DE1669541A1 - Verfahren zum Schmelzmischen und Spinnen eines Polymerisatgemisches - Google Patents

Description

DR. E. WIEQAND

MÖNCHEN

DIH.-ING. W. NIEMANN

HAMBURG FATENTANWXitE

NUSSSAUMSIRASSE 10 TELEFON. 555W

1; Aus. 1966

W. 12 72G/66

Teijin Limited
Osaka (Japan)

Verfahren zum Schmelzmischeii und Spinnen eines Polymerisatgemisches

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren ztim Schmelzmischen und Spinnen von Polycaprolactam und linearen Poly entern z-u Paeern oder

Eb ist "bekannt, daß ausgezeichnete synthetische Fasern oder Fäden durch Schmelzspinnen von linearen Polyamiden, insbesondere iBfon lTylon-6 und riyXon-66, und linearen Polyestern, insbesondere Polyethylenterephthalat und polymeren Polyestern mit einem Geiinlt von mehr als 80 Mol-% Ithylenterephthalateirihaitcn oriiulten. werden könneiu

ISinox- d'ji? iiachtelle, der bei Polyamidfasern beobnchbet jvirtl, bfsatohl/ darin, daß trotz diii-on außerordentlich guter r-bbn.pkeit Ίοί";η Zoung¹ ί-i'iticr Modul niodrig itrt, "Beia

weise ist im Falle von Nylon-6-und Nylon-66-Fasern der

Young'sehe Modul im Bereich von 14-0 bis 300 kg/nm . Außerdem wqr bei Verwendung für Bekleidungsstücke ein wachsartiger Griff vorhanden*

Andererseits "besitzen die Polyesterfasern oder -f'iden und insbesondere Polyäthylentereijhthalatfasern einen xoungsehen Modul von 550 bis 1000 kg/mm'" und sogar darüber, wobei die Stapelfasern davon zum Mischen mit V/olle und Baumwolle verwendet werden, wöarend die Fäden davon in großer Menge für technische Zwecke zur Anwendung gelangen* Hinsichtlich dor chemischen Struktur der Polyesterfasern ode:r, -faden ist jedoch das Anfärben dieser Fasern offensichtlich ocLwie~ riger als bei Polyamid·

Wie vorstehend ausgeführt, besitzen die Polyamidfasern offensichtlich solche Nachteile, wie daß ihr Ymmg'acher. " Modul niedrig ist und daß sie gegenüber den Polyesterfasern einen wachsartigen Griff aufweisen, jedoch andererseits den letzteren hinsichtlich ihrer Festigkeit und Aufärbbarkeit überlegen sind. Es ist daher vors-bellbar, daß durch Vermischen von einem linearen Polyamid mit einem linearen Poly- ., ester und durch Herstellung von fasern aus diesem Gemisch eine Faser erhalten werden könnte, die die Eigenschaften von beiden Polymerisaten gemeinsam besitzt und demgemäß besonders h·- !-vorragende KLgenüchaften aufweint»

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Es ist jedoch, bisher nichts darüber bekannt» welche Klasse von diesen faserbildenden Polyestern und linearen Polyamiden als Ausgangsmaterialien gewählt werden soll und unter welchen Spinnbedingungen die Mischung von diesen zwei Polymerisaten schjaelzextrudiert werden soll, um zufriedenstellende Fasern oder Fäden zu erhalten. Gemäß einer allgemeinen I*ehre der gebräuchlichen Schmelzspinnarbeitsweisen ist es vorstellbar, daß das Spinnen von zufriedenstellenden Fasern oder Fäden durch Ausspritzen der Schmelze der beiden Polymerisate bei einer Temperatur erreicht werden kann, die oberhalb des Schmelzpunkts des bei höherer Temperatur schmelzenden Polymerisats, jedoch unterhalb der thermischen Zersetzungstemperatur des Polymerisats, das bei einer tieferen Temperatur einen thermischen Abbau erfährt, liegt»

Versuche haben (Jedoch in unerwarteter Weise gezeigt, daß beim Verspinnen einer Schmelze, in welcher der dem PoIycaprolactam zugesetzte Polyester 10 Gew.-% übersteigt, selbst innerhalb des vorstehend angegebenen Bereichs ein zum Spinnen ungeeigneter Temperaturbereich vorliegt, bei welchem zahlreiche Fadenunregelmäßigkeiten und Fadenbrüche im Spinnvorgang auftreten· Es wurde infolgedessen nunmehr gefunden, daß zur Vermeidung dieses Spinntemperaturbereiches und daher zur Erzielung von gleichförmigen Fäden, in welchen im wesentlichen keine Unregelmäßigkeiten vorhanden sind, und zur

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Vermeidung der Aussetzung an eine erhöhte Temperatur, bei welcher unerwünschte Einflüsse auf die Eigenschaften der Fäfen erhalten werden, es notwendig ist, einen bestimmten, bezeichneten Srinntemperaturbereich von einer Temperatur unterhalb des vorstehend angegebenen Temperaturbereichs, dei* zuüi Spinnen ungeeignet ist, anzuwenden.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines ^upinnverfahrens, bei welchem Fäden, die gemeinsam die Eigen~ schäften von linearen Polyamiden und Polyestern aufweisen,und ausgezeichnete Garneigenschaften besitzen,aus einem Polymer!« satgemisch von linearen Polyamiden, insbesondere lolycaprolatam, und faserbildenden Polyestern, insbesondere Poly^tnylenterephthalat, erhalten werden«

Die vorstehend geschilderten Zwecke werden durch ein Spinnverfahren get^äß der Erfindung erzielt, wobei eine folymerisatmischung aus PolycoprolTctam und einem faserbildenden Polyester, bestehend aus wenigstens 30% L thy lent erepiithalat schmelzgesponnen wird, das dadurch, gekennzeichnet ist, daß man 90 bis 55 Gew.-% des Polycaprolactams und 10 bis 45 Gew.-% des Polyesters in der Schmelze mischt und bei "Iner Temperatur im Bereich zwischen:

(a) einer Temperatur, die weniger als 20⁰G unterhalb ■les Schmelzpunkts des Polyesters und nicht tiefer als 235°^ ist, und

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(Td) j'nev Temperatur, die durch, den Ausdruck /252.5 - 1,37 £ ( Yp-9,5¹ ) + 50 (rj_N - »lp)_7⁰c

.viodeL'^>'i-:^b:)ri wird, worin P die Menge in G-eWo-% des Polyesters in der i/ii.-;chun?, n„ die grundmolare Viskosität des Polycaprolaofcims, i-i messen in m-Kresol "bei 35 G und Wp die grundmolure Viskosität des Polyesters, gemessen in o-Ghlorphenol j bei 35°G darstellen^ spinnt«

15ei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird als faser— bildender Polyester aus wenigstens 90 Mο 1-56 Ätliylenterephthalat hauptaÄchlich Polyethylenterephthalat verwendet. Jedoch :i!nd die Polyefjtor mit einem Gehalt von wenigstens 90 Mol-% Atnyleii'-fir^ohthalateinheiten, in welchen ein Teil der Süureodor ßl.ykolkomponente durch andere zweiwertige Sauren, z.B. Isophthalsäure, -mdere Glykole oder Oxycarbonsäuren, z.B. Oxy benzoesäure, -ji:r,etzt sind, ebenfalls brauchbar.Außerdem können auch solche lolyeofcer, die im weae^nlichen linear sind, ,jedoch oin Ver-üweir-ungsmittel enthalten, in gewissem Ausmaß ebenfalls verwendet «erden«

bescuriebene, bei dem Vex'fahren gemäß dox· ¹^findun-r zu verwendende Polyester soll üblicherweise einen i'olym•■ris;:jtionfjRrad entsprechend einer grundmolaren Visk'Jüität /j\J7* gomeiirjnn in o-Ohlorphenol bei )5°G von 0, j^c) ΊΛν, 0,9^ und vorzu'.swoirje von Ο,|35 bin Olf75 ;uif-/Jf: Ir, en.

