DE1469041C

DE1469041C - Verfahren zur Herstellung von Äthylenpolymerisatfäden

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Publication number: DE1469041C
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 von Äthylenpolymerisatfäden durch Naßverspinnen Herstellung von Fasern und Fäden aus Äthylenpoly- einer erhitzten Lösung des Polymerisats in einem merisaten bekannt, die allgemein als das Schmelz- organischen Lösungsmittel durch eine in geringem spinn-, Trockenspinn- und Naßspinnverfahren be- Abstand über dem Fällbad angeordnete Spinndüse zeichnet werden. Jedes dieser Verfahren hat mit Bezug 5 und mehrstufiges Verstrecken der erhaltenen Fäden auf die anderen gewisse Vorteile und Nachteile, und ist dadurch gekennzeichnet, daß man die aus der Düse keines von ihnen ist bisher für die Erzeugung von austretende Spinnlösung nach Durchlaufen einer Luft-Äthylenpolymerisatfäden mit niedrigem Titer und strecke von 0,3 bis 5 cm in ein aus Wasser oder einer hoher Festigkeit völlig zufriedenstellend gewesen. anderen, mit dem Spinnlösungsmittel mischbaren

Das Schmelzspinnverfahren läßt eine ziemlich hohe io Flüssigkeit bestehendes Fällbad von 0 bis 80⁰C leitet Spinngeschwindigkeit zu, erfordern aber hohen Spritz- und dabei die sich bildenden Fäden einer Düsendruck und hohe Schmelztemperaturen. Außerdem ist Streckung von 10 bis 50% der höchstmöglichen Düsengjefundeji worden, daß das Schmelzspinnen von Streckung unterwirft und anschließend die Fäden Athylenpolymerisaten hohen Molekulargewichts selbst durch ein wäßriges Bad von 60 bis 10O⁰C führt, in bei sehr hohen Temperaturen sehr schwierig ist, da 15 welchem man sie nun einer Verstreckung von 50 bis die Viskosität der Schmelze nicht genügend herab- 95 °/₀ der höchstmöglichen Verstreckung, welche ohne gesetzt werden kann, um ein Verstopfen der Spinn- Fadenbruch möglich ist, unterwirft. .:·
düsenöffnungen zu verhindern. Das Verfahren gemäß der Erfindung bietet zahl-

Auch beim Trockenspinnverfahren sind wesentlich reiche Vorteile gegenüber den beschriebenen bekannten höhere Spinngeschwindigkeiten als beim üblichen 20 Arbeitsweisen. Im Vergleich zum Schmelzspinnen Naßspinnverfahren möglich; und es können überdies kann das Verfahren gemäß der Erfindung zum Spinnen Lösungen höherer Konzentration als beim Naßspinn- eines Äthylenpolymerisats viel höheren Molekularverfahren verwendet werden. Jedoch müssen auf die gewichts verwendet werden. Die Äthylenpolymerisate, frisch gesponnenen Fäden größere Wärmemengen die für das Verfahren gemäß der Erfindung geeignet angewandt werden, um das Lösungsmittel zu ent- 35 sind, können allgemein einen Schmelzindex von 0,4 fernen. Dies hat nicht nur beachtliche Kosten zur bis 20,0 und ein Molekulargewicht von etwa 20000 Folge, sondern wirkt sich auch auf die Eigenschaften bis 200000 haben. (Schmelzindex ist ein Standardder Fasern nachteilig aus. Meßwert, der in ASTM Teil 6 (1955) S. 292 bis 295

Beim üblichen Naßspinnverfahren können allge- unter der Nummer D-1238-52-T festgelegt ist.)

mein Fäden mit niedrigem Titer hergestellt werden, 30 Im Gegensatz zum Trockenspinnen erfordert das

jedocn ist die Spinngeschwindigkeit weit geringer als Verfahren gemäß der Erfindung keine kostspielige

bei den beiden vorstehend beschriebenen Verfahren. Anlage und keine großen Wärmemengen, um das

Außerdem müssen die Zusammensetzung und die Lösungsmittel aus den frisch gesponnenen Fäden zu

Temperatur des Koagulierbades sorgfältig eingestellt verdampfen. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung

werden, um die frisch gesponnenen Fäden zu ver- 35 wird das Spinnen gewöhnlich bei Raumtemperatur

