DE1469096C

DE1469096C - Verfahren zum Herstellen von Faden und Fasern durch Verspinnen einer Poly vinylalkohollosung

Info

Publication number: DE1469096C
Authority: DE
Inventors: Kenichi Saito Hideo Ashika ga Tadao Kurashiki Tanabe (Japan)
Original assignee: Kurashiki Rayon Co Ltd , Kurashiki (Japan)
Publication date: 1971-08-12

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Fäden und Fasern durch Verspinnen einer Polyvinylalkohollösung, die mindestens 0,4% Borsäure, bezogen auf das Gewicht des Poly vinylalkohole, enthält, sowie Verstrecken und übliches Nachbehandeln der erhaltenen Fäden.

Man hat bereits Polyvinylchlorid- oder analoge Fäden hergestellt, bei denen durch Zusatz von organischen oder mineralischen Fluor-, Bor- oder Lithiumverbindungen die elektrische Aufladung verhindert werden soll. Auch ist bereits bekannt, Form- .· körper durch Gelieren herzustellen, wobei Poly- · vinylalkohol als Geliermittel eine Borsäureverbindung zugesetzt wird. Bei diesem letzteren bekannten Verfahren vernetzt jedoch das Geliermittel mit dem Polyvinylalkohol, so daß es danach im wesentlichen nicht mehr entfernbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist dagegen die Erzeugung von Polyvinylalkaaplfäden und -fasern mit hervorragender Festigkeit und Heißwasserbeständigkeit mittels eines einfachen und bequemen Verfahrens. Diese Aufgabe wird mit Erfolg dadurch gelöst, daß man bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß die Fäden vor oder nach dem Verstrecken durch Behandlung mit Wasser von der Borsäure praktisch freiwäscht.

Durch diese erfindungsgemäße Verfahrensweise, der erforderlichenfalls weiteren Nachbehandlungen, wie eine Wärme- oder eine chemische Behandlung, folgen können, werden Festigkeit und Heißwasserbeständigkeit der Fäden beachtlich gesteigert. Die erfindungsgemäß erzielbaren Wirkungen werden nachstehend an Hand eines Beispiels erläutert:

Eine Spinnlösung wird aus einer I5%igen wäßrigen Lösung von Polyvinylalkohol mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von 1700 bereitet, die zusätzlich, bezogen auf Polyvinylalkohol, 0,8 Gewichtsprozent Borsäure enthält. Diese Lösung wird bei 20° C in verschiedene Arten von Fällbädern versponnen, d. h. erstens in eine gesättigte Ammoniumsulfatlösung (530 g/l); zweitens in eine gesättigte wäßrige Lösung von Ammoniumhydroxid (8 g/l) enthaltendem Ämmoniumsulfat; drittens in eine gesättigte wäßrige, Ammoniumhydroxid (8 g/l) und Borsäure (15 g/l) enthaltende Ammoniumsulfatlösung. Dabei betragen die Eintauchlänge 1 m und die Austrittsgeschwindigkeit 10 m/Min. Danach wird mit Walzen um 100% und naß und heiß um 150% verstreckt (in einer gesättigten wäßrigen Ammoniumsulfatlösung). Die so erhaltenen Fäden werden zum Auswaschen der Borsäure bei 50° C für die Dauer von 5 Minuten in fließendes Wasser eingetaucht, bei 180° C in Luft getrocknet, in Polyäthylenglykol bei 230⁰C 5 Sekunden lang bis auf einen Höchstgrad verstreckt und in Polyäthylenglykol bei 235° C 5 Sekunden lang wärme'behandelt, wonach man sie mit den ohne Zusatz von Borsäure gesponnenen und in gleicher Weise behandelten Fäden vergleicht. Diese Fäden werden auf ihre Qualität, und zwar auf Trockenfestigkeit, Dehnung und Heißwasserbeständigkeit (wobei die maximale Temperatur weniger als eine 10%ige Schrumpfung anzeigt, die gemessen wird, indem man die Fäden unter einer Belastung von 0,02 g/den von 100° C an alle 5° C 1 Stunde lang in Heißwasser eintaucht) geprüft. Es werden die nachstehend aufgeführten Versuchsergebnisse erhalten: ' .·; .

Spinnlösung	Fällbad	Gesamt verstreckung nach Verlassen des Bades C'/o)	Fadentiter (den)	Trocken festigkeit (gden)	Trocken dehnung (°/o)	Heißwasser beständigkeit (⁰C)
Ohne Zusatz von Borsäure Mit Zusatz von Borsäure ......	1 1 • 2 3	900 1250 1500 1500 .	1,65 1,25 1,06 1,02	10,2 ' 12,5 15,1 15,3	7,7 7,8 6,7 6,5	100 110 120 120

Wie aus den vorstehenden Ergebnissen ersichtlich ist, sind durch Verwendung der Borsäure enthaltenden Polyvinyialküholspinnlösung die Festigkeit und die Heißwasscrbeständigkeit der Fäden beachtlich* verbessert worden.

