DE872822C

DE872822C - Verfahren zur Herstellung kuenstlicher, fadenartiger Gebilde

Info

Publication number: DE872822C
Application number: DEP269D
Authority: DE
Inventors: John Stagg Byers; John Cuthbert Swallow
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1946-03-22
Filing date: 1948-10-21
Publication date: 1953-04-09
Also published as: FR943516A; GB609792A; GB609796A; BE472049A; CH262289A

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von künstlichen, fadenartigen Gebilden, die zur Verwendung bei der Siebherstellung und als künstliche Borsten oder Saiten geeignet sind, ■'Ans hohe Steifheit und Beständigkeit gegen, hohe Temperaturen sowie gegen Ultraviolettstrahlen und Befall durch Pilze, Insekten, und Bakterien aufweisen, ferner eine hohe Abnutzungsbeständigkeit und spezielle Unempfindlichkeit gegen Wasser, Dampf und viele chemische Flüssigkeiten und Dämpfe besitzen.

Beim Verfahren gemäß der Erfindung zur Herstellung künstlicher, fadenartiger Gebilde aus Polyester wird in der Weise vorgegangen, daß die geschmolzenen Produkte durch Düsen mit 'Einem Lochdurohmesser von 0,025 bis 2,28 ram versponnen und in inerten Flüssigkeiten, wie Wasser, abgeschreckt werden. Das Neue der Erfindung wird darin erblickt, daß die zu verspinnenden Polymerisationsprodukte aus. einem oder mehreren hochpolymere« linearen Estern bestehen, welche durch Erhitzen von einem oder mehreren Glykoleii der Reihe HO(CHo)_nOH, worin η eine ganze Zahl, größer als i, jedoch nicht größer als 10 ist, mit Terephthalsäure oder einem Ester bildenden Derivat derselben" erhalten werden.

Zweckmäßigerweise bestehen die zu verspinnenden Polymerisationsprodukte a,us hochpolymerem P oly äthy lenter ephth al at.

Unter hochpolymeren linearen Estern werden Polyester verstanden, deren Moleküle durch Ziehen oder Walzen oder daraus hergestellten Fäden oder Folien ausgerichtet werden können., was in charakteristischen Röntgeninterferenzbildern zum Ausdruck kommt. Beispiele für esterbildende Derivate der Terephthalsäure sind ihre aliphatischen (ein-

schließlich der cycloaliphatischen) und Arylester bzw. -haibester, ihre Säurehälogenide und Ammonium- und Aminsalze. Beispiele für die genannten Glykole sind Äthylen-, Trimethylen-, Tetramethylen-, Hetxamethylen- und Dekamethylenglykol. Von den genannten polymeren Estern wird das PoIyäthylenterephthalat bevorzugt, da die zu seiner ,Synthese erforderlichen Ausgangsstoffe leicht zugänglich sind und es einen hohen Schmelzpunkt

ίο von 240⁰ besitzt.

Die verwendeten polymeren Ester werden vor dem Schmelzvorgang des erfindungsgemäßen Verfahrens am besten geschnitzelt. Die Ester sollten vorzugsweise derart geschmolzen werden, daß eine Miitführung fester Substanz zu der vorgenannten öffnung vermieden werde. Eine geeignete Vorrichtung zum Schmelzen ist ein geheizter Rost, von dem aus- der geschmolzene Polyester durch ein Filterbett aus· feinen Partikeln, wie Sand, hindurch zur Spinnöffnung gelangt.

