Elastische Fäden aus Block-Copolyetherpolyamiden

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von elastischen Fäden, durch Schmelzspinnen von Block-Copolyetherpolyamiden mit einem Schmelzpunkt von 170 bis 260°C und mit einer Basis aus 50 bis 90 Gew.-% eines Polyamids, sowie elastische Fäden.

[0002] Hochelastische Fäden wie sie Gummifäden oder Elasthane aufweisen, sind für viele Einsatzgebiete nicht geeignet, entweder wegen ihrer zu hohen Elastizität oder zu geringen Wärmebeständigkeit. Ausserdem erschwert die hohe Gummielastizität in vielen Fällen die Verarbeitbarkeit der Fäden zu textilen Flächengebilden auf den vorhandenen Maschinen.

[0003] Thermoplastische Block-Copolyetheramide sind bekannt. So beschreibt die DE-A-30 06 961 auch thermoplastisch verarbeitbare Polyetherpolyamide mit einem Gewichtsanteil des Polyetherblocks von 8 bis 60 Gew.-%. Es wird erwähnt, dass aus solchen Copolyamiden Fäden hoher Elastizität hergestellt werden können. Eine Anleitung zum Herstellen der elastischen Fäden wird jedoch nicht aufgezeigt.

[0004] Auch die EP-A-0 187 607 beschreibt Block-Copolyetheramide mit Schmelzpunkten zwischen 170 und 240°C, welche elastische Eigenschaften aufweisen und zur Extrusion geeignet sind. Ein Hinweis, dass mit diesen Polymeren auch elastische Fäden hergestellt werden können, fehlt.

[0005] Das ist auch verständlich, da alle bisherigen versuche, unter den bekannten Bedingungen Schmelzspinnungen durchzuführen, fehlschlagen mussten, da die resultierenden Fäden nach dem Austritt aus der Spinndüse sofort verklebten.

[0006] Diesen Mangel versuchte man dadurch zu beheben, indem man Talk oder ähnliche Trennmittel puderförmig auf die Filamentoberfläche auftrug.

[0007] Aus EP-A-0132 131 sind elastische monofile chirurgische Fäden, hergestellt durch Schmelzspinnen von Block-Copolyetherpolyamiden mit einem Schmelzpunkt von 168°C und mit einer Dehnung von weniger als 100 % bekannt. Eine reversible Dehnung wird allerdings nicht beschrieben. Die Herstellung der Fäden erfolgt bei extrem niedrigen Spinngeschwindigkeiten (ca. 2.4 m/min) durch Extrudieren in Wasser. Durch das Abschrecken in Wasser werden zwar verklebungsfreie Fäden erzielt, aber nur eine extrem geringe Produktivität erreicht. Auch müssen die nassen Faden wieder getrocknet werden.

[0008] Aufgabe der Erfindung ist es, elastische, schmelzgesponnene monofile oder multifile Fäden herzustellen, welche nicht verkleben und deren Elastizität nicht so hoch ist, dass sie die kontinuierliche Verarbeitung zu Flächengebilden stark behindert. Unter hoher Elastizität sind reversible Dehnungen über 120 % zu verstehen.

[0009] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch das Kennzeichnen gemäss Anspruch 1 gelöst. Als besonders vorteilhaft haben sich reversible Dehnungen von 20 bis 100 %, bevorzugt 30 bis 80 % erwiesen. Eine solche relativ niedrige Dehnung hat den Vorteil, dass bei der Verarbeitung zu textilen Flächengebilden die üblichen Maschinen und Verfahren verwendet werden können, wo hingegen bei gummielastischen Fäden Sondervorkehrungen an den Verarbeitungsmaschinen bzw. -verfahren getroffen werden müssen.

[0010] Es ist zweckmässig, wenn auch monofile Fäden ohne Trennmittel verklebungsfrei aufspulbar sind. Es dürfen bei Multifilen keine Verklebungen zwischen den einzelnen Fibrillen stattfinden.

[0011] Verklebungsfreie multifile Fäden lassen sich gut verarbeiten und weisen im Endprodukt bessere Gebrauchseigenschaften wie z.B. Festigkeit, Farbegalität und Griff auf.

