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Verfahren zur Herstellung von Fäden, Fasern od. dgl. aus einem Homopolymer oder Kopolymer von Acrylnitril
Die vorliegende Erfindung betrifft das Spinnen von Acrylnitrilpolymeren zur Herstellung von Fasern od. ähnl. geformten Gebilden. Insbesondere betrifft die Erfindung ein verbessertes Verfahren zum Spinnen von Acrylnitrilpolymeren, wobei Fasern, Fäden u. dgl. erhalten werden, die frei von Blasen sind, eine glatte Oberfläche und ein hochglänzendes Aussehen haben sowie ausgezeichnete physikalische Eigenschaften besitzen.
UnterAcrylnitrilpolymeren werden Polyacrylnitril, Kopolymere und Terpolymere des Acrylnitrils sowie Gemische von Polyacrylnitril und Acrylnitril-Kopolymeren mit andern polymerisierbaren MonoolefinMaterialien verstanden. Im allgemeinen ist ein aus einer Monomerenmischung, in der Acrylnitril mindedestens 70 Gew. -0/0 des polymerisierbaren Anteiles ausmacht, gewonnenes Polymer erfindungsgemäss verwendbar. Neben Polyacrylnitril sind verwendbare Kopolymere solche mit 80 oder mehr Prozent Acrylnitril und 101o oder mehr anderer monoolefinischer Monomerer.
Geeignete andere Monomere sind Vinylacetat und andere Vinylester von Monokarbonsäuren, Vinylidenchlorid, Vinylchlorid und andere Vinylhalide, Dimethylfumarat und andere Dialkylester der Fumarsäure, Diethylmaleat und andere Dialkylester der Maleinsäure, Methylacrylat und andere Alkylester der Acrylsäure, Styrol und andere vinylsubstituierte aromatische Kohlenwasserstoffe, Methylmethacrylat und andere Alkylester von Methacrylsäure, vinylsubstituierte heterocyclische stickstoffhältige Verbindungen wie Vinylimidazol usw., alkylsubstituierte Vinylpyridine, Vinylchloracetat, Allylchloracetat, Methallylehloracetat, Allyilglycidyläther, Methallylglycidyläther, Allylglycidylphthalat und die entsprechenden Ester anderer aliphatischer und aromatischer Dikarbonsäuren, Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat und andere monoolefinische Monomere,
welche mit Acrylnitril kopolymerisierbar sind.
Viele der leichter zugänglichen Monomeren für die Polymerisation mit Acrylnitril bilden Kopolymere, welche mit Farbstoffen nicht reagieren und daher nach üblichen Methoden schwer oder überhaupt nicht färbbar sind. Daher können diese nicht färbbaren faserbildenden Kopolymere mit Polymeren oder Kopolymeren gemischt werden, welche selbst mehr farbannehmend sind, sei es auf Grund ihrer physikalischen Struktur, sei es infolge der Gegenwart funktioneller Gruppen, welche mit dem Farbstoff chemisch reagieren, wodurch der Farbstoff dauerhaft und in einer Art an das Polymer gebunden wird, welche sich als widerstandsfähig gegen die ilblichen Wasch- und Trockenreinigungsvorgänge erweist. Geeignete Polymere für eine Vermischung sind z. B.
Polyvinylpyridin, Polymere von alkylsubstituiertem Vinylpyridin, Polymere von andern vinylsubstituierten, stickstoffhältigen Heterocyclen, die Kopolymere der verschiedenen vinylsubstituierten stickstoffhältigen Heterocyclen und andere kopolymerisierbare Monomere, ins- besondere Acrylnitril.
Besonders verwendbar sind die Gemische aus Polyacrylnitril oder einem Kopolymer mit mehr als 90P/o Acrylnitril und bis zu 10% Vinylacetat, und ein Kopolymer von Vinylpyridin oder einem alkylsubstituierten Vinylpyridin und Acrylnitril, wobei das letztere in beträchtlichen Mengen, z. B. 50-80P/o vorhanden ist, um Hitze-und Lösungsmittelwiderstandsfähigkeit sicherzustellen und wobei auch das Vinylpyridin oder ein Derivat hievon in grösserer Menge vorhanden ist, um die Mischung für saure Farbstoffe
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Die eben beschriebenen Polymere können nach irgendeinem bekannten Polymerisationsverfahren hergestellt werden, wie Block-, Lösungsmittel- oder Emulsions-Polymerisation aus wässeriger Lösung. Die Polymerisation wird üblicherweise mit üblichen Katalysatoren katalysiert und mit den gewöhnlichen apparativen Einrichtungen durchgeführt. Das bevorzugte Verfahren ist jedoch die Suspensionspolymerisation, wobei das Polymer in feinverteilter Form zur unmittelbaren Verwendung für Fadenherstellung erhalten wird.
Das Polymer, aus dem erfindungsgemäss die Fädern usw. hergestellt werden, hat spezifische Viskositäten im Bereich von 0, 10 bis 0, 40. Die spezifische Viskosität, wie sie hier verstanden wird, wird durch die Formel wiedergegeben :
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man die genannten Lösungen unter dem Einfluss der Schwerkraft bei 250C durch kapillare Viskositätsrohre fliessen lässt. In den Bestimmungen wurde eine Polymerlösung verwendet, die 0, 1 g des Polymers, gelöst in 100 ml N, N-Dimethylformamid enthielt. Die wirksamsten Polymere für die Herstellung der Fäden sind
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besitzen.
Im Hinblick auf die hohe Schmelzviskosität und die thermische Empfindlichkeit von Acrylnitrilpoly- meren werden Fäden aus solchen Polymeren gebildet, indem die Polymere in einem geeigneten Lösungs- mittel gelöst und dann das Lösungsmittel aus dem fliessenden Strom der Lösung entfernt wird, um die Fä- den zu bilden. Handelsüblich werden Fäden aus Acrylnitrilpolymeren entweder nach dem Trockenspinn- verfahren oder nach dem Nassspinnverfahren hergestellt. Die im Einzelfall gewählte besondere Technik ist üblicherweise jene, die ein optimales Gleichgewicht zwischen den Garneigenschaften, der Wirtschaftlichkeit der gewählten Technik und andern Faktoren sichert. Jedes Verfahren hat seine Vor- und Nachteile.
So hat z. B. das Trockenspinnen den Vorzug bedeutend höherer Spinngeschwindigkeiten als sie beim Nassspinnen erreicht werden können. Ausserdem kann ein grösserer Prozentsatz an Feststoffanteilen in der beim Trockenspinnen verwendeten Lösung toleriert werden verglichen mit dem, was für das Nassspinnen zulässig ist, da unter anderem die Lösung bei relativ hohen Temperaturen versponnen wird. Leider sind die besseren Lösungsmittel für Acrylnitrilpolymere nicht so flüchtig, wie es für die Verwendung im Trockenspinnverfahren erwünscht wäre, wobei das Lösungsmittel durch Verdampfen in die Luft oder ein geeignetes inertes Gas entfernt wird.