Zur Erzielung besonders: hoher Reißfestigkeiten, guten Elastizitätseigenschaften sowie geringer Wasserabsorption und Dehnbarkeit sollten die gesponnenen Fäden in festem Zustand gestreckt werden.-

Es ist auch empfehlenswert, die Fäden bzw. fadenartigen Gebilde nach dem Ziehprozeß unter Spannung einer Temperatur auszusetzen,' die höher ist als die Ziehtemperatur, jedoch niedriger, vor-

zugsweise 30⁰ niedriger, als der Schmelzpunkt der Polymerisate. Wenn, ein Gebilde mit hoher Dehnung erwünscht ist, kann man es während der Wärmehartungsibenandllung um einen gewissen Betrag eingehen lassen. Wenn jedoch ein sehr zähes fadenartiges· Gebilde mit nur geringer Dehnbarkeit gefordert· wird, so; sollte jedes Eingehen vermieden

, werden. Auf diese Weise werden fadenartige Ge- ^: bilde erzeugt, die bis hinauf zur Temperatur, bei der die Wärmeerhärtung durchgeführt wurde, hitzebeständig sind und auch ein erhöhtes Vermögen aufweisen, sieh nach dem Biegen wieder zu strecken. Je höher die Temperatur bei der Wärmehärtungsbehandlurig war, desto' größer ist die Streckfiähigkeit der nach dem Biegen.

Das folgende Beispiel zeigt, wie die Erfindung durchgeführt; werden kann, soll jedoch den Schutzumfang in keiner Weise beschränken..

Beispiel

Hochmolekulares Polyäthylen- terephthalat

" (innere Viscosität einer i%igen Lösung in einer Mischung von Phenoltetrachloräthan von 60:40 = 0,78), das unter Ausschluß von Sauerstoff auf 285 ° erhitzt war, wurde durch eine ein einziges Loch aufweisende Spinndüse unter Bildung eines Fadens von 0,5 mm Durchmesser gepreßt. Der erzeugte Faden wurde im 6o° warmen Wasserbad auf seine fünffache Länge ausgezogen. Das erhaltene Produkt wies eine Reißfestigkeit von 3360 kg/cm² und eine Bruchdehnung von 17% auf.

Ein Teil des Fadens wurde im ölbad) während

2 Stunden unter Spannung auf 150° erhitzt. Das resultierende Produkt war steifer und hatte ein viel besseres Aufrichtvermögen nach dem Biegen als das unbehandelte Produkt, zeigte aber keinen Verlust an Reiißif ähigkeit.

Eine weitere Probe- des gestreckten Fadens wurde in Wasser eingeweicht. Die Reißfestigkeit des nassen Produkts· war nur 15%· geringer als diejenige desi trockenen, gestreckten Produkts.

Wie bereits gesagt, eignen sich die erfindungsgemäßen fadenartigen Gebilde als künstliche Borsten, wobei ihre Dicke je nach dem Verwendungszweck verschieden sein kann. Für Zahnbürsten benötigt man z. B*. einen Durchmesser von etwa 0,18 mm., für Nagelbürsten etwa 0,20 mm, für Haarbürsten etwa 0,28 mm und für Rasierpinsel etwa 0,076 mm. Infolge ihrer Steifheit und dem geringen Wasseraufnahmevermögen eignen sie sich auch für Kleiderbürsten, Scheuerbürsten und Gartenbesen. Infolge ihrer Widerstandsfähigkeit gegen Chemikalien und hohe Temperaturen sind sie besonders· geeignet für Bürsten, die zum Reinigen chemischer Anlagen und für industrielle Zwecke dienen, wie z. B'. Flaschenbürsten, Ausrüstbürsten. Eintauchen in Wasser beeinträchtigt ihre Steifheit nicht wesentlich, indem die Naßsteifheit 90 bis 95 % der Trockensteifheit ausmacht. Der steife Charakter dieser Borsten macht sie auch sehr geeignet als 9« Versteifungsmittel für Kleidungsstücke, wie Kragen. Für gewisse Anwendungsgebiete, wie in Farbpinseln, empfiehlt es sich, daß die erfindungsgemäßen Borsten eine spitz zulaufende Form aufweisen. Dies, kann dadurch erreicht werden, daß man die Abziehgeschwindigkeit aus der Spinndüse wechselt. Kurze, als Borsten geeignete Stücke können dann durch Schneiden der langen, spitz zulaufenden fadenartigen Gebilde vorzugsweise nach dem Strecken hergestellt werden.. .