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Bei dem Verfahren ^emäß der Erfindung ist der Kristallinitätsgrad des vorstehend genannten Polyesters vorzugsweise nicht größer als 10%.

Der hier verwendete Ausdruck "Kristallinitätsgrad^ stellt einen ;7ert dar, der mittels der spezifischen Gewichts-Methode unter Verwendung des nachstehenden Ausdrucks zur Bere/chnung :

±_ _X_ ₊ (1 + X)
-^a " ^dkr ^dam

erhalten wird, worin X das Ausmaß, bezogen auf Gewicht, der kristallinen Teile, d das spezifische Gewicht der Probe, d, das spezifische Gewicht der kristallinen Teile, das für Polyethylenterephthalat 1,4-5 beträgt, und d das spezifische Gewicht d»Ä nicht-kristallinen Teile.* . das für Polyätliylenterephthalat bedeuten.

Das bei dem Verfahren gemäß der Erfindung zu verwendende Polycaprolactam ist allgemein als Nylon-6 bekannt. Dieses Polycaprolactam kann zweiwertige SHuren, Diamine oder andere Aminosäuren bis zu einem Ausmaß enthalten, bei welchem der wesentliche Charakter von dem iοlyeaprοIactarn Mcht eingebüßt int« Hinsichtlich der Zwecke der Erfindung betiitzt das Polycaprolactam vorzugsweise einen Polymerisation* p;rad ent»prechend οLnor grundmolaren Viskosität moisöen in m-Krotsol bei ifJ°O, vc)ii 0,9 bis 1,^r> und vcn 0,9 bin I,,:¹»

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bfifcrüfit, BADORiGINAL

Vcrsu ~£-.Vcise liegt dor Unterschied zwischen der grundnclnron Viskosität^- des verwendeten Polycaprolactams und ι1>~:ϊ rrrundmolaren ViskositätYp ρ des Polyesters innerhalb des 3er_-iciis von 0,5 bis 0,7 und insbesondere zwischen C,35 und 0,6«

Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung werden 90 bis i>5 Ge»".->a dos vorstehend be.icariebenen iolycaprolactaais und 10 bis 45 Ge\v«-% dee vorstehend beschriebenen fase rbildenden Folyesters in der Schmelze gemisclit und in Form von Fasern oder Fäden ausgespritzte

Beim Schmelsmischen des Caprolactams und des faserbildenden Polyesters ist es von v/esentlicher Bedeutung, daß zwischen den beiden Komponenten keine wesentliche chemische Heaktion herbeigeführt wird und ferner daß eine homogene Mischung erhalten wird« So v/ix^d eine Schmelze gebildet, in welcher der faserbildende Polyester in der kontinuierlichen Phase des Polyca^rolactams dispergiert ist·

Für die sehr feine Dispergierung des Polyesters in dem Polycaprolactamf und zur Steigerung der Gleichförmigkeit und physikalischen Eigenschaften der sich ergebenden gesponnenen Fäden wird insbesondere eine Mischung mit einem Gehalt von 90 bis 65 Gew.-?ä des Polycaprolactams und 10 bis 35 Gew.-% des fanerbildenden Polyesters bevorzugt»

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- δ - .'■"'■ - ■..^:■■■..■■" -

Für die Bildung desvorstehend beschriebenen, schmelzgemischten Polymerisats werden Pellets von Polycaprolactam und den faserbildenden Polyester direkt in den gewünschten Anteilen einer Schmelzspinnmaschine, die eine Mischeinrichtung aufweise, beispielsweise einer Spinnmaschine der Extruderart zugeführt oder das Polycaprolactam und der faserbildende Polyester werden zuerst innig schmelzgemischt und Pellets von dem schmelzgemischten Polymerisat gebildet, die dann=einer Schmelzspinnmajchine zugeführt werden»

Ein wesentliches Merkmal des Verfahrens gemäß der Erfindung beruht darauf, daß die Schmelzmischung dee Polyesters und Polycaprolactams innerhalb des nächstehend angegebenen Temperaturbereichs gesponnen wird, nämlich:von:

(a) einer Temperatur, die über derjenigen liegt, weloiie -20⁰C unterhalb-des Schmelzpunkts des Polyesters und nicht unterhalb 235⁰C ist_t bis

(b) einer Temperatur, die durch den Ausdruck:

(I) /~252V5 -1,8? x (T^- 9,5") '+■ 50 (h_N - ^p)J⁷⁰G dargestellt wird«,

Der hier verwendete Audruck "Schmelzpunkt " des Polymerisats bezeichnet die Temperatur, bei welcher die. Kristalle des Polymerisats schmelzen, wie dies durch optische Methode··! bestimmt wird. Der Schmelzpunkt von Polyethylenterephthalat ist gemäß dieser !Ostimmunesmebhode bei 264°G, \vährend der von

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bei 223⁰O ist« Andererseits liegt die Temperatur, bei welcher Nylon 6 sich zu zersetzen beginnt, wie dies durch das V/ä'rraegleicIigewiclats-Verfa'nren (thermobalance method) ^■■lotimmt wird, bei etwa 360⁰G, während die. Temp-ratur, bei welcher die Zersetzung von polyethylenterephthalat einsetzt, bei etwa 375°C Iiopt_β Ss wurde jedoch festgestellt, daß die m

^% ige ™

Temperatur, hei welcher nacht ei 1<£ Wirkungen- auf das Schmelz-G"^innen <Ϊ3Γ voi^^hend genannten ',Komponenten erhalten werden, bei etwa einer um 2Q⁰G tieferen Temperatur als diese ■Jerte li'^t« Es ist daher allgemein annehmbar, daß die Anwendung Girier Teiupez'atur innerhalb "des Bereichs von 264-° bis 34G⁰O beim"-Verspinnen einer Mischung eines Polycaprolactams und fiinoü irol.yüthylenterephthalats zufrMenstellend ist«

Es v/urde jedoch völlig überraschend festgestellt, daß in dor_:i Vv.-.-i;t ,-hend angegebenen Temperaturbereich, und zwar in einem Bereich darin, der als besonders zweckmäßig hinsichtlich der Spinnbedingungen und dex· Eigenschaften der sich ergebenden, rresponnenen Faser angesehen wurde, d.h» in einer mibtloren 'Aone innerhalb des vorstehend bezeichneten Teraperaturberviichs, ein zum Spinnen ungeeigneter Boreich vorhanden int, -J,h» ':> in Bereich, in we lchemz ahlreiche Brücken und keiten in den gesponnenen Faden auftraten_e

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Es wurde festgestellt _i daß dieser Temperaturbereich. (T), in welchem das Spinnen von Fasern oder .Fäden praktisch..unmöglich, warj relativ zu der zugemischten Menge des verwendeten Polyesters (P G-ew.-%), der grundmolaren Viskosität des,verblendeten PolrAcaprolactams (¹Vm-) und der .grundmolaren Viskosität des Polyester (rip) mittels der folgenden Ungleichung ausgedrückt werden konnte:

■-.-. (II) /"252,5 +-5,87:χ

> T >7252,5- - 1,8? x (p - 9$ ) +

Die Erfindung ivird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert» ·

In Figo i ist eine graphische Darstellung gezeigt, die die Beziehung zwischen der Spinntemperatur des Polycaprolactam-Polyäthylenterephthalat-Gemisches und den Unregelmäßigkeiten U/ö in den sich ergebenden, gesponnenen Fäden anzeigt»

In Fig. 1 ist die Beziehung zwischen der Spanntemperatur und den Fadenunregelmäßigkeiten gezeigt, wenn ein Jrolycaprolactam mit einer grundmolaren Viskosität von h _w 1,05 und ein Polyethylenterephthalat mit einer grundmolaren 'Viskosität..

