DE1494656C

DE1494656C - Process for the production of thread from polypyrrolidone

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Publication number: DE1494656C
Authority: DE
Inventors: Albert Charles White Bear Lake Riedesel Richard George Stillwater Minn Tanquary (V St A )
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Publication date: 1972-01-05

Description

Die Verwendbarkeit von Polypyrrolidon für Gegenstände, wie Fasern, Fäden, Filme und Formkörper, ist bekannt. Es ist insbesondere wertvoll für die Herstellung von Textilien, weil Polypyrrolidon für diesen Zweck bestimmte Vorteile von Naturfasern mit dar Festigkeit bestimmter bisher verwendeter synthetischer Fasern verbindet.The usability of polypyrrolidone for objects such as fibers, threads, films and moldings, is known. It is particularly valuable for the manufacture of textiles, because polypyrrolidone for this Purpose certain advantages of natural fibers with the strength of certain synthetic ones previously used Fibers connect.

. Die Polymerisation von Pyrrolidon ist bekannt und gehört nicht in den Bereich der vorliegenden Erfindung. Sie wird normalerweise unter wasserfreien Bedingungen in Gegenwart eines basischen Katalysators und einer kleinen Menge eines geeigneten Aktivators durchgeführt. Das erhaltene Polymerisat wird gewöhnlich sehr gründlich gewaschen und getrocknet.. The polymerization of pyrrolidone is known and does not fall within the scope of the present invention. It is usually carried out under anhydrous conditions in the presence of a basic catalyst and a small amount of a suitable activator carried out. The obtained polymer becomes ordinary washed and dried very thoroughly.

Die Verformung von Polypyrrolidon, d. h. die Herstellung von Fasern, Blättern und Formkörpern, wird gewöhnlich durch Schmelzen und Auspressen oder Einspritzen des geschmolzenen thermoplastischen Polymerisats unter Druck durchgeführt. Für die Herstellung von Fasern gibt es drei Verfahren, wie sie gewöhnlich bei Kunststoffen angewendet werden, nämlich das Verspinnen aus der Schnulze, das Trocken- und das Naßverspinnen. Das Verspinnen aus der Schmelze läßt sich bei Polypyrrolidon nur schwierig durchführen, wie in der USA.-Patentschrift 2 980 641 erwähnt wird, wobei ausgeführt wird, daß auch das Trocken- und Naßspinnverfahren durchgeführt worden sind, und ein Verfahren zum Naß verspinnen unter Verwendung von wäßriger Phytinsäure beschrieben wird. Ein anderes Naßspinnverfahren wird in der USA.-Patentschrift 2 711 398 beschrieben, wobei wasserfreie Ameisensäure verwendet wird.The deformation of polypyrrolidone, i.e. H. the production of fibers, sheets and moldings, is usually by melting and extruding or injecting the molten thermoplastic polymer carried out under pressure. For the production There are three processes of fibers, as they are usually used for plastics, namely spinning out of the mouth, dry and wet spinning. The spinning polypyrrolidone can only be carried out with difficulty from the melt, as in the USA patent 2,980,641, it being stated that the dry and wet spinning processes are also carried out and a method of wet spinning using aqueous phytic acid is described. Another wet spinning process is described in U.S. Patent 2,711,398, using anhydrous formic acid.

Jedes Verfahren hat bestimmte Vor- und Nachteile. Bei dem Verspinnen aus der Schmelze wird das Polymerisat verhältnismäßig hohen Temperaturen (in dir Größenordnung von 26O°C, dem angenommenen ungefähren Schmelzpunkt, oder darüber), Drucken und mechanischen Spannungen unterworfen, die zu einem Abbau dss Polypyrrolidons unter Rückbildung von Monomeren! und Abnahme des Molekulargewichts in den Fasern führen. Dies wirkt sich nachteilig auf die Eigenschaften der Fasern aus. Ferner tritt ein Verlust an Polymerisat ein, so daß geringere Ausbeuten an Fasern erhalten werden. Weil die. bisher bekannten Lösungsmittel für Polypyrrolidon für das Trockenspinnverfahren verhältnismäßig hochsiedende Flüssigkeiten sind, hat dieses Verfahren in gewissem Maße die gleichen Nachteile. Das Naßverspinnen erfordert in der bisher üblichen Weise eine sehr eingehende chemische Behandlung der Fasern, die sich wiederum nachteilig auf deren Eigenschaften auswirkt. Insbesondere werden die Fasern sowohl durch Säure als auch durch Alkali bei dem nachfolgenden Erwärmen erweicht.Each procedure has certain advantages and disadvantages. When spinning from the melt, the polymer becomes relatively high temperatures (in you Of the order of 260 ° C, the assumed approximate melting point, or above), printing and Subjected to mechanical stresses which lead to a breakdown of the polypyrrolidone with regression of Monomers! and decrease in molecular weight in the fibers. This adversely affects the Properties of the fibers. Furthermore, there is a loss of polymer, so that lower yields occur Fibers are obtained. Because the. hitherto known solvents for polypyrrolidone for the dry spinning process are relatively high boiling liquids, this process does to some extent the same disadvantages. The wet spinning requires in the usual way a very detailed chemical treatment of the fibers, which in turn has a negative effect on their properties. In particular the fibers become both acid and alkali upon subsequent heating softened.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Fäden aus Polypyrrolidon, wobei Temperaturen unterhalb von 250⁰C angewendet werden, das Polypyrrolidon keiner chemischen Veränderung unterworfen wird und Fäden aus Polypyrrolidon mit verbesserten Eigenschaften erhalten werden.The invention relates to a method for producing threads from polypyrrolidone, temperatures below 250 ^° C. being used, the polypyrrolidone not being subjected to any chemical change and threads made from polypyrrolidone with improved properties being obtained.

Gegenstand der Erfindung ist ein Vierfahren zur Herstellung von Faden durch Tro-kenverspinnen von in Wasser gjl'üitem, bei normaler Temperatur in Wasser unl'jslicimn, neutralem Polypyrrolidon, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein Gemisch aus 20 bis 75 Gewichtsprozent neutralem Polypyrrolidon und 80 bis 25 Gewichtsprozent Wasser entgast, das Gemisch unter schwachem Rühren 10 Sekunden bis 2 Stunden bei einem solchen überatmosphärischen Druck, der ein Sieden ausschließt, auf eine Temperatur von 129 bis 232⁰C bis zum Auflösen erwärmt, die erhaltene Lösung durch eine Düse preßt, deren Temperatur oberhalb derjenigen Temperatur gehalten wird, bei der das Polymerisat aus der Lösung ausfällt und die erhaltenen Fäden wie üblich fertig behandelt.The invention relates to a four-way process for producing thread by dry spinning of polypyrrolidone gjl'üitem gjl'üitem in water at normal temperature in water unl'jslicimn, which is characterized in that a mixture of 20 to 75 percent by weight of neutral polypyrrolidone and 80 to 25 percent by weight of water is degassed, the mixture is ^{heated to a temperature of 129 to 232 0} C until it dissolves for 10 seconds to 2 hours at such a superatmospheric pressure that excludes boiling, the resulting solution is pressed through a nozzle, the temperature of which is kept above the temperature at which the polymer precipitates out of the solution and the filaments obtained are finished as usual.

