DE3332312A1 - Polypropylen-fasern mit verbesserter waermeschrumpfungsfaehigkeit und tenazitaet - Google Patents

Polypropylen-fasern mit verbesserter waermeschrumpfungsfaehigkeit und tenazitaet

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DE3332312A1 DE19833332312 DE3332312A DE3332312A1 DE 3332312 A1 DE3332312 A1 DE 3332312A1 DE 19833332312 DE19833332312 DE 19833332312 DE 3332312 A DE3332312 A DE 3332312A DE 3332312 A1 DE3332312 A1 DE 3332312A1
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Description

Die Erfindung betrifft Polypropylen-Fasern mit verbesserter Wärmeschrumpfungsfähigkeit und Tenazität bzw. Zähigkeit. Insbesondere betrifft sie aus einem bestimmten Polypropylenharz hergestellte Polypropylen-Fasern mit verbesserter Tenazität und verbesserter Schrumpfungsfähigkeit in einer erwärmten Atmosphäre.
Im allgemeinen wurden aus Poly^ropylenharz bestehende Fasern zuerst hergestellt durch SchmeLzextrudieren des Harzes durch verschiedene Werkzeugformen, danach zu Filamenten, Stapelfasern, Flachgarnen und dergleichen unter Einbeziehung einer Streckstufe, Wärmebehandlungsstufe und dergleichen und danach weiter zu Wattematerial, Teppichschichten, ungewebten Textilien, Industriematerialien, Streifentextilien, stoffähnlichen Produkten und dergleichen verarbeitet.
Fasern, die aus Polypropylenharz bestehen, besitzen geeignete Tenazitäts- bzw. Zähigkeitseigenschaften, die durch Orientierungs-Kristallisation während den Spinn- und Streckstufen verliehen werden und wurden für praktische Anwendungen eingesetzt. Sie besitzen jedoch Nachteile dahingehend, daß deren Tenazität dazu neigt verringert zu werden und sie zur Schrumpfung neigen.
Deshalb wurden die Fasern, um ein Schrumpfen bzw. Schwinden deren Produkte im Laufe der Zeit, wenn diese gelagert und bei Raumtemperatur verwendet werden, zu verhindern, ge-
3^ wöhnlicherweise einer Relaxations-Wärmebehandlung bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Polypropylens nach deren Streckung unterzogen, um deren innere Spannung, die beim Orientieren während der Spinn- und Streckstufen gebildet wird, d.h. deren Restspannung, zu entfernen, welche eine Ursache der Schrumpfung ist und die Rekristallisation fördert, um dabei
sr H-
die Schrumpfung zu stabilisieren. Andererseits werden zur Weiterverarbeitung der Fasern in Produkte verschiedene Sekundärverfahren benötigt und im Falle einiger Produkte werden die Fasern oftmals verschiedenen Verfahren unterzogen, einer Atmosphäre bei höheren Temperaturen als Raumtemperatur ausgesetzt, wobei insbesondere bei höheren Temperaturen als der Wärmebehandlungstemperatur ein Rückgang der Orientierung zur Zeit des Spinnens und Streckens auftritt, wodurch die Schrumpfung rasch erhöht wird.
10
Bezüglich der Flachgarne, die als primäre Unterlage von Teppichen verwendet werden, beispielsweise im Falle von Tufting-Teppichen werden Polypropylen-Fasern auf die Unterlage büschelförmig genadelt und mit einem Latex hinterlegt, worauf eine Latex-Trocknungsstufe folgt, so daß die Fasern einer erwärmten Atmosphäre bei beträchtlich hohen Temperaturen ausgesetzt werden. Weiterhin neigt man in jüngster Zeit dazu, die Latex-Trocknungsstufe bei höheren Temperaturen und höheren Geschwindigkeiten auszuführen, um die Produktivität der Produkte zu verbessern. Läßt man beispielsweise die Fasern bei 13O0C 15 Minuten lang stehen, so traten, wenn diese eine diesen Bedingungen erträgliche Wärmeschrumpfungsfähigkeit besitzen, bislang keine Probleme auf, jedoch wird in jüngster Zeit eine höheren Temperaturen als
2^ eine solche Temperatur erträgliche Wärmeschrumpfungsfähigkeit gefordert.
