DE2132055C2 - Verfahren zur Herstellung von synthetischen Polyvinylalkoholfasern mit homogenem Querschnitt - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von synthetischen Polyvinylalkoholfasern mit homogenem QuerschnittInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von synthetischen Polyvinylalkoholfasern mit
homogenem Querschnitt durch Verspinnen einer wäßrigen Lösung von Polyvinylalkohol in ein alkalisches
2ö Koagulierbad, erstes Verstrecken um das 3,5- bis 5fache, Waschen und anschließendes Heißverstrecken bei einer
Temperatur von oberhalb 160"C und unterhalb des Schmelzpunktes des Fasermaterials, vgl. US-PS 31 70 973.
Es ist erwünscht, daß Cordfasermaterialicn für den Gebrauch in Radial- oder Gürtelreifen einen hohen Modul,
d. h. einen hohen Young'schen Modul oder dynamischen Modul besitzen und daß insbesondere der dynamische
Modul bei hoher Temperatur nicht erniedrigi wird.
jo Die synthetischen PVA-Polyvinylalkohol-Fusern oder -Fäden besitzen den höchsten Young'schen Modul oder
dynamischen Modul unter verschiedenen Arten von synthetischen Fasern oder Fäden. Jedoch können die
synthetischen PVA-Fascrn nicht zufriedenstellend als Radialreifencordmaterialien verwendet werden, da der
Young'schc Modul und der dynamische Modul bei hoher Temperatur siark erniedrigt werden. Demgemäß
wurden sie noch nicht in praktischen Gebrauch genommen.
Γι Um den dynamischen Modul usw. zu verbessern, ist es notwendig, die molekularen Kellen der Fasern durch
Verstrecken stark zu orientieren. Als Verfahren zur Verbesserung des Streckausmaßes oder Streckenverhältnisses
der synthetischen PVA-Fascrn war bisher eine Arbeitsweise bekannt, bei welcher eine Borsäure enthaltende
PVA-Lösung als Spinnlösung gesponnen und die Fasern zur Hcrabselzung des Borsäurcgchalts auf weniger als
0,1% vor dem Heißstrecken gewaschen wurden, wodurch die Slreckbarkcit der Fasern oder Fäden verbessert
wurde (vgl. japanische Patentschrift Nr. J Ob 85b). Jedoch bleibt nach diesem Verfahren das Streckausmaß im
Höchstfall bei dem 15- bis lbfachcn.
Es wurde vorgeschlagen, die PVA-Fasern oder -Fäden einer Spinnstreckung von einem Sireckausmaß von
etwa dem 4fachen bei der Herstellung der PVA-Fasern nach dem Naßspinnverfahren unter Waschen mit
Wasser. Trocknen und Heißstrecken zu unterwerfen. |edoch wird bei dem bisherigen Verfahren das Heißstrekken
nur einmal ausgeführt. Wenn PVA-Fascrn odei -Fäden mit einem homogenen Querschnitt einem Spinnstrecken
nach der bisherigen Technik unterworfen werden, besitzen die sich ergebenden Fasern oder Fäden eine
schlechte Streckbarkeil und einen schlechten dynamischen Modul.
Die US-PS 31 70 973 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Polyvinylalkoholfasern mit erhöhter
Festigkeit und Heißwasserbeständigkeit, wobei eine wäßrige Lösung von Polyvinylalkohol mit einem Gehall
von wenigstens etwa 0,4 Gew.-% Borsäure zur Bildung von Polyvinylalkoholfasern in ein Koagulierbad eingebracht
wird, die so gebildeten Fasern aus dem Koagulierbad entfernt und durch Wässern in fließendem Wasser
während wenigstens 1 min zur Entfernung von Borsäure gewaschen werden.
Bei diesem Verfahren findet ein erstes Verstrecken um das 3,5 bis 5fache im Naß/.usiand statt. Das Hcißverstreckcn
wird so durchgeführt, daß die Gesaivuverstreekung lb00%. d. h.das 17fachc beträgt.
Die nach dem bekannten Verfahren hergestellten Fasern sind hinsichtlich der physikalischen Eigenschaften
noch nicht zufriedenstellend.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von synthetischen Polyvinylalkoholfasern
oder -fäden von hohem Modul, insbesondere einem ausgezeichneten dynamischen Modul, hoher
Festigkeit und niedrige.' Dehnung, die als Reifencord für Gürtel- oder Radialreifen brauchbar sind,
w) Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die Schaffung eines Verfahrens der eingangs angegebenen Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die llcißversireckiing in mehreren Stufen durchgeführt wird, daß bei der ersien Heißverstrcckung um mindestens das Jfache verstreckt wird, daß das nachfolgende HeiUstrecken bei einer Temperatur von oberhalb 180 C derart erfolgt, daß die Gesamtverstreckung mehr als das 17.2fache beträgt, und dall die Temperatur in den aufeinanderfolgenden Heiiistrecksuifen jeweils erhöht n-, wird.
w) Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die Schaffung eines Verfahrens der eingangs angegebenen Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die llcißversireckiing in mehreren Stufen durchgeführt wird, daß bei der ersien Heißverstrcckung um mindestens das Jfache verstreckt wird, daß das nachfolgende HeiUstrecken bei einer Temperatur von oberhalb 180 C derart erfolgt, daß die Gesamtverstreckung mehr als das 17.2fache beträgt, und dall die Temperatur in den aufeinanderfolgenden Heiiistrecksuifen jeweils erhöht n-, wird.
Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung können Fasern oder Fäden mit einer hohen Festigkeit, einer
niederen Dehnung und einem hohen Modul, insbesondere einem hohen dynamischen Modul bei hoher Temperatur
hergestellt werden, die nach der bisherigen Technik nicht erhältlich sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird den Faserr; oder Fäden
/wischen den Heißstreckstufen jeweils ein Feuchtigkeitsgehalt von 20 bis 50% erteilt.
Synthetische PVA-Fasern oder -Fäden mit einem homogenen Querschnitt werden durch Spinnen einer
PVA-Lösung unter Verwendung eines Fällbades mit einem Gehalt an Ätzalkali als Hauptbestandteil oder durch
Spinnen einer PVA-Lösung mit einem Gehalt an Borsäure cder Borax unter Verwendung eines alkalischen
Fällbades mit einem Gehalt an der.ydratisicrenden Salzen hergestellt. Inhomogene Fasern mit einer Schichtstruktur,
d. h. mit einer Hautschicht und einer Kernschicht, die durch Spinnen einer PVA-Lösung unter Verwendung
eines Fällbades mit einem Gehalt an dchydraiisierenden Salzen, wie Glaubersalz und Ammoniumsulfat.
hergestellt werden, zeigen keinerlei Effeki bei Anwendung der Erfindung, sind also für deren Anwendung nicht
geeignet.
Die Naßstreckung oder erste Streckung gemäß der Erfindung wird ausgeführt, indem man die nach dem
üblichen Spinnverfahren erhaltenen koagulieren Fasern oder Fäden aus dem Koagulierbad in Luft mit Hilfe
einer ersten Rolle herausnimmt und die Fasern in Luft unter Verwendung von Führungen oder Rollen streckt,
oder die Fasern oder Fäden in wäßriger Lösung von Salzen bei hoher Temperatur streckt oder indem man beide
der vorstehend beschriebenen Behandlungen anwendet. Bei dem Heißstrecken in mehreren Stufen wird das
erste Heißstrecken bei einem möglichst hohen Slreckausmaf>. mindestens aber oberhalb dem 3fachen ausgeführt.
Im allgemeinen wird ein Streckausmaß von dem 3- bis Sfachen angewendet. Das zweite Heißstrecken wird
gewöhnlich bei einem Streckausmaß von dem 1,1- bis l,4fachen ausgeführt.
Gemäß der Erfindung wird festgestci't, daß es vorteilhaft ist, nach dem ersten Heißstrecken Feuchtigkeit
zuzuführen, um die Streckbarkeit zu verbessern, da die Streckfähigkeit der synthetischen PVA-Fasern oder
-Fäden nach dem zweiten und anschließenden Heißstrecken durch die Erteilung von Feuchtigkeit unter Verwendung
von Wasser oder einer wäßrigen Emulsion von Ölen wesentlich verbessert wird. Die Feuchtigkeitsmenge
beträgt vorzugsweise 20 bis 50%, bezogen auf das Fasergewicht. Dann werden die durch das erste Heißstrecken
verstreckten Fasern dem zweiten Heißstrecken nach Zuführung von 20 bis 50% Feuchtigkeit ohne Trocknung
unterworfen. Die Feuchtigkeit kann durch Zerstäuben oder Aufsprühen. Zutropfen oder Eintauchen in Wasser
oder eine wäßrige Emulsion von ölen z. B. Mineralölen zugeführt werden. Wenn die Menge an Feuchtigkeit
kleiner als 20% ist, wird das Ausführen des Streckens bei einem hohen Streckausmaß aufgrund eines teilweisen
Überhitzens in einem Heißstreckofen bei dem nachfolgenden Heißstrecken schwierig. Wenn die Menge der
Feuchtigkeit 50% übersteigt, wird die Temperatur in dem Heißstreckofen durch die Verdampfungswärme von
der überschüssigen Feuchtigkeit auf der Oberfläche der Fasern erniedrigt und die Ausführung des Streckens
wird erschwert. Gemäß der Erfindung werden die angefeuchteten oder benetzten Fasern oder Fäden dann dem
zweiten Heißstrecken unterworfen. Vorzugsweise wird das zweite Heißstrecken bei einem Heißstreckausmaß
von oberhalb 1,1 ausgeführt. Gemäß der Erfindung ist es möglich, das Zuführen von Feuchtigkeit wiederholt
auszuführen und ein Heißstrecken nach dem /weiten Heißstrecken, z. B. ein drittes Heißstrecken und viertes
Heißstrecken usw., auszuführen. Wenn jedoch das Gesamtstreckausmaß nach dem /weiten Heißstrecken oberhalb
dem 20fachen liegt, sind ein drittes und viertes Heißstrecken nicht erforderlich. Gemäß der Erfindung ist es
nicht immer notwendig, die Hcißentspannungsbchandlung gemäß der bisherigen Arbeitsweisen zur Beseitigung
von Beanspruchungen oder Spannungen und zur Verbesserung der Heißwasserbeständigkeit und Kristallinität
auszuführen. Bei der Ausführung von zwei oder mehreren Hcißslreckbchandlungen können synthetische PVA-Fasern
oder -Fäden mit einer guten Dimensionsstabilität und einer guten Heißwasserbeständigkeit erhalten w
werden, ohne daß eine Deformation oder Verformung hervorgerufen wird.