Es ist überraschend, daß Polypyrrolidon bis zuIt is surprising that polypyrrolidone up to

ίο etwa 50% und sogar bis zu etwa 75% in Wasser bei Temperaturen unterhalb seines Schmelzpunkts löslich ist. Bsi höheren Konzentrationen, etwa 80% ^und darüber, wird das Wasser anscheinend in dem Polypyrrolidon gelöst, und bei Druckentspannung kann ein geschäumtes Polymerisat erhalten werden. Obgleich Lösungen von etwa 5 bis 50 Gewichtsprozent Polypyrrolidon in wäßriger Phytinsäure oder wäßrigen Lösungen von Salzen dieser Säure beschrieben worden sind, war es nicht zu erwarten, daß der nichtflüchtige LösungsVermittler vollständig fortgelassen werden und eine rein wäßrige Lösung von Polypyrrolidon hergestellt werden könnte. Es war ferner völlig unerwartet, daß man solche Lösungen bei γ\ Temperaturen oberhalb des Siedepunktes von Wasserίο is about 50% and even up to about 75% soluble in water at temperatures below its melting point. At higher concentrations, about 80% ^and above, the water appears to be dissolved in the polypyrrolidone, and a foamed polymer can be obtained when the pressure is released. Although solutions of about 5 to 50 weight percent polypyrrolidone in aqueous phytic acid or aqueous solutions of salts of this acid have been described, it was not expected that the non-volatile solubilizer could be completely omitted and a purely aqueous solution of polypyrrolidone could be prepared. It was further quite unexpected that such solutions with γ \ temperatures above the boiling point of water

as unter Druck in Luft auspressen kann, ohne daß sich Blasen oder andere Unregelmäßigkeiten bilden.as can squeeze out into air under pressure without Form bubbles or other irregularities.

Im allgemeinen wird die Lösung hergestellt, indem Polypyrrolidon, das nach den bekannten Verfahren hergestellt und zur Entfernung von Katalysator, Monomerem und löslichen Verunreinigungen gewaschen worden ist, mit der zur Erreichung der gewünschten Konzentration erforderlichen Menge Wasser in einem Druckgefäß erwärmt wird. Das verwendete Polymerisat hat ein solches Malekulargewicht, daß es normalerweise in Wasser unlöslich ist, und bevorzugt mindestens ein Molekulargewicht, das die Herstellung zusammenhängender Filme erlaubt. Durch Rühren wird die Auflösungsgeschwindigksit erhöht und die Einhaltung einer gleichmäßigen Temperatur gefördert, es wird daher beim Auflösen bevorzugt mechanisch gerührt, wobei aber Luftzutritt vermieden wird. Die angewendeten Temperaturen können zwischen etwa 129 und 232°C schwanken. Selbstverständlich sind für die Herstellung konzentrierterer Lösungen, d. h. solcher von etwa 60 bis 75 %i die höheren Temperaturen erforderlich, doch können Temperaturen bis zu 177⁰C zweckmäßig sein, um die Auflösung zu beschleunigen, wenn Lösungen mit wsniger als 50% Polypyrrolidon hergestellt werden sollen. Der Druck in dem Gefäß ist im wesentlichen der autogene Druck und muß ausreichend hoch gehalten werden, um ein Sieden und das Einschließen von Blasen in den Leitungen, die zur Auspreßdise führen, zu verhindern. Es ist bisweilen zweckmäßig, einen zusätzlichen Druck, z. B.In general, the solution is prepared by heating polypyrrolidone, which has been prepared by known methods and washed to remove catalyst, monomer and soluble impurities, with the amount of water required to achieve the desired concentration in a pressure vessel. The polymer used has a molecular weight such that it is normally insoluble in water, and preferably at least one molecular weight which allows the production of continuous films. The rate of dissolution is increased by stirring and the maintenance of a uniform temperature is promoted, therefore mechanical agitation is preferred during the dissolution, but the ingress of air is avoided. The temperatures used can vary between approximately 129 and 232 ° C. Are, of course for the preparation of more concentrated solutions, such that from about 60 to 75% of i, the higher temperatures required, but temperatures may be useful up to 177 ⁰ C, to accelerate the resolution when solutions with wsniger than 50% polypyrrolidone to be produced . The pressure in the vessel is essentially the autogenous pressure and must be kept high enough to prevent boiling and the entrapment of bubbles in the lines leading to the squeezing nozzle. It is sometimes useful to apply an additional pressure, e.g. B.

mittels Stickstoff, anzuwenden, um die Überführung der Lösung zu erleichtern. Das Druckgefäß ist durch geeignete Verbindungen und eine Getriebepumps mit der Auspreßdüsi verbunden.by means of nitrogen, to facilitate the transfer of the solution. The pressure vessel is through suitable connections and a gear pump connected to the Auspreßdüsi.

Nach der Herstellung wird die Lösung durch gseignete Heizvorrichtungen während ihres Durchgangs durch die Getriebepumpe und die anderen Vorrichtungen vor dem Avuprissen oberhalb ihre3 Schmelzpunktes gehalten. Wenn die Lösung vorzeitig abkühlt, erUarrt sie, wobei je nach der Konzentration Wasser austritt oder nicht.After preparation, the solution is suitable for Heating devices during their passage by the gear pump and the other devices before the avuprising above their 3 melting point held. If the solution cools down prematurely, consider it, with water depending on the concentration exit or not.

Eine bem:rken3werte und unerwartete Eigenschaft der erfindungigemU verwendeten Massen ist ihre verhältnismäßig gerings Viskosität, insbesondere imA remarkable and unexpected quality of the masses used in the invention is theirs relatively low viscosity, especially in the

Vergleich zur Schmelze des Polymsrisats. Es ist also als einer der größten Vorteile beim Trockenverspinnen dieser Massen zu bstrachten, daß die Viskosität beim Pumpen und Auspressen verringert wird. Die Viskosität hat Werte in der Größenordnung von etwa 1 bis 15 Poise bei den erfindungsgemäß verwendeten Massen im Vergleich zu etwa 100 bis 1000 Poise bei geschmolzenem Polypyrrolidon bei wesentlich höheren Temperaturen. Hierdurch ist weniger mechanische Energie erforderlich, und das Polymerisat wird in geringerem Maße als bei den bisher allgemein üblichen Schmelzspinnverfahren mechanisch und thermisch abgebaut.Comparison to the melt of the polymer. So it is As one of the greatest advantages of dry spinning these compositions, the viscosity at Pumping and squeezing is reduced. The viscosity has values on the order of about 1 to 15 poise with the masses used according to the invention compared to about 100 to 1000 poise with melted Polypyrrolidone at much higher temperatures. This means there is less mechanical energy required, and the polymer is to a lesser extent than in the hitherto generally customary melt spinning processes mechanically and thermally degraded.

