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Transparente Fäden, Fasern, Garne oder Filme aus Polymeren und kontinuierliches Verfahren zur Herstellung derselben
Die Erfindung bezieht sich auf transparente Fäden, Fasern, Garne oder Filme aus Polymeren sowie auf ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung derselben.
Es ist dem Fachmann bekannt, Filme, Fasern, Fäden oder Garne von Polymeren der verschiedensten
Arten herzustellen. Ebenso ist es bekannt, solche Polymere durch Schlitze oder Düsen von geringer Breite oder kleinem Durchmesser auszupressen.
Durch die Erfindung wird ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Filmes oder eines Fadens oder einer andern Form eines gezogenen Polymeren aus einem Olefinpolymeren geschaffen. Aus den er- findungsgemäss hergestellten Fäden, Garnen oder Fasern können verbesserte Textilien, die beispielsweise für Filtertücher, Automobilpolsterungen, Vorhänge, Teppiche, Möbelüberzüge und in ähnlichen Anwen- dungsgebieten verwendet werden können, hergestellt werden. Die Fäden können für Angelschnüre, Vor- fächer, Fischernetze, Tauwerk, Fäden für chirurgische Nähte oder Saiten für Musikinstrumente verwendet werden.
Die erfindungsgemäss hergestellten Filme können als Verpackungsmaterial für Nahrungsmittel, Tabak und andere Gegenstände oder zur Herstellung durchsichtiger Fenster in verschiedenen Behäl- tern, wie beispielsweise Schachteln, Briefumschlägen u. ähnl. Artikeln verwendet werden.
Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren herstellbaren Polyäthylenfilme besitzen eine erhöhte Festigkeit und verbesserte Transparenz, die herstellbaren Polyäthylenfäden haben eine grosse Zugfestigkeit auch bei höheren Temperaturen, sind transparent oder translucent und weisen eine erhöhte Schrumpfbeständigkeit auf.
Die erfindungsgemässen transparenten Fäden, Fasern, Garne und Filme aus Polymeren sind dadurch gekennzeichnet, dass sie aus Polyäthylen mit einer Dichte von wenigstens 0, 94 und einer Kristallinität von wenigstens 701a bestehen.
Das gezogene Polymere der Erfindung besteht aus einem kaltgezogenen und vorgeschrumpften Olefinpolymeren mit einer gezogenen Dicke in dem Bereich von 0, 0025 bis 2, 5 mm, das bis zu Temperaturen von 1210C im wesentlichen keine Schrumpfung aufweist und in dem Temperaturbereich von 18 bis 380C eine Zugfestigkeit von mindestens 21 kg/mm2 besitzt.
Gemäss dem Verfahren der Erfindung zur Herstellung gezogener Polymerer werden Polymere so gezogen, dass Polymere mit verbesserten Eigenschaften erhalten werden. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung von Fäden, Fasern, Garnen und Filmen aus Polymeren, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Olefinpolymeres mit einer Dichte von wenigstens 0, 94 und einer Kristallinität von wenigstens 70% einer an sich bekannten Kombination von Verfahrensstufen bestehend aus Strangpressen, Kaltziehen des stranggepressten Produktes bei einer Temperatur zwischen 650C und dem Erweichungspunkt des Polymeren und Belassen des kaltgezogenen Polymeren in entspanntem Zustand bei einer Temperatur unter seinem Erweichungspunkt in einer Nachschrumpfstufe unterworfen wird.
Die erfindungsgemäss hergestellten Fäden haben einen Aussendurchmesser im Bereich von 0,00025 bis 2, 5 mm oder darüber, gewöhnlich von 0,0025 bis 1. 25 mm. Diese Dimension ist natürlich im Falle eines Filmes die Dicke. Die erfindungsgemäss hergestellten Fäden haben eine Zugfestigkeit von mindestens 21 kg/mnA Viele der erfindungsgemäss hergestellten Fäden haben Zugfestigkeiten in der Grössenordnung von 63 bis 70 kg/mm2 und sie könne ? bis zu 105 und 175 kg/mm2 betragen. Diese Zugfestigkeiten sind
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bei gewöhnlichen Temperaturen gemessen, beispielsweise bei 18-38 .
Ein weiteres auffallendes Merkmal der erfindungsgemäss hergestellten Polymeren besteht darin, dass bei einer Temperatur von 1000C Zugfestigkeiten von 7 kg/mm2 und darüber gemessen wurden. Wenn man bedenkt, dass die bisher auf dem Markt verfügbaren Polyäthylene eine vollständige Deformation erleiden, wenn man sie der Wirkung von Dampf oder siedendem Wasser aussetzt, ist die Tatsache überraschend, dass die erfindungsgemässen Poly- äthylenfäden bei einer Temperatur von 100 C Zugfestigkeiten von 7 kg/mm2 und darüber aufweisen. Ein
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ist es, dass sie im wesentlichen keine Schrumpfung erleiden, wenn sie bei Temperaturen bis zu 1290 in Wasser eingetaucht werden.
Textilien, die aus den erfindungsgemässen Fäden hergestellt sind, können daher im wesentlichen ohne Schaden zu erleiden, gewaschen, chemisch gereinigt oder unter Dampf gepresst werden. Erfindungsgemäss hergestellte Filme haben ähnliche erwünschte Eigenschaften einschliesslich der Translucenz oder Transparenz.
Die Ausgangsmaterialien für das Verfahren der Erfindung sind Polymere von Olefinen, die eine Dichte von mindestens 0, 94 und eine Kristallinität von mindestens 7 o aufweisen. Vorzugsweise beträgt die Dichte mindestens 0, 95 und die Kristallinität mindestens 80%. Insbesondere wird eine Dichte bevorzugt, die mindestens bei etwa 0, 96 liegt und eine Kristallinität von 90ufo oder darüber besitzt. Polyäthylene, die die oben genannten Dichten und Kristallinitäten besitzen, sind zwar bevorzugte Ausgangsmaterialien für das Verfahren. Es können aber auch Polymere (einschliesslich Copolymere) anderer Olefine verwendet werden, vorausgesetzt, dass die oben erwähnten Dichte-und Kristallinitätsgrenzen eingehalten sind.
Ein sehr zufriedenstellendes und häufig bevorzugtes Ausgangsmaterial für die Zwecke der Erfindung kann durch das in der belgischen Patentschrift Nr. 535082 beschriebene Verfahren hergestellt werden.
Nach dieser Patentschrift hergestellte Polymere werden erhalten, indem man ein 1-Olefin mit einer maximalen Kettenlänge von 8 Kohlenstoffatomen und keiner Verzweigung näher der Doppelbindung als die 3-Stellung polymerisiert, indem man es mit einem festen Katalysator zusammenbringt, der als einen wesentlichen katalytischen Bestandteil Chromoxyd in Verbindung mit. mindestens einem porösen Oxyd von Silicium, Aluminium, Zirkonium oder Thorium enthält. Geeignete Olefine sind Äthylen, Propylen, 1-Buten, 1-Penten und 1-Hexen. Es können auch Copolymere oder Interpolymere von zwei oder mehreren solchen Olefinen hergestellt werden. Zum Zweck der Gewinnung eines Ausgangsmaterials für die Zwecke der Erfindung ist Äthylen gewöhnlich das bevorzugte Olefin.
Ein sehr zufriedenstellendes Ausgangsmaterial für die Erfindung kann erhalten werden, indem man Äthylen vermischt mit einem flüssigen inerten Kohlenwasserstoff, wie beispielsweise Cyclohexan, in dem ein zerkleinerter Katalysator von der in der oben erwähnten belgischen Patentschrift beschriebenen Art suspendiert ist, polymerisiert. Vorzugsweise wird der Chromgehalt des Katalysators in dem Bereich von 0, 5 bis 10 Gew.-% gehalten und es ist insbesondere bevorzugt, dass ein beträchtlicher Teil des Chroms im sechswertigen Zustand vorliegt. Der Katalysator kann durch eine geeignete Rührvorrichtung in dem Reaktionsgemisch in Suspension gehalten werden. Die Reaktionstemperatur liegt vorzugsweise in dem Bereich von 121 bis 1900C. Es können jedoch auch Temperaturen ausserhalb dieses Bereiches verwendet werden.