[0012] Als Polyamid-Komponente eines Block-Copolyetheramids haben sich als besonders geeignet erwiesen: Polyamid 6, Polyamid 6.6, Polyamid 12, Polyamid 6.10, Polyamid 6.12, oder deren Randomcopolyamide mit mindestens 90 % Homopolyamidanteil. Es kann aber auch jedes andere bekannte Homo- oder Randomcopolyamid mit einem Schmelzpunkt zwischen 200 und 300°C verwendet werden. Als Copolyetherkomponente sind am besten geeignet: Polyoxymethylene, Polyethylenglykole, Polypropylenglykole und Polybutylenglykole.

[0013] Das Block-Copolyetherpolyamid wird bei einer Temperatur von 180 bis 300°C schmelzgesponnen, wobei die Fäden bei einer Abzugsgeschwindigkeit von wenigstens 2000 m/min aufgespult werden. Niedrigere Abzugsgeschwindigkeiten beeinflussen nicht nur die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens sondern erhöhen auch die Verklebungstendenz der Fibrillen untereinander.

[0014] Es ist von Vorteil, dass die Fäden nach einer hydrothermischen Behandlung eine um 30 bis 200 % höhere reversible Elastizität erreichen können. Das ist besonders dann von Interesse, wenn die Elastizität am fertigen Flächengebilde gesteigert werden soll. Als Mittel zur Erhöhung der Elastizität wird zweckmässig heisses Wasser eingesetzt. Das Wasser soll eine Temperatur von 70 bis 100°C aufweisen und die Behandlung der Fäden nahezu spannungslos während 0,5 bis 10 Minuten durchgeführt werden.

[0015] Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden.

Beispiel 1

[0016] 10 kg Polyetheramid gemäss Synthese EP-A1-0 187 607 Beispiel 1, bestehend aus 50 Gew.-% eines Polyamid 6, hergestellt aus ε-Caprolactam und 50 Gew.-% eines Salzes aus Polyoxypropylendiamin und Dimerfettsäure mit einem Schmelzpunkt von 214°C und einer Schmelzviskosität bei 230°C von 2500 poise werden in einem Extruder aufgeschmolzen und bei einer Temperatur von 250°C durch eine Düsenplatte mit 12 Kapillaren (Durchmesser = 0.33 mm; Länge = 1.32 mm) extrudiert. Nach Abkühlung der Fibrillen im Blasschacht mit Luft bei Raumtemperatur über eine Strecke von 175 cm werden die Fibrillen zu einem Fadenbündel zusammengefasst, welches mit einer Geschwindigkeit von 2000 m/min aufgewickelt und anschliessend bei 120°C einstufig auf die 1,3-fache Länge verstreckt wird. Der daraus resultierende Faden weist eine rel. Viskosität (5,5 g Polymer, gelöst in 50 ml 90 %iger Ameisensäure; Messung bei 20°C) von 56 und einen Titer von 64 dtex auf. Die reversible Dehnung beträgt 15 %.

Beispiel 2-8

[0017] Die analog Beispiel 1 hergestellten Beispiele 2 bis 8 und deren Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengefasst:

[0018] Beispiel 2 is ein Vergleichsbeispiel.

[0019] Die Ergebnisse der hydrothermischen Behandlung sind in der Tabelle II zusammengefasst.

[0020] Die gemäss der obengenannten Beispielen 4 und 7 hergestellten Fäden wurden während 2 min in kochendem Wasser (98° C) relaxiert, wodurch sich die Bruchdehnung von 58 bzw. 55 auf 110 bzw. 118 % und die reversible Dehnung (Elastizität) von je 40 % auf 70 bzw. 105 % steigern liess.