Wie bereits erwähnt, bestehen die erfindungsgemäß verspinnbaren Massen im wesentlichen aus Lösungen von Polypyrrolidon in Wasser bei Temperaturen im Bereich von etwa 130 bis 225°C. Die Konzentration des Polypyrrolidons liegt zwischen etwa 20 und 75 Gewichtsprozent der Lösungen. Ein besonders bevorzugter Bereich liegt zwischen etwa 25 und 40%. Die Lösungen werden bevorzugt mit destilliertem oder entmineralisiertem Wasser hergestellt, es kann aber auch Wasser mit einem verhältnismäßig geringen Mineralgehalt ohne wesentlichen Nachteil verwendet werden, wenn keine korrosionsempfindlichen Materialien vorhanden sind und der Eisengehalt (durch den die Fasern verfärbt werden könnten) sehr gering ist.
. Außer Polypyrrolidon und Wasser können die erfindungsgemäßen Massen bis zu etwa 5 bis 10% an anderen Bestandteilen, z. B. flüchtige und mit Wasser mischbare Lösungsvermittler; Weichmacher, wie Pyrrolidon; Mattierungsmittel, wie Titandioxyd; Farbstoffe, Pigmente; antistatische Mittel u. dgl., enthalten, die die Eigenschaften der Fäden modifizieren sollen. Im allgemeinen, werden nur die Lösungsvermittler in Mengen von 5 bis 10% verwendet; die anderen Zu- ^: sätze werden einzeln in kleineren Mengen angewendet, obgleich die Gesamtmenge aller Zusätze bis zu etwa 5 bis 10% betragen kann. Selbstverständlich werden die Zusätze so gewählt, daß sie unter den Bedingungen, unter denen die Massen verwendet werden sollen, beständig sind. Abwandlungen der Vorrichtung, die durch solche Zusätze erforderlich werden können, sind in der Technik bekannt.As already mentioned, the compositions spinnable according to the invention consist essentially of solutions of polypyrrolidone in water at temperatures in the range from about 130 to 225.degree. The concentration of the polypyrrolidone is between about 20 and 75 percent by weight of the solutions. A particularly preferred range is between about 25 and 40%. The solutions are preferably made with distilled or demineralized water, but water with a relatively low mineral content can also be used without significant disadvantage if there are no corrosion-sensitive materials and the iron content (which could stain the fibers) is very low.
. In addition to polypyrrolidone and water, the compositions according to the invention can contain up to about 5 to 10% of other ingredients, e.g. B. volatile and water-miscible solubilizers; Plasticizers such as pyrrolidone; Matting agents such as titanium dioxide; Dyes, pigments; antistatic agents and the like, which are intended to modify the properties of the threads. In general, only the solubilizers are used in amounts of 5 to 10%; the other ^supply: sets are used individually in minor amounts, though the total amount of all additives may be up to about 5 to 10%. Of course, the additives are chosen so that they are stable under the conditions under which the compositions are to be used. Modifications to the device that such additions may require are known in the art.

Es ist kennzeichnend für die erfindungsgemäße Trockenspinnverfahrensweise, daß die heiße wäßrige Lösung von Polypyrrolidon unter Druck durch eine Düse in Luft unter Bildung eines Fadens gepreßt wird, der zu einem Wassergehalt von weniger als etwa 35 Gewichtsprozent trocknet, ehe er aufgenommen und aufgerollt wird.It is characteristic of the dry spinning process according to the invention that the hot aqueous Solution of polypyrrolidone is forced under pressure through a nozzle in air to form a thread, which dries to a water content of less than about 35 weight percent before being picked up and rolled up will.

Es sind Abwandlungen des Verfahrens innerhalb des Erfindungsbereiches mDglich. So ist z. B. eine Getriebepumpe far die erfindungsgemäßen Zwecke besonders vorteilhaft, es können gegebenenfalls aber auch andere Pumpen verwendet werden. Es ist zweckmäßig, mehrere Heizquellen zu verwenden, um die Temperatur der Lösung während des Durchgangs durch die D äse auf der gewünschten H'ihe zu halten. Ferner kann die D'i3e zweckmi3ig beheizt werden. Es ist vorteilhaft, zu Beginn der Operation die Vorrichtung vorzuwärmen, indem man heißes Glycerin durch die verschiedenen Leitungen, die Pumpe und die D'ise schickt; nun bringt daher zweckmäßig ein Ventil an, das ein Umschalten auf die heiße auszupressende Lösung erlaubt, doch können auch andere entsprechende mjchanische Vorrichtungen und andere Flüssigkeiten zum Vorwärmen verwendet werden, z. B. Glykole und Pyrrolidon. Das Vorwärmen ist eine weitere wichtige Maßnahme, weil dadurch ein Ausfallen des Polymerisats in dem System verhindert wird, das sonst zu Beginn durch das rasche Verdunsten des Wassers erfolgen kann, wenn die Lösung erstmalig aus dem Autoklav abgelassen wird. Polymerisat, das hierbei ausfällt, kann die Leitungen, Filter und Spinndüsen verstopfen.Modifications of the method are possible within the scope of the invention. So is z. Legs Gear pump for the purposes according to the invention is particularly advantageous, but it can optionally other pumps can also be used. It is appropriate Use multiple heating sources to control the temperature of the solution during the run through the nozzle to keep it at the desired height. The D'i3e can also be heated appropriately. It is beneficial to preheat the device by using hot glycerin at the beginning of the operation through the various lines, the pump and the D'ise sends; now therefore brings in expediently Valve that allows switching to the hot solution to be pressed out, but others can too corresponding mechanical devices and others Liquids are used for preheating, e.g. B. glycols and pyrrolidone. Preheating is one Another important measure, because this prevents the polymer from precipitating in the system, which can otherwise happen at the beginning due to the rapid evaporation of the water when the solution is first used the autoclave is drained. Polymer that precipitates here can be used in the lines, filters and spinnerets clog.

Nach dem Durchgang durch die notwendigen Filterschichten und die Düse wird die Lösung versponnen,After passing through the necessary filter layers and the nozzle, the solution is spun,

ίο indem sie bei einer Temperatur zwischen etwa 16 und 204⁰C oder darüber durch Luft gezogen wird, je nach der gewünschten Schnelligkeit des Wasserverlustes, der relativen Feuchte der Luft, der Strömungsgeschwindigkeit der Luft und der Anzahl und Art derίο by being drawn through air at a temperature between about 16 and 204 ⁰ C or above, depending on the desired rate of water loss, the relative humidity of the air, the flow rate of the air and the number and type of

is Fasern. Die Luftströmung muß langsam genug sein, damit die ausgepreßte Lösung nicht gegen die Düse zurückgeblasen wird, und schnell genug, um die gewünschte Trocknung zu erreichen. Wenn ein Faden oder einige wenige Fäden gesponnen werden, kannis fibers. The air flow must be slow enough so that the squeezed out solution is not blown back against the nozzle, and fast enough to produce the desired To achieve drying. When a thread or a few threads are spun, it can

ao die notwendige Strömungsgeschwindigkeit schon durch die Konvektion erreicht werden. Natürlich können auch andere Gase als Luft verwendet werden, aber Luft ist am wirtschaftlichsten. Stickstoff kann mit Vorteil verwendet werden, wenn die Lösung leichtao the necessary flow speed can already be achieved by convection. Of course you can gases other than air can also be used, however Air is the most economical. Nitrogen can be used to advantage if the solution is easy

as oxydierbare Bestandteile enthält.as contains oxidizable components.