Gemäß der Erfindung wird die I leißsiieekbarkeil bemerkenswert verbessert, wenn den synthetischen PVA-Fasern
oder -Fäden mit homogenem Querschnitt oder Profil, die nach einem Naßspinnverfahren hergestellt
werden, eine Feuchtigkeit von 20 bis 50% erteilt wird. Obgleich bis jel/.l noch nicht gekürt wurde, warum die
Heißstreckbarkeit verbessert wird, indem man den Fasern nach der ersten Heißstreckung die Feuchtigkeit ·»>
erteilt, wird der Grund hierfür, wie folgt, angenommen: Wenn synthetische PVA-I'asern. die in gewissem
Ausmaß durch die erste Heißslreckung orientiert und kristallisiert wurden, einem zusätzlichen Heißstrecken
unterworfen werden, ist es notwendig, die starke Wasserstoffbindung zwischen den Molekülen von PVA zu
schwächen. Wasser wirkt als Weichmacher, der die Bindung der Moleküle von PVA schwächt und die Umlagerung
der Moleküle erleichtert. Demgemäß wird durch die Erteilung der Feuchtigkeit vor der zweiten Heißstrek- >o
kung und vor den nachfolgenden Heißstreckungen ein hohes Strecken von oberhalb einem Gesamtstreckausmaß
von dem 20fachen ermöglicht, wobei ein derartig hohes Streckausmaß nach dem bisherigen Verfahren nicht
erhalten werden konnte; außerdem wird der Modul der Fasern wesentlich verbessert.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.
In Fig. 1 der Zeichnung ist in graphischer Darstellung die Beziehung zwischen dem ersten oder Naßstreckausmaß
und dem dynamischen Modul der sich ergebenden Fasern bei Ausführung des Verfahrens gemäß der
Erfindung veranschaulicht und in F i g. 2 ist in graphischer Darstellung die Beziehung zwischen dem S'.reckausmaß
oder Streckverhältnis bei dem ersten Hcißstreckcn und dem dynamischen Modul der sich ergebenden
Fasern dargestellt.
Fig. 1 zeigt anhand einer graphischen Darstellung die Beziehung zwischen den dynamischen Moduli bei 20"C w)
und 100°C und dem ersten oder Naßstreckausmaß bei den Fasern, die durch Verspinnen einer 15%igen
wäßrigen Lösung von PVA mit einem mittleren Polymcrisationsgrad von 1700 als Spinnlösung unter Verwendung
einer wäßrigen Lösung von 400 g/l Ätznatron als Fällbad. Strecken unter Änderung des ersten oder
Naßstreckverhällnisscs. Neutralisieren mit einem Bad von JOO g/l Glaubersalz und 50 g/l Schwefelsaure bei
Raumtemperatur, Behandeln mit einem Bad von 300 g/l Glaubersalz und 30 g/l Schwefelsäure bei 90"C. Wa- t>-,
sehen mit Wasser und Trocknen. Aiislühren dos ersten Hcißsireckens bei 225"C in der Weise, daß ein Gesamtstreckmaß
von dem I 51'achen erhalten wird, l'.rieilimg einer Feuchtigkeit von 301Vn Wasser und Ausführen der
zweiten Heißstreckung bei 238' C bei einem Sireckausmaß von dem l,27fachen erhallen wurden.