Um eine geringe Wärmeschrumpfungsfähigkeit unter Erwärmen zu erhalten, d.h. eine sogenannte niedrige Schrumpfung bzw.
Schwindung, kann im allgemeinen ein Relaxations-Tempern nach dem Strecken, wie oben beschrieben, angewandt werden, jedoch betrug der Prozentsatz an Relaxation bislang im allgemeinen 10 bis 25 %. Überschreitet der Prozentsatz solche Werte, so entsteht das Problem, daß die Produktivität in dem Maße reduziert wird, wie der Prozentsatz an Relaxation zunimmt.
Weit-.-rhin geht man davon aus, daß der Prozentsatz an Wärmeschrumpfung von Flachgarnen abhängt von der Schrumpfung deren nichtkristallisierten Anteils, verursacht durch Kristallisation unter Erwärmen, der Rückbildung der inneren Spannung, wie gebildet zur Zeit der Orientierung durch Strecken und dem' Rückgang der Orientierung. Somit wurde ein Verfahren angewandt, den Film vor dem Strecken soweit wie möglich zu kristallisieren oder den Film nach dem Strecken einem Relaxations-Tempern zu unterziehen, um dabei eine Beseitigung der inneren Spannung und Rekristallisation zu bewirken.
Hinsichtlich des Verfahrens, die Kristallisation des Filmes vor dem Strecken zu erhöhen, ist, soweit es die Verfahrensführung betrifft, ein langsames Kühlen zum Kühlen des Filmes kurz nach dem Extrudieren geeignet, so daß das Kühlen mit Luft vorteilhafter ist als das Kühlen mit Wasser, wobei im Falle des Kühlens mit Wasser, das Kühlen vorteilhafterweise mit einer relativ hohen Temperatur des Wassers ausgeführt wurde. Unter dem Gesichtspunkt des Rohmaterials betrachtet, wurde bezüglich einem Verfahren zur Steigerung der Kristallisation des Filmes oder ungestreckter Garne ein Verfahren angewandt, bei dem ein organisches kern- bzw. keimbildendes Mittel, wie etwa p-tert.-Butylbenzoesäure-Aluminiumsalz,
25 Dibenzylidensorbit und dergleichen, einem herkömmlichen
Polypropylenharz zugesetzt wurde. Obwohl jedoch die oben genannten Verfahren angewandt werden und weiterhin ein Relaxations-Tempern zusätzlich ausgeführt wird, kann eine Verbesserung der Wärmeschrumpfungsfähigkeit bei hohen Tempera-
30 türen von über 13O0C nicht erhalten werden.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von Polypropylen-Fasern mit ausgezeichneter Wärmeschrumpfungsfähigkeit und ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften, wie etwa Tenazität bzw. Zähigkeit. Erfindungsgemäß hat sich gezeigt, wenn ein Polypropylen mit einer Dichte von 0,905 oder
" MT ζ
mehr, einem isotaktischen Pentade-Verhältnis des in siedendem n-Heptan unlöslichen Anteils (Pn) von 0,960 oder mehr und einem Pentade-Verhältnis mit zwei verschiedenen Arten von Konfigurationen (P ') von 0,002 oder weniger als Ausgangs material für Polypropylen-Fasern verwendet wird, es möglich ist, die Wärmeschrumpfungsfähigkeit der Polypropylen-Fasern in der Richtung zu verbessern, in der diese zu einem grossen Ausmaß reduziert wird.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind somit Polypropylen-Fasern mit einer verbesserten Wärmeschrumpfungsfähigkeit und Tenazität, umfassend ein Polypropylenharz mit einer Dichte von 0,905 oder mehr, einem isotaktischen Pentade-Verhältnis des in siedendem n-Heptan unlöslichen Anteils
1^ (Pq) von 0,960 oder mehr und einem Pentade-Verhältnis mit zwei verschiedenen Art von Konfigurationen (P?) von 0,002 (0,2%) oder x-;eniger.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert, hierbei zeigen-:.
