DE3009379C2 - Aus Poly-p-phenylen-terephthalamid bestehende Fasern mit ausgezeichnetem Ermüdungswiderstand und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

Mo S:	-0,08 (RIX) + 1,672	(D
Mo <	1,700	(2)
RlX 2=	0,85	(3)
RIX <	1,20	(4)

und ihre scheinbare Kristallitgröße (ACS in nm) und ihr Orientierungswinkel (OA in Grad) in dem Bereich liegen, der den Bedingungen der Gleichungen (5) bis (8) genügt:

OA > 0,4 (ACS) + 16
OA > 20 (ACS) - 160
OA < 0,4 (ACS) + 26
OA < 20 (ACS) - 82

2. Fasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dynamische mechanische Verlustwinkel (tan d) im Bereich von 0,001 bis 0,030 liegt.

3. Fasern nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Eigenviskosität wenigstens 500cm³/g beträgt, gemessen bei einer Konzentration von 0,5 g Polymerisat in 100 cm³ Schwefelsäure einer Konzentration von 98,5 Gew.-% bei 3O⁰C.

4. Fasern nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Orientierungswinkel wenigstens 20° beträgt.

5. Fasern nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Einzeltiter weniger als 3,34 dtex beträgt.

6. Verfahren zur Herstellung von Fasern aus Poly-p-phenylenterephthalamid, dadurch gekennzeichnet, daß man eine anisotrope Spinnlösung eines Poly-p-phenylenterephthalamids in konzentrierter Schwefelsäure einer Konzentration von wenigstens 98 Gew.-% in eine nicht-koagulierende Schicht spinnt, das Spinngut durch eine Koagulierungsschicht führt, die hierbei gebildeten koagulieren Fasern auf ein netzartiges Förderband ablegt und in spannungsfreiem Zustand nacheinander zur Entfernung von Schwefelsäure wäscht, die Fasern 30 Sekunden bis 30 Minuten in Sattdampf von wenigstens 100° C hält und bei einer Temperatur im

Bereich von 120° C bis 450° C während einer Zeit, die der Bedingung

250 < (Temperatur,"C) χ (Zeit,Sek.)⁰«⁸ < 600

genügt trocknet

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß man Poly-p-phenylenterephthalamid verwendet das eine Eigenvickosität von wenigstens 510cm³/g hat gemessen bei einer Konzentration von 0,5 g Polymerisat in 100 cm Schwefelsäure einer Konzentration von 98,5 Gew.-% bei 30° C.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet daß man den Sattdampf bei 100° C bis 140° C hält

Die Erfindung betrifft verbesserte Fasern aus Poly-p-phenylenterephthalamid (nachstehend als »PPTA« bezeichnet) und ein Verfahren zur ihrer Herstellung, insbesondere hochfeste PPTA-Fasern, die ausgezeichneten Ermüdungswiderstand aufweisen, wenn sie für die Verstärkung von Kunststoffen und Kautschuk verwendet werden, und ein Verfahren zur Ihrer Herstellung.

PPTA ist ein seit vielen Jahren bekanntes Polymerisat und auf Grund der starren Molekülstruktur dieses Polymerisats wurde erwartet daß seine Fasern ausgezeichnete Hitzebeständigkeit und mechanische Eigen-

3ü schäften haben würden. PPTA ist jedoch in organischen Lösungsmitteln schwer löslich oder unlöslich. Demgemäß wurde in der US-PS 32 27 793 ein grundlegendes Verfahren zum Naßspinnen von PPTA unter Verwendung von konzentrierter Schwefelsäure als Lösungsmittel vorgeschlagen, jedoch wurde das Verfahren selbst nie in den großtechnischen Maßstab überführt.

Es ist seit vielen Jahren bekannt, daß, wenn ein starres Polymerisat in einem Lösungsmittel gelöst wird, ein flüssiger Kristall bei einem Polymerisationsgrad, der einen bestimmten Wert überschreitet, und einer Konzentration, die einen gewissen Wert überschreitet, unter bestimmten Temperaturbedingungen gebildet wird. Diese Erscheinung wurde theoretisch und experimentell bestätigt (P. J. Flory, Proc. Roy. Soc. A234 [1956], 73). Es läßt sich leicht voraussagen, daß, wenn eine in Form eines flüssigen Kristalls vorliegende, optisch anisotrope Polymerlösung aus einer Düse gesponnen und koaguliert werden kann, während eine Störung der Orientierung des flüssigen Kristalls im Innern der Düse so weit wie möglich verhindert wird, Fasern, die hohe Zugfestigkeit und hohen Young'schen Modul aufweisen und hochorientierte Molekülketten enthalten, erhalten werden. In der US-PS 38 19 587 wird ein Verfahren zum Naßspinnen einer konzentrierten Lösung eines aromatischen Polyamids, das eine starre und lineare Molekülstruktur aufweist und in Form eines flüssigen Kristalls vorliegt beschrieben. Dieser Typ eines Naßspinnverfahrens zog wiederum die Aufmerksamkeit der Fachwelt auf sich.

Jedoch ist es auch bei Anwendung des Verfahrens der US-PS 38 19 587 zur Erzielung guter hoher Festigkeit und Zugfestigkeit notwendig, die frisch gesponnenen Fasern einer Wärmebehandlung unter Spannung zu unterwerfen. Bei dieser Wärmebehandlung unter Spannung wird die Zugfestigkeit verbessert und der Young'sche Modul gesteigert jedoch wird die Dehnung schlechter. Demgemäß weisen diese Fasern keinen ausreichenden Ermüdungswiderstand auf, wenn sie für

die Verstärkung von Gummiartikeln, beispielsweise Luftreifen, verwendet werden.

Aus den US-PS 37 67 756 und 38 69 429 ist ein Verfahren bekannt, bei dem eine optisch anisotrope Spinnlösung von erhöhter Konzentration in Luft extmdiert und dann naßgesponnen wird, wobei frisch gesponnene Fasern, die auf Grund einer speziellen Feinstruktur im frisch gesponnenen Zustand hohe Festigkeit aufweisen, erhalten werden. Gleichzeitig wurde festgestellt, daß diese Fasern sich zur Verstär- iu kung von Kautschuk eignen.

Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß, da in den US-PS 37 67 756 und 38 69 429 die Feinstruktur der Faser nur für ihren kristallinen Bereich vorgeschrieben wird, der gewünschte Effekt tatsächlich durch die in den US-Patentschriften vorgeschriebene Feinstruktur nicht erreicht wird und daß auch bei genauer Einhaltung der Lehren genannter US-Patentschriften eine gute Reproduktion der Beziehungen zwischen den physikalischen Eigenschaften und der in den US-Patentschriften genannten Feinstruktur nicht erreichbar ist Weitere Untersuchungen führten erfindungsgemäß zu dem Ergebnis, daß es nicht richtig ist, den kristallinen Bereich allein gemäß dem Standpunkt in den US-Patentschriften anzugeben, und daß auch der amorphe Bereich bei der Definition von Fasern mit erwünschten Eigenschaften berücksichtigt werden muß. Auf der Grundlage dieser Feststellung wurden weitere Untersuchungen über die Beziehung der Feinstruktur nicht nur des kristallinen Bereiches, sondern auch des amorphen Bereiches in PPTA-Fasern zu den Eigenschaften der Fasern durchgeführt und führten zu der Erfindung.

Im Rahmen der Erfindung wurden weitere Untersuchungen über die Beziehung zwischen dem Faserherstellungsverfahren und den Fasereigenschaften durchgeführt und bereits mehrere Verfahren zum Naßspinnen von optisch anisotropen Spinnlösungen von starren Polymerisaten mit linearer Struktur, beispielsweise ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem eine optisch anisotrope Spinnlösung eines aromatischen Polyamids naßgesponnen und die Fertigbehandlung der koagulierten Fasern durch Waschen mit Wasser in spannungsfreiem Zustand durchgeführt wird. Es wurde bereits festgestellt, daß bei diesem Verfahren eine Verschlechterung der Dehnung verhindert wird und Fasern mit ausgezeichnetem Ermüdungswiderstand bei Verwendung für die Verstärkung von Kautschuk erhalten werden können (das ohne Wärmebehandlung durchgeführte Verfahren der US-PS 40 16 236).

PPTA, ein typisches Beispiel für starre und lineare aromatische Polyamide, hat den Vorteil, daß die als Ausgangsmaterialien dienenden Monomeren von hoher Qualität leicht verfügbar sind und dieses Polyamid sehr leicht in großtechnischem Maßstab verwendet werden kann. Da PPTA bei der Herstellung von Fasern aus PPTA leicht orientiert und kristallisiert wird, erfahren Fasern, die naoh dem ohne Wärmebehandlung durchgeführten Verfahren der US-PS 4016 236 hergestellt worden sind, leicht Änderungen der physikalischen Eigenschaften, z.B. eine Verschlechterung der Dehnung, wenn sie einer leichten Spannung oder Wärmeeinwirkung bei den notwendigen Stufen zur Verstärkung von Kautschuk, ζ. Β. Klebbehandlung, Vulkanisation des Kautschuks und anderen Nachbehandlungen, unterworfen werden. Es wird angenommen, daß der Grund hierfür wahrscheinlich darin liegt, daß die Thennofixitrunf, der Feinstruktur der Fasern bei dem vorstehend genannten, ohne Wärmebehandlung durchgeführten, in der US-PS 40 16 236 beschriebenen Verfahren ungenügend ist Bei Verwendung von Fasern, die nach diesem Verfahren hergestellt worden sind, werden bei der Verstärkung von Kautschuk tatsächlich keine befriedigenden Ergebnisse hinsichtlich des Ermüdungswiderstandes erhalten.

Weiterhin wurde ein Verfahren zur Herstellung von thermofixierten Fasern mittels Waschen mit Wasser, Trocknen und Wärmebehandlung im spannungsfreien Zustand in den Rahmen der in der US-PS 40 16 236 beschriebenen Wärmebehandlung mit einbezogen. Wenn jedoch diese Arbeitsweise auf PPTA angewandt wird, ist es sehr schwierig, die Parameter der Feinstruktur der Fasern, z. B. die Kristallitgröße, den Kristallinitätsgrad, den Orientierungsgrad der Molekülketten im kristallinen Bereich und den Grad der Orientierung der Molekülketten im amorphen Bereich, zu regeln und einzustellen. Demzufolge sind zwar die nach diesem Verfahren hergestellten Fasern gleichmäßig in den mechanischen Eigenschaften, beispielsweise in der Dehnung, Zugfestigkeit und im Young'schen Modul, jedoch ist eine erhebliche Änderung im Ermüdungswiderstand festzustellen, wenn sie zum Verstärken von Kautschuk verwendet werden.

Fasern mit ausgezeichnetem Ermüdungswiderstand durch Verbessern der in der US-PS 38 69 429 usw. beschriebenen PPTA-Fasern unter Aufrechterhaltung ausgezeichneter mechanischer Eigenschaften, z. B. hohen Young'schen Modul und hoher Zugfestigkeit, können entweder durch Veränderung der chemischen Struktur oder durch Veränderung der Feinstruktur der Fasern ohne Veränderung der chemischen Struktur gewonnen werden. Änderung der chemischen Struktur kann zwar durch Copolymerisation erreicht werden, doch ist dies mit einer Steigerung der Herstellungskosten verbunden. Erfindungsgemäß wird dagegen die Feinstruktur der Fasern unter Verbesserung des aus der US-PS 40 16 236 bekannten Herstellungsverfahrens verändert.

Speziell wurden erfindungsgemäß eingehende Untersuchungen über die Verfahren zur Herstellung von PPTA-Fasern und über theoretische Klärungen der Parameter der Feinstruktur der PPTA-Fasern durchgeführt. Überraschenderweise wurde hierbei gefunden, daß es beim Verfahren der Herstellung von PPTA-Fasern für die Herstellung von PPTA-Fasern mit hoher Zugfestigkeit, hohem Young'schen Modul und ausgezeichnetem Ermüdungswiderstand und ausgezeichneter Beständigkeit gegen Hitze oder Spannung sehr wichtig und unerläßlich ist, die Dampfbehandlung vor dem Trocknen und das Trocknen unter ganz bestimmten Bedingungen durchzuführen. Es wurde ferner gefunden, daß die nach diesem Verfahren hergestellten Fasern eine außergewöhnliche Feinstruktur aufweisen, die nach keinem der vorstehend genannten bekannten üblichen Verfahren erzielbar ist, und daß die vorstehend genannten Eigenschaften dieser außergewöhnlichen Feinstruktur zuzuschreiben sind.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gelöst durch Fasern aus Poly-p-phenylenterephthalamid mit ausgezeichnetem Ermüdungswiderstand, die dadurch gekennzeichnet sind, daß ihr tangentieller Brechungsindex (TRIv)\m polarisierten Licht, das in der Richtung senkrecht zur Faserachse schwingt, im Bereich von 0 bis 0,07 und ihr tangentialer Brechungsindex (TRIp) im polarisierten Licht, das in der Richtung parallel zur Faserachse schwingt, im Bereich von -0,06 bis —0,005 liegt und ihr zentraler Brechungsindex (Nvo)

in polarisiertem Licht, das in der Richtung senkrecht zur Faserachse schwingt, und ihr Röntgenbeugungsintensitätsverhältnis (RlX) in dem Bereich liegen, der den Bedingungen der Gleichungen (1) bis (4) genügt:

Nvo > -0,08 (RIX) + 1,672

Mw
RIX RIX

1,700

0,85

1,20

(D (2) (3) (4)

OA > 0,4 (ACS) + 16
OA S: 20 (ACS) - 160
OA < 0,4 (ACS) + 26
OA < 20 (ACS) - 82

F i g. 4 (A) zeigt ein Modellschema, das den Querschnitt der Faser zeigt. F i g. 4 (B) zeigt den Interferenzstreifen, der in Seitenrichtung beobachtet wird, wenn die Faser gemäß der Erfindung im Interferenzmikroskop unter Verwendung von polarisiertem Licht, das in einer Richtung senkrecht zur Faserachse schwingt, untersucht wird. Die bezeichneten Elemente haben die folgende Bedeutung:

d:

und ihre scheinbare Kristallitgröße (ACS in nm) und ihr Orientiemngswinkel (OA in Grad) in dem Bereich liegen, der den Bedingungen der Gleichungen (5) bis (8) genügt:

Das Verfahren zur Herstellung von Fasern aus Poly-p-phenylenterephthalamid ist dadurch gekennzeichnet, daß man eine anisotrope Spinnlösung eines Poly-p-phenylenterephthalamids in konzentrierter Schwefelsäure einer Konzentration von wenigstens 98 Gew.-% in eine nichtkoagulierende Schicht spinnt, das Spinngut durch eine Kogulierungsschicht führt, die hierbei gebildeten koagulierten Fasern auf ein netzartiges Förderband anlegt und in spannungsfreiem Zustand nacheinander zur Entfernung von Schwefelsäure wäscht, die Fasern 30 Sekunden bis 30 Minuten in Sattdampf von wenigstens 100° C hält und bei einer Temperatur im Bereich von 120°C bis 450° C während einer Zeit, die der Bedingung

250 < (Temperatur, "C) χ (Zeit, Sek.)⁰⁰⁸ < 600

genügt, trocknet

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich erläutert

F i g. 1 und F i g. 2 sind graphische Darstellungen, die die Feinstrukturcharakteristik der Fasern gemäß der Erfindung veranschaulichen, wobei die Faser gemäß der Erfindung in beiden Darstellungen in dem durch vier Linien eingeschlossenen Bereich liegt.