Fig. 2 zeigt in graphischer Darstellung die Beziehung /wischen den dynamischen Moduli bei 20 und 1000C
und dem ersten Heißstrcekausmaß bei Fasern, die durch Spinnen unter Verwendung der gleichen Spinnlösung
und des gleichen Koagulierbades, Ausführung des ersten oder Naßstreekens bei einem Streckausmaß von dem
4fachen, Ausführen des ersten Heißstreckens der getrockneten l-'uscrn unter Änderung des Streckausmaßes bei
225°C, Erteilen einer Feuchtigkeit von 301Vn Wasser und Ausführen des /weilen Heißstreckens in der Weise, daß
ein Gesamtstrcckausmaß von dem 19,51'aehen erhalten wird, hergestellt wurden.
Der dynamische Modulus wird in Luft mit Hilfe einer Meßvorriehiung (Visco Elaslic Spectrometer Type
VES-I) für den dynamischen Modul unter Anwendung der Bedingungen von Probenlänge 3 cm, Anfangsspannung
0.2 g/den. Frequenz 10 Zyklen je Sekunde, dynamische Beanspruchung oder Spannung 0,6% und Erhiizungsausmaß
l,5"C/min gemessen.
Aus F i g. 1 ist klar ersichtlich, daß. wenn die PVA-Käsern mit homogenem Querschnitt oder Profil, die nach
dem Naßspinnverfahren hergestellt wurden, einem Heißstrecken in mehreren Stufen unterworfen werden.
Fasern mit einem besonders hohen dynamischen Modul erhalten werden können, wenn das Naßstreckverhältnis
das 3,5- bis 5fache beträgt, und daß nur niedrige Werte erhalten werden, wenn das Naßslrcckverhältnis außcrhalb
des vorstehend angegebenen Bereichs liegt, obgleich das Gesamtsireckausmaß das gleiche ist, wie in dem
vorstehend angegebenen Fall. Im Gegensatz dazu besitzen Käsern oder Faden, die nur einem Heißstrecken in
einer Stufe nach dem ersten Verstrecken (Naßverstrecken) unterworfen wurden, eine schlechte Streckbarkeit
und einen niedrigen dynamischen Modul, der sich etwas ändert in Abhängigkeit von dem ersten oder Naßstreckausmaß.
Aus Fig. 2 ist es ebenfalls ersichtlich, daß es zur Verbesserung des dynamischen Moduls bevorzugt
wird, das erste Heißstrecken bei einem Sireckausmaß, das möglichst hoch ist. auszuführen. Der dynamische
Modul ist dem Young'schen Modul proportional und demgemäß bcsiiz.cn die Fasern oder Fäden mit einem
hohen dynamischen Modul auch einen hohen Young'schen Modul.
Die besonderen Merkmale der Erfindung werden nachstehend anhand des folgenden Versuches veranschaulicht.
Versuch:
Fasern oder Fäden, die durch Verspinnen einer I5%igen wäßrigen Lösung von PVA mit einem mittleren
Polymerisationsgrad von 1700 und 2500 als Spinnlösung unter Verwendung eines Källbades von 400 g/l Äl/.nation
hergestellt worden waren, wurden einer ersten oder Naßstreckung auf das 4fache unterworfen. Die Fasern
wurden mit einem Bad von 300 g/l Glaubersalz und 50 g/l Schwefelsäure bei Raumiemperaiur neutralisiert und
dann mit einem Bad der gleichen Zusammensetzung bei 85"C behandelt. Nach Waschen mit Wasser wurden die
sich ergebenden Fasern oder Fäden mil homogenem Querschnitt einer ersten Heißstreckung bei 2300C. einer
zweiten Heißstreckung bei 240"C und einer dritten Heißstreckung bei 245"C in einem Heißstrcckoien unterworfen.
Unmittelbar vor der zweiten oder dritten Hcißstreekung wurden die Fasern oder Fäden in Wasser
eingetaucht und abgequetscht, um einen Feuchtigkeitsgehalt von 30% zu erhalten: ein Teil der Fasern oder
Fäden wurde nicht in Wasser eingetaucht. Das Heißstreckausmaß von jeder Stufe betrug 80% des maximalen
Heißstreckausmaßes am Bruch. Andererseits wurden inhomogene Fasern mit einer Zweischichtenstruktur unter
Anwendung der gleichen Arbeitsweise bei Verwendung einer 15%igcn wäßrigen Lösung von PVA mit einem
Polymerisationsgrad von 1700 als Spinnlösung und einer gesättigten Glaubcrsalzlösung als Fällbad hergestellt.