Fig. 1 eine seitliche Querschnittsansicht eines Beispiels verbundener Garne,
Fig. 2 eine seitliche Querschnittsansicht eines Beispiels gerippter Bänder bzw.Streifen,
Fig. 3 eine Darstellung der Prozentgehalte an Wärmeschrumpfung von Flachgarnen, erhalten in Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1, bei verschiedenen Temperaturen,
Fig. 4 eine Darstellung der Prozentgehalte an Wärmeschumpfung von gestreckten Garnen, erhalten in Beispiel 6 und Vergleichsbeispiel 5, bei verschiedenen Temperaturen, und
Fig- 5 eine Darstellung, welche die Beziehung zwischen dem Streckverhältnis und der Tenazität gestreckter Garne, erhalten in Beispiel 6 und Vergleichsbeispiel 5, zeigt.
• 5
Polypropylen, wie erfindungsgemäß verwendet, kann hergestellt werden gemäß dem in der japanischen Patentanmeldung Nr. 56-204 066/1981 beschriebenen Verfahren, durch Polymerisieren von Propylen in Gegenwart eines Katalysators, hergestellt durch Umsetzen einer Organoaluminiumverbindung oder einem Reaktionsprodukt einer Organoaluminiumverbindung mit einem Elektronendonator, mit TiCX1., weiteres Umsetzen des resultierenden festen Produkts (II) mit einem Elektronendonator und einem Elektronenakzeptor sowie anschließendes Vereinigen des resultierenden festen Produkts (III) mit einer Qrganoalumiumverbindung und einem aromatischen Karbonsäureester (V), wobei das Molverhältnis von (V) zu (III) 0,2 bis 10,0 beträgt.
Der Ausdruck "isotaktisches Pentade-Verhältnis", wie hierin verwendet, bedeutet ein isotaktisches Pentade-Verhältnis, ausgedrückt als Pentade-Einheiten in der Molekülkette von
1 ^ Polypropylen, gemessen unter Verwendung von C-NMR (siehe
A. Zambelli et al, Macromolecules 6, 925 (1973))- In anderen Worten bezeichnet das isotaktische Pentade-Verhältnis ein Verhältais von fünf kontinuierlich und isotaktisch verbundenen Propylenmonomer-Einheiten innerhalb der gesamten Propylenmonomer-Einheiten.
Das Peak-auswertende Verfahren bei der obigen Bestimmung mittels NMR wurde basierend auf Macromolecules 8,687 (1975) ausgeführt. Weiterhin wurde die Messung mittels NMR ausgeführt unter Verwendung einer FT-NMR-Vorrichtung bei 270 MHz und durch Erhöhung der Signal-Aufnahmegrenze bis zu einem
QU isotaktischen Pentade-Verhältnis von 0,001, mittels einer 27000-fachen integrierenden Messung.
Betreffend die Pentade, wird (i) eine isotaktische Pentade ausgedrückt durch mmmm (00000) oder (11111); (2) eine Pentade mit einer verschiedenen Art der Konfiguration wird ausgedrückt durch entweder eines von mmmr (00001) osder 11110), mmrr (00010) oder (1110I)7 o'der mrrm (00100) oder (11011); und (3) eine Pentade mit zwei verschiedenen Arten von Konfigurationen vird ausgedrückt durch mmrtn (00011) oder (11100), mrrr (00101) oder (11010), mrmr (00110) oder (11001), rrmr (01001) oder (10110), rrrr (01010) oder (10101) oder rmmr (01110) oder (10001), wobei, m eine isotaktische Dyade; r eine syndiotaktische Dyade; und 0 und 1 jeweils eine einzelne Monomereinheit-Konfiguration entlang der Polymerkette bedeuten und wobei 0 eine Konfiguration bedeutet, während 1 eine Unikehrkonfiguration darstellt.
Der Ausdruck "in siedendem n-Heptan unlöslicher Anteil von Polypropylen", wie hierin verwendet, bezieht sich auf einen Extraktionsrückstand, der erhalten wird durch vollständiges Lösen von 5 g Polypropylen in 500 ml siedendem Xylol, Giessen der Lösung in 5 1 Methanol, Gewinnen des resultierenden Niederschlags, Trocknen und Extrahieren dieses mit siesendem n-Heptan mittels einer Soxhlet-Extraktionsvorrichtung über 6 Stunden. Die Dichte wurde bestimmt durch Herstellen einer Probe gemäß dem in JIS K 6758 beschriebenen Druckverfahren und Messen dieser gemäß dem in JIS K 7112 beschriebenen Unterwasser-Verdrängungsverfahren.
