DE1469041B

DE1469041B - Verfahren zur Herstellung von Xthylenpolymerisatfäden

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Publication number: DE1469041B
Authority: DE
Inventors: William Henry Decatur AIa. Howard (V.St.A.)
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co

Description

Es sind drei Grundarten von Spinnverfahren zur Herstellung von Fasern und Fäden aus Äthylenpolymerisaten bekannt, die allgemein als das Schmelzspinn-, Trockenspinn- und Naßspinnverfahren bezeichnet werden. Jedes dieser Verfahren hat mit Bezug auf die anderen gewisse Vorteile und Nachteile, und keines von ihnen ist bisher für die Erzeugung von Äthylenpolymerisatfäden mit niedrigem Titer und hoher Festigkeit völlig zufriedenstellend gewesen.

Das Schmelzspinnverfahren läßt eine ziemlich hohe Spinngeschwindigkeit zu, erfordern aber hohen Spritzdruck und hohe Schmelztemperaturen. Außerdem ist gefunden worden, daß das Schmelzspinnen von Äthylenpolymerisaten hohen Molekulargewichts selbst bei sehr hohen Temperaturen sehr schwierig ist, da die Viskosität der Schmelze nicht genügend herabgesetzt werden kann, um ein Verstopfen der Spinndüsenöffnungen zu verhindern.
.. Auch beim Trockenspinnverfahren sind wesentlich höhere Spinngeschwindigkeiten als beim üblichen Naßspinnverfahren möglich, und es können überdies Lösungen höherer Konzentration als beim Naßspinnverfahren verwendet werden. Jedoch müssen auf die frisch gesponnenen Fäden größere Wärmemengen angewandt werden, um das Lösungsmittel zu entfernen. Dies hat nicht nur beachtliche Kosten zur Folge, sondern wirkt sich auch auf die Eigenschaften der Fasern nachteilig aus.

Beim üblichen Naßspinnverfahren können allgemein Fäden mit niedrigem Titer hergestellt werden, jedoch ist die Spinngeschwindigkeit weit geringer als bei den beiden vorstehend beschriebenen Verfahren. Außerdem müssen die Zusammensetzung und die Temperatur des Koagulierbades sorgfältig eingestellt werden, um die frisch gesponnenen Fäden zu verfestigen und die erforderliche Menge an Lösungsmittel daraus zu entfernen.

Es ist ein Verfahren zur Herstellung von feinen Fäden aus hochmolekularen aliphatischen, nach einem Niederdruckverfahren erzeugten Polyolefinen bekannt, bei dem man die Polymerisate von aliphatischen Olefinen mit 2 bis 5 C-Atomen in ölen, die aus Paraffin- und/oder Naphthen-Kohlenwasserstoffen bestehen, zu einer höchstens 18%igen Lösung auflöst und die Spinnlösung in ein Fällbad, welches aus Aikoholen oder Äthern oder einem Gemisch von beiden besteht, verspinnt. Der frisch gesponnene Faden wird dabei in zwei Stufen verstreckt, und zwar in einer ersten Stufe bei Temperaturen von 90 bis 105° C vorverstreckt und in einer zweiten Stufe bei Temperatüren über ItO⁰C zu Ende verstreckt. Wenn Fällbäder von Raumtemperatur verwendet werden, läßt man den frisch gesponnenen Faden eine Luftstrecke von 5 bis 10 cm durchlaufen, bevor er in das Fällbad eingeleitet wird. Der aus dem Fällbad austretende Faden wird vor der ersten Verstreckung und nach der zweiten Verstreckung durch ein mehrere Meter langes Petroläther-Waschbad geführt (deutsche Auslegeschrift 1024 201).

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von Fäden oder Fasern aus Äthylenpolymerisaten durch Naßverspinnen, die hohe Festigkeit und geringen Titer aufweisen, nach einer Arbeitsweise, die verhältnismäßig geringe Kosten verursacht, einfach ist und Fäden oder Fasern mit ausgezeichneten Textileigenschaften in hoher Geschwindigkeit erzeugt.