Im Hinblick auf die Tatsache, dass beim Trockenspinnverfahren mindestens 751o des Lösungsmittels als Gas entfernt werden, müssen grosse Wärmemengen für die Spinnlösung wie auch auf die gesponnenen Fasern angewendet werden, um die Entfernung derartiger Lösungsmittelmengen innerhalb vernünftiger Zeiten zu erreichen. Die erforderlichen Wärmemengen können die Eigenschaften der erzeugten Fäden besonders im Hinblick auf die Farbe nachteilig beeinflussen.
Es wurde nun ein Verfahren für die Herstellung von Fäden aus Acrylnitrilpolymeren gefunden, bei welchen gewisse günstige Eigenheiten sowohl des Trocken- wie auch des Nassspinnverfahrens in sehr wirksamer Weise kombiniert sind, vorausgesetzt, dass die Fäden gemäss den Verfahrensschritten der vorliegenden Erfindung, so wie sie im folgenden beschrieben wird, behandelt werden.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Fäden, Fasern u. dgl. aus Acrylnitrilpolymeren, die beträchtlich verbesserte Garneigenschaften aufweisen. Weitere Erfindungsziele gehen aus dem folgenden hervor.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von Fäden, Fasern od. dgl. aus einem Homopolymer oder Kopolymer von Acrylnitril durch Auspressen einer Lösung des Polymers aus Düsen, teilweises Verdampfen des Lösungsmittels in einem gasförmigen Medium und Extrahieren des restlichen Teiles desselben in einem Bade ist dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Auspressen maximal llo des bei der Herstellung verwendeten Lösungsmittels z. B. Dimethylacetamid aus den Lösungsstrahlen gasförmig verdampft, die Strahlen sodann in ein Fällbad geleitet werden, welches aus einer Flüssigkeit besteht, die ein Fällungsmittel für das Polymere und ein Extraktionsmittel für das Lösungsmittel ist, z. B.
Wasser oder ein Gemisch aus Wasser und Dimethylacetamid, und die sich bildenden Fäden in Gegenwart dieserFlüssigkeit gestreckt. sodann aus dem Fällbad abgezogen und in ein zweites Bad z. B. Wasserbad geleitet werden, worin sie zum Zwecke der Orientierung der Polymermoleküle weiter gestreckt werden, hierauf entspannen und dabei schrumpfen gelassen und gegebenenfalls weiteren Behandlungen wie Waschen, Trocknen und Schneiden unterworfen werden.
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Es sei an dieser Stelle darauf verwiesen, dass die zur Anwendung gelangenden Lösungsmittel an und für sich bei Verfahren zum Verspinnen von Acrylnitrilpolymeren nach dem üblichen Trockenspinnprozess bereits bekannt sind.
Zum weiteren Verständnis der Erfindung wird nunmehr auf die Zeichnung Bezug genommen.
In der Zeichnung bedeutet Fig. 1 einen Aufriss, teilweise im Schnitt, einer Vorrichtungsanordnung der Art, wie sie zur Durchführung der Erfindung verwendet werden kann. Fig. 2 ist eine schematische
Darstellung, die zeigt, wie die erzeugten Fäden mit Hilfe verschiedener Trocknungsvorrichtungen ge- trocknet werden. Fig. 3 schliesslich ist ein schematischer Arbeitsplan, mit dessen Hilfe die einzelnen
Arbeitsschritte bei der Durchführung der Erfindung erklärt werden.
In Fig. 1 wird eine durch Wasser koagulierbare Lösung aus einem Acrylnitrilpolymer und einem Lö- sungsmittel hiefür unter Druck von einem (nicht dargestellten) Vorratstank durch die Leitung 10 und von da durch einen Kerzenfilter 11 geführt, wo ungelöste Teilchen und Fremdstoffe aus der Lösung entfernt werden. Gewöhnlich werdenGetriebepumpen benützt, um die Lösung durch den Filter 11 und zu der Spinn- kopfeinrichtung 12 zu fördern, welche geeignet montiert und angeordnet ist, so dass die Vorderseite des
Spinnkopfes horizontal entlang einer Ebene angeordnet ist, die im wesentlichen parallel zu der Oberfläche der Füllflüssigkeit 14 in dem oben offenen Spinntrog oder-bad 15 verläuft.
Die Lösung wird durch eine
Vielzahl von Öffnungen in dem Spinnkopf ausgepresst, so dass ein Fadenbündel 16 gebildet wird, welches im wesentlichen vertikal nach abwärtsgerichtet ist und unter der in dem Trog 15 angeordneten Faden- führung 17 geleitet wird. Eine zweite Fadenführung 18 ist in dem genannten Trog in geeigneter Weise angeordnet, so dass die darunter durchgeleiteten Fäden durch die Flüssigkeit 14 eine bestimmte Strecke lang hindurchgehen, damit die Koagulation der Lösung im gewünschten Ausmass stattfindet. Frische Flüs- sigkeit 14 wird dem Trog 15 durch eine Leitung 20 zugeführt (welche Flüssigkeit Wasser, gegebenenfalls die gewünschte Menge Lösungsmittel enthaltend sein kann) und wird durch eine Leitung 21 abgeführt.
Die Fäden werden unter Verwendung von einer positiv angetriebenen Rolle 22 oder andern Einrichtungen zur Vorwärtsbewegung von Fäden abgezogen, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Rolle mit der Auspressgeschwindigkeit synchronisiert ist, so dass die Fäden auf ihrem Weg zwischen dem Spinnkopf und den Rollen beträchtlich dunner gemacht werden, bis zu dem Punkt, an dem Reissen der Fäden stattfindet.
Nach dem Passieren einer Rolle 22 und einer mitlaufenden Rolle 23 werden die Fäden in den zweiten Spinntrog 24 geleitet, der eine Flüssigkeit 25 enthält. Frische Flüssigkeit wird in den Trog 24 über die Leitung 26 geleitet und durch die Leitung 27 abgezogen. Während es ohneweiters möglich ist, drei oder mehr Tröge zu verwenden, sind im Hinblick auf die Einfachheit nur zwei dargestellt und beschrieben worden. Bevor die Fäden aus dem zweiten Trog 24 austreten und um eine Reihe von positiv angetriebenen Rollen geführt werden, die mit den Zahlen 28 und 30 bezeichnet sind, werden sie unter Führungseinrichtungen 31 und 32 durchgeführt. Die Umfangsgeschwindigkeit der Rollen 28 und 30 kann so eingestellt werden, dass eine vorbestimmte Spannung auf die Fäden 16 während ihres Durchganges durch den zweiten Trog 24 ausgeübt wird.