p von 0,65 schmelzgemischt und gesponnen wurden. In Fig_o 1 s^ind die Spinnteinperatur der Polycaprolactam-Polyester-Miirichung auf der Abszisse und die Unregelmäßigkeiten der gesponnenen Fäden W/o auf der Ordinate aufgetragen» (Die hier .verwendete Bezeichnung "Spinnfceraperatur" Lfit die Temperatur d&n Spinn-

• '" 109827/15A4 ÖA£? OBfGfNAI,

U'

blocks der Spinnmaschine). Aus Fig, 1 ist ersichtlich* daß im Falle von FoIycaprolactarn allein im wesentlichen keine Unregelmäßigkeiten in den gesponnenen Fäden innerhalb eines Tempei'aturbereichs von 240 bis 3öÖ°C beobachtet Zierden, während, wenn die Menge an dem Polyamid einverleibten! Polyester 10 Gew.-% oder mehr wird, das Auftreten von Fadenunregel-Mäßigkeiten im mittleren SpinnteBfoeraturbereich außerordentlieh groß wird und außerdem der Temperaturbereich, in welchem dt.s Ausführen des Spinnens der Fäden praktisch schwierig wird, noch ausgedehnter wird«

Deiizuf ο Ige scheint es zweckmäßig, den zum Spinnen ungeeigneten Temperaturbereich, wie durch die vorstehend ange-

(II)
gebene Ungleichung/bezeichnet, auszuschließen'und das Spinnen der Polycaprolactam-Polyester-Mischung im Temperaturbereich auf den höheren und tieferen Temperaturseiten von diesem mittleren Bereich auszuführen*

Es wurde jedoch gefunden, daß beim Spinnen der Polymerisatmischung von Folycaprolactam und Polyester, die in dem vorstehend bezeichneten "Verhältnis gemischt sind, ein Wärme~ abbau in erheblichem Ausmaß "bei einer beträchtlich tieferen Temperatur stattfand, als wenn die Polymerisate allein verwendet wurden, beispielsweise feei selbst bei 320°G»

Daher ist das Spinnen der PoIyCaPrOIaCtBm-PoI-ZeStBr-Polymerisatmischung in dem Temperaturbereich auf der höheren

BAD

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Temperaturseite des vorstehend genannten, zum Spinnen ungeeigneten Temperaturbereichs und in Nähe der Wärmeabbau-· temperatur der Mischung besonders unerwünscht» da hierbei ein Wärmeabbau und eine Verfärbung der·Polymerisatmischung in wahrnehmbarem Ausmaß stattfindet und eine beträchtliche Abnahme in den Eigenschaften der gesponnenen Fäden erhalten wirdο

Andererseits ist es auch sehr unerwünscht, das Spinnen bei einer Temperatur unterhalb 235°C oder tiefer als 20 C unterhalb des Schmelzpunkts des Polyesters auszuführen, da nicht nur die Viskosität der Schmelze außerordentlich hoch wird, sondern auch das Auftreten von Tröpfchen übermäßig wird, wodurch die Ausführung des Spinnarbeitsganges erschwert wM.

Daher ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung in der Erkenntnis zu sehen, daß eine Polyeaprolactam-Polyester-Polymerisatmischung mit einem bezeichneten Verhältnis bei einer Temperatur im Bereich zwischen einer tieferen Temperatur als derjenigen der vorstehend angegebenen Ungleichung (II), doho des zum Spinnen ungeeigneten Temperaturbereichs, und einer Temperatur oberhalb 235°C sowie über derjenigen, die 2C⁰G unterhalb des Schmelzpunktes des Polyesters liefrfc, gesponnen werden muß«

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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsförm der Erfindung; wird als fayerbi.ldend.er Polyester aus mehr als 90" Mol-% JLthy lent ere üiithalat insbesondere . e-iii ε- ο lc her verwendet, dessen Grad an Kristallin?,tat. .höchstens 10% betragt»

Gewähnlich ist es beim Spinnen von. Polyes-terf asern übliche Präzis, die Pellets von Polyesterpolymerisat durch Erhitzen zu trocknen,um möglichst weitgehend die von dem Polyester absorbierte Feuchtigkeit zu entfernen* Dabei" schreitet jedoch die Kriütallinität des. Polyesters fort und die der Schmelzspinnmaschine zugeführten Polyesterpellets besitzen.üblicherweise einen ivristalliiiita'tsgrad im Bereich zwischen '2.5% und 45%»

Wenn ein derartiges gebräuchliches,faserbildendes Polyestermaterial mit einem verhältnismäßig hohen Grad an Kristallini bat mit Polycaprolactam gemischt wurde und die so erhaltene PolymeriBatmischung bei einem Spinntemperaturbereich " unterhalb des vorstehend genannten, zum Spinnen ungeeigneten Bereichs, und insbesondere bei' einem--Temperaturbereich in Nähe des Schmelzpunktes des Polyesters gesponnen wurde, wurde festgestellt, daß die Spinn'barkeit der Polymerisatmiachung, wie aun den nachnbehend aufgeführten Beispielen ersichtlich, noch unbefriedigend war und die-"-"Neigung zum Auftreten von Fadenunregelmäßigkeiten mit relativer Häufigkeit vorhanden

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war»· Außerdem, beaaßen die unter den vorstehend genannten . ,. Bedingungen gesponnenen Fäden den Nachteil oder Fehler, daß .vorstehende oder höckerige !teile, die üblicherweise, als. "Noppen" oder "Knoten" bekannt sind, in bestimmten Abständen in Längsrichtung der Fäden in Erscheinung traten»

mikro ' " - ' "- " . " In Figo 2 wird eine photographische Darstellung (in

6C-facher Vergrößerung) von unter solchen Bedingungen gesponnenen Fäden gezeigt. Aus dieser photograrhisehen Darstellung ist ersichtlich, daß sich" auf diesem Faden Noppen oder Knoten gebildet haben.

Andererseits werden gemäß der bevorzugten Ausführungs— form des Verfahrens gemäß der Erfindung,wobei als faserbil— dendes Polyesterausgangsmaterial ein Polyester, dessen Kristallinitätsgrad bei höchstens ΛΌ% gehalten ist, insbesondere zur Anwendung gelangt, Fäden mit einem gleichförmigen Titer mit einer guten Spinnbarkeit, »elbst bei einer niedrigen Spinntemperatur im Bereich zwischen einer Temperatur von 20⁰C unterhalb des Schmelzpunktes des einverleibten.Polyesters und einer Temperatur, die durch daa vorstehend angegebenen Ausdruck (I) begrenzt ist, erhalten«Außerdem ist das glatte Spinnen von Fäden ohne derartige Mängel» wie Fadenbruch, ermöglicht worden» selbst, wenn Spinntemperaturen.unterhalb des Schmelzpunktes des verwendeten Polyesters angewendet; -,-·;.-.-wurden.Außerdem wird kein wesentliches Auftreten von Noppen

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ORIGINAL

oder Knoten _t wie in Fig. 2 gezeigt_t in den Fäden beobachtet, die gemäß dieser bevorzugten Ausfiiiirungsf orm des Verfahrens gemäß der Erfindung gesponnen wurdea«

Die Ursache für die Bildung der vortretenden oder höckerigen Teile, d.h. der Noppen» ist bis:".jetzt nicht genau bekannt« Aufgrund von Untersuchungen wird jedoch angenommen, daß diese Noppen durch das Ausspritzen oder Extrudieren von ungeschmolzenen Teilten des Polyesters in Form von kleinen Klümpchen in unterbrochener Weise gebildet werden, und daß andererseits bei der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausfüiirungsform gemäß der Erfindung aufgrund der Verwendung eines Polyesters mit einem Kristallinitätsgrad von höchstens "|0% das Ausspritzen ohne die Bildung von diesen kleinenlclumpenartigen, ungesehmolzenen Teilchen ausgeführt werden kann, wodurch diese vorstehend genannten Fehler vermieden we cden« ■■'.-.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausfüarungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung.wird die in dem vorstehend angegebenen Verhältnis gemischte Polycaprolactam-Polyester'-Polymeri^atmischung vor ihrem Ausspritzen als Schmelze aus der Spinndüse während einer ausreichenden Zeitdauer, um die kristallinen Teile des Polyesters im wesentlichen zu schmelzen, durch eine Zone geführt, die auf eine Temperatur (T^), nämlich:

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/I

einer Temperatur bei wenigstens 5°C über, dem Schmelzpunkt des Polyesters, jedoch, höchstens 25°C über diesem Schmelzpunkt und wenigstens höher als die anzuwendende Spinntemperatur -₌._

erhitzt ist und danach bei einer Spinntenrperatur im Bereich,, der durch die vorstehend angegebene Gleichung (I) vorgeschrieben ist, gesponnen.