Es genügt ein Druck, der ausreicht, das Cyclohexan oder ein anderes Lösungsmittel im wesentlichen in der flüssigen Phase zu halten. Der Reaktorabfluss wird gewöhnlich so weit erhitzt, dass eine maximale Auflösung von Polymerem in dem Lösungsmittel erhalten wird, und der Katalysator wird durch Filtration abgetrennt. Das Polymere kann aus der entstehenden Lösung durch Verdampfung des Lösungsmittels und/oder durch Kühlen und Ausfällen des Polymeren aus dem Lösungsmittel und anschliessende Abtrennung des ausgefällten Polymeren gewonnen werden.
Einin dieser Weise gewonnenes Polymeres hat gewöhnlich ein Molekulargewicht in dem Bereich von35 000 bis 100 000, eine Dichte in dem Bereich von 0,95 bis 0, 97, d. h. etwa 0, 96, und eine Kristallinität in dem Bereich von 90 bis 950/0. Die Zugfestigkeit des Polymeren liegt gewöhnlich in der Grössenordnung von 2, 8 bis 3, 5 kg/mm2, aber sie kann auch darüber oder darunter liegen. Das Polymere hat gewöhnlich einen Kristallit-Schmelzpunkt von etwa 121 bis 1240C und einen Erweichungspunkt von etwa 1290C oder darüber. Der Unterschied zwischen Kristallit-Schmelzpunkt und Erweichungspunkt ist eine Folge der Verschiedenheit der Verfahren, nach denen diese Werte bestimmt worden sind.
Polymere, die nach diesem Verfahren gewonnen werden, haben eine Ungesättigtheit, die in erster Linie von der Art der endständigen Vinyl-und/oder der transinternen Vinylstruktur ist. Die sogenannte"verzweigte Vinyl"-ungesättigtheit kommt praktisch nicht vor.
Ein anderes geeignetes Ausgangsmaterial für die Zwecke der Erfindung kann erhalten werden, indem man ein Olefin, wie beispielsweise Äthylen, Propylen oder l-Buten, vorzugsweise Äthylen, polymerisiert, indem man es mit einem Katalysator zusammenbringt, der beispielsweise aus einem Gemisch einer Verbindung der Formel AIR, worin R ein gesättigter aliphatischer, cycloaliphatischer oder aromatischer
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Kohlenwasserstoffrest oder Wasserstoff ist, mit einer zweiten Komponente, die gewöhnlich eine Halo- genverbindung eines Metalles, wie beispielsweise Titan, Zirkonium, Chrom oder Molybdän ist, besteht.
Ein Beispiel für einen solchen Katalysator ist ein Gemisch von Triäthylaluminium und Titantetrachlorid.
Ein ähnlicher geeigneter Katalysator besteht aus einem Gemisch von Verbindung der Formel R,jiAlX, worin R ein Kohlenwasserstoffrest der vorher erwähnten Art, X ein Halogen und m + n = 3, d. h. gleich der Wertigkeit des Aluminiums, ist. In Verbindung mit diesem Katalysatortyp können Metallverbindun- gen, wie Titandioxyd und die Tetraalkoxyde des Titans, sowie Salze des vierwertigen Titans mit orga- nischen Carbonsäuren, verwendet werden. Ein Beispiel für einen solchen Katalysator ist ein Gemisch von
Diäthylaluminiumchlorid, Äthylaluminiumdichlorid und Titantetrachlorid. Ein ähnliches Katalysatorgemisch besteht aus einem Halogenid eines Metalles der vierten Gruppe, beispielsweise Titantetra- chlorid, mit einem freien Metall, wie beispielsweise metallischem Natrium oder metallischem Magnesium.
Die Polymerisationsreaktion wird gewöhnlich bei einer Temperatur durchgeführt, die in dem Bereich von
Zimmertemperatur bis zu etwa 1500C variieren kann. Die Reaktion wird gewöhnlich mit einem Olefin unter Beimischung eines Kohlenwasserstoffes, wie einem Isooctan, Cyclohexan oder Toluol, das inert ist und unter den Reaktionsbedingungen keine nachteiligen Wirkungen auf den Katalysator ausübt, durchge- führt. Der Druck ist gewöhnlich ausreichend, um den inerten Kohlenwasserstoff im wesentlichen in der flüssigen Phase zu halten. Der Reaktorabfluss wird gewöhnlich mit einer Verbindung, wie Methanol,
Aceton, Essigsäure oder Wasser behandelt, die den zurückbleibenden Katalysator zersetzt, und das Poly- mere wird durch Verdampfung des Lösungsmittels oder durch Ausfällung des Polymeren durch Kühlen ge- wonnen.
Polymere, die nach diesem allgemeinen Verfahren gewonnen werden, haben Molekulargewich- te in einem Bereich von 10 000 bis zu 200 000 und darüber. Sie weisen gewöhnlich Kristallinitäten von
80 bis 85% und Dichten von etwa 0, 95 auf. Obgleich diese Polymeren sich für das erfindungsgemässe Ver- fahren eignen, werden Polymere nach dem Verfahren der oben erwähnten belgischen Patentschrift bevor- zugt, da die Fäden aus diesen zuletzt erwähnten Polymeren (Dichte 0, 96 oder mehr, Kristallinität 90-95%) die vier-bis sechsfache Widerstandsfähigkeit gegenüber einer Zersetzung durch ultraviolettes Licht auf- weisen als dies bei Fäden der Fall ist, die aus andern Polymerenarten, wie sie oben beschrieben worden sind, gewonnen werden.
Darüber hinaus sind Fäden, die aus Polyäthylenen des ersten Typs hergestellt werden, bei erhöhten Temperaturen beträchtlich widerstandsfähiger gegenüber Deformation oder Form- verzerrung.
Es sei darauf hingewiesen, dass die vorher erwähnten Besonderheiten, wie Dichte und Kristallinität, bei den meisten Polyäthylenen, die bisher am Markt verfügbar waren, nicht gegeben waren. Die meisten
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haupt ohne einen Katalysator hergestellt worden. Diese Materialien haben gewöhnlich Dichten in der Grössenordnung von 0,91 oder 0, 92 und Kristallinitäten von 6rf1/0 oder darunter. Sie besitzen gewöhnlich Molekulargewichte in dem allgemeinen Bereich von 5 000 bis 30000 und Zugfestigkeiten in der Grössenordnung von 1, 0 bis 1. 4 kg/mmz. Die Ungesättigtheit in diesen Polymeren ist vorherrschend von der Art der verzweigten Vinyle.
Gemäss der Erfindung besteht der erste Verfahrensschritt darin, das Polymere auszupressen oder anderweitig zu ziehen, um einen Faden oder Film zu erhalten. Dies bedeutet gewöhnlich, das Polymere in geschmolzenem Zustand durch eine kleine Öffnung oder eine Düse zu pressen.
Es ist im allgemeinen bevorzugt, den ausgepressten Faden oder Film vor einer weiteren Verwendung abzuschrecken. Dies kann dadurch bewerkstelligt werden, dass man den Faden bei beispielsweise atmo- sphärischer Temperatur der Einwirkung von Luft, Sauerstoff oder einem andern Fluidum aussetzt ; vorzugsweise wird es aber erreicht, indem man ihn in ein inertes Fluidum, wie beispielsweise Wasser, eintaucht, Sehr zufriedenstellende Ergebnisse werden erhalten, wenn man das Wasser auf unteratmosphärische Temperatur, wie beispielsweise 00, kühlt.
