DE666264C

DE666264C - Verfahren zum Nassspinnen von Kunstfaeden aus Polymerisationsprodukten

Info

Publication number: DE666264C
Application number: DEI42833D
Authority: DE
Inventors: Dr Hermann Hecht; Dr Emil Hubert; Dr Heinrich Pabst
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1931-10-20
Filing date: 1931-10-20
Publication date: 1938-10-14

Description

Verfahren zum Naßspinnen von Kunstfäden aus Polymerisationsprodukten Es ist bekannt, aus Kunstharzen Fäden zu spinnen. So sind als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Harzkunstfäden bereits vorgeschlagen worden die Kunstharze, die erhalten werden durch Kondensation von mehrbasischen Säuren mit mehrwertigen Alkoholen.
Auch Polymerisations-, Kondensations- und Umwandlungsprodukte von Butadienkohlenwasserstoffen sind bereits zur Herstellung von Fäden benutzt worden. Schließlich hat man auch schon die aus Vinylchlorid und Vinylbromid unter dem Einfluß des Lichtes erhaltenen Polymerisationsprodukte als Ausgangsmaterial zur Herstellung von Filmen und künstlichen Fäden vorgeschlagen. Bestimmte Spinnverfahren zur Herstellung textil wirklich brauchbarer Fäden aus den bisher vorgeschlagenen Kunstprodukten sind jedoch bisher nirgends angegeben worden. Alle bisher bekanntgewordenen Patentschriften enthalten nur ganz allgemein gehaltene Angaben und weisen lediglich darauf hin, daß zur Herstellung von Harzfäden sowohl Naß- als auch Trockenspinnverfahren Anwendung finden können. Infolgedessen haben auch alle bisher zur Lösung des Problems gemachten Vorschläge eine praktische Bedeutung nicht erlangt. Die mechanischen Eigenschaften der danach hergestellten Fäden sind äußerst unbefriedigend. Im besten Falle werden Reißfestigkeiten von 5o bis 9o g pro zoo Deniers bei Dehnungen von höchstens zo°/o erreicht. Ein derartiges Material genügt keineswegs den Anforderungen der Textilindustrie.
Es wurde nun gefunden, daß man Kunstharzfäden von hervorragenden textilen Eigenschaften dadurch herstellen kann, daß man als Ausgangsmaterial die Polymerisationsprodukte von Stoffen, die eine Vinylgruppe enthalten bzw. Kondensationsprodukten dieser mit anderen Stoffen verwendet, dieselben in geeigneten Lösungsmitteln löst, die so erhaltenen Lösungen zunächst auf nassem Wege zu einem noch plastischen und dehnbaren Faden verspinnt und diesen dann in mehreren Stufen, z. B. zwischen Walzen mit steigender Umfangsgeschwindigkeit, so verstreckt, daß er von der ersten bis zur letzten Stufe um mindestens das Dreifache an Länge zunimmt.
Als Ausgangsmaterial für das Streckspinnen sollen erfindungsgemäß verwendet werden die Polymerisationsprodukte von Vinylchloriden, Vinylalkoholen, Vinylacetaten und anderen Vinylverbindungen bzw. Kondensationsprodukten solcher Stoffe mit Aldehyden oder Ketonen, ferner Polystyrole, Polymethylene und ähnliche Körper. Zum Verspinnen werden diese Produkte in geeigneten Lösungsmitteln gelöst. Auch die Verwendung von Mischungen mehrerer Harze führt zu guten Fäden. Ferner kann man zur Erhöhung der Plastizität den Spinnlösungen Weichmachungsmittel zusetzen.
Die Ausführung des Streckspinnens kann nach der Erfindung auf verschiedenartige Weise erfolgen. Beispielsweise haben sich die Vorrichtungen, wie sie in den Patenten 384 205 und 527 o85 beschrieben sind, als geeignet erwiesen. Auch kann man den gestreckten Faden zur Beeinflussung der physikalischen Eigenschaften zwischen der letzten Streckwalze und dem Aufnahmeorgan durch Verringerung der Umfangsgeschwindigkeit dieses Organs, beispielsweise nach dem schweizerischen Patent 136 613, schrumpfen lassen. Die Fertigstellung der gestreckten Fäden kann durch Trocknung oder durch Weiterbehandlung mit Koagulationsbädern erfolgen.
Die Erfindung besteht also im Spinnen von Lösungen der Polymerisationsprodukte von Vinylverbindungen bzw. Kondensationsprodukten dieser mit anderen Stoffen in Fällbäder und im etappenweisen Strecken der frischen, durch die Düsen ausgepreßten und geformten Fäden, wobei dafür Sorge getragen werden muß, daß dieselben in unmittelbarer Nähe der Düse verhältnismäßig wenig beansprucht werden und daß die Zugwirkung in dem Maße erhöht wird, in dem die Fäden sich verfestigen. Durch ein solches Arbeiten wird eine Gleichrichtung der Miszellen im Harzfaden und eine ganz wesentliche Steigerung der Festigkeit der Fäden erzielt. Die auf diese Weise erzeugten Kunstharzfäden kommen in ihren mechanischen Eigenschaften den üblichen Kunstseiden, wie Viscose-oder Kupferseide, nicht nur gleich, sondern sind diesen sogar erheblich überlegen.
Der Effekt der starken etappenweisen Strekkung ist besonders bemerkenswert, da Fadengebilde aus Cellulose, die unter geringer Strekkung hergestellt sind, sehr hohe Dehnungen zeigen, solche aber, die unter Anwendung sehr starker Streckung erzeugt sind, leicht eine so stark verminderte Dehnung aufweisen, daß sie textil unbrauchbar werden. Im Gegensatz dazu besitzen Fäden aus Vinylpolymeren, die ohne Streckung gesponnen sind, eine sehr geringe, textil vcllig unzureichende Dehnung. Erst die Anwendung starker Streckung gemäß vorliegender Erfindung führf zu Fäden mit hohen Dehnungen, die sich auf den üblichen Textilmaschinen einwandfrei verarbeiten lassen.