Das Verhältnis zwischen Ziehgeschwindigkeit und Auspreßgeschwindigkeit durch die Düse bestimmt, ob der Faden stärker oder feiner als der Durchmesser der öffnung ist. Bei freiem Herabfallenlassen praktisch ohne Zugspannung wird ein stärkerer Faden mit verhältnismäßig hoher Denierzahl erhalten. Wenn die Ziehgeschwindigkeit zunimmt und die Auspreßgeschwindigkeit überschreitet, werden kleinere Denierwerte erhalten. Die Grenze der Ziehgeschwindigkeit wird durch den Zusammenhalt der Lösung nach dem Auspressen bestimmt, der bei höheren Auspreßtemperaturen und höheren Konzentrationen an Polypyrrolidon in der Lösung zunimmt. Die zum Ziehen angewendete Spannung darf natürlich nicht so groß sein, daß der Faden in der Zone unmittelbar unterhalb der Spinndüse reißt, kann sich aber bis auf einige Prozent an diesen Wert annähern.The relationship between the drawing speed and the extrusion speed through the nozzle determines whether the thread is thicker or finer than the diameter of the opening. Practical when dropped freely without tension, a stronger, relatively high denier thread is obtained. If the As the draw speed increases and the express speed exceeds, the deniers become smaller receive. The limit of the drawing speed is determined by the cohesion of the solution after Expressing determined at higher expressing temperatures and higher concentrations of polypyrrolidone increases in solution. The tension used for pulling must of course not be so great the fact that the thread breaks in the zone immediately below the spinneret can be up to a few percent approach this value.

Wenn zwischen der Spinndüse und der Rolle in zwei Stufen gezogen wird, ist es möglich, zunächst den Faden zu einer kleineren Stärke auszuziehen und dann zu orientieren und weiter auszuziehen. Wenn dieses zweifache Ausziehen durchgeführt werden soll, erfolgt das erste Ziehen unter solchen Bedingungen, daß der Faden beim Durchgang durch die Luft auf etwa 5 bis 10% Feuchtigkeitsgehalt gebracht wird.If there are two stages of drawing between the spinneret and the roller, it is possible to first use the To draw thread to a smaller thickness and then to orient and continue to draw. If this double pulling is to be carried out, the first pulling is carried out under such conditions that the Thread is brought to about 5 to 10% moisture content as it passes through the air.

Während der Trockenstufe des Verfahrens trocknen die Fäden offenbar zuerst äußerlich, und anschließend diffundiert das Wasser aus dem Inneren nach außen und verdunstet. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Fäden haben einen Querschnitt mit einem längeren Umfang als kreisförmige Fäden der gleichen Denierzahl. Sie können die Form eines Kreises mit mehr oder weniger gekerbtem oder gefurchtem Rand bzw. Umfang oder in Extremfällen eine flache Form mit parallelen oder sogar etwas konkaven Seiten mit erweiterten Enden, sogenannte »Hundeknochenform«, haben. Eine größere Oberfläche bei gleicher Denierzahl der Fäden wird oft erhalten, wenn die Konzentration des Polypyrrolidons in der Lösung kleiner ist.During the drying stage of the process, the threads appear to dry outwardly first and then dry the water diffuses from the inside to the outside and evaporates. According to the invention The threads obtained by the method have a cross-section with a longer circumference than circular threads the same denier. They can be in the shape of a circle with more or less notched or ridged ones Edge or circumference or in extreme cases a flat shape with parallel or even something have concave sides with flared ends called the "dog bone shape". A bigger surface with the same denier of the threads is often obtained when the concentration of the polypyrrolidone in the Solution is smaller.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht also darin, daß man mit üblichen Spinndüsen mit kreisförmigen öffnungen Fasern mit nich;Another advantage of the method according to the invention is that one can use conventional spinnerets with circular openings fibers with nich;

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kreisförmigem Querschnitt erhält. Solche Fäden sind für geringere Drucke bestimmt sind). Nach dem etwa weniger glänzend als vergleichbare Fasern mit Passieren der Filterschicht hat die Masse noch prakpraktisch kreisförmigem Querschnitt. · tisch den Druck und die Temperatur des Autoklavscircular cross-section. Such threads are intended for lower pressures). After The mass is still practically less shiny than comparable fibers that pass through the filter layer circular cross-section. · Table the pressure and temperature of the autoclave

Die geringste Konzentration an Polypyrrolidon in und strömt dann durch eine entsprechend beheizte der wäßrigen Lösung, die noch brauchbar ist, beträgt 5 Ventilvorrichtung zu einer Getriebepumpe, die 42 cm³ etwa 20 Gewichtsprozent. Bei Konzentrationen unter- je Minute bei 7 bis 21 kg/cm² durchzusetzen vermag, halb etwa 20% ist die Lösung nach dem Auspressen Die genaue Leistung der Getriebepumpe ist nicht nicht viskos genug, daß sie sich zu einem selbst- wesentlich, sie muß nur mindestens die gewünschte tragenden Faden trocknen läßt, sie tritt vielmehr als Menge Lösung bei dem notwendigen Druck liefern, wäßrige Lösung aus, aus der das Polymerisat faserig io Die Getriebepumpe, die Ventilvorrichtungen und Verauskristallisiert. Der bevorzugte Konzentrationsbereich bindungen bilden zweckmäßig einen Teil der Vorrichliegt zwischen etwa 20 und 50 Gewichtsprozent Poly- tung, der zur Einhaltung seiner Temperatur von. außen merisat in Wasser. Höhere Konzentrationen bis zu erwärmt wird. Die aus der Getriebepumpe kommende • etwa 75 °/₀ können auch verwendet werden, insbeson- Masse gelangt zu der Austrittsöffnung dieses Teils der dere wenn die Lösung nur kurze Zeit höheren Tempe- 15 Vorrichtung praktisch bei der im Autoklav herrraturen unterworfen wird. Bei Konzentrationen von sehenden Temperatur und einem Druck, der wesentetwa 80 bis 90^ö/₀ ist die zum Auflösen erforderliche lieh höher sein kann. Es ist zweckmäßig, die Teil-Zeit so lang und die erforderliche Temperatur so hoch, vorrichtung mit einer Nebenleitung für die Ventildaß schon eine beträchtliche Hydrolyse des Polymeri- vorrichtung zu versehen, so daß die Getriebepumpe sats erfolgt. Diese Neigung ist bei mäßigen Konzen- 20 umgangen und die aus der Filtriervorrichtung komtrationen von etwa 70 % etwas kleiner. mende Masse entweder unter Eigen- oder zusätzlichemThe lowest concentration of polypyrrolidone in and then flows through a suitably heated aqueous solution that is still usable is 5 valve device to a gear pump, the 42 cm ^{3 is} about 20 percent by weight. At concentrations below 7 to 21 kg / cm ² per minute, half about 20% is the solution after squeezing at least allows the desired load-bearing thread to dry, rather it emerges as a quantity of solution at the necessary pressure, delivering an aqueous solution from which the polymer crystallizes in a fibrous manner. The preferred concentration range of bonds expediently forms part of the device between about 20 and 50 percent by weight of polytung, which is required to maintain its temperature of. outside merisat in water. Higher concentrations up to being warmed up. The approx. 75 ° / ₀ coming from the gear pump can also be used, especially when the solution is only exposed to higher temperatures for a short time when the solution is exposed to the temperature in the autoclave. At concentrations of seeing temperature and a pressure which wesentetwa 80 to 90 ^o / ₀ is the time required for dissolution can be lent higher. It is expedient to provide the part-time so long and the required temperature so high, device with a secondary line for the valve that already a considerable hydrolysis of the polymer device, so that the gear pump takes place. This tendency is circumvented with moderate concentrations and the comtrations from the filter device of about 70% are somewhat smaller. mende mass either under own or additional