Der abgeschreckte Faden wird in einem zweiten Verfahrensschritt, der gewöhnlich als "Kaltziehen" bezeichnet wird, weiter behandelt. Der Ausdruck"Kaltziehen"weist allgemein darauf hin, dass das Material bei einer Temperatur unterhalb des Erweichungspunktes und mit einer Geschwindigkeit, bei der der Faden noch nicht reisst, gestreckt, gezogen oder verlängert wird. Die Temperatur des Kaltziehens kann von Zimmertemperatur, d. h. 18-21 C, bis zu Temperaturen, die etwas unter dem Erweichungspunkt des Polymeren liegen, beispielsweise 127 C, variieren.
Gewöhnlich liegt die Temperatur in dem Bereich von 24 bis 127 C, vorzugsweise von 38 bis 1270C. Erfindungsgemäss durch Kaltziehen unter 660C hergestellte Fäden sind translucent, wohingegen solche, die bei 66 C oder darüber kaltgezogen werden, transparent sind. Ausgezeichnete Ergebnisse werden erhalten, wenn das Kaltziehen bei Temperaturen von 1000C oder
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darüber, vorzugsweise zwischen 107 und 121 oder 127 C stattfindet. Es sei darauf hingewiesen, dass die obere Temperaturgrenze durch den Erweichungspunkt des Polymeren selbst bestimmt ist und dass sie daher einige Grade unterhalb dieses Erweichungspunktes liegen soll.
Es ist bemerkenswert, dass die bisher auf dem Markt verfügbaren Polyäthylene bei Temperaturen von 1070C oder darüber nicht kaltgezogen werden konnten, da sie bei diesen Temperaturen flüssig sind.
Wie vorher erwähnt, wird das Kaltziehen mit einer Geschwindigkeit vorgenommen, die nicht aus- reicht, ein Reissen des Fadens zu verursachen. Gewöhnlich wird das Kaltziehen mit einer Geschwindigkeit durchgeführt, die nur wenig unter der Geschwindigkeit liegt, die zum Reissen des Fadens führt. Die ma- ximale Geschwindigkeit variiert je nach der Temperatur des Fadens. Bei relativ niedrigen Temperaturen ist die Geschwindigkeit relativ gering. Bei höheren Temperaturen innerhalb des angegebenen Temperatur- bereiches kann die Geschwindigkeit viel höher sein. Die maximale oder optimale Geschwindigkeit des
Kaltziehens kann leicht von einem Fachmann unter gegebenen Umständen durch einen Versuch ermittelt werden. Auch das Ausmass des Kaltziehens hängt von der Temperatur ab.
Gewöhnlich wird der Faden bis zur fünf- bis zehnfachen Länge des ursprünglichen Fadens gezogen. Natürlich ist die obere Grenze der Länge beim Kaltziehen durch den Reisspunkt bestimmt und der Faden wird immer bis zu einer etwas darunter liegenden Länge gezogen. Der Reisspunkt ist bei gegebenen Umständen leicht durch einen Versuch feststellbar.
Der dritte wesentliche Verfahrensschritt der Erfindung besteht in einem Vorschrumpfen. Der kaltgezogene Faden wird vorzugsweise bei einer erhöhten Temperatur, vorzugsweise in dem Bereich von 71 bis
1270C aber unterhalb des Erweichungspunktes des Polymeren, in ein Fluidum, gewöhnlich in Wasser getaucht. Eine zufriedenstellende Methode ist es, den Faden für eine Zeitspanne in dem Bereich von 5 bis 30 min in kochendes Wasser zu tauchen. Obwohl Wasser gewöhnlich bevorzugt ist, können auch andere Fluida, wie beispielsweise Glycerin oder andere mehrwertige Alkohole, die gegen den Polyäthylenfaden inert sind, verwendet werden. So kann der Film durch eine Stickstoffatmosphäre (oder weniger bevorzugt durch Luft), die bei einer Temperatur in dem vorher erwähnten Bereich gehalten wird, durchgeleitet werden.
Ein vorteilhaftes Merkmal der gemäss der Erfindung verwendeten Polyäthylene ist es, dass sie bei dem Schrumpfen eine geringere Schrumpfung erleiden als die bisher auf dem Markt verfügbaren Polyäthylene. Demgemäss sind die Verluste, die in dem Vorschrumpfschritt auftreten, gemäss der Erfindung geringer. Die Faser oder der Faden unterliegt nach der Vorsohrumpfbehandlung im wesentlichen keiner weiteren Schrumpfung während des Waschens oder der chemischen Reinigung.
Die Zeichnung stellt ein Schema des erfindungsgemässen Verfahrens dar. Ein Polyäthylen der vorher beschriebenen Art wird, gewöhnlich in zerkleinerter Form, aus einem Vorratsbehälter 2 durch ein Ventil (star valve) 3 in eine Schmelzzone 4 geleitet, in der es infolge der Hitze geschmolzen wird, die beispielsweise'durch eine Dampfschlange 5 zugeleitet wird. Das geschmolzene Polyäthylen wird durch das Ventil 6 und die Fördervorrichtung 7 geleitet, die aus irgendeiner geeigneten Pumpe oder aus einer andern Vorrichtung zur Erzeugung eines Druckgefälles, durch das ein Fliessen von Fluidum verursacht wird, bestehen kann. Das geschmolzene Polyäthylen wird dann unter Druck durch das Ventil 8 in die Auspresszone 9 geleitet.
Wenn die Fördervorrichtung 7 aus einer Kolbenpumpe besteht, wie es in dem Schema
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dem Saughub öffnet und dabei dem Polymeren den Zutritt in die Fördervorrichtung 7 ermöglicht. Unter diesen Umständen kann das Ventil 8 auch ein Rückschlagventil sein, das sich nur unter der Wirkung des Kolbens auf dem Druckhub öffnet. Unter diesen Umständen fliesst das Polymere unter der Saugwirkung des Kolbens in die Fördervorrichtung 7 und unter der Druckwirkung aus der Fördervorrichtung 7 heraus in die Auspresszone 9. Aus der Auspresszone 9 wird das geschmolzene Polymere durch eine kleine Öffnung oder eine Spritzdüse 10 gepresst und so ein Faden 11 gebildet.
Der Faden läuft in eine Abschreckzone 12, die ein Behälter sein kann, der eine Flüssigkeit 13, wie beispielsweise Wasser, enthält, das mittels eines durch die Kühlschlange 14 zugeleiteten Kühlmittels bis nahe an den Gefrierpunkt gekühlt ist. Der Faden läuft über eine rotierende Rolle oder Spule 15 und dann aus der Abschreckzone 12 heraus zu der Rolle 16. Dann läuft der Faden in die Ziehzone 17, die die Form eines Behälters haben kann, der ein geeignetes chemisch inertes Fluidum 18 enthält, das mittels einer Heizschlange 19 geheizt wird. Geeignete Fluida sind Stickstoff, Luft oder ein mehrwertiger Alkohol, wie beispielsweise Äthylenglykol, Propylenglykol, Diäthylenglykol oder Glycerin. Der Faden läuft um die Rollen 20,21 und 22 zur Rolle 23.
Er wird vorzugsweise einige Male um die Rollen 20,21 und 22 gewickelt, damit eine Spannung hervorgerufen wird.
Die Rolle 21 wird mit höherer Rotationsgeschwindigkeit betrieben als die Rolle 20, beispielsweise doppelt so schnell. Die Rolle 22 wieder wird mit höherer Rotationsgeschwindigkeit betrieben als die Rolle 21, beispielsweise doppelt so schnell als diese. Die Ziehzone 17 wird vorzugsweise auf einer erhöhten Temperatur
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unterhalb dem Erweichungspunkt des Polymeren gehalten. Unter den Bedingungen in Zone 17 wird ein
Ziehen des Fadens zwischen den Rollen 20 und 21 hervorgerufen, und dieses Ziehen wird zwischen den
Rollen 21 und 22 vervollständigt. Das Ziehen wird gewöhnlich bei einer solchen Geschwindigkeit vorgenommen, dass eine maximale Elongationsgeschwindigkeit verursacht wird, aber die zum Reissen des Fadens führende Geschwindigkeit nicht erreicht wird.