Das Verfahren gemäß der Erfindung zur Herstellung von Äthylenpolymerisatfäden durch Naßverspinnen einer erhitzten Lösung des Polymerisats in einem organischen Lösungsmittel durch eine in geringem Abstand über dem Fällbad angeordnete Spinndüse und mehrstufiges Verstrecken der erhaltenen Fäden ist dadurch gekennzeichnet, daß man die aus der Düse austretende Spinnlösung nach Durchlaufen einer Luftstrecke von 0,3 bis 5 cm in ein aus Wasser oder einer anderen, mit dem Spinnlösungsmittel mischbaren Flüssigkeit bestehendes Fällbad von 0 bis 80³C leitet und dabei die sich bildenden Fäden einer Düsenstreckung von 10 bis 50°/₀ der höchstmöglichen Düsenstreckung unterwirft und anschließend die Fäden durch ein wäßriges Bad von 60 bis 100⁰C führt, in welchem man sie nun einer Verstreckung von 50 bis 95°/₀ der höchstmöglichen Verstreckung, welche ohne Fadenbruch möglich ist, unterwirft.

Das Verfahren gemäß der Erfindung bietet zahlreiche Vorteile gegenüber den beschriebenen bekannten Arbeitsweisen. Im Vergleich zum Schmelzspinnen kann das Verfahren gemäß der Erfindung zum Spinnen eines Äthylenpolymerisats viel höheren Molekulargewichts verwendet werden. Die Äthylenpolymerisate, die für das Verfahren gemäß der Erfindung geeignet sind, können allgemein einen Schmelzindex von 0,4 bis 20,0 und ein Molekulargewicht von etwa 20000 bis 200000 haben. (Schmelzindex ist ein Standard-Meßwert, der in ASTM Teil 6 (1955) S. 292 bis 295 unter der Nummer D-1238-52-T festgelegt ist.)

Im Gegensatz zum Trockenspinnen erfordert das Verfahren gemäß der Erfindung keine kostspielige Anlage und keine großen Wärmemengen, um das Lösungsmittel aus den frisch gesponnenen Fäden zu verdampfen. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird das Spinnen gewöhnlich bei Raumtemperatur ausgeführt.

Im Vergleich zum Naßspinnen bietet das Verfahren gemäß der Erfindung höhere Spinngeschwindigkeiten und vermeidet die Notwendigkeit einer besonders kritischen Regelung der Temperatur und Zusammensetzung des Koagulierbades. Gegenüber dem geschilderten bekannten Verfahren mit Luftstrecke zeichnet sich das Verfahren gemäß der Erfindung durch große Einfachheit aus. Es sind keine besonderen Waschbäder zur Entfernung des Lösungsmittels erforderlich, und außerdem ist das Verfahren gemäß der Erfindung hinsichtlich der Konzentration der Spinnlösung keineswegs auf 18 % (vorzugsweise sogar 12 bis 16°/₀) beschränkt, wie dies bei dem bekannten Verfahren der Fall ist.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung, die eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zeigt, die zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung zweckmäßig verwendet werden kann, näher erläutert.

Bei der dargestellten Vorrichtung wird eine Lösung eines Äthylenpolymerisats in einem organischen Lösungsmittel als Spinnlösung unter dem Druck eines inerten Gases, z. B. Stickstoff, aus einem erhitzten Vorratsbehälter (nicht gezeigt) durch eine Leitung 2 zu einem Filter 4, das ungelöste Teilchen und Fremdstoffe aus der Lösung entfernt, und von dort durch eine Leitung 5 durch eine Spinndüsenanordnung 6 zu der Spinndüse 8 geführt, die in geringem Abstand oberhalb einer Fällflüssigkeit 10, die in einem Fällbad 12 enthalten ist, angebracht ist. Die Düsenanordnung wird durch einen Erhitzer 11 auf einer Temperatur gehalten, die ausreicht, um das Ausfällen des Poly-

