DE2429490C3 - Lichtdurchlässige Fasern - Google Patents
Lichtdurchlässige FasernInfo
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Description
enthalten. ,,,..· 1- „,
Bislang wurden lichtdurchlässige Fasern aus Glas hergestellt und in weitem Ausmaß in der Technik, der
Medizin für Schmuckzwecke oder für die Übertragung von Informationen verwendet. Die aus Glas hergestellten
lichtdurchlässigen Fasern haben jedoch die Nachteile, daß sie teuer sind, ein großes Gewicht
besitzen und eine relativ niedrige Flexibilität aufweisen. P5 sind daher neuerdings schon verschiedene Versuche
angestellt worden, um diese aus synthetischen Hochpolymeren herzustellen. „ . ,
Bei der Verwendung von synthetischen Hochpolymeren können lichtdurchlässige Fasern hergestellt werden,
die ein geringes Gewicht besitzen und die eine hohe Flexibilität aufweisen. Beim allgemeinen Hersteliungsverfahren
für solche lichtdurchlässigen Fasern aus synthetischen Hochpolymeren geht man so vor, daß
man Fasern mit einer Hüllen-Kern-Struktur herstellt, bei denen der Kern ein Polymeres mit einem hohen
Brechungsindex und einer guten Durchlässigkeit umfaßt und bei denen die Hülle ein durchlässiges Polymeres
umfaßt, das emen niedrigeren Brechungsindex besitzt, als das Polymere des Kerns. Die auf diese Weise
erhaltenen Fasern lassen das Licht auf Grund der Totalreflexion des Lichts an der Grenzfläche der Hülle
und dem Kern durch. Je größer daher der Unterschied der Brechungsindices des Polymeren Kerns und der
Hülle ist, desto besser ist die Lichtdurchlässigkeit.
Bei den Polymeren mit hoher Lichtdurchlässigkeit werden amorphe Materialien bevorzugt, wobei von
besonderer Wichtigkeit Polymethylmethacrylat und Polystyrol sind. Polymethylmethacrylat hat eine ausgezeichnete
Durchlässigkeit und ist für optische Materialien extrem gut geeignet. Es besitzt jedoch einen relativ
hohen Brechungsindex von 1,48 bis 1,50. Wenn daher dieses Harz als Kernkomponente verwendet wird, dann
muß ein Harz mit einem niedrigeren Brechungsindex als Hülienkomponente eingesetzt werden.
Bei der Herstellung von lichtdurchlässigen Fasern ist
es von fundamentaler Wichtigkeit, die Differenz der Brechungsindices der Kern- und Hüllenkomponenten
groß zu machen. Dabei muß jedoch in Betracht gezogen werden, daß andere Faktoren, z. B. der Adhäsionszustand
an der Grenzfläche zwischen der Hüllen- und der Kernkomponente, die Einarbeitung von Stäuben,
Blasen, Carbiden der Polymeren usw. beeinflussen und daß auch die mechanische Festigkeit der Polymeren, die
die lichtdurchlässigen Fasern bilden, beeinflußt wird.
In diesem Sinne sollten lichtdurchlässige Fasern beachtet werden, die eine Kombination aus einem
Polystyrolharz und einem Polymethylmethacrylatharz oder eine Kombination eines Polymethylmethacrylatharzes
und eines fluorhaltigen Polymethacrylates mit der allgemeinen Formel
X(CT2I11(CH, ),„(>(· C CII,
() Y
Die Erfindung betrifft flexible, lichtdurchlässige sern mit Kern-Hüllen-Struktur, die ein Methylmethworin
X H, F oder Cl bedeutet, Y für H oder CHi steht
und η eine ganze Zahl von 2 bis 10 ist und m eine ganze
Zahl von 1 bis 6 darstellt, wie es in der |A-AS 8978/68 vorgeschlagen wkd, umfassen.
Es ist jedoch klar geworden, daß als Kernmateria! von
lichtdurchlässigen Fasern ein Polymethylmethacrylatharz stärker bevorzugt wird als ein Polystyrol harz, weil
ersteres dem letzteren hinsichtlich der Durchlässigkeit von Licht mit größerer Wellenlänge, hinsichtlich der
mechanischen Festigkeit und der Wärmedimensionstabilität überlegen ist. Jedoch besitzen die fiuorhaltigen
Polymethacrylatharze der oben angegebenen allgemeinen Forme! gemäß der JA-AS 8978/68 Nachteile
hinsichtlich der mechanischen Festigkeit und der Anwendbarkeit des Schmelzspinnprozesses, der eine
der wichtigsten Methoden ist, um lichtdurchlässige Fasern herzustellen. Diese Nachteile sind auf die
Tatsache zurückzuführen, daß die fiuorhaltigen Polymethacrylatharze eine viel niedrigere Schmelzviskosität ι
als Polymethylmethacrylatharze besitzen und daß sie weiterhin nicht genügend beständig hinsichtlich einer
thermischen Zersetzung bei den hohen Temperaturen von 190 bis 260° C des Schmelzspinnens sind.
Als Ergebnis intensiver Forschungsarbeiten über die ; Entwicklung von lichtdurchlässigen Fasern, die leicht in
Fasern verformt werden können, und die eine ausgezeichnete Lichtdurchlässigkeit und mechanische
Festigkeit besitzen, wurde festgestellt, daß diese Probleme verbessert werden, wenn man Polymethylmethacrylatpolymere
als Kernkomponente und Copolymere aus Vinylidenfluorid und Tetrafluoräthylen in einem bestimmten Verhältnis als Hüllenkomponente
verwendet. Auf diese Weise können lichtdurchlässige Fasern mit ausgezeichneten Eigenschaften hergestellt
werden.
Gegenstand der Erfindung sind lichtdurchlässige bzw.
lichtübertragende Fasern mit einer Kern-Hüllen-Struktur, die ein Methylmethacrylat-Polymerisat mit mindestens
60 Molprozent Methylmethacrylat-Einheiten als Kernkomponente und ein fluorhaltiges Polymeres als
Hüllenkomponente enthalten, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das fluorhaltige Polymere, das die
Hüllenkomponente bildet, ein Vinylidenfluorid-Tetrafluoräthylen-Copolymeres
mit 60 bis 80 Molprozent Vinylidenfluorid ist
Die charakteristischen Merkmale der vorliegenden Erfindung können wie folgt zusammengefaßt werden:
1. Ein Copolymeres mit einem kleinen Brechungsindex von 1,39 bis 1,41 wird als Copolymeres für die
Hüllenkomponente verwendet.
2. Die Adhäsion zwischen dem Polymeren der Kernkomponente und dem Polymeren der Hüllenkomponente
ist hoch.
3. Die Schmelzviskosität des Copolymeren der Hüllenkomponente kann leicht an diejenige der
Kernkomponente sich annähern gelassen werden. Darüber hinaus ist die Wärmestabilität des
Hüllencopolymeren hoch. Daher können lichtdurchlässige Fasern leicht durch ein Schmelz-Verbundspinnen
hergestellt werden.
4. Das Copolymere der Hüllenkomponente ist in einem flüchtigen organischen Lösungsmitlei leicht
löslich und die Anwendung der Hüllenkomponente kann durch Beschichtungsmethoden leicht bewerkstelligt
werden.
5. Die Biegefestigkeit und die Abriebbeständigkeit des Copolymeren dor Hüllenkomponente sind
besonders gut.
6. Die Fasern haben eine ausgezeichnete Lichtdurchlässigkeit.
Nachstehend wird die Erfindung näher erläutert.
Im Falle von lichtdurchlässigen Fasern mit einer Hüllen-Kern-Struktur wird das Licht durchgelassen,
wobei eine Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen den Hüllen- und den Kernkomponenten verwendet
s wird. Daher ist der kleinere kritische Winkel des Lichts
an der Grenzfläche zwischen den Hüllen- und Kernkomponenten wirksamer, um das Licht durchzulassen
bzw. zu übertragen. Der kritische Winkel Θ wird durch die folgende Formel I angegeben, worin m und m
ίο die Brechungsindices der Kern- und Hüllenkomponenten
sind. Aus dieser Formel wird ersichtlich, daß es erforderlich ist, daß der Brechungsindex der Hüllenkomponente
genügend kleiner ist als derjenige der Kernkomponente.
sin (-) =
(Ii
!o Da der Brechungsindex von Polymethylmelhacrylatpolymeren
1,48 bis 1,50 beträgt, ist derjenige des Hüllenkomponentenpolymeren vorzugsweise weniger
als 1,47.
Bekanntlich besitzt Polytetrafluoräthylen den extrem us niedrigen Brechungsindex von etwa 1,35. Jedoch ist
dieses Material kristallin und es ist hinsichtlich der Verformbarkeit bei einer Schmelzbehandlung und
weiterhin hinsichtlich der Adhäsionsfähigkeit gegenüber Polymethylmethacrylatpolymeren extrem schlecht.
Daher kann Polytetrafluoräthylen nicht als Hüllenkomponente für lichtdurchlässige bzw. lichtübertragende
Fasern verwendet werden.
Weiterhin haben Vinylidenfluoridpolymere einen relativ niedrigen Brechungsindex von 1,47. Aber auch
diese Polymere sind kristallin und sind hinsichtlich ihrer Adhäsionsfähigkeit gegenüber Polymethylmethacrylatpolymeren
stark unterlegen. Daher können Vinylidenfluoridpolymere nur mit Schwierigkeiten verwendet
werden.
Es wurden nun Untersuchungen durchgeführt, um fluorhaltige Polymere, wie Polytetrafluoräthylen und
Vinylidenfluoridpolymere, dahingehend zu verbessern, daß ihre Adhäsionsfähigkeit gegenüber Polymethylmethacrylatpolymeren
verbessert wird, während die Wärmebeständigkeit, die chemische Stabilität und die
ausgezeichnete mechanische Festigkeit der fiuorhaltigen Polymeren beibehalten wird. Als Ergebnis wurde
gefunden, daß ein Vinylidenfluorid-Tetrafluoräthylen-Copolymeres, das 60 bis 80 Molprozent Vinylidenfluorid
enthält, eine ausgeprägt niedrigere Kristallinität besitzt und daß es nahezu amorph ist. Es wurde weiterhin
festgestellt, daß es eine stark verbesserte Adhäsionsfähigkeit gegenüber Polymethylmethacrylatpolymeren
besitzt. Der Brechungsindex der Copolymeren ist niedrig, nämlich 1,39 bis 1,41, und diese Copolymeren
besitzen eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit und mechanische Festigkeit. Ferner kann die Schmelzviskosität
der Copolymeren leicht an diejenige des Polymethylmethacrylatpolymeren herankommen gelassen werden,
indem in geeigneter Weise das Molekulargewicht des Copolymeren verändert wird.
Es ist daher durch die Erfindung möglich geworden, Fasern zur Verfügung zu stellen, die das Licht in
ausgezeichneter Weise durchlassen bzv/. übertragen, ds indem man als Hüllenkomponente ein Vinylidenfluorid-Tetrafluoräthylen-Copolymeres
mit 60 bis 80 Molprozent, vorzugsweise 65 bis 75 Molprozent, Vinylidenfluorid
verwendet.
Durch die Erfindung wird es erstmals möglich gemacht, in einfacher Weise Fasern herzustellen, die
eine ausgezeichnete Lichtdurchlässigkeil, bzw. Licht
Übertragungsfähigkeit besitzen.
Die Tatsache, daß zur Herstellung von lichtdurchlässigen
bzw. lichtübertragenden Fasern die Adhäsionsfähigkeit zwischen den Kernkomponenten und den
Hüllenkomponenten und die Kristallinität der Kompo nenten einen großen Einfluß auf die Lichtdurchlässigkeit
bzw. Lichtübertragbarkeit der Fasern ausüben, gehl aus den folgenden Versuchen hervor.
Polymethylmethacrylat als Kernkomponente und Vinylidenfluoridpolymere als Hüllenkomponentc wurden
bei 2400C einem Schmelz-Verbundspinnen unterworfen, um lichtdurchlässige bzw. lichtübertragende
Fasern mit einem Durchmesser von 0,3 mm und einem Kerndurchmesser von 0,27 mm herzustellen. Die auf
diese Weise erhaltenen Fasern hatten eine erheblich hohe Lichtdurchlässigkeit bzw. -übertragbarkeit. Als
jedoch diese Fasern bei 1400C auf die 1.5fachc ursprüngliche Länge verstreckt wurden, um ihnen eine
Biegefestigkeit zu verleihen, wurde die Lichtdurchlässigkeit bzw. -übertragbarkeit erheblich vermindert.
Diese Abnahme der Durchlässigkeit bzw. Übertragbarkeit wird auf die Tatsache zurückgeführt, daß, nachdem
die Adhäsion zwischen dem Polymethylmethacrylatpolymeren und dem Vinylidenfluoridpolymercn niedrig ist,
eine Auftrennung der Kern- und Hüllenkomponentcn auftreten kann, wenn das Verstrecken erfolgt, und daß
die Lichtreflexionsverluste an der Grenzfläche der Kern- und Hüllenkomponenten groß werden, so daß
eine Verminderung der Lichtdurchlässigkeit bzw. ■übertragbarkeit bewirkt wird.
Wenn weiterhin die unverstreckten Fasern bei 95" C 30 min wärmebehandelt werden, dann erfolgte eine
erhebliche Kristallisierung des Hüllenpolymeren, was zu einer Trübung der Fasern und zu einer Verminderung
der Lichtdurchlässigkeit bzw. -übertragbarkeit führt.
Wie bereits oben zum Ausdruck gebracht wurde, hat das Hüllenkomponentenpolymere. das gemäß der
Erfindung verwendet wird, eine extrem niedrige Kristallinität und es besitzt eine ausgezeichnete
Adhäsionsfähigkeit an der Grenzfläche zwischen Kern und Hülle. Somit hat dieses Polymere die Wirkung einer
extremen Verminderung der Lichtreflexionsverluste an der Grenzfläche zwischen Kern und Hülle, wodurch die
Lichtdurchlässigkeit bzw. -übertragbarkeit stark verbessert wird.
Weiterhin können, wenn das verwendete Copolymere
für die Hüllenkomponente eine Zusammensetzung außerhalb des angegebenen Bereiches besitzt nur
solche Fasern mit einer extrem niedrigen Lichtdurchlässigkeit erhalten werden, was auf die niedrige Adhäsionsfähigkeit und Kristallinität zurückzuführen ist
Weiterhin macht es die hohe Wärmebeständigkeit des erfindungsgemäß verwendeten Copolymeren extrem
leicht lichtdurchlässige bzw. lichtübertragende Fasern herzustellen. Dies zeigt sich besonders bei der
Schmelz-Verbundspiim-Methode, die einen Spinnkopf
des Kern-Hüllen-Typs verwendet Üblicherweise erfordert die Schmelzverspinnung eines Polymeren, das
hauptsächlich aus Polymethylmethacrylat zusammengesetzt ist eine hohe Spinntemperatur von 190 bis 2600C
Daher muß das Hüllenkomponentenpolymere ein solches Polymeres sein, das dazu imstande ist bei dieser
hohen Temperatur genügend beständig zu sein.
Gewöhnlich haben fluorhaltige Methacrylsäureesterpolymere (z. B. Polymere mit einer Esterkomponente
eines fluorhaltigen Alkohols, wie sie in der JA-A:
8978/68 beschrieben sind) Nachteile hinsichtlich dci Beständigkeit gegenüber einer thermischen Zersetzung
und zwar insbesondere bei Temperaturen von mehr al« 2200C. Weiterhin ist es bei diesen Polymeren möglich
daß auf Grund einer Zersetzung während des Spinnen« eine Verschäumung auftritt, so daß das Licht gestreut
wird, wenn nicht die Temperatur genau kontrolliert wird. Andererseits zersetzen sich die erfindungsgcmäß
verwendeten Copolymeren bei der Spinntemperatur von 190 bis 2600C nicht. Es ist somit möglich,
lichtdurchlässige bzw. -übertragende Fasern bei einer weiten Vielzahl von Spinnbedingungen herzustellen.
Hierdurch ergibt sich eine technisch sehr vorteilhafte Methode für die Herstellung von solchen Fasern.
Ferner hat das erfindungsgemäß verwendete Copolymere eine sehr gute Biegefestigkeit und Abriebfestigkeit.
Diese charakteristischen Eigenschaften sind sehr wichtig, um eine Verminderung der Lichtdurchlässigkeit
bzw. -Übertragungsfähigkeit zu verhindern, die durch mechanische Beschädigungen des Hüllenkomponentenpolymeren
nach dem Verformen zu Fasern bewirkt sein kann.
Das als Hüllenkomponentc erfindungsgemäß verwendete Vinylidcnfluond-Tetrafluoräthylen-Copolymere
kann durch herkömmliche Methoden hergestellt werden (z.B. nach dem in der DT-OS 2125 350
beschriebenen Verfahren). So kann es z. B. durch Suspensionspolymerisation oder Emulsionspolymerisation
gewöhnlich bei einer Temperatur von 20 bis 200' C ι nd unter einem Druck von 20 bis 200 at hergestellt
werden, wobei Redox-Katalysatoren oder organische oder anorganische Peroxide als Katalysatoren verwendet
werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch ein i-opolymeres. das mindestens 60 Molprozent, vorzugsweise
mindestens 80 Molprozent, am meisten bevorzugt mindestens 90 Molprozent. Methylmethacrylat enthält,
als Kernkomponenteripolymcres neben dem Polymethylmethacrylatpolymeren
verwendet werden. Als Copolymerkomponente können Monomere, wie Acrylsäureester,
z. B. Methylacrylat, Äthylacrylat Propylacrylat und Butylacrylat. Methacrylsäureester, z. B. Cyclohexylrnethacrylat.
Benzylmethacrylat, Äthylmethacrylat, Propylmethacrylat
und Butylmethacrylat oder Styrol, verwendet werden. Es wird jedoch für die Aufrechlerhaltung
der Lichtdurchlässigkeit bzw. -übertragbarkeit oder der Wärmedimensionsstabilität der Fasern angestrebt
daß mindestens 90 Molprozent des Kernkomponentenpolymeren aus Methylmethacrylat zusammengesetzt sind.
Die erfindungsgemäßen lichtdurchlässigen bzw. -übertragenden Fasern, die Kern-Hüllen-Strukturen
besitzen, können nach folgenden zwei Methoden hergestellt werden.
Bei der ersten Methode geht man so vor, daß man ein
verbundspinnen unter Verwendung von Spinnköpfen des Kern-Hülle-Typs durchführt Das Polymere, das
hauptsächlich aus Methylmethacrylat zusammengesetzt
Kt -Uk ι- u^ die Ken*omponente darstellt wird
gewöhnlich m Form von Pellets in die Spinnmaschine eingeführt In manchen Fällen kann es auch in Form von
temen Kügelchen oder als Pulver verwendet werden,
uie versponnenen Fasern werden gewöhnlich auf die UZ- bis 2,Ofache ursprüngliche Länge verstreckt um
ihnen mechanische Eigenschaften, z. R eine Festigkeit
und Biegebeständigkeit zu verleihen.
Eigenschaften der Kernkomponentcnpolymeren und
der Hüllenkomponentenpolymeren variiert, beträgt gewöhnlich 190 bis 2600C, vorzugsweise 210 bis 25O°C.
Um die Verbundverspinnung geeigneterweise durchführen zu können, ist die Schmelzviskositäl der
Kernkomponente zweckmäßigerweise genauso groß wie diejenige des Hüllenkomponentenpolymeren. Dies
kann in der Weise erreicht werden, daß in geeigneter Weise die Kontrolle der Fließfähigkeit des Kernkomponentenpolymeren,
die Kontrolle des Molekulargewichts der Polymeren und die Auswahl der Spinntemperatur
erfolgt.
Bei der zweiten Methode geht man so vor, daß man zuerst ein Kernkomponentenpolymeres allein verspinnt,
sodann die auf diese Weise erhaltenen Fasern mit einer Lösung des Hüllenkomponentenpolymeren
beschichtet und hierauf das Lösungsmittel des Hüllenkomponentenpolymeren
entfernt.
Die Beschichtungsbehandlung kann vorzugsweise nach dem Verstrecken des gesponnenen Kernpolymeren
durchgeführt werden, um zu verhindern, daß die Fäden brechen oder daß der Kernfilm, der sich in der
Hüllenkomponente befindet, beschädigt wird. Jedoch kann die Beschichtungsbehandlung auch unmittelbar
nach dem Verspinnen mit großer Sorgfalt durchgeführt werden, um die Produktionsfähigkeit zu steigern.
Beispiele für Lösungsmittel für die Herstellung der Lösung des Hüllenkomponentenpolymeren sind Aceton.
ÄthylacPtai, Dimethylacetamid, Dimethylsulfoxid usw. und Gemische davon. Insbesondere bei Verwendung
von Äthylacetat als Lösungsmittel ergeben sich erhebliche Effekte bei der Kernkomponente (Auftreten
von Rissen u.dgl.), wozu noch kommt, daß kein i i ubungsphänomen der Oberfläche durch eine Feuch-Ufjkeitsbehandlung
auftritt. Somit kann die Beschichtungsbehandlung stabil bewirkt werden. Hinsichtlich der
Konzentration der Polymerlösung kann jede beliebige Konzentration verwendet werden, sofern das Polymer
homogen aufgelöst ist Jedoch ist wegen der gleichmäßigen Adhäsion der Hüllenkomponente an die Kernkomponente
und der leichten Entfernung des Lösungsmittels die Konzentration vorzugsweise 10 bis 60
Gewichtsprozent, mehr bevorzugt 25 bis 45 Gewichtsprozent.
F i g. 1 ist eine Skizze einer Ausführungsform des 4s
Verfahrens zum Aufschichten einer konzentrierten lösung des Hüllenkomponentenpolymeren auf das
fadenförmige Kernkomponentenpolymere. Das fadenförmige Kernkomponentenpolymere 1, das durch eine
konzentrierte Lösung 2 des Hüllenkomponentenpoly- so
meren durchgelaufen ist, wird kontinuierlich von der
Düse aufgenommen, wodurch das Hüllenkomponentenpolymere mit konstanter Dicke auf das Kernkomponentenpolymere aufgeschichtet wird. Hierauf wird das
Lösungsmittel durch eine geeignete Methode (z.B. durch Erhitzen bei konstanter Temperatur) entfernt,
wodurch lichtdurchlässige bzw. -übertragende Fasern mit einer Kern-Hüllen-Struktur erhalten werdea
Fig.2a ist ein Querschnitt eines lichtdurchlässigen
Fadens gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fi g. 2b ist ein Seitenaufriß, wobei 1 die Hüllenkomponente und 2 die Kernkomponente bedeutet
Das wichtige Merkmal der Erfindung liegt m der
Verwendung eines Copolymeren von Vinylidenfluorid und Tetrafluoräthylen in einem geeigneten Verhältnis
als Hüllenkomponentenpolymeren bei der Herstellung von lichtdurchlässigen bzw. -übertragenden Fasern mit
einer Kern-Hüllen-Struktur. Dies macht es möglich.
40
55
60 Fasern bei weiten Bedingungen zu bilden, welche ausgezeichnete Eigenschaften haben und die bislang
von den herkömmlichen lichtdurchlässigen Kunststoffasern nicht gezeigt werden. Beispiele hierfür sind die
hohe Lichtdurchlässigkeit, die Biegefestigkeit und die Abriebfestigkeit der Faseroberfläche. Somit haben die
erfindungsgemäßen Fasern einen außerordentlich großen technischen Wert.
Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert. Der Wen A- gibt die Lichtdurehlässigkeit bzw. -übertragbarkeil
als Koeffizient der Absorption wieder, der gemäß dem Verfahren der JA-AS 8978/68, nämlich nach
folgender Formel errechnet wurde, wobei eine Wolframlampe als Lichtquelle verwendet wird. Es wird die
Intensität /des Lichtes am Ausgang der lichtdurchlässigen bzw. -übertragenden P'asern mit unterschiedlicher
Länge /gemessen.
Darin bedeutet /die Länge (cm) der lichtdurchlässigen Fasern und /0 ist die Intensität des Lichtes, das in die
Fasern eintritt.
Daraus ergibt sich, daß, je geringer der Wert für k ist, desto größer die Lichtdurehlässigkeit ist.
Der Schmelzindex (Ml-Wert), der das Schmelzverhalten
der Polymeren angibt, wurde gemäß der Methode in ASTM D-1238-57T bei folgenden Bedingungen gemessen:
Temperatur 220oder240°C
Last 10,19 kg
Last 10,19 kg
Düse Länge 8 mm
Durchmesser des Lochs 2 rnrn.
Beispiele 1 bis 3 und Vergleichsbeispiele 1 bis 4
Das Polymere (mit einem Mi-Wert von 18 bei 240°C und einem Brechungsindex von 1,49), das hauptsächlich
aus Polymethylmethacrylat bestand und das 5 Molprozent Methylacrylat enthielt, erhalten durch Suspensions
polymerisation als Kernkomponente und das Copoly
mere aus Vinylidenfluorid und Tetrafluoräthylen al: Hüllenkomponente wurden bei 2400C unter Verwen
dung eines Spinnkopfs des Kern-HüDen-Typs verbund gesponnen. Die resultierenden Fäden wurden mit eine
Geschwindigkeit von 40 m/min aufgenommen und au die l,5fache ursprüngliche Länge bei 1400C verstrecki
wodurch am Ende lichtdurchlässige Fasern mit einen Durchmesser von 030 mm und einem Kerndurchmesse
von 0,27 mm erhalten wurden.
Die Tabelle zeigt die Beziehung zwischen der Zusammensetzungsverhältnis von Vinylidenfluorid (VF
und Tetrafluoräthylen (TEE) in dem Copolymeren de Hüllenkomponente und den Wert k, der die Lichtdurch
lässigkeit angibt Die Vergleichsbeispiele zeigen auc die Verwendung von Copolymeren mit einem Zusarr
mensetzungsverhältnis außerhalb des erfindungsgemä ßen Bereiches.
609 630'28l
9 | γ | 24 29 | 490 | 10 | |
\ | |||||
Tabelle | Vl-VTN-: (MoI- | Bemerkungen | |||
Beispiel | vcrhältms) des | Brechungsindex | MlWtTt de | s Co- k Wert der Fa | |
Copolymere!! | des Copolymere!) | polymeren | sern (cm ') | ||
80/20 | Die Fasern hatten eine ausge | ||||
1 | 70/30 | 1.41 | 13 | 11-IO ! | prägte, sehr gute Lichtdurch- |
2 | 60/40 | 1.40 | 15 | 810 > | liissigkcit |
3 | 1,39 | K) | 10-10 i | ||
Vcrgl-Beispiel | 100/0 | Die l'asern waren trüb, was | |||
1 | 90/10 | 1.42 | 12 | 24-10 * | auf eine Kristallisierung des |
2 | 55/45 | 1.42 | Ib | 20-10 * | Hüllenkomponentenpoly- |
i | 1,38 bis 1,39 | H | 22-10 > | meren zurückzuführen war | |
und die Adhäsionfähigkeit wai | |||||
ebenfalls niedrig | |||||
40/60 | Die Fasern hatten eine erheb | ||||
4 | 1,37 bis 1,38 | h | - | lich hohe Lichtdurchlässigkeit. | |
Wie aus der Tabelle ersichtlich wird, haben, wenn der Gehalt des Vinylidcnfluorids in dem Hüllenkomponentencopolymeren
80 bis 60 Molprozent betrug, die erhaltenen Fasern eine sehr gute Lichtdurchlässigkeit.
"Venn der Gehalt an Vinylidenfluorid oberhalb oder unterhalb des genannten Bereiches lag, dann kristallisierte
das Hüllenkomponenienpolymere mit dem Ergebnis, daß eine Trübung der Fasern und eine
extreme Verminderung der Lichtdurchlässigkeit auftrat. Ferner, wenn der Gehalt an Vinylidenfluorid 40 Molpro
/ent beträgt, dann wird die Adhäsionsfähigkeit des Kernkomponentenpolymeren extrem vermindert und
die Hüüenkomponente kann mit der Hand leicht abgetrennt werden. Somit wird im wesentlichen keine
Lichtdurchiässigkeit auf Grund einer Kristallisierung
des Hüüenkomponentenpolymeren festgestellt. Es wird •iuur cinf verminderte Adhäsiorisfähigkcii zwischen den
Hüllen- und Kernkomponenten festgesteÜL
Ein Polymeres (mit einem MI-Weit von 26 bis 2400C),
das hauptsächlich aus Methylmeihacrylat zusammengesetzt
war, und das !0 Molprozent Methylccrylat
enthielt, als Kernkomponente und ein Copolymeres aus Vinylidenfluorid und Tetrafluoräthylen gemäß Beispiel
2, das 70 Molprozent Vinylidenfluorid enthielt, als Hüllenkomponente wurden bei 240°C verbundgesponnen
und die resultierenden Fäden wurden mit einer Geschwindigkeit vrn 30 m/min aufgenommen. Weiterhin
wurden diese unverstreckten Fäden auf die 15fache ursprüngliche Länge bei 1400C verstreckt und schließlich wurden lichtdurchlässige Fasern mit einem Durch
messer von 1,00 mm und einem Kerndurchmesser voi 0,95 mm erhalten.
Die erhaltenen Fasern hatten einen /t-Wert vo-6
■ 10"3cm und sie zeigten sehr gute Lichtdurchlässig
keitseigenschaften. Weiterhin waren sie hinsichtlich dei Lichtdurchlässigkeit Fasern aus Polystyrol und Poly
methylmethacrylat überlegen, was auch für die Biegefe
stigkeit und die Abriebsbeständigkeit der Faseroberflä ehe zutraf.
Unter Verwendung eines Polymethylmethacrylatpo
lymeren (mit einem Ml-Wert von 14 bei 2200C) ah
Kernkomponente und eines Telrafluoräthyien-Vinyl
}<, idenfluorid-Copolymeren mit 65 Molprozent Vinyliden
fluorid als Hüllenkomponente wurden lichtdurchlässig«
Fasern durch eine Beschichtungsmethode hergestellt.
Das Polymethylmethacrylat wurde bei 2200C exirudien
und die resultierenden Fäden wurden mit 15 m/mir aufgenommen. Sodann wurden die Fäden auf die
1.8fache ursprüngliche Länge bei 1400C verstreckt wodurch Fasern mit einem Durchmesser von 1,00 mrr
erhalten wurden. Sodann wurde eine 35%ige Lösung des Hüllenkomponentencopolymeren in Essigsäure aul
die Fasern unter Verwendung der Beschichtungsvor
richtung gemäß F i g. 1 aufgeschichtet, wodurch licht durchlässige Fasern erhalten wurden.
Die auf diese Weise erhaltenen lichtdurchlässiger Fasern hatten einen k-Wert von 5,8 ■ 10-3 cm ' und sie
<o zeigten eine sehr gute Lichtdurchlässigkeit. Auch natter
sie eine ausgezeichnete Biegefestigkeit und Abriebsbe ständigkeit
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Lichtdurchlässige bzw. lichtübertragende Fasern mit einer Kern-Hüllen-Struktur, die ein
Methylmethacrylat-Polymerisat mit mindestens
60 Molprozent Methylmethacrylat-Einheiten als Kernkomponente und ein fluorhaltiges Polymeres
als Hülienkomponente enthalten, dadurch gekennzeichnet,
daß das fluorhaltige Polymere, ι ο das die Hülienkomponente bildet, ein Vinylidenfluorid-Tetrafluöräthyien-Copoiymeres
mit 60 bis 80 Molprozent Vinylidenfluorid ist.
2. Fasern nach Anspruch 1, dadu.-ch gekennzeichnet, daß sie als Hülienkomponente ein Vinylidenfluorid-Tetrafluoräthylen-Copolymeres
mit 65 bis 75 Molprozent Vinylidenfluorid-Einheiten enthalten.
3. Fasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Kernkomponente ein Methylmethacrylat-Polymerisat
enthalten, das zu mindestens $0 Molprozent aus Methylmethacrylat aufgebaut ist.
4. Fasern nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Kernkomponente
Polymethylmelhacryiat oder ein Copoiymeres enthalten, das aus mindestens 60 Molprozent Methylmethacrylat
und mindestens einem der Comonomeren Acrylsäureester, Methacrylsäureester oder
Styrol aufgebaut ist.
5. Fasern nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Kemkomponente
ein Copolymerisat aus 5 bis 10 Molprozent Methylacrylat und 90 bis 95 Molprozent Methylmethacrylat
enthalten.
6. Verfahren zur Herstellung von lichtdurchlässigen bzw. lichtübertragenden Fasern mit einer
Kern-Hüllen-Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Methylmethacrylat-Polymerisat
mit mindestens 60 Molprozent Methylmethacrylat-Einheiten als Kernkomponente und ein
Vinylidenfluorid - Tetrafluoräthylen - Copoiymeres, das 60 bis 80 Molprozent Vinylidenfluorid enthält,
als Hülienkomponente verbundspinnt, und daß man die resultierenden Fäden auf die 1,2- bis 2,0fache
ursprüngliche Länge verstreckt.
7. Verfahren zur Herstellung von lichtdurchlässigen bzw. lichtübertragenden Fasern mit einer
Kern-Hüllen-Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Fäden aus einem Methylmethacrylat-Polymerisat,
das mindestens 60 Molprozent Methylmethacrylat-Einheiten enthält, mit einem Vinylidenfluorid-Tetrafluoräthylen-Copolymeren,
welches 60 bis 80 Molprozent Vinylidenfluorid-Einheiten enthält, gelöst in einem Lösungsmittel,
keschichtet.
acrvIat-Polymerisat mit mindestens 60 Molprozent Methylmethacrylat-Einheiten als Kernkomponente und
ein fluorhaltiges Polymeres als Hülienkomponente
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7012573 | 1973-06-21 | ||
JP7012573A JPS5321660B2 (de) | 1973-06-21 | 1973-06-21 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2429490A1 DE2429490A1 (de) | 1975-01-16 |
DE2429490B2 DE2429490B2 (de) | 1975-12-18 |
DE2429490C3 true DE2429490C3 (de) | 1976-07-22 |
Family
ID=
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