Der gezogene Faden läuft über die Rolle 23 in eine
Vorschrumpfzone 24, die ein Behälter sein kann, der mit einem Fluidum 25 gefüllt ist, wie beispiels- weise Wasser, das mittels einer Heizschlange 26 bei oder in der Nähe seines Siedepunktes gehalten wer- den kann. Der Faden läuft über oder um Rollen 27 und 28 und wird auf einer Spule oder Rolle 29 aufge- wickelt. Der fertige Faden kann von Rolle 28 für weitere Verwendung abgewickelt werden.
Die Schmelz- und Förderzone können gewünschtenfalls zu einer einzigen Zone vereinigt werden, bei- spielsweise unter Verwendung eines Schraubenförderers mit Heizmantel. Der Faden kann natürlich nach
Belieben oft um die Rollen 15, 16, 20,21, 22, 23,27, 28 und 29 gewickelt werden. Ein geeigneter An- trieb zur Erzeugung der Rotation der Rollen kann durch den Fachmann leicht angebracht werden, Sie ist in der Zeichnung nicht aufgeführt.
Obwohl das durch die Zeichnung veranschaulichte Verfahren speziell für Fäden beschrieben ist, kann es natürlich auch für die Herstellung von Filmen angewendet werden.
Beispiel l : Äthylen wurde in einem kontinuierlichen Verfahren unter Verwendung eines mit einem Rührer versehenen Reaktors polymerisiert. Der verwendete Katalysator wurde hergestellt, indem man ein makroporöses, dampfgealtertes, zusammen ausgefälltes Siliciumdioxyd/Aluminiumoxydgel, das 90 Gel.-'%
Siliciumdioxyd und 10 Gew. -0/0 Aluminiumoxyd enthielt, mit einer wässerigen Lösung von Chromtrioxyd imprägnierte, das imprägnierte Material trocknete und in einem Strom von im wesentlichen wasserfreier Luft etwa 5 h lang auf 5100C erhitzte. Der entstandene Katalysator enthielt etwa 2, 5 Gew.-% Chrom in Form eines Chromoxyds. Der Gehalt des Katalysators an sechswertigem Chrom betrug etwa 2 Gew. -0/0.
Der Katalysator, der eine Partikelgrösse im Bereich von (20-80 mesh) 0, 18-0, 9 mm besass, wurde in dem Reaktor in Cyclohexan suspendiert, und ein Gemisch von Äthylen und Cyclohexan wurde in den Reaktor eingeleitet, dessen Temperatur auf etwa 1500C und dessen Druck auf etwa 35 Atm gehalten wurde. Nach einer Reaktions- oder Verweilzeit von etwa 30 min wurde der Reaktorabfluss abgezogen, auf etwa 1770C erhitzt und zur Abtrennung des Katalysators gefiltert. Das Polymere wurde aus der entstehenden geklärten Lösung durch Abkühlen und Filtrieren abgetrennt. Das entstandene Polyäthylen hatte, ein Molekulargewicht von 33 000. Proben von Polyäthylen wurden bei Zimmertemperatur (etwa 240C) mit einer Geschwindigkeit von 5 cm/min kaltgezogen. Dann wurde die Zugfestigkeit des gezogenen Materials bestimmt.
Die kaltgezogenen Fäden wurden dann 10 min lang in heisses Wasser getaucht und ihre prozentuale Schrumpfung bestimmt.
Zwei im Handel erhältliche Polyäthylene, die durch Hochdruckpolymerisation hergestellt waren (nicht in Gegenwart eines Chromoxydkatalysators), wurden in der oben beschriebenen Weise behandelt. Eines dieser Materialien, in der folgenden Tabelle mit B bezeichnet, hatte ein Molekulargewicht von etwa 30000. Das zweite, mit C bezeichnete, hatte ein Molekulargewicht von etwa 21000. Jedes dieser beiden im Handel befindlichen Materialien hatte vor dem Kaltziehen eine Zugfestigkeit von etwa 1, 4 kg/mm .
Das Polyäthylen, das nach der oben beschriebenen chromoxydkatalysierten Polymerisation hergestellt war, ist in der folgenden Tabelle mit A bezeichnet. Es hatte vor dem Kaltziehen eine Zugfestigkeit von etwa 3, 5 kg/mm2.
Die Vergleichsdaten sind in Tabelle I zusammengestellt.
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Tabelle I
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<tb>
<tb> Probe <SEP> Kaltgezogen <SEP> auf <SEP> Prozent <SEP> Zugfestigkeit <SEP> d. <SEP> Länge <SEP> eines <SEP> 12, <SEP> 5 <SEP> cm <SEP> Schrumpfung
<tb> der <SEP> urspr. <SEP> Länge <SEP> * <SEP> orientierten <SEP> langen <SEP> Fadens <SEP> nach <SEP> %
<tb> Fadens <SEP> kg/mm2 <SEP> Eintauchen <SEP> in <SEP> heisses
<tb> Wasser <SEP> cm
<tb> Äthylenpolymeres <SEP> A <SEP> 800 <SEP> - <SEP> 900 <SEP> 28 <SEP> 11, <SEP> 88 <SEP> (1) <SEP> 5 <SEP>
<tb> B <SEP> 455 <SEP> 8,036 <SEP> 6, <SEP> 88 <SEP> (2) <SEP> 45 <SEP> " <SEP>
<tb> C <SEP> 560 <SEP> 7, <SEP> zo <SEP> 50
<tb>
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* Ursprüngliche Länge 5 cm, Querschnitt 0,625 X 0, 175 cm.
Die obigen Daten beweisen überzeugend die Überlegenheit des Fadens, der aus dem Polymeren A gemäss der Erfindung hergestellt worden war. Dieser Faden besass eine weit höhere Zugfestigkeit als jene, die aus den handelsüblichen Polymeren hergestellt worden waren. Darüber hinaus ist der Unterschied in der Zugfestigkeit weit grösser, als in den Unterschieden der Zugfestigkeit der beiden Polymerentypen vor dem Kaltziehen zum Ausdruck kommt. So hatte das mit Chromoxydkatalysatoren hergestellte Polymere vor dem Kaltziehen eine Zugfestigkeit, die etwa 2, 5mal so gross war wie die von andern Polymeren, wohingegen der Faden, der aus dem Polyäthylen durch chromoxydkatalysierte Polymerisation gewonnen war, eine Zugfestigkeit besass, die etwa 4mal so gross war wie die von Fäden, die aus andern Polymeren hergestellt worden waren.
Ausserdem war die Schrumpfung zufolge des Eintauchens in heisses Wasser viel kleiner im Falle von Polyäthylen, das gemäss der Erfindung hergestellt worden war. Die in diesem Beispiel
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Das Polyäthylen A wies grössere Dehnbarkeit als B und C auf.
Beispiel 2 : In der folgenden Tabelle sind die Eigenschaften anderer Fäden zusammengestellt, die im wesentlichen in derselben Weise wie in Beispiel 1 aus Polymeren hergestellt wurden, die durch Polymerisation von Äthylen in Gegenwart eines Chromoxydkatalysators in einem Verfahren ähnlich dem
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Tabelle II
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<tb>
<tb> Durchmesser <SEP> 0. <SEP> 5 <SEP> mm <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> mm <SEP> 0, <SEP> 15 <SEP> mm
<tb> Denier <SEP> (g/9 <SEP> km) <SEP> 1809,902 <SEP> 305,100 <SEP> 144,600
<tb> Lineare <SEP> Dichte <SEP> (g/cm) <SEP> 0, <SEP> 00201 <SEP> 0, <SEP> 00040 <SEP> 0,00019
<tb> Wiedergewonnene
<tb> Feuchtigkeit <SEP> f/o) <SEP> 0, <SEP> 224 <SEP> 0, <SEP> 501 <SEP> 0, <SEP> 519 <SEP>
<tb> Zugfestigkeit <SEP> kg/mm2 <SEP> 33, <SEP> 3 <SEP> 34, <SEP> 3469 <SEP> 40, <SEP> 775 <SEP>
<tb> Zugfestigkeit <SEP> (g/den) <SEP> 3.