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merisats aus der Lösung zu verhindern. Die Spinn- anderen polymerisierbaren monoolefinischen Ma-

lösung bildet beim Durchgang durch eine oder mehrere terialien, in welchen das Polyäthylen in einer über-

öffnungen der Spinndüse 8 einen Faden oder ein wiegenden Menge, wie etwa 80% oder mehr, yor-

Fadenbündel 9, das über die Garnführung 14, die liegt. Beispiele geeigneter monoolefinischer Materialien,

unterhalb der Oberfläche der Fällflüssigkeit ange- 5 welche mit Äthylen Mischpolymerisate bilden können,

ordnet ist und über eine zweite Fadenführung 20 zu sind Monoolefine, wie Propylen und Butylen, halo·

einem Walzenpaar 22 und 23 oder einer anderen geniertes Äthylen, wie Vinylchlorid, Vinylidenchlorid,

Fadenabzugeinrichtung geleitet wird. Das Fällbad 12 Tetrafluoräthylen und Vinylidenfluorid, Vinyläther,

ist mit einem Einlaßrohr 16 und einer Oberlaufleitung Ketone und Ester, wie Methylvinyläther, Methyl- und

18 zum Einleiten und Abziehen der Flüssigkeit aus- io Äthylvinylketone, Vinylchloracetat, Vinylpropionat

gestattet. und Vinylacetat, Styrol, N-Vinylphthalimid, Acryl-

Die Walzen 22 und 23 werden zwangläufig ange- und Metnacrylsäuren, deren Ester, Nitrile, Amide und

trieben und üben auf den Faden oder das Fadenbündel Imide und andere Verbindungen, welche die C = C-

eine Streckkraft aus. Dieses erste Verstrecken der Gruppen enthalten, wie die Ester der Malein- und

Fäden wird als Düsenstreckung bezeichnet. Die 15 Fumarsäure und die Ester der Itaconsiiure. Diese

Größe der Spannung, die bei einem Streckvorgang Polymerisate können mit Zusatzstoffen, wie Pigmenten,

dieser Art angewandt wird, wird allgemein in Werten Weichmachern, Füllstoffen oder Antioxydationsmitteln

des Düsenstreckverhältnisses angegeben, welches als gemischt werden.

die Fadenaufnahmegeschwindigkeit, dividiert durch Zur Herstellung der Spinnlösung gemäß der Er-

die Spinngeschwindigkeit, definiert ist. So wird in dem ao findung wird das Äthylenpolymerisat vorzugsweise in

vorliegenden Fall das^Düsenstreckverhältnis durch das erhitzte Lösungsmittel gerührt und etwa 1 Stunde

Dividieren der Aufnahmegeschwindigkeit der Walzen oder bis das Polymerisat in Lösung geht, gemischt.

22 und 23 durch die Spinngeschwindigkeit der Spinn- Die Spinnlösung läßt man dann stehen, während sie

düse 8 bestimmt. Dieser Wert kann größer als 1, etwa 1 Stunde oder langer zur Entlüftung auf einer