Zur näheren Erläuterung der vorstehend angegebenen Temperatur (T^) der Heizzone gilt für den .JTaIl der"Verwendungeines Polyesters mit einem Schmelzpunkt von 264 G folgendes:

Die untere Grenze der Temperatur T,, wird;

264°C + 5⁰O - .269°C; ' w-ihrend die obere Grenze :

264⁰C + 25⁰C - 289⁰C

wirdoITo wird eine Temperatur innerhalb' des Bereichs von 269° bis 289⁰C, die wenigstens höher eis die zu verwendende Spinn Temperatur ist, als Temperatur der Heizzone angewendet<>

Pie Spinnteiaperatur muß natürlich in diese Fall eine Temperatur sein, die innerhalb des Bereichs zwischen 264⁰C « 20 0 a= 244 C und der mittels der vorstehendangegebenen Gleichung (I) errechneten Temperatur liegt,

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Die Heizzone kann zwischen der Beschickungseinrichtung und dem Spinnblock der Schmelzspinnmasciaine angeordnet sein, wobei jedoch deren Anordnung .verhältnismäßig nahe zu dem Spinnblock wirksamer ist_o

In dieser *7eisa ist die Yerweilzeit in dieser Heizzone von der Polycaprolactam-Polyester-Polymerisatmischung zweffii:- ^ mäßig von ausreichender Dauer, um die kristallinen Teile des Polyesters im wesentlichen zu schmelzen* Es ist natürlich nicht erwünscht, die Polymerisatmischung während einer unnötig langen Zeitdauer in der Heizzone zu halten, da dies zu einem Polymerisat mit einer Wärmevorbehandlung (thermal history) bei einer unerwünscht hohen Temperatur führen würde_o

Die Polycaprolactam-Polyester-Mischung soll vorzugsweise wenigstens innerhalb 30 Ivlinuten und vorzugsweise innerhalb 15 Minuten nach Beginn des Erhitzens der Polyiaerisatinischung

■ ■ · I

ausgespritzt werden, um einen Wärmeabbau der Polymerisate zu vermeiden» Im aligemeinen ist die Verweilzeit der Polymer!» satmischung in der.beschriebenen Heifczone innerhalb 0,2 bis 2,0 Minuten» Jedoch ist die Zeitdauer, während welcher die Mischung aus dor· Heizzone zu dem bei der Spinntemperatur gehaltenen Spinnblock geführt wird, noch länger« Während dieser Zeitdauer wird die Temperatur dor Mischung In Nähe der Heigzonentemperatur pjehalten, wobei diese Zeitdauer vorzugsweise unterhalb 3/i? der Ciesamtdauer, während welcher die Mischung in der Spinnmaschine verbleibt, gehalten wird»

Die Schmelze wird nach dem Durchgang durch die Heizzone dann durch eine Spinndüse des bei einer Temperatur gehaltenen Spinnblocks ausgespritzt, die durch die vorstehend angegebene Gleichung (I) vorgeschrieben wird»

Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens

»gemäß der Erfindung können Fäden mit guten Eigenschaften und ^: ' .;- ' sehr ^: ...

wenigen Unregelmäßigkeiten bei einer/guten Spinnbarkeit

erhalten werden, die gleichbleibend ist, wenn ein Polyester von geringem Kristallinitätsgrad, beispielsweise von hoch« stens 10% oder ein Polyester mit einem hohen Kristallinitäts-gradjOberhalb 1Ü/j verwendet wird» Außerdem war das Ergebnis völlig unerwartet, daß durch das Durchleiten der Polycaprolactam-Pol^ester-Polymerisatmischung durch eine bei.der vorstehend bezeichneten Temperatur gehaltene Heizzone vor dem Ausspritzen der Mischung in Form einer Schmelze Fäden ™ erhalten werden können, die im wesentlichen keine Noppen oder Knötchen aufweisen, selbst, wenn ein Polyester mit einem hohen Kristallinitätsgrad verwendet und dessen Verspinnen, bei einer !lieferen Temperatur In Nähe seines EchmeIzpunktesausgeführt wird» "...-..-

Die bei dem Verfahren gemäß der Erfindung zur'· A-nw en durig ... gelangende Schmelz spinnmaschine ist vorzugsweise eine solche, die eine Einrichtung zum Schmelzen der Mischung unter Kneten und Vermischen aufweist und danach die Schmelze ausspritzt extrudiert»

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BAO OBiGfMAt

/3

Als derartige Spinnmaschine ist eine solche der Extruderart "besonders zweckmäßig und bequeme

Die unverstreckten Fasern oder Fäden aus der Polycaprolactam-Polyester-Polymerisa-bmischung, die nach, dem Verfahren gemäß der Erfindung, wie vorstehend "beschrieben, gesponnen wurden, werden dann gemäß der gebräuchlichen Streckarbeitsweise gestreckt, um die gewünschten gestreckten endlosen oder kurzgeschnittenen Fasern oder Fäden zu ergeben. Im allgemeinen werden die vorstehend genannten ungestreckten Fasern oder Fäden vorzugsweise bei Streckverhältnissen oder Streckausmaßen von etwa dem 5- bis 6-fachen bei einer Temperatur im Bex^eich zwischen 20° und 115°G gestreckt»

Wenn die so erhaltenen gestreckten Fasern oder Fäden dann wärmebehandelt werden, können Verbesserungen in den Eigenschaften, Z₀B₀ dem Young¹sehen Modul, erhalten werden» Diese Wärmebehandlung wird vorzugsweise bei 120° bis 210⁰G und insbesondere im Fall von endlosen Fasern (Faden) innerhalb eines Temperaturbereichs von 160° bis 210⁰G und im Fall von Stapelfasern innerhalb eines Temperaturbereichs von 120° bis 140⁰G ausgeführt werden«, Dabei kann irgendeine der üblichen Arbeitsweisen zur Wärmebehandlung zur Anwendung gelangen«

BAD

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./" Die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Fasern oder Fäden besitzen eine Struktur, die eine kontinuierliche Bhase von Polycaprolactam umfaßt, in welcher zahlreiche kristallisierte Nadeln (aciculae) von Polyester ,die in Längsrichtung der Faserachse.orientiert sind, dispergiert sind.