<SEP> 14* <SEP> 3, <SEP> 50 <SEP> 4, <SEP> 40 <SEP>
<tb> Längung <SEP> (lo) <SEP> 30 <SEP> 18, <SEP> 7 <SEP> 10, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Knotenreissfestigkeit <SEP> (g) <SEP> 4, <SEP> 584 <SEP> 1, <SEP> 121 <SEP> 745
<tb>
* Streckgeschw. : 30 cm/min, Probelänge: 25,4 cm,
Zimmertemperatur.
Aus den obigen Daten geht hervor, dass die erfindungsgemäss hergestellten Fäden äusserst erwünschte Eigenschaften besitzen.
Beispiel 3 : Aus Tabelle III gehen die erwünschten Hochtemperatureigenschaften der erfindunggemäss hergestellten Fäden hervor. Diese Fäden wurden im wesentlichen in der gleichen Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben, hergestellt, wobei für das Ausgangsmaterial durch chromoxydkatalysierte Polymerisation erhaltenes Polyäthylen verwendet wurde.
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<tb>
<tb> Faden <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3
<tb> Diameter <SEP> (mm) <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> 0,15
<tb> Zugfestigkeit
<tb> (kg/mm <SEP> bei <SEP> 70 C) <SEP> 12,34 <SEP> 20,23 <SEP> 33,46
<tb> Zugfestigkeit
<tb> (kg/mm2 <SEP> bei <SEP> 100 C) <SEP> 7,00 <SEP> 8, <SEP> 82 <SEP> 18, <SEP> 34 <SEP>
<tb> Längung <SEP> (o <SEP> bei <SEP> 70 C) <SEP> 147 <SEP> 133 <SEP> 35
<tb> Längung <SEP> (% <SEP> bei <SEP> IOOOC) <SEP> 176 <SEP> 247 <SEP> 190
<tb>
Aus den obigen Daten geht hervor, dass die erfindungsgemäss hergestellten Fäden sogar bei Temperaturen bis hinauf zu 1000C Zugfestigkeiten von 7 kg/mm und darüber besitzen. Dies ist ein unerwarte- tes Ergebnis, das bei keinem der bisher in der Technik hergestellten Polyäthylenfäden erreicht worden ist.
Beispiel 4 : In Tabelle IV sind Daten über das chemische Reinigen und Pressen von 1 m langen 0, 15 mm Fäden zusammengestellt, die unter Verwendung einer chromoxydkatalysierten Polymerisation, ähnlich wie in Beispiel l beschrieben, hergestellt waren. Diese Fäden wurden in Wollflanelltaschen eingewebt und den üblichen Bedingungen der chemischen Reinigung unterworfen.
Tabelle IV
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<tb>
<tb> Behandlung <SEP> Schrumpfung <SEP> Zugfestigkeit <SEP> kg/mm2 <SEP> L ngung <SEP> ('/0) <SEP>
<tb> Kontrolle-40, <SEP> 775 <SEP> 11
<tb> Nach <SEP> Methode <SEP> A <SEP> lmal
<tb> gereinigt <SEP> und <SEP> getrocknet <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> 47, <SEP> 866 <SEP> 38
<tb> Nach <SEP> Methode <SEP> A <SEP> 50mal
<tb> gereinigt <SEP> und <SEP> getrocknet <SEP> 5 <SEP> 49,455 <SEP> 43
<tb> Nach <SEP> Methode <SEP> A <SEP> lmal <SEP> gereinigt <SEP> und <SEP> getrocknet <SEP> und <SEP> gepresst <SEP> 5 <SEP> 47,257 <SEP> 48
<tb> Nach <SEP> Methode <SEP> A <SEP> 50mal <SEP> gereinigt <SEP> und <SEP> getrocknet <SEP> und <SEP> gepresst <SEP> 6 <SEP> 46, <SEP> 5675 <SEP> 33
<tb> Nach <SEP> Methode <SEP> B <SEP> Imal
<tb> gereinigt <SEP> und <SEP> getrocknet <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP> 49,
035 <SEP> 33
<tb> Nach <SEP> Methode <SEP> B <SEP> 50mal
<tb> gereinigt <SEP> und <SEP> getrocknet <SEP> 6 <SEP> 49,1631 <SEP> 21
<tb> Nach <SEP> Methode <SEP> B <SEP> 1mal <SEP> gereinigt <SEP> und <SEP> getrocknet <SEP> und <SEP> gepresst <SEP> 5 <SEP> 50. <SEP> 6170 <SEP> 42
<tb> Nach <SEP> Methode <SEP> B <SEP> 50mal <SEP> gereinigt <SEP> und <SEP> getrocknet <SEP> und <SEP> gepresst <SEP> 9 <SEP> 47, <SEP> 3900 <SEP> 18
<tb>
Die in der Tabelle IV mit A bezeichnete Methode besteht in der Reinigung der Fäden mit Perchlor- äthylen bei 270C und Trocknen bei etwa 60vs. Das Pressen wurde mit Dampf bei einer Fadentemperatur von etwa 1000C durchgeführt.
Die Methode B bestand in der Reinigung bei 27 C mit einem niedrig siedenden Petroläther, der geringe'Mengen eines Waschmittels, Wasser und eines Öls, ähnlich den natürlichen Ölen in Wolle enthielt, und Trocknen bei 71 C. Das Pressen wurde mit Dampf bei einer Fadentemperatur von 104 bis 1100C durchgeführt. Diese Methoden sind charakteristisch für die üblichen chemischen Reinigungsverfahren.
Aus den obigen Daten geht hervor, dass die erfindungsgemässen Fäden durch übliche Methoden zufriedenstellend gereinigt und gepresst werden können. Es sei erwähnt, dass die obigen Daten mit Fäden erhalten wurden, die nach dem Verfahren der Erfindung, aber ohne Vorschrumpfung hergestellt waren. Durch
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die in der oben beschriebenen Weise vorgenommene Vorschrumpfung wird die Schrumpfung durch das chemische Reinigen und Pressen im wesentlichen beseitigt.
Beispiel 5 : Die Daten der Tabelle V zeigen den Einfluss der Kaltziehtemperatur auf die Zugfestigkeit und die Längung beim Reissen der Fäden, die aus Polyäthylen hergestellt waren, das gemäss der Erfindung durch chromoxydkatalysierte Polymerisation (ähnlich dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren) gewonnen worden war. Die in Tabelle V aufgeführten Schrumpfwerte sind diejenigen, die die kaltgezogenen Fäden durch die erfindungsgemässe Vorschrumpfung, d. h. die Schrumpfung in siedendem Was- ser, erhalten.
Tabelle V
EMI8.1
<tb>
<tb> Kaltzien- <SEP> Schrumpfung <SEP> Zuggestigkeit <SEP> kg/mm2 <SEP> Längung <SEP> (%)
<tb> temperatur <SEP> (1.) <SEP> behandelt* <SEP> Kontrolle** <SEP> behandelt* <SEP> Kontrolle** <SEP>
<tb> 38 <SEP> 35, <SEP> 6872 <SEP> 35, <SEP> 6872 <SEP> 37. <SEP> 3430 <SEP> 27 <SEP> 30
<tb> . <SEP> 66 <SEP> 45, <SEP> 1920 <SEP> 45. <SEP> 1920 <SEP> 39,2210 <SEP> 28 <SEP> 24
<tb> 93 <SEP> 35, <SEP> 3390 <SEP> 35, <SEP> 3390 <SEP> 37, <SEP> 1630 <SEP> 20 <SEP> 30 <SEP>
<tb>
* 30 min in siedendes Wasser getaucht. Kein Zug.
