DD277289A1 - Verfahren zur verspinnung viskoelastischer polymerloesungen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verspinnung viskoelastischer Polymerloesungen, bestehend aus Cellulose, N-Methylmorpholin-N-oxid (NMMNO) und Wasser, zu Celluloseregeneratfaeden, die in der Textilindustrie und im Bereich der technischen Textilien Anwendung finden. Die Verspinnung erfolgt durch Formen einer Fadenschar aus der Polymerloesung bei Temperaturen zwischen 353 und 393 K mittels Spinnduesen aus gut waermeleitenden Metallen, die eine Verweilzeit der Polymerloesung im Spinnduesenkanal von gleich/groesser 50 Sekunden gewaehrleisten, Verzug der Faeden zwischen Spinnduesenaus- und Spinnbadeintritt im Verhaeltnis 1:1 000 bis 1:15 000 und Regenerieren der Cellulose in waessrigen Spinnbaedern, die 5 bis 56 Masseanteile NMMNO in % enthalten. Mit der Erfindung koennen feintitrige, hochorientierte Cellulosefaeden hoher Gleichmaessigkeit hergestellt werden.

Description

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist bekannt, Lösungen des Systems Cellulose, NMMNO und Wasser zu Celluloseregeneratfäden zu verspinnen, indem man die Polymerlösung durch Spinndüsen aus Edelstahl mit Kapillarörfnungen von 0,2-0,6mm preßt, den Faden bzw. die Fadenschar in der Luftstrecke zwischen Spinndüsenaustritt und Spinnbadeintritt bzw. in einer inerten Flüssigkeit orientiert und anschließend die Cellulose regeneriert (DD-PS 142000; DE-OS 2844103; DE-OS 2830605; US-PS 3767756; DE-OS 2913589; DE-OS 3021043).

Weiterhin ist bekannt, durch Zusatz von Polyethylenglykol zur Spinnlösung das Verkleben der Elementarfäden zwi.;chPⁿ Spinndüsenaustritt und Spinnbadeintritt (DD-PS 216121) und durch Zusatz von Natriumhypochlorid zum Spinnbad die Reibung der Fäden an Fadenumlenkorganen zu verringern (Navarl. P, Handin I. M. Polymer Process Eng [1985] 3 S 251-301) Der Abzug der Fäden/Fadenschar mittels Injektordüsen, die im Kreislauf mit Spinnbadflüssigkeit betrieben werden, gestattet einen reibungsarmen Fadentransport durch das Spinnbad und damit eine höhere Verstreckung zwischen Spinndüsenaus- und Spinnbadeintritt.

Die bekannten Verfahren unter Verwendung von Edelstahldüsen mit Kapillaröffnungen von 0,2-0,6 mm haben den Nachteil, daß neben einer unbefriedigenden Temperaturverteilung über den Düsenquerschnitt maximale Verweilzeiten der Polymerlösung im Spinndüsenkanal von kleiner 1 Sekunde erreicht werden. Das bedeutet, der elastische Verformungsanteil der Polymerlösung beim Spinndüsenkanaleintritt kann nicht relaxieren, das Verhältnis von Ausspritz- und Abzugsgeschwindigkeit ist aufwerte von max. 800 begrenzt, und die erhaltenen Fäden besitzen über die Länge keinen gleichmäßigen Durchmesser.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in einem einfachen Verfahren zur Verspinnung viskoelastischer Polymerlösungen aus Cellulose, NMMNO und Wasser zu Celluloseregeneratfäden hoher Orientierung und hoher Feinheit.

Darlegung des Wesens dar Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, unter Beseitigung der genannten Mängel eine bessere Temperaturverteilung in der Spinndüse, eine wesentlich höhere Reckung und damit feintitrige Celluloseregeneratfäden hoher Orientierung und Gleichmäßigkeit zu erhalten.

Mit der erfindungsgemäßen Arbeitsweise sollen einerseits die Verwendung von gut wärmeleitenden Metallen, wie Aluminium, Kupfer usw., für die Spinndüsenfertigung möglich sein und andererseits die vollständige Relaxation aller elastischen Verformungen der Polymerlösung beim Durchfließen des Spinndüsenkanals erfolgen.

Erfindungsgemäß wird das erreicht, indem man die viskoelastische Polymerlösung aus Cellulose, N-Methylmorpholin-N-oxid und Wasser bei einer Temperatur zwischen 353 und 393 ± 0,5 Kelvin und einer Verweilzeit im Spinndüsenkanal von gleich/ größer 50 Sekunden durch Spinndüsen aus Aluminium oder Kupfer, gegebenenfalls mit eingepreßten Edelstahlspinnkapillaren, zu einer Fadenschar verformt, diese unmittelbar nach Spinndüsenaustritt im Verhältnis 1:1000 bis 1:15000 verzieht und anschließend bei einer Temperatur zwischen 293 und 333 ± 3 Kelvin durch ein wäßriges Spinnbad, das 5-56 Masseanteile N-Methylmorpholin-N-oxid in % enthält, leitet.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung soll nachstehend an Beispielen erläutert werden:

Beispiel 1

Eine Polymerlösung, bestehend aus 11,1 Masseanteile Cellulose in % (DP 380); 75,0 Masseanteile NMMNO in %; 13,8 Masseanteile Wasser in %, und 0,1 Masseanteile Stabilisator in % gelangt mittels Spinnpumpe bei 368 Kelvin durch eine Aluminiumspiniidüsemit 18 Kapillaren von 25mm Länge und 5mm Durchmesser. Die Verweilzeit der Polymerlösung im Spinndüsenkanal beträgt 150 Sekunden. Die Fadenschar unterliegt zwischen Spinndüsenaustritt und Spinnbadeintritt einem Verzug von 1:4000. Das wäßrige Spinnbad mit einer Temperatur von 298 Kelvin enthält 10 Masseanteile NMMNO in %.

Fadenparameter

Feinheit 13tex(18)

Reißspannung 200mN/tex

Reißdehnung 8%

Beispiel 2

Eine Polymerlösung, bestehend aus 11,0 Masseanteile Cellulose in %; 75,0 Masseanteile NMMNO in %; 13,7 Masseanteile Waser in %; 0,05 Masseanteile Stabilisator in % und 0,05 Masseanteile Mattierungsmittel in %, wird mittels Spinnpumpe über einen Filter bei 373 Kelvin durch eine Spinndüse gedrückt. Die Spinndüse aus Aluminium enthält 18 Bohrungen von 25mm Länge und 8mm Durchmesser. In diese Bohrungen sind gezogene Edelstahlrohre von 25mm Länge, 8mm Außen- und 5mm Innendurchmesser eingepreßt. Die Verweilzeit der Polymerlösung im Düsenkanal beträgt 150 Sekunden, der Verzug zwischen Spinndüsenaus- und Spinnbadeintritt 1:5000. Das wäßrige Spinnbad von 298 Kelvin enthält 15 Masseanteile NMMNO in %.

Fadenparameier

Feinheit 10tex(18)

Reißspannung 280mN/tex

Reißdehnung 7,5%

Beispiel 3

Eine Polymerlösung, bestehend aus 12,5 Masseanteile Cellulose in % (DP = 450); 75,8 Masseanteile NMMNO in %; 11,65 Masseanteile Wasser in %, und 0,05 Masseanteile Stabilisator in % wird bei einer Temperatur von 373 ± 0,5 Kelvin mittels Aluminiumspinndüse, die 24 Kapillaren von 25mm Länge und 4mm Durchmesser (Verweilzeit 95 Sekunden) besitzt, zur Fadenschar verformt, zwischen Spinndüsenaus- und Spinnbadeintritt im Verhältnis 1:3200 verzogen und bei 303 Kelvin durch ein wäßriges Spinnbad, das 20 Masseanteile NMMNO in % enthält, geleitet.

Fadenparameter

Feinheit 10tex(24)

Reißspannung 330mN/tex

Reißdehnung 7%

Beispiel 4

Eine Polymerlösung nach Beispiel 3 wird mittels Aluminiumspinndüse mit 60 Kapillaren von 25mm Länge und 4mm Durchmesser (Verweilzeit 160s) zur Fadenschar verformt, zwischen Spinndüsenaus- und Spinnbadeintritt im Verhältnis 1:8900 verzogen und boi 295 Kelvin durch ein wäßriges Spinnbad, das 10 Masseanteile NMMNO in % enthält, geleitet. Nach der vollständigen Entfernung des NMMNO, Bleiche mit Natriumhypochlorid und Präparierung wird der Faden in Stupel von 38mm Länge geschnitten.

Faserparameter	0,12tex
Titer	400mN/tex
Reißfestigkeit	6%
Reißdehnung

Claims (1)

1. Verfahren zur Verspinnung viskoelastischer Polymerlösungen, bestehend aus Cellulose, N-Methylmorpholin-N-oxid und Wasser durch Formen einer Fadenschar mittels Spinndüse, Orientieren der erhaltenen Fäden und Regenerieren der Cellulose im Spinnbad, gekennzeichnet dadurch, daß man die viskoelastische Polymerlösung bei einer Temperatur zwischen 353 und 393 ± 0,5 Kelvin und einer Verweilzeit im Spinndüsenkanal von gleich/größer 50 Sekunden durch Spinndüsen, aus Aluminium oder Kupfer, gegebenenfalls mit eingepreßten Edelstahlspinnkapillaren, zu einer Fadenschar verformt, diese unmittelbar nach Spinndüsenaustritt im Verhältnis 1:1000 bis 1:15000 verzieht und anschließend bei einer Temperatur zwischen 293 und 333 ± 3 Kelvin durch ein wäßriges Spinnbad, das 5-56 Masseanteile N-Methylmorpholin-N-oxid in % enthält, führt.

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verspinnung viskoelastischer Polymerlösungen, bestehend aus Cellulose, N-Methylmorpholin-N-oxid (NMMNO) und Wasser, zu Celluloseregeneratfäden, die in der Textilindustrie und im Bereich der technischen Textlien Anwendung finden.