Ein Polypropylen mit einem isotaktischen Fentade-Verhältnis des in siedendem n-Heptan unlöslichen Anteils (Pq) voa weniger als 0,960 ist hinsichtlich der WirksamkeitT die Wärmeschrumpfung zu verbessern, unzureichend. Weiterhin beträgt die Dichte von Polypropylen, das keiner Behandlung, wie etwa Extraktion, unterzogen wird, vorzugsweise 9,905 oder höher, insbesondere bevorzugt 0,910 oder höher. Liegt diese unterhalb diesen Werten, so ist die Wirksamkeit der Verbesserung der Wärmeschrumpfung ebenso unzureichend. Wei-
terhin i. , wenn das Verhältnis einer Pentade mit zwei verschiedenen Arten von Konfigurationen (P2) 0,002 überschreitet, die Wirksamkeit der Verbesserung der Wärmeschrumpfung
ebenso unzureichend.
Das erfindungsgemäß verwendete Polypropylen besitzt einen um 20C oder mehr höheren Schmelzpunkt als von herkömmlichem Polypropylen und ebenso einen weitaus größeren Kristallisationsgrad. Dies zeigt sich anhand von Messungen, beispielsweise mittels eines Differential-Abtastkalorimeters (DSC). Weiterhin besitzt das Polypropylen eine größere Kristallisationsgeschwindigkeit aus dem geschmolzenen Zustand heraus als diejenigen herkömmlicher Produkte. Beispielsweise ist die Wachstumsrate an Sphärolithen höher und die Anzahl an gebildeten Sphärolith-Kernen größer. Die Tatsache, daß das Polypropylen einen höheren Kristallisationsgrad und eine wesentlich höhere Kristallisationsgeschwindigkeit besitzt, als bei herkömmlichem Polypropylen der Fall, wird als Ursache für die erfindungsgemäße Erzielung der verbesserten
20 Wärmeschrumpfung angesehen.
Das erfindungsgemäß verwendete Polypropylen kann, falls erforderlich, Additive enthalten, wie etwa Wärmestabilisatoren, Antioxidationsmittel, UV-Absorber, Antiblock-Mittel, Färbemittel und dergleichen. Weiterhin wird, wenn ein kern- bzw. keimbildendes Mittel zugesetzt wird, eine geringe Verbesserung der Wärmeschrumpfungsfähigkeit erhalten.
Der Ausdruck "Polypropylen-Fasern", wie hierin verwendet, steht insgesamt für Produkte, die durch Schmelzspinnen oder Extrudieren des oben genannten Polypropylens erhalten werden, wie etwa Filamente, Stapelfasern, Garne mit verschie-. dentlich geformtem Profil, Seile bzw. Kabel, Flachgarne, gestreckte Garne, ungestreckte Garne, wärmebehandelte Garne, zusätzlich bearbeitete Produkte der vorangehenden und dergleichen. Die oben genannten Flachgarne umfassen solche mit
% -■■ ο
100 bis 200 Denier mit rechteckigem Querschnitt, wie für Textilien verwendet, verbundene Garne mit geformtem Profil, wie etwa kreisförmigem oder elliptischem Profil mit einer Vielzahl von Einzelfilamenten, die in parallelen (siehe Fig. 1), gerippten (siehe Fig. 2) Bändern und dergleichen verbunden sind.
Hinsichtlich dem Spinnen, Stricken, der Wärmebehandlung und dergleichen und Vorrichtungen hierfür, wie zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polyoropylen-Fasern angewandt, können herkömmliche eingesetzt werden. Beispielsweise können Flachgarne mit verbesserter Wärmeschrumpfungsfähigkeit im allgemeinen durch folgendes Verfahren erhalten werden, wobei die Schmelssch±ießrate (MFR) das in diesem Falle verwendeten Polypropylens geeigneterweise im Bereich von 1,0 bis 7,0 liegt. Ist diese weniger als 1,0, so sind die Extrusionseigenschaft und Streckbarkeit schlecht, während wenn diese 7,0 übersteigt, das resultierende Flachgarn dazu neigt, in Richtung seiner Streckachse aufzuspalten, wodurch die Lei-
20 stungsfähigkeit der Webstuhl-Arbeit reduziert wird.