Der Rolle 28 wird eine Waschflüssigkeit, wie z. B. heisses Wasser durch einen Spritz- oder Sprühkopf 33 zugeführt, wobei die Flüssigkeit in einem Behälter oder einer Schale 34 gesammelt wird. Man sieht, dass der Waschvorgang in mehr als einer Stufe des Verfahrens und unter Verwendung anderer Wascheinrichtungen durchgeführt werden kann. Nach dem Verlassen der Rollen 28 und 30 werden die Fäden durch einen dritten Trog 35 geleitet, indem sie unter Führungen 36 und 37 durchgeführt werden. Die Flüssigkeit 38 in diesem Trog ist gewöhnlich Wasser von erhöhter Temperatur.
Die Fäden werden daraus mittels einer angetriebenen Rolle 40 und einer mitlaufenden Rolle 41 abgezogen, welche Rollen mit Umfangsgeschwindigkeiten angetrieben werden, die geringer sind als jene der Rollen 28 und 30, so dass die Fäden praktisch völlig entspannen gelassen werden und dadurch während ihres Durchganges durch den Trog 35 schrumpfen. Frisches Wasser wird dem Trog 35 durch die Einlassleitung 42 und die Auslassleitung 43 zugeführt bzw. daraus abgeleitet. Es ist klar, dass auch andere gleichwertige Mittel angewendet werden können, um das Schrumpfen oder Entspannen der Fäden herbeizuführen. So können die Fäden z.
B. um konisch verjüngte Rollen geführt werden, u. zw. von der Seite mit dem grösseren bis zu der mit dem kleineren Umfang, wobei die Rollen in einer Flüssigkeit eintauchen oder Flüssigkeit auf sie aufgebracht wird. Nach dem Entspannungsvorgang werden die Fäden durch ein Endbehandlungs-Flüssigkeitsbad 44 geleitet, welches sich in einem Behälter 45 befindet und aus einem Schmiermittel od. dgl. günstigen Behandlungsmittel besteht. Die Fäden werden nach ihrer Entfernung aus der Flüssigkeit 44 getrocknet. Wie in Fig. 1 dargestellt, werden die Fäden kontinuierlich um ein Paar angetriebene Trocknungstrommeln 46 und 47 geleitet, die von innen mit Dampf beheizt werden. Danach werden die Fäden zusätzlichen Behandlungen wie z. B.
Kräuseln und Schneiden unterworfen und dann in Form von Stapelfäden, kontinuierlichen Fäden, Garn oder Tau aufbewahrt.
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Nach einer zweiten Ausführungsform desTrocknungsvorganges, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, werden die Fäden nach dem Strecken und Waschen mittels eines Führungsstückes 48 od. dgl. Führungseinrichtung auf ein sich bewegendes endloses Band 50 gelegt (in Zickzack-Anordnung), welches durch einen Trocknungsraum 51 sich durchbewegt, worin heisse Luft oder ein anderes geeignetes Trocknungsgas von erhöhter Temperatur auf die darin befindlichen Fäden geleitet wird. Bei dieser Ausführungsform werden, wie ersichtlich, die Fäden kontinuierlich in spannungsfreiem Zustand getrocknet. Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass die Fäden entspannen gelassen und getrocknet werden ; so vollzieht sich, das Entspannen und Trocknen der Fäden in einem Teilschritt.
Es versteht sich, dass es ohneweiteres möglich ist, die Fäden auch unter Verwendung anderer Trocknungseinrichtungen zu trocknen, während sie sich im spannungsfreien Zustand befinden. So können z. B. die Fäden in geeigneter Weise getrocknet werden, indem sie durch einen Luftstrom vorwärtsbewegt werden, in dem sie suspendiert sind.
In Fig. 3 ist ein Arbeitsplan dargestellt, mit dessen Hilfe eine geeignete Aufeinanderfolge von angewendeten Bearbeitungs-Teilschritten im folgenden erklärt wird. Wie ersichtlich, wird eine vorbereitete Spinnlösung aus einem Spinnkopf 12 in Luft ausgepresst, so dass sich ein Bündel 16 von Fäden bildet, welches in einem ersten Bad 14 koaguliert und gestreckt wird. Aus dem Fällbad werden die so hergestell- ten Fäden durch ein zweites Bad 25 geleitet, wo sie gestreckt werden, und von da durch ein drittes Bad 38, in dem die Fäden entspannen gelassen werden. Die Fäden können lösungsmittelfrei oder praktisch lösungmittelfrei entweder vor oder nachdem Strecken in dem zweiten Bad gewaschen werden (33).
Nach diesem Entspannungsvorgang können die Fäden durch ein Bad geleitet, das eine geeignete Endbehandlungslösung 44 enthält, und danach in einer Trocknungseinrichtung 46/47 getrocknet werden. Gewünschtenfalls werden die Fäden gekräuselt (51). Schliesslich werden die Fäden auf Stapellänge gebracht und gebündelt
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Im allgemeinen kann die Spinnlösung durch Erhitzung und Rühren einer Mischung aus feinverteiltem Acrylnitrilpolymer der vorbeschriebenen Art mit einem geeigneten Lösungsmittel hergestellt werden, bis sich das Polymer gelöst hat. Bis zu einem gewissen Ausmass wird die Auswahl des Lösungsmittels von dem
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sind besonders geeignet.
Der Prozentanteil an Polymer, berechnet auf das Gewicht der Lösung hängt von dem besonderen verwendeten Polymer und Lösungsmittel, wie auch von der Temperatur ab, bei der das Polymer versponnen wird. Es ist wünschenswert, eine Lösung zu verwenden, die einen hohen Polymeranteil enthält, u. zw. aus naheliegenden Gründen. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Tatsache, dass viel höhere Temperaturen zulässig sind, als sie üblicherweise beim Nassspinnen angewendet werden. Daher kann ein höherer Prozentanteil des Polymers mit Erfolg in der Lösung angewendet werden. Die Spinnlösung kann vor und bei dem Auspressen auf Temperaturen von etwa 20 bis 1800C gehalten werden.
Da die Viskosität des Acrylnitrilpolymers in der Lösung sich direkt mit der Temperatur ändert, kann man sich mit Vorteil der bei dem vorliegenden Verfahren zulässigen höheren Spinntemperaturen bedienen, mit dem Ergebnis, dass für einen gegebenen Polymer-Prozentanteil niedrigere Auspressdrucke erforderlich sind. Normalerweise sollte die Temperatur der Polymerlösung für ein erfolgreiches Nassspinnen eng mit der Temperatur des Fällbades verknüpft sein.