Die Streckausmaße und Eigenschaften der Fadenproben sind in den nachfolgenden Tabellen I und Il aufgeführt.
| Probe | Polymcri- | Ko.igula- | erste | erste | Kcuchl'n: | /weite | Feuchtig | drille | Gesami- |
| Nr.: | sations- | liotixbad | Streckung | Stufe | keits- | Stufe | keits | Stufe | streck- |
| erad von | (-fach) | (-fach) | gehiili | (-fach) | gehalt | (-fach) | ausmaß | ||
| PVA | (NaUsireckimg) | ("/") | (%) | (-fach) | |||||
| 1 | 1700 | Alkali | 3.5 | 4.0 | 30 | 1.53 | _ | _ | 21,4 |
| 1700 | Alkali | 3.5 | 4.0 | — | 1,23 | — | — | 17,2 | |
| 3 | 1700 | Glaubersalz | 3.5 | 3.0 | 30 | 1.03 | — | — | 10,8 |
| 4 | 2500 | Alkali | 4.0 | 3.75 | 30 | 1.25 | 30 | 1.20 | 22,5 |
| 5 | 2500 | Alkali | 4.0 | 3.75 | — | 1,25 | — | 1.05 | 19.7 |
Anmerkung:
Erste Stufe, zweite Stufe und dritte Stufe bedeuten jeweils erste HeiUslrcckung, zweite Heißstreckung und dritte
Heißstreckung. Die Proben Nr. 1.2.4 und 5 sind Fasern mit homogenem Querschnitt, während die Verglcichsprobe Nr.
aus Fasern mil einer Doppelschichislrukiur besteht.
Festigkeit (g/den) 20-(
| Dehnung | am liruch |
| 120 ( | 20 ( |
| 13,2 | 4,5 |
| lO.b | 5,5 |
| 5.1 | 8,5 |
| 14,0 | 4,0 |
| 11,2 | 5,5 |
| l)\Hämischer Modul | 120 ( | |
| (ilvn/cin·1) | 3,Ox 10" | |
| 120 ( | 20 ( | 2.3 χ 10" |
| b.O | 3.7 χ H)" | 0.9 χ 10" |
| 8.0 | 3,Ox 10" | 3.3 χ 10" |
| 9.5 | Lb χ 10" | 2,4 χ 10" |
| 5.5 | 3,9 χ 10" | |
| 7.5 | 3.1 χ 10" | |
1 15,8
2 13,2 3(Vergleichsprobc) 9,0
4 lb,4
5 14,4
Anmerkung:
Bestimmung des dynamischen Moduls: Kr wird bestimmt in Luft unter den Hedingtingen von Probenlange J cm. Anfangsspannung 0.2 g/den, Frequenz 10 Zyklen je Sekunde, dynamischer Modul ().*>%. "IVmneraluivunahmeausmaß 1.5 C/min
■ηjiitf]i. einer Meßv«!T!ch! luv fürdynamischen Modul.
Aus den Ergebnissen der vorsiehenden Tabelle isi klar ersichtlich, daß die HeiBstrcckfähigkcit durch Ausführen
des Hcißstrcekcns der Fasern mit homogenem Querschnitt in mehreren Suiten wesentlich verbessert wird.
wobei diese Fasern durch Spinnen inner Verwendung einer Ät/alkalilosung als Fällbad hergestellt wurden, und
daß Fasern mit einer hohen Festigkeit, einer niedrigen Dehnung und einem guten dynamischen Modul erhalten
werden können. Diese Fasern sind für den Gebrauch als Versiärkungsmalerial von verstärkten kunststoffen und
Reifencords von Radial- oder Gürtelreifen geeignet. Überdies wird die Streckl'ühigkcit durch Wiederholen der
Feuchtigkeitszuführung und der Heißstreckung nach dem ersten lleißstrecken verbessert, wobei die gestreckten
Fäden keine Flusen bilden. Die Fasern oder Fäden mil einer Zwcischichicnstrukuir. bestehend aus einer
Hautschicht und einer Kernschicht, die durch Spinnen in einer Glaubeisal/Iösung erhalten werden, können
keinem Strecken unterworfen werden, auch wenn Feuchtigkeit zugeführt wird und diese Fasern weisen eine
Noppen- oder Pillingbildung auf.
Der Titer des bei dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendeten Fadengarns ist vorzugsweise kleiner als
10 000 den, um keine Unordnung der Fasern oder Fäden bei Feuchtigkeitszuführung hervorzurufen, und um das
Faser- oder Fadenmaterial bei Heißstrecken gleichförmig zu erhitzen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert.
Es wurden Fasern oder Fäden durch Verspinnen einer 15prozentigen wäßrigen Lösung von PVA mit einem
mittleren Polymerisalionsgrad von 2500 als Spinnlösung unter Verwendung einer wäßrigen Lösung mit einem
Gehalt von 350 g/l Ätznatron als Fällbad hergestellt. Nach der Entnahme aus dem Fällbad wurden die Fasern
oder Fäden einer ersten Streckung bei einem Streckaiism:\ß von dem 4.5fachcn unterworfen. Nach Neutralisieren
mit einem Bad von 280 g/l Glaubersalz und 50 g/l Schwefelsäure bei Raumtemperatur und nach Behandeln
mil einem Bad von 250 g/l Glaubersalz und 30 g/l Schwefelsäure bei 80" C wurden die Fasern mit Wasser
gewaschen und getrocknet. Die Fasern oder Fäden wurden dann einem ersten Heißsirecken bei 230''C in einem
Ausmaß von dem 3.6fachen und einem zweiten Heißslreeken bei 245'C in einem Ausmaß von dem l,23fachcn
unterworfen, wobei das Gesamtstreckausmaß den Wert von dem 2()fachcn erlangte. Die dynamischen Moduli
und Young'schcn Moduli des behandeilen Fadengarns mit einem Titer von 1200 den, 500 Fäden bei 20'C bzw.