Ein Polypropylen mit einer Dichte von 0,905 oder mehr, einem isotaktischen Pentade-Verhältnis des'in siedendem n-Heptan unlöslichen Anteils (Pq) von 0,960 oder mehr und einem Pentade-Verhältnis mit zwei verschiedenen Arten von Konfigurationen (Pp) von 0,002 (0,2 %) oder weniger, wird geschmolzen und mittels eines herkömmlichen Extruders geknetet, von einem T-Werkzreug, einem kreisförmigen Werkzeug oder dergleichen extrudiert und mittels beispielsweise einer gekühlten Walze, durch Eintauchen in einen Wasserbehälter, durch Luftkühlung oder dergleichen gekühlt, um einen Film herzustellen, welcher dann unter Erwärmen mittels einer erwärmten Walze, eines Heißluftofens, Infrarotstrahlen-Heizeinrichtung, Dampf und dergleichen aufgeschlitz-t und gestreckt wird. Das Streckverhältnis kann ein herkömmlich angewendetes sein. Das resultierende Material wird in ähnlicher Weise,
* ΛΑ
wie im Falle des Streckens, erwärmt, um ein Relaxations-Tempern zu bewirken. In diesem Falle beträgt der Prozentsatz an Relaxation vorzugsweise etwa 5 bis 40 %. Das so erhaltene Flachgarn besitzt eine weitaus geringere Wärmeschrumpfung als die von Produkten, welche aus herkömmlichem Polypropylenharz nach der gleichen Herstellungsweise erhalten werden. Ein bemerkenswerter Unterschied wird insbesondere in einem Hochtemperaturbereich von 13O0C oder höher, beispielsweise 130 bis 1550C erhalten. Um somit eine Wärmeschrumpfungsfähigkeit bis zum selben Ausmaß, wie im Falle eines unter Verwendung von herkömmlichem Polypropylen erhaltenen Flachgarns zu erhalten, ist erfindungsgemäß ein geringerer Prozentsatz an Relaxation des Polypropylens ausreichend, d.h. es wird ein Vorteil hinsichtlich der Verbes-
15 serung der Produktivität erzielt.
Werden durch Weben der so erhaltenen Flachgarne als Ketten und Schüsse Gewebe bzw. Textilien hergestellt und diese Textilien als primäre Unterlage für Teppiche verwendet, so ist es möglich einen Teppich mit geringer Schrumpfung und guter Qualität zu erhalten, selbst wenn eine Wärmebehandlung bei einer hohen Temperatur von 13O0C oder höher, vorzugsweise 130 bis 1550C, insbesondere bevorzugt 130 bis 1500C, beim Herstellungsverfahren des Teppichs ausgeführt
25 wird.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1
Zu einem Polypropylen mit einer Schmelzfließrate von 3,8, einer Dichte von 0,910, einem isotaktischen Pentade-Verhältnis des in siedendem n-Heptan unlöslichen Anteils von 0,965 und einem Pentade-Verhältnis zwei verschiedener Arten
35 von Konfigurationen von ^0,002 wurden 0,5 Gew.-% eines phenolischen Stabilisators und 0,1 Gew.-% Kalziumstearat
zugegeben, worauf Pelletisierung folgte. Die resultierenden Pellets wurden schmelzextrudiert mittels eines Extruders, der mit einer Schnecke von 40 mm Durchmesser und einem kreisförmigen Werkzeug ausgerüstet war, worauf mit warmem Wasser bei 4O0C gekühlt wurde, um einen schlauchförmigen Film von 50μ Dicke zu erhalten, der dann in Streifen bzw. Bänder von 15 mm Breite aufgeschlitzt wurde, worauf diese in verschiedenen Verhältnissen in Längsrichtung unter Erwärmen mittels erwärmter Walzen mit einer Oberflächentemperatur von 1-O0C gestreckt und einer Wärmebehandlung bis zu 15 % Relaxation unter Erwärmen mittels zwei erwärmter Walzen mit einer Oberflächentemperatur von 14O0C und einem Heißluftofen bei 14O0C unterzogen wurden, um Flachgarne zu erhalten. Die Eigenschaftswerte dieser sind in Tabelle 1 als
