DE1669505C - Verfahren zum Herstellen von Fasern aus Polymeren, die nicht aus der Schmelze, ohne einen Zerfall zu erleiden, verformt werden können - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von Fasern aus Polymeren, die nicht aus der Schmelze, ohne einen Zerfall zu erleiden, verformt werden könnenInfo
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Description
I 669 505
ι
ι
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eine vollkommen molekuLre Dispersion des PoIyvon
Fasern aus Polymeren, die nicht aus der Schmelze meren im Lösungsmittel ist. jedoch dadurch nicht erverformt
werden können, ohne einen Zerfall zu er- reichbar; die verbleibenden, nicht abgetrennten Moleleiden, durch Trockenverspinnen einer Lösung dieser külklumpen besitzen einen ungünstigen Einfluß auf
Polymeren in einem aus niedermolekularen Verbin- 5 das Spinnverfahren und die Qualität des erzeugten
düngen bestehenden Lösungmiitel. Endproduktes.
Polymere der vorgenannten Art sind lineare oder Schließlich ist es bereits bekannt, Polymeren in hoher
verzweigte, jedoch nicht vernetzte Polymere wie Poly- Konzentration, über 33%. in Wasser zu lösen bzw.
vinylalkohol, Polyacrylnitril oder auch Polyäthylene quellen zu lassen, die so erhaltenen Polymerlösungen
von so hohem Molekulargewicht, daß sie ohne wesent- io zu verspinnen und anschließend das Wasser aus den
liehe Zersetzung nicht versponnen werden können, gesponnenen Polymerfäden zu verdampfen. Ein der-
jedoch, in niedrigmolekularen Verbindungen als Lö- artiges Verfahren wird beispielsweise in der deutschen
sungsmittel gelöst, bei Temperaturen unterhalb ihrer Auslegeschrift 1172 398 beschrieben. Da bei diesen
Zersetzungstemperatur zu Fasern verarbeitet werden Verfahren die Verdampfung des Wassers aus den ver-
können. 15 sponnenen Fäden vor deren Aufwicklung durchge-
Bisher bekannte Methoden zur Gewinnung von führt werden muß, sind damit ebenfalls keine hohen
Fasern aus derartigen Polymeren haben jedoch jeweils Aufwickelgeschwindigkeiten erzielbar,
verschiedene Nachteile. So wird beim Naß-Verspinnen Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese
das Polymere in einem Lösungsmittel in einem Kon- Nachteile beim Herstellen von Fasern der eingangs ge-
zentrationsbereich von 5 bis 25 % gelöst und die Lö- ao nannten Polymeren durch Trockenspinnen zu ver-
sung in ein nichtlösendes Koagulationsbad aus Spinn- meiden.
düsen als Fasern ausgesponnen. Da ein solches Ver- Zu diesem Zweck ist das Verfanren nach der Erfin-
fahren im wesentlichen auf der Interdiffusion von dung dadurch gekennzeichnet, daß man eine 2- bis
Flüssigkeiten basiert, ist die Spinngeschwindigkeit (50 33gewichtsprozentige Lösung von Polymeren in einem
bis 100 m/min) gering im Vergleich zu Spinngeschwin- 35 Lösungsmittel, bestehend aus einer unterhalb des
digkeiten, wie sie beim Schmelzspinnen von thermosta- Schmelzpunktes der Polymeren vollständig lösbaren
bilen Polymeren erreicht werden können (1000 m/min niedermolekularen Verbindung oder einem Gemisch
und mehr). solcher Verbindungen, in denen die Polymeren nur bei
Dar Verspinnen oder Verformen einer Polymer- erhöhter Temperatur, jedoch unterhalb ihrer Zerlösung,
beispielsweise Polyvinylchlorid in Diäthyl- 3° Setzungstemperatur, lösbar, bei niedrigeren Temperaformamid,
beschreibt die französische Patentschrift türen aber unlösbar sind, in Kaltluft einspinnt und die
1 299 256. Hiernach wird das in einer beschränkten so erhaltenen Fasern ohne vorherige Lösungsmittel-Menge
des Lösungsmittels bei erhöhter Temperatur entfernung aufnimmt bzw. aufspult,
gelöste Polymerisat ebenfalls in ein Koagulationsbad Als Polymere kommen in Betracht neben den bereits eingebracht. 35 obengenannten Polyvinylalkohol und Polyacrylnitril
gelöste Polymerisat ebenfalls in ein Koagulationsbad Als Polymere kommen in Betracht neben den bereits eingebracht. 35 obengenannten Polyvinylalkohol und Polyacrylnitril
Beim Trockenverspinnen (auch Lösungsverdamp- u. a. Mischpolymerisate von Acrylnitril. Vorzugsweise
fungs-Spinnen genannt) werden Polymerlösungen im verspinnt man ein mindestens 85 Acrylnitrileinheiten
Konzentrationsbereich zwischen etwa 20 und 35% enthaltendes Mischpolymerisat oder ein Polyolefin mit
senkrecht in einen heißen Luftschacht extrudiert, wobei einem Molekulargewicht über 750 000. Zweckmäßig
der größte Teil des Lösungsmittels vor dem Aufwickeln 40 verspinnt man auch eine Polymerisatlösung, die feste
der Fasern abgedampft wird. Dieses Verfahren besitzt Füllstoffe in einer 10% des Fasergewichtes über-
aber den Nachteil, daß es am Spinnschacht angebaute, schreitenden Menge enthält.