Um eine Lösung eines Acrylnitrilpolymers nach dem Nassspinnverfahren zu verspinnen, ist es erforderlich, erhöhte Fällbad-Temperaturen zu vermeiden, da solcheTemperaturen wesentlich die Wirksamkeit derLösungsmittelextraktion vermindern, bis zu einem Punkt, wo es nicht möglich oder praktisch durchführbar ist, den Vorteil einer Spinnlösung mit einem hohen Polymer-Prozentanteil auszunützen. Der erfindungsgemäss verwendete Spinnkopf kann von der üblicherweise beim Trockenspinnen ver-
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der Lösung wesentlich dünner gemacht werden. Diese anfängliche Schwächung der frisch gesponnenen Fäden ist als eine "Düsen-Streckung" bekannt, deren Ausmass gegeben ist durch die Geschwindigkeit der Aufnahme, dividiert durch die Auspressgeschwindigkeit.
Eine wichtige Variable bei jedem Spinnverfahren ist der Bohrungsdurchmesser der Spinndüse. Von praktischen Gesichtspunkten ist es stets erwünscht, den grössten, mit einem guten Spinnen vereinbaren Durchmesser anzuwenden. Durch Erhöhung der Düsengrösse wird die Filtration der Spinnlösung weniger wichtig und die Anzahl der erforderlichen Wechsel der Spinnköpfe wegen Verstopfung wird herabgesetzt. Erfindungsgemäss kann man Düsen mit verhältnismässig grossen Durchmessern verwenden. Dies bedeutet praktisch eine Herabsetzung der Betriebskosten. Unter andern Vorteilen, die durch Verwendung grösserer Düsen erreicht werden, sind die höheren Spinngeschwindigkeiten und die Verbesserung der physikalischen Eigenschaften durch das Ausstrecken der Fäden,
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welches vorgenommen werden kann, zu nennen.
Beim Nassspinnen ist dies nicht möglich, da die maximale Streckung in der Düse, welche bei den frisch gesponnenen Fäden angewendet werden kann, gewöhnlich weniger als das Zweifache beträgt und in den meisten Fällen sogar weniger als das Einfache ist, u. zw. wegen des anisotropen Zustandes der üblichen nassgesponnenen Fäden. Anderseits ist es wegen der verhältnismässig isotropen Struktur der erfindungsgemäss erhaltenen Fäden möglich, den frisch gesponnenen
Faden bis zu einem Ausmass des 15fachen zu strecken, wobei eine Streckung um mindestens das Dreifache bevorzugt wird. Das heisst, dass die lineare Geschwindigkeit der ersten Aufnahme bis zum 15fachen der Auspressgeschwindigkeit des Polymers betragen kann.
Durch Anordnung des Spinnkopfes oberhalb des
Fällbades ist es möglich, Spinngeschwindigkeiten bis zu 300-450 m/min zu erhalten, wobei man eine
Vorrichtung benützt, mit welcher andernfalls eine Höchstgeschwindigkeit von nur 22, 5-30 m/min beim normalen Nassspinnverfahren erreicht werden kann. Ein weiterer Vorteil des hier beschriebenen Verfahrens ist, dass ein weiter Bereich von Faden-Deniers mit Hilfe eines einzigen Spinnkopfes gesponnen werden kann. So können z. B. Faden-Deniers von 0, 3 bis 22 und höher, die zufriedenstellende textile Eigenschaften besitzen, mit einem einzigen Spinnkopf gesponnen werden, der einen Öffnungsdurchmesser von 0, 0125 cm besitzt. Dies bedeutet, dass Fäden mit verschiedenen Deniers bequem gesponnen werden können, wobei beim Wechsel von einem Denier auf den andern keine Unterbrechung erfolgen muss.
Der Abstand, in welchem der Spinnkopf oberhalb des Fällbades angeordnet ist, kann verschieden sein.
Normalerweise ist der Spinnkopf so angeordnet, dass seine Vorderseite 3 - 37 mm oberhalb des Bades sich befindet. Man kann indessen diesen Abstand vergrössern, wenn man dafür Sorge trägt, dass benachbarte Polymerstrahlen einander nicht berühren und aneinander festhaften. So kann z. B. eine Zelle, durch welche die Strahlen achsparallel hindurchgehen, so eingerichtet werden, dass die Turbulenz darin auf ein Mindestmass herabgesetzt wird. Gewöhnlich ist das Gas, welches sich zwischen dem Spinnkopf und dem Fällbad befindet und durch welches die Strahlen hindurchgehen, Luft, obwohl jedes andere gasförmige Medium, das die Fäden nicht nachteilig beeinflusst, verwendet werden kann. Die Temperatur des Gases kann geregelt werden ; es ist aber die normalerweise beim Spinnen vorherrschende Temperatur zufriedenstellend.
Zur Erzielung der besten Ergebnisse sollten die Spinn-Variablen so aufeinander abgestimmt sein, dass etwa 10/0 oder weniger des Lösungsmittels, bezogen auf das Gewicht der Lösung,, in das gasförmige Medium aus dem ausgepressten Strahl verdampft. Es ist richtig, dass ein kleiner Teil des Lösungsmittels entfernt wird, bevor der ausgepresste Polymerstrahl in das Fällbad geleitet wird. Wenn kein Lösungsmittel in Gasform und unmittelbar nach dem Auspressen entfernt wird, wie es beim normalen Nassspinnen der Fall ist, wo der Spinnkopf im Fällbad angeordnet ist, kann die Fähigkeit des frisch gesponnenen Materials, eine hohe Streckung aufzunehmen, nicht erhalten werden.
Die Entfernung einer kleinen Lösungsmittelmenge in Gasform aber aus dem ausgepressten Strahl verleiht, wie überraschenderweise gefunden wurde, den Fäden eine hohe Streckfähigkeit im Fällbad und die Fäden sind imstande, einen höheren Grad von Orientierungsstreckung aufzunehmen. Obwohl die Ursachen, warum die nach dem zerlegenden Verfahren hergestellten Fäden eine wesentlich erhöhte Streckbarkeit im Fällbad besitzen, nicht völlig aufgeklärt ist, hat es den Anschein, dass als Folge der Verdampfung des Lösungsmittels eine sehr dünne Aussenhaut auf den Fäden gebildet wird. Diese Haut ist, wie angenommen wird, eine auswählend durchlässige Membran, welche eine äusserst geringe Durchdringbarkeit aufweist, verglichen mit der Fadenhaut bei einem normalen Nassspinnverfahren.
Diese Hautstruktur geringer Diffundierbarkeit vermindert den Austritt von Lösungsmittel aus den Fäden im Fällbad, so dass die Fäden mehr isotrop sind und beträchtlich gestreckt werden können, ohne zu reissen.