F i e. 3 ist ein Fließschema einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung der Fasern gemäß der Erfindung, wobei durch die Bezugsziffern die folgenden Teile bezeichnet sind:

la: nichtkoagulierende Schicht

1 b: koagulierende Schicht

2: Spinndüse

3a, 3b, Zc. Filamente

4: Abzugswalze

5: Umlenkwalze

6: Umlenkförderer

7: Behandlungsförderband

8: Waschvorrichtung

9: Dampfbehandhingsvorrichtung
10: Trockenvorrichtung
11: Aufwickelvorrichtung
12: Abdeckband

Abweichung des Interferenzstreifens in der Faser am Punkt S;

D: Abstand zwischen parallelen Interferenzstreifen des Hintergrundes;

r. Radius des Querschnittes der Faser;

ro: Mittelpunkt des Faserquerschnittes;

ra: Umfang der Faser;

5: willkürlicher Punkt auf dem Faserquerschnitt;

5' 5": Umfang der Faser entsprechend dem Wert 5;

f: Dicke des Faserquerschnittes, gemessen in Richtung des einfallenden Lichtes am Punkt 5.

F i g. 5 zeigt Interferenzstreifen, die beobachtet wurden, wenn PPTA-Fasern aus der seitlichen Richtung mit einem Interferenzmikroskop unter Verwendung von polarisiertem Licht, das in der Richtung parallel zur Faserachse schwingt, beobachtet wurden. Hierbei zeigen F i g. 5 (A) und F i g. 5 (B) Interferenzstreifen von bekannten Fasern. Fig.5(C) zeigt Interferenzstreifen der Fasern gemäß der Erfindung (Beispiel 1), wobei die bezeichneten Elemente die folgenden Bedeutungen haben:

d: Abweichung der Interferenzstreifen des Hintergrundes;

D: Abstand zwischen parallelen Interferenzstreifen des Hintergrundes;

r. Radius des Querschnittes der Faser.

Nachstehend werden zur Zeit bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ausführlich beschrieben. Ein Beispiel dieser Ausführungsformen ist in den Abbildungen dargestellt.

Die Fasern gemäß der Erfindung weisen kristalline Bereiche mit einer Struktur auf, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die scheinbare Kristallitgröße (ACS in nm) und der Otientierungswinkel (OA in Grad) in dem Bereich liegen, der den Bedingungen der folgenden vier Gleichungen genügt:

OA	S 0,4 (ACS)	+ 16	(5)
OA	s 20 (ACS)	- 160	(6)
OA	^ 0,4 (ACS)	+ 26	(7)
OA	=£ 20 (ACS)	-82	(8)

Dieser Bereich wird durch Fig. 1 deutlich veranschaulicht In dieser Abbildung entsprechen die vier Linien (a), (b), (c) und (d) jeweils den folgenden vier Gleichungen:

(a): OA = 0,4 (ACS) + 16

(b) : OA = 20 (ACS) - 160

(c) : OA = 0,4 (ACS) + 26
(d): OA = 20 (ACS) - 82

Die Fasern gemäß der Erfindung mit einer solchen speziellen Feinstruktur in den kristallinen Bereichen unterscheiden sich von bekannten Fasern, beispielsweise den in der US-PS 38 69 429 beschriebenen Fasern und im Handel erhältlichen Fasern, darin, daß der Orientierungsgrad der Molekülketten im kristallinen Bereich verhältnismäßig niedrig und die scheinbare Kristallitgröße verhältnismäßig groß ist. Ferner unterscheiden sich die Fasern gemäß der Erfindung von den in der US-PS 38 69 430 beschriebenen Fasern und den im Handel erhältlichen Fasern darin, daß der Orientierungsgrad der Molekülketten im kristallinen Bereich verhältnismäßig niedrig ist. Ferner unterscheiden sich die Fasern gemäß der Erfindung von den Fasern, die nach dem ohne Wärmebehandlung durchgeführten, in der US-PS 40 16 236 beschriebenen Verfahren hergestellt werden, darin, daß die scheinbare Kristallitgröße verhältnismäßig groß ist.

Das Merkmal, das die Fasern gemäß der Erfindung einen verhältnismäßig niedrigen Orientierungsgrad der Molekülketten im kristallinen Bereich aufweisen, steht in engem Zusammenhang damit, daß das Waschen und Trocknen im spannungsfreien Zustand durchgeführt werden und die Behandlung mit Wasserwärme, d. h., mit Wasserdampf, im spannungsfreien Zustand nach dem Waschen, jedoch vor dem Trocknen durchgeführt wird. Ferner steht das Merkmal, daß die Fasern gemäß der Erfindung eine verhältnismäßig große scheinbare Kristallitgröße aufweisen, in engem Zusammenhang damit, daß spezielle Bedingungen für das anschließend an die vorstehend genannte Dampfbehandlung durchgeführte Trocknen gewählt werden. Da bei dem in der US-PS 40 \f> 236 beschriebenen, mit Wärmebehandlung durchgeführten Verfahren keine Dampfbehandlung im spannungsfreien Zustand vor dem Trocknen durchgeführt wird, wird die Verzerrung der Orientierung der Polymermolekülketten in der Faser nicht genügend gemildert, so daß es häufig vorkommt, daß das Kristallwachstum in der Faser übermäßig stark ist oder kein wesentliches Kristallwachstum hervorgerufen wird. Demgemäß ist es bei diesem bekannten Verfahren sehr schwierig, Fasern mit geeigneter scheinbarer Kristallitgröße, wie sie die Fasern gemäß der Erfindung aufweisen, d. h., mit verhältnismäßig großer, aber nicht übermäßig großer Kristallitgröße herzustellen.

Um hohe Zugfestigkeit, verhältnismäßig hohe Dehnung, hohen Young'schen Modul, ausgezeichnete Maßbeständigkeit und ausgezeichnete Beständigkeit der physikalischen Eigenschaften bei Einwirkung hoher Temperaturen und ausgezeichneten Ermüdungswiderstand zu gewährleisten, ist es unerläßlich, daß die Fasern im kristalliner. Bereich eine Feinstruktur gemäß den vorstehend genannten vier Gleichungen (5) bis (8), d. h„ eine spezielle Feinstruktur aufweisen, bei der ein verhältnismäßig niedriger Orientierungsgrad der Molekülketten im kristallinen Bereich mit einer verhältnismäßig großen scheinbaren Kristallitgröße kombiniert ist

Im einzelnen ist bei Fasern, die nicht der Bedingung der Gleichung

OA S 0,4

+ 16

(5)

genügen, der Orientierungswinkel (OA) übermäßig klein, d. h, die Orientierung der Molekülkette geht zu weh in den kristallinen Bereich hinein. In diesem Fall ist sowohl die Zugfestigkeit als auch der Young'sche Modul hoch, aber der Ermüdungswiderstand ist äußerst gering.

und dies ist ein sehr großer Nachteil. Bevorzugt wird ein Orientierungswinkel von wenigstens 20°, insbesondere von wenigstens 21°.

Bei Fasern, die der Bedingung der Gleichung

OA > 20 (ACS) - 160

(6)

nicht genügen, ist die scheinbare Kristallitgröße (ACS) zu groß und daher die Zugfestigkeit schlecht und ίο außerdem ist auch der Ermüdungswiderstand natürlich herabgesetzt. Zur Herstellung von Fasern mit genügender Zugfestigkeit ist vorzugsweise die folgende Voraussetzung zu erfüllen:

ι-. OA > 20 (-4CS") - 140 .

Ferner wird zur Herstellung von Fasern mit besonders ausgezeichnetem Ermüdungswiderstand die Erfüllung der folgenden Voraussetzung besonders bevor-2(i zugt:

OA > 20 (ACS) - 120.

Ferner ist bei Fasern, die der Bedingung der Gleichung

OA < 0,4 (ACS) + 26

nicht genügen, der Orientierungswinkel (OA) zu groß. Mit anderen Worten, der Orientierungsgrad der Molekülketten in den kristallinen Bereichen ist zu gering. Demgemäß weisen die Fasern den Nachteil auf, daß die Zugfestigkeit und der Young'sche Modul gering sind, obwohl der Ermüdungswiderstand gut ist.

Ferner ist bei Fasern, die der Bedingung der

ii Gleichung

OA < 20 (ACS) - 82

nicht genügen, die scheinbare Kirstallitgröße (ACS) zu 4(i gering und die Kristallinität niedrig. Diese Fasern sind den Fasern gemäß der Erfindung im Young'schen Modul und im Ermüdungswiderstand unterlegen und weisen den Nachteil auf, daß sie dimensioneil schrumpfen, wenn sie hohen Temperaturen von beispielsweise etwa 200°C ausgesetzt werden. Ferner tritt eine Verschlechterung der Dehnung ein, wenn die Fasern hohen Temperaturen unter Spannung ausgesetzt werden. Um Fasern, die nicht diese Nachteile aufweisen, zu erhalten, wird eine scheinbare Kristallitgröße (ACS) 5(i in dem durch die Gleichung

QA < 20 (ACS) - 86

definierten Bereich, insbesondere durch die Gleichung OA < 20 (ACS) - 90 ,

bevorzugt

Bei großtechnisch hergestellten und im Handel befindlichen PPTA-Fasern wurde, obwohl die scheinbare Kristallitgröße und der Orientierungswinkel der Fasern in einem gewissen Maße von Lieferung zu Lieferung schwanken, eine scheinbare Kristallitgröße im Bereich von 4 bis 4,7 nm und ein Orientierungswinkel im Bereich von 10 bis 17° gefunden. Es wird angenommen, daß diese im Handel erhältlichen Fasern für die Verstärkung von Kautschuk, beispielsweise als Reifencord, vorgesehen sind

Die Fasern gemäß der Erfindung haben wenigstens ungefähr die dreifache Dauerknickfestigkeit der bekannten Fasern (gemäß dem Goodyear-Rohr-Dauerknickversuch), wenn ein Vergleich unter den gleichen Bedingungen (Einzeltiter des Monofilaments, Fadenzahl und Cordstruktur) durchgeführt wird. Aus diesem Versuchsergebnis ist leicht zu verstehen, daß die Fasern gemäß der Erfindung gegenüber den üblichen Fasern stark verbessert sind.

Der Grund, weshalb die Fasern gemäß der Erfindung einen solchen verbesserten Ermüdungswiderstand aufweisen, obwohl sie einen verhältnismäßig hohen Kristallinitätsgrad bewahren, oder der Grund, weshalb sie hohe Zugfestigkeit und hohen Young'schen Modul aufweisen, obwohl der Orientierungsgrad der Molekülketten im kristallinen Bereich verhältnismäßig niedrig ist, kann allein durch den Orientierungswinkel und die scheinbare Kristallitgröße, die Parameter darstellen, die die Feinstruktur der kristallinen Bereiche widerspiegeln, nicht ausreichend erklärt werden. Um die vorstehend genannten Gründe ausreichend und vollständig zu klären, müssen nicht nur diese beiden Parameter, sondern auch andere Parameter, die die Feinstruktur der Polymerkette in den amorphen Bereichen widerspiegeln, berücksichtigt werden.

Als Parameter, die die Fasern gemäß der Erfindung charakterisieren, sind das Röntgenbeugungsintensitätsverhältnis (RIX) als genereller Parameter der Größe der kristallinen Bereiche und der Orientierung der Molekülketten des kristallinen Bereiches, der spezifische zentrale Brechungsindex (Nvo) der Fasern im polarisierten Licht, das in der Richtung senkrecht zur Faserachse schwingt, der mit dem Röntgenbeugungsintensitätsverhältnis im Zusammenhang steht, und zwei spezifische tangentiale Brechungsindices (TRIv und TRIp) zu nennen. Im einzelnen sind die Fasern gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Brechungsindex (Nvo) im zentralen Teil der Faser im polarisierten Licht, das in der Richtung senkrecht zur Faserachse schwingt, und das Röntgenbeugungsintensitätsverhältnis (RIX) als Parameter des kristallinen Bereiches den durch die Formeln

Μ») >	- 0,08 [RIX) + 1,672	(D
Mw <	1,700	(2)
RIX >	0,85	(3)
RIX <	1.20	(4)

dargestellten Bedingungen genügen. Durch Fig. 2 werden diese Bedingungen deutlich veranschaulicht. In dieser Abbildung entsprechen die Linien (e), (0, (g) und (h) jeweils den folgenden vier Gleichungen:

(e) : Nw = - 0,08 (RDO + 1,672

(0 : Mw = 1,700

(g): RDC = 0,85

(h) : RDC = 1,20 .

bO

Es ist sehr schwierig, Fasern, die der Bedingung der Gleichung (1) genügen, nach bekannten Verfahren herzustellen. Der Grund hierfür liegt darin, daß zwar der

65 /Wo-Wert als abhängig von dem Orientierungsgrad der Polymerketten (insbesondere der Achsen der Molekülketten) in den kristallinen und amorphen Bereichen und vom Grad der radialen Orientierung der spezifischen Achsen senkrecht zur Molekülkettenachse (insbesondere der kristallographischen Achse b) gilt, jedoch bei PPTA-Fasern der /VVo-Wert als bestimmter inhärenter Wert, der durch die chemische Struktur bestimmt ist. angesehen wird und man der Ansicht ist, daß der absolute Wert von Nvo sich nicht in nennenswertem Maße ändert. Tatsächlich sind bei den in der US-PS 38 69 430 beschriebenen Fasern die Molekülketten in den kristallinen Bereichen im höchsten Maße in Richtung der Faserachse orientiert, und die Variation des Λ/vo-Wertes ist gering. In diesem Fall müßte theoretisch der Nvo Wert im Bereich von 1,62 (die kristallographische Achse b ist in radialer Richtung regellos) bis 1,51 liegen (die kristallographische Achse b ist vollständig in radialer Richtung orientiert). Übrigens wurden Na= 1,5138, Nß= 1,733 und AV = 2,04 für die Veranschaulichtung als theoretische Werte des Hauptbrechungsindex zugrunde gelegt (siehe Yabuki et al, Sen-i Gakkai Shi 32 [1976] T55). Es ist hier zu bemerken, daß die erfindungsgemäß vorgenommene, nachstehend beschriebene tatsächliche Messung von Np ergab, daß Νγ 2,07 oder mehr beträgt. Bei im Handel erhältlichen PPTA-Fasern und Fasern, die nach dem in der US-PS 38 69 430 beschriebenen Verfahren hergestellt wurden, liegt der Λ/vo-Wert unter 1.585 und del RIX-Wert unter 0,85. Mit anderen Worten, die Kristalle im kristallinen Bereich sind nicht genügend vollkommen und/oder die Faser hat einen überaus starken Orientierungsgrad der i>-Achse in radialer Richtung.

Fasern, die der Bedingung der Gleichung (1) genügen, werden nach dem Faserherstellungsverfahren erhalten, bei dem Waschen und Trocknen im spannungsfreien Zustand erfolgen, und die Erfüllung dieser Bedingung steht in engem Zusammenhang mit dem Merkmal, daß der Ermüdungswiderstand ausgezeichnet ist. Dieses bevorzugte Merkmal ist hervorstechend, wenn der Nvo-Wen wenigstens 1,605 beträgt, und besonders hervorragend, wenn der /WoWert wenigstens 1,610 beträgt.