kleiner als 1 oder 1 sein. 25 ausreichend erhöhten Temperatur gehalten wird, um

Von den Walzen 22 und 23 wird der Faden oder das Polymerisat in Lösung zu halten. Verschiedene das Fadenbündel dann über die Fadenführungen 26 organische Lösungsmittel können zur Herstellung der und 28 in ein Streck bad 24, welches eine wäßrige Spinnlösung verwendet werden, beispielsweise Xylol, Streckflüssigkeit 30 enthält, geführt und um die Toluol, Tetralin, Diphenyl und Cyclohcxan. Die Wahl Fadenführungen 32 und 34 über einen zweiten Satz 30 der Lösungsmittel ändert sich natürlich mit dem bezwangläufig angetriebener Walzen 36 und 38 zu einer sonderen verwendeten Äthylenpolymerisat. Allgemein Aufnahmewalze 40 geleitet. Die Walzen 36 und 38 sind die am meisten erwünschten Lösungsmittel haben eine größere Umfangsgeschwindigkeit als die solche, welche die größte Losungswirkung bei den Walzen 22 und 23, um den Faden oder die Fäden, Spinntemperaturen haben, wobei diese Temperaturen während sie durch das Bad 24 geleitet werden, zu 35 einige Grade unterhalb des Siedepunktes des Lösungsverstrecken. Die Flüssigkeit wird dem Streckbad .mittels gehalten werden. Wenn der Siedepunkt des kontinuierlich durch das Einlaßrohr 42 zugeführt Lösungsmittels zu nahe an der Temperatur liegt, die und durch das Abflußrohr 44 abgezogen. zur Lösung des Äthylenpolymerisats notwendig ist, so

Es ist gefunden worden, daß die Festigkeit der er- erwächst eine Schwierigkeit durch das Wegsieden des

zeugten Fäden zu der angewandten Spannung und 4° Lösungsmittels, wenn die Spinnlösung unter atmo-

insbesondere zu derjenigen, welche im Streckbad oder sphärischem Druck gesponnen wird. Allgemein sind

der zweiten Stufe angewandt wird, in direkter Be- Lösungsmittel mit einem Siedepunkt über 1OJ C und

Ziehung steht. Es werden größere Festigkeiten durch vorzugsweise über 120 C, welche eine mäßig viskose

die erfindungsgemäß vorgesehene Begrenzung der Spinnlösung mit einem FeststolTgehalt von etwa 20⁰/₀

Düsenstreckung auf etwa 10 bis 50*% und Vorzugs- 45 ergeben, am meisten erwünscht. Es muß Sorge dafür

weise 30% der höchstmöglichen Düsenstreckung er- getragen werden, daß die Lösungstemperatureii nicht

halten, während die zweite Streckung auf etwa 50 bis auf den Punkt absinken, bei welchem die Ausfällung

95% und vorzugsweise auf 90% der höchstmöglichen des Äthylenpolymerisats stattfindet. Aus diesem

Streckung gehalten wird. Die höchstmöglicheStreckung Grunde wird die Spinndüsenanordnung während der

ist derjenige Grad von Streckung, der kurz vor dem 50 Spinnarbeitsweise zweckmäßig erhitzt, beispielsweise

Bruchpunkt des Fadens oder der Fäden liegt, sie stellt durch Infrarotröhren, Widerstandserhitzer od. dgl.

keinen bestimmten Wert dar, sondern ändert sich mit Da sich die Viskosität einer Äthylenpolymerisatlösung

solchen Faktoren, wie der Art des Äthylenpolymeri- eines gegebenen FeststofFgehultes mit der Temperatur

sats, dem verwendeten Lösungsmittel, den Bad- ändert, können mit Vorteil die ziemlich hohen Spinn-

temperaturen, dem Lösungsmedium und anderen 55 temperatures welche in dem Verfahren gemüb der

Veränderlichen. Erfindung zugelassen sind, verwendet werden, wodurch

Durch Verringerung der Düsenstreckung unter relativ geringe Extrudierdrücke für einen gegebenen

etwa 50% und vorzugsweise auf einen Wert von Prozentsatz des Polymerisates erforderlich sind,

etwa 30% kann eine größere Streckung der Fäden Die andere Veränderliche, die bei dem Verfahren

in dem Streckbad mit daraus folgenden höheren 60 gemäß der Erfindung von Bedeutung ist, um Fasern

Festigkeiten erzielt werden. Wenn eine Düsenstreckung mit guter Festigkeit zu erhalten, ist die Höhe der

von maximal 30% und eine zweite Streckung von Spinndüse über dem Fällbad. Allgemein ist gefunden

maximal 90% ausgeführt wird, werden Polyäthylen- worden, daß die besten Ergebnisse erhalten werden,

fäden mit Festigkeiten von 8 g je Denier gesponnen. wenn die Höhe der Spinndüse über dem Fällbad auf

