen Granulat 55 einer Schmelzspinnmaschine hergestellt wurden, vermischt, und das erhaltene Gemisch wurde bei keinerlei Klarheit und Glanz auf und besaßen einen 160° C durch eine Strangpresse gepreßt und dann zu wesentlich geringeren Farbwert als die Fäden mit einem Granulat geschnitten. einem Gehalt an flüssigem Paraffin.

Das erhaltene Granulat wurde bei 190° C aus

einer Schmeizspinnmaschine ausgespritzt und das er- 60 B e i s ρ i e 1 4

haltene Garn wurde mit einer Aufwickelgeschwindigkeit von 800 m/Min, aufgewickelt, wobei ein nicht- Ein Gemisch aus 85 Teilen desselben kristallinen gestrecktes Garn von 200 den/24 Fasern erhalten Polypropylens (I) wie im Beispiel 1, 15 Teilen flüswurde. Dann wurde das nichtgestreckte Garn bei sigem Paraffin (II) und 1,5 Teilen C. I. Pigment 110° C auf das Vierfache gestreckt, wobei glänzende 65 Yellow 3, 11710 (III) wurde stranggepreßt und dann rotgefärbte Fasern mit einer Stärke von 4,3 g/den zu einem Granulat geschnitten. Das so erhaltene Gra- und einer Dehnbarkeit von 28 °/o erhalten wurden. nulat wurde bei 200° C versponnen, wobei Mono-Zu Vergleichszwecken wurden Fäden durch Ver- fäden von 500 den erhalten wurden.

Die erhaltenen Fäden wiesen einen sehr klären gelben Glanz auf.

Dagegen wiesen die gestreckten Fäden, die zum Vergleich durch Strangpressen eines Gemisches aus 100 Teilen (I) und 1,5 Teilen (III) und anschließen-

des Spinnen erhalten wurden, keinerlei Leuchtkraft und Glanz bei zunehmendem Streckverhältnis auf und besaßen einen wesentlich geringeren Farbwert als die unter Zusatz von flüssigem Paraffin hergestellten Fäden.

Claims (1)

1. einem Schmelzpunkt von weniger als 100° C und Patentansprach: einem Siedepunkt von wenigstens 250° C

   Unter diese Definition fällt zwar auch flüssiges

   Verfahren zum Herabsetzen der Spinntempe- Paraffin, das bei der Erfindung verwendet wird, ratur beim Herstellen von gefärbten Polypro- 5 Flüssiges Paraffin besteht jedoch normalerwei^ aus pylenfasem nach dem Schmelzspinnverfahren, einem dünnflüssigen Öl welches; durch weneres Re₁-dadurch gekennzeichnet, daß man ein nigen von Mineralöl hergesteUt wurd^ Dagegen Gemisch aui Polypropylen, 5 bis 20 Gewichts- besteht das in der deutschen Auslegeschrift 1031468 Prozent, bezogen atf die Gesamtmenge des Ge- genannte Mineralöl aus einer Vielfalt von Verbinmisches, flüsigem Paraffin sowie einem Pigment *o düngen einschließlich Pararnnwacns.
   bei einer Temperatur von 200° C oder darunter Mineralöl zersetzt sich jedoch beun Erbitten auf

   schmelzverspinnt. 250 bis 300⁰C, wodurch bei der praktachen An

   wendung häufig Verfärbungen des Polymeren beun Vermischen bei derart hoher Temperatur auftreten.