Die erfindungsgemäss verwendbaren Fällbäder enthalten gewöhnlich ein Nicht-Lösungsmittel wie Wasser oder ein Gemisch von Lösungsmittel und Nicht-Lösungsmittel für das Acrylnitrilpolymer. Das in dem Fällbad verwendete Lösungsmittel ist vorzugsweise das gleiche wie für die Herstellung der Polymerlösung, jedoch muss dies bei der erfindungsgemässen Verfahrensweise nicht der Fall sein. Die Konzentrationen an diesen Materialien für die beste Spinnbarkeit sind von 100-20% Nicht-Lösungsmittel und ent-
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enthält. Auf Grund verfügbarer Daten beträgt der bevorzugte Temperaturbereich für das Fällbad von-20 bis +800C.
Den Fäden kann in dem Fällbad ein Durchtrittsweg von z. B. 5 bis 60 cm oder mehr durch Verwendung von zwei in geeigneten Abständen angeordneten Führungseinrichtungen und Abzugsrollen verliehen werden, wie in Fig. 1 dargestellt. Zwischen dem Spinnkopf und den Abzugsrollen werden die Fäden, wie oben angegeben, einem Streckvorgang unterworfen, um die gewünschte beträchtliche Querschnittsverminderung zu erhalten.
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Ein zweites Bad wird nach dem Fällbad verwendet, worin die Fäden zusätzlich gestreckt werden, um ihre Festigkeit und andere physikalische Eigenschaften zu verbessern. Diese Verbesserung rührt von der Orientierung der Polymermoleküle entlang der Fadenachse her. Das zweite Bad kann einfach aus Wasser bestehen oder es kann die gleiche Zusammensetzung wie das Fällbad haben, aber stärker mit Wasser verdünnt. Die Temperatur des zweiten Bades liegt vorzugsweise zwischen 50 und 100 C. Streckungen von bis zum Zehnfachen können erzeugt werden, wobei das Ausmass der angewendeten Streckung von den im Garn erwünschten Eigenschaften abhängt.
Nach dem Durchgang durch das Fällbad und das Streckbad oder die Streckbäder werden die Fäden ge- wünschtenfalls praktisch lösungsmittelfrei gewaschen. Dies kann durch Aufspritzen von Wasser auf die über positiv angetriebene Rollen laufende Fäden geschehen. Das Wasser extrahiert das Lösungsmittel aus den Fäden, während diese nach und nach vom einen zum andern Ende der Rollen gehen. Andere Waschenrichtungen können natürlich verwendet werden. Ausserdem kann das Waschen vor der OrientierungStreckung der Fäden durchgeführt werden.
Der nächste Teilschritt ist für die richtige Durchführung der Erfindung wesentlich und besteht darin, die Fäden bei einer genügend hohen Temperatur und bei niedrigem oder überhaupt keinem Zug zu behandeln, um eine praktisch völlige Entspannung der Fäden zu gestatten. Dies kann erreicht werden, indem man die Fäden kontinuierlich durch ein Wasserbad durchleitet, das auf einer Temperatur nahe bei oder auf dem Siedepunkt gehalten wird, u. zw. mit Hilfe einer Fadenführungseinrichtung, die mit einer geringeren Umfangsgeschwindigkeit betrieben wird, als die Lineargeschwindigkeit beträgt, mit welcher die Fäden dem Wasserbad zugeführt werden. Gewöhnlich können die Fäden wenigstens bis zu 15 und hinauf bis zu 4 o oder mehr ihrer ursprünglichen Länge schrumpfen.
Die erhaltenen Fäden, die in heissem oder kochendem Wasser entspannt werden, haben hohe Dehnungswerte im Vergleich zu Fäden, die unter ähnlichen Bedingungen hergestellt, jedoch nicht entspannen gelassen werden. Überraschenderweise werden die höheren Dehnungswerte nicht auf Kosten der Festigkeit erhalten. Darüber hinaus zeigt es sich, dass eine Beziehung zwischen der Dehnung der erhaltenen Fäden und der Temperatur besteht, bei welcher die Fäden der Orientierungsstreckung unterworfen werden, d. h. dass bei einer gegebenen Orientierungsstreckung Fäden mit höherer Dehnung im allgemeinen erhalten werden, wenn man niedrigere Streckungstemperaturen anwendet.
Nachdem die Fäden frei schrumpfen gelassen werden, trocknet man sie in üblicher Weise. Dies kann unter Zug oder ohne Zug geschehen. Vorzugsweise werden die Fäden getrocknet, während sie im vollkommen entspannten Zustand sind, so dass die Trocknung und Entspannung in einem Verfahrensschritt erfolgen.
Gewöhnlich haben nassgesponnene Acrylnitrilfäden eine poröse oder schwammige Struktur, die durch ein Netzwerk von vielen Leerstellen gekennzeichnet ist. Um das Porenvolumen zu vermindern, werden diese Fäden unter Zug getrocknet, z. B. indem man sie kontinuierlich um eine erhitzte Trockentrommelanordnung od. dgl. führt, wobei die Fadenstruktur verfestigt wird. Wenn diese Fäden nicht unter Zugspannung getrocknet werden, ist das erhaltene Produkt für Textilzwecke nicht geeignet. Die in üblicher Weise nassgesponnenen Fäden haben aber selbst dann, wenn sie unter Zugspannung getrocknet werden, immer noch ein grösseres Porenvolumen und submikroskopisch eine krenelierte Fadenoberfläche, welche den Fäden ein glanzloses oder mattes Aussehen verleiht.
Gänzlich unerwarteterweise haben die erfindungsgemäss hergestellten Fäden nach der Entspannung ein beträchtlich vermindertes Porenvolumen und eine glatte, spiegelnde Oberfläche. Es können also die Nachteile, welche mit dem Trocknen unter Zugspannung ver-
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den werden und dennoch Fäden erhalten werden, die einen grösseren Glanz haben, als in üblicher Art nassgesponnene und unter Zugspannung getrocknete Fäden.
Aus dem obigen ist ersichtlich, dass ein wichtiges Kennzeichen der Erfindung in der Kombination des Auspressens einer fällbaren Lösung eines Acrylnitrils in ein Gas und darauffolgend in ein Fällbad und des Entspannenlassens der erzeugten Fäden besteht, um sie praktisch völlig zu entspannen, nachdem sie eine wesentliche Orientierungsstreckung erhalten haben, wodurch es möglich wird, die Fäden im spannungsfreien Zustand zu trocknen und dennoch porenfreie Fäden zu erhalten.
Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nachfolgend spezielle Beispiele gegeben, die nicht als beschränkend hinsichtlich der Erfindung gelten sollen. In den Beispielen sind alle Teil- und Prozentangaben auf das Gewicht bezogen, wenn nichts anderes angegeben ist.
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enthielt und eineTemperatur von 250C hatte. Das so gebildete Fadenbündel wurde über eine Strecke von 45 cm durch dieses Bad bewegt und sodann mit einer Geschwindigkeit von 9, 18 m/min herausgezogen, wobei die Abzugsgeschwindigkeit zur Auspressgeschwindigkeit so eingestellt wurde, dass die Fäden einem Zugverhältnis von 0, 94 zwischen dem Spinnkopf und der Abzieheinrichtung aus dem Fällbad unterworfen wurden.
