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Verfahren zum Verspinnen von unter geringem Druck hergestellten
Polyolefinen
Vor kurzem durchgeführte Arbeiten über Verfahren, die ermöglichen, Olefine unter verhältnismässig geringen Drücken zu polymerisieren, haben zur Herstellung von Polymeren geführt, die interessante mechanische Eigenschaften aufweisen. Man hat daher die Möglichkeit untersucht, diese Polyolefine auf dem Textilgebiet zu verwenden.
Es wurde bereits vorgeschlagen, schon zuvor bekannte Polyolefine, die durch Verfahren unter Anwendung hoher Drücke gewonnen waren, in geschmolzenem Zustand in Form von ein-oder mehrfädigen Garnen zu verspinnen. Die Anwendung dieser Spinntechnik auf Polyolefine, die unter niedrigen Drücken hergestellt wurden, hat insbesondere das Verspinnen zu mehrfädigen Garnen ermöglicht, deren Gesamtund Einzelfaden-Titer vollständig den Anforderungen für die Verwendungen auf dem Gebiet der Textilien entspricht.
Das Verspinnen von Polyolefinen, gleich ob sie bei hohen oder niedrigen Drücken erhalten wurden, wurde bis jetzt unter inerter Atmosphäre, wie beispielsweise Stickstoff, durchgeführt. Dieses Verfahren weist jedoch im Falle einer Herstellung im technischen Massstab Nachteile auf, da es erforderlich ist, ein von Sauerstoff freies Gas zu verwenden, um den Abbau des Polymeren bei den für einen guten Verlauf des Verspinnens erforderlichen hohen Temperaturen zu vermeiden. Ausserdem erfordert der Ersatz der das inerte Gas liefernden Rohre, wenn sie einmal leer sind, zusätzliche Arbeitsgänge. Schliesslich ist dieses Spinnverfahren verhältnismässig umständlich.
Es wurde nun gefunden, dass es möglich ist, unter viel einfacheren Bedingungen Fäden auf der Basis von Polyolefinen, die nach dem Niederdruckverfahren hergestellt worden waren, zu erhalten, wenn man das Schmelzen der Polymere in einer Wasserdampfatmosphäre durchführt und diese Schmelze sodann verspinnt.
Es ist zwar bereits bekannt, durch dieses Verfahren lineare synthetische Polyamide, wie beispielsweise Polyhexamethylenadipinsäureamid zu verspinnen. Die Polyamide, zumindestens die gewöhnlich zur Herstellung von Gewebefäden verwendeten Isopolyamide besitzen jedoch verhältnismässig hohe Schmelzpunkte und eine enge Erweichungszone, die einige Grad nicht überschreitet.
Die Polyolefine erweichen dagegen in einem viel grösseren Temperaturbereich, dessen untere Grenze beträchtlich niedriger ist, als der Schmelzpunkt der üblichen Isopolyamide. Es war daher zu befürchten, dass der Ersatz des inerten Gases durch Wasserdampf das Phänomen des Verklebens der festen Polymerenkörner entweder untereinander oder mit den Wandungen der Schmelzvorrichtung mit sich bringen würden, wodurch ein regelmässiges Schmelzen des Polymeren gestört und lokale Überhitzungen und als Folge hievon Abbauvorgänge auftreten würden.
Wenn man ein Polymeres unter Wasserdampfatmosphäre zum Schmelzen bringt, so stellt man ausserdem stets eine Verminderung desErhitzungsvermögens des Schmelzrostes im Vergleich zu dem Schmelzen unter der Atmosphäre eines inerten Gases, insbesondere auf Grund des Temperaturunterschiedes zwischen dem Rost und dem Dampfstrom fest. Da dieser Temperaturunterschied für die Polyolefine sehr viel grö- sser ist, als beispielsweise für die Polyamide, war eine sehr beträchtliche Verminderung des Erhitzungsver- mögens des Rostes zu befürchten. Dass diese Verminderung in tragbaren Grenzen bleiben würde, war nicht vorauszusehen.
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Das Verfahren vorliegender Erfindung eignet sich ebensogut für die Herstellung von vielfädigen als auch von einfädigen Garnen. Insbesondere lässt es sich auf Polyäthylen, das bei niedrigem Druck hergestellt ist. anwenden, doch eignet es sich auch für andere Polyolefine und insbesondere für isotaktische Polymere von a-Olefinen, wie beispielsweise Propylen oder Isobutylen.
Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung, ohne sie zu beschränken.
Beispiel : Man verspinnt ein, bei niedrigem Druck hergestelltes Polyäthylen mit einem Schmelzindex von 0, 6 (vgl. Norm ASTM D 1238-52 T). Das Schmelzen erfolgt in einer Schmelzvorrichtung mit Rost, mit einer Zuführungsgeschwindigkeit von etwa 560 g Polymerem je Stunde und Durchleiten eines Wasserdampfstroms, dessen Geschwindigkeit so bemessen ist, dass 1, 5 kg Dampf je Stunde durch die Schmelzvorrichtung strömt. Das geschmolzene Polymere wird durch eine zwischengeschaltete Messpumpe zu einer Spinndüse mit 23 Löchern mit einem Durchmesser von 0, 23 mm geleitet die auf einer Temperatur von 3440 gehalten ist. Die ausgepressten Fäden werden mit Hilfe eines Luftstroms abgekühlt und mit einer Geschwindigkeit von 300 m je Minute aufgewickelt. Ihr Titer beträgt 280 Denier.
Ein Teil dieser Fäden wird dann mit einer Geschwindigkeit von 170 m je Minute auf das 7, 15-fache auf einer Vorrichtung verstreckt, die ein zylindrisches Verstreckungsorgan und eine Metallplatte trägt, die beide auf 700 erhitzt sind.
Man erhält so Fäden mit einem mittleren Titer von 40 Denier, deren Bruchfestigkeit zwischen 3. 65 und 4, 62 g/Denier schwankt und deren Bruchdehnung 35 - 41 % beträgt.
Ein anderer Teil der gleichen Fäden wird der Verstreckung, u. zw. nicht der Trockenverstreckung, sondern in siedendem Wasser auf das 7, 25-fache unterworfen. Die so erhaltenen Fäden besitzen eine Bruchfestigkeit von 3, 76 g/Denier bei einer Bruchdehnung von 23, 3 % ;.