1000C waren 3,9 χ 10" dyn/cm2. 2,9 χ 10" dyn/cm2 bzw. 4140 kg/mm-'. 2110 kg/mm-. Im Gegensatz dazu besaßen
die Fasern oder Fäden, die dem Heißstrecken ohne Ausführung des /weiten Heißstreckens unterworfen
worden waren, die nachstehend aufgeführten, den vorstehend angegebenen Werten entsprechende Werte,
nämlich 2,1 χ 10" dyn/cm2,1,24 χ 10" dyn/cm2 bzw. 3060 kg/mm-. 1320 kg/mm-.
Getrocknete Fasern, die gemäß der in Beispiel I beschriebenen Arbeitsweise hergestellt wurden, wurden dem
ersten Heißstrecken bei 230"C bei einem Ausmaß von dem i.bfaehen unterworfen, anschließend in Wasser
eingetaucht und abgequetscht, um einen Feuchtigkeitsgehalt von 40% zu erhalten. Die Fasern oder Fäden
wurden dann dem zweiten Heißstrecken so unterworfen, daß das Gesamtstreckausmaß das 21,8fache erreichte.
Die so behandelten Fasern oder Fäden besaßen eine Festigkeit von 15.6 g/den eine Dehnung von 5% und die
dynamischen Moduli bei 20" C bzw. 100" C waren 4,1 χ 10" dyn/cm-'bzw. 3,0 χ 10" dyn/cm2.
Es wurden Fasern durch Verspinnen einer 15,5prozentigen wäßrigen Lösung von PVA mit einem mittleren
Polymerisationsgrad von 1700, wozu 1 % Borsäure, bezogen auf das Gewicht von PVA zugesetzt worden war, als
Spinnlösung in ein Fällbad, bestehend aus 15 g/l Ätznatron und 360 g/l Glaubersalz hergestellt. Nach der
Entnahme der Fäden wurden diese einem ersten Strecken in einem Ausmaß von dem 4fachen unterworfen und
dann in einem Bad von 300 g/l Glaubersalz und 30 g/I Schwefelsäure bei Raumtemperatur neutralisiert und
anschließend mit einem Bad der gleichen Zusammensetzung bei 85"C behandelt. Nach Waschen mit Wasser und
Trocknen wurden die Fasern einer ersten Heißstreckung in heißer Luft bei 235"C bei einem Ausmaß von dem
3,75fachen und dann der zweiten Heißstreckung bei 245°C bei einem Ausmaß von dem 1.3fachen unterworfen.
Das sich ergebende F'adengarn mit einem Titer von 2000 den. 750 lüden besaß eine Festigkeit von 14,6 g/dcn
und eine Dehnung von 5,7%. Der dynamische Modul und der Young'sche Modul bei 200C betrugen
3,bx 10" dyn/cnr bzw. 4280 kg/mm' und die entsprechenden Weile bei 100" C waren 2,5 χ 10" dyn/cnr bzw.
2310 kg/mm'. Andererseits besaßen die lasern, die einem Heißstrecken ohne Ausführung der zweiten Heiß-■
> Streckung unterworfen worden waren, eine Festigkeil von 12.0 g/den und eine Dehnung von b,6%. einen
dynamischen Modul und einen Young'schen Modul bei 20"C von 2.b χ 10" dyn/cnr bzw. 3160 kg/mnr, wobei
die einsprechenden Werte bei 100"C IJx 10" dyn/cnr bzw. I 5b() kg/mm- betrugen, wobei diese Werte den
entsprechenden Werten der Fasern gemäß der F'rfindung unterlegen waren.
in B c i s ρ i c I 4
Die Fasern wurden durch Verspinnen unter Anwendung der gleichen Arbeitsweise, wie in Beispiel 3 beschrieben,
hergestellt. Nachdem die Fasern einem ersten Strecken bei einem Spinnstrecküusmaß von dem 3.Stachen
unterworfen worden waren, wurden sie der ersten Heißslrcckung bei 238"C bei einem Ausmaß von dem 4faehen
ι") und dann der /weiten lleißstreckung bei 245"C bei einem Ausmaß von dem l,2bfachcn unterworfen, worauf sie
in cir.e Emulsion eingetaucht wurden, die als ! !aupibcsiundteUe ein Mineralöl enthielt, und anschließend auf eine
Feuchtigkeit von 30% abgequetscht wurden. Anschließend wurde die dritie Heißstreckbehandlung bei einem
Ausmaß von dem l.25fachen ausgeführt, wodurch das Gesamtsireckausmaß ein Ausmaß von dem 22faehen
erlangte. Der dynamische Modul und der Young'sche Modul bei 20"C waren 4.Ox 10" dyn/cnr bzw. 4630 kg/
jo mm-und die entsprechenden Werte bei 100"C waren 3,1 χ 10" dyn/cm- b/w. 2390 kg/mm2.
