DE1494748B2

DE1494748B2 - Verfahren zum verbessern der eigenschaften von faeden oder fasern aus einem fluoraethylenpolymerisat

Info

Publication number: DE1494748B2
Application number: DE19641494748
Authority: DE
Inventors: Hideji; Kinoshita Shigenobu; Uchiyama Hiroshi; Ohtsu Shiga Kitagawa (Japan)
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1963-02-07
Filing date: 1964-02-07
Publication date: 1973-08-09
Also published as: US3397944A; DE1494748A1; DE1494748C3; GB1043871A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbessern der Eigenschaften von Fäden oder Fasern aus einem Fluoräthylenpolymerisat, die durch Verspinnen eines Gemisches von Viskose als Matrix und einer Fluoräthylenpolymerisatdispersion in ein Viskosefällbad, Erhitzen der erhaltenen Gebilde auf eine Temperatur, bei der die Regeneratcellulose zerstört wird und die Fluoräthylenpolymerisatteilchen zusammensintern, sowie Verstrecken der Polymerfäden bzw. -fasern erhalten worden sind.

Das Emulsionsspinnen von Tetrafluoräthylen in einer Viskosegrundmasse oder einem Viskoseträgermaterial war bekannt und in der Literatur sind Angaben über Besonderheiten der Viskosekonzentration, Mischungsverhältnisse, Herstellung der gemischten Matrix und Verfahren zum Spinnen und zur Wärmebehandlung enthalten. Es ist auch allgemein bekannt, eine Wärmebehandlung durchzuführen, nachdem das Garn mit Wasser gewaschen und getrocknet ist. Das bekannte Verfahren war jedoch nicht stets zur Erzielung solcher Fasern oder Fäden geeignet, die eine ausreichende Festigkeit und Trennfähigkeit oder Lösbarkeit aufweisen, um den technischen Anforderungen zu genügen, und von Fehlern, die sich durch Unregelmäßigkeiten der Wärmebehandlung ergeben, frei sind. Dies stellte eine der Hauptschwierigkeiten beim Emulsionsspinnen von Tetrafluoräthylenharz aus der Matrix oder der Grundmasse dar. Ein Vorschlag (britische Patentschrift 831 331) richtete sich auf die zusätzliche Einverleibung von Salzen in die Faser oder den Faden, wenn Filme, Fasern oder Fäden von Tetrafluoräthylenharz gestreckt werden. Dieser Vorschlag enthält auch die Anregung, Weichmacher, Dispergiermittel, Pigmente und solche Salze wie Natriumsulfat und Zinkchlorid oder von Ton und Siliciumdioxyd als Komponenten des Spinnbades zuzusetzen oder diese bei einer späteren Stufe des Verfahrens dem Polymerisat einzuverleiben. In dieser Patentschrift ist ferner beschrieben, daß die Faser oder der Faden aus Tetrafluoräthylen selbst soviel wie mehr als 20% eines Füllstoffes, wie Titanoxyd oder Talkum enthalten kann.

Es ist schließlich in der deutschen Auslegeschrift 1 058 693 ein Verfahren zur Herstellung von Gebilden wie Fäden, Filme oder Bänder durch Verformen wäßriger Dispersionen polyhalogenierter Polyäthylene beschrieben, bei welchen man den Dispersionen Viskose zusetzt, das Gemisch in ein Viskosefällbad verformt und die dabei entstandenen Gebilde so hoch erhitzt, daß die Hydratcellulose zerstört wird und die Polymerenteilchen zum Zusammenwachsen gebracht werden.

Die Eigenschaften der dabei erhaltenen Produkte sind jedoch noch nicht zufriedenstellend.

Es wurden daher Untersuchungen zur Gewinnung von Fasern oder Fäden aus einem Fluoräthylenpolymerisat mit guten Eigenschaften und guter Trennbarkeit ausgeführt. Es wurde dabei festgestellt, daß z. B. bei Zugabe eines Trennmittels, wie Talk, eine Verklebung bei der Wärmebehandlung der sich ergebenden Fäden nicht wesentlich vermieden werden kann. Im Verlauf der Untersuchung wurde festgestellt, daß das durch Emulsionsspinnen erhaltene Garn vor der Wärmebehandlung mit Wasser bis zu einem bestimmten Ausmaß gewaschen werden muß, um den Gehalt an Restsäuren und -salzen bis auf unterhalb eines Grenzwertes herabzusetzen. Jegliche Behandlung die mit einer Erhöhung der Mengen an Restsäuren und -salzen verbunden ist, beeinträchtigt die Festigkeit und Trennbarkeit der Fasern oder Fäden und bedingt eine Beeinträchtigung der Gleichförmigkeit der Wärmebehandlung. Eine derartige Behandlung muß daher auf jeden Fall vermieden werden.

Untersuchungen über den Einfluß von Säure- und Salzgehalten auf die Garnqualität und Faser- oder Fadentrennbarkeit zeigten, daß das bei der in der früheren Literatur beschriebenen Spinnarbeitsweise angewendete Waschen in irgendeinem Ausmaß mit Wasser allein unter beliebigen Bedingungen nur Tetrafluoräthylenfasern oder -fäden von solcher Art schaffen konnte, die durch eine schlechte Trennbarkeit, Dehnungsfähigkeit und Wärmebehandlungseigenschaften gekennzeichnet waren. Bei Verwendung einer Viskose in ihrem frühen Härtungszustand oder Verfestigungszustand (mit einem Ammoniumchlorid'wert von oberhalb 7) besaß das Garn insbesondere große Mengen an restlichen Salzen und kolloidal abgelagertem Schwefel und diese Produkte waren äußerst schwierig bei der Wasserwäsche.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens zum Verbessern der Eigenschaften von Fäden oder Fasern aus einem Fluoräthylenpolymerisat der angegebenen Art, um ein Garn mit außerordentlich guten Fasereigenschaften, guter Trennfähigkeit und einer besonders guten Eignung für eine gleichmäßige Wärmebehandlung zu erhalten.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zum Verbessern der Eigenschaften von Fäden oder Fasern aus einem Fluoräthylenpolymerisat, die durch Verspinnen eines Gemisches von Viskose als Matrix und einer Fluoräthylenpolymerisatdispersion in ein Viskosefällbad. Erhitzen der erhaltenen Gebilde auf eine Temperatur, bei der die Regeneratcellulose zerstört wird und die Fluoräthylenpolymerisatteilchen zusammensintern, sowie Verstrecken der Polymerfäden bzw. -fasern erhalten worden sind, geschaffen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man vor der Hitzebehandlung die in den Fäden bzw. Fasern zurückgebliebenen Mengen an restlichen Säuren bzw. Salzen durch gründliches Waschen mit Wasser, das gegebenenfalls Alkali als waschaktives Mittel enthält auf unterhalb 0,05 Gewichtsprozent Säure bzw. 5 Gewichtsprozent Salze der lufttrockenen Faser verringert und auf die Fäden oder Fasern durch Behandeln mit wenigstens einer der Verbindungen Alkali-hydroxyd, -carbonat, -bicarbonat oder -sulfid, 0.001 bis 2 Gewichtsprozent der lufttrockenen Faser alkalische Substanz aufbringt.

