149084. lajstromszámú szabadalom • Eljárás viszkózusan rugalmas polimérek fonására
149.084 5 rülni kell, mert ilyen körülmények között nem lehetséges a szálakat a fonóoszlopon nyújtani abból a célból, hogy a textilrostok előállítása során megkívánt elegendő mértékben vékony szálakat nyerhessünk. Ha figyelembe vesszük azt is, hogy az áramlási sebességnek, könnyen belátható gazdaságossági okokból nagynak kell lennie, akkor a fentieken túlmenően azt a következtetést is levonhatjuk, hogy — ha a fonóeljárás gazdaságos voltának biztosítása érdekében szükséges legkisebb áramlási sebességet Q0 jellel jelöljük —• a kisajtolási folyamatot olyan feltételek mellett kell lefolytatni, hogy 4 Q0 jtR3S (V) legyen, ahol R a furat rádiuszát, s pedig a sűrűséget jelenti (4 Q/jtRsS az átlagos áramlási sebességi gradiens kifejezése). Ennélfogva a (7) egyenletből következik, hogy olyan feltételek között kell dolgozni, hogy ' KS (7') legyen. Annak érdekében, hogy R3 V+ értéke ne növekedjék, a fent előadottakkal összhangban az alábbi utak valamelyikét követhetjük: a) fonófúvóka furatának rádiuszát növelhetjük, b) a kisajtolási hőmérsékletet emelhetjük, c) kisebb molekulasúlyú polimert használhatunk. Viszkózusán rugalmas polimerek esetében általában, különösen pedig nagyviszkozitású polipropilén esetében, abból a célból, hogy valamely adott molekulasúly mellett növeljük az R3 V + kifejezés értékét, vagy a hőmérsékletet, vagy az R értéket (vagy szükség esetén mind a kettőt) növelhetjük. Az izotaktikus polipropilén, mint ismeretes, olyan polimer, amely hevítés útján igen könnyen lebontható; ezárt a hőmérséklet emelése a molekulasúly nagymértékű csökkenését okozhatja, amikor is nagymolekulájú polimerből kiindulva kis molekulasúlyú szálhoz jutunk. Ezért az egyetlen lehetőség (ha nem folyamodunk az oldatban való fonási módszerhez) nagymolekulájú polimer kisajtolására és nagymolekulájú szál nyerésére az, hogy a kisaj tolást nem túlságosan magas hőmérsékleten folytatjuk le, hogy a lebontás elkerülhető legyen, és ugyanakkor az R értékét olyan értékig növeljük, amely valamely előre meghatározott Q0 érték esetében a (7') egyenletnek megfelel. A fenti meggondolások jobb megvilágítása céljából vizsgáljuk meg közelebbről azokat a kísérleti eredményeket, amelyeket egy 3.5 határviszkozitású (tetrahidronaftalinban meghatározva) polipropilénnel kaptunk. A 7. ábrán az említett polipropilén VJ kritikus gradiensének a változását (az ordinátán) a hőmérséklet (az abszcisszán) függvényeként ábrázoltuk, míg a 8. ábra négy lebontási görbét mutat négy különböző hőmérsékleten, ugyané polimernek a megadott hőmérsékleten mutatott különböző tartózkodási idői függvényeként. A lebonthatóságot mint a polimer adott hőmérsékleten, megadott legkisebb tartózkodási idő mellett meghatározott viszkozitásának (tehát egy kezdeti viszkozitásnak nevezhető viszkozitás-értéknek) ahhoz a viszkozitáshoz való százalékos viszonyában fejeztük ki, amelyet a megolvadt polimer a megadott hőmérsékleten, fokozatosan növekvő tartózkodási idő esetén felvesz. Az adott konkrét esetben az (1) görbe a 180 C° hőmérsékleten való tartózkodási időkre, a (2) görbe 300 C°, a (3) görbe 320 C° és a (4) görbe a 330 C° hőmérsékleten való tartózkodási időkre vonatkozik, A lebontás azonos tartózkodási idő esetén a növekvő hőmérséklettel szeimmelláthatóan növekszik. Ha figyelembe vesszük, hogy a polimernek a kisajtolási hőmériséfeleten való tartózkodási ideje az extrudáló berendezésiben Iklb. 15 pere, akkor a jelen esetben ügyein kell arra, hogy ne lépjük túl a 320 C° hőmérsékletet; 330 C° hőmérséklet esetén ugyanis a megolvadt polimernek a kisajtolási hőmérsékleten való kb. 15 perces tartózkodási ideje alatt a viszkozitás változása igen nagy mértékű; 330 C° hőmérsékleten való dolgozás esetén igen nagymértékű termikus lebontás következnék be, ami a kapott szál molekulasúlyának inhomogénitását eredményezné. 320 C° hőmérsékleten V+ = 220 sec"1 ; ha Q0 értékeként mindegyik furat esetében 0,6 g/min értéket tételezünk fel, akkor azt találjuk, hogy D értékének 0,7 mm-nél nagyobbnak kell lennie; a furat rádiuszának ez az értéke feltűnően nagy azokhoz az értékekhez viszonyítva, amelyek megolvadt anyagból készülő másfajta szálak fonása során alkalmazásra kerülnek. Az R nagy értéke azonban nyilván csupán szükséges, azonban nem teljesen elegendő feltétel; valójában ez a feltétel nem elegendő ahhoz, hogy a kisajtolt szál alakja hengeres legyen. Szükséges feltétel még az is, hogy a fonóoszlopban a szálak nyújthatók legyenek, csak ebben az esetben kaphatunk 10-nél nem nagyobb Denier-számú szálakat, enélkül pedig nem juthatunk olyan, textilipari célokra alkalmas szálakhoz, amelyekkel utólagos meleg-nyújtással 2 den szálankénti fonalfinomsági szám alatti érték érhető el. Ahhoz, hogy ilyen nagymértékű nyújtás legyen lehetséges, olyan fonófúvókákat kell alkalmazni, amelyek különleges furatokkal vannak ellátva; e furatokat a L hosszúságon kívül még az R nagy értéke jellemzi. A találmány közelebbi megvilágítására az alábbi példák szolgálnak; megjegyzendő azonban, hogy a találmány köre nincsen ezekre a példákra korlátozva. 1. példa: Egy 2-néI nagyobb határviszkozitású polipropilénszálat szándékozunk előállítani olyan izotaktikus polipropilénből, amelynek határviszkozitása (tetrahidronaftalinban 135 C° hőmérsékleten meg-,, határozva) 3,27, az izotaktikus rész aránya pedig 95% (Kumagawa-extraktorban n-heptánnal 24 óra hosszat történő extrakció után kapott maradékként meghatározva).