Nach dem Durchgang durch die Trockenzone der Druck durch die Teilvorrichtung strömen kann. Aus Vorrichtung werden die Fäden aufgenommen und in ■ der Austrittsöffnung der Teilvorrichtung gelangt die üblicher Weise mittels Galetten und bekannten Auf- Masse in einen engen Wärmeaustauscher, der in die spulvorrichtungen aufgerollt. An dieser Stelle, ehe der 25 Spinnvorrichtung führt, z. B. mit etwa 6,35 mm lichter Faden über die erste Rolle geht, können Schmiermittel Weite und etwa 30,5 cm Länge und einem äußeren ; und bzw. oder andere Ausrüstungen in üblicher Weise Mantel. Mittels dieses Wärmeaustauschers wird die auf die Fäden aufgebracht werden. Derartige Behänd- Temperatur der zu verspinnenden Masse nach Wunsch lungen werden angewendet, um die Handhabung der eingehalten oder verändert.After passing through the drying zone, the pressure can flow through the dividing device. Out Device, the threads are taken up and in ■ the outlet opening of the device part arrives Usually by means of godets and known mass in a narrow heat exchanger, which is in the winding devices rolled up. At this point, before the 25 spinning device leads, e.g. B. with about 6.35 mm lights The thread goes over the first roll, can be lubricant width and about 30.5 cm in length and one outer ; and / or other equipment in the usual way coat. By means of this heat exchanger, the be applied to the threads. Such handling temperature of the mass to be spun as desired lungs are applied to the handling of the complied or modified.

Fäden bei einer gegebenenfalls erfolgenden anschlie- 30 Die Spinnvorrichtung besteht aus dem Block, einer ßenden Verarbeitung und beim Auspulen oder einer Kammer, einer Filtriervorrichtung und der Düsengegebenenfalls gleichzeitig erfolgenden Orientierung zu platte. Sie wird zweckmäßig, z. B. elektrisch, beheizt, erleichtern. um eine zu starke Abkühlung der Spinnlösung zuThreads in the event of a subsequent 30 The spinning device consists of the block, a finishing processing and unwinding or a chamber, filtering device and nozzles if necessary simultaneous orientation to plate. It is appropriate, for. B. electric, heated, facilitate. to a too strong cooling of the spinning solution

Nach der vorstehenden allgemeinen Beschreibung verhindern, weil eine Abkühlung der Spinndüsen unter des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dieses nun- 35 etwa 107⁰C zu Unregelmäßigkeiten oder Rissen in den mehr im einzelnen an Hand von Ausführungsbeispielen Fäden oder zum Verstopfen der Öffnungen führen kann, beschrieben, die die vorteilhafteste Durchführungsform Der Autoklav wird bei geschlossener AuslaßöffnungAfter the general description given above, prevent because cooling of the spinnerets of the inventive method, this N & N 35 about 107 ⁰ C to irregularities or cracks in the can more lead in detail with reference to embodiments, threads or plugging of the apertures as described, the the most advantageous embodiment The autoclave is with the outlet opening closed

des Verfahrens angeben, ohne daß dieses hierauf be- mit Polypyrrolidon und Wasser in den erforderlichen schränkt werden soll. Wenn nicht anders angegeben, Mengenanteilen beschickt und dann verschlossen. Es sind alle Teile und Prozentzahlen Gewichtseinheiten; 40 wird sehr langsam gerührt und angeheizt. Wenn die die inneren Viskositäten wurden bei etwa 0,2 g je Temperatur innerhalb des Autoklavs steigt, wird der Deziliter in m-Kresol gemessen. Druck von Zeit zu Zeit durch ein Auslaßventil etwaof the process, without this being thereupon with polypyrrolidone and water in the required should be restricted. Unless otherwise stated, proportions are charged and then sealed. It all parts and percentages are units of weight; 40 is stirred and heated very slowly. If the the internal viscosities were increased at about 0.2 g per temperature inside the autoclave, the Deciliters measured in m-cresol. Pressure from time to time through an outlet valve about

1 Stunde lang zur Entfernung der Luft abgelassen.Deflated for 1 hour to remove air.

Beispiell Nach einem anderen Verfahren kann das System vorFor example, the system can use a different procedure

45 dem Erwärmen zur Entfernung von eingeschlossenen45 heating to remove trapped

Ein 18,75 Liter fassender Autoklav mit einem Heiz- Gasen evakuiert werden. Obwohl bei jedem Entmantel, der Drücke bis zu 70 kg/cm² aushält, aus rost- gasungsverfahren etwas Wasser verlorengeht, reicht freiem Stahl mit einem geeigneten mechanischen diese Menge nicht aus, um einen wesentlichen Einfluß Rührer, einem Manometer, einer Verbindung mit auf das nachfolgende Verfahren auszuüben,
einem Vakuummesser und einem Nadelventil zur An- 5° Weil die Lösung bei erhöhter Temperatur und erwendung von Vakuum oder Druck oder zum Entlüften, höhtem Druck etwas Luft auflösen kann, die bei der einer Röhre für ein Thermoelement und einer mit der späteren Druckentspannung in den Spinndüsen oder Hand zu betätigenden Einlaßöffnung am Kopf und in den Fäden zu Schwierigkeiten führen kann, wird Auslaßöffnung am Boden wird so angebracht, daß der das Gemisch von Polypyrrolidon und Wasser bevor-Auslaß am Boden in eine Filtriervorrichtung mit einer 55 zugt vorher entgast. >■ ' ■An 18.75 liter autoclave can be evacuated with a heating gas. Although some water is lost from rust-gassing processes with every stripping process that can withstand pressures of up to 70 kg / cm ² , free steel with a suitable mechanical means that this amount is not sufficient to have a significant influence on the stirrer, manometer, or connection to carry out the following procedures,
a vacuum knife and a needle valve for the 5 ° Because the solution can dissolve some air at increased temperature and use of vacuum or pressure or for venting, higher pressure, which in the case of a tube for a thermocouple and one with the later pressure release in the spinneret or hand operated inlet opening on the head and in the threads can lead to difficulties, outlet opening at the bottom is attached so that the mixture of polypyrrolidone and water before outlet at the bottom into a filter device with a 55 before degassing. > ■ '■

Filterschicht führt. Die letztere besteht aus einer Schicht Die Geschwindigkeit, mit der die Auflösung erfolgt,Filter layer leads. The latter consists of a layer The speed at which the dissolution occurs