Die Abmessungen der PoIyesternadeln in der Faser werden durch das Verhältnis, in welchem die beiden Polymerisate gemischt werden, beeinflußt» Wenn die Polyestermenge ansteigt, werden Dicke und Länge der Nadeln größer« Wenn andererseits die Polyestermenge geringer wird, werden die Abmessungen der Nadeln kleinere ·■-

Beispielsweise werden in der nachstehenden !Tabelle I die Abmessungen der vorstehend beschriebenen Nadeln in den nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erhaltenen Fäden und die Eigenschaften fier Fäden mit Bezug auf das Verhältnis der Mischung von den beiden Polymerisaten gezeigt»

Tabelle I

Polycaprolactam Abmessungen der Nadeln Eigenschaften .•Polyäthylen- , Youner«

terephthalate Dicke Länge Festigkeit _hJ .„ ,

100: 0

(Nylon-6) ~ - 5,5-7,0 180-250

90 : 10 0,05-0,2 30-70 5,$-5,9 280-380

70: 30 0,2-0,6 100-150 5,2-6,0 520-650

60 : 40 0,4-0,8 180-220 5,4-6,4 600-700

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BAD ORIGINAL

M-

Die gemäß der Erfindung hergestellten. Fasern oder !fäden besitzen eine Festigkeit·, die verglichen mit der Polycaprolactamfaser günstig und vorteilhaft ist, während andererseits äspen Anfangsmodul "eine wesentliche Verbesserung gegenüber demjenigen der Polycaprolactamfaser zeigt« Somit besitzen die nach demVerfahren gemäß der E_rfindung erhaltenen Faser: oder Fäden eine wesentlich verbesserte Steifheit gegenüber der Polycaprolactamfaser beim Weben zu einem Gewebe oder Stoff und auf diese F/eise ist eine Abnahme in der Flachste,llenbildung bei der "Verarbeitung zu Reifencord vorhandene Da ferner die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erhaltenen Fasern oder Fäden eine verhältnismäßig rauhe Oberfläche besitzen, weisen sie den wachsartigen Griff, der als Nachteil der Polyamidfasern angesehen wurde, nicht auf„

Außerdem werden die nach, dem Verfahren gemäß der Erfindung erhaltenen Fasern oder Fäden leicht mittels der gebräuchlichen sauren und Dispergierfarbstoffe gefärbt und finden, daher eine weitgehende Verwendung nicht als\_ale-Textilmaterial für KleidungszYi/ecke sondern auch als technisches ■ Textilmaterial für Teppiche und Reifencords,

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert?, in welchen die angegebenen % und und Teil0 auf Gewicht bezogen sind _% wenn nichts anderes angegeben int*

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1BS9S41

Beispiel 1

20 Teile von Polyäthylenterephthalat-Pellets mit einem "spezifischem Gewicht von 1,34-1, gemessen in einem Lösungs-· mittelmedium aus einem Gemisch von Tetrachlorkohlenstoff und n-Heptan, doho mit einer Kristallinität von 5?6$$ wie sie berechnet wurde", und einer grundmolaren Viskosität von *\ ρ ^VOP· 0|65 und 80 .!Teile von Polyeaprolactam-Pellets (Nylons 6) mit einer grundmolaren Viskosität von <£„ von 1,03 wurden unter den nachstehend angegebenen Spinnbedingungen scnmelzr gesponnen·
Spinnbedingungen;

Spinnmaschine: Sehmelzspinnmaschine der Extruderart mit einem

Zylinderdurchmesser von 25 nun;

Höchste Zylindertemperatur; 265°C»
Spinntemperatur; 250⁰Oj
Verweilzeit in der Maschine.· 6 Minuten; Spinndüse; 0,3 mm Durchmesser χ 4-5 Löcher; Ausspritzgeschwindigkeit: 12,5 m/min; Wickelgeschwindigkeitr 1000 m/min.

Die Spinnarbeitsweise schritt "bei der vorstehend genannten polymeren Mischungsehr glatt fort und es wurde kein Fadenbruch aufgrund von Tropfchenbildunp; beobachtet· Die so erhaltenen ungestreckten Fäden wurden um das 3,15-fache bei Raumtemperatur unter Verwendung eines Titanstiftes geeeb «· streckt, um gestreckte Fäden mit einer ausgezeichneten Titergleichförmigkeit. zu erhalten·

^iC ^^ 1 09827/ 16 44

SAP

Nebenbei war das der Spinnmaschine zugeführte Polyäthylenterephthalat-Pelletiaaterial während 14 Stunden bei 85°C getrocknet worden, wobei keine wesentliche Kristallisation stattfände .

Für Yergleichszwecke wurde ein Polyethylenterephthalat mit einem spezifischen Gewicht von '1,37"I, das durch Trocknen A in gebräuchlicher Weise des gleichen Pelletausgangsmaterials bei 140^cC , nämlich mit einer Kristallinität von 32,1% erhalten worden war, der Beschickungseinrichtung der Schmelzspinnmaschine in Form einer Mischung mit dem vorstehend beschriebenen Polycaprolactam bei dem vorstehend bezeichneten Verhältnis, zugeführt und unfier den gleichen Spinnbedingungen, wie zuvor schmelzgesponnen. Hierbei war das Auftreten von Fadenbrüchen aufgrund von Tropfehenbildung ziemlich häufIg₉ und es wurden merklich ungleiche Fäden erhaltene

Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle II zusammengestellt·

Tabelle II Spinnbarkeit

Faden- '. U%, Unre-

bruch gelmäßig- Eigenschaften von Kristal ^aufS^r^^{nd ke}i"^ von gestreckten Fäden

von Tröjf -_. ungestreife- Titer Festig- Dehnung

a&^enbil Hi^" ^{ten WU} si*!

(Anzahl/Std^ ^keit

5_S6 0 gut 1,6% 135 den 5,65 33%

g/den

32,1 2 Wickeln' 3,1% häufiger Fadenbruch

schwierig während des Streckens

109827/IBU „„

Beispiel 2

15 Teile Polyäthylentereplithalat ( τ? = ο,65) mit .einem spezifischen Gewicht von 1,337» gemessen in einem Lösungsmittelmedium aus einem Gemisch von Tetrachlorkohlenstoff und ni-Heptan, nämlich mit einer Kristallini tat von ■2$, wie berechnet, und 85 Teile PolyeaproIactarn (Nylon-6) (^jT = 1, o3) wurden gemischt und in einer Spinnmaschine mit einer Förderschnecke von geringer Größe schmelzgesponnen.

Das Material wies bei der Spinntemperatur von 255°G eine ausreichende Spinnfähigkeit auf und die sich ergeben-' den ungestreckten Faden besaßen eine Festigkeit von o,83 g/ den und eine Dehnung von 5oo $. Wenn im Gegensatz dazu das gleiche Ausyangspolyäthylenterephthalat bei 15o°C getrocknet \vurde, wobei ihm ein spezifisches Gewicht von 1,363 erteilt wird, nämlich eine Kristallini tat von 25,2 fö und 15 Teile davon unter den gleichen Spinnbedingungen mit 85 Teilen PoIycaprolactam (Rylon-6) versponnen wurden, war der Spinnvorgang bei 255⁰C unbefriedigend,und selbst bei einer Spinntemperatur von 26o°C konntennoch keine zufriedenstellenden Fäden erhalten werden. Der im letzteren Falle bei 26o°C erhaltene ungestreckte Faden besaß eine Festigkeit von o,6 g/den, eine Dehnung von 4oo fo und war merklich ungleichförmig.

109827/154 A

IS

Beispiel 5 ^;

Io Teile Polyethylenterephthalat mit einem spezifischen Gewicht von 1,345, d.h. einer Kristallinität von 9,8 ?°, wie "berechnet, und einer grundmolaren Viskosität Tj ρ von o,65 wurde ,der gleichen Spinnmaschine, wie-in. Ee-i-Sjpie'ILr:! verwendet, zusammen mit 9o Teilen Polycapro.lac~tam _:mit..einer- ,grundmolaren Viskosität "^ Jj von I,o3 zugeführt. Unter- den' gleichen Λ Bedingungen wie in Beispiel 1, mit der Abänderung^ -daS sowohl die Zylindertemperatur als auch die Spinntemperatur auf 268⁰C gebracht wurden, wurden von nachteiliger Ungleichförmigkeit freie Fäden in zufriedenstellender Spinnarbeitsweise erhalten* - -

Im Gegensatz dazu wurden bei Wiederholung des vorstehenden Versuches mit der Abänderung, daß das Polyäthylenterephtha' lat durch ein solches mit einem spezifischen Gewicht von

ersetzt -wurde,

1,385, d.h. einer Kri»tallinität von 44,6 $, in den sich ergebenden Fäden die Bildung von Iiοppen oder KnOtchen beobachtet Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle III zusammengestellt» . ■

Tabelle III ^: " ^; .