festigen und die erforderliche Menge an Lösungs- ausgeführt,

mittel daraus zu entfernen. Im Vergleich zum Naßspinnen bietet das Verfahren

Es ist ein Verfahren zur Herstellung von feinen gemäß der Erfindung höhere Spinngeschwindigkeiten Fäden aus hochmolekularen aliphatischen, nach und vermeidet die Notwendigkeit einer besonders einem Niederdruckverfahren erzeugten Polyolefinen 4° kritischen Regelung der Temperatur und Zusammenbekannt, bei dem man die Polymerisate von alipha- Setzung des Koagulierbades. Gegenüber dem getischen Olefinen mit 2 bis 5 C-Atomen in ölen, die schilderten bekannten Verfahren mit Luftstrecke aus Paraffin- und/oder Naphthen-Kohlenwasserstoffen zeichnet sich das Verfahren gemäß der Erfindung bestehen, zu einer höchstens 18%igen Lösung auflöst durch große Einfachheit aus. Es sind keine beson- und die Spinnlösung in ein Fällbad, welches aus Aiko- 45 deren Waschbäder zur Entfernung des Lösungsmittels holen oder Äthern oder einem Gemisch von beiden erforderlich, und außerdem ist das Verfahren gemäß besteht, verspinnt. Der frisch gesponnene Faden wird der Erfindung hinsichtlich der Konzentration der dabei in zwei Stufen verstreckt, und zwar in einer Spinnlösung keineswegs auf 18% (vorzugsweise sogar ersten Stufe bei Temperaturen von 90 bis 105°C vor- 12 bis 16%) beschränkt, wie dies bei dem bekannten verstreckt und in einer zweiten Stufe bei Tempera- 50 Verfahren der Fall ist.

türen über 110° C zu Ende verstreckt. Wenn Fällbäder Die Erfindung wird nachstehend an Hand der

von Raumtemperatur verwendet werden, läßt man Zeichnung, die eine schematische Ansicht einer Vor-

den frisch gesponnenen Faden eine Luftstrecke von 5 richtung zeigt, die zur Ausführung des Verfahrens

bis 10 cm durchlaufen, bevor er in das Fällbad ein- gemäß der Erfindung zweckmäßig verwendet werden

geleitet wird. Der aus dem Fällbad austretende Faden 55 kann, näher erläutert.

wird vor der ersten Verstreckung und nach der zweiten Bei der dargestellten Vorrichtung wird eine Lösung

Verstreckung durch ein.mehrere Meter langes Petrol- eines Äthylenpolymerisats in einem organischen Lö-

äther-Waschbad geführt (deutsche Auslegeschrift sungsmittel als Spinnlösung unter, dem Druck eines

1 024 201). inerten Gases, z. B. Stickstoff, aus einem erhitzten

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Ver- 60 Vorratsbehälter (nicht gezeigt) durch eine Leitung 2

fahrens zur Herstellung von Fäden oder Fasern aus zu einem Filter 4, das ungelöste Teilchen und Fremd-

Äthylenpolymerisaten durch Naßverspinnen, die hohe stoffe aus der Lösung entfernt, und von dort durch

Festigkeit und geringen Titer aufweisen, nach einer eine Leitung 5 durch eine Spinndüsenanordnung 6 zu

Arbeitsweise, die verhältnismäßig geringe Kosten ver- der Spinndüse 8 geführt, die in geringem Abstand

ursacht, einfach ist und fäden oder Fasern mit aus- 65 oberhalb einer Fällflüssigkeit 10, die in einem Fällbad

gezeichneten Textileigenschaften in hoher Geschwin- 12 enthalten ist, angebracht ist. Die Düsenanordnung

digkeit erzeugt. wird durch einen Erhitzer 11 auf einer Temperatur

Das Verfuhren gemäß der Erfindung zur Herstellung gehalten, die ausreicht, um das Ausfällen des Poly-

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merisats aus der Lösung zu verhindern. Die Spinn- anderen polymerisierbaren monoolefinischen Malösung bildet beim Durchgang durch eine oder mehrere terialien, in weichen das Polyäthylen in einer überÖffnungen der Spinndüse 8 einen Faden oder ein wiegenden Menge, wie etwa 80°/_e oder mehr, vor-Fadenbiindel 9, das über die Garnführung 14, die liegt. Beispiele geeigneter monoolen* nischer 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, haloeinem 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 Überlaufleitung 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 Methacrylsäuren, deren Ester, Nitrile, Amide und

trieben und üben auf den Faden oder das Fadenbündel Imide und andere Verbindungen, weiche 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 Itaconsäure. 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 20 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 länger 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 Streckbad 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 Lösungswirkung 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 Löiungsverstrecken. Die Flüssigkeit wird dem Streckbad .mittels gehalten werden. Wenn der Siedepunkt des kontinuierlich durch das Einlai3rohr42 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 40 Lösungsmittels, wenn die Spinnlösung unter atmoinsbesondere 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 101» 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 FeststofFgehalt von etwa 20 ⁰Z₀ 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 Lösiingstemperaturen 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 stattlindet. 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 FeststofFgehaltes mit der Temperatur sats, dem verwendeten Lösungsmittel, den Bad- ändert, können mit Vorteil die ziemlich hohen Spinntemperaturen, dem Lösungsmedium und anderen 55 temperaturen, welche in .dem Verfahren gernlb 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 S 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 Spinndüsenauswechselungen 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 DüsenöfTnungen mit merisat beginnt zu kristallisieren. Obwohl diese einem Durchmesser von O₁OOS bis 0,05 cm mit Erfolg Kristallisationserscheinung 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 öffnungsabstände 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 Äthylenpolymerisatspinnlösung