von Sieben oder einem anderen Filtermedium und ist hängt von der angewendeten Temperatur ab. Bei erin der Art beschaffen, wie man sie üblicherweise ober- höhten Temperaturen kann eine gewisse Hydrolyse des halb einer Getriebepumpe als Schutz gegen feine Polymerisats eintreten, und daher wird zweckmäßig Teilchen verwendet. Die Filterschicht und die Lei- 60 die Zeit des Erwärmens bis zur Auflösung so kurz tungen sind ausreichend isoliert oder erwärmt, um die wie möglich gehalten. 1 Stunde Erwärmen unter gleiche Temperatur wie der Autoklav zu behalten. Der mäßigem Rühren ist nicht zu lang, und in dieser Zeit Inhalt des Autoklavs wird mechanisch gerührt, um wird eine Lösung von 20 Gewichtsprozent Polypyrroübermäßige Temperaturunterschiede zu verhindern, lidon bei 149°C oder eine Lösung von 50°/₀-Polyene zum Ausfallen von Polypyrrolidon'an den kälteren. 65 pyrrolidon bei 171°C erhalten. Bei höheren Tempe-Stellen führen können. (Selbstverständlich sind die . raturen löst sich das Polypyrrolidon rascher auf.
Betriebsdrucke wesentlich kleiner als 70 kg/cm², es Wenn sich alles Polymerisat aufgelöst hat, ist derof sieves or another filter medium and depends on the temperature used. If they are of the kind that are usually used at elevated temperatures, a certain hydrolysis of the half of a gear pump can occur as protection against fine polymer, and therefore particles are expediently used. The filter layer and conduit are kept as short as possible from heating to dissolution. Keep heating at the same temperature as the autoclave for 1 hour. The moderate stirring is not too long, and during this time the contents of the autoclave are mechanically stirred in order to prevent excessive temperature differences in a solution of 20% by weight polypyrro, lidone at 149 ° C or a solution of 50 ° / ₀ polyenes to precipitate polypyrrolidone 'on the colder ones. 65 pyrrolidone obtained at 171 ° C. Can lead to higher temperatures. (Of course, the temperatures are the polypyrrolidone dissolves faster.
Operating pressures much less than 70 kg / cm ² , it is when all the polymer has dissolved

können also auch Autoklaven verwendet werden, die Ansatz fertig zum Verspinnen. Zuerst wird-heißesso autoclaves can also be used, the approach ready for spinning. First gets-hot

Glycerin durch die Vorrichtung gepumpt,-und die untere Auslaßöffnung des Autoklavs wird geöffnet und die Pblymerisatlösung durch die erste Filtriervorrichtung und in das heiße Glycerin unter ihrem Eigendruck gepreßt. Unmittelbar danach wird die Zufuhr an heißem Glycerin abgebrochen, und die Lösung wird vorwärts gepumpt, wobei das Glycerin aus dem System gepreßt wird.Glycerin is pumped through the device and the lower outlet opening of the autoclave is opened and the polymer solution through the first filter device and into the hot glycerine under its own pressure pressed. Immediately thereafter, the supply of hot glycerin is cut off and the solution becomes pumped forward, forcing the glycerin out of the system.

Die Spinndüse muß etwa bei der Temperatur der Lösung in dem Autoklav und nicht unterhalb etwa 107° C gehalten werden. Wenn es auch schwierig ist, die tatsächliche Temperatur der Spinndüse zu bestimmen, kann eine Anpassung in dem System z. B. durch zusätzliche Beheizung der Spinndüse erfolgen, wenn sich die öffnungen verstopfen, und dadurch der geeignete Temperaturbereich eingehalten werden. Wenn die Temperatur der Spinndüse unter 107 ⁰C absinkt, ist die Lösung bestrebt, sich in den öffnungen zu verfestigen, während sie bei zu hoher Temperatur dazu neigt, beim Austreten aus der Spinndüse zu schäumen. Die Lösung selbst liefert natürlich der Spinndüse eine gewisse Wärme, wenn sie hindurchgeht.The spinneret must be maintained at about the temperature of the solution in the autoclave and not below about 107 ° C. Even if it is difficult to determine the actual temperature of the spinneret, an adjustment in the system can e.g. B. be done by additional heating of the spinneret if the openings clog, and thereby the appropriate temperature range is maintained. When the temperature of the spinneret decreases below 107 ⁰ C, the solution is committed to foam in the openings to solidify, while inclining at an excessively high temperature to upon exiting the spinneret. The solution itself, of course, provides some heat to the spinneret as it passes through it.

Wenn die Lösung aus den öffnungen austritt, tritt ein großer Teil der Feuchtigkeit (je nach dem ursprünglichen Gehalt der Lösung) durch sofortiges Verdampfen aus. Hierzu ist aber eine beträchtliche Wärmemenge erforderlich, wodurch die Außenseite der Spinndüse sowie die Lösung abgekühlt wird.When the solution emerges from the openings, a large part of the moisture escapes (depending on the original Content of the solution) by immediate evaporation. However, this requires a considerable amount of heat required, whereby the outside of the spinneret as well as the solution is cooled.

Nach der Bildung eines Fadens an einer öffnung der Spinndüse wird der Fadenwie oben beschrieben durch die Luft gezogen. Um die Gleichmäßigkeit des Prozesses zu fördern und eine Verwirrung der Fäden durch zufällige Luftströmungen zu verhindern, wird vorteilhaft ein Spinnturm (zweckmäßig ein Hohlgerüst) von etwa 2,40 bis 3 m Länge oder mehr und etwa 15 bis 20 oder mehr cm Durchmesser verwendet. Beim Durchziehen durch die Luft kann zwar schon eine Strecke von 60 cm für viele Zwecke ausreichend sein, doch wird bevorzugt ein Gerüst von mindestens 2,40 bis 3 m Länge verwendet. Größere Strecken, z.B.After the formation of a thread at an opening of the At the spinneret, the thread is drawn through the air as described above. To promote the evenness of the process and a mess of the threads through To prevent accidental air currents, a spinning tower (expediently a hollow framework) of about 2.40 to 3 m in length or more and about 15 to 20 or more cm in diameter are used. At the Pulling through the air a distance of 60 cm can be sufficient for many purposes, however, a framework of at least 2.40 to 3 m in length is preferably used. Larger distances, e.g.

etwa 6 bis 9 m, können angewendet werden, um etwas längere Verweilzeiten und eine stärkere Herabsetzung des Feuchtigkeitsgehaltes zu erzielen. Gewöhnlich werden bei längeren Säulen größere Durchmesser angewendet. about 6 to 9 m, can be used for slightly longer dwell times and greater reduction to achieve the moisture content. Larger diameters are usually used for longer columns.

Die Luft in dem Trockengerüst hat etwa 16 bis 204°C oder mehr; ihre Temperatur ändert sich mit der Länge des Gerüstes und wird am Boden niedriger. Wenn die am unteren Ende des Gerüstes anfallenden ίο Fäden übermäßig trocken oder übermäßig feucht sind, kann selbstverständlich die relative Feuchtigkeit und Temperatur der Luft in dem Trockengehäuse so ein^: gestellt werden, daß dem entgegengewirkt wird.The air in the drying stand is about 16 to 204 ° C or more; their temperature changes with the length of the framework and becomes lower at the bottom. When the accumulating at the lower end of the framework ίο filaments excessively dry or excessively moist are, may, of course, the relative humidity and temperature of the air in the drying enclosure as ^a: will be provided, that the counteracted.

Wenn der Faden am unteren Ende des Trockengerüstes abgenommen wird, ist er noch feucht und kann etwa 5 bis 35 Gewichtsprozent Wasser enthalten. Der Faden wird, wie oben erwähnt,. über eine Vorrichtung zum Aufbringen von Garnschmiermittel und über Galetten gezogen und in üblicher Weise aufgerollt. Die Geschwindigkeit wird auf die Spinngeschwindigkeit abgestimmt, so daß die Spannung an den Fäden zu einer Dehnung bis zu etwa 2:1 oder mehr, aber nicht zum Reißen der Fäden oder zur Orientierung ausreicht. Die gesponnenen Fäden werden anschließend für die Orientierung konditioniert oder die Orientierung erfolgt — wie oben beschrieben — gleichzeitig mit dem Verspinnen.When the thread is removed at the lower end of the drying frame, it is still damp and may contain about 5 to 35 weight percent water. The thread is, as mentioned above. via a device for applying yarn lubricant and drawn over godets and rolled up in the usual way. The speed is matched to the spinning speed, so that the tension on the threads elongation up to about 2: 1 or more, but not for breaking the threads or for orientation sufficient. The spun threads are then conditioned for the orientation or the orientation takes place - as described above - simultaneously with the spinning.