Spinnbarkeit

Kris-fel- Faden- Spinnbar- ü^,tJnre-r Eigenschaften von

linität brauch keit gelmäßig- gestreckten Fäden

aufgrund keit von Titer Festig-·Deh-

von Tropf- ungestreck-(den) keit nung

chenbil- ten Fäden g/den (.^J

dung

(Anzahl/Std.) ____

8»8 O gut l,o 135 5,73 41,ο

44,6 O gut 1,2 . , 135 5,91 41,9

^ΙΛ?'^Λ"^;'^ν' ^f 1 O 9 8 2 7 / 1 5 A A " t

. U ■■■ ■

Beispiel 4

15 Teile Polyäthylenterephthalatpellets mit einem spezifischen Gewicht von l,37o, d.h. einer Kristallini tat" von 32$ und einer grundmolaren Viskosität Tj ρ von o,65 und 85 Teile Pölycaproiactampellets mit einer grundmolaren¹·Viskosität, von..Ij jj „von .1»o3.wurden einer Schirielzspinnmasehine W zugeführt und bei verschiedenen Spinntemperaturen gesponnen.

Die in Beispiel 1 beschriebene Schmelzspinnmaschine der Extruderart mit'einer SpSnndüse mit 34 Löchern von jeweils o,3 nam Durchmesser wurde verwendet. Die Verweil ze it betrug 8 Minuten und die höchste Zylindertemperatur war 28o C Die ^: Spinntemperatur wurde innerhalb des Bereichs von 24o bis 3öo G variiert. Die übrigen Bedingungen waren die gleichen wie die in Beispiel 1 verwendeten.

Innerhalb des Spinntemperaturbereichs von 269 bis 283 C' ^ fand häufig ein Fadenbruch statt und das Aufwickeln war schwierig; außerdem waren die sich ergebenden Fäden sehr ungleichförmig und besaßen eine geringe Brauchbarkeit. Im Gegensatz

dazu wurden innerhalb des Spinntemperaturbereichs von 244 bis ₀ gleichmäßige ■■■·-,"

268 CVlpäden mit einer besonders hohen Qualität ohne derartige Störungen, wie Fadenbruch, erhalten. Andererseits war bei Spinntemperaturen oberhalb 283°G die Spinnfähigkeit von Fasern gut, jedoch wurde ein Auftreten von thermischem Abbau

1098-27/15.4 A Bad original

- 2,5—

in den Fäden eindeutig festgestellt. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle IV aufgeführt.

Tabelle	Spinnausführbarkeit	IV	Spinntemperatur (0C)	Io ο	275	296
		25o	29,8	häufig	kein
Fadenbruch aufgrund von Tröpfchenbildung	kein	22,ο weiß	Wickeln unmög lich	gut
SpinnfähigkeSt	gut	214		3,5
U$, Unregelmäßigkeit von ungestreckten Fäden I,o7 physo Eigensch»doungestreckten Fäden		99,1
Titer (den)	-	39,3
Dehnung, #	—	25,1 schwach gelb ge· tönt
Anfangsmodul (g/den) Farbe		2o9
Schmelztemperatur (°C)

Festigkeitsbeibehaltung nach Io min Wärmebehandlung bei l6^C "(#)■

Festigkeitsbeibehaltung nach Io min Wärmebehandlung bei 18o°C (fo)

Verhältnis von Carboxy!konzentration vor und nach dem Spinnen
COOH

Festigkeit g/den

93

59
o,95

5,80

1,23 5-,05

109827/1544

. %t . ■■■■■■

Beispiele 5 bis 8

Unter den gleichen Spinnbedingungen wie' in Beispiel 1 mit der Abänderung, daß die höchste Zylindertemperatur auf 28o°C eingestellt wurde, wurde ein Polymerisatgemisch aus dem gleichen Polyathylenterephthalat und dem gleichen PoIycaprolactam, wie in Beispiel 1 verwendetj bei den verschiedenen Mischungsverhältnissen von lo:9o, 2o:8o, -25:75 und 3o:7o gesponnen. Die Spinntemperaturbereiche von diesen polymeren Mischungen wurden wie folgt festgestellt, wobei jeder Wert dem vorstehend bezeichneten Mischungsverhältnis entspricht»

Beispiel Nr0	Mischungsverhältnis Polyca-Drolactam (U) : Polyester (PBT)	Spinntempera turberei ch 0C	27o
5	9o : Io	244 -	- 266
6	8o : 2o	24 4	-264,5
7	75 :' 25	244	- 263
8	7o ί 3o	244

Bei den vorstehend, angegebenen Spinntemperaturbereichen waren diese polymeren Mischungen spiniifähig_a

Wenn die vorstehenden Polymerisatmischungen bei den nachstehend angegebenen Spinntemperaturen gesponnen und die sich ergebenden Fäden unter Verwendung eines Titanstifte^s um das 3,3-fache zur Bildung von gestreckten Fäden gestreckt wurden, besaßen die Fäden die folgenden Eigenschaften:

^v;-- .-■■ 109827/1 5ΛΑ -

" ^Λ*-" BAD ORIGINAL

	Mischungs verhältnis	Beispiel	Tabelle Y .	mäßigkedt	Eigenschaften von ge- streckteil Fäden	Deh- Joung1scher nung Module (%} kff/mui	grob
Bei spiel	(H);(PET)	5	Spinntem peratur	von unge streckten; Fäden	Festig keit (g/den)	1 "55 ■"" : 58o	ebenso
Kr,	9o : Io	6	(°0>	0,8	5,5 '·	■^WA ■' - 46o (	ebenso
■ 5 . "	.80 : 2 ο	7	26o	o,9	■ 53 ^	35 5oo	sehr grob glatt
6	75 ί 25		* 26o	1,2	5,2	29 52o
7	7ö : 5o		25 0	1,0" -..,	5,5
8			25q	Anfärbbarkeit		Säurefarbstoff 2) Oberflächen- ) . ifa) . aussehen
	8 Kontrolle Polycaprolaetam	Bispergier- farbstoff 1 (*)
	74,4
75,2
-
76,9 69,3	48,8
	47,8
	-
45,7 44,9

Annus 1) Dispergierfarbstoff: Farbstoffaufnahme bei Verwendung von

Diacellition F. Brill. Blue B Säure-

Anm.: 2) Farbstoff: Färbstoffaufnähme bei Verwendung von

Xylene F Blue PH

109827/1544

BAD

Aus den vorstehenden Ergebnissen ist ersichtlich, daß durch Spinnen der Polynierisatmischungen mit den vorstehend bezeichneten Mischungsverhältnissen bei den tieferen Spinntemperaturen, nämlich im Bereich von 25o bis 26o°C, Fäden mit ausgezeichneten physikalischen Eigenschaften, die keine Ungleichförmigkeit aufweisen, erhalten werden.

Mit der Zunahme der Polyesterkomponente in der Mischung würde eine auffallende Verbesserung hinsichtlich des Young^T sehen Moduls beobachtet, während die Anfärbbarkeit dadurch nicht wahrnehmbar beeinflußt wurde. In sämtlichen Fällen war die Anfärbbarkeit im wesentlichen ebenso gut wie bei PoIycaprolactam (Kylon-6). Jene Fasern besaßen nicht den von PoIycaprolactamfasern aufgewiesenen wachsartigen Griff, sondern hatten eine grobe rauhe Oberfläche«

Beispiel 9 bis Io

Jeweils 15 Teile von verschiedenen Arten von Polyäthylenterephthalat mit den nachstehend angegebenen grundmolaren Viskositäten 7? ρ und Kristallinitäten und jeweils 85 Teile von verschiedenen Arten von Polyeaprolactam mit den nachstehend aufgeführten grundmolaren Viskositäten V „ wurden der in Beispiel 1 verwendeten Schmelzspinnmaschine zugeführt und die Polymerisatgemische wurden dabei schmelzgeaponnen.