[0021] Die erfindungsgemässen elastischen Fäden sind besonders zur Herstellung von elastischen Flächengebilden wie Badeanzügen, Miederwaren und Sportbekleidung geeignet.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von elastischen Fäden aus einem Block-Copolyetherpolyamid mit einem Schmelzpunkt von 170 bis 260°C und mit einer Basis aus 50 bis 90 Gew.-% eines Polyamids dadurch gekennzeichnet, dass das Block-Copolyetherpolyamid bei einer Temperatur von 180 bis 300°C schmelzgesponnen, in Luft abgekühlt, verstreckt und die resultierenden Fäden bei einer Abzugsgeschwindigkeit von wenigstens 2000 m/min verklebungsfrei aufgespult werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als das Polyamid ein Homo- oder Random-Copolyamid ist, das wenigstens zu 90 Gew.-% aus PA 6, PA 6.6, PA 12, PA 6.10 oder PA 6.12 - Einheiten besteht, verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyether-Segmente POM, PEO, Polypropylenoxid oder Polybutylenoxid sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgespulten Fäden und/oder die daraus hergestellten Flächengebilde spannungslos in Wasser von 70 bis 100°C während 0,5 bis 10 Minuten behandelt werden.

5. Elastische unverklebte Fäden, hergestellt durch Schmelzspinnen von Block-Copolyetherpolyamiden mit einem Schmelzpunkt von 170 bis 260°C und mit einer Basis aus 50 bis 90 Gew.-% eines Polyamids, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden vor einer hydrothermischen Behandlung eine reversible Dehnung von 10 bis 120 % und nach einer hydrothermischen Behandlung eine um 30 bis 200 % höhere reversible Dehnung von 60 bis 300 %, bezogen auf die Länge des glatten, ungespannten Fadens aufweisen.

Claims

1. Process for producing elastic filaments from a block copolyetherpolyamide having a melting point of from 170 to 260°C and based on from 50 to 90 % by weight of a polyamide, characterised in that the block copolyetherpolyamide is melt spun at a temperature of from 180 to 300°C, cooled down in air, drawn and the resulting filaments are wound up at a take-off speed of at least 2000 m/min in an uncoalesced state.

2. Process according to Claim 1, characterised in that the polyamide used is a homopolyamide or a random copolyamide which contains at least 90 % by weight of PA 6, PA 6.6, PA 12, PA 6.10 or PA 6.12 units.

3. Process according to Claim 1, characterised in that the polyether segments are POM, PEO, polypropylene oxide or polybutylene oxide.

4. Process according to Claim 1, characterised in that the wound-up filaments and/or the sheetlike structures produced therefrom are treated under no tension in water at from 70 to 100°C for from 0.5 to 10 minutes.

5. Elastic uncoalesced filaments produced by melt spinning of block copolyetherpolyamides having a melting point of from 170 to 260°C and based on from 50 to 90 % by weight of a polyamide, characterised in that the filaments have a reversible extensibility of from 10 to 120 % prior to a hydrothermal treatment and a from 30 to 200 % higher reversible extensibility of from 60 to 300 % after a hydrothermal treatment, based on the length of the smooth, untensioned filament.

Revendications

1. Procédé pour la fabrication de fils élastiques de copolyétherpolyamide-bloc avec un point de fusion de 170 à 260°C et comprenant dans la matrice 50 à 90 % de polyamide, caracterisé en ce que le polyétherpolyamide-bloc soit filé dans la masse fondue avec une température allant de 180 à 300°C, refroidi à l'air, étiré et les fils résultants sont enlevés à une vitesse d'au moins 2000 m/min et embobinés sans être collés ensembles.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le polyamide utilisé soit un homo-ou un random-copolyamide, qui est constitué d'au moins 90 % d'unités de PA 6, PA 6.6, PA 12, PA 6.10, ou de PA 6.12.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les segments de polyéther sont du POM, du POE, du polyoxide de propylène ou du polyoxide de butylène.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fils renvidés et/où les tissus qui en sont issus sont traités dans l'eau de 70 à 100°C pendant une durée de 0.5 à 10 minutes.

5. Fils élastiques non collés, fabriqués par filage dans la masse fondue de copolyétherpolyamide-bloc avec un point de fusion de 170 à 260°C et comprenant dans la matrice 50 à 90 % d'un polyamide, caractérisé en ce que les fils aient avant un traitement hydrothermique un allongement réversible de 10 à 120 % et après un traitement hydrothermique de 60 - 300 % soit un allongement réversible supérieur de 30 à 200 % par rapport à la longueur du fil plat non tendu.