kostspielige Lösungsmittel-Wiedergewinnungsanlagen Praktisch alle Spinnlösungen, die nach den Grunderfordert.
Je höher der Siedepunkt und die Verdamp- sätzen der Erfindung hergestellt sind, verHeren ihre
fungswärme des Lösungsmittels sind, desto länger oder 45 Eigenschaften einer kontinuierlichen Faserbildung
heißer muß der Spinnschacht sein, was erheblichen nicht, wenn ohne eine Änderung in der Polymerkon-Kostenaufwand
erfordert und sich nachteilig auf die zentration eine gewisse Menge eines inerten Füllstoffes
Qualität der Faser auswirkt. Dieses Problem wird be- in der Polymerlösung dispergiert wird. Die maximal
sonders ernst bei Polyacrylnitril, wofür verhältnis- zulässige Menge an Füllstoff hängt wesentlich vom
mäßig teure hochsiedende Lösungsmittel verwendet 50 Einfluß des Füllers auf die Fluidität der Spinnlösung,
und wiedergewonnen werden müssen. Die erreich- nicht jedoch von der absoluten Konzentration des
baren Spinngeschwindigkeiten liegen etwa zwischen Polymeren ab. Bei der Verwendung eines Polymeren
300 und 500 m'min. mit sehr hohem Molekulargewicht in einer schlechten
Beim Gel-Spinnverfahren werden Polymerkonzen- Lösung kann daher die für die Spinnbarkeit erforder-
trationen zwischen 40 und 55% angewendet. Ver- 55 liehe Polymerkonzentration niedrig gehalten werden,
spönnen wird mit Einrichtungen ähnlich denen für das so daß bei Dispergieren eines Füllstoffes in der Spinn·
formte Polymer-Gel wird, noch Lösungsmittel ent· sehr hoch gehalten werden kann. Da das SpinnlÖsungs-
haltend, aufgewickelt; bei Polymergehalten über 45% mittel später aus der gesponnenen Faser entfernt wird,
sind die Fäden gewöhnlich trocken genug, um auf der 60 kann man dadurch eine Faser mit einem hohen Füll-
schreiten. Eine der großen Schwierigketten bei diesem beim Trocken· und Gelspinnverfahren gebräuchlich
hochkonzentrierten und homogenen Gels. Dies muß 65 Fasern werden auf Spulen ohne Entfernung des Spinn'
durch gemeinsames Vermählen und Kneten des Poly- lösungsmittel* aufgewickelt. In dieser Weise lassen siel
meren und des Lösungsmittels bei Temperaturen nahe Aufwickelgeschwindigkeiten von in manchen Fället
der Zerselzungsicmperatur des Polymeren geschehen, mehr als 1000 m/min erreichen. Daher ist trotz de:
verhältnismäßig niedrigen Polymerkonzentration in Führungsrolle oder der Spule aufgewickelt werden,
den Lösungen kein Koagulationsbad oder Lösungs- Bei einer etwas geringeren Konzentration der PoIy-
mitteldampfungseinheit zwischen Spinndüse und erster meren in der Gelphase können an sich bekannte Textil-
Transportrolle oder Aufwickelhaspel erforderlich. Dies hilfsmittel benutzt werden, um ein Aneinanderhaften
vereinfacht die Einrichtung und damit die Anlage- 5.der Fasern zu verhindern,
und betrieblichen Kosten nicht unwesentlich. Die noch Spinnlösungsmittel führenden Fasern
Der Spinnschacht kann so kurz wie beim Gelspinn- können durch einen anschließenden Waschprozeß
verfahren gehalten, muß aber ausreichend sein, um davon befreit werden; dies kann entweder auf den
sicherzustellen, daß die gesponnenen Fäden in aus- Spulen oder durch Führung über Waschhaspeln erreichendem
Maß Wärme an die Umgebung abgeben io folgen,
können. Eine sorgfältige Auswahl der Zusammensetzung der
können. Eine sorgfältige Auswahl der Zusammensetzung der
Wenn eine heiße Polymerlösung mit der richtigen Waschflüssigkeit ermöglicht es, die endgültige Faser-Konzentration
unter Verwendung eines erfindungs- feinstruktur zu beeinflussen. So kann man beispielsgemäß