Wie ebenfalls bereits gesagt wurde, eignen sich die künstlichen Gebilde gemäß der vorliegenden Erfindung auch sehr gut zur Herstellung von Sieben. Letztere sind außerordentlich geeignet, um Chernikalienpulver und Nahrungsmittel, wie Mehl, zu sieben und um Chemikalienlösungen zu filtrieren oder zum Unterlegen von Filtertüchern. Diese Möglichkeiten ergeben sich aus der Steifheit, Abnutzungs- und Feuchtigkeitsbeständigkeit und" der inerten Natur der Borsten oder Saiten.. Solche Siebe eignem sich ausgezeichnet als Insektengazen., da die künstlichen Saiten auch gegen Ultraviolettstrahlen, Feuchtigkeit und Befall durch Insekten und Bakterien beständig sind. Sie können infolge ihrer guten Wärmebeständigkeit auch zu Schuheinlagen bzw. Ausfütterungsniaterialien für Tropenschuhe verarbeitet werden, die dazu dienen, den Fuß von der Sohle entfernt zu halten. Die künstlichen Gebilde eignen sich auch für Schuhaberteile, die durch Stricken oder Weben hergestellt sein können, sowie für andere Webeartikel, z.B. feine Moskitonetze, Material für Liegestühle (insbesondere für tropische Gegenden) und Teppichunterlagen, mit oder ohne Beimischung anderer fadenartiger 'Gebilde und Fasern, wie Wolle, Baumwolle, Viscosefasern oder Kupferseide, ,

Die fadenartigen Gebilde der Erfindiung eignen sich infolge ihrer außerordentlichen Wetterfestigkeit auch sehr gut zur Herstellung von Fischernetzea, Seilen, und Schnüren.. Aus solchem Material erzeugte Seilerwaren werden durch Nässe kaum !>eeinträehtigt, noch werden sie von Nagetieren, Insekten und Bakterien angegriffen.

Einzelfasern können auch als dicke Nähfaden verwendet werden und eignen- sich infolge ihrer

ίο Wetterbeständigkeit insbesondere zum Nälhen von Leder, das im Freien Verwendung finden, soll. Weitere Anwendungsgebiete sind das, Nähen von Handkoffern, Taschen u. dgl. sowie von Schuhwerk. Einzelfasern können auch als Saiten für Musikinstrumente, Ersatz für Spanischrohr oder für die Verwendung von Stuhlsitzen, Kunstsaiten, für Tennis rackets oder Saiten für die Fischerei verwendet werden. Derartiges Fadenmaterial mit Durchmessern zwischen 0,025 und 0,5 mm kann auch zur Herstellung von Nähten verwendet werden, während man für künstliches Perückenihaar sehr feine Fasern von 0,025 bis 0,05 mm verwendet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Verfahren zur Herstellung künstlicher, fadenartiger Gebilde aus Polyester, wobei die geschmolzenen Produkte durch Düsen mit einem Lochdurchmesser von 0,025 bis 21,28 mm versponnen und in inerten Flüssigkeiten, wie Wasser, abgeschreckt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verspinnenden! Polymerisationsprodukte aus einem oder mehreren hochpolyrneren linearen Estern, bestehen, welche durch Erhitzen von einem oder mehreren GIykolen der Reihe HO(CH₂)„OH, worin η eine ganze Zahl bedeutet, die größer als L, jedoch nicht größer als 10 ist, mit Terephthalsäure oder einem Ester bildenden Derivat derselben erhalten wurden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verspinnenden Polymerisationsprodukte aus hochpolymerem PoIyäthylenterephthalat bestehen.

Angezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 213 972;
niederländische Patentschrift Nr. 54 468;
französische Patentschriften Nr. 870.439,844 655; britische Patentschriften Nr. 501 197, 535 263, 550852;

USA.-Patentschrift Nr. 2 212 772.

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