Bisher wurden Polyvinylalkoholfäden mit einer maximalen Festigkeit von K) bis . 11 g/den erzielt, welche die stärksten von allen Fadenarten waren, einschließlich natürlicher, künstlicher und synthetischer Fäden. Durch die Erfindung ist eine beachtliche weitere Qualitätsverbesserung von melir als 50% erreichbar, wobei Fäden erhältlich sind, die, ohne daß sie irgendeiner chemischen Behandlung, wie beispielsweise einer Acetalbehandlung unterworfen werden niiisseii, gegen Heißwasser mit einer Temperatur von 120" C beständig sind.

Zu erwähnen ist noch, daß die Wirkung des Fällbades offensichtlich mehr hervorzutreten scheint, wenn die Lösung leicht alkalisch ist.

B e i s ρ i e 1 1

Eine 15% Polyvinylalkohol mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von 1600 - und, bezogen auf Polyvinylalkohol, 0,8 Gewichtsprozent Borsäure enthaltende wäßrige Lösung wird bei 20° C naß in eine 500 g/l Ammoniumsulfat, K) g/l Ammoniumhydroxid und 15 g/l Borsäure enthaltende wäßrige Lösung gesponnen. Die so erhaltenen Fäden werden einer 100%igen Walzverstreckung sowie einer l50%igen Naß- und Heißverstreckung unterworfen, bei 50° C K) Minuten lang in fließendem Wasser gewaschen und mittels heißer Blasluft von 180⁰C getrocknet. Vor dem Waschen hatten die Fäden einen Titer von 7 den.

Die so erzeugten Fäden werden dann bei 230° C 5 Sekunden lang in Polyäthylenglykol maximal verstreckt (nach dem Verlassen des Bades beträgt die

Claims

3 4

Gesamtverstreckung 1600%) und bei 235° C in von 2500 und, bezogen auf Polyvinylalkohol, 1,5 Ge-

Polyäthylenglykol 5 Sekunden lang wärmebehandelt. wichtsprozent Borsäure wird bei 45° C in eine 500 g/l

Die so behandelten Fäden zeigen eine Trocken- Ammoniumsulfat, 8 g/l Ammoniumhydroxid und

festigkeit von 16,0 g/den, eine Trockendehnung von 1,5 g/l Borsäure enthaltende wäßrige Lösung gespon-

7,0°/o und eine Heißwasserbeständigkeit von 120° C, .5 nen. Die so erhaltenen Fäden werden einer 100°/oigen

was besser ist als bei zum Vergleich ohne Zusatz von Walzverstreckung sowie einer 15O°/oigen Naß- und

Borsäure erzeugten Fäden (deren Gütefaktoren Heißwasserverstreckung unterworfen, dann bei 50° C

10,0 g/den, 7,5% bzw. 100° C betragen). für die Dauer von 5 Minuten in fließendem Wasser

. . gewaschen und schließlich mittels heißer Blasluft

B e ι s ρ ι e 1 2 ₁₀ von 180° C getrocknet. Vor dem Waschen haben die

Eine wäßrige Lösung aus 20% Polyvinylalkohol Fäden einen Einzelfadentiter von 6 den.

mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad Die so erzeugten Fäden werden dann bei 240° C

von 1300 und, bezogen auf Polyvinylalkohol, 0,5 Ge- in einem Silikonölbad 5 Sekunden lang maximal ver-

wichtprozent Borsäure wird bei 20° C in eine 480 g/l streckt und außerdem bei 245° C in einem Süikonöl-

Ammoniumsulfat und 6 g/l Ammoniumhydroxid ent- 15 bad 5 Minuten lang wärmebehandelt,

haltende wäßrige Lösung gesponnen. Die erhaltenen Die Fäden haben eine Trockenfestigkeit von

Fäden werden einer 100%igen Walzverstreckung 12,5 g/den, eine Trockendehnung von 6,8% und eine

sowie einer 150%igen Naß- und Heißverstreckung Heißwasserbeständigkeit von 115° C.

unterworfen, dann bei 60° C 1 Minute lang in -, . . .

fließendem Wasser ggwaschen und mittels heißer 20 Beispiel:)

Blasluft von 180° C getrocknet. Vor dem Waschen Eine wäßrige Lösung aus 15% Polyvinylalkohol

hatten die Fäden einen Einzelfadentiter von 10 den. mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad

Die so erzeugten Fäden werden dann bei 230° C in von 1700 und, bezogen auf Polyvinylalkohol, 1,2 Gegeschmolzenem Lot 15 Sekunden lang maximal ver- wichtsprozent Borsäure wird bei 30° C in eine 380 g/l streckt (die Gesamtverstreckung beträgt nach dem 25 Natriumsulfat und 3 g/l Natriumhydroxid enthaltende Verlassen des Bades 1550%) und bei 235° C für die wäßrige Lösung gesponnen. Die erhaltenen Fäden Dauer von 5 Sekunden in geschmolzenem Lot wärme- werden einer 100%igen Walzverstreckung sowie behandelt, was eine 15%ige Schrumpfung ergibt. einer 150%igen Naß- und Heißverstreckung unter-