** Keine Behandlung mit siedendem Wasser.
Beispiel 6 : Die folgenden Tabellen VI-VIII zeigen Werte, die bei verschiedenen Auspresstem- peraturen und Kaltziehtemperaturen und mit verschiedenen Temperaturen für das dem Auspressen unmittelbar nachfolgende Abschrecken und mit verschiedenen Materialien erhalten wurden. Die getesteten Fäden wurden aus Polyäthylen nach einem Verfahren hergestellt, das dem in Beispiel 1 beschriebenen sehr ähnlich war und bei dem Chromoxyd/Siliciumdioxyd/Aluminiumoxydkatalysator verwendet wurde. Für
EMI8.2
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Tabelle VI Auspresstemperatur 163
EMI9.1
<tb>
<tb> Temperature <SEP> des <SEP> Abschreckbades <SEP> 0 <SEP> (Wasser)
<tb> Ziehgeschwindigkeit <SEP> cm/min <SEP> 2,5 <SEP> 12,5 <SEP> 25
<tb> Ziehtemperatur C <SEP> 38 <SEP> 66 <SEP> 100 <SEP> 38 <SEP> 66 <SEP> 100 <SEP> 38 <SEP> 66 <SEP> 100
<tb> Vorschrumpfung <SEP> (H2O) <SEP> Temp.
<SEP> C
<tb> Zugfestigkeit <SEP> 24 <SEP> 43,9831 <SEP> - <SEP> 46,9770 <SEP> 34,8390 <SEP> 39,6690 <SEP> 45,8199 <SEP> 38,9640 <SEP> 45,9032 <SEP> 52,9760
<tb> (kg/mm2) <SEP> 66 <SEP> 36,9040 <SEP> - <SEP> 34,9860 <SEP> 47,3620 <SEP> 39,8440 <SEP> 34,5170 <SEP> 34,6570 <SEP> 29,7920 <SEP> 44,5970
<tb> 100 <SEP> 38,5292 <SEP> - <SEP> 65,1791 <SEP> 38,9879 <SEP> 37,7671 <SEP> 42,4690 <SEP> 30,9351 <SEP> 32,8531 <SEP> 49,3962
<tb> Längung <SEP> (%) <SEP> 24 <SEP> 15 <SEP> - <SEP> 25 <SEP> 20 <SEP> 15 <SEP> 30 <SEP> 25 <SEP> 25 <SEP> 35
<tb> 66 <SEP> 35 <SEP> - <SEP> 0 <SEP> 50 <SEP> 30 <SEP> 25 <SEP> 40 <SEP> 20 <SEP> 25
<tb> 100 <SEP> 15 <SEP> - <SEP> 15 <SEP> 55 <SEP> 24 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 35 <SEP> 30
<tb> Temperatur <SEP> des <SEP> Abschreckbades <SEP> 24 <SEP> (Luft)
<tb> Ziehgeschwindigkeit <SEP> cm/min <SEP> 2,5 <SEP> 12,
5 <SEP> 25
<tb> Ziehtemperatur <SEP> C <SEP> 38 <SEP> 66 <SEP> 100 <SEP> 38 <SEP> 66 <SEP> 100 <SEP> 38 <SEP> 66 <SEP> 100
<tb> Vorschtampfung <SEP> (H2O) <SEP> Temp. <SEP> C
<tb> Zugfestigkeit <SEP> 24 <SEP> 25,4765 <SEP> - <SEP> 25,1090 <SEP> 28,2611 <SEP> 31,8220 <SEP> 35,2471 <SEP> 24,0800 <SEP> 43,6079 <SEP> 39,7320
<tb> (kg/mm2) <SEP> 68 <SEP> 53,8930 <SEP> - <SEP> 23,0300 <SEP> 29,2600 <SEP> 42,2310 <SEP> 30,4710 <SEP> 27,8390 <SEP> 43,4200 <SEP> 55,7690
<tb> 100 <SEP> 27,3905 <SEP> - <SEP> 23,4010 <SEP> 33,0869 <SEP> 28,5201 <SEP> 34,0312 <SEP> 24,0282 <SEP> 37,8371 <SEP> 37,
464
<tb> Längung <SEP> % <SEP> 24 <SEP> 10 <SEP> - <SEP> 5 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 15 <SEP> 15 <SEP> 10
<tb> 66 <SEP> 15 <SEP> - <SEP> 10 <SEP> 15 <SEP> 15 <SEP> 10 <SEP> 20 <SEP> 10 <SEP> 10
<tb> 100 <SEP> 10 <SEP> - <SEP> 5 <SEP> 20 <SEP> 10 <SEP> 5 <SEP> 15 <SEP> 10 <SEP> 10
<tb> Temperatur <SEP> des <SEP> Abschreckbades <SEP> 66 <SEP> (Wasser)
<tb> Ziehgeschwindlgkeit <SEP> cm/min <SEP> 2,5 <SEP> 12,5 <SEP> 25
<tb> Ziehtemperatur <SEP> C <SEP> 38 <SEP> 66 <SEP> 100 <SEP> 38 <SEP> 66 <SEP> 100 <SEP> 38 <SEP> 68 <SEP> 10
<tb> Vorschrumpfung <SEP> (H2O) <SEP> Temp.
<SEP> C
<tb> Zugfestigkeit <SEP> 24 <SEP> 35,7879 <SEP> - <SEP> 59,4300 <SEP> 32,2770 <SEP> 326840 <SEP> 44,7832 <SEP> 36,3510 <SEP> 53,6291 <SEP> 46,1790
<tb> (kg/mm2) <SEP> 66 <SEP> 34,8530 <SEP> - <SEP> 64,6410 <SEP> 35,4830 <SEP> 41,2440 <SEP> 38,2830 <SEP> 34,8950 <SEP> 41,4120
<tb> 100 <SEP> 35,3941 <SEP> - <SEP> 51,6292 <SEP> 39,2280 <SEP> 29,6589 <SEP> 37,7930 <SEP> 37,3030 <SEP> 40,3011 <SEP> 34,5170
<tb> Längung <SEP> % <SEP> 24 <SEP> 15 <SEP> - <SEP> 10 <SEP> 20 <SEP> 25 <SEP> 25 <SEP> 30 <SEP> 20 <SEP> 25
<tb> 66 <SEP> 45 <SEP> - <SEP> 25 <SEP> 35 <SEP> 30 <SEP> 20 <SEP> 50 <SEP> 25 <SEP> 15
<tb> 100 <SEP> 25 <SEP> - <SEP> 15 <SEP> 40 <SEP> 20 <SEP> 15 <SEP> 30 <SEP> 25 <SEP> 30
<tb>
<Desc/Clms Page number 10>
Tabelle VII Auspresstemperatur191
EMI10.1
<tb>
<tb> Temperatur <SEP> des <SEP> Abschreckbades <SEP> 0 <SEP> (Wasser)
<tb> Ziehgeschwindigkeit <SEP> cm/min <SEP> 2,5 <SEP> 12,5 <SEP> 25
<tb> Ziehtemperatur <SEP> C <SEP> 38 <SEP> 66 <SEP> 100 <SEP> 38 <SEP> 66 <SEP> 100 <SEP> 38 <SEP> 66 <SEP> 100 <SEP>
<tb> Vorschrumpfung <SEP> (HO) <SEP> Temp. <SEP> C
<tb> Zugfestigkeit. <SEP> 240 <SEP> 38, <SEP> 6540-40, <SEP> 4040' <SEP> 31.