Es wurden Fasern oder Fäden durch Verspinnen einer 15,5pro/entigen wäßrigen Lösung von PVA mit einem
:ϊ mittleren Polymerisationsgrad von 2000. wozu 2% Borsäure, bezogen auf das Gewicht von PVA. zugegeben
worden waren, als Spinnlösung in ein Fällbad, bestehend aus einer gesättigten Glaiibersalzlösung mit einem
Gehalt von 15 g/l Ätznatron hergestellt. Nach Entnahme der Fasern oder Fäden wurden diese einem ersten
Strecken bei einem Ausmaß von dem 4fachen unterworfen, worauf mil einem Bad mit einem Gehalt von 300 g/l
Glaubersalz und 30 g/l Schwefelsäure bei Raumtemperatur neutralisiert wurde; danach wurde mit einem Bad
Jo mit der gleichen Zusammensetzung bei 90" C behandelt. Nach Waschen mit Wasser und Trocknen wurden die
Fasern oder Fäden einer Heißstreckung in der dritten Stufe unter den Bedingungen von 235''C während 10 see
bei einem Ausmaß von dem 3.5fachcn. 238"C während 10 see bei einem Ausmaß von dem U Stachen und dann
bei 240"C während 10 see bei einem Ausmaß von dem 1,1 Sfachen unterworfen, wobei das Gesamtstreckausmaß
eine Höhe von dem 22,5fachen erreichte. Die sich ergebenden Fäden besaßen eine Festigkeit von 15.8 g/den und
jj eine Dehnung von 4.5%. Die dynamischen Moduli bei 20'C b/w. 120'C betrugen 3.8 χ 10" dyn/cm: bzw.
3.0x 10" dyn/cnr.
U e i s ρ i e I b
FIs wurden Fasern durch Verspinnen einer I4prozentigen wäßrigen Lösung von PVA mit einem mittleren
Polymerisalionsgrad von 2500. wozu 2.0% Borsäure, bezogen auf das Gewicht von PVA. zugegeben worden
waren, um den pH-Wert auf 4 zu bringen, als Spinnlösung unter Verwendung einer gesättigten Glaubersaizlösung
mit einem Gehall von 10 g/l Ätznatron als Koagulierbad hergestellt. Nach der Entnahme der Fasern
wurden sie einem ersten Strecken bei einem Ausmaß von dem 4.5fachen unterworfen, worauf sie mit einem Bad
4"- mit einem Gehalt von 300 g/l Glaubersalz und 30 g/l Schwefelsäure bei Raumtemperatur neutralisiert wurden
und dann mit einem Bad mil der gleichen Zusammensetzung bei WC behandelt wurden. Nach Waschen mit
Wasser und Trocknen wurden die trockenen Fasern der ersten Heißstreckung bei 230' während 10 see bei
einem Ausmaß von dem 4fachen unterworfen. Die Fasern oder Fäden wurden dann in Wasser während 5 see
eingetaucht und mit Walzen abgequetscht, danach wurden die Fasern oder Faden der zweiten Hcißstreekung bei
"hi 245"C während 8 see bei einem Ausmaß von dem 1.2fachen unterworfen, wobei das Gcsamtstreckenausmaß den
Wert von dem 21,6faehcn erlangte. Das so erhaltene Fadengarn mit einem Titer von 1200 den. 500 Fäden besaß
eine Festigkeit von ΐό,2 g/den und eine Dehnung von 3%. Dci i'iyriiirriisci'ie Modul bei 20 C beirug 3.7 χ 10" dyn/
ein-' und betrug bei 120' C 3.1 χ 10'' dyn/cnr. Die in diesem Beispiel erhaltenen Fasern und Fäden ergaben keine
Flusenbildung verglichen mit den Fasern und Fäden, die unter Anwendung der gleichen Behandlung jedoch
ohne Erteilung einer Feuchtigkeit bei der Hcißstrcckbchandlung erhalten worden waren.
Es wurden Fasern oder Fäden durch Verspinnen einer 1 lprozeniigcn wäßrigen Lösung von PVA mit einem
bo Polymerisationsgrad von 3500, wozu 1.5% Borsäure, bezogen auf das Gewicht von PVA zugegeben worden
waren, als Spinnlösung unter Verwendung eines Fällbadcs mit der gleichen Zusammensetzung, wie in Beispiel 6
angegeben, hergestellt. Die Fasern oder Fäden wurden einem ersten Strecken bei einem Ausmaß von dem
Stachen unterworfen, worauf die gleiche Behandlung, wie in Beispiel 6 beschrieben, ausgeführt wurde. Nach
Trocknung wurden die Fasern oder F'äden einer ersten Heißstreckung bei 230"C bei einem Ausmaß von dem
3.0fachen unterworfen. Die Fasern oder Fäden wurden dann in eine Emulsion eingetaucht, die als Hauptbestandteil
ein Mineralöl enthielt, und anschließend zur Entfernung der Flüssigkeit bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von
30% abgequetscht. Die Fasern oder Fäden wurden dann einer /weiten lleißstreckung bei 240''C in einem
Ausmaß von dem 1.3fachcn unterworfen. Nachdem den Fasern eine Feuchtigkeit durch die gleiche Ölcmulsion.
A<ie vorstehend beschrieben, erteilt worden war, wurden die Fasern oder Fäden einer dritten Heißsireckung bei
25O°C bei einem Ausmaß von dem l,15fachcn unterworfen. Das so erhaltene Fadengarn mit einem Titer von
1400 den. 500 Fäden besaß eine Festigkeit von 17.2 g je den und eine Dehnung von 41Mi. Der dynamische Modul
bei 20°C betrug 3.8 χ 1011 dyn/cm-'und bei 1201C 3.2 χ 10" dyn/enr.
Es wurden Fasern oder Fäden durch Verspinnen einer 15pro/entigen wäßrigen Lösung von PVA mit einem
mittleren Polymerisationsgrad von 2500 als Spinnlösung unter Verwendung einer wäßrigen Lösung von 380 g/l
Ätznatron als Koagulierbad hergestellt. Nach Entnahme der Fasern oder Fäden wurden sie einem ersten
Strecken bei einem Ausmaß von dem 4,5fachen unterworfen. Nach Behandlung mit einem Bad mit einem Gehalt
von 350 g/l Glaubersalz und 20 g/l Schwefelsäure bei 800C wurden die Fasern oder Fäden mit Wasser gewaschen
und getrocknet. Die getrockneten Fasern wurden der ersten 1 leißstreckting bei 225°C bei einem Ausmaß
von dem 3fachen unterworfen, worauf eine Emulsion mit einem Gehalt an einem Pflanzenöl als Hauptkomponente
aufgesprüht wurde, um den Fasern oder Fäden eine Feuchtigkeit von 40% zu erteilen. Die Fasern oder
Fäden wurden dann der 2. Streckbchandlung bei 23VC bei einem Ausmaß von dem l,2fachen unterworfen,
wobei das Gesamtstreckausmaß den Wert von dem 21.1fachen erlangte. Das Fadengarn mit einem Titer von
1800 den. 750 Fäden besaß eine Festigkeit von 16,3 g/den und eine Dehnung von 4%. Der dynamische Modul
betrug 3,7 χ 10" dyn/cm2. Bei 120"C besaßen die Fäden eine Festigkeit von 14.0 g/den, eine Dehnung von 5.5%
und einen dynamischen Modul von 3.1 χ 10'' dyn/cm3.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
- Patentansprüche:I.Verfahren zur Herstellung von synthetischen Polyvinylalkoholfascrn mil homogenem Querschnitt durch Verspinnen einer wäßrigen Lösung von Polyvinylalkohol in ein alkalisches Koagulicrbad, erstes Verstrecken um das 3,5- bis 5fache. Waschen und anschließendes Heißverstrecken bei einer Temperatur von oberhalb 1600C und unterhalb des Schmelzpunktes des Fasermaterials, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißverstreckung in mehreren Stufen durchgeführt wird, daß bei der ersten Heißstreckung um mindestens das 3fache verstreckt wird, daß das nachfolgende Heißstrcckcn bei einer Temperatur von oberhalb 18O0C derart erfolgt, daß die Gesamivcrstreckung mehr als das 17,2fachc beträgt, und daß die Temperatur in den aufeinanderfolgenden Heißstreckstufen jeweils erhöht wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der zweiten Heißstreckung um mindestens das 1,1 fache verstreckt wird.
- 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Heißstreckstufen den Fasern jeweils ein Feuchtigkeitsgehalt von 20 bis 50% erteilt wird.
- 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuchtigkeit den Fasern durch Aufsprühen oder Auftropfen von Wasser oder einer Emulsion von Öl zugeführt wird.
- 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuchtigkeit den Fasern durch Eintauchen in Wasser oder in eine Emulsion von Ölen zugeführt wird.
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