Es ist davon auszugehen, daß die durch die Bedingungen der Gleichungen (1) bis (4) gekennzeichneten Fasern gemäß der Erfindung eine spezielle Feinstruktur aufweisen, in der der Orientierungsgrad in radialer Richtung entweder in der kristallographischen Achse b oder in der Achse, die der kristallographischen Achse b im amorphen Bereich entspricht, verhältnismäßig gering ist Der amorphe Bereich besteht aus Molekülketten, die hinsichtlich der potentiellen Energie stabil sind. Der kristalline Bereich hat einen verhältnismäßig hohen Kristallinitätsgrad. und der Kristall weist eine verhältnismäßig hohe Vollkommenheit auf. Es wird angenommen, daß diese Merkmale der Molekülketten im amorphen Bereich zur Verwirklichung eines ausgezeichneten Ermüdungswiderstandes und ausgezeichneter Beständigkeit der Maßhaltigkeit und der physikalischen Eigenschaften unter der Einwirkung hoher Temperaturen beitragen.

Wenn der Bedingung der Gleichung (2), d.h. Nvo < 1,700, nicht genügt wird, werden Zugfestigkeit und Young'scher Modul der Fasern di astisch verringert. Im allgemeinen pflegen mit steigendem /Wo-Wert sowohl die Zugfestigkeit als auch der Young'sche Modul zu fallen, und diese Neigung verstärkt sich, wobei die Linie Nvo= 1,700 kritische Grenze ist Der bevorzugte

Young'sche Modul wird erzielt, wenn der Bedingung Sivo < 1,630 genügt wird.

Fasern, die den Bedingungen der Gleichung (3) genügen, sind durch einen verhältnismäßig hohen Kristallinitätsgrad und durch hohe Vollkommenheit des Kristalls gekennzeichnet. Fasern, die nach dem in der US-PS 40 16 236 beschriebenen, ohne Wärmebehandlung durchgeführten Verfahren hergestellt worden sind, weisen einen niedrigen Kristallinitätsgrad und ungenügende Vollkommenheit des Kristalls auf, die durch in RIX> 0,85 gekennzeichnet ist. Die Fasern weisen demgemäß schlechte Beständigkeit der Maßhaltigkeit oder physikalischen Eigenschaften bei hohen Temperaturen auf. Bevorzugt wird ein RIX-Werl von 0,90 oder mehr. Fasern mit verhältnismäßig hohem Kristallinitäts- π grad und guter Vollkommenheit des Kristalls, die durch RIX> 0,85 gekennzeichnet sind, werden nach dem Verfahren hergestellt, bei dem die Dampfbehandlung im spannungsfreien Zustand und das Trocknen anschließend unter ganz bestimmten Bedingungen durchgeführt :<i wird.

Bei diesem ungewöhnlichen Verfahren kann der /?/A"-Wert in dem durch die Gleichung (4) definierten Bereich, d. h. RIX < 1,20, gehalten werden. Daher kann das Auftreten unerwünschter Erscheinungen, z. B. :> übermäßiger Anstieg des Kristallinitätsgrades, übermäßiger Anstieg der Fehlerfreiheit des Kristalls und die sich daraus ergebende drastische Verschlechterung der Festigkeit oder des Ermüdungswiderstandes, wirksam vermieden werden. Bevorzugt wird ein /?/A"-Wert von m 1,05 oder weniger. In diesem Fall weisen die Fasern einen besonders hervorragenden Ermüdungswiderstand auf.

Theoretisch ist die physikalische Bedeutung von RIX nicht völlig geklärt, jedoch ist die Beziehung von RIX zu j> den physikalischen Werten (insbesondere zum Young-'schen Modul und zum Ermüdungsviderstand) enger als die Beziehung von ACS zu den pyhsikalischen Eigenschaften. Erfindungsgemäß wird vorausgesetzt, daß RIX ein Parameter ist, der die Anisotropie der -to Kristallwachstumsrichtung, die Anisotropie der Verteilungsdichte der Fehler, die Anpassung der Molekülkette im kristallienen Bereich und die Variation des Packungszustandes der Molekülkette, beispielsweise die von Takayanagi et al, Polymer Preprints, Japan 26 -r. (1977), vorgeschlagenen Kristallstrukturen ! und II, widerspiegelt Der /?/A"-Wert steigt gewöhnlich durch die Wärmebehandlung, und es wird angenommen, daß dieser Anstieg des RIX-Wertes darauf zurückzuführen ist daß der R/A-Wert die vorstehend genannten komplexen Veränderungen der Struktur widerspiegelt.

Die Fasern gemäß der Erfindung können im Interferenzmikroskop unter Verwendung von polarisiertem Licht das in der Richtung parallel zur Faserachse schwingt (in diesem Fall wird der Brechungsindex mit »Λ/ρ« bezeichnet), und unter Verwendung eines Gemisches von 8 Gew.-Teilen gelbem Phosphor, 1 Gew.-Teil Methylenjodid und 1 Gew.-Teil Schwefel als Medium nach der später beschriebenen Methode, die zur Bestimmung von Nvo und TRIv angewandt wird, untersucht werden. Es ist davon auszugehen, daß der in dieser Weise gemessene Λ/p-Wert ein Parameter ist der die Orientierung der Polymermolekülketten sowohl im kristallinen Bereich als auch, im amorphen Bereich widerspiegelt Es wurde gefunden, daß der Λ/p-Wert der Fasern gemäß der Erfindung außergewöhnlich ist Genauer gesagt, der Λ/ρο-Wert, & Il, der Λ/ρ-Wert im Mittelpunkt der Faser, und TRIp, der Tangens des Λ/p-Wertes in Querschnittsrichtung der Faser, liegen in ganz bestimmten Bereichen. Bei den Fasern gemäß der Erfindung beträgt der Λ/ρο-Wert wegnistens 2,11, vorzugsweise wenigstens 2,12. Im Gegensatz hierzu beträgt der Λ/ρο-Wert bei bekannten Fasern und bei Fasern, die nach bekannten Verfahren hergestellt werden, höchstens 2,10. Der Grund hierfür dürfte darin liegen, daß bei den Fasern gemäß der Erfindung der Orientierungsgrad der Molekülkette im zentralen Teil der Fasern höher ist als bei handelsüblichen PPTA-Fasern.

Dies ist eines der Merkmale, das die Fasern gemäß der Erfindung von bekannten Fasern unterscheidet. Als weiterer Parameter der Feinstruktur, durch den die Fasern gemäß der Erfindung von bekannten, sogenannten PPTA-Fasern mit hohem Young'schen Modul (z. B. den in der US-PS 38 69 429 beschriebenen Fasern) deutlicher zu unterscheiden sind, ist der TRIp-Wert zu nennen. Speziell wurde bestätigt, daß die Fasern gemäß der Erfindung einen negativen F/?/p-Wert haben, während bekannte PPTA-Fasern gewöhnlich einen positiven Tft/p-Wert oder einen TR/p-Wert von Null haben. Aus diesen TRIp-Werten ist zu folgern, daß bei den Fasern gemäß der Erfindung der Orientierungsgrad der Polymerketten im Zentralbereich der Faser relativ hoch ist. Es wurde gefunden, daß dieses Merkmal der Fasern gemäß der Erfindung hinsichtlich der Feinstruktur in enger Beziehung zum ausgezeichneten Ermüdungswiderstand der Fasern gemäß der Erfindung steht. Der Ermüdungswiderstand wird weiter verbessert, wenn der TRIp-V/ert im Bereich von —0,060 bis -0,005, insbesondere von -0,040 bis -0,010, liegt.

Der Unterschied der Fasern gemäß der Erfindung von den bekannten Fasern in dieser Hinsicht wird aus F i g. 5 deutlicher. F i g. 5 ist ein Modellschema, das die Interferenzstreifen zeigt, die beobachtet werden, wenn die Fasern aus der seitlichen Richtung mit einem Interferenzmikroskop unter Verwendung von polarisiertem Licht, das in der Richtung parallel zur Faserachse schwingt, untersucht werden. F i g. 5 (A) zeigt Interferenzbanden, die im Falle der in der US-PS 38 69 430 beschriebenen Fasern oder denen des Handels beobachtet werden. Die Interferenzstreifen sind dadurch gekennzeichnet, daß sie W-förmig und die TRIp- Werte positive Werte sind. Fig. 5(B) zeigt Interferenzstreifen, die im Falle der in der US-PS 38 69 429 beschriebenen Fasern und der in der US-PS 40 16 236 beschriebenen, nicht wärmebehandelten PPTA-Fasern beobachtet werden und dadurch gekennzeichnet sind, daß sie U-förmig (genauer gesagt, elliptisch) sind und die 77?/p-Werte im wesentlichen Null betragen. F i g. 5 (C) zeigt Interferenzstreifen, die im Falle der Fasern gemäß der Erfindung beobachtet werden. Die Abbildung zeigt, daß die Interferenzstreifen V-förmig und die TRIp-Werte negative Werte sind.

Wenn die Richtung der Achse der Molekülkette mit der Richtung der Faserachse vollständig übereinstimmt, kann der Orientierungsgrad der kristallographischen Achse b und der der kristallographischen Achse b im amorphen Bereich entsprechenden Achse zur radialen Richtung durch den Tangens (TRIv) des Nv-Wertes längs der radialen Richtung dargestellt werden. In der US-PS 38 69 429 ist diese Orientierung in radialer Richtung als Parameter des LCO-Wertes ausgedrückt, und es wird festgestellt, daß Fasern mit hohem LCO- Wert, d.h. hohem Orientierungsgrad in radialer Richtung, bevorzugte physikalische Eigenschaften auf weisen. Die Anwendung des Parameters des LCO- Wer-

tes wirft jedoch ein Problem hinsichtlich des Meßprinzips oder der Meßmethode auf, d. h, die Änderung ist groß, weil der LCO-Wert ein Wert ist, der für einen sehr begrenzten Bereich der Faser (einen Bereich von weniger als 10~⁷ cm²) bestimmt wird. Ferner ist der LCO-Wert ein Parameter, der nur für die Orientierung im kristallinen Bereich gilt Daher hat dieser Wert im wesentlichen keine Wechselbeziehung zu den physikalischen Eigenschaften.

Andererseits kann der erfindungsgemäß verwendete in 77?/v-Wert den Grad der radialen Orientierung sowohl im kristallinen Bereich als auch im amorphen Bereich mit großer Genauigkeit darstellen. Als Ergebnis eingehender Untersuchungen wurde jedoch gefunden, daß der 7"R/v-Wert, d. h, der Grad der radialen 1 τ Orientierung, nur eine entfernte Wechselbeziehung zu den physikalischen Eigenschaften (z. B. zur Zugfestigkeit zum Young'schen Modul und zum Ermüdungswiderstand) der Faser aufweist, und daß ein 0,07 übersteigender TR/v-Wert entgegen der Lehre der US-PS 38 69 429 zu einer Verschlechterung der Dehnung und des Ermüdungswiderstandes führt

Bei der Herstellung von Fasern aus einer anisotropen Spinnlösung wird die Koagulierung vorzugsweise nicht vorgenommen, während die Fasern gedehnt werden, 2ΐ weil die Aggregationsstruktur oder die Feinstruktur höherer Ordnung in der Faser in eine ungeordnete Struktur überzugehen pflegt. Als Beispiel eines solchen Koagulierungsverfahrens ist ein Verfahren zu nennen, bei dem die Spinndüse in eine Koagulierungsschicht jo getaucht ist und die Spinnlösung aus dieser Spinndüse gesponnen wird. Wenn Fasern, die nach diesem Verfahren hergestellt worden sind, unter dem Interferenzmikroskop untersucht werden, ist festzustellen, daß die Aggregationsstruktur oder Feinstruktur höherer ü Ordnung in den Fasern ungeordnet ist. Ferner wird bei der Untersuchung dieser Fasern im Polarisationsmikroskop beobachtet, daß Körner einer Größe von etwa 1 μηι im Innern der Faser gebildet werden, und es wird angenommen, daß diese Struktur aus einer zusammenhängenden Folge von Körnern des flüssigen Kristalls besteht. Aus dem Bericht von Takayanagi et al (Polymer Preprints, Japan 26 [1977]) geht hervor, daß ein Polymerisat mit sehr hoher Polarität, beispielsweise das PPTA gemäß der Erfindung, mit einer ganz bestimmten <r, Kristallorientierung zur Grenzfläche koaguliert wird. Da PPTA-Fasern, die die inhärente Feinstruktur höherer Ordnung im ungeordneten Zustand beibehalten, eine Orientierung der ö-Achse zur Faseroberfläche, d. h., die radiale Orientierung einer gegebenen Kristallachse zeigen, ist daher bei Verwendung eines flüssigen Eintauchmediums, das im wesentlichen den gleichen Brechungsindex wie die Fasern hat, und bei Untersuchung der Fasern unter dem Interferenzmikroskop ein spezieller Interferenzstreifen, wie er in Fig.4 darge- τ> stellt ist, erkennbar. Ein solcher Interferenzstreifen tritt genügend deutlich in Erscheinung, wenn keine Zerstörung der koagulierten Oberfläche durch Dehnung oder keine Trübung durch heterogene Koagulation in der Koagulationsstufe oder nach der Koagulation verursacht wird, und die Erscheinung des Interferenzstreifens wird durch die Polymerkonzentration in der Spinnlösung oder ähnliche Faktoren nicht wesentlich beeinflußt. Als Mittel, das eine solche bevorzugte Koagulation ermöglicht, ist ein Spinnverfahren zu nennen, bei hi dem die Spinndüse von der Koagulierungsschicht getrennt ist und die Spannung für die Orientierung auf einen Spinnlösungsstrahl konzentriert ist, der sich noch im nichtkoagulierten Zustand befindet und eim nichtkoagulierende Schicht durchläuft Wenn im Gegen satz hierzu das vorstehend genannte Verfahre] angewandt wird, bei dem die Spinnlösung aus eine Spinndüse, die in eine Koagulationsschicht getaucht isi gesponnen und Spannung zur Dehnung in de Koagulationsstufe zur Einwirkung gebracht wire werden die gesponnenen Fasern undurchsichtig ode ein kontinuierlicher interferenzstreifen ist nicht zi beobachten. Dies deutet offensichtlich auf das Vorliege: einer heterogenen Aggregationsstruktur hin. Fasern mi einer solchen heterogenen Aggregationsstruktur sini schlecht sowohl in bezug auf Zugfestigkeit als auch au Dehnung.

Der 77?/v-Wert ist ein Parameter für die quantitativ! Bestimmung des Bildes oder Musters des mit der Interferenzmikroskop beobachteten Interferenzstrei fens. In Fasern mit gestörter Aggregationsstruktur kam kein klarer Interferenzstreifen gemessen werden. In Gegensatz hierzu sind die Fasern gemäß der Erfindunj durch einen TK/v-Wert von 0 bis 0,07 gekennzeichne! Vom praktischen Standpunkt wird ein 77?/v-Wert voi 0,02 bis 0,06 bevorzugt, weil gute Ergebnisse hinsichtlicl Zugfestigkeit, Dehnung und Ermüdungswiderstani erhalten werrlen. Fasern mit einem solchen TÄ/v-Wer können nach üem Verfahren gemäß der Erfindung Ieich hergestellt werden.

Übrigens pflegt der ΓΛ/v-Wert zu steigen, wenn de Trockenfaktorwert, auf den später eingegangen wire erhöht oder die Verstreckung in der Spinnstufi gesteigert wird.