15 Beispiel 1 angegeben.
Zum Vergleich wurden zu einem Polypropylen mit einer Schmelz fließrate von 3,7, einer Dichte von 0,900 und einem isotaktischen Fentade-Verhältnis des in siedendem n-Heptan unlösliehen Anteils von 0,929 und einem Pentade-Verhältnis mit zwei verschiedenen Arten von Konfigurationen von 0,016 die oben genannten Additive zugesetzt, worauf wie oben pellitisiert wurde. Aus den resultierenden Pellets aus herkömmlichen Polypropylenharz wurden Flachgarne in gleicher Weise
2^ wie oben hergestellt. Deren charakteristischen Werte sind in Tabelle 1 als Vergleichsbeispiel aufgeführt. Weiterhin sind die in Tabelle 1 gezeigten Prozentsätze an Wärmeschrumpfung ebenso in Fig. 3 dargestellt, wobei Nr. 1 die Ergebnisse aus Beispiel !,(Streckverhältnis: 6-fach) und Nr. 2 die Ergebnisse des Vergleichsbeispiels 1 (Streckverhältnis: 6-fach) zeigen.
Die erfindungsgemäßen Flachgarne besitzen einen geringeren Prozentsatz an Wärmeschrumpfung als die aus Vergleichsbeispiel 1. Wie insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht, wird ein beträchtlicher Unterschied bei hohen Temperaturen von 1500C
Al
1 oder höher erhalten. Trotzdem ist zu ersehen, daß deren Festigkeit bzw. Steifigkeit (Young-Modul) und Tenazität ebenso hoch sind.
• 5 Beispiele 2 bis 5 und Vergleichsbeispiele 2 bis
Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß lediglich die Ausgangsmaterialien variiert wurden. Die Extrusionseigenschaften, Streckbarkeit und Prozentsatz an Wärmeschrumpfung bei einem 6-fachen Streckverhältnis der resultierenden Produkte sind in Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 1
Beispiel
und
Vergleichs
beispiel		 Extrusions-
eigenschaft
und Streok-
barkeit		 Streckver-/ n, , , . , . .
hältnis / Charaktcriotische		 Denier Tona-
zi tat		 Dehnung Werke de s Flachgarns 1400C 1500C 1550C
Beispiel 1 gut -fach d g/d % ~~ To W~
Young-
Modul		 Posdentsatz
an l'/üi'iiiG-
achrumpfung (%)		 2,5 3,3 6,1
Vergleichs
beispiel 1		 gut 5,0 1394 4,59 32,0 g/d 1300C 3,1 4,3 ν !
5,5 1242 5,29 27,0 24, 1 1,7 3,5 5,2 12,0
6,0 1157 5,83 22,0 29,6 1,9 3,1 5,0 20,0
5,0 1338 4,21 39,0 31,8 2,0 5,2 10, 1 25, 1
5,5 1221 5,10 30,0 18,3 1,8 6,1 11,3 27,3
6,0 1169 5,55 25,0 25,2 2,7
28,5 2,9
CaJ CaJ LjC KJ
Tabelle 2
Beispiel
2		 Beispiel
3		 Beispiel
4		 Beispiel
5		 Vergleichs·
Beispiel		 •Vergleichs
beispiel-		 Vergleichs -
bolster
MFR (g/10 min.) 13O°C 1,0 2,3- 4,2 7,0 1,2 4>1 6,8
Dichte (g/cm3) 1400C 0,908 0,910 0,912 .0,913 0?900 0,904 0,903
P0 1500C 0,985 .0,975- 0,967. 0,961 .0,932 0,979 0,915
P2 1550C <0,002 <0,002 <0,002 <0,002 0,015 0,007 0,022
Denier (d) Extrusionseigen-
sehaft		 1067 1055 1057 1043 1052 1061 1058
Prozentuale
Wärmeschrum
pfung
(%)		 Streckbarkeit · 2,6 2,2 2,0 1,7. 5,4 3?2 3,8
5,4 3,9 3,3 2,8 11 ,7 6,9 7,5
10,3 6,3 5,2. 4,7 23,1 12,4 14,3
18,1 13,1 11 ,3 8,6 34,2 27,9 29,2
gut gut gut gut ■ gut. gut gut
gut gut gut gut gut gut gut
GJ CO GJ IV) CJ
Wie aus Tabelle 2 hervorgeht, besitzen sämtliche Flac;.garne, hergestellt aus einem Polypropylen mit einer Dichte von weniger als 0,905, einem Polypropylen mit einem P„ von weniger als 0,960 und einem Polypropylen mit einem P„ von größer als 0,002 eine große Wärmeschrumpfungsfähigkeit, wohingegen die aus erfindungsgemäßem Polypropylen hergestellten Flachgarne ein geringes Wärrneschrumpfungsvermögen zeigen.