Die so erhaltenen Fäden haben eine Trockenfestig- worfen, dann bei 65° C für die Dauer von 1 Minute

keit von 12 g/den, eine Trockendehnung von 12,8 % 3° in fließendem Wasser gewaschen und schließlich mit-

und eine Heißwasserbeständigkeit von 125° C, was tels heißer Blasluft von 180° C getrocknet. Vor dem

eine weit bessere Qualität in bezug auf Festigkeit und Waschen hatten die Fäden einen Einzelfadentiter von

Heißwasserbeständigkeit im Vergleich zu den ohne 6 den.

Zusatz von Borsäure gesponnenen Fäden bedeutet Die Fäden werden bei 230° C in einem Bad aus

(deren Gütefaktoren 7,8 g/den, 12,2 % bzw. 105° C 35 geschmolzenem Woodmetall maximal verstreckt und

betragen). bei 235° C in geschmolzenem Woodmetall wärme-

Beispiel 3 behandelt.

Die so erzeugten Fäden haben eine Trockenfestig-

Eine wäßrige Lösung aus 25% Polyvinylalkohol keit von 14,7 g/den, eine Trockendehnung von 7,2% mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad 40 und eine Heißwasserbeständigkeit von 120⁰C, was von 1000 und, bezogen auf Polyvinylalkohol, 0,4 Ge- gegenüber den Gütemerkmalen der ohne Zusatz von wichtsprozent Borsäure wird bei 20° C in eine 530 g/l Borsäure gesponnenen Fäden eine beachtliche Ver-Ammoniumsulfat und 8 g/l Ammoniumhydroxid und besserung bedeutet.
15 g/l Borsäure enthaltende wäßrige Lösung gespon- _R . .
nen. Die erhaltenen Fäden werden einer 400%igen 45 Beispiel 6
Naß- und Heißverstreckung unterworfen, dann bei Eine wäßrige Lösung aus 30% Polyvinylalkohol Raumtemperatur 15 Minuten lang in fließendem mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad Wasser gewaschen, 1 Minute lang in Methanol ein- von 1700 und, bezogen auf Polyvinylalkohol, 0,4 Gegetaucht und dann an der Luft getrocknet. Vor dem wichtsprozent Borsäure wird in ein Luftbad trocken Waschen hatten die Fäden einen Einzelfadentiter von 50 gesponnen, und die erhaltenen Fäden werden bei 6 den. Raumtemperatur 20 Minuten lang in fließendem

Die Fäden werden dann bei 230° C für die Dauer Wasser gewaschen und an der Luft getrocknet. Vor von 5 Sekunden in einem Bad aus geschmolzenem dem Waschen haben die Fäden einen Einzelfaden-Woodmetall heiß verstreckt (die Gesamtverstreckung titer von 10 den.

beträgt nach dem Verlassen des Bades 1600%) und 55 Die Fäden werden dann bei 230° C für die Dauer bei 235° C 5 Sekunden lang in einem Bad aus ge- von 5 Sekunden in einem Silikonölbad heiß verschmolzenem Woodmetall wärmebehandelt, was eine streckt und bei 235° C in einem Silikonölbad für die 10%ige Schrumpfung ergibt. Dauer von 5 Sekunden wärmebehandelt.

Die so behandelten Fäden haben eine Trocken- Die so erzeugten Fäden haben eine Trockenfestigfestigkeit von 13,3 g/den, eine Trockendehnung von 60 keit von 11,8 g/den, eine Trockendehnung von 7,2% 9,1 % und eine Heißwasserbeständigkeit von 120° C, und eine Heißwasserbeständigkeit von 115⁰C. was in Vergleich zu den ohne Zusatz von Borsäure Andererseits haben zum Vergleich ohne Zusatz von gesponnen Fäden eine beachtliche Verbesserung in Borsäure hergestellte Fäden Gütefaktoren von der Festigkeit und in der Heiß wasserbeständigkeit 7,5 g/den, 11,3% bzw. 95⁰C.

bedeutet. _, . . 65 -, _{t t} ,

Beispiel4 Patentanspruch:

Eine wäßrige Lösung aus 11% Polyvinylalkohol Verfahren zum Herstellen von Fäden und

mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad Fasern durch Verspinnen einer Polyvinylalkohol-

lösung, die mindestens 0,4% Borsäure, bezogen auf das Gewicht des Polyvinylalkohols, enthält, sowie Verstrecken und übliches Nachbehandeln der erhaltenen Fäden, dadurch gekennzeichnet, daß man die Fäden vor oder nach dem Verstrecken durch Behandeln mit Wasser von der Borsäure praktisch freiwäscht.