Bei den Fasern gemäß der Erfindung liegt der be einer Temperatur von 30° C und 60% relative Feuchtigkeit bestimmte dynamische mechanische Ver lustfaktor (tan O) vorzugsweise im Bereich von 0,001 bi 0,030. Bei Fasern mit einem dynamischen mechanische! Verlustfaktor von mehr als 0,030 ist der Anteil de amorphen Bereiches übermäßig hoch, und die Maßbe ständigkeit ist schlecht oder das Feuchtigkeitsabsorp tionsvermögen wird auffallend. Daher ergeben sich au einigen Anwendungsgebieten Nachteile durch dii Verwendung solcher Fasern. Bei Fasern mit einen dynamischen mechanischen Verlustfaktor (tan <5) voi weniger als 0,001 ist der Kristallinitätsgrad zu hoch, um die mechanischen Eigenschaften der Fasern werdei schlechter. Der bei der vorstehend genannten Tempera tür gemessene Wert von tan <5 ist verschieden ii Abhängigkeit von den eingearbeiteten Wasser- um Lösungsmittelmengen. Im allgemeinen steigt diese Wert mit steigender Menge der eingearDeiteten Mengi an Verunreinigungen und Lösungsmittel.

Wenn das die Faser gemäß der Erfindung darstellen de Monofilament zu groß ist, ist eine Verschlechteruni der Zugfestigkeit od. dgl. festzustellen. Es wird ange nommen, daß dies auf die Fließorientierungs- ode Koagulationsgeschwindigkeit in der Spinnstufe zurück zuführen ist. Zu große Monofilamente werden demge maß nicht bevorzugt; im allgemeinen wird eine Feinhei von einigen dtex oder weniger gewählt. Bevorzugt win im allgemeinen ein Titer des Monofilaments von nich mehr als 3,3 dtex. Die untere Grenze ist nicht besonder wichtig, jedoch kann ein Mindesttiter des Monofila ments, der gewöhnlich technisch erreichbar ist, d. h., ei: Monofilamenttiter von 0,11, als untere Grenze gesetz werden.

Unter »einem Polymerisat, das aus Poly-p-pheny lenterephthalamid (nachstehend als »PPTA« bezeich net) besteht« und die Faser gemäß der Erfindung bildei

ist ein aus Terephthalalsäure und p-Phenylendiamin von jeweils technischer Reinheit abgeleitetes Polymerisat zu verstehen. Vorzugsweise wird dieses Polymerisat nach einem sogenannten Niedertemperatur-Lösungspolymerisationsverfahren hergestellt, bei dem ein Polymerisat aus Terephthaloylchlorid und p-Phenylendiamin in einem Lösungsmittel vom Typ der N-alkylsubstituierten Carbonamide oder einem Gemisch von zwei oder mehreren solcher Lösungsmittel oder in einem Gemisch eines solchen Lösungsmittels mit Lithiumchlorid oder Calciumchlorid gebildet wird (siehe beispielsweise US-PS 30 63 966).

Zur Herstellung der Fasern gemäß der Erfindung wird im allgemeinen zur Erzielung hoher Zugfestigkeit oder eines hohen Ermüdungswiderstandes vorzugsweise ein Polymerisat mit hohem Polymerisationsgrad verwendet Speziell wird die Verwendung eines Polymerisats mit einer Eigenviskosität von wenigstens 500 cmVg, insbesondere 550 cmVg, gemessen unter den nachstehend genannten Bedingungen, bevorzugt. Übrigens sinkt der Polymerisationsgrad des Polymerisats zuweilen bei dem mit der Maßnahme der Auflösung des Polymerisats in konzentrierter Schwefelsäure beginnenden und mit der Spinnstufe endenden Prozeß. Demgemäß wird zweckmäßig ein Polymerisat verwendet, dessen Eigenviskosität etwas höher ist als die gewünschte Eigenviskosität der Faser. Speziell wird vorzugsweise ein Polymerisat verwendet, dessen Eigenviskosität um 10 bis 50cm³/g höher ist als die gewünschte Eigenviskosität der Faser, obwohl der Wert in Abhängigkeit von der Temperaturregelung und der Verweilzeit in der Auflösungsstute und anschließenden Stufe in einem gewissen Maß differiert. Die obere Grenze der Eigenviskosität ist nicht entscheidend wichtig. Vom Standpunkt der Viskosität der Spinnlösung wird jedoch eine Eigenviskosität des Polymerisats von weniger als etwa 1000 cmVg bevorzugt.

Nachstehend wird das Verfahren zur Herstellung der Fasern gemäß der Erfindung beschrieben.

Zunächst wird das vorstehend genannte Polymerisat in konzentrierter Schwefelsäure gelöst. Die erhaltene Spinnlösung wird durch eine nichtkoagulierende Schicht und dann durch eine koagulirende Schicht geführt, um die gesponnene Spinnlösung in Faserform zu koagulieren.

Vom Standpunkt des Lösungsvermögens und des Preises wird konzentrierte Schwefelsäure als polymerlösendes Lösungsmittel bevorzugt. Um PPTA mit der vorstehend genannten hohen Eigenviskosität in hoher Konzentration zu lösen, wird konzentrierte Schwefelsäure mit einer Konzentration von wenigstens 98 Gew.-% verwendet. Die Verwendung sogenannter rauchender Schwefelsäure, die freies SO3 enthält, ist nicht zweckmäßig, weil SO₃ das Lösungsvermögen ziemlich stark herabsetzt und die Möglichkeit einer Sulfonierung des Polymerisats durch SO3 besteht. Die obere Grenze der Konzentration der Schwefelsäure liegt gewöhnlich bei 100Gew.-%.

Die Konzentration des Polymerisats in der Spinnlösung ist nicht besonders wichtig. Aus wirtschaftlichen Gründen und zur Aufrechterhaltung guter mechanischer Eigenschaften, insbesondere hoher Zugfestigkeit der hergestellten Fasern wird eine Polymerkonzentration in der Spinnlösung von wenigstens 12 Gew.-%, insbesondere wenigstens 14 Gew.-%, bevorzugt. Die obere Grenze der Polymerkonzentration ist nicht besonders wichtig, jedoch wird bei einer zu hohen . Polymerkonzentration stabiles Spinnen unmöglich.

Daher wird die Polymerkonzentration gewöhnlich auf 20 Gew.-% oder weniger eingestellt Um den Ermüdungswiderstand so zu verbessern, daß die Fasern wirksam für die Verstärkung von Kautschuk verwendet werden können, wird die Polymerkonzentration vorzugsweis auf 19 Gew.-% oder weniger eingestellt

Die für die Zwecke der Erfindung verwendete Spinnlösung sollte wenigstens bei der Temperatur, bei der sie aus der Spinndüse ausgepreßt wird, anisotrop sein. Dieser Zustand ist für die Verwirklichung der bevorzugten mechanischen Eigenschaften der hergestellten Fasern unerläßlich. Ob die Spinnlösung anisotrop ist oder nicht, kann beispielsweise nach der in der US-PS 38 19 587 beschriebenen optischen Methode bestimmt werden.

Da die Spinnlösung bei ihrer Herstellung und Verwendung zuweilen bei einer Temperatur, die sich der Raumtemperatur nähert, erstarrt, wenn die Polymerkonzentration im vorstehend genannten Bereich von 12 bis 20 Gew.-% gehalten wird, wird die Spinnlösung bei einer Temperatur im Bereich von Raumtemperatur bis etwa 8O⁰C gehandhabt Um jedoch eine Zersetzung des Polymerisats so weit wie möglich zu vermeiden, sollte eine möglichst niedrige Temperatur angewendet werden.

Die Spinnlösung wird zunächst aus der Spinndüse in eine nichtkoagulierende Schicht gesponnen und dann in eine koagulierende Schicht eingeführt. Ein Gas, beispielsweise Luft oder Stickstoff, oder eine nichtkoa-

jo gulierende Flüssigkeit, z. B. Toluol oder Heptan, wird für die nichtkoagulierende Schicht verwendet. Vom Standpunkt der Leichtigkeit der Durchführung des Spinnens und vom wirtschaftlichen Standpunkt wird ein Gas bevorzugt, wobei Luft besonders bevorzugt wird.

Dämpfe einer koagulierenden Flüssigkeit (beispielsweise Wasser oder Methanol) können im gesättigten oder ungesättigten Zustand im Gas enthalten sein.

Die Dicke der nichtkoagulierenden Schicht beträgt gewöhnlich 0,1 bis 10 cm, vorzugsweise 0,3 bis 2 cm.

Wenn die nichtkoagulierende Schicht zu dick ist, zeigt die im Rahmen der Erfindung verwendete Spinnlösung ein sogenanntes thixotropes Viskositätsverhalten. Im einzelnen sinkt die scheinbare Viskosität mit steigender Deformationsgeschwindigkeit, so daß die gebildeten Fasern in der Querschnittsgröße nicht gleichmäßig sind; dies hat eine Verschlechterung der Zugfestigkeit und Dehnung zur Folge. Wenn die Dicke der nichtkoagulierenden Schicht zu gering ist, unterscheiden sich die erhaltenen Ergebnisse nicht wesentlichen von den

5(i Ergebnissen, die erhalten werden, wenn die Spinnfläche der Spinndüse in ein Kuagulierungsbad taucht. Wenn das Verfahrem gemäß der Erfindung, bei dem eine nichtkoagulierende Schicht zwischen der Spinnfläche der Spinndüse und der koagulierenden Schicht eingefügt ist, angewandt wird, ist der Vorteil erzielbar, daß keine Zerstörung oder kein Reißen der Feinstruktur oder weitere Mikrorißbildung verursacht wird, da der Strahl der Spinnlösung in der nichtkoagulierenden Schicht beim Abzug gereckt (verstreckt) wird und die in der koagulierenden Schicht in der Erstarrung begriffenen oder bereits erstarrten Fasern nicht oder kaum einer Verstreckung unterworfen werden. Dieses Merkmal steht damit im Zusammenhang, daß die Fasern gemäß der Erfindung nicht undurchsichtig gemacht

bs oder getrübt werden oder einen ganz bestimmten tangentialen Brechungsindex (TRIv) haben. Die Fasern gemäß der Erfindung können durch dieses Merkmal der Feinstruktur von Fasern, die nach dem Naßspinnverfah-

ren, bei dem die Spinnlösung aus der in die koagulierende Schicht getauchten Spinnfläche der Spinndüse extrudiert werden, unterschieden werden.

Ein weiterer Vorteil des Spinnverfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß bei Verwendung eines Gases für die nichtkoagulierende Schicht die Temperatur der koagulierenden Schicht unabhängig von der Temperatur der Spinnlösung an der Spinndüse nach Belieben eingestellt werden kann. Da die im Rahmen der Erfindung verwendete Spinnlösung zuweilen bei einer Temperatur, die sich der Raumtemperatur nähert, erstarrt, ist es häufig notwendig, eine oberhalb von Raumtemperatur liegende Temperatur als Spinnlösungstemperatur anzuwenden. In diesem Fall kann die koagulierende Schicht unabhängig von der Temperatur der Spinnlösung bei Raumtemperatur oder einer niedrigeren Temperatur gehalten werden. Dieser Vorteil ist vom technischen Standpunkt wichtig und bedeutungsvoll.

Ein weiterer Vorteil des Spinnverfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß der Verzug oder die Verstreckung (Verhältnis der Aufwickelgeschwindigkeit der koagulieren Fasern zur Geschwindigkeit, mit der die Spinnlösung aus der Spinndüse ausgestoßen wird) über die beim üblichen Naßspinnverhfaren unter Verwendung der in die koagulierende Schicht getauchten Spinndüse erreichbare Verstreckung hinaus gesteigert werden kann. Auf Grund dieses Vorteils ist es möglich, Fasern mit stark verbesserter Zugfestigkeit und stark verbessertem Young'schen Modul herzustellen.

Die Ausbildung oder Form und die Größe der zum Spinnen verwendeten Spinndüse sind nicht entscheidend wichtig, jedoch ist die Verwendung übermäßig kleiner Spinnbohrungen zu vermeiden, um Verstopfung zu verhindern. Die Verwendung sehr großer Spinnbohrungen ist vom Standpunkt der linearen Spinngeschwindigkeit und Scherorientierung zu vermeiden. Im allgemeinen wird der Durchmesser der Spinnbohrungen im Bereich von 0,06 bis 0,09 mm je nach Spinngeschwindigkeit und gewünschtem Einzeltiter der Fasern gewählt.

Die Art der koagulierenden Schicht ist nicht besonders wichtig, jedoch wird eine koagulierende Schicht aus Wasser oder Schwefelsäure einer unter 50 Gew.-% liegenden Konzentration (wäßrige Schwefelsäurelösung) bevorzugt. Die Badtemperatur der koagulierenden Schicht ist ebenfalls nicht besonders wichtig. Um jedoch Korrosion des Werkstoffes der Apparaturen durch verdünnte Schwefelsäure zu verhindern, liegt die Badtemperatur vorzugsweise im Bereich von Raumtemperatur bis zu einer Tempratur, die sich dem Erstarrungspunkt der koagulierenden Schicht nähert.

Die koagulieren Fasern werden dann auf ein netzförmiges Förderband abgelegt und mit Wasser gewaschen (Entfernung von Schwefelsäure) und getrocknet. Fig. 3 veranschaulicht eine bevorzugte Ausführungsform der Durchführung des Waschens mit Wasser und des Trocknens auf dem netzförmigen Förderband. Hierbei wird eine optisch anisotrope Spinnlösung von PPTA aus der Spinndüse 2 in eine nichtkoagulierende Schicht la und dann in eine Koagulierungsschicht Xb gesponnen. Der erstarrte Faden 3a wird aus der koagulierenden Schicht \b durch eine Abzugsrolle 4 abgezogen und dann um eine Umlenkrolle 5 auf einen Wendeförderer 6 fallengelassen. Die Umlenkrolle 5 hat ein käfigartiges Aussehen und besteht aus einer Vielzahl von Stäben, die die Fadenführungs-Umfangsfläche bilden. Die Fäden 3b werden auf dem Förderer 6 im lockeren Zustand aufgehäuft, wobei sie ein endloses schmales Vlies bilden, und auf ein Behandlungsförderband 7 überführt, während sie umgewendet werden. Das Behandlungsförderband 7 wird durch eine geeignete Antriebsvorrichtung mit im wesentlichen der gleichen Geschwindigkeit wie der Wendeförderer 6 kontinuierlich oder intermittierend bewegt Das Vlies aus angehäuften lockeren Fäden im spannungsfreien Zustand wird einer Waschvorrichtung 8, einer Dampfbehandlungsvorrichtung 9 und einer Trockenvorrichtung 10 durch das Behandlungsförderband 7 zugeführt und durch eine Aufwickelvorrichtung 11 auf eine Spule gewickelt Ein Abdeckförderband 12 ist vorgesehen um zu verhindern, daß die im spannungsfreien Zustand angehäuften Fäden 3b in den Wasch-, Dampfbehandlungs- und Trockenstufen gestört und verwirrt werden.

Es ist eine der unerläßlichen Voraussetzungen für die Herstellung der Fasern gemäß der Erfindung mit der vorstehend beschriebenen, ganz bestimmten Feinstruktur, daß keine Spannung in Längsrichtung auf die Fasern beim Durchgang durch die Wasserwäsche, die Dampfbehandlung und die Trockenstufe zur Einwirkung kommt Es ist daher notwendig, die Fäden in der koagulierenden Schicht d.h. in der Stufe, in der die Fäden aus der koagulierenden Schicht abgezogen und auf das netzförmige Förderband abgelegt werden, vorsichtig zu handhaben und SpezialVorrichtungen zu verwenden, um die vorstehend genannten Voraussetzungen wirksam zu erfüllen. Wenn speziell die Fäden in diesen Stufen unter Spannung gebracht werden, schreitet die Orientierung der Polymerketten übermäßig weit nicht nur im kristallinen Bereich, sondern auch im amorphen Bereich der Faser fort, und es ist anzunehmen, daß dieses übermäßig weite Fortschreiten der Orientierung zu einer Verschlechterung des Ermüdungswiderstandes führt, wenn die Faser zur Verstärkung von Kautschuk verwendet wird.