Als nächstes wurden die Fäden in ein zweites Streckbad von 1000C geleitet, welches aus praktisch 100% Wasser bestand. Während die Fäden dieses zweite Bad auf einer Strecke von 60 cm durchliefen, wurden sie darauf mit einer Geschwindigkeit von 55, 8 m/min abgezogen,-so dass eine Streckung um etwa das 6, 5fache erzielt wurde, worauf die Fäden um ein Paar von im Abstand angeordneten Rollen 30bis 40mal herumgewickelt wurden, wobei die Gesamtlänge der Fäden um die Rollen etwa 36 m betrug.
Während des Überganges über die Rollen wurde zum Waschen Wasser von 50 bis 800C auf die Fäden gespritzt. Nach diesem Waschvorgang wurden die Fäden in ein Entspannbad, enthaltend Wasser von 1000C geleitet, aus welchem sie mit einer Geschwindigkeit von 45,6 m/min abgezogen wurden. Unter diesen Bedingungen wurden die Fäden zo scllrumplen gelassen. Die Faden wurden als nächstes durch ein Bad geschickt, das einGarnschmiermittel enthielt und dann um eine geheizte Trockentrommelanordnung, um sie zu trocknen. Danach wurden die Fäden gekräuselt, in Stapellängen geschnitten und zu Ballen gewickelt.
Die so hergestellten Fäden waren glänzend und hatten eine ausgezeichnete Abriebfestigkeit und eine Festigkeit von 2,5 pro Denier, eine Dehnung von 26, Olo und ein Denier von 3, 1.
Weitere Fadenproben wurden auf die gleiche Art mit der Ausnahme hergestellt, dass Polymermischung mit verschiedenen Viskositäten zur Herstellung der Spinnlösungen verwendet wurden sowie mit verschiedenen Feststoffgehalten, wie in Tabelle I angegeben, wo auch die Garneigenschaften angeführt sind.
Tabelle I :
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<tb>
<tb> Viskosität <SEP> : <SEP> Feststoffe <SEP> in <SEP> 0/0 <SEP> : <SEP> Festigkeit <SEP> g/Denier <SEP> : <SEP> Dehnung <SEP> 0/0 <SEP> :
<tb> 0, <SEP> 16 <SEP> 22, <SEP> 0 <SEP> 2, <SEP> 79 <SEP> 27, <SEP> 0 <SEP>
<tb> 0, <SEP> 25 <SEP> 18, <SEP> 0 <SEP> 2, <SEP> 97 <SEP> 23, <SEP> 7 <SEP>
<tb> 0, <SEP> 29 <SEP> 15, <SEP> 5 <SEP> 2, <SEP> 97 <SEP> 23, <SEP> 5 <SEP>
<tb> 0, <SEP> 33 <SEP> 14, <SEP> 5 <SEP> 2, <SEP> 87 <SEP> 22, <SEP> 0 <SEP>
<tb>
Aus diesen Daten ist leicht ersichtlich, dass eine grosse Variationsbreite bezüglich der spezifischen Viskosität des Polymers und seinem Prozentgehalt in der Spinnlösung bei dem vorliegenden Verfahren zulässig ist.
Beispiel 2 : Eine 22'7oPolymer und 0, 1% Schwefelsäure, bezogen auf das Gewicht der Lösung enthaltende Spinnlösung in N, N-Dimethylacetamid wurde hergestellt. Das verwendete Polymer war das gleiche wie in Beispiel 1 und hatte eine spezifische Viskosität von 0, 16. Die Spinnlösung wurde bei 250C durch einen Spinnkopf ausgepresst, der 100 Löcher von je 0, 0225 cm hatte, über eine Strecke von 2, 54 cm in Luft in ein Fällbad ausgepresst, das 401o N, N-Dimethylacetamid und 60 Vol. -0/0 Wasser von einer Temperatur von 250C enthielt.
Das Bündel der so gebildeten Fäden wurde aus dem Fällbad mit einer Geschwindigkeit von 11, 52 m/min herausgezogen, wobei die Geschwindigkeit so eingestellt war, dass die Fäden um das 6, 6fache zwischen dem Spinnkopf und der Abziehvorrichtung aus dem Fällbad gedehnt wurden. Dann wurden die Fäden in ein Streckbad geleitet, das Wasser enthielt und auf einer Temperatur von 1000C gehalten wurde. Die Fäden wurden aus dem zweiten Bad mit einer Geschwindigkeit von 55, 8 m/min abgezogen, so dass eine zusätzliche Streckung auf das etwa 4, 9 fache erhalten wurde, wobei der Faden mit Hilfe einer Haspel abgezogen wurde. Während sie sich auf der Haspel befanden, wurden die Fäden durch Aufspritzen von Wasser gewaschen. Nach dem Waschvorgang wurden die Fäden in Luft von Raumtemperatur 5% entspannt.
Eine Garnschmiere wurde kontinuierlich auf die Fäden aufgebracht und sie wurden in spannungsfreiem Zustand getrocknet, indem sie auf ein endloses Förderband gelegt wurden, das
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sich durch die Trockenkammer bewegte. Die getrockneten Fäden wurden gekräuselt, in Stapellängen geschnitten und auf Ballen gewickelt. Die so hergestellten Fäden waren glänzend mit einer ausgezeichneten Abnützungsfestigkeit und hatten eine Festigkeit von 2, 7 g/Denier und eine Dehnung von 16, 4%.
Beispiel 3 : Eine 1% Polymer, bezogen auf das Gewicht der Lösung, enthaltende Spinnlösung in N, N-Dimethylacetamid wurde hergestellt. Das verwendete Polymer war die in Beispiel 1 verwendete Polymermischung und hatte eine spezifische Viskosität von 0, 16, Proben der Spinnlösung wurden bei 25, 120 bzw. 1800C ausgepresst durch einen Spinnkopf, der 40 Löcher von je 0, 0125 cm Durchmesser hatte,
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zu Stapelfäden verarbeitet. Den Fäden wurde aber eine Düsenstreckung auf das 1, 3fache und eine Orientierungsstreckung auf das 4, 9fache im zweiten Bad gegeben. Die so erzeugten Fäden waren glänzend und hatten eine ausgezeichnete Abnützungsfestigkeit.