Beispiel 6 und Vergleichsbeispiel 5
Ein Polypropylen mit einer Schmelzfließrate von 5,0, einer Dichte von 0,911, einem isotaktischen Pentade-Verhältnis des in siedendem n-Heptan unlöslichen Anteils von 0,960 und einem Pentade-Verhältnis mit zwei verschiedenen Arten von
1C- Konfigurationen von .<([0,002 wurde pelletisiert. Die resultierender. Pellets wurden schmelzextrudiert von einem Extruder nit 40 mm Durchmesser durch 150 Düsen mit jeweils kreisförmigem Querschnitt von 0,5 mm im Durchmesser, um ungestreekte Filamente mit 15 Denier pro Filament zu er-
2Q halten, welche dann in verschiedenen Verhältnissen mittels einer herkömmlichen Streckmaschine gestreckt wurden, worauf diese einer Wärmebehandlung bis zu 5 % Relaxation unter Erwärmen mit einer heißen Platte bei 1300C unterzogen wurden, um Filamente von 3 bis 6 Denier/Filament zu erhalten. Deren Tenazitäts- und Wärmeschrumpfungswerte wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
Ebenso wurde in einem Vergleichsbeispiel ein Polypropylen mit einer Schmelzrfließrate von 4,8, einer Dichte von 0,900, einem isotaktischen Pentade-Verhältnis des in siedendem n-Heptan unlöslichen Anteils von 0,935 und einem Pentade-Verhältnis mit zwei verschiedenen Arten von Konfigurationen von 0,018 in gleicher Weise wie in Beispiel 6 pelletisiert. Die charakteristischen Werte dieser Fasern sind in Tabelle
35 3 als Vergleichsbeispiel 5 gezeigt.
Weiterhin sind die Ergebnisse der Tabelle 3 ebenso in Fig. 4 und 5 gezeigt, wobei Nr. 3 die Ergebnisse aus Beispiel 6 und Nr. 4 die Ergebnisse aus Vergleichsbeispiel 5 zeigen (Streckverhältnis: 6-fach in beiden Fällen). 5
Die Tabelle 3 und die Fig. 4und 5 zeigen, daß die erfindungsgemäßen Fasern einen geringeren Prozentsatz an Wärmeschrumpfung als die aus dem Vergleichsbeispiel zeigen. Insbesondere zeigt Fig. 4 daß, sowie die Temperatur höher wird, ein beachtlicher Unterschied in der Wärmeschrumpfungsfähigkeit erhalten wird. Wie Fig. 5 zeigt, xvird ebenso eine Verbesserung der Tenazität erhalten.
15
20 25 30 35
Tabelle 3
Beispiel
und
Vergleichs
beispiel		 Streck
verhältnis		 - _— (
Charakteristische Werte der Fasern		 Tenazität Dehnung 10%
young ·«■*
foaduP		 Prozentsatz an Wärmeschrum
pfung (%)		 1 2 0 '■ C 13O0C 14O0C'1500C 10,6
Beispiel
6		 -fach Denier Cj/d % g/d 1 0 0c C 1,9 4,4 5,8 11,5
Vergleichs
beispiel
5		 d 2 ,42 29 22 ,8 1 ,5 2,1 4,5 6,0 13,3 :
Spinnbarkeit
und
"Streckbarkeit		 5 5 ,04 3,63 24 31,2 1,8 2,6 4,5 6,5 29,1
gut 6 4,21 5,31 19 ■ 44,7 1,9 6,8 12,2 15,5 31,0
gut 7 3,63 2,37 37" 21 ,2 3,6 .7,2 13,0 17,7 35,5
5 5,17 3,16 28 28,8 3;6 8,2 14,0 20,0
6 4,13 4,75 23 39,1 3,7
7 3,51
• ·
• mn
1 Beispiele 7 und S und V^rgleiehgbeigplele β, 7 und B
Beispiel 6 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß lediglieh die Äusgangematerialien variiert wurden. Die resultlersnden ligensehaften hinsiehtlieh Prozentsatz an Wärmesehrufflpfung und Tenaiität (Streekverhältnis: β-fach) eind in Tabelle 4 ftztigt.