<SEP> 5630 <SEP> 35, <SEP> 4060 <SEP> 39,7831 <SEP> 26, <SEP> 6980-40, <SEP> 3690 <SEP>
<tb> (kg/mm <SEP> 660 <SEP> 36, <SEP> 4070 <SEP> - <SEP> 56,3220 <SEP> 43,2180 <SEP> 37,5690 <SEP> 43,9502 <SEP> 44,6110 <SEP> 37,8910 <SEP> 30,2890
<tb> 1000 <SEP> 35, <SEP> 4592-48, <SEP> 5730 <SEP> 45, <SEP> 3761 <SEP> 31, <SEP> 6561 <SEP> 48, <SEP> 2741 <SEP> 34,7550 <SEP> 42,6790 <SEP> 40,410
<tb> Längung <SEP> 24 <SEP> 15 <SEP> - <SEP> 30 <SEP> 18 <SEP> 25 <SEP> 20 <SEP> 25-25
<tb> 660 <SEP> 25-10 <SEP> 30 <SEP> 65 <SEP> 25 <SEP> 35 <SEP> 20 <SEP> 20
<tb> 100 <SEP> 20 <SEP> - <SEP> 40 <SEP> 45 <SEP> 15 <SEP> 25 <SEP> 25 <SEP> 40 <SEP> 18
<tb> Temperature <SEP> des <SEP> Abschreckbades <SEP> 24 <SEP> (Luft)
<tb> Ziehgeschwindigkeit <SEP>
<tb> cm/miZiehtemperatur <SEP> C <SEP> 38 <SEP> 66 <SEP> 100 <SEP> 38 <SEP> 66 <SEP> 100 <SEP> 38 <SEP> 66 <SEP> 10
<tb> Vorschrumpfung <SEP> (HO)
<SEP> Temp. <SEP> C
<tb> Zugfestigkeit <SEP> 24 <SEP> 36, <SEP> 4952 <SEP> - <SEP> 39,0110 <SEP> 25,6242 <SEP> 38,6540 <SEP> 33,4411 <SEP> 25,5080 <SEP> 34,0641 <SEP> 43, <SEP> 6310 <SEP>
<tb> (kg/mm2) <SEP> 66 <SEP> 36,4490 <SEP> - <SEP> 31,9900 <SEP> 34,3560 <SEP> 40,9990 <SEP> 43, <SEP> 1930 <SEP> 31, <SEP> 6400 <SEP> 32, <SEP> 9840
<tb> 1000 <SEP> 30, <SEP> 7342-35, <SEP> 2331 <SEP> 26, <SEP> 7372 <SEP> 33,6770 <SEP> 32, <SEP> 4520 <SEP> 27, <SEP> 6570 <SEP> 35,1351 <SEP> 31, <SEP> 7191
<tb> Längung <SEP> % <SEP> 240 <SEP> 20-15 <SEP> 15 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 15 <SEP> 10 <SEP> 15
<tb> 660 <SEP> 20-10 <SEP> 15 <SEP> 20 <SEP> 15 <SEP> 30 <SEP> 15
<tb> 1000 <SEP> 10 <SEP> - <SEP> 10 <SEP> 15 <SEP> 15 <SEP> 10 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 10
<tb> Temperatur <SEP> des <SEP> Abschreckbades <SEP> 660 <SEP> (Wasser) <SEP>
<tb> Ziehgeschwindigkeit <SEP> cm/min <SEP> 2,5 <SEP> 12,
5 <SEP> 25
<tb> Ziehtemperatur <SEP> C <SEP> 38 <SEP> 66 <SEP> 100 <SEP> 38 <SEP> 66 <SEP> 100 <SEP> 38 <SEP> 68 <SEP> 100
<tb> Vorschrumpfung <SEP> (H <SEP> O) <SEP> Temp. <SEP> C
<tb> Zugfestigkeit <SEP> 240 <SEP> 32,4212 <SEP> 29,7101 <SEP> 45,3740 <SEP> 35,2730 <SEP> 37, <SEP> 4290 <SEP> 29, <SEP> 9229 <SEP> 28, <SEP> 4550 <SEP> 28, <SEP> 8162 <SEP> 33, <SEP> 5790 <SEP>
<tb> (kg/mm2) <SEP> 660 <SEP> 27, <SEP> 6990 <SEP> 36, <SEP> 5400 <SEP> 35, <SEP> 2380 <SEP> 41, <SEP> 4540 <SEP> 49, <SEP> 9380 <SEP> 34, <SEP> 3560 <SEP> 34, <SEP> 2720 <SEP> 36, <SEP> 2390 <SEP> 36, <SEP> 8690
<tb> 1000 <SEP> 32,9931 <SEP> 39,5220 <SEP> 36,5001 <SEP> 44,4640 <SEP> 32,5955 <SEP> 37, <SEP> 1350 <SEP> 29, <SEP> 6471 <SEP> 34,4791 <SEP> 29,
<SEP> 0640
<tb> Längung <SEP> % <SEP> 240 <SEP> 10 <SEP> 20 <SEP> 15 <SEP> 15 <SEP> 20 <SEP> 10 <SEP> 15 <SEP> 10 <SEP> 20
<tb> 660 <SEP> 10 <SEP> 20 <SEP> 15 <SEP> 35 <SEP> 45 <SEP> 15 <SEP> 25 <SEP> 20 <SEP> 20
<tb> 1000 <SEP> 10 <SEP> 20 <SEP> 10 <SEP> 25 <SEP> 15 <SEP> 10 <SEP> 20 <SEP> 30 <SEP> 12
<tb>
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Tabelle VIII Auspresstemperatur 2180
EMI11.1
<tb>
<tb> Temperatur <SEP> des <SEP> Abschreckbades <SEP> 0 <SEP> (Wasser)
<tb> Ziehgeschwindigkeit <SEP> cm/mit <SEP> 2,5 <SEP> 12,5 <SEP> 25
<tb> Ziehtemperatur <SEP> C <SEP> 38 <SEP> 66 <SEP> 100 <SEP> 38 <SEP> 66 <SEP> 100 <SEP> 38 <SEP> 66 <SEP> 100
<tb> Vorschrumpfung <SEP> (H2O) <SEP> Temp.
<SEP> C
<tb> Zugfestigkeit <SEP> 24 <SEP> 32,8132 <SEP> 37,5641 <SEP> 53,0110 <SEP> 29,0220 <SEP> - <SEP> 51,9120 <SEP> 37,3730 <SEP> 39,2210 <SEP> 37,1630
<tb> (kg/mm2) <SEP> 66 <SEP> 35,1330 <SEP> 38,5490 <SEP> 46,1860 <SEP> 41,2860 <SEP> 35,8680 <SEP> 28,6720 <SEP> 42,3870 <SEP> 40,1100 <SEP> 41,9720
<tb> 100 <SEP> 35,6692 <SEP> 36,4392 <SEP> 48,7501 <SEP> 35,7981 <SEP> 36,6422 <SEP> 46,7831 <SEP> 35,4872 <SEP> 45,1920 <SEP> 35,3290
<tb> Längung <SEP> % <SEP> 24 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 25 <SEP> 20 <SEP> - <SEP> 25 <SEP> 30 <SEP> 25 <SEP> 30
<tb> 66 <SEP> 40 <SEP> 20 <SEP> 15 <SEP> 80 <SEP> 30 <SEP> 20 <SEP> 45 <SEP> 30 <SEP> 25
<tb> 100 <SEP> 25 <SEP> - <SEP> 20 <SEP> 35 <SEP> 25 <SEP> 15 <SEP> 25 <SEP> 30 <SEP> 20
<tb> Temperatur <SEP> des <SEP> Abschreckbades <SEP> 24 <SEP> (Luft)
<tb> Ziehtemperatur <SEP> C <SEP> 38 <SEP> 66 <SEP> 100 <SEP> 38 <SEP> 66 <SEP> 100 <SEP> 38 <SEP> 66 <SEP> 100
<tb> Vorschrumpfung <SEP> (H2O) <SEP> Temp. <SEP> C
<tb> Zugfestigkeit <SEP> 24 <SEP> 34,0480 <SEP> 34,7900 <SEP> 34,5590 <SEP> 27,8670 <SEP> 32,9910 <SEP> 33,8520 <SEP> 28,9660 <SEP> 32,6102 <SEP> 38,0940
<tb> (kg/mm2) <SEP> 66 <SEP> - <SEP> 39,0530 <SEP> 26,3760 <SEP> 31,7240 <SEP> 40,9220 <SEP> 25,1580 <SEP> 33,9710 <SEP> 36,9950 <SEP> 50,1200
<tb> 100 <SEP> - <SEP> 34,1992 <SEP> 29,7640 <SEP> 39,1160 <SEP> 28,2982 <SEP> 46,6200 <SEP> 24,8661 <SEP> - <SEP> 40,
8240
<tb> Längung <SEP> % <SEP> 24 <SEP> 12 <SEP> 15 <SEP> 10 <SEP> 15 <SEP> 15 <SEP> 15 <SEP> 20 <SEP> 10 <SEP> 10
<tb> 66 <SEP> - <SEP> 15 <SEP> 5 <SEP> 25 <SEP> 20 <SEP> 15 <SEP> 25 <SEP> 15 <SEP> 10
<tb> 100 <SEP> - <SEP> 20 <SEP> 10 <SEP> 15 <SEP> 15 <SEP> 10 <SEP> 15 <SEP> 25 <SEP> 10
<tb> Temperature <SEP> des <SEP> Abschreckbades <SEP> 66 <SEP> (Wasser)
<tb> Ziehgeschwindigkeit <SEP>
<tb> cm/miZiehtemperatur <SEP> C <SEP> 38 <SEP> 66 <SEP> 100 <SEP> 38 <SEP> 66 <SEP> 100 <SEP> 38 <SEP> 66 <SEP> 100
<tb> Vorschrumpfung <SEP> (H2O) <SEP> Temp.