109827/15AA öad original

Die Spinntemperaturbereiche, bei welchen diese Polymerisatgemische spinnbar waren, wurden, wie nachstehend angegeben, festgestellt:

Bei- Polyäthylen- Kristallini- Polycapro- Spinntemspiel terephthalat tat ($) lactam peraturbe-7 ^) ih

p p

Nr. 7 ρ ^_n) rgich

9	o,65	8,ο	l,3o	241	- 278
Io	o,57	7,ο	l,lo	24o	- 273

Wenn die vorstehend angegebenen Polymerisatgemische unter den in der nachstehenden Tabelle VI aufgeführten Spinnbedingungen gesponnen wurden, war die Spinnbarkeit gut und es wurden ungestreckte Fäden, die keine Ungleichförmigkeit aufwiesen, mit den nachstehend angegebenen Eigenschaften erhalten.

' Tabelle YI

Eigenschaften von Bei- Spinnbedingungen _t ungestreckten Fäden

ft^piel Spinn- Ausspritz- Aufwiekä- Festig- Dehnung

tempera- geschwin- geschwin- keit ($)

tür Oq digkeit digkeit (g/den)

(m/min) (m/min)

9 275 7,57 51o 1,25 447 Io 26o 12,5 looo 1,45 34o

Durch Strecken der in Beispiel 9 erhaltenen ungestreckten Fäden um das 5,o-fache bei 8o°0 wurde ein gestreckter

1 O 9 8 2 7 / 1 5 4 A

Faden mit einer Festigkeit von 6,2 g/den und einer Dehnung von 25$ erhaltene

Beispiel 11

Io Teile eines Äthylenterephthalat-Isophthalat-Mischpolymerisats mit einem Gehalt von 5 Mol-$ Äthylenisophthalateinheiten, einem Schmelzpunkt von 248⁰C und einer grundmolaren Viskosität 7] _p von o,62 und 9o Teile Polycaprolactam mit einer grundmolaren Viskosität von Tj „ von l,o wurden der in Beispiel 2 beschriebenen Schmelzspinnmaschine zugeführt und die Polymerisatmischung wurde gesponnen.

Innerhalb des Temperaturbereiches von 27o - 275 C war es schwierig, Fäden mit einer Titergleichförmigkeit herzustellen.

Im Gegensatz dazu wurden bei Anwendung einer Spinntemperatur von 24o°0 sehr gleichförmige Fäden ohne jeglichen Fadenbruch aufgrund von Tröpfchenbildung erhalten.

Die Eigenschaften der durch Strecken der vorstehend ·
genannten ungestreckten Fäden um das 5,o-fache bei 8o°C
erhaltenen Fäden sind in der nachstehenden Tabelle VII angegeben.

BAD ORIGINAL
109827/1544

Tabelle VII

Spinnausführbarkeit

Spinntempe-

ratur

(o_n)

24o
274

Fad-enteruch Spinnaufgrund von barkeit Tröpfchenbildung

kein gering

gut

unbefriedigend

Eigenschaften von gestreckten Fäden

Festigkeit
(g/den)

6,3

Dehnung

Young' scher Modul ₀ (kg/mm^)

28,1

schlecht streckbar aufgrund von Fadenbruch

Beispiele 12 bis 15

15 Teile Polyäthylenterephthalat mit einer grundmolaren Viskosität T^ von o,65 und einer Kristallinität von Sfo und 85 Teile von Polyamid (Nylon) mit einer grundmolaren Viskosität von ^7 ^ von I,o3 wurden einer Schmelzspinnmaschine zugeführt und bei einer Zylindertemperatur von jeweils 27o°C und 255⁰O und ein^x* Spinntemperatur von 25o°C gesponnen. Es wurde die in Beispiel 1 beschriebene Spinnmaschine, auf welcher eine Spinndüse mit 34 Löchern von o,3 mm Durchmesser aufgebracht war, angewendet. Die Verweilzeit der Mischung in der Maschine betrug 8 Minuten, die Ausspritzgeschwindigkeit war 1^,5 m/rnin und die Aufwicke !geschwindigkeit war looo m/min. Die Ergebniuse sind in der nachstehenden Tabelle VIII aufgeführt.

109827/15U

Beispiel
Nr.

Zylindertempera-

tür ro

27o

255

Tabelle VIII

Spinn- U#, Unbarkeit Regelmäßigkeit von ■ ungestreck ten
Fäden

gut
gut

1,1
1,5

Eigenschaften von ungestreckten Fäden

Titer (den/ Faden)

33o/34 331/34

Festig- Dehnung keit (£) (g/den)

1,43 1,47

35o 346

Aus den Ergebnissen der vorstehenden Tabelle ist ersichtlich, daß auch in dem Fall, bei welchem die Zylindertemperatur unterhalb des Schmelzpunktes von Polyäthylenterephthalat (264⁰C) durch die Verwendung des Polyesters von niedriger Kristalliriität Fäden mit zufriedenstellenden Eigenschaften ohne Betriebsschwierigkeiten, wie Fadenbruch, erhalten werden können» Wenn jedoch die Zylindertemperatur niedriger als der Schmelzpunkt von Polyäthylenterephthalat war, war die Schnitzelverarbeitung X-XXX^"T£X(chip seizure) in dem Extruder etwas beeinträchtigt und es wurde eine Neigung in dem bchneckendruck zum Ansteigen beobachtet.

Beispiel 14 bis 16

Io Teile Polyäthylenterephthalat,die bei 14o°C getrocknet worden waren, und eine Kristallini tat von 28,5>5, eine

109327/1 Π

grundmolare Viskosität 77 ρ von ο,65 und einem optisch gemessenen Schmelzpunkt von 264°C besaß, und 9o Teile PoIycaprolactampellets (Nylon-6) mit einer grundmolaren Viskosität 77 _N von I,o3 wurden einer Schmelzspinnmaschine der Extruderart mit einem Zylinder von 3o mm Durchmesser zugeführt und gesponnen. Die Temperatur des Spinnbloeks wurde auf 26o°C und 265⁰C gehalten und die Polymerisatmischung wurde durch eine, bei einer Höchsttemperatur von 265 bis 285⁰C gehaltene Heizzone geführt, bevor sie den Spinnblock erreichte, wobei die Heizzone mit der höchsten Temperatur im mittleren Teil des Durchgangsweges für das Polymerisatgemisch zwischen dem Zylinder und dem Spinnblock vorgesehen war. Die Verveilzeit der Mischung in der Maschine * d.h. von der Beschickungszeit in die Zuführungseinrichtung bis zum Austrittszeitpunkt aus dem Auslaß, betrug 8,7 Minuten. Die für den Durchgang djss Gemisches durch die Heizzone erforderliche Zeit betrug o,43 Minuten und die erforderliche Zeit, um die Mischung aus dieser Zone zum Spinnblock zu führen, der auf der Spiimtemperatur gehalten war, betrug 3,2 Minuten; während dieser Zeitdauer wurde die Temperatur der Mischung in Nähe der höchsten Temperatur gehalten. Die so erhaltenen ungestreckten fäden wurden unter Verwendung eines Titanstiftes um das 3,2-fache gestreckt. Die erhaltenen gestreck-

Tii-L ein ■"

ten Fäden besaßen die in der stehenden Tabelle IX aufgeführten Eigenschaften.

109827/1544

- Ji -

Tabelle IX

Temperatur bei der Höchsttemperaturzone (Oq)

Temperatur des Spinnblock (⁸)

Spirmausführbarkeit

Noppenbildung

Titer (den/Faden)
Festigkeit (g/den)
Dehnung

Beispiele
14 15

285

275

16

265

26o	265	265
gut	gut	gut
o,79	o,77	o,69
nicht wahr nehmbar	nicht wahr nehmbar	merklich
5o/l2	5o/l2	5o/l2
5,76	5,82	5,6o
34,3	33,5	36,ο

Ein Vergleich der Beispiele 14 bis 16 zeigt, daß, wenn die Höchsttemperatur der Heizzone zwischen 269 und 289 G
festgelegt worden war, die erhaltenen Fäden im wesentlichen frei von Koppen waren und eine Titergleichförmigkeit aufwiesen. Wenn dagegen diese Temperatur auf 265 C festgesetzt wurde, wurde die Bildung von Koppen in den Fäden beobachtet.