Wig Tabilli 4 zeigt, bssitgen sämtliahe Fasern, die herge- q stillt werden aus sin©m Polypropylen mit einer Diehte von wtfiii@r als 0,905, einem Polypropylen mit einem P« von w§nii©r all 0,960 und einem Polypropylen mit einem Pg von größer als 0,002 eiaen größeren Prozentsatz an Wärmeschrumpfung und ebenso eine geringer© Tenazität, wohingegen aus g erfindungsgtnlßem Polypropylen hergestellte Fasern einen geringeren Prozentsatz in Wirmesehrumpfung und eine v©rbssssrte Tenasitlt aufweisen.
Di@ ©rfindufigsgiffliisn Polypropylen-Fasern besitzen einen Q wtittus vtrbesstrttn Prozentsatz mn Wärmeschrumpfung und ©bins© eint verbesserte Tenazität. Hinsiohtlich der Wärmesehrufflpfumggflhigksit, da deren Wirksamkeit in einer Hoohttisptraturafrmosphlre beträehtlieh ist, wenn eine Trocknungs stufi für tin&n Teppiah oder dsrgltiehen erforderlich ist, g kommtn dl© Passrn insbesondere dtm Trend naoh, die Troeknungittmperatur und Gesehwindigkait bei dieser Stufe höher gu gtstaltsa. Somit wtrdsn hinsichtlich d@r Äufreohtarhiltung der Produktqualität und einer hohen Produktivität Vorttilt erhalten.
Tabelle 4
P0 Tenazität Beispiel7 Beispiele ergl. bsp. .. 6 .Vergl.bsp. 7 Vergl.bsp. Q
MFR (g/10 min.) P2 5,1 4 »9 4,8 4 ,6 4 ,9
Dichte (g/cm3) 1000C 0,910 .0,913 . 0,900. 0 , 9 0 :ί C) ,902
in siedendem
n-Heptan un
löslicher An
teil		 12O0C 0,975 0 ,964 0 ,939 0 ,972 0 ,919
1300C < 0 ,002 • < 0 ,002 .0,017 0 ,006 0 ,025
Prozentsatz
an Wärme
schrumpfung		 1409C 1 ,9 1 ,6' ' 3,6 · .3,3' 3 ,7
15O0C 2,6 . 2,4' 7,1 6 ,8 7,2
4,5 3,7 12,8 12,4 13,7
6 ,0 5,1 17.,1 16,0 18 ,4
11 ,5 10,7 30,0 25,1 33 ,3
3,83 " 3,75 3,14 3,21 3,10
2Λ Leerseite

Claims (4)

  1. Patentansprüche
    - Polypropylen-Fasern mit verbesserter Wärmeschrumpfungsfähigkeit und Tenazität, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Polypropylenharz mit einer Dichte von 0,905 oder mehr, einem isotaktischen Pentade-Verhältnis des in siedendem n-Heptan unlöslichen Anteils (Pq) von 0,960 oder, mehr und einem Pentade-Verhältnis mit zwei verschiedenen Arten von Konfigurationen (P?) von 0,002 (0,2 %) oder weniger, enthalten.
  2. 2. Polypropylen-Fasern nach Anspruch 1, dadurch ge
    kennzeichnet
    daß sie einer Wärmebehandlung bei
    1 13O0C oder höher unterzogen werden.
  3. 3. Polypropylen-Fasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Polypropylen-Fasern Flachgarne sind und die Schmelzflußrate (MFR) des Polypropylens im Bereich von 1,0 bis 7,0 liegt.
  4. 4. Polypropylen-Fasern nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß sie einer Wärmebehandlung
    10 bei 13O0C caer höher unterzogen werden.
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