Der Ausdruck »Äthylenpolymerisate« umfaßt nicht 65 etwa 0,3 bis 5 cm gehalten wird. Diese Werte können nur Homopolymerisate, sondern auch Mischpoly- in Abhängigkeit von der besonderen Art des zu vermerisate von Äthylen und Mischungen^ von Poly- spinnenden Polyäthylenpolymerisats, der Außenäthylen und Mischpolymerisaten von Äthylen mit temperatur, welche die frisch gesponnenen Fäden

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umgibt, und der Menge an Düsenstreckung, welche wird. Eine bedeutende Veränderliche bei jedem Spinn-

diesen Fäden erteilt wird, etwas variieren. Die untere verfahren ist der Öffnungsdurchmesser der Spinndüse.

Grenze von 0,3 cm wird vor allem aus praktischen Aus praktischen Gründen ist es immer erwünscht, Gründen gewählt, da, wenn die Spinndüse zu nahe Mundstücke mit den größten Durchmessern, die mit

an der Oberfläche des Fällbades angeordnet wird, die 5 einem guten Verspinnen übereinstimmen, zu ver-

Fällflüssigkeit durch Kapillarwirkung in die Spinn- wenden. Bei Zunahme der Mundstückgröße wird das

düse kriechen und das Spinnen stören kann. Filtrieren der Spinnlösung weniger wichtig, da die

Die obere Grenze von 5 cm für die Höhe der Spinn- Zahl der Spinndüsenauswechselungcn auf Grund des düse ist auch von Bedeutung, da gefunden wurde, daß Verstopfens von öffnungen vermindert ist. Bei dem eine zu große Höhe zur Erzeugung brüchiger Fäden io Verfahren gemäß der Erfindung können Mundstücke führt, die trüb und von weißer Farbe sind. Obwohl mit relativ großen Durchmessern verwendet werden. der Grund dieser weißen Färbung und Trübung nicht Dies bedeutet eine Verringerung der Arbeitskosten, völlig verständlich ist, scheint er sich aus einer Kri- Unter anderen Vorteilen, die sich durch die Verwenstallisationserscheinung zu ergeben. Wenn das frisch dung großer Mundstücköffnungen ergeben, sind die gesponnene Polymerisat über eine zu große Ent- 15 möglichen höheren Spinngeschwindigkeiten und die fernung durch die umgebende und nicht erhitzte erzielbare erhöhte Orientierung der Fasermoleküle Atmosphäre geleitet wird, findet eine beträchtliche auf Grund der größeren Dehnung der Fäden. All-Verdampfung des Lösungsmittels statt, und das Poly- gemein werden Spinndüsen mit Düsenöffnungen mit merisat beginnt zu kristallisieren. Obwohl diese einem Durchmesser von 0,005 bis 0,05 cm mit Erfolg Kristallisationsetscheinung auch durch solche Fak- ao verwendet. Die Abstände zwischen den Öffnungen in toren, wie die Umgebungstemperatur und das Ausmaß der Spinndüse können ohne Beeinflussung der Spinnder Düsenstreckung, beeinflußt werden kann, kann arbeitsweise beträchtlich schwanken. Zu geringe Absie am leichtesten durch Verringerung der Höhe der stände führen natürlich zu einem Zusammenlaufen Spinndüse vermieden werden. der Fäden am Boden der Düse. Allgemein werden

Bei den bei dem Verfahren gemäß der Erfindung »5 öffnungsabständc von mindestens etwa 0,05 cm als

verwendeten Fällflüssigkeiten handelt es sich Vorzugs- zufriedenstellend gefunden, weise um zwei Arten: Um Flüssigkeiten, die mit dem