Von besonderer Wichtigkeit ist die Wasserwäsche des Garns, da Säure und Salze, die in den Fasern oder Fäden zurückbleiben, und darauf abgelagerter kolloidaler Schwefel beträchtlich die Qualität von PoIytetrafluoräthylenfasern oder -fäden nach der Hitzebehandlung beeinflussen. Versuchsergebnisse zeigten, daß das Auswaschen mit Wasser bis zu einem Säuregehalt des Garns auf unterhalb 0,05 Gewichtsprozent bzw. einem Salzgehalt des Garns auf unterhalb 5,0 Gewichtsprozent der lufttrockenen Faser oder des lufttrockenen Fadens angemessen ist, wobei die letztere prozentuale Angabe etwas in Abhängigkeit von der Art des Salzes variiert. Unter den Säuren ist insbesondere Schwefelsäure und unter den Salzen insbesondere Ammoniumsulfat für die Garnqualität beträchtlich nachteilig. Gemäß der Erfindung wurde festgestellt, daß eine gleichförmige Wärmebehandlung, welche keine fleckigen oder stellenweise auftretenden Sinterungsmuster ergibt, durchgeführt werden kann, indem man das mit Wasser gewaschene Garn in einer weniger als l%igen wäßrigen Alkalilösung zur Verringerung der abgelagerten oder abgesetzten Materialien auf unterhalb 2 bis 0,001% der lufttrockenen Faser oder des lufttrockenen Fadens behandelt, anstatt dieses Garn direkt nach dem bloßen Waschen mit Wasser der Wärmebehandlung zu unterwerfen. Natürlich kann das Eintauchen in eine Ätzalkalilösung bei der praktischen Durchführung im Verlauf der Wasserwäsche des Garns vorgenommen werden, wodurch die Entfernung von kolloidalem Schwefel gegenüber dem Waschen mit Wasser allein erleichtert wird. Wesentlich ist, daß alkalisches Material in zweckmäßigen Mengen vor der Wärmebehandlung abgeschieden oder abgesetzt wird.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist auf alle Fälle anwendbar, bei welchen emulgierte Teilchen kontinuierlich mittels thermischer Koagulation zu Fasern oder Fäden geformt werden. Beispielsweise können Emulsionen von Trifluormonochloräthylen und von einem Mischpolymerisat aus Tetrafluoräthylen und anderen damit mischpolymerisierbaren Monomeren gemäß der Erfindung behandelt werden. Die hier verwendete Bezeichnung »Fluoräthylenharz oder -faden oder -faser« umfaßt somit sämtliche Harze oder Fasern oder Fäden auf einer derartigen Fluoräthylenbasis.

Das Verfahren gemäß der Erfindung wird nachstehend an Hand einer ausführlichen Beschreiblina der Bedingungen für die Erzielung der vorstehend genannten Zwecke unter Anwendung von Polytetrafluoräthylen näher erläutert.

j a) Spinngrundlage oder Spinnmatrix

Die Matrix oder Grundlage besteht aus Viskose und einer Emulsion (etwa 60%ige wäßrige Lösung) von Polytetrafluoräthylen. Die Viskose besteht aus 3 bis 10% Cellulose, 2 bis 12% Ätznatron und 27 bis 32% Schwefelkohlenstoff. Im allgemeinen wird jedoch eine Viskosemasse oder -zusammensetzung, wie sie gewöhnlich bei der Herstellung von Reyon verwendet wird, bevorzugt. Beispielsweise kann eine Zusammensetzung, welche 6 bis 8% Cellulose, 6 bis 9% Ätznatron und 23 bis 30% (bezogen auf Cellulose) Schwefelkohlenstoff enthält, vorteilhaft zur Anwendung gelangen.

Der Reifegrad von Viskose (Ammoniumchloridwert, nachstehend abgekürzt mit HZ bezeichnet) liegt im Bereich zwischen 1,5 und 20.

Die Verwendung einer Viskose mit einem fortgeschrittenen Reifegrad, also einem Ammoniumchloridwert von weniger als HZ = 13, z. B. HZ = 2 bis 6, ergibt besonders gute Ergebnisse.

Die Polytetrafluoräthylenemulsion wird gewöhnlich in einer wäßrigen Lösung verwendet. Diese Lösung enthält 20 bis 75% Polytetrafluoräthylen und 3 bis _ 10% (bezogen auf Polytetrafluoräthylen) eines nichtionischen oder anionischen aktiven Mittels als Emul-

gator.

Im allgemeinen führt eine höhere Konzentration an Polytetrafluoräthylen zu besseren Ergebnissen. Die technisch erhältliche Qualität enthält gewöhnlich 60% des Materials. Der Promotor ist gewöhnlich von nichtionischer Art.

Hinsichtlich der Bestimmung des Molekulargewichts von Polytetrafluoräthylen wurde noch keine bestimmte Meßmethode festgelegt; das Molekulargewicht wird auf 2 bis 6 Millionen eingeschätzt. In jedem Fall ist jedoch ein Molekulargewicht von wenigstens mehr als 10 000 erforderlich. Die Teilchengröße beläuft sich auf 0,005 bis 1 μ, wobei die meisten von ihnen im allgemeinen eine Größe von 0,3 bis 0,6 μ aufweisen. Bei zusammenkoagulierten Teilchen wird ein Durchmesser von weniger als 200 μ besonders bevorzugt.

Es ist insbesondere erwünscht, daß die Zusammensetzung einer gemischten Lösung von Viskose und Polytetrafluoräthylen-Emulsion wenigstens 60 bis 96% Polytetrafluoräthylen in den gemischten hochmolekularen Substanzen (Cellulose und Polytetrafluoräthylen) enthält.

Bei einer geringeren Konzentration als 60% von Polytetrafluoräthylen ist es schwierig, selbst mittels Wärmebehandlung das Material zu Fasern oder Fäden zu formen. Eine höhere Konzentration als 96% stört den Spinnarbeitsgang, indem sie eine Verstopfung des Mundstückes und den Bruch von einzelnen Garnen herbeiführt. Die optimale Konzentration von Polytetrafluoräthylen beträgt etwa 70 bis 93%. Für die Gewinnung von starken Polytetrafluoräthylenfasern soll die Konzentration bis zu einem Wert von etwa 85 bis 95% erhöht werden. Die Viskosität der gemischten Lösung ändert sich mit HZ von Viskose und der tatsächlich bei dem Verfahren enthaltenen Polytetrafluoräthylenkonzentration. Im allgemeinen ist jedoch eine Viskosität von etwa 50 bis 140 Poise bei 20°C bevorzugt.

Die Herstellung der gemischten Lösung von Vis-

kose und Polytetrafluoräthylenemulsion kann mittels verschiedener Vorrichtungsarten durchgeführt werden, um ein gleichmäßiges Mischen zu bewirken. Beispielsweise kann eine Rühreinrichtung Kneteinrichtung, ein Emulgator und in bestimmten Fällen eine Kolloidmühle zur Anwendung gelangen. Es ist zweckmäßig, das Mischen unter Kühlung der Lösung auf unterhalb 20⁰C auszuführen, um ein Fortschreiten der Viskosehärtung oder -verfestigung auf Grund der Mischungswärme zu vermeiden. Ein Kühlen auf unterhalb 10° C ist für diesen Zweck besonders wirksam. Obgleich die Dispersion der Polytetrafluoräthylenemulsion in der Viskose sehr stabil ist, kann für ein besseres Mischen zusätzlich ein Dispergiermittel, z. B. ein nichtionisches aktives Mittel, Glycerin oder Natriumhexamethaphosphat in Mengen von 3 bis 10%, bezogen auf den Polytetrafluoräthylengehalt der gemischten Lösung, zur Anwendung gelangen. Wenn jedoch die Lösung entschäumt ist. neigt die Emulsion dazu, auf Grund der Verdampfung von Wasser in grobe Teilchen koaguliert zu werden.