Eine Anzahl von Fadenpartien wurde nach dem obigen Verfahren hergestellt, wobei Polypyrrolidon und verschiedene Mengenanteile Wasser zur Herstellung erfindungsgemäß einsetzbarer Massen mit einem Gehalt von etwa 20 bis 50 Gewichtsprozent Polypyrrolidon verwendet wurden.A number of sections of thread were made according to the above procedure, with polypyrrolidone and various proportions of water for the production of compositions which can be used according to the invention with a Content of about 20 to 50 percent by weight polypyrrolidone were used.

Eine Gruppe von vier derartigen mit A, B, G und D bezeichneten Partien soll das erfindungsgemäße Verfahren und die dabei erhaltenen Fäden demonstrieren. Die öffnungen der Spinndüse haben 0,1 mm Durchmesser. Das Dehnungsverhältnis wird sehr klein gehalten, so daß verhältnismäßig schwere Fäden erhalten werden. Die Werte zeigt die folgende Tabelle.A group of four such batches labeled A, B, G and D is intended for the method according to the invention and demonstrate the threads obtained. The openings of the spinneret are 0.1 mm in diameter. The stretching ratio is kept very small, so that relatively heavy threads are obtained will. The following table shows the values.

PartieLot BB. CC. DD. AA. 21002100 18001800 2 5002,500 ' 3 200'3 200 900900 12001200 2 5002,500 800800 2,32.3 2,32.3 2,32.3 2,32.3 3030th 4040 5050 2020th 148,9148.9 163,9163.9 176,7176.7 146,1146.1 148,9148.9 154,5154.5 176,7176.7 147,8147.8 129,4129.4 143,3143.3 143,3143.3 126,7126.7 110,0110.0 110,0110.0 110,0110.0 121,1121.1 3,53.5 8,758.75 7,77.7 77th 2,02.0 2,672.67 2,392.39 4,444.44 hunde-dogs- hunde-dogs- gefurchtfurrowed ± kreis± circle knochen-bone- knochen-bone- förmigshaped artiggood artiggood 1,681.68 1,391.39 1,031.03 1,571.57 . 1,258. 1.258 1,2541.254 1,2571.257 1,2601,260 1,21.2 2,12.1 ■ 1,2■ 1.2 1,41.4 2626th 2929 3232 2525th 340340 320320 290290 (a)(a) 31 6231 62 5252 1919th 109682/97109682/97

Wassermenge Amount of water

Menge Polypyrrolidon Amount of polypyrrolidone

Innere Viskosität des Polypyrrolidons Intrinsic viscosity of the polypyrrolidone

Konzentration der Lösung ..... i Concentration of the solution ..... i

Temperatur des Autoklavs ..............Temperature of the autoclave ..............

Temperatur in dem Ventilteil Temperature in the valve part

Temperatur im Wärmeaustauscher .. .Temperature in the heat exchanger ...

Temperatur an der Düsenoberfläche Temperature at the nozzle surface

Druck an der Düse (kg/cm²) Pressure at the nozzle (kg / cm ² )

Spinngeschwindigkeit (g Lösung je Minute) Querschnitt der gesponnenen Faser ....'..Spinning speed (g of solution per minute) Cross section of the spun fiber .... '..

Eigenschaften des orientierten Fadens:Oriented thread properties:

Innere Viskosität Internal viscosity

Dichte . ···.·.Density. ···. ·.

Zähigkeit (g/Denier) Tenacity (g / denier)

Stärke (Denier) Strength (denier)

Ziehverhältnis (%) .,/..... Draw ratio (%)., / .....

Bruchdehnung (%) ..;... Elongation at break (%) ..; ...

(a) Nicht gemessen, mit der Hand gezogen.(a) Not measured, hand drawn.

Example 2

Das oben beschriebene Verfahren wird mit Lösungen wiederholt, die bei wie Partie B hergestellt wurden und verschiedene Zusätze enthielten. Die drei Partien werden mit E, F und G bezeichnet und sind wie folgt gekennzeichnet: "The procedure described above is repeated with solutions prepared in the same way as for lot B and contained various additives. The three games are labeled E, F and G and are as follows marked: "

E — 30% Polypyrrolidon,
6% Pyrrolidno,E - 30% polypyrrolidone,
6% pyrrolidno,

64% Wasser. .64% water. .

F — 30% Polypyrrolidon (enthält 2 Gewichtsprozent Titandioxyd (Größe unter 1 μ), dasF - 30% polypyrrolidone (contains 2 percent by weight of titanium dioxide (size below 1 μ), the

dem Polymerisationsgemisch zugesetzt worden ist, und 1 Gewichtsprozent C. I. Direct Red 80 (C. I.-Nr. 35 780), das dem Polymerisat zugesetzt worden ist), 70%-Wasser.has been added to the polymerization mixture, and 1 weight percent C.I. Direct Red 80 (C.I. No. 35 780), which has been added to the polymer), 70% water.

G — 30% Polypyrrolidon (enthält 1 Gewichtsprozent C. I. Direct Red 80 (C. I.-Nr. 35 780),G - 30% polypyrrolidone (contains 1 percent by weight C. I. Direct Red 80 (C. I. No. 35 780),

: 70% Wasser. ^; .-. ; ■: 70% water. ^; .-. ; ■

Die nach dem Trockenverspinnen erhaltenen Werte zeigt die folgende Tabelle:The following table shows the values obtained after dry spinning:

PartieLot GG EE. '·■■ F'· ■■ F 2,32.3 2,32.3 ■ 1,6■ 1.6 154,4154.4 148,9148.9 148,9148.9 148,9148.9 148,9148.9 148,9148.9 , 123,9, 123.9 137,8137.8 133,2133.2 104,4104.4 182,3182.3 176,7176.7 14 ■14 ■ 77th 5,255.25 4,04.0 3,39 .3.39. 4,04.0 rot glänzendshiny red liundeknochen-left bone ±rot,± red, artiggood ±matt± matt 1,791.79 1,6.11.6.1 1,351.35

Innere Viskosität des Polypyrrolidons .Intrinsic viscosity of the polypyrrolidone.

Temperatur des Autoklavs (⁰C) Temperature of the autoclave ( ⁰ C)

Temperatur in dem Ventilteil Temperature in the valve part

Temperatur in dem Wärmeaustauscher Temperatur an der Düsenoberfläche ...Temperature in the heat exchanger Temperature at the nozzle surface ...