Lösungsmittel in der Äthylenpoiymerisatspinnlösung · ■ ι 1

mischbar sind, und um Wasser. Zu den Flüssigkeiten B e 1 s ρ 1 e I 1

der ersten Art gehören: Benzol, Isopropylalkohol, 30

Chloroform und Äther. Außerdem kann jedes Lö- Eine Spinnlösung wurde durch Erhitzen einer sungsmittel, das vorstehend als geeignetes Lösungs- Lösung von Polyäthylen (0,9 Schmelzindex) in Xylol mittel für die Spinnlösung genannt wurde, auch als (25°/₀ Feststoffgehalt) bei 120^cC während einstün-Fällflüssigkeit verwendet werden, beispielsweise Xylol, digcm Rühren hergestellt. Man hielt die Lösung über Aceton, Toluol, Diphenyl und Tetralin. Ob eine 35 Nacht auf 140^c C, um eine vollständige Entlüftung zu Flüssigkeit, die mit dem Lösungsmittel der Spinn- erzielen. Die Lösung wurde in einen Behälter übergelösung mischbar ist, oder Wasser als Fällflüssigkeit führt, auf 140^cC gehalten und unter Stickstoffdruck verwendet wird, hängt nicht nur von dem zu ver- durch eine Spinndüse getrieben, welche 10 öffnungen spinnenden Äthylenpolymerisat, sondern auch von von 0,012 cm Durchmesser enthielt. Die Spinndüse den erwünschten Fadeneigenschaften ab. Allgemein 40 wurde während des Spinnens auf HO⁰C gehalten. wird Wasser aus verschiedenen Gründen als Fäll- Die gesponnenen Fäden wurden von der Spinndüse flüssigkeit bevorzugt. Es ist die wirtschaftlichste Fäll- mit einer Geschwindigkeit von 2,1 m je Minute abflüssigkeit, und die bevorzugten Lösungsmittel für die gezogen und 0,63 cm durch Luft bei Raumtemperatur Spinnlösung können in einfacher Weise Von den ge- (25^CC) geleitet, bevor sie in ein Fällbad aus Wasser gesponnenen Fasern entfernt und durch Sammeln 45 eingeführt wurden, das auf 25°C gehalten wurde. Die und z. B. Dekantieren von der Oberfläche des Wassers Fäden wurden etwa 30,5 cm durch das Bad geleitet, wiedergewonnen werden. In der in der Zeichnung vcr- bevor sie über den ersten Satz der Zugwalzen geführt anschaulichten Vorrichtung wird das Lösungsmittel, und dann über eine Entfernung von 61 cm durch ein welches sich auf der Oberfläche des Wassers sammelt, Heißwasscrstrcckbad geleitet wurden, das auf 100°C kontinuierlich durch die Uberlaufleitung 18 entfernt. 50 gehalten wurde, bevor sie von dem zweiten Satz der SchlieLlieh ist gefunden worden, daß die Verwendung Streckwalzen aufgenommen wurden. Nach dem eines Wasserbades eine gröL'ere Verstreckung im Strecken wurden die Fäden auf einer konischen Auffolgenden Streckbad als im Falle mit anderen Flüssig- wickelvorrichtung gesammelt und ihre physikalischen ketten zuläßt. Eigenschaften geprüft. Die Arbeitsbedingungen waren

Die Temperatur des Fällbades kann zwischen 0 und 55 wie folgt:

70 oder SO'C liegen, die bevorzugte Temperatur bc- _{Erstc Wa},_zc , j _{g 5}

trägt 0 bis 40^cC. _ . , . . ...