Auch in der Stufe der Herausnahme der Fäden aus der kcagulierenden Schicht ist es wichtig, daß die Fäden praktisch keiner Spannung unterworfen werden. Daher wird vorzugsweise keine Umlenkführung od. dgl. in der koagulierenden Schicht angeordnet. Daher wird vorzugsweise ein Verfahren angewendet, bei dem ein Trichterspinnbad verwendet wird, wie es üblicherweise zum Spinnen von Kupferkunstseide verwendet wird, wobei die Fasern durch den Trichter aus dem Bad abgezogen werden, wie in Fig. i der japanischen Patentveröffentlichung 22 204/69 dargestellt Besonders bevorzugt wird ein Doppeltrichterspinnbad, wie es in der japanischen Offenlegungsschrift 144 911/78 beschrieben ist.

Wenn ferner die aus der Koagulierungsschicht herausgenommenen Fäden auf dem netzförmigen Förderband abgelegt werden, darf keine Reckung oder Behandlung unter Spannung vorgenommen werden, und der Richtungsänderungswinkel muß so klein wie möglich gehalten werden, so daß die Spannung, unter die die Fäden durch den Widerstand gegen die Herausnahme aus der Koagulierungsschicht oder die Reibung mit Führungen u. dgl. gebracht werden, unter 0,18 g/dtex gehalten wird. Ferner ist dem Werkstoff oder der Oberflächenrauhheit der Führungen besondere Aufmerksamkeit zu widmen.

Wenn die Fäden auf dem Netzförderband mit Wasser in spannungsfreiem Zustand gewaschen werden, um die Schwefelsäure davon zu entfernen, kann nach Bedarf

wahlweise eine Neutralisation mit wäßrigem Alkali vorgenommen oder ein Schmälzmittel vor oder während der Wasserwäsche aufgetragen werden. Diese Behandlungen können wie bei dem in der US-PS 4016 236 beschriebenen, ohne Wärmebehandlung durchgeführten Verfahren vorgenommen werden.

Die gewaschenen Fasern werden dann dampfbehandelt und unter bestimmten Bedingungen der Temperatur und Zeit getrocknet, während sie auf dem Netzförderband ruhen. Zur Herstellung von Fasern gemäß der Erfindung, die eine spezielle Feinstruktur haben, die zu hoher Zugfestigkeit und hohem Young-'schen Modul führt, und die ausgezeichneten Ermüdungswiderstand aufweisen, wenn sie zum Verstärken von Kautschuk u.dgl. verwendet werden, sind die beiden folgenden Voraussetzungen unerläßlich: Die Fasern werden vor dem Trocknen mit Wasserdampf, der bei einer Temperatur von wenigstens 100⁰C gehalten wird, behandelt, während sie noch auf dem Netzförderband ruhen, worauf sie bei evner Temperatur von 120 bis 450⁰C während einer Zeit, die den folgenden Bedingungen genügt, getrocknet werden:

250 < (Temperatur, ⁰C) χ (Zeit, Sek.)⁰⁰⁸ < 600.

In keiner Veröffentlichung des Standes der Technik ist davon die Rede, daß die gewaschenen Fasern auf dem Netzförderband vor dem Trocknen einer Dampfbehandlung unterworfen werden. Der Grund, weshalb diese Dampfbehandlung für die Gewinnung der gewünschten Fasern mit ausgezeichnetem Ermüdungswiderstand bei Verwendung für die Verstärkung von Kautschuk unerläßlich und bedeutsam ist, dürfte in folgendem liegen:

Durch diese Dampfbehandlung werden ein Effekt der Hemmung einer übermäßig starken Verschlechterung der Zugfestigkeit und Steigerung der Sprödigkeit, die in der Trockenbehandlung durch übermäßiges Kristallwachstum und übermäßige Steigerung der scheinbaren Kristallitgröße (ACS) verursacht werden, und ein Effekt der Hemmung der Verschlechterung der Maßbeständigkeit oder Stabilität der physikalischen Eigenschaften bei hohen Temperaturen erreicht, die durch ungenügendes Kristallwachstum und einen sehr kleinen Wert der scheinbaren Kristallitgröße verursacht werden. Kurz gesagt, eine geeignete scheinbare Kristallitgröße, die zu Fasern führt, die zur Verstärkung von Kautschuk u. dgl. sehr gut geeignet sind, wird den Fasern durch die Dampfbehandlung verliehen. Zweitens kann eine spezielle Feinstruktur, bei der die Orientierung der Polymerketten auf einen sehr erwünschten Grad nicht nur im kristallinen Bereich, sondern auch im amorphen Bereich eingestellt wird, den Fasern durch die Dampfbehandlung verliehen werden. Mit anderen Worten, der zentrale Brechungsindex (Nvo) und die tangentialen Brechungsindices (TRIv und TRIp), die Parameter darstellen, die die Feinstruktur einschließlich des amorphen Bereiches widerspiegeln, werden auf Werte in ganz bestimmten Bereichen eingestellt. Im einzelnen ist der Orieniierungsgrad der Polymerketten in Richtung der Faserachse im amorphen Bereich im zentralen Teil der Faser verhältnismäßig hoch, und der Orientierungsgrad der Achse, die der kristallographischen Achse b in radialer Richtung der Faser entspricht, ist verhältnismäßig niedrig. Es wird davon ausgegangen, daß Wassermoleküle, die im amorphen Bereich vorhanden sind und bei hohen Temperaturen gehalten werden, die Umlagerung und Reaggregation durch thermische Bewegungen der Polymerketten, die wahr

scheinlich während der Dampfbehandlung und Trokkenbehandlung gebildet werden, glätten. Es wird somit angenommen, daß dieses Wasser eine wirksame Funktion in der Ausbildung einer stabilen Struktur ausübt

Die Behandlung mit Sattdampf wird nach einer Methode vorgenommen, bei der die auf das Netzförderband abgelegten Fasern zusammen mit dem Netzförderband durch eine mit Sattdampf gefüllte Heizkammer geführt werden. Wenn die Eintrittsöffnung der Heizkammer durch einen schmalen Spalt mit der Außenluft in Verbindung steht, wird der Diuck des Sattdampfes auf 0 bar (Manometerdruck) gesenkt und die Heiztemperatur auf 100⁰C eingestellt Wenn die Eintrittsöffnung der Heizkammer gegen die Außenluft durch eine Dichtwalze od. dgl. abgedichtet ist und die Wärmebehandlung unter erhöhtem Wasserdampfdruck durchgeführt wird, wird die Heiztemperatur vorzugsweise auf einen Wert bis zu einer Temperatur, die einem Sattdampfdruck von 4 bar (Manometerdruck) entspricht, d.h. auf 140⁰C eingestellt. Bei einer zu hohen Temperatur ist das Arbeitsrisiko höher, weil die Druckbeständigkeit des Abdichtungsteils begrenzt ist und kein besonderer Vorteil erreichbar ist, auch wenn die Tempertur über den vorstehend genannten Wert hinaus erhöht wird.

Es ist wichtig, daß die Dampfbehandlung durchgeführt wird, während die auf das Netzförderband abgelegten Fasern spannungsfrei sind. Wenn die Fasern unter Spannung gebracht werden, wird die Orientierung der Polymerketten in den Fasern übermäßig stark, und die gewünschten Fasern gemäß der Erfindung mit ausgezeichnetem Ermüdungswiderstand sind in keinem Fall herstellbar.

Die Dampfbehandlungszeit läßt sich nicht leicht einstellen, weil sie durch Faktoren wie Menge und Temperatur des Wasserdampfes, Titer des Monofilaments und Gesamttiter der Fasern und Dicke der auf das Netzförderband abgelegten Faserschicht beeinflußt wird. Im allgemeinen wird die Dämpfungszeit so eingestellt, daß die gewaschenen Fasern im wesentlichen auf eine Temperatur von wenigstens etwa 100⁰C erhitzt werden. Von diesem Standpunkt aus und aus Wirtschaftlichkeitsgründen wird die Dampfbehandlungszeit vorzugsweise auf 30 Sekunden bis 30 Minuten eingestellt.

Die dampfbehandelten Fasern werden dann unter bestimmten Bedingungen getrocknet. Die Methode der überführung der Fasern von der Dampfbehandlungsstufe zur Trockenstufe ist nicht besonders wichtig, solange die Fasern nicht unter Spannung gebracht werden. Diese Überführung kann zweckmäßig unter Verwendung des gleichen Netzförderbandes erfolgen. Eine Senkung der Temperatur der Fasern während der Überführung kann zugelassen werden, wird jedoch vom wirtschaftlichen Standpunkt nicht bevorzugt.

Das Trocknen wird bei einer Temperatur von 120 bis 450° C während einer Zeit durchgeführt, die der Bedingung

250 < (Temperatur) χ (Zeit)⁰⁰⁸ < 600

genügt, während die Fasern im wesentlichen im Ruhezustand gehalten werden. In der vorstehenden Gleichung ist die Temperatur in ⁰C und die Zeit in Sekunden ausgedrückt.

Wenn die Trockentemperatur unter 120⁰C liegt muß das Trocknen während einer übermäßig langen Zeit

durchgeführt werden, um einen genügenden Trockeneffekt zu erzielen. Vorzugsweise wird die Trockentemperatur so erhöht, daß die Trockenzeit verkürzt werden kann. Der Erhöhung der Trockentemperatur sind jedoch durch die Wärmebeständigkeit und Haltbarkeit der Materialien des Netzförderbandes und des Abdeckstoffes, der vorgesehen ist, um Störung und Verwirrung der aufgehäuften Fasern zu verhindern, die noch nicht auf das Netzförderband abgelegt worden sind, Grenzen gesetzt. Ferner wird der Verlust von Wärmeenergie übermäßig groß. Daher wird die obere Grenze der Trockentemperatur auf 45O⁰C festgesetzt. Vorzugsweise wird mit einer Trockentemperatur von 140 bis 300° C, insbesondere 140 bis 250° C, gearbeitet, Zur Gewinnung der gewünschten Fasern gemäß der Erfindung, die zur Verstärkung von Kautschuk u. dgl. wertvoll sind, ist es wichtig, die Trockentemperatur in Wechselbeziehung zur Trockenzeit festzulegen.

Wird die Trocken- oder Heizbehandlung nach der Methode durchgeführt, die allgemein in der US-PS 40 16 236 beschrieben wird, können in keinem Fall Fasern, die genügende physikalische Eigenschaften und eine spezielle Feinstruktur aufweisen und sich zur Verstärkung von Kautschuk u.dgl. eignen, hergestellt werden. Mit anderen Worten, um Fasern mit der erfindungsgemäß definierten Feinstruktur zu erhalten, ist es unerläßlich, daß das Trocknen unter solchen Bedingungen durchgeführt wird, daß der Wert (Temperatur in ⁰C) χ (Zeit in Sekunden)⁰⁰⁸ (nachstehend als »Trockenfaktorwert« bezeichnet) im Bereich von 250 bis 600⁰C (°C χ Sek.«*) liegt.

Wenn der Trockenfaktorwert kleiner ist als 250, vermutlich auf Grund ungenügender Thermofixierung der Polymerketten, wird Schrumpfung der Dimensionen verusacht, wenn die Fasern in einer beispielsweise bei 200° C gehaltenen Atmosphäre gehalten werden. Wenn ferner die Fasern in einer solchen Atmosphäre unter leichter Spannung gehalten werden, werden Veränderungen der physikalischen Eigenschaften (z. B. eine Verschlechterung der Dehnung) verursacht. Dies bedeutet, daß bei Verwendung der Fasern für die Verstärkung von Kautschuk die Fasern durch Nachbehandlungen (z. B. Auftrag eines Klebstoffes) oder während der Vulkanisation des Kautschuks nachteilig beeinflußt werden. Daher wird ein solcher niedriger Trockenfaktorwert vom praktischen Standpunkt aus nicht bevorzugt Die Fasern, die unter Bedingungen, die einen Trockenfaktorwert von weniger als 250 ergeben, getrocknet worden sind, sind schwachkristalline Fasern mit einer Feinstruktur, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Röntgenbeugungsintensitätsverhältnis (RIX) niedriger ist als 0,85 and die scheinbare Kristallografie (ACS)k\e'mer ist als 4,1 +0,05 nm (Orientierungswinkel), der von der vorstehenden Gleichung (8) abgeleitet ist. Wenn das Trocknen unter Bedingungen durchgeführt wird, die einen Trockenfaktorwert von mehr als 600 ergeben, schreitet die Kristallisation übermäßig stark fort, wodurch eine Verschlechterung der Zugfestigkeit und des Ermüdungswiderstandes eintritt Fasern, die unter solchen Trockenbedingungen erhalten werden, haben eine Feinstruktur, die dadurch gekennzeichnet ist daß der Ä/X-Wert größer ist als 1,20 und der ACS-nm-Wert größer ist als 8,0+0,05 (Orientierungswinkel), der von der vorstehenden Gleichung (6) abgeleitet ist Vorzugsweise liegt der Trockenfaktorwert im Bereich von 280 bis 550. Durch eine solche Trockenbehandlung können Fasern hergestellt werden, die sich zum Verstärken von Kautschuk u. dgL eignen und die erfindungsgemäß als bevorzugt definierte Feinstruktur aufweisen.

Die Heizmethode, die in der Trockenstufe angewandt wird, ist nicht besonders wichtig. Geeignet ist beispielsweise ein Verfahren, bei dem Heißluft oder Stickstoff, Verbrennungagas oder andere auf hohe Temperatur erhitzte Gase, ζ. Β. überhitzter Dampf, auf die auf das Netzförderband abgelegten Fasern geblasen werden, oder ein Verfahren, bei dem die abgelegten

ίο Fasern durch eine Heizplatte oder durch einen Infrarot-Dunkelstrahler, der über dem Netzförderband oder über und unter dem Netzförderband angeordnet ist, erhitzt werden.

Das Trocknen wird gewöhnlich einstufig durchgeführt oder kann in zwei oder mehr Stufen unter Anwendung der gleichen oder verschiedener Temperaturen durchgeführt werden. Da die additive Regel auf den Trockenfaktorwert anwendbar ist wenn das Trocknen in zwei oder mehr Stufen durchgeführt wird, werden die Trockenbedingungen so eingestellt, daß die Summe der Trockenfaktorwerte in den jeweiligen Stufen im vorstehend genannten Bereich liegt

Es ist möglich, den Trockenfaktorwert in Wechselbeziehung zur Temperatur und Zeit, die während der Dampfbehandlung angewandt werden, zu ändern. Es ist jedoch zu bemerken, daß die Bedingungen der Dampfbehandlung dem Erfordernis der Temperatur-Zeit-Beziehung in der Trockenstufe, die durch den Trockenfaktorwert definiert ist, nicht vollständig genügen.

In der Trockenstufe muß vermieden werden, daß die Fasern unter Spannung gebracht werden. Wenn Spannung auf die Fasern während der Trockenstufe ausgeübt wird, schreitet die Orientierung der Polymer-

^ ketten in den Fasern übermäßig weit fort, und der Ermüdungswiderstand wird verschlechtert

Die Fasern, die in dieser Weise ohne Spannung unter den vorstehend genannten speziellen Bedingungen gemäß der Erfindung wärmebehandelt worden sind,

4(i werden verschiedenen Nachbehandlungen unterworfen, beispielsweise Auftrag eines Appreturöls, Einstellung des Feuchtigkeitsgehaltes, Färbung zur Unterscheidung und Verflechtungs- oder Verschlingungsbehandlung nach Bedarf, worauf sie aufgewickelt werden. Bei der 5 Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung sind dieser Nachbehandlung oder Aufwickelbehandlung keine besonderen Grenzen gesetzt Übrigens ist der Auftrag einer Epoxyverbindung auf die gewaschenen Fasern vor der Dampfbehandlung nicht zweckmäßig, weil kein befriedigender Effekt bei der Dampfbehandlung erzielt wird und die gewünschten Fasern gemäß der Erfindung nicht herstellbar sind.