Druck (kg/cm²) Pressure (kg / cm ² )

Spinngeschwindigkeit (g je Minute) ... Charakter des Fadens —Spinning speed (g per minute) ... Character of the thread -

Innere Viskosität des Fadens Intrinsic viscosity of the thread

B e i s ρ i e 1 3B e i s ρ i e 1 3

Eine erfindungsgemäß verspinnbare Masse wird aus 30 Teilen Polypyrrolidon mit einer inneren Viskosität von 3,5 und 70 Teilen destillierten Wassers hergestellt, indem beides bei 149 bis 155°C 2 Stunden unter schwachem Rühren erwärmt wird. Vor dem Erwärmen wird der Ansatz durch 10 Minuten Anlegen von 380 mm Vakuum entgast. Die Masse hatte eine geschätzte Viskosität von etwa 7 Poise bei etwa 149° C.A mass that can be spinned according to the invention is made from 30 parts of polypyrrolidone with an intrinsic viscosity of 3.5 and 70 parts of distilled water prepared by taking both at 149 to 155 ° C for 2 hours with gentle stirring. Before heating, the approach is applied by applying for 10 minutes 380 mm vacuum degassed. The mass had an estimated viscosity of about 7 poise at about 149 ° C.

Die Masse wird wie oben beschrieben durch eine Spinndüse mit öffnungen von 0,1 mm Durchmesser ausgepreßt. Der Ventilteil wird bei etwa 141,1⁰C und der Wärmeaustauscher bei etwa 121⁰C gehalten. Die Spinndüse wird bei einer Temperatur oberhalb etwa 110⁰C gehalten, so daß sie sich nicht verstopfen kann. Das Trockengerüst wird durch zwölf elektrische Heizvorrichtungen von je 500 Watt (Calrod) und etwa 60 cm Länge erwärmt, die über die äußere Oberfläche des Gerüstes vom unteren Ende bis zu einem Abstand von 60 cm vom oberen Ende verteilt sind. Der obere 30 cm breite Teil kann für den Zugang zu der Spinndüsenvorderseite abgenommen werden. Die Heizvorrichtungen werden nicht mit voller Leistung betrieben. Die Temperatur in dem Hohlgerüst schwankt zwischen etwa 24⁰C am unteren offenen Ende, das Raumtemperatur hat, und etwa 343 bis 371⁰C — mit Thermoelementen gemessen — innerhalb des Gerüstes etwa 3,8 cm von der Wand entfernt und etwa 30 cm innerhalb jedes Endes der erwärmten Zone. Diese Temperatur ist wahrscheinlich diejenige der Wand durch die Bestrahlung, da die Luft oberhalb der erwärmten Zone etwa 204"C hat. Die Auspreßgeschwindigkeit beträgt 3,3 g Lösung je Düsenöffnung je Minute. Nach etwa 2,75 m Vorrücken auf dem Gerüst sind ungefähr drei Viertel des Wassers verdampft, und der feuchte, etwa 35% Wasser enthaltende Faden wird mit einer Geschwindigkeit von 107 m je MinuteThe mass is pressed out as described above through a spinneret with openings 0.1 mm in diameter. The valve member is maintained at about 141.1 ⁰ C and the heat exchanger at about 121 ⁰ C. The spinneret is kept at a temperature above about 110 ^° C. so that it cannot become clogged. The drying frame is heated by twelve electric heating devices of 500 watts each (Calrod) and about 60 cm in length, which are distributed over the outer surface of the frame from the lower end to a distance of 60 cm from the upper end. The upper 30 cm wide part can be removed for access to the front of the spinneret. The heating devices are not operated at full power. The temperature in the hollow frame varies between about 24 ⁰ C at the bottom open end has room temperature, and about 343 to 371 ⁰ C - with thermocouples measured - within the scaffold is about 3.8 cm away from the wall and about 30 cm inside each End of the heated zone. This temperature is probably that of the wall as a result of the irradiation, since the air above the heated zone is about 204 "C. The extrusion rate is 3.3 g of solution per nozzle opening per minute. After about 2.75 m advance on the scaffold there are about three Quarter of the water evaporates, and the moist thread, which contains about 35% water, is transported at a speed of 107 m per minute

. aufgespult. Der feuchte Faden wird dann auf der Rolle bei 65% relativer Feuchtigkeit bei 22⁰C weiter bis zu 6% Feuchtigkeitsgehalt konditioniert, der für die Orientierung geeignet ist. Der Faden wird zu 300% der ursprünglichen Länge orientiert, und die Eigenschaften der orientierten Fäden werden durch übliche Versuche bestimmt.
Die innere Viskosität des Polypyrrolidons in dem Faden beträgt 1,68. Die Zähigkeit der Fäden von 22 Denier ist 2,4 g je Denier und die Bruchdehnung 23%. Der Modul beträgt bei 1% Dehnung 12 g je. wound up. The moist thread is then further conditioned on the roll at 65% relative humidity at 22 ^° C. up to 6% moisture content, which is suitable for orientation. The thread is oriented to 300% of the original length, and the properties of the oriented threads are determined by conventional tests.
The intrinsic viscosity of the polypyrrolidone in the thread is 1.68. The tenacity of the 22 denier filaments is 2.4 grams per denier and the elongation at break is 23%. The modulus at 1% elongation is 12 g each

Denier. \ . :Denier. \. :

Das oben beschriebene Spinnverfahren wird mit Polypyrrolidon mit der inneren Viskosität 1,3 wiederholt. Etwas geringere Temperaturen reichen zur Herstellung und Aufrechterhaltung der Lösung bis zur Düse aus. Nach dem Auspressen des Polypyrrolidons hat der Faden eine innere Viskosität von 1,12. Obwohl auch erfindungsgemäße Massen mit Polypyrrolidon mit einer inneren Viskosität von nur 1,3 bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können, wird zum Spinnen von Fäden mit guter Festigkeit ein Polypyrrolidon mit einer inneren Viskosität vonThe spinning process described above is repeated with polypyrrolidone with an intrinsic viscosity of 1.3. Slightly lower temperatures are sufficient to produce and maintain the solution up to Nozzle off. After the polypyrrolidone has been pressed out, the thread has an intrinsic viscosity of 1.12. Even though also inventive compositions with polypyrrolidone with an intrinsic viscosity of only 1.3 in the Methods according to the invention can be used for spinning threads with good strength a polypyrrolidone with an intrinsic viscosity of

mindestens 1,5 bevorzugt. Überlegene Ergebnisse werden erzielt, wenn das ausgepreßte Polypyrrolidon eine innere Viskosität von mindestens etwa 1,4 hat.
Auch Filme aus Polypyrrolidon können durch Auspressen der erfindungsgemäß verwendeten Lösungen, und zwar durch eine Düse mit einer schlitzförmigen öffnung unter den in den Beispielen angegebenen Temperaturbedingungen hergestellt werden.at least 1.5 preferred. Superior results are obtained when the expressed polypyrrolidone has an intrinsic viscosity of at least about 1.4.
Films made of polypyrrolidone can also be produced by pressing the solutions used according to the invention through a nozzle with a slot-shaped opening under the temperature conditions specified in the examples.

Claims

Claim:

Process for the production of threads by dry spinning of dissolved in water at Neutral polypyrrolidone which is insoluble in water at normal temperature, characterized in that that a mixture of 20 to 75 percent by weight of neutral polypyrrolidone and 80 to 25 percent by weight of water is degassed, the

^{The mixture is heated to a temperature of 129 to 232 0} C until it dissolves with gentle stirring for 10 seconds to 2 hours at such a superatmospheric pressure that precludes boiling, the resulting solution is pressed through a nozzle, the temperature of which is kept above that temperature, in which the polymer precipitates out of the solution and the threads obtained are finished treated as usual.