Bei der praktischen Durchführung des Verfahrens können daher niedrige Temperaturen zum Zeitpunkt der Entschäumung eingehalten werden oder es kann Wasser zum Ausgleich der Verdampfung vorhergehend zugegeben werden. Für praktische Zwecke wird jedoch ein Mischen unter Anwendung einer Gaswirbelkammer oder ein Vakuum-Mischen bevorzugt. Solche Arbeitsweisen, die eine Matrix oder Grundmasse mit nur geringem Schaumgehalt ergeben können, sind geeignet.

b) Spinnarbeitsweise

Es gelangt ein Naßspinnverfahren zur Anwendung, bei welchem die gemischte Lösung in ein viskoseverfestigendes Bad gepreßt wird. Ein besonders vorteilhaftes oder ideales Verfestigungsbad besteht aus einer wäßrigen Lösung von anorganischen Mineralsäuren und/oder anorganischen Salzen. In einigen Fällen ist es zweckmäßig, Zweibadspinnverfahren anzuwenden, wobei das erste Spinnbad aus einer gesättigten wäßrigen Lösung von Salzen besteht und das zweite Spinnbad (Sekundärbad) mit einem Säurebad ergänzt wird. Die letztere Arbeitsweise ist besonders wirksam, wenn Viskose mit einem hohen HZ-Wert zur Anwendung gelangt. Die gesättigte wäßrige Lösung von Salzen kann Ammoniumsulfat [(KHJ₂SO₄], Natriumsulfat (Na₂SO₄) od. dgl. umfassen. Die anorganische Säure besteht gewöhnlich aus Schwefelsäure (H₂SO₄) und in einigen Fällen aus Salpetersäure, Salzsäure und Phosphorsäure. Eine Badtemperatur von unterhalb 6O⁰C wird im allgemeinen bei anorganischen Mineralsäuren und/oder anorganischen Salzen bevorzugt.

Beim Spinnarbeitsgang ist es wesentlich, die Erzeugung von großen Luftblasen während des Verfahrens zu vermeiden und gründlich den Säure- und Salzgehalt der Faser oder den abgelagerten kolloidalen Schwefel mittels Waschen mit Wasser zu entfernen, üblicherweise wird eine Spinndüse mit 50 bis 300 öffnungen mit einem Durchmesser von 0,08 bis 0,2 mm verwendet. Das aus 70 bis 93% Polytetrafluorethylen gesponnene Garn besitzt auf der Basis von Lufttrockenheit im allgemeinen eine Festigkeit von etwa 0,05 bis 0,25 g/den und eine Dehnbarkeit von etwa 15 bis 35%. üblicherweise erhält man mühelos lufttrockene Fäden von etwa 0,05 bis 0,2 g/den. Bei lufttrockenen Fäden erzeugt ein niedrigerer Prozentsatz von Polytetrafluorethylen natürlich bessere Fasereigenschaften.

c) Wärmebehandlung und Heißverstrecken

Die mit Wasser gewaschenen Fasern, welche aus einer Mischung von Cellulose und Polytetrafluorethylen bestehen, werden in eine wäßrige Lösung von Alkali zur Abscheidung einer besonderen Menge an alkalischem Behandlungsmittel eingetaucht und dann der Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 300 bis 400° C in diesem Zustand oder nach Trocknung unterworfen. Während dieser Stufe wird die Cellulose abgebrannt und die Polytetrafluoräthylenteilchen in der Cellulose werden in der Faser thermisch koaguliert. Obgleich die Dauer der Wärmebehandlung mit der Konzentration von Polytetrafluorethylen, dem getrockneten Zustand, der Stärke oder Dicke und der Temperatur des Kabels oder Taus od. dgl. sich ändert, beträgt diese Dauer gewöhnlich etwa 5 bis 20 Sekunden bei einer Temperatur von etwa 330 bis 400⁰C. Beispielsweise ist die Zeitdauer in der Größenordnung von etwa 6 bis 12 Sekunden bei 340 bis 35O⁰C bei einem Kabel oder Tau mit einem Titer von 1300 bis 1500 den. Die Wärmebehandlung wird über einer Heizplatte oder einer Heizwalze aus Metall ausgeführt. Wenn die Wärmebehandlung bei erhöhten Temperaturen zu lange fortgesetzt wird, besteht die Meinung, daß die Fasern oder Fäden so stark miteinander verschmelzen, daß sie schlecht lösbar oder trennfähig werden. Demgemäß wird eine niedrigere Temperatur und eine längere Zeitdauer gegenüber einer höheren Temperatur und einer kürzeren Dauer bevorzugt. Weiterhin kann eine niedrigere Konzentration von Polytetrafluorethylen in der Faser oder dem Faden eine bessere Trennfähigkeit oder Lösbarkeit nach der Wärmebehandlung ergeben. Dies ist jedoch im Hinblick auf die später vorliegende Dehnbarkeit und Garnqualität nicht erwünscht, überdies ist es wesentlich, Unregelmäßigkeiten der Wärmebehandlung zwischen den Fäden zu vermeiden. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung werden vorteilhafterweise derartige Unregelmäßigkeitserscheinungen gehemmt oder vermieden.

Die wärmebehandelten Fasern oder Fäden, beispielsweise Mehrfadenmaterialien, sind in der Form von braunen oder schwarzen Bändern, welche eine Einzelfadenstärke oder -festigkeit von 0,15 bis 0,28 g/ den und eine Dehnungsfähigkeit von etwa 200 bis 800% besitzen. Somit ist die Festigkeit des wärmebehandelten Faser- oder Fadenmaterials etwa um das Zweifache und die Dehnbarkeit desselben um das 15- bis 40fache höher als die entsprechenden Werte des luftgetrockneten Materials. Eine hohe Dehnungsfähigkeit zeigt an, daß die Polytetrafluoräthylenteilchen durchgehend miteinander verschmolzen sind, wobei eine gleichförmige Wärmebehandlung die Dehnungsfähigkeit verbessert. Wenn das wärmebehandelte Garn kalt- oder heißverstreckt wird, werden die Fasern unter Bildung von einzelnen Fäden voneinander getrennt. Das Garn, welches ungleichmäßig und unvollkommen wärmebehandelt worden ist, ergibt bei der Trennung der Fasern oder Fäden Schwierigkeiten. Obgleich Polytetralluoräthylenfasern oder -fäden durch Kaltverstrecken erhalten werden können, erreicht weder die Kristallisation ausreichende Höhe noch ist die Festigkeit zufriedenstellend. Demzufolge sind derartige Fasern oder Fäden einer thermischen

Kontraktion stärker unterworfen. Es wird daher bevorzugt, entweder ein Heißverstrecken im allgemeinen bei einer Temperatur von 300 bis 400⁰C oder in Ergänzung zum Kaltverstrecken eine nachfolgende Wärmebehandlung bei der vorstehend bezeichneten Temperatur durchzuführen. Beim Heißverstrecken wird eine Heizwalze oder ein Salzbad aus einer Mischung von Kaliumnitrat, Natriumnitrat, Natriumnitrit od. dgl. angewendet.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung kann das beim Spinnen in der vorstehend unter (b) beschriebenen Weise erhaltene Garn auch einer Reinigung oder einem Auswaschen mittels Alkali, wobei eine bestimmte Menge Alkali auf dem Garn abgesetzt wird, und einer nachfolgenden Wärmebehandlung unterworfen werden.

Die Reinigung der Fasern oder Fäden kann auch unter Anwendung einer Zwischenwäsche mit waschaktivem Mittel oder durch wiederholtes Waschen mit sehr warmem Wasser ausgeführt werden.

In jedem Fall gelangt die Alkaliabscheidung natürlich erst zur Wirkung, nachdem der Restsalzgehalt der Faser oder des Fadens auf wenigstens unterhalb 5% erniedrigt worden ist. Dies gilt auch mit Bezug auf die restlichen Säuren, wobei die Wirkung der Alkaliablagerung ausgeprägter wird, wenn die Faser weniger restliche Säuren enthält. Dies beruht darauf, daß der höhere Säuregehalt mit größerer Wahrscheinlichkeit bei der Alkalibehandlung Na₂SO₄ erzeugt, welches weiter in Form eines restlichen Salzes mitgeschleppt wird.

Das alkalische Behandlungsmittel kann Hydroxyde, Carbonate und Bicarbonate von Alkalimetallen in einzelner Form oder als Mischungen davon umfassen. Die gebräuchlichsten und wirksamsten Behandlungsmittel sind jedoch Ätznatron und Ätzkali, auf welche hinsichtlich ihrer Bedeutung oder Wichtigkeit die Sulfide, z. B. Natrium- und Kaliumsulfid folgen.

Carbonate von Alkalimetallen, wie Natriumcarbonat und Kaliumcarbonat, und Bicarbonate, von Alkalimetallen, wie Natriumbicarbonat und Kaliumbicarbonat, sind ebenfalls brauchbare Behandlungsmittel, welche jedoch weniger bevorzugt als die Ätzalkalien sind. Das gereinigte Garn wird in wäßrige Lösungen von einzelnen oder von Mischungen solcher alkalischer Behandlungsmittel getaucht, welche dann auf dem Garn abgelagert oder abgeschieden werden. Die Ablagerungsmenge von Alkali liegt im Bereich zwischen 0,001 und 2 Gewichtsprozent der luftgetrockneten Faser. Die zur Gewinnung einer solchen Menge an Ablagerung erforderliche Konzentration des alkalischen Eintauchbades variiert mit dem Titer des Garns, dem Säuregehalt, der Art des alkalischen Behandlungsmittels, dem Preßausmaß und weiteren ähnlichen Faktoren. Gemäß einer bevorzugten praktischen Arbeitsweise wird jedoch eine Abscheidung oder Ablagerung in der Größenordnung von 0,05 bis 0,0005 Mol/l vorgesehen und die Aufnahme der wäßrigen Lösung eines alkalischen Behandlungsmittels für das Kabel oder Tau nach dessen Eintauchen bei etwa 100 bis 200% festgesetzt. Neben der vorstehend angeführten gleichförmigen Wärmebehandlung beruht die Wirkung der Alkalibehandlung darauf, daß sie durch die Alkaliablagerung eine Schädigung der koaguliertcn Polytetrafiuorüthylenfasern oder -fäden verhindert und eine ausgezeichnete gegenseitige Trennbarkeit unter ihnen gewährt. Wenn an Stelle des alkalischen Behandiungsmittels irgendweiche anderen Materialien gleichmäßig auf die unbehandelte Faser als überzug aufgebracht wird oder flache Feststoffteilchen gleichförmig darauf abgelagert werden, welche durch Oxydation leicht brüchig werden können, ist dies nicht zweckmäßig, da die Wärmebehandlung gewöhnlich bei einer Temperatur im Bereich von 300 bis 400⁰C durchgeführt wird. In dieser Hinsicht ist das gemäß der Erfindung angewendete alkalische Behandlungsmittel nicht nur unschädlich, sondern auch wirksam.

Wie vorstehend geschildert, zeigen sich Unregelmäßigkeiten der Wärmebehandlung in fleckigen Färbungen an. Diese sind in zwei Arten unterteilt: (1) Farbänderungen in der seitlichen oder Querrichtung (ausgedrückt in der Anzahl von verschieden gefärbten Fäden oder Fasern) und (2) Farbänderungen in der Längsrichtung (oder in Richtung der Achse der Faser oder des Fadens). Die Alkalibehandlung gemäß der Erfindung ist sehr wirksam, indem beide Arten von Farbänderungen im wesentlichen ausgeschaltet werden. Durch eine gründliche Reinigungsbehandlung und Vorbehandlung unter anschließender Wärmebehandlung wurde die Erzielung von praktisch brauchbaren Fasern oder Fäden ermöglicht, welche frei von Wärmebehandlungsunregelmäßigkeiten (oder ungleichförmiger Farbtönung) sind und eine ausgezeichnete Trennfähigkeit und Verstreckbarkeit aufweisen, welche bisher nicht erhalten werden konnten. Unregelmäßigkeiten aus der Wärmebehandlung werden tatsächlich durch eine ungleichmäßige Farbe (Bereich

von Schwarz bis Braun) angezeigt, und wiedergegeben. Beispielsweise liegt das wärmebehandelte Faser- oder Fadenprodukt im allgemeinen in Form eines dunkelbraunen Bandes vor. Wenn dieses Faser- oder Fadenprodukt kalt- oder heißverstreckt wird, wird es zu einem gleichmäßig gefärbten Faser- oder Fadenmaterial geformt, wenn das Material einer gleichförmigen Wärmebehandlung ausgesetzt war, während es zu einem mit verschiedenen Schattierungen oder Tönungen gefleckten Material führt, wenn eine unregelmäßige oder ungleichförmige Wärmebehandlung ausgeführt worden ist. Somit ist die Qualität des letzteren Fadenproduktes auch ernstlich mit Fehlern behaftet, da die Eigenschaften von jeder einzelnen Faser große Schwankungen aufweisen und daher technisch wertlos sind.

Es wurde festgestellt, daß die Fasern oder Fäden aus einer Mischung von Polytetrafluoräthylen und Cellulose, welche durch Spinnen in verschiedenen Arten von Viskosefüllbädern erhalten worden waren, große Unterschiede in der Trennfähigkeit oder Lösbarkeit von wärmebehandelten Garnen in Abhängigkeit von dem HZ-Wert der verwendeten Viskose, der Konzentration von Polytetrafluoräthylen und der Art des Bades aufwiesen. Um die Ursache hierfür zu ermitteln, wurden mikroskopische Beobachtungen des Quer-Schnitts und der seitlichen Strukturen des Garns durchgeführt, um die Anwesenheit von Luftblasen in den Fasern, Unregelmäßigkeiten oder Abnormalitäten der Faden- oder Faserformen und der Polytetrafluoräthylenteilchen in der Faser oder dem Faden festzustellen und zu prüfen, überdies wurde die Kompaktheit oder die Dichte der faserigen Struktur aus dem Quellungspunkt, der linearen Kontraktion und den Färbeeigenschaften geprüft. Es wurden keine bestimmten Schwankungen oder Änderungen im Zusammenhang oder als Wechselbeziehung zwischen der Faser und der Wärmebehandlung festgestellt. Bisher wurden in dieser Hinsicht keine näheren Angaben erhalten.

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Es wurde jedoch festgestellt, daß die restlichen Salze in der Faser die Eigenschaften des wärmebehandelten Garns stark beeinflussen. Es wurde z. B. die gemischte Matrix-Lösung der gleichen Zusammensetzung unter den gleichen Bedingungen in zwei Arten von Bädern gesponnen, welche aus H₂SO₄ und Na₂SO₄ bei einem prozentualen Verhältnis von 10:22 und aus H₂SO₄ und (NHJ₂SO₊ bei einem prozentualen Verhältnis von 10 bis 25 bestanden. Die so erhaltenen Fasern oder Fäden wurden mit Wasser gewaschen und unter gleichen Bedingungen wärmebehandelt. Hierbei wurde festgestellt, daß das in das Bad aus H₂SO₄: Na₂SO₄ = lo : 22% gesponnene Material eine gute Trennfähigkeit oder Lösbarkeit und Verstreckbarkeit aufwies, während das Material unter Verwendung des Bades aus H₂SO₄ -.(NHJ₂SO₄ = 10:25% häufig eine Verkleisterung oder Verklebung und eine schlechte Trennbarkeit und Verstreckbarkeit entwickelte. Dies wurde den Mengen an Restsalzen nach der Wasserwäsche und ihrer thermischen Stabilität zugeschrieben. Wie aus den in der nachstehenden Tabelle III gezeigten Ergebnissen ersichtlich ist, wurde festgestellt, daß im Fall von (NHJ₂SO₄ eher die schlechte Wärmestabilität für die Verkleisterung und Verklebung verantwortlich war als die Restmenge nach dem Waschen. Mit anderen Worten wurde festgestellt, daß (NH₄J₂SO₄ sich unter Absorption von atmosphärischer Feuchtigkeit bei einer Wärmebehandlungstemperatur von 300 bis 400° C zersetzte und H₂SO₄ hinterließ, wodurch eine der Polytetrafiuoräthylenteilchen veranlaßt wurde.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1

Ein Vakuum-Mischer wurde mit 250 g Viskose mit einem Gehalt an 8% Cellulose, 6% Ätznatron und 29% (bezogen auf Cellulose) Schwefelkohlenstoff, einem HZ-Wert von 4,0 und einer Viskosität von 40 Poise bei 2O⁰C, 300 g einer 60%igen wäßrigen Polytetrafluoräthyienemulsion und 9 g Glycerin nach Kühlung auf unterhalb 15° C beschickt. Die Zusammensetzung der gemischten Lösung ergab eine Konzentration von 90% an Polytetrafluorethylen in der Masse aus hochmolekularen Substanzen. Die eingebrachten Materialien wurden mittels eines Rührers mit einer Umlaufgeschwindigkeit von 100 U/Min, unter einem Vakuum von 10 mm Hg während 20 Minuten gerührt. Dann wurde das Lösungsgemisch durch ein Filter filtriert, welches Sandkörner einer Größe entsprechend einem Sieb mit etwa 110 Maschen je Quadratzentimeter enthielt. Danach wurde die Masse durch eine Getriebepumpe unter Druck geleitet und durch eine Spinndüse mit 100 Öffnungen von jeweils 0,15 mm im Durchmesser in ein Fällbad bei 25⁰C gesponnen, welches aus Schwefelsäure, Natriumsulfat und Wasser in einem Verhältnis von 10 :22 : 68% bestand. Die Spinngeschwindigkeit betrug 18 m/min. Die verfestigte Faser wurde gründlich gereinigt, indem man sie durch kalte und warme Waschwasserbäder führte. Die auf der Faser abgelagerte Schwefelsäure, H₂SO₄, welche in diesen Bädern zurückblieb, wurde quantitativ mittels n/100-NaOH analysiert und die Menge an abgelagertem Natriumsulfat .wurde durch Uranylzinkacetat ausgefällt und quantitativ mittels Chelattitration analysiert. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle I gezeigt.

Tabelle I	j Alkaliablagerung	Na₃SQ₁-	H₂SQ₁-
	Probeentnahme	Ablagerung	Ablagerung
		je lOOg luft	je 100 g luft
Vergleichbad Nr. 1	getrockneter	getrockneter
ίο (Vergleich)	Faser	Faser
Vergleichbad Nr. 2
(Vergleich)	33,3	6,23
Vergleichbad Nr. 3
(Vergleich)	—	—
Vergleichbad Nr. 4
(Vergleich)	1,85	0,45
Gemäß Erfindung
Bad Nr. 5 (Vergleich)	0,61	0,20
20 Gemäß Erfindung (zwei
mal mit Wasser ge	0,061	0,01
waschen, 2 Min. bei
80° C) (Vergleich)....

0	0

Anschließend wurde das das Bad Nr. 5 verlassende Faserband weiter in eine wäßrige Lösung von Ätznatron eingetaucht, um auf den Fäden die alkalische Substanz zur Abscheidung zu bringen. Die mittlere Abscheidungsmenge betrug 0,069 Gewichtsprozent.

Die die Bäder verlassenden Garne wurden mittels Walzen gepreßt, bis der Wassergehalt auf 135% verringert war und dann über und unter vier Heizwalzen geleitet, welche bei Temperaturen von 340, 330, 360 bzw. 350° C gehalten waren. Die Aufnahmegeschwindigkeit betrug 3 m/min, und die Behandlungszeit war 23 Sekunden. Das Garn aus dem Bad Nr. 1 klebte nicht nur an der ersten Walze, wenn es getrocknet war, sondern besaß auch zahlreiche gebrochene Einzelfasern oder Einzelfäden, wodurch die Wärmebehandlung behindert wurde. Obgleich die Garne aus den Bädern Nr. 3 und 4 im wesentlichen die gleiche Neigung zeigten, waren sie stufenweise im Hinblick auf die Wärmebehandlung verbessert. Das Garn aus dem Bad Nr. 4 war einem geringeren Brechen der Einzelfasern oder -fäden unterworfen, war jedoch noch hinsichtlich der Stärke oder Festigkeit, Trennbarkeit und gleichmäßigen Wärmebehandlung unbefriedigend. Im Gegensatz dazu zeigte das Garn aus dem Bad Nr. 5 keine fehlerhafte Wärmebehandlung. Beim Heißverstrecken führte es zu keinen praktischen Schwierigkeiten im Hinblick auf die Festigkeit und Trennbarkeit. Es zeigte jedoch noch einige Unregelmäßigkeiten der Wärmebehandlung sowohl in den Längs- als auch Querrichtungen. Bei der Wärmebehandlung des nach Bad Nr. 5 mit der Ätznatronlösung weiterbehandelten Garnes traten keine Unregelmäßigkeiten auf. Wenn dieses Garn um das 8fache seiner ursprünglichen Länge in einem Salzbad bei 340° C gestreckt wurde, wurde eine Polytetrafluoräthylenfaser von ausgezeichneter Trennbarkeit und gleichförmiger Qualität erhalten, welche einen Titer von 3,98 den, eine Festigkeit von 2,71 g/den, eine Dehnungsfähigkeit von 27,7% und eine anfängliche Zugfestigkeit von 26,9 g/den aufwies.

Wenn das wärmebehandelte Garn aus dem Bad Nr. 4 in ähnlicher Weise heißverstreckt wurde, war eine Dehnung um das 8fache auf einmal schwierig zu erhalten, und es konnte bestenfalls eine Dehnung von dem 1.5- bis 2faclicn durchgeführt werden. Auch

beim Verstrecken in zwei oder drei Stufen hatte dieses Material eine Gesamtstreckbarkeit von weniger als dem 4fachen. überdies setzte ein Brechen der Einzelfasern ein.

Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 2

Es wurde in diesem Beispiel ein Garn hergestellt, das absolut von Na₂SO₄-Salzen befreit war, worauf ein derartig völlig salzfreies Salz mit einer Ammoniumsulfatlösung behandelt wurde, um den Einfluß des Gehaltes von Ammoniumsulfat auf die endgültigen Eigenschaften der Fäden aufzuzeigen.

Das Garn (Titer 43 den, Festigkeit 0,07 g/den, Dehnbarkeit 15,5%) aus dem Bad Nr. 5, welches wie im Beispiel 1 hergestellt war, wurde weiter in einem warmen Wasserbad bei 80⁰C zweimal in 10 Minuten gewaschen. Die Waschgeschwindigkeit betrug jedesmal 3 m/min. Bei Durchführung der quantitativen Analyse auf Na⁺-Gehalt in der Faser oder dem Faden mittels Uranylzinkacetat, wurden keine analytischen Ergebnisse gefunden, wodurch wiederum bestätigt wird, daß keine Spuren von Na₂SO₄ in dem Faseroder Fadenprodukt zurückblieben. Anschließend wurden 30-m-Proben dieses Faser- oder Fadenmaterials, während es noch feucht war, während etwa 1 Stunde in Ammoniumsulfatlösungen mit einem Gehalt von 0,000066, 0,00066, 0,0066 bzw. 0,066% eingetaucht. Dann wurde jede Probe durch Walzen gepreßt, welche bei einem bestimmten Druck betrieben wurden und mittels Vierstufen-Heizwalzen behandelt. Der Wassergehalt des Garns betrug nach dem Durchgang durch die Preßwalzen 140%. Die Temperatur der Heizwalzen, die Aufnahmegeschwindigkeit und die Behandlungszeit waren die gleichen, wie im Beispiel 1 angewendet wurden. Es wurde hierbei gefunden, daß das wärmebehandelte Garn aus dem Bad der 0,000066%igen Lösung keine praktischen Schwierigkeiten hinsichtlich der Heißverstreckbarkeit und Trennbarkeit aufwies. Es wurde jedoch festgestellt, daß die Garne aus den Bädern mit stärker konzentrierten Lösungen als 0,00066% an der ersten Walze klebten, wenn sie getrocknet waren, überdies war die gleichförmige Wärmebehandlung und die Heißverstreckbarkeit bei diesen Garnen weniger zufriedenstellend und diese Garne zeigten selbst eine Verkleisterung oder ein Verkleben, so daß sie für eine praktische Verwendung ungeeignet waren. Das vorstehend geschilderte Garn aus dem 0,000066% Bad zeigte eine größere Verbesserung bei der gleichförmigen Wärmebehandlung und Verstreckbarkeit, wenn es außerdem wärmebehandelt wurde, nachdem es in eine0,05%ige wäßrige Lösung von NaOH eingetaucht worden war. Hierbei betrug die mittlere Abscheidungsmenge an Alkali 0,07 Gewichtsprozent.

Vergleichsbeispiel 3

In diesem Beispiel wird der Einfluß der Mengen an Restsäuren und -salzen in der Faser oder in den Fäden auf das wärmebehandelte Garn gezeigt.

Es wurden Kabel mit einem Titer von 2440 den/60 mit einem Gehalt von 90% Polytetrafluoräthylen zur vollständigen Entfernung von restlichen Säuren (qualitative Analyse mittels Methylorange) und restlichen Salzen (quantitative Analyse mittels Uranylzinkacetat) in der Faser zunächst sorgfältig mit warmem Wasser gewaschen, während 24 Stunden bei Raumtemperatur in jedes Bad eingetaucht, dann durch Preßwalzen zur Verringerung des Wassergehaltes auf 135% geführt und anschließend einer Wärmebehandlung mittels Walzen unter den gleichen Bedingungen ausgesetzt.

Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle II aufgeführt.

Tabelle II

Einfluß von abgelagerter Menge H₂SO₄. auf die
Wärmebehandlung (90% Polytetrafluoräthylen-Faser)

IO	Wäßrige	Abgelagerte	Verhalten oder Zustand
	Lösung von H₂SO₁,	Menge, Prozentsatz	bei Wärmebehandlung
	Konzen	X 1 VLvllwUlfa je 100 g
	tration	Trockenfaser
15	(%)		das Garn brach bei der
	4,9	6,6	ersten Walze
			desgl.
	0,49	0,66	desgl.
20	0,049	0,066	Kein Garnbruch, jedoch
	0,0049	0,0066	schlechte Festigkeit und
			Trennfähigkeit
			zufriedenstellende Festig
25	0,00049	0,00066	keit und kein Säureein
			fluß
			desgl.
	0	0

Es ist ersichtlich, daß bereits eine Menge von etwa 0,007% H₂SO₄ einen nachteiligen Einfluß auf die Wärmebehandlung aufwies.

Vergleichsbeispiel 4

In diesem Beispiel wurde die Beziehung des HZ-Werts der verwendeten Viskose und des Restsalzgehaltes untersucht. Unter Verwendung verschiedener Matrizen mit den in der nachstehenden Tabelle III angegebenen HZ-Werten wurden Fasern oder Fäden mit einem Gehalt von 90% Polytetrafluoräthylen stets unter gleichen Bedingungen in ein Bad aus H₂SO₄ zu Na₂SO₄ = 10:22% gesponnen. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle III zusammengefaßt.

Tabelle III

Einfluß der HZ-Werte der verwendeten Viskose
(90% Polytetrafluoräthylen)

50	HZ der ver	Probeentnahme	Ablagerung von
wendeten Viskose		Na₂SO₄ je 100 g
		getrocknetes Kabel
2,0	Bad Nr. 5	von 2440 d/60 Stücke
⁵⁵ 4,5	Bad Nr. 5	0,07
6,8	Bad Nr. 5	0,09
8,7	Bad Nr. 5	1,97
10,5	Bad Nr. 5	3,96
Anmerkung:		1,38
	Die quantitative Analyse von Na₂SO,
	_t wurde mittels Bestimmung

der Na ⁺-Ionen durch Uranylzinkacetat durchgeführt.

Aus der Tabelle III ist klar ersichtlich, daß niedrigere HZ-Werte eine geringere Ablagerung von Na₂S O₄ ergaben. Bei einem HZ-Wert von 10,5 erwies es sich als schwierig, Na₂SO₄ zu entfernen, selbst bei Durchführung der Wasserwäsche. Diese Tatsache könnte

durch die Annahme erklärt werden, daß Viskose von hohem HZ-Wert viele Natriumcellulosexanthogenatgruppen enthält, welche wiederum die Zersetzung und Regenerierung von Viskose in dem Verfestigungs- und Regenerierungsbad verzögert oder hemmt, wodurch die Reste in die Faser eingeschleppt werden. Dies stellt einen der Gründe dafür dar, warum die Verwendung von Viskose mit hohem HZ-Wert im allgemeinen die Wärmebehandlung hemmt. Es wurde auch beobachtet, daß die höhere Konzentration von Polytetrafluoräthylen weniger restliche Salze bilden kann. Als natürliche Folge ist es daher anzusehen, daß die Cellulose, welche zur Absorption von Salzen bereit ist, desto mehr verringert wurde.

Vergleichsbeispiel 5

Walzen	Oberflächentemperatur, ⁰C
1 5 2 3 4	350 340 360 360

IO

20

Es wurden Versuche bezüglich der Einflüsse oder Wirkungen von solchen Salzen, wie in der nachstehenden Tabelle IV angegeben, aufgeführt.

Es wurde eine gemischte Matrix unter Anwendung einer Viskose mit einem HZ-Wert von 4,0 in der Weise hergestellt, daß die Polytetrafluoräthylenkonzentration (in der Faser) 90% ausmachte; die gemischte Matrix wurde in ein Bad aus H₂SO₄ zu Na₂SO₄ = 10 zu 22% gesponnen. Das so erhaltene Fadenprodukt wurde sorgfältig mit warmem Wasser ausgewaschen bis kein Na₂SO₄ festgestellt werden konnte (bestimmt durch Uranylzinkacetatmethode). Das so erhaltene Grundfasermaterial wurde über Nacht in Lösungen von verschiedenen Salzen eingetaucht, danach durch Druckwalzen bis auf einen Wassergehalt von 135% ausgepreßt und dann unmittelbar einer Wärmebehandlung stets unter gleichen Bedingungen unter Anwendung von 4-Stufen-HeizwaIzen unterworfen. Der Gesamttiter des bei dieser Prüfung verwendeten Fasermaterials betrug 2440 den/60.

Die Oberflächentemperatur von jeder Walze ist nachstehend angegeben. Die Behandlungsdauer belief sich auf 23 Sekunden.

Die Ergebnisse, die hierbei erhalten wurden, sind in der nachstehenden Tabelle IV zusammengefaßt.

Bei den Salzablagerungen auf dem Faden oder der Faser bestanden einige Schwankungen zwischen den theoretisch durch Berechnungen aus dem praktisch vorhandenen Wassergehalt in Abhängigkeit von der Art des Salzes abgeleiteten Werten und den mittels quantitativer Analyse bestimmten Werten oder Mengen von Ablagerungen. Die tatsächlich gemessenen Werte waren jedoch durchschnittlich so niedrig wie 20%.

Die Bezeichnungen »Trennbarkeit« und »Unregelmäßigkeit der Wärmebehandlung«, die in der nachstehenden Tabelle IV angegeben sind, sind in folgender Weise definiert:

Trennbarkeit

Dies stellt die Prozentzahl von Einzelfasern oder -fäden dar, welche in dem Gesamtvolumen des zu dem Zeitpunkt des Schneidens, nachdem das wärmebehandelte Garn bei Raumtemperatur verstreckt worden ist, erhaltenen Kabels oder Taus, eingeschlossen waren. Es wird daher insbesondere bevorzugt, daß eine höhere Trennbarkeit vorliegt.

Unregelmäßigkeiten der Wärmebehandlung

Dies ist eine prozentuale Angabe der Anzahl von Fasern oder Fäden, welche eine abnormale Färbung im Vergleich zu derjenigen von Fasern tragen, welche eine gleichförmige Färbung zum Zeitpunkt der Trennung der Fasern oder Fäden nach der Wärmebehandlung und Aussetzung an ein Verstrecken bis zu einem maximalen Ausmaß bei Raumtemperatur aufweisen. Demgemäß ist dieser Wert um so weniger befriedigend, je höher er ist.

Tabelle IV
Einfluß von Restsalzen (Salzrückständen) auf die Wärmebehandlung

	Badkonzen tration	Prozentsatz	Faserzustand nach der Wärmebehandlung	Wärmebehandelte Faser (oder Faden)	Trennbarkeit	Unregel mäßigkeiten der Wärme
Salze im Eintauchbad	(%)	SaIz- ablagerung je 100 g Faser		Dehnbarkeit	(%)	behandlung
	0,155		gut (braun)	(%)	100	15
(NaPO₃)₆	1,55	0,2	sowohl Dehnbarkeit als auch	470	80	27
		2,0	Trennbarkeit verringert	400
	15,5		die gleiche Neigung verstärkt		40	33
	0,015	20,0	gut (schwarz)	370	100	20
Na₂SO₄ zu	0,076	0,02	Dehnbarkeit etwas erniedrigt	490	100	25
ZnSO₄ = IO: 1	0,76	0,10	sowohl Dehnbarkeit als auch	410	0	40
		1,03	Trennbarkeit verringert	316
	7.65		die gleiche Neigung wird ausge		0	60
		10,30	prägt	258

Fortsetzung

	Badkonzen tration	Prozentsatz	Faserzustand nach der Wärmebehandlung	Wärmebehandelte Faser (oder Faden)	Trennbarkeit	Unregel mäßigkeiten der Wärme
Salze im Eintauchbad	(%)	Salz ablagerung je 100 g Faser		Dehnbarkeit	(%)	behandlung
	0,007		ziemlich gut (braun)	(%)	80	0
(NHJ₂SO₄	0,013	0,009	sowohl Dehnbarkeit als auch	350	0	0
		0,018	Trennbarkeit neigen zur Ab	306
			nahme
	0,066		die gleiche Neigung verstärkt		0	0
	0,11	0,09	sehr gut (schwarz)	216	100	20
NaNO₃	Ul	0,015	sowohl Dehnbarkeit als auch	410	50	26
		0,15	Trennbarkeit verringert	356
	IU		die gleiche Neigung verstärkt		0	27
	0,008	1,5	sehr gut (schwarz)	250	80	0
ZnSO₄	0,016	0,011	Trennbarkeit war gering	480	0	0
	0,08	0,022	Verringerte Dehnbarkeit	408	0	0
	0,035	0,11	sehr gut (schwarz)	221	90	26
Na₂SO₄	0,071	0,047	sowohl Dehnbarkeit als auch	506	80	15
		0,095	Trennbarkeit verringert	430
	0,71		die gleiche Neigung verstärkt		50	0
	0,027	0,95	gut	210	100	15
NH₄Cl	0,27	0,0036	sowohl Dehnbarkeit als auch	430	100	0
		0,036	Trennbarkeit verringert	360
	2,7		die gleiche Neigung verstärkt		60	0
	0,006	0,36	gut	305	100	10
MgSO₄	0,06	0,008	sowohl Dehnbarkeit als auch	496	80	0
		0,08	Trennbarkeit verringert	440
	0,6		die gleiche Neigung verstärkt		50	0
	6,0	0,8	die gleiche Neigung verstärkt	348	0	0
	0,0009	8,1	gut	209	100	18
K₂SO₄	0,009	0,0012	gut	498	100	20
	0,087	0,012	gut	500	90	16
	0,87	0,12	Dehnbarkeit schwach verringert	450	70	26
	8,7	1,17	schlecht	290	0	0 .
	11,7	260

Mit Bezug auf die Unregelmäßigkeiten der Wärmebehandlung führen die gebräuchlichen Arbeitsbedingungen bei der Behandlung wahrscheinlich zu Fasern oder Fäden, welche, wie aus der Tabelle IV ersichtlich ist, eine fleckige Färbung tragen. Das Verfahren gemäß der Erfindung wird jedoch als geeignet angesehen, um abgelagerten kolloidalen Schwefel

wahrscheinlich durch eine Alkaliwäsche zu entfernen und eine gleichförmige Wärmebehandlung zu erreichen, was der gemeinsamen Wirkung dieses Spüloder Waschvorgangs und dem gleichförmigen oder ebenmäßigen Abscheiden von alkalischen Stoffen auf der Garnoberfläche zugeschrieben wird.
55

Beispiel 3

Das in gleicher Weise, wie im Beispiel 1 beschrieben, aus der Matrix gesponnene. Garn, welches auch die gleiche Zusammensetzung, wie im Beispiel 1 angegeben, besitzt, wurde durch ein kaltes Waschwasserbad (2 Minuten) und ein warmes Waschwasserbad bei 180⁰C (10 Minuten) geleitet. Die Menge an Restsäuren betrug 0% und diejenige von Na₂SO₄ weniger als 0,01 %. Das Garn wurde in wäßrige Lösungen von

NaOH von verschiedenen Konzentrationen eingetaucht und bis zu einem Wassergehalt von 160% gepreßt. Während es noch feucht war, wurde es bei 340⁰C 10 Sekunden lang jeweils mittels Achtstufen-Heizwalzen wärmebehandelt. Es wurden die in der nachstehenden Tabelle V angeführten Ergebnisse erhalten.