Das bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ver- Endwalze m/mm 63,1

wendete Streckbad besteht vorzugsweise aus Wasser, Düsenstreckverhältnis 4

das auf etwa 10 bis HO¹C, \orzugswcise auf 80 bis 60 Zweites Streckverhältnis 7,4

100'C₁ erhitzt wird. Das Heiüwasserstreckbad dient Prozent der maximalen Düsen-

auch dazu, im wesentlichen das gesamte \crbliebene Streckung . . 30

Lösungsmittel aus den Fäden d.hetwa 3«/₀. die _Prozcn, _{der max}i_{maIcn zwciten}

nach dem Durchgang durch das Fällbad verblieben Streckune 90

sind, zu entfernen. 65 . ^ε '

Die Spinndüse, die gemäß der Erfindung verwendet festigkeit g, den 8,U

wird, kann solcher Art sein, daß sie gewöhnlich bei Dehnung (°/₀) 14

Trocken- oder Schmelzspinnarheiisweisen \erwendet Titer je Faden (den) 1,04

7 8

Im vorstehenden Beispiel, wie in den nachfolgenden, wurde unter den folgenden Spinnbedingungen auswurde die höchstmögliche Düsenstreckung durch Er- geführt:

höhen der Polymerisatabzugsgeschwindigkeit in bezug . . . . ,. . . . . ^₁

zur Spinngeschwindigkeit, bifein Fadenbruch beob- Ausspntzgeschwindigkeit m/mm .... 2,1

achtet werden konnte, bestimmt. So wurde da« Dreh- 3 Erste Walze m/mm 11

verhiltnis der Walzen 22 und 23 im Vergleich zur g"*¹™¹T'¹"¹" .7\ ⁶J'?

Spinngeschwindigkeit der Spinndüse 8 erhöht, bis ein Dienstverhältnis 5,1 Fadenbruch auftrat Im vorstehenden Beispiel betrug J^weite« Streckverhältnis 5,6

das Düsenstreckverhältnis an diesem Punkt 13. Prozent der maximalen Düsen-

Die höchstmögliche Streckung im Streckbad wurde »β strecJcung · *i

in nahezu der gleichen Weise, wie die der maximalen Prozent der maximalen zweien

DOsenstreckung, bestimmt. So war, unter Bezug- „ ,P?*."?*."/·; ^V₁

nähme auf die Zeichnung, die Drehgeschwindigkeit Festigkeit (g/den) 4,1

der Aufnahmewalzen 38 und 36 des Streckbades 24 i~^nnunf*J°> ::' V ⁷T „,

relativ zu den Streckbadzuführwalzen 22 und 23 erhöht, 15 ^{lter Jc} ^{t&ütn {aen)} ' ^1>43

bis ein Fadenbruch auftrat. Das Streckverhältnis be- Ein Vergleich der Beispiele zeigt, daß die Fadentrug im vorstehenden Beispiel an diesem Punkt 8,2. festigkeit nahezu verdoppelt wird, wenn ein Wasserbad

„ ..,,.. . , an Stelle von Luft als Filimedium verwendet wird.

Vergleichsbeispiel · Eine Spinnlösung wurde gemäß der im Beispiel 1 so Beispiele 2 bis 5

beschriebenen Weise hergestellt. An Stelle der An- Unter Verwendung der gleichen Materialien und

Wendung eines Wasserfällbades wurden die Fäden Arbeitsweisen zur Herstellung der Spinnlösung wurden 30,5 cm durch Luft bei Raumtemperatur (25 ⁰Q ge- die folgenden Beispiele unter den angegebenen Beleitet, bevor sie auf Zugwalzen zur ersten Streckung dingungen ausgeführt. In allen Fällen wurde das Fällaufgenommen wurden. Es wurde das gleiche Wasser- 35 bad auf Raumtemperatur (25⁰C) gehalten und ein streckbad bei 100⁰C verwendet. Die Arbeitsweise" Wasserstreckbad bei 100⁰C verwendet.

Fällbad

Düsenart (Zahl/Größe der öffnungen) ...