<SEP> C
<tb> Zugfestigkeit <SEP> 24 <SEP> 35,4690 <SEP> 53,7691 <SEP> 49,8540 <SEP> 42,5859 <SEP> - <SEP> 53,7782 <SEP> 32,7523 <SEP> 38,2109 <SEP> 38,4300
<tb> (kg/mm2) <SEP> 66 <SEP> 33,6700 <SEP> 41,3840 <SEP> 37,3730 <SEP> 38,0100 <SEP> 35,1120 <SEP> 103,11 <SEP> 38,8780 <SEP> 36,0850 <SEP> 55,5240
<tb> 100 <SEP> 31,7191 <SEP> 48,0459 <SEP> 40,8030 <SEP> 41,9461 <SEP> 32,2679 <SEP> 55,8082 <SEP> 33,9822 <SEP> 35,8050 <SEP> 43,1032
<tb> Lägung <SEP> % <SEP> 24 <SEP> 15 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 23 <SEP> - <SEP> 25 <SEP> 30 <SEP> 16 <SEP> 30
<tb> 66 <SEP> 35 <SEP> 20 <SEP> 15 <SEP> 45 <SEP> 30 <SEP> 15 <SEP> 45 <SEP> 30 <SEP> 30
<tb> 100 <SEP> 20 <SEP> 25 <SEP> 15 <SEP> 30 <SEP> 20 <SEP> 25 <SEP> 25 <SEP> 30 <SEP> 15
<tb>
<Desc/Clms Page number 12>
Beispiel 7 :
Drei verschiedene Polyäthylene wurden durch Auspressen durch verschiedene Öffnun- gen bei 2500C und 36, 61 kg/cm2 zu Fäden verformt. In jedem Fall betrug der Abstand der Spinnöffnun- gen das Dreifache des Durchmessers. Die Polyäthylene I und II wurden durch chromoxydkatalysierte Po- lymerisation im wesentlichen wie in Beispiel 1 hergestellt und hatten ein Molakulargewicht von etwa
40000, eine Dichte von etwa 0, 96 und eine Kristallinität von etwa 93%. Polyäthylen III wurde unter Ver- wendung eines Polymerisationskatalysators hergestellt, der eine organische Aluminiumverbindung ent- 'hielt und hatte eine Dichte von etwa 0, 95 und eine Kristallinität von etwa 80 bis 850/0. Die Daten sind in Tabelle IX aufgeführt.
Tabelle IX*
EMI12.1
<tb>
<tb> Auspressge-Durchmesser <SEP> des <SEP> Durchmesser <SEP> des <SEP> Aussehen
<tb> schwindigkeit <SEP> nicht <SEP> gezogenen <SEP> gezogenen
<tb> cm/min <SEP> Fadens, <SEP> mm <SEP> Fadens, <SEP> mm
<tb> Polyäthylen <SEP> I
<tb> Düsen <SEP> von <SEP> 0,3 <SEP> mm <SEP> 20 <SEP> 0, <SEP> 65 <SEP> 0.
<SEP> 225 <SEP> glatt
<tb> Düsen <SEP> von <SEP> 0, <SEP> 175 <SEP> mm <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 105 <SEP> glatt
<tb> Polyäthylen <SEP> TI <SEP> etwas <SEP> rauhe
<tb> Düsen <SEP> von <SEP> 0,3 <SEP> mm <SEP> 25 <SEP> 0,6 <SEP> 0,175 <SEP> Oberfläche
<tb> Düsen <SEP> von <SEP> 0, <SEP> 15 <SEP> mm <SEP> 7,5 <SEP> 0, <SEP> 275 <SEP> o, <SEP> 088 <SEP> etwas <SEP> rauhe
<tb> Oberfläche
<tb> Polyäthylen <SEP> III <SEP> Oberfläche <SEP>
<tb> Düsen <SEP> von <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> mm <SEP> 22, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 7-0, <SEP> 85 <SEP> 0, <SEP> 2
<tb> Düsen <SEP> von <SEP> 0, <SEP> 15 <SEP> mm-0, <SEP> 375 <SEP> verstopfte <SEP> die <SEP> rauhe
<tb> Düse <SEP> Oberfläche
<tb>
* Keine Verschrumpfung
Aus den obigen Daten geht die Überlegenheit von Polyäthylenen, die durch chromoxydkatalysierte Polymerisation hergestellt wurden,
für die Herstellung eines glatten Fadens hervor, Die hier verwendete Molekulargewichtsbestimmung wurde, wenn nicht anders angegeben, auf der Basis der Formel Molekulargewicht = 2, 445 Ni bestimmt, worin Ni die Eigenviskosität (inherent viscosity) bedeutet, wie sie mit einer Lösung von 0. 2g des Polymeren in 50 cm3 Tetralin bei 1300 bestimmt wird. Diese Art der Molekulargewichtsbestimmung ist bei Kemp und Peters, Ind. Eng. Chem. 35 [1943], S. 1108, und bei Dienes und Klemm, J. Applied Phys., 17 (Juni 1946), S. 458, beschrieben.
Die Zugfestigkeiten von nicht gezogenen Polymeren, auf die hier Bezug genommen wird, sind nach den ASTM-Methoden D-638-52T und D-412-51T bestimmt.
Die in der Tabelle angegebenen Schmelzpunkte wurden bestimmt, indem man eine Probe des Polymeren schmolz, sie langsam abkühlen liess und dabei die Temperatur gegen die Zeit in einem Diagramm aufschrieb. Dann wurde die Temperatur des horizontalen Verlaufes der Kühlkurve festgestellt.
Der Erweichungspunkt wurde nach der Methode von Karrer, Davies und Dieterich, Ind. Eng. Chem.
Ed. 2 [1930J, S. 96-99, bestimmt. Es wird der Punkt auf der Erweichungstemperaturkurve bestimmt, an dem die Steigung 600 beträgt. Die entsprechende Temperatur (Abszisse) ist dann die Erweichungstemperatur.
Die Zugfestigkeit der Fäden wurde nach der ASTM-Methode D-258-52T Test Nr. 12-e-3 bestimmt.
Die Werte für die wiedererlangte Feuchtigkeit wurden nach derselben Methode Test Nr. 8 bestimmt. Die Knotenreissfestigkeit wurde nach derselben Methode Test Nr. 14 bestimmt.
Das in den Beispielen beschriebene Verfahren kann in vielfacher Weise modifiziert werden. Beispielsweise können Filme gleichzeitig longitudinal und transversal oder in allen Richtungen gleichzeitig, d. h. polyaxial kaltgezogen werden. Filme können auch durch Aufblas-oder Blähverfahren hergestellt werden.
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