Die Fasern gemäß der Erfindung werden unter den vorstehend beschriebenen speziellen Bedingungen hergestellt und sind durch sehr hohe Zugfestigkeit verhältnismäßig hohe Dehnung und ausgezeichnete Maßbeständigkeit und Beständigkeit der physikalischer Eigenschaften bei hohen Temperaturen gekennzeichnet Wenn die Fasern gemäß der Erfindung für dit

bo Verstärkung von Kautschuk u. dgL verwendet werden weisen sie ferner einen sehr hohen, ausgezeichneter Ermüdungswiderstand auf. Diese hervorragenden phy sikalischen Eigenschaften der Fasern gemäß dei Erfindung stehen.in engem Zusammenhang mit dei speziellen Feinstruktur der Fasern, die durch keir bekanntes übliches Verfahren erzielbar ist

Die Fasern gemäß der Erfindung werden be Verwendung zur Verstärkung von Kautschuk gewöhn

lieh in Form von Multifilamentgarn eingesetzt. Da die Anwendungsgebiete der Fasern gemäß der Erfindung nicht auf diese Verwendung begrenzt sind, können sie in Form von Vorgarn oder Rovings. Stapelfasern, geschnittenen Spinnfäden u. dgl. verwendet werden.

Die Fasern gemäß der Erfindung können besonders wirksam zur Verstärkung von Kautschuk, insbesondere als Reifencord für Radialreifen für Schwerfahrzeuge und als Verstärkungscordfäden für Gummiriemen wie Keilriemen, Flachriemen und Zahnriemen verwendet werden. In diesem Fall kommt der stark verbesserte Ermüdungswiderstand, d. h., einem der Merkmale der Erfindung, besondere Bedeutung zu.

Die Fasern gemäß der Erfindung bewahren die ausgezeichneten Eigenschaften üblicher PPTA-Fasern, z. B. hohe Zugfestigkeit, gute Maßbeständigkeit, gute Hitzebeständigkeit und hohes Flammenhemmungsvermögen, und können für die verschiedensten Zwecke, für die übliche PPTA-Fasern verwendet werden, eingesetzt werden.

Nachstehend werden die Methoden zur Bestimmung der Hauptparameter, die zur Kennzeichnung der Feinstruktur der Fasern und zur Bewertung ihrer physikalischen Eigenschaften dienen, beschrieben.

Methode zur Messung der Eigenviskosität
Die Eigenviskosität (η,_η/,) wird durch die Gleichung

^ln " "ret

Dauerermüdungswiderstand des Schlauches gemessen, und die Fasern gemäß der Erfindung und Vergleichsschläuche werden auf Ermüdungswiderstand geprüft. Die Messung wurde für jede Probe an drei Prüfschläuchen durchgeführt. Der Dauer-Ermüdungswiderstand wird mit einem Durchschnittswert ausgedrückt.

Der Ermüdungswiderstand eines Fasercords ändert sich erheblich mit der Drehungszahl des Cords. Bekanntlich wird der Ermüdungswiderstand mit stei-

K) gender Drehungszahl verbessert, wenn die Drehungszahl unter einer bestimmten Grenze liegt. Wenn bei einer Faser mit geringer Dehnung die Drehungszahl eines Cords besonders stark erhöht wird, wird das Verhältnis der Festigkeit des Cords zur Festigkeit des

is ursprünglichen Filaments (Festigkeitsausnutzungsverhältnis) geringer. Demgemäß ist es zur wirksamen Ausnutzung der Festigkeit des ursprünglichen Filaments nicht zweckmäßig, den Ermüdungswiderstand durch Erhöhen der Drehungszahl zu steiern. Ferner werden in diesem Zusammenhang die bevorzugten Merkmale der Fasern gemäß der Erfindung zweckmäßig ausgenutzt, und dieser Punkt ist bei der Bewertung des Ermüdungswiderstandes zu berücksichtigen. Im Rahmen der Erfindung wird der vorstehend genannte Ermüdungswiderstandstest unter Verwendung von Cordgarnen mit der gleichen Drallstruktur durchgeführt. Doppelgarne werden für die Bildung von Cordgarnen verwendet, und der Drehungskoeffizient wird auf einen konstanten Wert von 8,0 eingestellt. Der Drehungskoeffizient wird nach der folgenden Gleichung berechnet:

definiert un-i wird bei 30⁰C an einer Lösung, die durch Auflösen des Polymerisats oder der Faser in einer Konzentration C von 0,5 g/100 cm³ in konzentrierter Schwefelsäure einer Konzentration von 98,5 Gew.-% hergestellt worden ist, nach üblichen Methoden gemessen.

Methode zur Messung der Zugfestigkeit
und Dehnung der Fasern

Die Zugfestigkeit, die Dehnung und der Young'sche Modul der Fäden werden, falls nicht anders angegeben, nach üblichen Methoden gemessen, wie sie in der US-PS 38 69 429 beschrieben werden.

DrehungskoefTizient = (Zahl der Drehungen pro m)
x τ/Garntiter in den/2870

Methode zur Messung
des Ermüdungswiderstandes der Fasern

Für die experimentelle Bewertung des Ermüdungswiderstandes von Fasern, die als Verstärkung für GurniTiiartikc! wie Luftreifen verwendet werden, sind bereits verschiedene Methoden vorgeschlagen worden. Im Rahmen der Erfindung wird die Schlauchermüdungswiderstandsmethode A (Goodyear-Methode) angewandt, die in Abschnitt 1-3-2-1 von »Chemical Fiber Tire Cord Test Methods« der japanischen Industrienorm JIS-1017-1963 beschrieben wird. Ein klebstoffbehandelter Cord (behandelter Cord) einer Faserprobe wird in Kautschuk so eingebettet, daß die Faserachsen parallel verlaufen. Der erhaltene schlauchförmige Probekörper wird um 105° (in der Normvorschrift um 90°) gebogen und in ein Dauerreck- und Kontraktionsprüfgerät eingespannt Dann wird der Prüfkörper mit Luft auf einen Innendruck von 33 bar gebracht, worauf der Prüfkörper mit einer Geschwindigkeit von 850UpM gedreht wird. In dieser Weise wird der Behandelte Cordgarne, die dem Dauerermüdungsversuch unterworfen werden sollen, werden unter den nachstehend genannten gleichen Bedingungen hergestellt, jedoch sind die Herstellungsbedingungen, die zur Bildung von Reifencordfäden aus den Fasern gemäß der Erfindung angewandt werden, natürlich nicht auf die nachstehend beschriebenen Bedingungen begrenzt.

Diese Bedingungen können so verändert und modifiziert werden, daß die Eigenschaften der Fasern gemäß der Erfindung wirksam ausgenutzt werden, wenn sie tatsächlich verwendet werden.
Cordgarne werden hergestellt, indem ein erster und zweiter Drall so erteilt werden, daß der vorstehend genannte Drehungskoeffizient erhalten wird. Durch Tauchen imprägnierte Cordgarne werden nach einem

1 igviι ν \.t ιαιιι cn iici gcsteilt, uci uciii cmc uussigc Epoxyharzmasse zuerst aufgebracht und die Cordgarne mit dem aufgebrachten Epoxyharz unter einer Spannung von 0,9g/dtex bei 250⁰C behandelt werden. Anschließend wird ein Resorcin-Formalinlatex aufgetragen, und die Cordgarne mit dem aufgetragenen Latex werden unter einer Spannung von 0,27 g/dtes bei 230° C behandelt

Die flüssige Epoxyharzmasse ist eine Dispersion aus folgenden Bestandteilen:

Im Handels erhältliches

Epoxyharz

Äthanol

Polyvmylpyridinlatex

Wasser

3Gew.-Teüe

5Gew.-Teile

25 Gew.-Teile

67 Gew.-Teile

Der verwendete Resorcin-Formalinlatex hat die folgende Zusammensetzung:

Resorcin

Wasser

37%iges Formalin

NaOII

Polyvinylpyridin-Styrol-

Butadien-Latex

(Feststoffgehalt: 41%)

11 Gew.-Teile
238,4 Gew.-Teile
16,2 Gew.-Teile
0,2 Gew.-Teile

244 Gew.-Teile

Dieser Latex wird verwendet, nachdem er vom Zeitpunkt seiner Herstellung noch eine Nacht stehengelassen worden ist

Die durch Tauchen behandelten Cordgarne werden in unvulkanisierten Kautschuk eingebettet, worauf der Kautschuk 40 Minuten bei 140⁰C vulkanisiert wird. Die verwendete Kautschukmischung hat die folgende Zusammensetzung:

	Gew.-Teile
Naturkautschuk	90
Styrol-Butadien-Copolymer-
kautschuk	10
Ruß	40
Stearinsäure	2
Weichmacheröl	10
Kiefernleer	4
Zinkweiß	5
N-Phenyl-/?-naphthylamin	1,5
2- Benzothiazol yldisulf id	0,75
Diphenylguanidin	0,75
Schwefel	2,5

wobei flache Objektträger und Deckgläser aus optischem Glas verwendet werden. Der Brechungsindex (Nr) des Mediums ist ein Wert, der bei 20°C mit einem Abbe-Refraktometer unter Verwendung grüner Strahlen (Wellenlänge λ = 546πιμΓη) gemessen worden ist. Mehrere Fäden werden so in dieses Medium getaucht, daß die Fäden sich nicht gegenseitig berühren. Die Faser muß so angeordnet werden, daß die Faserachse senkrecht zur optischen Achse des Interferenzmikroskops und des Interferenzstreifens verläuft. Das Muster oder Bild des Interferenzstreifens wird phctographisch aufgenommen und für die Auswertung 1500fach bis 2000fach vergrößert.

Die optische Wegdifferenz R (Fig.4) ist durch die Formel

Methode zur Messung der zentralen Brechungs-

indices (NWo und Npo)und der tangentialen

Brechungsindices (TÄ/v und TRIp)

Die spezifische Molekülorientierung in den Fasern gemäß der Erfindung ergibt sich aus den Werten der unter Verwendung eines Interferenzmikroskops mit quantitativer Durchlässigkeit ermittelten Werten der zentralen Brechungsindices (Nvo und Npo) und tangentialen Brechungsindices (TRIv und TRIp). Diese spezielle Molekülorientierung führt zu ausgezeichnetem Ermüdungswiderstand.

Nach der Interferenzstreifenmethode unter Verwendung eines Interferenzmikroskops mit quantitativer Durchlässigkeit kann die von der Seitenfläche der Faser beobachtete Verteilung des durchschnittlichen Brechungsindex bestimmt werden. Diese Methode ist auf Fasern mit kreisrundem Querschnitt anwendbar.

Der Brechungsindex von Fasern ist durch einen Brechungsindex (Np) für polarisiertes Licht, das in der Richtung parallel zur Faserachse schwingt, und einen Brechungsindex (Nv) für polarisiertes Licht, das in der Richtung senkrecht zur Faserachse schwingt, gekennzeichnet Die unter Verwendung grüner Strahlen (Wellenlänge λ=546 mum) ermittelten Brechungsindices (Np und Nv) werden verwendet Die Messung von Nv und die Bestimmung von Nvo und TRIv werden nachstehend ausführlich beschrieben. Natürlich können die Messung von Np und die Bestimmung von Npo und TRIp nach ähnlichen Methoden erfolgen.

Die zu untersuchende Faser wird in ein für die Fasern inertes Medium getaucht, das einen Brechungsindex (Nr) hat, der eine Abweichung des Interferenzstreifens im Bereich der 0,2- bis 2,0fachen Wellenlänge ergibt

ή-λ = (Nv- Nr)I

gegeben. Hierin steht Nr für den Brechungsindex des Mediums, Nv für den durchschnittlichen Brechungsindex zwischen den Fäden S'-S", t für die Dicke zwischen den Fäden S'—S", λ für die Wellenlänge der verwendeten Strahlung, D für den Abstand (entsprechend IA) zwischen parallelen Interferenzstreifen des Hintergrundes und d für die Abweichung des Interferenzstreifens durch die Faser.
Aus den optischen Wegdifferenzen an den jeweiligen

jo Stellungen im Bereich des Mittelpunktes ro der Faser zum Umfang rc der Faser kann die Verteilung des durchschnittlichen Brechungsindexes (Nv) der Faser an den jeweiligen Stellungen bestimmt werden.

Die Dicke f kann auf der Grundlage der Annahme, daß die hergestellte Faser kreisrunden Querschnitt hat, berechnet werden. Es wird jedoch angenommen, daß zuweilen als Folge von Änderungen der Herstellungsbedingungen oder Störungen nach der Herstellung der Fasern keinen kreisrunden Querschnitt haben. Daher wird die Messung vorzugsweise an einem Teil vorgenommen, wo die Abweichung des Interferenzstreifens von der Faserachse symmetrisch ist Die Messung erfolgt im Bereich vom Mittelpunkt (r₀) der Faser bis zur Stellung 0,95 r von /y> in Abständen von 0,05 r, wobei r der Radius der Faser ist so daß der durchschnittliche Brechungsindex an jeder Stellung bestimmt werden kann. Der zentrale Brechungsindex bei polarisiertem Licht das in der Richtung senkrecht zur Faserachse schwingt ist der im Mittelpunkt der

so Faser (ro) gemessene Wert des Brechungsindex. Der Tangens des Brechungsindex TRIv bei polarisiertem Licht das in der Richtung senkrecht zur Faserachse schwingt wird durch die Gleichung

TRh =

- Nm

0,5

dargestellt Hierin ist 77?/vder Tangens des Brechungsindex von polarisiertem Licht das in der Richtung senkrecht zur Faserachse schwingt; Nvo steht für den zentralen Brechungsindex und Nv₀₅ für den durchschnittlichen Brechungsindex an der Stellung, die 04 r vom Mittelpunkt der Faser (r₀) entspricht
Wenn der A^>-Wert unter Verwendung von polarisiertem licht, das in einer Richtung parallel zur Faserachse schwingt, bestimmt wird, ist der Npo-Wert durch den im Mittelpunkt der Faser (r₀) gemessenen

Brechungsindexwert gegeben, und der TRIp-Wert kann nach der Formel

TRIp =

berechnet werden.

Bei der Bestimmung des tangentialen Brechungsindex und des zentralen Brechungsindex wird die Messung an wenigstens 3 Fäden, vorzugsweise an 5 bis 10 Fäden, vorgenommen, und es werden die Durchschnittswerte berechnet.