   _l5 im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren, bei

   welchem ein Erhitzen auf über 250° C erforderlich ist, ist bei der Erfindung ein derartiges Erhitzen dlih

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herab- n»«** erforderlich. . , .
   setzen der Spinrltemperatur beim Herstellen von ge- Erfindungsgemäß wird vielmehr eine niedrigere färbten Polypropylenfasern. Die erfindungsgemäß » Temperatur bevorzugt um brillant gefärbte Fasern hergestellten gefärbten kristallinen Polypropylen- von großer Farbechtheit.zu ernten vne sich aus fasern weisen einen ausgezeichneten Glanz, hervor- den erfindungsgemaßen Beispielen 1 (190 C) Betragende Leuchtkraft und tiefe Farbtönung^, spiel 2 und 4 (200° C) sowie Beispiel 3 (190° C)

   Es sind bereits zwei Verfahren zum Färben von ergibt.

   synthetischen Fäden bekannt. Bei dem einen Ver- »₅ Die Beispiele der deutschen Auslegeschnft befahren wird ein gefärbtes Material durch Zugeben ziehen sich darüber hinaus lediglich auf Polyäthylen eines Pigments vor dem Formen des Granulate zu- so daß es zweifelhaft ist ob sich das Mineralöl auch gegeben und dieses anschließend zu gefärbten Fäden bei Polypropylen anwenden laßt,
   versponnen. Bei dem zweiten Verfahren werden die Das Verfahren gemäß der deutschen Auslegeschn t ungefärbt gesponnenen Fäden mit einem Farbstoff 30 1031468 bezweckt Verbesserungen bei der Herstelgefärbt. Insbesondere das letztgenannte Verfahren lung von einheitlichen Faden von feinem Titer aus ist weitgehend für gesponnene Fäden geeignet, die hochmolekularem Polyäthylen bei hoher Spinnternsich infolge ihrer Polymerenzusammensetzung nur peratur und unterscheidet sich damit hinsichtl-ci! schlecht mit einem Farbstoff anfärben lassen, wie Aufgabe und Lösung grundsatzlich von der Erfindies z. B. bei Vinylidenchlorid-Fäden der Fall ist 35 dung. Die Erfindung bezweckt namhch die Erzielung

   Da kristallines Polypropylen keine polare Gruppe von wollartigen gekräuselten Faden sowie von bnllam

   in der Molekülstruktur aufweist, die als aktiver gefärbten Fäden mit großer Farbechtheit.

   Färbepunkt dienen könnte, ist es sehr schwierig, Aus den Beispielen der deutschen Auslegeschnrt

   derartige gesponnene farblose Fäden nach einem 1031 468 ergibt sich, daß der Titer m der Großen-

   der bekannten Färbeverfahren in einem tiefen Färb- 40 Ordnung von 16, 45 und 19 den bei einem Einzel-

   ton und mit großer Farbechtheit zu färben. Daher faden liegt. Im Gegensatz hierzu wird bei der Erfin-

   wurde ein Pigment vor dem Spinnen zugegeben; es dung ein Einzelfaden mit 2 bis 5 den erhalten (vgl.

   erfolgte also eine Färbung des Materials, wobei ge- die Beispiele).

   färbte Fäden mit großer Farbechtheit bei gleich- Das erfindungsgemäß erzielte Ergebnis ist auf die

   zeitig niedrigen Kosten erhalten wurden. 45 Anwendung von flüssigem Paraffin, nicht aber auf

   Dieses Verfahren weist jedoch den erheblichen die Anwendung von Mineralölen allgemein, sowie

   Nachteil auf, daß die durch Einmischen eines Pig- auf die Anwendung von Polypropylen für übliche

   mems in kristallines Polypropylen erhaltenen gefärb- Fasern zurückzuführen; außerdem sind die erfin-

   ten Fäden keinen Glanz und keine Leuchtkraft dungsgemäß erzielten Eigenschaften darauf zurück-

   sowie nur eine geringe Farbechtheit aufweisen. 50 zuführen, daß ein Spinnen unter Verwendung einer

   Ein weiterer großer technischer Nachteil ist die Schneckenpresse, wie bei der deutschen Auslege-

   im Vergleich zu den Vinylidenchlorid-Polymeren schrift, nicht erforderlich ist.

   beschränkte Anzahl der bei der hohen Form- und In der deutschen Auslegeschrift 1 031 468 ist ledig-