Beispiele 17 bis 24

2o Teile des gleichen Polyäthylenterephthalats, wie inBeispiel 14 verwendet, und 8o Teile des gleichen Polycapro-

10 9 8 2 7/1544

BAD

-■95· -

lactams (Byjion-ö), wie in Beispiel 14 verwendet, wurden der Schmeliaspinnmaschine zugeführt, und gesponnen, wobei die Temperatur am hinteren Teil des Zylinders (Hochsttemperaturzone) von 255 bis 5oo°C variiert wurde und die Spinnblocktemperatur von 255 bis 267⁰C geändert wurde. Die übrigen Spinnbedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 1. Die Spinnbarkeit und die Eigenschaften der ungestreckten Fäden sind für jeden Pail in der nachstehenden Tabelle X angegeben,

	Höchste Erhit- .zungs- tempera- tur (0G)	Spinn tempe ratur (0O)	Tabelle X	5,5	Festig keit (g/den)	Dehnung
Bei spiel Nr.	5oo	265	Spinnbarkeit	2,5	1,51	58o
17	285	265	verringerte Wickel leistung	1,6	1,42	575
18	27o	265	gut	1,2	1,5	56o
19	255	265	gut	2,5	1,6	565
2o	5oo	255	verringerte Wickel leistung	1,2	1,52	54o
21	285	255	etwas verringerte Wickelleistung	1,2	1,61	55o
22	27o	255	gut	1,2	1,55	545
25	255	255	gut		1,62	55o
24		verringerte Wickel leistung

1Q9827/15U

- 9fr--

Der optimale Bereich der Höchsttemperatur der Erhitzungszone, durch welche die polymere Mischung vor ihrer Abgabe geführt wurde, war 269 bis 289⁰C und durch Anpassen der Spinnbedingungen innerhalb dieses Bereichs, wurde eine gute Spinnbarkeit erzielt und es wurden Fäden mit ausgezeichneten Eigenschaften, die von Ungleichförmigkeiten frei waren, hergestellt. Wenn andererseits die Temperatur dieser Zone 29o°C überstieg, waren die sich ergebenden Fäden beträchtlich fleckig, und wenn diese Temperatur unterhalb 268 C war, wurde eine Tröpfchenbildung mit einer merklichen Erniedrigung der Wickelleistung und eine Noppenbildung in den sich ergebenden Fäden beobachtet.

Beispiele 25 bis 26

Die Polymerisatmischung aus Polyäthylenterephthalat und Polycaprolactam (Nylon-6) entsprechend der in Beispiel 14-verwendeten Mischung wurde einer Schmelzspinnmaschine mit einem Zylinder von 25 mm Durchmesser zugeführt und die höchste Heiztemperatur der Zone wurde am hinteren Teil des Zylinders vorgesehen. Die Höchsttemperatur und die Spinntemperatur wurden jeweils auf 285⁰G bzw. 25o°C eingestellt und die Verweilzeit der Mischung in der Heizzone wurde von o,26 Minuten bis o,33 Minuten variiert und die erforderliche

1 09827/ 1544 bad original

Zeit, um die Mischung aus dieser Zone zum Spinnblock zu führen, wurde von 2,6 Minuten auf 3,4 Minuten abgeändert« Die übrigen Spinnbedingungen waren die folgenden:

Ausspritzgeschwindigkeit 12,5 m/min Wickelgeschwindigkeit looo m/min.

Die sich ergebenden ungestreckten Fäden wurden um das 3,3-fache unter Verwendung eines Titanstiftes gestreckt. Die so erhaltenen gestreckten Fäden besaßen die in der nachstehenden Tabelle XI aufgeführten Eigenschaften.

Tabelle XI Beispiele

26

Spinndüse (mm Durchmesser χ Anzahl Löcher)

Verweilzeit in der Erhitzungszone (min)

von gestreckten' Fäden Festigkeit (g/den)
Dehnung

0,3 x 34	0,3 x 45
0,26	0,33
1,3	2,2
5,5	5,2
33	3>

Festigkeitsbeibehaltung nach 10 Minuten Wärmebehandlung bei

160⁰G (£J 72 67

Festigkeitsbeibehaltung nach 10 Minuten Wärmebehandlung bei

180°C (#) 56 52

Aus den vorstehenden Werten ist es ersichtlich, daß die im lall einer längeren Verweilzeit in der Höchstiemperaturzone erhaltenen Fäden etwas hinsichtlich der Wärmebeständigkeit unterlegen sind»

109827/1544

Claims (8)

1. HO

   Patentansprüche

   „ Verfahren zum Schmelzmischen und Spinnen eines Polymerisat^emisehes aus Pclycaprolactam und einem faserbildenden Polyester von wenigstens 90 Molprozent von Äthylenterephtalat, dadurch gekennzeichnet, daß can 90 bis 55 Gew.-# des Pälycaprolactams mit 10 bis 45 Gew.->£ des Polyesters in der Schmelze mischt und dieses Gemisch bei einer Temperatur im Bereich zwischen

   (a) einer über Φ- ° C unter dem Schmelzpunkt

   des Polyesters liegenden Temperatur, die nicht tiefer als 235 ° C ist und

   (b) einer Temperatur, die durch den Ausdruck

   /2~52.5 - 1.87 x ( V^P-9.? ) + 50 (^ -?_p) JX

   dargestellt wird, worin P die Menge des Polyesters in Gew.-# in der i->ischung, Ij ^ die grundmolare Viskosität des Polycaprolactams, geraessen in m-Kresol bei 35° C und77_p die grundraolare Viskosität des iolyesters, gemessen in o-Chlor-

   -O

   phenol bei 35 C bedeuten, schmelzspinnt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß inan 90 bii; 65 Gew.-^ des Polycaprolactams und 10 bis 35 Gew.-# des faserb,Idenden Polyesters in der Schmelze mischt.

   1 0 9 B 2 7 / 1 5 4 U $AD ORIGINAL
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daia man ein Polyeaprolactam mit einer grundmolaren Viskosi tät "77™· von 0,9 bis 1,5, gemessen in m-Kresol bei 35° C, verwendet.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß man einen Polyester mit einer grundmolaren Viskosität vonTj-^ von 0,35 bis 0,95, gemessen in o-Chlorphenol bei 35 C verwendet.
5. 5. Verfahren nach Anapruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß man eine Polymerisatmischung von Polyeaprolactam und Polyester verwendet, deren grundmolare Viskositäten bei Subtraktion von Tf-^ - Tj-p einen Wert innerhalb des Bereichs von 0,3 bis 0,7 ergeben.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bi.; 5 dadurch gekennzeichnet, daß man einen Polyester mit einem Kristallinitätagrad von höchstens 10 $ verwendet.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daü -.mn das Polymeriaatgemisch durch eine auf eine Temperatur (T.,) erhitzte Zone führt, wobei die Temperatur (T₁) wenigstens 5° 0 über dem Schmelzpunkt des Polyesters, jedoch höchstens.25° C über diesem Schmelzpunkt liegt und zumindest höher als die anzuwendende Spinntemperatur ist, "*

   fO9827/15A4

   wobei die Durchführung des Polymerisatgemisches vor dem
   Ausspritzen in Form einer Schmelze aus der Spinndüse währ eic einer ausreichenden Zeitdauer erfolgt , um die kristallinen Teile des Polyesters im wesentlichen zu schmelzen,
   und anschließend die Schmelze sehmelzspinnt.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß man
   als faserbildenden Polyester einen Polyester mit einem
   Kristallinitatsgrad von höchstens 10 $ oder einen Polyester mit einem Kristallinitatsgrad im Bereich zwischen 25 und
   45 $ verwendet»

   6AP ORIGINAt.
   109827/1544