Düsenhöhe

Ausspritzgeschwindigkeit m/min Düsenstreckverhältnis Zweites Streckverhältnis Erste Walzengeschwindigkeit m/min Endwalzengeschwindigkeit m/min

Prozent der maximalen Düsenstreckung.. Prozent der maximalen zweiten Streckung

Festigkeit g/den

Dehnung (°/₀)

Titer je Faden (den)

Wasser 10/0,006 cm

0,63 cm

5,8

0,35

5,8

2,35 13,6 30 50

3,6 66

4,01

Wasser 10/0,006 cm 0,63 cm

5,8

0,35 10,2

2,35 24,1 30 90

6,6 14

3,03

Aceton 10/0,012 cm

1,2 cm 10,4

1.3

5,7 13,05 74,7 10,5 71

2,8 67

2,48

Xylol 10/0,012 cm

1,2 cm 10,4

1,3

5,7 13,05 74,7 10,5 65

3,5 23

2,93

Beispiele 6 und 7

Es wurde eine Spinnlösung durch Zugabe von Polyäthylen (0,9 Schmelzindex) zu vorher auf 9O⁰C erhitztem Xylol gegeben, bis ein 30°/„iger Feststoffgehalt erreicht war. Die Temperatur wurde auf 135⁰C erhöht, und das Rühren wurde 2 Stunden lang unter

Rückflußbedingungen fortgesetzt. Die Temperatur wurde auf 130° C herabgesetzt und die Spinnlösung vor dem Spinnen 4 Stunden lang unter einem Luftdruck von 1,05 bis 1,41 kg/cm* gehalten. Es wurden zwei Ansätze unter den folgenden Bedingungen ausgeführt:

Düsentemperatur (Ό Düsenart (Zahl der Offnungen/Größe der Offnungen)

Fällbad

Düsenhöhe

Ausspntzgeschwindigkeit m/min Düsenstreckverhältnis Zweites Streckverhältnis Erste Walzengeschwindigkeit m/min Endwalzengeschwindigkeit m/min Festigkeit (g/den)

Dehnung (°/₀)

Titer je Faden (den)

125	125	009 515/169
30/0,007 cm	30/0,007 cm
Wasser	Wasser
2,5 cm	2,5 cm
5.2	16,15
1.4	0,47
8,0	8,0
7,6	7,6
61	61
6.7	3.8
20	50
1,1	4,8

Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß gemäß der Erfindung ein Verfahren zum Spinnen von Äthylenpolymerisat geschaffen wird, das schnell verläuft, ein Minimum an Aufwand und an kritischen Kontrollen erfordert und Fäden, Stangen und andere Gebilde von S ausgezeichneter Festigkeit liefert.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Äthylenpolymerisatfäden durch Naßverspinnen einer erhitzten Lösung des Polymerisats in einem organischen Lösungsmittel durch eine in geringem Abstand über dem Fällbad angeordnete Spinndüse und mehrstufiges Verstrecken der erhaltenen Fäden, dadurch gekennzeichnet, daß man die aus der Düse austretende Spinnlösung nach Durchlaufen einer Luftstrecke von 0,3 bis S cm in ein aus Wasser oder einer anderen, mit dem Spinn-

lösungsmittel mischbaren Flüssigkeit bestehendes Fällbad von 0 bis 80° C leitet und dabei die sichbildenden Fäden einer Düsenstreckung von 10 bis 50% der höchstmöglichen Düsenstreckung unterwirft und anschließend die Fäden durch ein wäßriges Bad von 60 bis 100⁰C führt, in welchem man sie nun einer Verstreckung von 50 bis 95*/· der höchstmöglichen Verstreckung, welche ohne Fadenbruch möglich ist, unterwirft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Äthylenpolymerisat mit einem Schmelzindex (nach ASTM-Methode D-1238-52-T) von 0,4 bis 20,0 und einem Molekulargewicht von 20000 bis 200000 verwendet

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Fällbad auf einer Temperatur von etwa 0 bis 4O⁰C und das wäßrige Verstreckungsbad auf einer Temperatur von etwa 80 bis 100⁰C hält.