Die textilen Kennziffern dieser Spinnprodukte sind in der folgenden Tabelle II wiedergegeben :
Tabelle II :
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<tb>
<tb> Lösungstemperatur <SEP> Festigkeit <SEP> in <SEP> g <SEP> ! <SEP> Denier <SEP> Dehnung, <SEP> Ufo <SEP>
<tb> 25 C <SEP> 2, <SEP> 8 <SEP> 19, <SEP> 5 <SEP>
<tb> 1200C <SEP> 2, <SEP> 8 <SEP> 19,7
<tb> 1800C <SEP> 2, <SEP> 7 <SEP> 20 <SEP> 3 <SEP>
<tb>
Beispiel 4 : Die Spinnlösung gemäss Beispiel 2 wurde durch verschiedene Spinnköpfe ausgepresst, die verschiedene Lochdurchmesser, wie in Tabelle III angegeben, besassen. Verschiedene Temperaturen und Konzentrationen des Fällbades wurden angewendet, wie gleichfalls in der Tabelle angegeben. Die erzeugten Fäden wurden durch eine Luftstrecke von 3 mm ober dem Bad und sodann durch das Bad geleitet.
Die Fäden wurden aus dem Bad mit einer solchen Geschwindigkeit abgezogen, dass sie gerade bis zu einem Punkt unmittelbar vor dem Reissen gestreckt wurden. Die maximale Streckung, die den Fäden erteilt werden konnte, ist tieferstehend angegeben.
Tabelle III :
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<tb>
<tb> Spinnkopf <SEP> : <SEP> Fällbad <SEP> : <SEP>
<tb> Löcher <SEP> Durchmesser, <SEP> Lösungsmittel/Wasser, <SEP> C <SEP> Maximale <SEP> Streckung,
<tb> cm% <SEP> Vielfaches <SEP>
<tb> Probe <SEP> A <SEP> 60 <SEP> 0,003 <SEP> 70/30 <SEP> 36 <SEP> 9,1
<tb> Probe <SEP> B <SEP> 60 <SEP> 0,003 <SEP> 60/40 <SEP> 35 <SEP> 4, <SEP> 8 <SEP>
<tb> Probe <SEP> C <SEP> 60 <SEP> 0, <SEP> 003 <SEP> 40/60 <SEP> 28 <SEP> 1, <SEP> 9 <SEP>
<tb> Probe <SEP> D <SEP> 60 <SEP> 0, <SEP> 003 <SEP> 20/80 <SEP> 25 <SEP> 1,6
<tb> Probe <SEP> E <SEP> 60 <SEP> 0,003 <SEP> 0/100 <SEP> 19 <SEP> 1,6
<tb> Probe <SEP> F <SEP> 100 <SEP> 0,005 <SEP> 70/30 <SEP> 30 <SEP> 9,2
<tb> Probe <SEP> G <SEP> 100 <SEP> 0,005 <SEP> 60/40 <SEP> 30 <SEP> 5,4
<tb> Probe <SEP> H <SEP> 100 <SEP> 0, <SEP> 005 <SEP> 40/60 <SEP> 30 <SEP> 4, <SEP> 4 <SEP>
<tb> Probe <SEP> I <SEP> 100 <SEP> 0,
<SEP> 005 <SEP> 20/80 <SEP> 30 <SEP> 4, <SEP> 1 <SEP>
<tb> Probe <SEP> J <SEP> 100 <SEP> 0, <SEP> 005'0/100 <SEP> 30 <SEP> 4,6
<tb> Probe <SEP> K <SEP> 100 <SEP> 0, <SEP> 007 <SEP> 70/30 <SEP> 30 <SEP> 10,5
<tb> Probe <SEP> L <SEP> 100 <SEP> 0, <SEP> 007 <SEP> 60/40 <SEP> 30 <SEP> 8, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Probe <SEP> M <SEP> 100 <SEP> 0,007 <SEP> 50/50 <SEP> 30 <SEP> 6,6
<tb> Probe <SEP> N <SEP> 100 <SEP> 0,007 <SEP> 40/60 <SEP> 30 <SEP> 6, <SEP> 1 <SEP>
<tb> Probe <SEP> 0 <SEP> 100 <SEP> 0, <SEP> 007 <SEP> 20/80 <SEP> 30 <SEP> 5,6
<tb> Probe <SEP> P <SEP> 100 <SEP> 0, <SEP> 007 <SEP> 0/100 <SEP> 30 <SEP> 5,6
<tb> Probe <SEP> Q <SEP> 100 <SEP> 0, <SEP> 009 <SEP> 70/30 <SEP> 30 <SEP> 15, <SEP> 4 <SEP>
<tb> Probe <SEP> R <SEP> 100 <SEP> 0, <SEP> 009 <SEP> 60/40 <SEP> 30 <SEP> 9,6
<tb> Probe <SEP> S <SEP> 100 <SEP> 0,009 <SEP> 50/50 <SEP> 30 <SEP> 8,
0
<tb> Probe <SEP> T <SEP> 100 <SEP> 0, <SEP> 009 <SEP> 40/60 <SEP> 30 <SEP> 7,3
<tb> Probe <SEP> U <SEP> 100 <SEP> 0, <SEP> 00920/8030 <SEP> 6 <SEP> 6
<tb>
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im Gegensatz zum gewöhnlichen Nassspinnen, wo das Entgegengesetzte gilt, sank die maximale Düsenstreckung bei der Erfindung mit steigenden Wassermengen in dem Fällbad und stieg mit sinkenden Wassermengen im Fällbad.
Beispiel 5 : Eine Spinnlösung, enthaltend 180lu Polymeres wie in Beispiel 1, aber mit einer spezifischen Viskosität von 0, 25, in N, N-Dimethylacetamid wurde hergestellt. Die Spinnlösung wurde bei
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streckt und dann durch ein zweites Bad aus Wasser von 1000C geleitet. Während ihres Durchganges durch das zweite Bad wurden die Fäden auf das 5, Ofache gestreckt. Die Fäden wurden gewaschen und dann in spannungsfreiem Zustand getrocknet.
Weitere Spinnversuche wurden bei Temperaturen von 90,80 und 700C im zweiten Streckbad durchgeführt. Bei diesen verschiedenen Temperaturen wurden die Fäden in verschiedenem Ausmass gestreckt, wie in Tabelle IV angegeben :
Tabelle IV :
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<tb>
<tb> Probe <SEP> Temperatur <SEP> Streckung <SEP> % <SEP> Schrumpfung <SEP> Denier <SEP> Festigkeit <SEP> in <SEP> Dehnung <SEP> in <SEP> 0/0 <SEP>
<tb> des <SEP> 2.