Beispiel i Der überraschende technische Fortschritt, welcher durch die beschriebene Kombination erzielt wird, läßt sich anschaulich bei Verwendung hochviscoser Polyvinylchloridenachweisen. Eine =5prozentige Lösung eines derartigen Produktes in Cyclohexanon wird nach üblicher Filtration und Entlüftung durch eine Düse mit 4o Löchern von je o,og mm Durchmesser in eine 30 volumprozentige Essigsäure gepreßt. Die Viscosität der Spinnlösung beträgt nach längerem, intensivem Rühren bei Zimmertemperatur 2400 Sekunden (gemessen an der Fallzeit einer Stahlkugel von 3,17 mm Durchmesser und 0,r33 g Gewicht auf einer Länge von 2o ein hei 2o° C). Der geformte Faden wird durch ein 2,5 in langes Fällbad geführt und nach Verlassen des Bades zwischen Streckwalzen in drei ansteigenden Stufen ausgestreckt. Die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen sind die folgenden:

Abzugswalze hinter dem Fällbad 8,6 m/Min.

Streckwalze i . . . . . . . . . . . . . . . . . 13,8 -

Streckwalze 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . 19,2 -

Aufwickelwalze . . . . . . . . . . . . . . . . 26,4 -

Die so gesponnene Kunstseide wird nach dem Zwirnen und Haspeln bei normaler Temperatur getrocknet. Die Festigkeit der erhaltenen Seide beträgt bei einem Gesamttiter von z60 Deniers und einem Einzeltiter von 4 Deniers 170 g pro ioo Deniers bei einer Dehnung von 30°/0. Die Naßfestigkeit liegt überraschenderweise höher als die Trockenfestigkeit und beträgt igo g pro ioo Deniers bei einer Dehnung von 30°/0. Beispiel 2 Dieselbe Lösung wie in Beispiel i wird zunächst eine Stunde auf go bis 95' C erhitzt und nach dem Abkühlen auf Zimmertemperatur versponnen. (Die abgekühlte Lösung zeigt bei 25' C eine Viscosität von 3o bis 32 Sekunden Kugelfall, gemessen nach der in Beispiel i angegebenen Methode. Beim Stehen der Lösung steigt die Viscosität allmählich an und erreicht nach einigen Tagen auch den in Beispiel i angegebenen Wert von 2400 Sekunden wieder.) Die aus der gleichen Düse wie in Beispiel i ausgepreßten Fäden werden durch ein i m langes Fällbad, bestehend aus 30 volumprozentiger Essigsäure, geführt, nach Verlassen des Bades, wie in Beispiel i angegeben, jedoch stärker -ausgestreckt. Die Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen sind die folgenden:

Abzugswalze hinter dem Fällbad 8,6 m/Min.

Streckwalze i . . . . . . . . . . . . . . . . . 20,5 _ -

Streckwalze 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . 24,0 -

Aufwickelwalze ............... 35,0 -

Die so gesponnene Seide wird nach dem Zwirnen und Haspeln zunächst mit Alkohol gewaschen und dann bei 6o' C unter Spannung getrocknet. Die Fäden haben einen Gesamttiter von i30 Deniers bei einem Einzeltiter von 3,25 Deniers. Die Trockenfestigkeit beträgt 22o g pro ioo Deniers bei 28°/o Dehnung, die Naßfestigkeit 254 g pro ioo Deniers bei 29,5 °/o Dehnung. An Stelle von 3oprozentiger Essigsäure können mit Vorteil auch andere Fallbäder, z. B. 5oprozentige Natriumperchloratlösung oder 3oprozentige Natriumrhodanidlösung, verwendet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCRE: _. Verfahren zum Naßspinnen von Kunstfäden aus Polymerisationsprodukten von Stoffen, die eine Vinylgruppe enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden während ihrer Darstellung in mehreren Stufen so verstreckt werden, daß sie von der ersten bis zur letzten Stufe um mindestens das Dreifache an Länge zunehmen.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsmaterial die Polymerisationsprodukte von Vinylverbindungen, die mit anderen Stoffen kondensiert sind, benutzt.
3. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man nach stufenweise ansteigender Verstreckung vor dem Aufwickelorgan eine Schrumpfung eintreten läßt.