Die Ergebnisse der Messung der Npo- und TRIp-Werte an Proben der gemäß den Beispielen 2 und 3 und den Vergleichsbeispielen 6 und 7 hergestellten Fasern sind nachstehend genannt:

Probe	\'po TRIp
Beispiel 2-1	2.126 -0.031
Beispiel 2-2	2.131 -0.027
Beispiel 2-3	2.135 -0.018
Beispiel 2-4	2.114 -0.011
Beispiel 2-5	2.128 -0.028
Beispiel 2-6	2.125 -0.036
Beispiel 2-7	2.119 -0.031
Beispiel 2-8	2.124 -0.024
Vergleichsbeispiel 6-1	2.102 -0.002
Vergleichsbeispiel 6-2	2.090 -0.063
Vergleichsbeispiel 7	2.075 -0.007
Beispiel 3-1	2.108 -0.014
Beispiel 3-2	2.110 -0.013
Beispiel 3-3	2.129 -0.018
Beispiel 3-4	2.113 -0.009

Methode zur Messung
des Orientierungswinkels (OA)

Der Orientierungswinkel (OA) der Faser wird unter Verwendung eines Röntgenstrahlengenerators, eines Fasermeßgeräts, eines Goniometers und eines Szintillationszählers gemessen. Mit einem Nickelfilter monochromatisierte CuK«-Strahlung (λ = 0,15 418 nm) wird für die Messung verwendet

Im allgemeinen sind die Fasern gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet daß zwei Hauptreflexionen an der Äquatoriallinie im Bereich von 19° bis 24° von 2 θ erscheinen. Die Reflexion mit dem größeren 2 Θ-Wert dient zur Messung des Orientierungswinkels. Der 2 Θ-Wert der verwendeten Reflexion wird aus der Kurve der Beugungsintensität in äquatorialer Richtung bestimmt.

Der Röntgenstrahlengenerator wird mit 40 kV und 90 mA betrieben. Die Faserprobe wird am Fasermeßgerät so befestigt, daß die Monofilamente parallel zueinander verlaufen. Die Probendicke wird vorzugsweise auf 0,5 mm eingestellt Das Goniometer wird auf den beim Vortest bestimmten 2 Θ-Wert eingestellt Der Röntgenstrahl wird in die Richtung senkrecht zur Faserachse der parallel zueinander angeordneten Fäden gebracht (senkrechte Einstrahlungsmethode). Die Abtastung erfolgt im Bereich von —30° bis +30" in Azimutalrichtung, und die Beugungsintensität wird vom Szintillationszähler registriert Ferner werden die Beugungsintensität bei —180° und die Beugungsintensität bei +180° registriert Bei dieser Messung beträgt die Abtastgeschwindigkeit 4° /Mk, die Registrierstreifengeschwindigkeit 1,0 cm/Min., die Zeitkonstante 2 oder 5 Sek.; der Kollimator ist durch 1 mm Durchmesser gekennzeichnet, und der Eintrittsspaltwinkel beträgt 1° in Längsrichtung oder seitlicher Richtung.

Der Orientierungswinkel wird aus der erhaltenen Beugungsintensitätskurve in der nachstehend beschriebenen Weise bestimmt.

Der Durchschnittswert der Beugungsintensitätswerte, die bei ±180° ermittelt wurden, wird ermittelt, und eine durch den Punkt des Durchschnittswertes gehende waagerechte Linie wird gezogen. Vom Maximum wird eine senkrechte Linie zur Grundlinie gezogen. Der Mittelpunkt der Senkrechten Linie wird bestimmt und eine durch den Mittelpunkt gehende waagerechte Linie gezogen. Der Abstand zwischen den Schnittpunkten dieser waagerechten Linie und der Beugungsintensitätskurve wird gemessen, und der Meßwert wird in einen Winkel in Grad umgerechnet. Diese Halbwertbreite des Winkels wird als Orientierungswinkel (Undefiniert

Methode zur Messung der scheinbaren

Kristallitgröße (ACS)vmd des Beugungr.intensitätsverhältnisses(7?/A^

,ACS und RIX können durch Bestimmung der Kurve der Beugungsintensität in Äquatorialrichtung nach der Reflexionsmethode gemessen werden.

Die Messung erfolgt unter Verweundung eines Röntgenstrahlengenerators, eines Goniometers und

jo eines Szintillationszählers. Mit einem Nickelfilter monochromatisierte CuK«-Strahlung (λ = 0,15 418 nm) wird für die Messung verwendet. Die Faserprobe wird in einen aus Aluminium bestehenden Probenhalter so eingesetzt, daß die Faserachse senkrecht zur Ebene der 2 Θ-Achse des Diffraktometers verläuft. Die Dicke der Probe wird auf etwa 0,5 mm eingestellt Der Röntgenstrahlengenerator wird mit 40 kV und 90 mA betrieben. Die Beugungsintensität wird von 8° bis 37° von 2 θ mit dem Szintillationszähler bei einer Abtastgeschwindigkeit von 2θ=1°/Μίη, einer Geschwindigkeit des Registrierstreifens von 1 cm/Min, und einer Zeitkonstante von 2 Sekunden bei einem Divergenzspalt von 1/6°, einem Eintrittsspalt von 0,3 mm und einem Streuspalt von 1/6° registriert Der volle Skalenausschlag des Schreibers wird so eingestellt, daß die gesamte Beugungskurve auf der Skala bleibt und der maximale Intensitätswert 50% der vollen Skala überschreitet

Im allgemeinen sind die Fasern gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Hauptreflexionen auf der Äquatoriallinie im Bereich von 19° bis 24° von 2 θ aufweisen. Der ACS-Wert wird in bezug auf die Reflexion mit einem kleineren 2 6-Wen bestimmt, und RIXv/Ίτά durch das Verhältnis der Beugungsintensitätswerte der beiden Peaks oder Maxima definiert

Eine Grundlinie wird festgelegt, indem eine Gerade zwischen 9° und 36° von 2 θ auf der Beugungsintensitätskurve gezeichnet wird. Eine senkrechte Gerade wird vom Beugungspeak nach unten gezeichnet, und der Mittelpunkt zwischen Peak und Grundlinie wird gekennzeichnet Eine durch den Mittelpunkt gehende waagerechte Linie wird auf der Beugungsintensitätskurve gezeichnet Wenn die beiden Hauptreflexionen genügend weit voneinander entfernt sind, schneidet diese Linie Schultern der beiden Peaks der Kurve. Wenn sie jedoch nicht genügend weit voneinander getrennt sind, schneidet die Linie nur eine Schulter. Die Halbwertbreite des Peaks wird gemessen. Wenn die

Linie nur eine Schulter schneidet, wird der Abstand zwischen dem Schnittpunkt und dem Mittelpunkt gemessen und verdoppelt Wenn die Linie zwei Schultern schneidet, wird der Abstand zwischen den beiden Schultern gemessen. Der gemessene Wen wird in eine Linienbreite in Radian (Halbwertbreite) umgerechnet, und die Linienwerite wird gemäß der Formel

lymerisats mit einer Eigenviskosität von 56ücm³/g erhalten wurden.

Polymerisate mit anderer Eigenviskosität konnten

durch Änderung des Verhältnisses von N-Methylpyrrolidon zu den Monomeren (p-Phenylendiamin und Terephthaloyldichlorid) oder des Verhältnissses der beiden Monomeren leicht hergestellt werden.

Beispiel 1

korrigiert, worin B für die beobachtete Halbwertbreite steht, b die Verbreiterungskonstante in Radian ist bestimmt durch Messen der Halbwertbreite eines Silicium-Einkristalls bei etwa 2 θ=28°, und β bezeichnet die korrigierte Halbwertbreite.
Die scheinbare Kristallitgröße ist durch die Formel

ACS= Κλ/β cos θ

gegeben, worin K den Wert 1 hat, λ die Wellenlänge der Röntgenstrahlen (0,15418 nm), β die korrigierte Halbwertbreite und θ der Braggsche Winkel ist

RIX wird durch das Verhältnis des Abstandes zwischen dem Beugungspeak auf der Seite des größeren Winkels in 2 θ und der Grundlinie zum Abstand zwischen dem Beugungspeak auf der Seite des kleineren Winkels und der Grundlinie definiert

Methode zur Messung des dynamischen
mechanischen Verlustwinkels (tan <5)

Der dynamische mechanische Verlustwinkel kann mit handelsüblichen Geräten gemessen werden. Er wird gemessen bei einer Frequenz von 110 Hz in trockener Luft bei einer Temperatur von 30° C und 60% relativer Feuchtigkeit

Die Erfindung wird nachstehend ausführlich in den Beispielen beschrieben. In diesen Beispielen beziehen sich alle Mengenangaben in Teilen und Prozent auf das Gewicht, ^falls nicht anders angegeben.

Bezugsbeispiel

Ein PPTA-Polymerisat wurde in der nachstehend beschriebenen Weise durch Niedertemperatur-Lösungspolymerisation hergestellt.

In einem Polymerisationsgefäß, das in der japanischen Patentveröffentlichung 43 986/78 beschrieben wird, wurden 70 Teile wasserfreies Calciumchlorid h: 1000 Teilen N-Methylpyrrolidon gelöst. Anschließend wurden 48,6 Teile p-Phenylendiamin gelöst. Die Lösung wurde auf 8° C gekühlt, worauf 91,4 Teile Terephthaloyldichlorid in Pulverform der Lösung auf einmal zugesetzt wurden. In einigen Minuten war das Polymerisationsprodukt zu einem käseartigen Produkt erstarrt. Das Polymerisationsprodukt wurde nach der in der japanischen Patentveröffentlichung 43 986/78 beschriebenen Methode aus dem Polymerisationsgefäß entnommen und sofort in einen geschlossenen biaxialen Kneter überführt, in dem es fein gemahlen wurde. Das gemahlene Polymerisationsprodukt wurde dann in einen Henschelmischer überführt und mit Wasser in ungefähr der gleichen Menge wie das gemahlene Polymerisationsprodukt zusammengegeben. Das Gemisch wurde gemahlen, filtriert, mehrmals mit warmem Wasser gewaschen und in Heißluft von 110° C getrocknet, wobei 95 Teile eines hellgelben PPTA-Po-Das gemäß dem Bezugsbeispiel hergestellte PPTA-Polymerisat mit der Eigenviskosität von 560cm³/g wurde in Schwefelsäure einer Konzentration von 99,4% bei 70° C innerhalb von 2 Stunden in einer solchen Menge gelöst, daß die Polymerkonzentration 18% betrug. Die Auflösung wurde unter vermindertem Druck vorgenommen. Die erhaltene Spinnlösung wurde 2 Stunden stehengelassen, um sie zu entlüften. Diese Spinnlösung erwies sich als anisotrop. Sie wurde aus einer Spinndüse mit 800 feinen Spinnbohrungen vor 0,06 mm Durchmesser gesponnen. Das Extrudat liei 10 mm durch Luft und wurde dann in 25%igei verdünnter Schwefelsäure, die bei 5° C gehalten wurde koaguliert Die gebildeten Fäden wurden mit einer Geschwindigkeit von 120 m/Minute abgezogen und dann in der in F i g. 3 dargestellten Vorrichtung gewaschen, mit Dampf behandelt und getrocknet Das Waschen wurde zuerst mit 15%iger wäßriger Natriumhydroxidlösung und dann mit Wasser durchgeführt Die

ίο Dampfbehandlung wurde vorgenommen, indem das Netzförderband mit den darauf abgelegten Fäden durch eine Heizkammer geführt wurde, die mit bei 120° C gehaltenem Sattdampf gefüllt war. Die Eintritts- und Austrittsöffnungen der Heizkammer waren gegen die Außenluft durch Dichtwalzen abgedichtet Die Verweilzeit des Netzförderbandes in der Heizkammer war auf 3 Minuten eingestellt Die ■ auf das Netzförderband abgelegten dampfbehandelten Fäden wurden dann ir die Umgebungsluft überführt und auf dem Netzförderband getrocknet. Die Trocknung wurde in einem heißer Stickstoffstrom, der auf 200° C erhitzt war, vorgenommen, wobei die Verweilzeit auf 14 Minuten eingestellt war. Der Trockenfaktorwert betrug 343. Als Abdeckförderband wurde ein in Leinwandbindung gewebtei Stoff aus Polytetrafluoräthylen verwendet, der dei Trockentemperatur widerstand. Ein Netz aus nichtrostendem Stahl wurde als Netzförderband verwendet. Ir dieser Weise wurde ein Faden von 1334 dtex mii folgenden Kennzahlen erhalten:

TRIv = 0,045;

TRIp = -0,016;

Nvo = 1,619;

Npo = 2,123;
RIX = 0,94;

ACS = 6nm;

OA = 23°;

tan<5 = 0,021;

Zugfestigkeit 20,34 g/dtex;
Dehnung 6,3%;

Young'scher Modul 324 g/dtex.

Die nach der vorstehend beschriebenen Methode an Schlauch ermittelte Dauerermüdungswiderstand betraf (,5 1480 Minuten.

Ein Faden wurde auf die vorstehend beschriebene Weise hergestellt, wobei jedoch die Trockentemperatui auf 170⁰C eingestellt und der Trockenfaktorwert au

292 geändert wurde. Der erhaltene Faden hatte die folgenden Kennzahlen:

TRIv	= 0,036;
TRIp	0,013;
Nvo	= 1,623;
Npo	= 2,125;
RIX	= 0,88;
ACS	= 5,7 nm;
OA	= 21°;
tan ό	= 0,022;

Zugfestigkeit 19,62 g/dtex;

Dehnung 6,1%;

Young'scher Modul 297 g/dtex.

Der am Schlauch ermittelte Dauerermüdungswiderstand betrug 1130 Minuten. Auch diese Faser hatte eine neue Feinstruktur und zeigte ausgezeichneten Ermüdungswiderstand gegenüber Fasern, die nach den nachstehend beschriebenen Verfahren hergestellt wurden.

Vergleichsbeispiel 1

Zum Vergleich wurden Fasern nach dem in der US-PS 3 869 429 beschriebenen Verfahren hergestellt.

Ein auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise hergestellter Faden wurde ohne Anwendung der in Fig.3 dargestellten Vorrichtungen gemäß der Erfindung auf eine Spule gewickelt. Im gewickelten Zustand wurde der Faden mit 10%iger wäßriger Natriumhydroxidlösung gewaschen und zum Waschen in einen mit Wasser gefüllten Waschbehäker getaucht. Während der Faden auf der Spule gehalten wurde, wurde er in einem bei 160⁰C gehaltenen Heißlufttrockner getrocknet.

Der erhaltene Faden hatte die folgenden Kennzahlen:

RIX = 0,83;
ACS = 4 mn;
OA = 17°;
Zugfestigkeit 17,64 g/dtex;
Dehnung 4,1%;

Young'scher Modul 477 g/dtex.

Der am Schlauch ermittelte Dauerermüdungswiderstand betrug 330 Minuten. Der Faden war im Ermüdungswiderstand dem gemäß Beispiel 1 hergestellten Faden weit unterlegen.

TRIv	= 0,052;
TRIp	= +0,003
Nvo	= 1,596;
Npo	= 2,092;
RIX	= 0,81;
ACS	= 4,3 nm;
OA	= 15°.

Mit Ausnahme des TRIv-Wertes hatte der Faden eine Feinstruktur, die von derjenigen des gemäß Beispiel 1 hergestellten Fadens gemäß der Erfindung völlig verschieden war. Der Faden hatte eine Zugfestigkeit von 17,55 g/dtex, eine Dehnung von 3,9% und einen Young'schen Modul von 504 g/dtex. Der am Schlauch ermittelte Dauerermüdungswiderstand betrug 280 Minuten. Die Zugfestigkeit und Dehnung dieses Fadens waren etwas schlechte·- als die des gemäß Beispiel 1 hergestellten Fadens, und sein Young'scher Modul lag über dem des Fadens von Beispiel 1, und der Ermüdungswiderstand des Fadens war viel niedriger als der des gemäß Beispiel 1 hergestellten Fadens.

Die Arbeitsstufen bis zum Waschen wurden in der gleichen Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben, durchgeführt. Der gewaschene Faden wurde auf einer bei 160° C gehaltenen Heizwalze getrocknet.