<SEP> Bades <SEP> im <SEP> 2.Bad <SEP> während <SEP> Entspannung <SEP> g/Denier
<tb> 1 <SEP> 90 C <SEP> 5fach <SEP> 22 <SEP> 288 <SEP> 2,7 <SEP> 31, <SEP> 4 <SEP>
<tb> 2 <SEP> 80 C <SEP> 5fach <SEP> 29 <SEP> 289 <SEP> 2,5 <SEP> 36,3
<tb> 3 <SEP> 70 C <SEP> 5fach <SEP> 39 <SEP> 284 <SEP> 2,3 <SEP> 47,0
<tb> 4 <SEP> 100 C <SEP> 6fach <SEP> 20 <SEP> 285 <SEP> 2,7 <SEP> 26,9
<tb> 5 <SEP> 90 C <SEP> 6fach <SEP> 24 <SEP> 298 <SEP> 2,6 <SEP> 28,3
<tb> 6 <SEP> 80 C <SEP> 6fach <SEP> 29 <SEP> 289 <SEP> 2,6 <SEP> 31,3
<tb> 7 <SEP> lO00C <SEP> 7fach <SEP> 21 <SEP> 315 <SEP> 2,7 <SEP> 25,5
<tb> 8 <SEP> 90 C <SEP> 7fach <SEP> 24 <SEP> 323 <SEP> 2,6 <SEP> 27,0
<tb> 9 <SEP> 800e <SEP> 7fach <SEP> 18 <SEP> 282 <SEP> 2,6 <SEP> 30,0
<tb>
Aus den obigen Daten ist zu ersehen, dass die perzentuelle Dehnung für eine gegebene Streckung im zweiten Bad in dem Mass anstieg,
wie die Badtemperatur vermindert wurde, u. zw. ohne merkbare Einbusse an Festigkeit. Zu Vergleichszwecken wurde der Spinnkopf in das Fällbad eingetaucht und die gleiche Spinnlösung wurde unter gleichen Bedingungen zu Fäden versponnen. Es wurde gefunden, dass im zweiten Bad eine Temperatur von 950C oder darüber erforderlich war, um Streckungen bis zum 4-bis 5fachen zu erreichen. Ausserdem waren Streckungen von mehr als dem 5fachen nicht möglich ; unter dieser Temperatur war die maximale Streckung sogar unter dem 4fachen.
Man sieht also, dass nach dem vorliegenden Verfahren den Fäden in dem zweiten Bad eine Orientierungsstreckung über einen verhältnismässig weiten Temperaturbereich ohne Einbusse an den Garneigenschaften gegeben werden kann. Vom praktischen Standpunkt ist diese Grösse des Temperaturbereiches von erheblicher Bedeutung, da keine Notwendigkeit einer strengen Temperaturregelung besteht und da der Energieverbrauch grösser ist, um das Bad auf der hohen Temperatur zu halten, die beim gewöhnlichen Nassspinnen erforderlich ist.
Beispiel 6 : Die Proben Q, R und T des Beispieles 4 wurden mit Wasser gewaschen und in einem wässerigen Bad entspannen gelassen bzw. nicht entspannen gelassen. Die erzeugten Fäden wurden auf erhitzten, sich drehenden Walzen getrocknet und ihre physikalischen Eigenschaften bestimmt. Die Ergebnisse sind in der tieferstehenden Tabelle V wiedergegeben.
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Tabelle V :
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<tb>
<tb> Festigkeit, <SEP> g/Denier <SEP> Dehnung, <SEP> 0/0. <SEP>
<tb>
Probe <SEP> Q, <SEP> entspannt <SEP> 2, <SEP> 41 <SEP> 29,0
<tb> Probe <SEP> Q, <SEP> nicht <SEP> entspannt <SEP> 2, <SEP> 48 <SEP> 19, <SEP> 8 <SEP>
<tb> Probe <SEP> R, <SEP> entspannt <SEP> 2,52 <SEP> 27,6
<tb> Probe <SEP> R, <SEP> nicht <SEP> entspannt <SEP> 2,53 <SEP> 20,6
<tb> Probe <SEP> T, <SEP> entspannt <SEP> 2,70 <SEP> 28, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Probe <SEP> T, <SEP> nicht <SEP> entspannt <SEP> 2,65 <SEP> 16, <SEP> 4 <SEP>
<tb>
- Diese Daten zeigen, dass die entspannten Proben eine deutlich höhere Dehnung im Vergleich mit den nicht entspannten Proben hatten, aber unerwarteterweise änderten sich die Festigkeiten praktisch nicht.
Die Fäden mit der grösseren Dehnung, die unter Verwendung des Entspannungsteilschrittes erzeugt worden waren, hatten beträchtlich weniger Risse auf der Krempel, wenn sie in einer Baumwolleinrichtung verarbeitet wurden, als die Fäden mit der niedrigen Dehnung.
Unter Verwendung von Polyacrylnitril, einem Kopolymer von 94% Acrylnitril und o Vinylacetat und von andern Polymeren, Kopolymeren und Mischungen der genannten Arten, werden ähnlich günstige Ergebnisse erhalten.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Herstellung von Acrylnitrilpolymer-Fäden, die für die Verwendung in der Textilindustrie äusserst geeignet sind. Die Fäden haben eine erhöhte Dehnung, die ohne Einbusse an Festigkeit erhalten wird, wobei die höhere Dehnung die Fäden zäher und geeignet macht, Beanspruchungen ohne Reissen aufzunehmen. Ausserdem ist die Geschwindigkeit, mit der die Fäden hergestellt werden können, bemerkenswert gross. Überdies kann ein Faden, der porenfrei und von glänzendem Aussehen ist, erzeugt werden. Erfindungsgemäss ist es nicht erforderlich, die Fäden unter Zugspannung zu trocknen, um befriedigend dichte Fadenstrukturen zu erhalten. Auch kann das vorliegende Verfahren leicht im technischen Massstab ohne wesentliche Abänderung der normalen Spinneinrichtung durchgeführt werden.
Zahlreiche andere Vorteile der Erfindung sind für den Fachmann offensichtlich.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Fäden, Fasern od. dgl. aus einem Homopolymer oder Kopolymer von Acrylnitril durch Auspressen einer Lösung des Polymers aus Düsen, teilweises Verdampfen des Lösungsmittels in einem gasförmigen Medium und Extrahieren des restlichen Teiles desselben in einem Bad, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Auspressen maximal lja des bei der Herstellung verwendeten Lösungsmittels z. B. Dimethylacetamid aus den Lösungsstrahlen gasförmig verdampft, die Strahlen sodann in ein Fällbad geleitet werden, welches aus einer Flüssigkeit besteht, die ein Fällungsmittel für das Polymer und ein Extraktionsmittel für das Lösungsmittel ist, z. B.
Wasser oder ein Gemisch aus Wasser und Dimethylacetamid, und die sich bildenden Fäden in Gegenwart dieser Flüssigkeit gestreckt, sodann aus dem Fällbad abgezogen und in ein zweites Bad z. B. Wasserbad geleitet werden, worin sie zum Zwecke der Orientierung der Polymermoleküle weiter gestreckt werden, hierauf entspannen und dabei schrumpfen gelassen'und gegebenenfalls weiteren Behandlungen wie Waschen, Trocknen und Schneiden unterworfen werden.
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