ausgewählten Lösungsmittels aus einer Spinn- weise eine Waschflüssigkeit so auswählen, daß sie eine
düse senkrecht nach unten in die kalte Luft extrudiert ts poröse Faserstruktur nach Entfernung der Spinnwird,
erleiden die dünnen fallenden Ströme bei der lösungsmittel hinterläßt, oder aber die Auswahl kann
Abkühlung eine Phasentrennung in eine Polymerphase so erfolgen, daß nach der Entfernung der Spinnlösungsund
eine »Lösungsmitteh-Phase. Die Polymerphase mitteldiiWaschflüssigkeitdieFasernderartausreichend
bildet dann eine kontinuierliche Fasermatrix, in der die plastifiziert, daß eine Schrumpfung verursacht wird,
niedermolekulare Verbindung oder Verbindungen ao Viele dazwischenliegende Faserstrukturen können
okkludiert sind oder längs der Oberfläche mitgeführt gleichfalls erzielt werden.
werden. Auf solche Weise wird das Polymer allein Die Fasern können anschließend wie bei üblichen
durch Abführen der Wärme aus seiner Lösung koa- Spinnverfahren und in üblicher Weise fertiggestellt
guliert und zu einer Faserphase konzentriert. werden.
Die in solcher Weise in einem Abstand von etwa »5 Die optimal anzuwendende Polymerkonzentration
30 bis 150 cm hinter der Spinndüse gebildeten Fasern für das erfindungsgemäße Verfahren muß durch Ver-
können ohne Bruchgefahr mit einer Aufwickelge- suche und Wiederholungen ermittelt werden, sie
schwindigkcit von mehreren 100 m/min aufgenommen hängt wesentlich von drei Parametern ab: Von der
werden. Diese Aufwickelgesrhwindigkeit kann r u idert- Reaktion zwischen Polymeren und Lösungsmittel,
oder tausenmal größe«· sein als die lineare Geschwin- 30 vom Molekulargewicht des Polymeren und von der
digkeit der Polymerlösung η den Spinndüsenboh- Spinntemperatur,
rungen. Je besser ein Lösungsmittel für ein spezielles Polymer
Die niedermolekulare Verbindung oder Mischung ist, desto höher ist die Konzentration mit Rücksicht
von niedermolekularen Verbindungen kann bei Raum- auf eine optimale Spinnbarkeit. Die Temperaturtemperatur
selbst ein Festkörper oder eine Flüssigkeit 35 änderungen bei diesen Verfahren sind gewöhnlich
sein. nach oben hin durch die Zersetzungstemperatur des
Wird eine Mischung niedermolekularer Verbindun- Polymeren oder die Siedepunkte der Lösungsmittel und
gen verwendet, so müssen die Komponenten der nach unten durch die Phasentrennungs- oder die
niedermolekularen Mischung nur bei erhöhter Tem- Gelierungstemperatur der Spinnlösungen begrenzt,
peratur, jedoch unterhalb der Zersetzungstemperatur 4° Zur Erläuterung der Erfindung nachfolgend einige
des Polymeren, vollständig mischbar sein. Die Korn- Beispiele:
ponenten müssen in den verwendeten Anteilen bei RM
niedrigeren Temperaturen, z. B. Raumtemperatur, e' p
unmischbar oder nur partiell mischbar sein. Polyvinylalkohol mit einem Polymerisationsgrad
Wenn eine heiße Polymerlösung (in der durch Vor- 45 von etwa 1800 wurde in Caprolactam, welches ein
suche und entsprechende Wiederholungen ermittelten Gemisch aus 2S0I0 Natriumsulfat und 75% Natrium-Konzentration)
unter Verwendung einer Lösungsmittel- isopropylnaphthalensulfonat mischung dieser Art senkrecht nach unten aus einer
Spinndüse in kalte Luft extrudiert wird, so erfahren
Spinndüse in kalte Luft extrudiert wird, so erfahren
die dünnen Polymerströme eine Trennung in zwei oder 5°
(CsH3)a
SO3Na
mehr Phasen unterschiedlicher Zusammensetzung hinsichtlich der beteiligten niedermolekularen Verbindungen.