309 532/475

Tabelle V

	NaOH Bad (%)	NaOH- Ablagerung je KK) g von lufttrockener Faser (%)	Festigkeit (g/den)	Eigenschaften ι Dehnbarkeit (%)	ies wärmebeha Farbe	ndelten Garns Trennbarkeit (%)	fleckig Färbung (%)
Kontrollversuch 1	O 2 0,2 0,02 0,002 0,0002	0 3,2 0,32 0,032 0,0032 0,00032	0,21 0,23 0,21 0,22 0,23 0,21	570 650 660 690 730 650	braun schwarz schwarz schwarz schwarz schwach gefärbt	100 80 80 80 80 80	20 0 0 0 0 10
2
Versuch Nr. (gemäß der Erfindung) 1
2
3
4

Aus der vorstehenden Tabelle V ist ersichtlich, daß belle VI ersichtlich ist, besaßen diejenigen der wärmedas Garn, welches eine NaOH-Ablagerung im Be- behandelten Garne von Tabelle V, welche vorherreich von 0,32 bis 0,0032 Gewichtsprozent des luftge- gehend einer Alkalibehandlung zugeführt wortrockneten Faserprodukts besaß, für die gleichförmige 25 den waren, eine verhältnismäßig hohe Dichte, was Wärmebehandlung und Trennbarkeit bevorzugt wurde wiederum bedeutet, daß diese Wärmebehandlung er- und vorteilhaft ist. Wie aus der nachstehenden Ta- folgreich ausgeführt worden ist.

Tabelle VI

Versuch Nr. (gemäß der

Erfindung)

Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3

Kontrollversuch

Beispiel 1

Dichte des

wärmebehandelten Garns
(25° C)

2,135
2,123
2,102

7,073

Das in gleicher Weise, wie im Beispiel 3 angegeben ist, hergestellte Kabel oder Tau, wurde gründlich mit Wasser gewaschen, um wesentlich den Gehalt an restlichen Säuren und Salzen zu verringern und in wäßrige Lösungen von Natriumcarbonat mit verschiedenen Konzentrationen eingetaucht und auf einen Wassergehalt von 130% gepreßt. Dann wurde jede Probe jeweils 10 Sekunden lang wärmebehandelt, indem es

piel 4

durch die Heizwalzen, welche eine Oberflächentemperatur von 340⁰C hatten, durchgeführt wurde. Die hierbei erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle VII gezeigt. Das Garn, welches der Wärmebehandlung mit abgelagertem Natriumcarbonat unterworfen wurde, zeigte eine erhöhte Dichte und gestattete eine gleichförmige und rasche Behandlung.

Tabelle VII

NaOH-Ablagerung je 100 g von lufttrockener Faser

Eigenschaften des wärmebehandelten Garns

Festigkeit
(g/den)

Dehnbarkeit
(%) Farbe

Trennbarkeit

fleckige Färbung

Kontrollversuch

1

2

0 6,9

0,21
0,23

570
480

braun
schwarz

100 30

23 17

Fortsetzung

NaOH-

Ablagerung

je 100 g von

lufttrockener

Faser Eigenschaften des wäimebehandelten Garns

Festigkeit (g/den) Dehnbarkeit

Farbe

Trennbarkeit

fleckige Färbung

Versuche (gemäß der
Erfindung)

1

2

3

0,53

0,053

0,0053

0,69

0,069

0,0069

0,21 0,22 0,21 610
580
560

schwarz
schwarz
schwach
verfärbt

100 100 100

0 0

Beispiel 5

Viskose für synthetische Fasern mit einem Härtungs- 20 grad von 5,0 und 60%ige Polytetrafluoräthylen-Emulsion wurden im Vakuum unter Bildung einer gemischten Lösung mit einer Konzentration von 85% Polytetrafluoräthylen in einer hochmolekularen Masse gemischt. Diese Mischung wurde durch eine Getriebe- 25 pumpe unter einem bestimmten Druck geführt und in ein Bad aus H₂SO₄, Na₂SO₄ und H₂O im Verhältnis von 10:21 :69% durch ein Mundstück mit 100 öffnungen von jeweils 0,1 mm im Durchmesser gesponnen. Nach der Abgabe in ein Verfestigungsbad und 30 nach anschließendem Waschen mit kaltem und warmem Wasser war das Garn ausreichend gereinigt, um die Mengen an restlichen oder zurückgebliebenen Säuren und Salzen zu verringern. Das Garn wurde dann in einen Behälter bei der Spinngeschwindigkeit von 18 m/min geschüttelt. Der Titer des Einzelfadens des luftgetrockneten Garns betrug 25 den. Dieses Garn wurde in Kabelform in Bäder eingetaucht, welche wäßrige Lösungen von Ätzkali in verschiedenen Konzentrationen enthalten, und mittels einer Preßwalze auf einen Wassergehalt von 160% gepreßt und unmittelbar durch die Heizwalzen geleitet. Diese Garne und weitere, welche unter den gleichen Bedingungen wärmebehandelt worden waren, wurden weiter um das 8fache ihrer Größe bei 38O°C heißgestreckt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle VIII aufgeführt.

Tabelle VIII

KOH-Ablagerung je 100 g von lufttrockener

Faser

Eigenschaften des wärmebehandelten Garns

Festigkeit

Dehnungsfähigkeit Eigenschaften des heißverstreckten Garns

Festigkeit
(g/den)

Dehnungsfähigkeit

Trennbarkeit

Fleckige Färbung

Kontrollversuch

1

2

Versuch (gemäß

der Erfindung)

1

2

3

Kontrollversuch

2

2,8

0,28

0,028

0,0028

0,000028

4,5

0,45

0,045

0,0045

0,00045

0,21 0,22

0,21 0,23 0,23

0,22

1,48

1,70
1,78
1,68

1,49

13,4

16,4
15,9
17,3

14,0

80 30

100

90

80

18 0

0 0 8

25

Das Garn mit einer KOH-Ablagerung von 4,5% konnte nicht um das 8fache der Größe gestreckt werden, wobei das maximale Streckverhältnis oder -ausmaß nur das 3fache betrug. Die Kontrollversuche 5 und 7 ergeben ein maximales Streckverhältnis von dem· 6fachen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verbessern der Eigenschaften von Fäden oder Fasern aus einem Fluoräthylenpolymerisat, die durch Verspinnen eines Gemisches von Viskose als Matrix und einer Fluoräthylenpolymerisatdispersion in ein Viskosefällbad, Erhitzen der erhaltenen Gebilde auf eine Temperatur, bei der die Regeneratcellulose zerstört wird und die Fluoräthylenpolymerisatteilchen zusammensintern, sowie Verstrecken der Polymerfäden bzw. -fasern erhalten worden sind, dadurch gekennzeichnet, daß man vor der Hitzebehandlung die in den Fäden bzw. Fasern zurückgebliebenen Mengen an restlichen Säuren bzw. Salzen durch gründliches Waschen mit Wasser, auf unterhalb 0,05 Gewichtsprozent (Säure) bzw. 5 Gewichtsprozent (Salzen) der lufttrockenen Faser verringert und auf die Fäden oder Fasern durch Behandeln mit wenigstens einer der Verbindungen Alkali-hydroxyd, -carbonat, -bicarbonat oder -sulfid, 0,001 bis 2 Gewichtsprozent der lufttrockenen Faser alkalische Substanz aufbringt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Spinngemisch verwendet, in welchem der Anteil des Fluoräthylenpolymerisats, bezogen auf die Summe der Festkörper Cellulose und Fluoräthylenpolymer, 60 bis 96 Gewichtsprozent beträgt und die Ammoniumchloridreife der Viskose unter 13 liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Fluoräthylenpolymerisat Polytetrafluoräthylen verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als alkalisches Behandlungsmittel Ätznatron oder Ätzkali verwendet.