mischbar sind, und um Wasser. Zu den Flüssigkeiten Beispiel 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 FeststofTgehalt) bei 120^cC während einstün-Fällflüssigkeit verwendet werden, beispielsweise Xylol, digem Rühren hergestellt. Man hielt die Lösung über Aceton, Toluol, Diphenyl und Tetralin. Ob eine 35 Nacht auf 140 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, hingt 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 110^cC 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°C) geleitet, bevor sie in ein Fällbad aus Wasser gesponnenen Fasern entfernt und durch Sammeln 45 eingeführt wurden, das auf 25"C gehalten wurde. Die «nd z. B. Dekantieren von der Oberflache 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, Hcißwasserstreckbad geleitet wurden, das auf 100° C kontinuierlich durch die Uberlaufleitung 18 entfernt. 50 gehalten wurde, bevor sie von dem zweiten Satz der SchlieLlich ist gefunden worden, daß die Verwendung Streckwalzen aufgenommen wurden. Nach dem eines Wasserbades eine gröL'ere Verstrickung im Strecken wurden die Fäden auf einer konischen Auffolgenden Streckbad als im Falle mit anderen Flüssig- wickelvorrichtung gesammelt und ihre physikalischer keiten zuläßt. Eigenschaften geprüft. Die Arbeitsbedingungen warer

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

70 oder 80-C liegen, die bevorzugte Temperatur bc- _{£ w} , , _{m 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 (0 bis ICU¹C, \orzugswcisc auf 80 bis 60 Zweites Streckverhältnis 7,4

100'C, erhitzt wird. Das Heißwasserstreckbad dient Prozent der maximalen Düsen-

auch dazu, im wesentlichen das gesamte \crbliebene Streckung 30

Lösungsmittel aus den Fäden d h,etwa 3%, die _{Prozcnt dcr} maximalenzweiten

nach dem Durchgang durch das Fallbad verblieben Streckune 90

sind, zu cnifcrncn. 65 .- ...

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

wird, kann solcher Art sein, dali sie gewöhnlich bei Dehnung (·/,) 14

Trocken- oder Schmelzspinnarbeiisweisen \crwcndet Titcr je Faden (den) 1,04

7 8

Im vorstehenden Beispiel, wie in den nachfolgenden, wurde unter den folgenden Spinnbedingungen aus-

wurde die höchstmögliche Düsenjtreckung durch Er- geführt:

höhen der Polymerisatabzugsfeschwindigkeit in bezug . ·.. . · .· , ... *> ·.

zur Spinngeschwindigkeit, wfein Fadenbruch beob- Ausspntzpschwindigkeit m/min .... 2,1

achtet werden konnte, bestimmt So wurde das Dreh- 3 Ente Walze m/min 11

verhältnis der Walzen22 und 23 im Vergleich zur

Spinngeschwindigkeit der Spinndüse 8 erhöht, bis ein J^^f^u«? « Fadenbruch auftrat Im vorstehenden Beispiel betrug Zweites Streckverhältnis .. 5,6

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

Die höchstmögliche Streckung im Streckbad wurde u> _ Streckung ......... 3ü

in nahezu der gleichen Weise, wie die der maximalen Prozent der maximalen zweiten .

Düsenstreckung, bestimmt. So war, unter Bezug- _. ^."P^k" ¹J*" ·; ai

nähme auf die Zeichnung, die Drehgeschwindigkeit ™*'*" ^lt$X^ea> -I'¹

der Aufnahmewalzen38 und 36 des Streckbades24 ϊ*¹"¹"¹¹*(/·> ··.···.······· '? ,,

relativ zu den Streckbadzuführwalzen22und23 erhöht, 15 Titer je Faden (den) 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 wujde gemäß der im Beispiel 1 ao 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° C) 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 100°C verwendet.

Fällbad

Düsenart (Zahl/Größe der öffnungen) ...

Düsenhöhe

Ausspritzgeschwindigkeit m/min Düsenstreckverhaltnis 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 Fäden (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 90⁰C 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 130⁰C herabgesetzt und die Spinnlösung vor dem Spinnen 4 Stunden lang unter einem Luftso druck von 1,05 bis 1,41 kg/cm¹ gehalten. Es wurden zwei Ansätze unter den folgenden Bedingungen ausgeführt:

Düsentemperatur (⁰Q Düsenart (Zahl der Offnungen/Größe der Offnungen)

Fällbad

Düsenhöhe

Ausspritzgeschwindigkeit m/min Düsenstreckverhaltnis 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 8O⁰C 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 100° C führt, in welchem man sie nun einer Verstreckung von SO 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 40° C und das wäßrige Verstreckungsbad auf einer Temperatur von etwa 80 bis 100°C hält