Bei dieser Trennung konzentriert sich praktisch das gesamte Polymere in derjenigen Phase, die als Verflüssigungsmittel enthielt, bei 1600C gelöst, um
für das Polymere das bessere Lösungsmittel darstellt, 55 eine Lösung mit einem 25% Polymergehalt zu bilden,
wobei es ein kontinuierlfches gelartiges Erzeugtiis Diese Lösung wurde vertikal nach unten durch eine
ergibt. auf 1650C gehaltene Düse mit 6 Löchern von je
Die niederrnolekularen.Komponenten der polymer- 1 mm Durchmesser in Luft mit 6 cmä/min ausgedüst.
armen Phasen können entweder in der Faser dispergiert Die Fäden wurden mit einer Geschwindigkeit von
bleiben öder längs der Oberfläche mitgeführt werden 60 600 m/min aufgespult,
und können entweder bei Raumtemperatur flüssige Die Fasern wurden anschließend auf der Spule mit
oder feste Polymere darstellen. Die derart gebildeten Methanol zur Entfernung des Caprolactams gewaschen
Fasern könr.en in gewissem Abstand von der Spinn- und an der Luft trocknen gelassen. Danach wurden
düse ohne öruchgefahr mit mehreren 100 m/min auf- die Fasern in einem Luftkanal bei 220eC auf das
gewickelt werden. 65 3fache ihrer ursprünglichen Länge verstreckt, um eine
Wenn die Konzentration des Polymers in der Faser- Faser mit einer Zugfestigkeit von 6,7 g/den bei einer
gelphase45% überschreitet, können die Fasern ohne Bruchdehnung von 5% und einem Einzelfadenliter
Aneidanderkleben beim Zusammentreffen auf der von 1,68 den zu erhalten.
Beispiel 2 S
Beispiel 7
Polyvinylalkohol mit einem Pölymensationsgrad Polyvinylalkohol, wie vor, in einer Mischung aus
von etwa 1800 wurde in Caprolactam bei 1430C zn 77 Teilen Harnstoff, 21,5 Teilen Wasser und 1,5 Teilen
einer 20%igen Lösung gelöst und aus einer Spinndüse 5 des Verflüssigungsmittels, gemäß Beispiel 6, gelöst,
mit 6 Bohrungen (0,2 mm Durchmesser) bei 1700C ergab eine Lösung mit einer Polymerkonzentration
(2,5 cma/min) ausgesponnen. Die Fnsern wurden mit von 23%. Die Lösung wurde bei 2 at auf 1100C
einer Geschwindigkeit von 1000 m/min aufgewickelt. gehalten und mit einer Geschwindigkeit von 18,6 ml/
min durch eine Spinndüse mit 15 Loch von je 0,2 mm
Beispiels 10 Durchmesser in Luft ausgesponnen. Die Spinndüse
wurde auf 140°C gehalten. Die Fasern wurden 150 cm
Polyvinylalkohol, wie vor, zu einer 22%igen Lösung hinter der Spinndüse mit einer Geschwindigkeit von
bei 1600C in Benzolsulfonamid gelöst, wurde aus einer 1200 m/min aufgenommen. Sie wurden auf den Spulen
Spinndüse mit einer öffnung von 0,3 mm Durch- mit Methanol zur Entfernung dfr Spinnlösung gemesser
mit 0,5 cms/min in Kaltluft ausgesponnen, 15 waschen und luftgetrocknet. Anschließend wurden
der gebildete Faden mit 1000 m/min aufgewickelt. sie in Heißluft mit 2300C auf das 3fache ihrer Länge
verstreckt. Die Fasern hattsn eine Zugfestigkeit von
B e i s ρ i e 1 4 4,6 g/dm bei einer Bruchdehnung von 4,6% bei einem
Einzelfadentiter von 1,08 den.
Polyvinylalkohol, wie vor, in Trirr.ethylpropan zu 20
einer 22%igen Lösung gelöst, auf 190°C erhitzt, Beispiel 8
wurde mit einer Geschwindigkeit von 1,5 ml/min
durch eine Spinnbohrung von 0,6 mm Durchmesser Polyvinylalkohol der obengenannten Art wurde in
in Luft gesponnen, dann mit einer Geschwindigkeit einer Mischung aus 6:4 Dimethylsulfoxyd und
von 1000 m/min aufgewickelt. 35 Pentaeriihril gelöst. Der Lösung wurden 1,5% eines
Verflüssigungsmittels gemäß Beispielen 6 bzw. 7 zu-
Beispiel 5 gefügt. In dieser Lösung betrug die Polymerkonzen
tration 26,5%. Sie wurde auf 1500C gehalten und
Polyvinylalkohol, wie vor, in einer Mischung aus mit 4,5cm3/min Geschwindigkeit mittels einer Spinn-Thiohamstoff
und Wasser im Verhältnis von 56: 44 30 düse mit 6 Loch von je 0,6 mm Durchmesser, und auf
(Gewichtsprozent) zu einer 21%igen Lösung gelöst, 1600C gehalten, in Luft extrudiert. Die Fäden wurden
wurde bei 95°C mit 4,5 cm3/min durch eine Spinn- 150 cm hinter der Düse mit einer Geschwindigkeit von
düse mit 6 Bohrungen von jeweils 0,2 mm Durch- 500 m/min aufgewickelt und auf den Spulen zur Entmesser
in Luft extrudiert. Die Düse wurde auf 115°C fernung der Spinnlösung mit Alkohol gewaschen und
gehalten. Die Fasern wurden mit 400 m/min auf 35 anschließend luftgetrocknet. In einem Heißluftschacht
Sputa, gewickelt und anschließend auf diesen mit mit 2200C wurden die Fäden auf das 3,25fache ihrer
Methanol zur Entfernung von Spinnlösung gewaschen, ursprünglichen Länge verstreckt, wobei sich Fäden
anschließend luftgetrocknet. In einem Heißluftkanal mit einer Zugfestigkeit von 5,32 g/den und einer
von 12TC wurden die Fäden dann um das Vierfache Bruchdehnung von 4,4% ergaben,
ihrer ursprünglichen Länge gedehnt. Erhalten wurden 40
ihrer ursprünglichen Länge gedehnt. Erhalten wurden 40
damit Fäden mit einer Zugfestigkeit von 5,16 g: den Beispiel 9
von 3,8% und einem Einzeifadentiter von 0,8 denier.
Polyvinylalkohol der obengenannten Art wurde in
Beispiel 6 emer Mischung von Dimethylsulfoxyd
<nd Penta-
45 erithrit in einem Verhältnis von 6:4 gen-iicht unter
Polyvinylalkohol, wie oben, wurde in einer Mischung Zufügung von 0,3 Gewichtsprozent Borsäure,
aus 77 Teilen Harnstoff, 21 Teilen Wasser und 2 Teilen Die Polymerkonzentration in der Lösungsmischung
aus 77 Teilen Harnstoff, 21 Teilen Wasser und 2 Teilen Die Polymerkonzentration in der Lösungsmischung
einer wäßrigen oder alkoholischen Lösung von 75% betrug 21,5%. Die Mischung wurde aul 1500C gedes
Natriumsalzes von Dihcxylsulphobernsteinsäure halten und in Luft von 1500C mit einer Geschwindig-
50 \ eit von 4,5 cm3/min. durch eine Düse mit Loch von
CH2 — COOC6H13 je 0,6 mm Durchmesser extrudiert.
I Die Fasern wurden mit 80 m/min aufgewickelt. Das
CH- COOC15H1J Dimetlv/1-Sulfoxyd wurde auf den Spulen während
1 einer Stunde mit Aceton extrahiert, danach erfolgte
SQ3Ka 55 Lufttrocknung und eine Heißlrocknung bei 130 C
während einer Stunde. Anschließend folgte eine
als Verflüssigungsmittel zu einer 23%igen Lösung Waschung mit kaltem Wasser und Trocknung auf
gelöst, die unter Druck von 2 at und auf 115°C ge* Trockenhaspeln. Durch Heißverstrecken auf das
halten wurde. Diese Lösung wurde mit 4,5cm3/min 7,7fache ihrer ursprünglichen Länge ergaben sich
durch eine Spinndüse mit 6 Löchern von jeweils 60 Fäden mit einer Zugfestigkeit von 9,7 g/den und einer
0,2 mm Durchmesser in Luft ausgcsponncn, di; Düse Bruchdehnung von 3,8%,
dabei auf 140 C gehalten. Die Fasern wurden in
dabei auf 140 C gehalten. Die Fasern wurden in
150 cm Distanz, von der Düse mit einer Ocschwindig- Beispiel 10
kcit von 250 m/min aufgewickelt, auf den Spulen mit
Methanol gewallten, getrocknet und auf das 6,3fuclic 63 Polyvinylalkohol wie oben wurde in einer Mischung
bei 230 C vorstreckt. Die Fasern hatten danach eine von Dimethylsulfoxyd (6 Teile) und Pentacrilhrit
/ugfuMigkuit von H.4 μ/ikii bei einer Bruchdehnung (4 Teile) gelöst, der 0,4 Gewichtsprozent Borsäure
von 4,3% bei einem Linzelfitdcntitcr von 1,36den. zugeführt wurden. Die Polymerkonzenlralion betrug
inder Mischung 19%. Die Mischung wurde auf 15O0C eine Zugfestigkeil von 4 g/den, eine Bruchdehnung
gehalten und mit 6 em8/ffiin in Luft durch eine Spinn* von 7,3 °/0 und jede Einzelfasef einen Titer von 0,97 den.
düse von 6 Loch mit Durchmesser 0,6 mm extrudiert. . .
150 cm hinter der Düse wurden die Fäden mit 120 m/ 6 Polyacrylnitril wie im Beispiel 13 wurde in einer
min aufgewickelt. Die fäden wurden mit Aceton Mischung von 79 Teilen Dimethylsulfoxyd, 19,5 teilen
behandelt, getrocknet und über 2 Stunden auf Harnstoff und 1,5 Teilen Polyäthylenglykol (DP 200)
den Sputen hei 130 C in einem Ofen gehalten. Nach gelöst zu einer Lösung mit einer 24(5°/oigeri Polymer-
einer Waschung in kaltem Wasser wurden die Bobbinen konzentration. Diese Lösung wurde auf 105 C gehalten
direkt von den Spulen abgezogen und sofort bei mit einer Geschwindigkeit von 9 cm*/min durch eine
220 C verstreckt, wobei sich eine Zugfestigkeit von Spinndüse mit 15 Loch von je 0,2 mm Durchmesser
10,4 g/den und eine Bruchdehnung von 3.6 0Z0 ergab. extrudiert. 150 cm hinter der Düse wurden die Fasern
mit 160 m/min aufgewickelt. Die Fasern wurden auf
auf das 3fache ihrer ursprünglichen Länge bei 140" C
und einem K-Wert von 65 { 2 wurde in einer Mi- eine Zugfestigkeit von 2,7 g/den und eine Bruch-
schung aus 81 Teilen Caprolactam, 18 Teilen Cyclo- dehnung von 15,9 0Z0.
hexan und 1 Teil Di-n-octyl-Zinn als Stabilisator ao H-IiS
gelöst, wobei die Lösung eine Polymerkonzentration Beispiel 15
von 26°/0 hatte. Die Lösung wurde auf 1100C ge- Polyacrylnitril wie im Beispiel 13 wurde in einer
halten und mit dieser Temperatur mit einer Ge- Mischung aus 85 Teilen Dimethylsulfoxyd, 14 Teilen
schwindigkeit von l,5cm*/min durch eine Düse mit MgCl1- 6H1O und 1 Teil Polyäthylenglykol (DP 200)
6 Loch und 0,2 mm Durchmesser extrudiert. Die 4$ gelöst. Die Polymerkonzentration dieser Lösung betrug
gewaschen und anschließend getrocknet. Darauf er- mit 6cme/min aus einer Düse mit 15 Loch von je
folgte eine Verstreckung bei 110° C auf das 4fache ihrer 0,2 mm Durchmesser extrudiert.
einer Zugfestigkeit von 3,3 g/den, mit einer Bruch- 600 m/min aufgewickelt und nacheinander in Butänoi
dehnung von 7.2 °/„ und einem Einzelfasertiter von und Benzol gewaschen. Bei 800C wurden die Fasern
0,59 den. auf das l,6fache ihrer Länge verstreckt, wobei eine
35 26*/e und ein Einzelfasertiter von 1,67 den erzielt
mercaptoacetat) (n-C4Ht), — Sn — (S — CH, — 4» viskosität von (n) = 6 (resultierend aus der Formel
COO8H17), zu einer 30»/,igen Polymer-Lösung gelöst.
Die Lösung wurde auf 110 C gehalten und mh 3 cm*/ (») = 1,1 · 10^· M··«7)
min in Luft extrudiert. Die Spinndüse hatte 15 Loch
von 0,2 mm Durchmesser und wurde auf 115' C werde so angesetzt, daß sich ein durchschnittliches
gehalten. 4$ Molekulargewicht von über 1 Mißton ergab und in
150 cm hinter der Düse wurden die Fäden mit Naphthalin zu einer ll,5%igen Lösung bei 165°C
150 m/mm aufgewickelt und auf den Sputen zunächst gelöst Diese Lösung wurde mit 1 cnV?min durch eine
mit Wasser und anschließend mit Methanol gewaschen. Spinndüse mit einem Loch von 0,6 mm Durchmesset
von 3,5 g/den bei 12,5°/o Bruchdehnung und bei einem . .
mit 68 Teilen DMF, 30 Teilen Harnstoff und 2 Teilen und 20 Löchern mit 0,2 mm Durchmesser aufweisend
dabei eine Polymerkonzentration von 24 °/o bei 125° C 60 Die Fäden worden mit 250 m/min auf Bobbine
dabei auf 155°C gehalten. . .
150cm hinter der Düse wurden die Fäden mit neispiei lh
100 m/min aufgewickelt und auf den Spulen mit 65 Eine Polypropylenprobe gemäß Beispiel 16 wun
ihrer ursprünglichen Länge. Das Faserbündel hatte gehaltene Düse extrudiert. Diese Düse hatte nur eil
209626/1
Öffnung mit 2 mm Durchmesser. Die Faser wurde mit
1500 m/min aufgewickelt!
Beispiel 19
<
£'?e Polypropylenprobe gemäß Beispiel 16 wurde in - S
einer /: 1-Lösung aus Naphthalin und Paraffinwachs
(Schmelzpunkt 7O0C) bei 1750G zu einer Lösung
von 17% Polymerkonzentfation gflöst und mit
9 cma/min durch eine auf 175° C gehaltene Düse
extrudiert. Die Düse hatte 6 Löcher mit je 0,8 mm ie
Durchmesser. Die Pasern wurden mit 400 m/min auf Spulen gewiekelt, in Petroläther gewaschen und anschließend getrocknet. Bei 125°C wurden die Fasern
auf das 9fache ihrer Länge verstreckt. Die Zugfestigkeit betrug 7 g/den, die Bruchdehnung 17%, Einzelfasertiter 0,72 den.
Eine Polypropylenprobe gemäß Beispiel 16 wurde in einer Mischung aus 88 Teilen para-Dichlorbenzol, *o
10 Teilen Paraffinwachs und aus 2 Teilen des Verflüssigungsmittels wie gemäß u. a. Beispiel 6 zu einer
16%igen Polymerlösung bei 1750C gelöst und die
Lösung mit einer Spinngeschwindigkeit von 9 cms/min
nach unten durch eine auf 170° C gehaltene Spinn· düse von 6 Loch mit je 0,6 mm Durchmesser extrudiert
Qie Fäden wurden mit 200 m/min 150 cm unter der Düse auf Spulen aufgenommen und zur Entfernung
der Spinnlösung auf den Spulen mit Petroläther gewaschen, getrocknet und anschließend in einem
Warmluftkanal mit 125°C auf das 8fache ihrer Originallänge verstreckt. Die Fäden hatten danach
eine Zugfestigkeit von 7,4 g/den bei einer Bruchdehnung von 20% und einem Einzelfasertiter von
2,14 den.
Eine Polyäthylenprobe, deren vom Hersteller anfegebenesMolekulargewichtzwischen 1 und 3 Millionen
liegt, wurde bei 180° C in Naphthalin zu einer Lösung mit einem 3%igen Polymergehalt gelöst, die Lösung
mit O.ScmVmin Spinngeschwindigkeit mittels einer
auf 1803C gehaltenen Spinndüse mit einer 0,6-mmöffnung extrudiert Die Faser wurde mit einer Wickelgeschwindigkeit von 800 m/mm aufgewickelt
Eine Polyäthylenprobe gemäß Beispiel 21 wurde in einer 3:1-Mischung von .Naphthalin und Schwefel
bei 15O0C in einer Lösung mit einem Polymergehalt von 2,75 % überführt und mit einer Spinngeschwindigkeit von 2cms/min durch eine Spinndüse mit einer
0,6-mm-öffnung extrudiert Die Düse wurde dabei auf 1700C gehalten, und der Faden wurde bei einer
Aufwickelgeschwindigkeit von 200 m/min aufgewickelt. Nach Entfernung des Naphthalins durch Waschen mit
Petroläther hatte die Faser einen Schwefelgehalt von 90 Gewichtsprozent
B e i s ρ i e 1 23
Drei Teile des Polyäthylens gemäß Beispiel 21 wurden bei 1500C in 97 Teilen Naphthalin gelöst,
dem 5,5 Teile Ruß eitidispefgiert wurden. Diese
Lösung wurde mit einer Spinngeschwindigkeit von 2,5 cffli'/mifl durch eine auf 158°C gehaltene Düse
ausgesponnen, die eine öffnung mit 2 mm Durch'
messer hatte. Die Faser wurde mit einer Aufwickeln geschwindigkeit von 200 m/min aufgespult Nach
der Entfernung des Naphthalins mit Petroläther wies die Faser einet) Kohlettstoffüllergehalt von 64% auf,
sie war elektrisch leitend.
Polyvinylalkohol gemäß Beispiel 1 wurde in einer 6:4-Mischung aus Dimethylsulfoxyd und Pentaerithrit bei 150° C zu einer 26,5%igen Polymerlösung
gelöst und in die Lösung ein lonenaustauscherharz mit einer Partikelgröße zwischen 74 und 37 Mikrometer dispergiert. Das Gewicht dieses Ionenaustauschers betrug 28% des Polymers. Die Lösung
wurde mit 5,1 cm3/mm durch eine auf 150° C gehaltene
Spinndüse mit 6 Loch von je 0,8 mm Durchmesser versponnen. Die sich ergebenden Fasern wurden auf
Spulen in einer Natriumsulfattösung gewaschen und anschließend luftgetrocknet Anschließend erfolgte
eine Warmbehandlung auf den Spulen bei 130" C während 1 Stunde in einem Ofen. Danach wurde
das anhaftende Natriumsulfat mit seinem Wasser abgewaschen und die Fasern wiederum getrocknet.
Bei 180° C wurden dann die Fasern auf das Doppelte
ihrer Länge gebracht. Der eingelagerte Ionenaustauscher machte 28% des Fasergewichtes aus.
Claims (3)
1. Verfahren zum Herstellen von Fasern aus Polymeren, die nicht aus der Schmelze verformi
werden können, ohne einen Zerfall zu erleiden, durch Trockenverspinnen einer Lösung diesei
Polymeren in einem aus niedermolekularen Verbindungenbestehenden Lösungsmittel, dadurch
gekennzeichnet, daß man eine 2- bis 33gewichtsprozentige Lösung von Polymeren in
einem Lösungsmittel, bestehend aus einer unterhalb des Schmelzpunktes der Polymeren vollständig lösbaren niedermolekularen Verbmdunf
oder einem Gemisch solcher Verbindungen, in denen die Polymeren nur bei erhöhter Temperatur,
jedoch unterhalb ihrer Zersetzungstemperatur lösbar, bei niedrigeren Temperaturen aber unlösbai
sind, in Kaltluft einspinnt und die so erhaltener Fasern ohne vorherige Lösungsmittelentfernuni
aufnimmt bzw. aufspult
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet daß man eine Lösung von Poly
vinylalkohol, von Polyacrylnitril oder einen mindestens 85% Acrylnitrileinheiten enthaltender
Mischpolymerisat oder von einem Polyolefin mi einem Molekulargewicht von über 750 000 ver
spinnt
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurcl gekennzeichnet daß man eine Polymerisatlösunj
verspinnt, die feste Füllstoffe in einer 10% de Fasergewichtes überschreitenden Menge enthält
Family
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