Der erhaltene Faden hatte die folgenden Kennzahlen:

TRIv	= 0,053;
TRIp	= -0.001
Nvo	= 1,603;
Npo	= 2,098;

Vergleichsbeispiel 2

Zum Vergleich wurden Fasern nach dem in der US-PS 4016 236 beschriebenen, ohne Wärmebehandlung durchgeführten Verfahren hergestellt.

Auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise wurden Fasern gesponnen und unter Verwendung der in F i g. 3 dargestellten Vorrichtung gewaschen. Die gewaschenen Fasern wurden durch die Dampfbehandlungskammer geführt, deren Sattdampfzufuhr vollständig abgesperrt war. Die Dampfbehandlungskammer wurde bei Raumtemperatur gehalten. Die Fasern wurden dann 14 Minuten bei 170⁰C getrocknet

Die erhaltenen Fasern hatten die folgenden Kennzahlen:

TRIv = 0,027;

TRIp = 0;

Nvo = 1,617;
Npo = 2,101;

RIX = 0,80;

ACS = 4,9 nm;

OA = 27°;

Zugfestigkeit 19,44 g/dtex;
Dehnung 6,4%;

Young'scher Modul 279 g/dtex.

Der am Schlauch ermittelte Dauerermüdungswiderstand betrug 610 Minuten.

Die Faser war der gemäß Beispiel 1 hergestellten Faser im Ermüdungswiderstand weit unterlegen, d. h. ihr Ermüdungswiderstand betrug die Hälfte des Ermüdungswiderstandes der gemäß Beispiel 1 hergestellten Faser oder weniger, obwohl der am Schlauch

so ermittelte Dauerermüdungswiderstand verhältnismäßig höher war als die des gemäß Vergleichsbeispiel 1 hergestellten Fadens.

Es wurde gefunden, daß die gemäß diesem Vergleichsbeispiel hergestellte Faser sehr schlechte Maßbeständigkeit und eine sehr schlechte Beständigkeit der physikalischen Eigenschaften bei hohen Temperaturen hatte. Wenn die gemäß diesem Vergleichsbeispiel hergestellte Faser und die gemäß Beispiel 1 hergestellte Faser im spannungsfreien Zustand und im Ruhezustand 30 Minuten in einem bei 200° C gehaltenen Wärmeschrank gehalten wurde, zeigte die erstgenannte Faser eine dimensionelle Schrumpfung von 0,08 bis 0,11% (drei Proben), während die letztgenannte Faser keine Schrumpfung zeigte.

Wenn ferner die beiden Fasern unter einer Spannung von 0,45 g/dtex 30 Minuten im Wärmeschrank bei 220°C gehalten wurden, wurden die folgenden Veränderungen der physikalischen Eigenschaften festgestellt:

Gemäß Beispiel 1 hergestellte Faser, bei 170C getrocknet:

	Zugfestigkeit (g/dtex)	Dehnung (%)	Young'scher Modul (g/dtex)
Vor der Behandlung Nach der Behandlung Gemäß Vergleichsbeispiel 2	19,62 19,71 hergestellte Fasern:	6,1 5,9	297 315
	Zugfestigkeit (g/dtex)	Dehnung (%)	Young'scher Modul (g/dtex)
Vor der Behandlung Nach der Behandlung	19,44 19,62	6,4 3,5	279 576

Die vorstehenden Ergebnisse zeigen, daß bei der gemäß Beispiel 1 erfindungsgemäß hergestellten Faser die physikalischen Eigenschaften im wesentlichen unverändert blieben, wenn sie unter niedriger Spannung hohen Temperaturen ausgesetzt wurde, während bei der Faser dieses Vergleichsbeispiels, die nach dem in der US-PS 40 16 236 ohne Wärmebehandlung durchgeführten Verfahren hergestellt worden war, starke Veränderungen der physikalischen Eigenschaften verursacht wurden.

Vergleichsbeispiel 3

TRIv	= 0,086;
TRIp	= -0,057;
Nvo	= 1,617;
Npo	= 2,129;
RIX	- 1,21;
ACS	= 9,6 nm;

i0

Zum Vergleich wurden PPTA-Fasern nach dem in der US-PS 40 16 236 mit Wärmebehandlung durchgeführten Verfahren hergestellt.

Die in F i g. 3 dargestellte Vorrichtung wurde teilweise verändert, und unter Verwendung der veränderten Vorrichtung wurde das in der US-PS 40 16 236 beschriebene, mit Wärmebehandlung durchgeführte Verfahren nachgearbeifet.

Der auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise koagulierte und gewaschene Faden wurae mit Heißluft von 120° C getrocknet, während der Faden auf das Netzförderband abgelegt wurde. Dann wurde der Faden einer Wärmebehandlung mit einer bei 250°C gehaltenen Heizplatte unterworfen. Die Fasern wurden 5 Minuten getrocknet und 10 bzw. 30 Sekunden wärmebehandelt.

Die mit der Wärmebehandlung von 10 Sekunden erhaltenen Fasern hatten die folgenden Kennzahlen:

TRIv = 0,051; TRIp = -0,002;

Nvo = 1,612;

Npo = 2,098;

RIX = 0,83;

ACS = 5 nm; OA = 25°;

Zugfestigkeit 20,25 g/dtex;

Dehnung 5,9%;

Young'scher Modul 342 g/dtex. Der Dauerermüdungswiderstand betrug 620 Minuten.

Die mit einer Wärmebehandlung von 30 Sekunden hergestellten Fasern hatten die folgenden Kennzahlen:

65 OA = 19°;

Zugfestigkeit 14,94 g/dtex;

Dehnung 3,8%;

Young'scher Modul 459 g/dtex.

Der am Schlauch ermittelte Dauerermüdungswiderstand beirug 220 Minuten.

Wie bereits erwähnt, ist die additive Regel auf den Trockenfaktorwert anwendbar. Demgemäß werden die Trocken- und Wärmebehandlungsstufen als zwei Trockenstufen in der zweistufigen Trockenmethode angesehen, und der Trockenfaktorwert wird durch Addition berechnet. Es ist ersichtlich, daß der Trockenfaktorwert im Falle der Wärmebehandlung von 10 Sekunden 490 und im Falle der Wärmebehandlung von 30 Sekunden 518 beträgt. Diese Trockenfaktorwerte liegen zwar in dem erfindungsgemäß vorgeschriebenen Bereich, und diese beiden Werte liegen verhältnismäßig dicht beieinander, jedoch wird in einer Faser im wesentlichen kein Kristailwachstum verursacht, während in der anderen Faser das Kristallwachstum übermäßig stark ist Dies ist darauf zurückzuführen, daß vor dem Trocknen kein Dampfbehandlung durchgeführt wurde.

Vergleichsbeispiel 4

Die gemäß Beispiel 1 hergestellte Faser wurde einer Wärmebehandlung unter Spannung unterworfen.

Ein Teil der gemäß Beispiel 1 durch Trocknen bei 200⁰C hergestellten Fasern wurde unter einer Spannung von 4,5 g/dtex in einer bei 300° C gehaltenen Stickstoffatmosphäre behandelt. Die Spannung wurde durch Regeln des Geschwindigkeitsverhältnisses der Lieferwalze und der Aufwickelwalze eingestellt Die Verweilzeit wurde auf 4 Sekunden eingestellt Die erhaltene Faser hatte die folgenden Kennzahlen:

TRIv = 0,068;

TRIp = +0,001;

Nvo = 1,611,

Npo = 2,130;

RIX = 1,10;

ACS - 7,4 nm;

OA = 14°;
Zugfestigkeit 19,17 g/dtex;
Dehnung 1,9%;

Young'scher Modul 648 g/dtex.
Der Dauerermüdungswiderstand betrug 160 Minuten.

Da in dieser Faser die Orientierung übermäßig weit fortgeschritten war, wurde ein hoher Young'scher Modul erhalten, aber der am Schlauch ermittelte

Dauerermüdungswiderstand war äußerst kurz. Demgemäß muß die Faser auf einem nicht für die Erfindung in Frage kommenden Gebiet verwendet werden.

Vergleichsbeispiel 5

Eine isotrope Spinnlösung mit einer Polymerkonzentration von 4,5% wurde unter Verwendung des auf die im Bezugsbeispiel beschriebene Weise hergestellten PPTA-Polymerisats hergestellt Aas dieser Spinnlösung wurden Fasern unter den in Beispiel 1 genannten Bedingungen hergestellt
Die erhaltene Faser hatte die folgenden Kennzahlen:

TRIv = 0,014;

TRIp = +0,002;

Nvo = 1,627;

Npo = 2,010;

RIX = 0^3;

ACS = 5,5 nm;

OA = 32°;

Zugfestigkeit 9,54 g/dtex,

Dehnung 7ß%;

Young'scher Modul 189 g/dtex.

Sowohl die Zugfestigkeit als auch der Young'sche Modul waren niedrig. Es wird angenommen, daß der Grund hierfür darin Hegt, daß der Orientierungsgrad der Polymerketten entweder im kristallinen Bereich oder im amorphen Bereich zu gering war.

Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 6

Ein PPTA-Polymerisat, das eine Eigenviskosität von 610cm³/g hatte und nach der im Bezugsbeispiel beschriebenen Methode hergestellt worden war, wurde in Schwefelsäure einer Konzentration von 99,4% bei

Tabelle 1
Herstellungsbedingungen

65° C während einer Zeit von 2 Stunden in einer solchen Menge gelöst, daß die Polymerkonzentration 16% betrug. Dann wurde die Entlüftung vorgenommen, wobei eine anisotrope Spinnlösung erhalten wurde. Auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise wurde die Spinnlösung in Luft ausgepreßt, koaguliert indem das Extrudat durch ein sog. Doppeltrichterspinnbad, das in der japanischen Offenlegungsschrift 144 911/78 beschrieben wird, geführt und dann gewaschen wurde. Die

.0 Trockenbedingungen und die Bedingungen der Dampfbehandlung wurden verändert um verschiedene Fäden herzustellen. Die Herstellungsbedingungen und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 genannt Alle in Tabelle 1 genannten Fasern hatten eine Eigenviskosität 580 bis 600 cmVg und einen Einzeltiter von etwa 2,23 dtex.

Beispiel 3 und Vergleichsbeispiel 7

Verschiedene Spinnlösungen, die sich in der Polymerkonzentration unterschieden, wurden unter Verwendung eins PPTA-Polymerisats hergestellt eine Eigen viskosität von 620cm³/g hatte und nach der im Bezugsbeispifcl beschriebenen Methode hergestellt worden war. Die Spinnlösungstemperatur wurde je nach der Polymerkonzentration auf den in Tabelle 2 genannten Wert eingestellt. Jede Spinnlösung erwies sich als anisotrop. Fasern mit dem in Tabelle 2 genannten Einzeltiter wurden hergestellt während der Verzug oder die Verstreckung in der Spinnstufe eingestellt wurde. Die Fasern wurden 14 Minuten bei 200⁰C getrocknet. Die übrigen Bedingungen außer den speziell in der Tabelle genannten Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 1. Die Herstellungsbedingungen und die Ergebnisse sind in Tabelle 2 genannt.

Probe Nr.	Dampfbehandlung	Zeit	Trocken	Zeit	OA	Trocken
	Temperatur	(Min.)	Temperatur	(Min.)		faktorwert
	(C)	10	( C)	12		372
2-1	100	25	220	0,5	289
2-2	100	10	220	25	251
2-3	110	5	140	10	300
2-4	140	5	180	60	385
2-5	110	5	200	20	441
2-6	110	5	250	0,1	341
2-7	110	1	300	0,2	488
2-8	110	5	400	20	194
Vergleichsbeispiel 6-1	110	5	110	0,25	621
Vergleichsbeispiel 6-2	110		500
Tabelle I (Fortsetzung)
Ergebnisse		der Faser
Probe Nr.	Feinstruktur	Nvo		tan ö
	TRh		RlX ACS
		nm

2-1
2-2
2-3

0,033 0,028 0.021

1,623 1,615 1.616 0,89
0,86
0.86

6,2 5,4 5.2

21°
22°
19°

0,016
0,019
0.025

37

Fortsetzung

Probe Nr.

Feinstruktur der Faser

TRh Nvo RIX

ACS
nm

OA

tan δ

2-4	0,026	1,620	0,91	5,8	23°	0,019
2-5	0,030	1,621	0,98	6,5	20°	0,018
2-6	0,045	1,614	1,03	7,5	23°	0,018
2-7	0,028	1,617	0,92	6,8	20°	0,021
2-8	0,054	1,620	1,00	7,1	21°	0,019
Vergleichsbeispiel 6-1	0,022	1,619	0,77	4,7	21°	0,025
Vergleichsbeispiel 6-2	0,091	1,621	1,24	10,1	22°	0,016

Tabelle 1 (Fortsetzung)	Physikalische	Eigenschaften der	Faser	Young'scher	Schlauch-
Ergebnisse	Zugfestigkeit	Dehnung	Modul	Dauerermü-
Probe Nr.	(g/dtex)	(%)	(g/dtex)	dungswider-
				stand
				(Min.)
			270	1320
	18,72	6,7	261	960
	19,08	6,8	297	840
2-1	19,17	6,5	270	1150
2-2	19,35	6,8	288	1090
2-3	18,45	6,6	306	890
2-4	18,09	6,1	279	1010
2-5	18,54	6,2	315	920
2-6	17,91	6,0	243	620
2-7	18,63	6,8	342	110
2-8	12,23	3,9
Vergleichsbeispiel 6-1
Vergleichsbeispiel 6-2

Tabelle 2

Probe Nr.

Beschaffenheit der Spinnlösung Polymer- Temperatur

konzentration ( C)

Feinstruktur und physikalische Eigenschaften der Faser

Einzeltiter TRh Nvo RIX

(dtex)

Vergleichsbeispiel 7
Beispiel 3-1
Beispiel 3-2
Beispiel 3-3
Beispiel 3-4

12 14 20 20

30

0,016

1,626

45	2^3	0,020	1,624	0,89
55	2,23	0,021	1,625	0,88
85	2,78	0,040	1,611	0,93
85	3.89	0,025	1,616	0,90

Tabelle 2 (Fortsetzung)

Probe Nr.	Feinstruktur	und	physikalische F.igenschal'ten der	Faser	7,1	Young'scher Modul (g/dtex)	Schlauch-Dauer ermüdungs widerstand (Min.)
	ACS nm	OA	tan ό	Zugfestigkeit Dehnung (g/dtex) (%)	6,9	216	570
Vergleichs beispiel 7	4,9	28°	0,028	11,25	6,7	234	1050
Beispiel 3-1	5,8	26°	0,026	16,02	6,0	261	1100
Beispiel 3-2	6,0	25°	0,027	17,55	6,2	432	910
Beispiel 3-3	6,1	20°	0,019	18,27	Blatt Zeichnungen	369	790
Beispiel 3-4	5,7	22"	0,020	17,19
			Hierzu 4

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Fasern aus Poly-p-phenylenterephthalamid mit ausgezeichnetem Ermüdungswiderstand, dadurch gekennzeichnet, daß ihr tangentialer Brechungsindex (TRIv) im polarisierten Licht, das in der Richtung senkrecht zur Faserachse schwingt, im Bereich von 0 bis 0,07 und ihr tangentialer Brechungsindex (TRIp) im polarisierten Licht, das in der Richtung parallel zur Faserachse schwingt, im Bereich von —0,06 bis —0,005 liegt und ihr zentraler Brechungsindex (Nvo) in polarisiertem Licht, das in der Richtung senkrecht zur Faserachse schwingt, und ihr Röntgenbeugungsintensitätsverhältnis (RIX) in dem Bereich liegen, der den Bedingungen der Gleichungen (1) bis (4) genügt: