DE856498C - Verfahren zur Herstellung von fadenfoermigen Gebilden mit hoher Festigkeit aus Polyaethylenhalogeniden - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von, fadenförmigen Gebilden mit hoher Festigkeit aus Polyäthylenhalogeniden Fäden aus 1'olväthylenhalogeniden, wie nachchloriertem Poly vinylchlorid, mit den besten mechanischen Eigenschaften hat man bisher durch starkes Strecken der Fäden beim \aßspinriverfahren erhalten. Durch Strecken in mehreren Stufen hat man dabei beispielsweise Trockenfestigkeiten von 2,2 g/den bei noch 2y o/o Dehnung ohne jede Schwierigkeit erreichen können. Bei anderen \'aßspinnverfahren, bei denen eine Lösung des Polyvin_vlchlorids in einem wasserlöslichen Lösungsmittel in reines Wasser als Fällbad unter starker Streckung gesponnen wurde, ließen .ich ebenfalls Fäden mit Festigkeit über 2 g/den bei 1ä % und mehr Dehnung erhalten. Durch noch stärkeres Strecken in üblicher \Veise werden die mechanischen Festigkeiten der Fäden nicht «-eiter verbessert, da Einzelfäden im Fadenbündel zu reißen beginnen.
• _lucli unter Erwärmen und hohem Druck aus 1'olyvinylchlorid, Polystyrol, Acryl- und Methaci-yls:iurenitril oder Methacrylsäureester geformte Fäden konnten schon durch nachträgliches Strecken in ihren mechanischen Eigenschaften sehr erheblich verbessert werden. Die besten Resultate ergab ein Verfahren, bei dem die geformten Fäden aus den genannten Ausgangsstoffen zunächst auf eine Temperatur, bei der sie praktisch keine elastische Dehnung mehr besitzen, erhitzt werden und nach dem Abkühlen bei ioo bis i4o° soweit als möglich verstreckt werden. Nur so behandelte Fäden zeigen imRöntgenlicht ein ausgesprochenesFaserdiagramm und besitzen eine Festigkeit von max. 2,8 bis 3,3 g/den Folien, welche aus Lösungen dieser Stoffe gegossen waren, ergaben, nach dem gleichen Verfahren behandelt, keine gleich guten Festigkeitswerte. Die Erhitzung der geformten Gebilde zum Zweck der Verstreckung kann bei diesen bekannten Verfahren entweder durch Berührung mit erhitzten Flächen, durch strahlende Wärme oder durch erhitzte Gase oder Flüssigkeiten durchgeführt werden.
• Es wurde nun gefunden, daß man die beim Strecken von fadenförmigen Gebilden aus Polyäthylenhalogeniden, wie Polyvinylchlorid, nachchloriertem Polyvinylchlorid oder polymerem Dichloräthylen und ihren Mischpolymerisaten, bisher erreichten Festigkeitswerte dadurch noch ganz wesentlich steigern kann, daß man die aus Lösungen der Polyäthylenhalogenide in Spinnbädern unter Streckung gesponnenen Gebilde einer Nachverstreckung in heißen, indifferenten Badflüssigkeiten bei Temperaturen von ioo bis 14o° unterwirft. Durch diese Nachverstreckung in heißen Badflüssigkeiten können unter höchstmöglicher Streckung naB gesponnene Fäden nochmals um mehr als 500 0/0, ja sogar bis zu --ooo% ihrer ursprünglichen Länge verstreckt werden. Es ist dabei auch nicht notwendig, die geformten Gebilde vor der Verstreckung noch einer Plastifizierung durch Erhitzen auf Temperaturen, bei der sie praktisch keine elastische Dehnung mehr besitzen, zu unterwerfen. Eine solche Erhitzung auf höhere Temperaturen von z. B. 220 bis 33o° wird deshalb bei dem Verfahren der Erfindung nicht angewandt. Die Nachverstreckung in heißen Badflüssigkeiten muß mit möglichst geringer Reibung der Fäden innerhalb der Flüssigkfit durchgeführt werden. Voraussetzung für eine gute Wirkung der Nachverstreckung ist, daß die Fäden nur noch geringe Mengen oder 'besser gar keine Lösungsmittel mehr enthalten. Ebenso wie die Lösungsmittel sind auch Weichmachungsmittel für die Polyäthy)enhalogenide zu vermeiden. Stabilisatoren oder Präparationen, die keine weichmachenden Eigenschaften besitzen, bereiten dagegen kein Hindernis zur Erreichung höchster Festigkeitswerte.
• Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Erzielung höchster Festigkeitswerte bei der Herstellung von fadenförmigen Gebilden aus Polyäthylenhalogeniden durch Strecken der Gebilde, dadurch gekennzeichnet, daß man die aus Lösungen der Polyäthylenhalogenide in Spinnbädern unter Streckung gesponnenen und anschließend durch Trocknen vom Lösungsmittel befreiten Gebilde einer Nachverstreckung in heißen, indifferenten Badflüssigkeiten bei Temperaturen von ioo bis 140° unterwirft. Zur Herstellung der Fäden aus den Lösungen der Polyäthylenhalogenide bedient man sich zweckmäßig der in der deutschen Patentschrift 666 264 oder der Schweizer Patentschrift 213 409 beschriebenen Verfahren. Die nach diesem Verfahren hergestellten Fäden werden durch Trocknen von den organischen Lösungsmitteln befreit und dann der Nachverstreckung unterworfen. Bei der Durchführung der Nachverstreckung bedient man sich entweder mit verschiedener Geschwindigkeit angetriebener Streckrollen, die ganz oder teilweise in die erhitzte Badflüssigkeit eintauchen, oder die Fäden werden unter starker Streckung über leicht laufende Rollen durch die Badflüssigkeit geführt. Dabei ist es zweckmäßig, die Fäden nicht auf die letzte Streckrolle, sondern auf eine der weiteren, wieder langsamer laufenden Rollen aufzuwickeln. Als Badflüssigkeiten kommen organische Flüssigkeiten, wie Glycerin, Glykol, oder heiße Salzlösungen, wie Calciumchloridlösung oder Natriumacetatlösung, in Frage. Die Temperatur der heißen Badflüssigkeiten muß während des Streckprozesses möglichst konstant gehalten werden, weil die Eigenschaften der Fäden sich mit der Badtemperatur ändern. Die Ausgangsfäden müssen frei von Weichmachungsmitteln sein, weil sonst die verfestigende Wirkung ausbleibt und die Verstreckung nur eine Verlängerung des Fadens bewirkt. Der Effekt des Verfahrens läßt sich durch Änderung der Temperatur des Bades für die Heißverstreckung, die Badstrecke und die Geschwindigkeit, mit der die Fäden durch das heiße Bad geführt werden, abstufen und regeln und wird im allgemeinen von der Vororientierung des naß gesponnenen Fadens abhängen. So kann z. B. die Reißfestigkeit eines Ausgangsfadens von 1,8 bis 2,o g/den bei dem Verfahren der Erfindung bis auf 5 g/den gesteigert werden. Die nach dem Verfahren der Erfindung kräftig gestreckten Fäden zeigen außerdem ein ausgesprochenes Röntgendiagramm und lassen auch eine deutliche Verbesserung der Schrumpfeigenschaften erkennen. Sie beginnen erst bei höheren Temperaturen zu schrumpfen und zeigen überhaupt eine geringere Neigung zum Schrumpfen. So schrumpfen nach dem Verfahren der Erfindung gestreckte Fäden selbst im kochenden Wasser nur noch um einige Prozent und büßen dabei nur unwesentlich an der einmal erlangten Reißfestigkeit ein.
• Das Verfahren der Erfindung bietet ferner die Möglichkeit, sehr feine, trotzdem aber geschmeidige und knotenfeste Fäden herzustellen. So ergeben z. B. Fasern vom Titer i2o/4o (Gesamttiter/Fadenzahl) nach der Nachverstreckung in heißen Badflüssigkeiten Fäden vom Titer 2o/4o bis 25/4o oder Fäden vom Titer 450/12o verfeinerte Fäden vom Titer 30/12o bis 40/120. Fäden mit so geringem Einzeltiter konnten bisher nur aus Superpolyamiden beim Spinnen aus dem Schmelzfluß erhalten werden. Es ist selbstverständlich auch nach diesem Verfahren bei geeigneter Wahl des Titers der Ausgangsseide möglich, vergütete Fäden von einem Einzeltiter von 2 und höher zu erhalten. Beispiel i Eine 28%ige Lösung von nachchloriertem Polyvinylchlorid in Aceton wird mit einer Fördergeschwindigkeit von 13,3 ccm/Min. aus einer 4o-Loch-Düse mit o,o8 mm Bohrungen in Wasser von 20° gesponnen. Fällstrecke in Wasser 16o cm. Der Faden wird durch eine Galette mit 25m Abzugsgeschwindigkeit/Minute abgezogen und durch eine zweite Galette mit 6o m Umfangsgeschwindigkeit verstreckt. Man erhält einen Faden mit 115 den und einer Bruchbelastung von 174 g pro ioo den bei 14% Dehnung. Die bis zurLösungsmittelfreiheitgetrockneten Fäden werden in einem Glycerinbad, das auf 130 bis 135° erhitzt ist, von einer Badstrecke von 8o cm mit Walzen um das i2fache verstreckt. Die Abzugsgeschwindigkeit der ersten Walze beträgt 5 m/Min., die der Aufspulwalze 6o m/Min. Die Fäden, die ein ausgesprochenes Röntgendiagralnm besitzen, haben einen Einzeltäter von o,25, eine Reißfestigkeit von 4,8 g/den und sind kochbeständig. Beispiel 2 struktur und zeichnet sich durch eine Reißfestigkeit von etwa 4 g/den und gute Kochbeständigkeit aus. Beispiel 3 Eine 26%ige Lösung von nachchloriertem Polyvinylchlorid in Aceton wird aus 13 Spinnstellen durch je i2oo/o,o8-Düsen bei einer Fördermenge von 350 ccm/Min. und einer Fällstrecke von 2,5o m über Knöpfe verstreckt. Das getrocknete Band von etwa 25o ooo den besitzt bei einem Einzeltäter von 16 eine Reißfestigkeit von 1,4 g/den und eine Dehnung von etwa ioo %, In einem Chlorcalciumbad von 125 bis 128° und einer Eintauchlänge von 3,50 m wird das Band um das 8fache verstreckt, gespült und getrocknet. Es besitzt jetzt eine Reißfestigkeit von etwa 3,8 g/den, eine Dehnung von etwa 25 % und einen Einzeltäter von 2, zeigt im Röntgenbild gute Orientierung und ist als kochbeständig anzusprechen. Aus einer 26%igen Lösung von nachchloriertem Polyvinylchlorid in Aceton werden mit einer Fördermenge von 56 ccm/Min. durch eine i2o/o,o8-l.och-Düse Fäden gesponnen, die, in einer Wasserfällstrecke von 2 m ausgefällt, zwischen Galette (25,5o in/Min.) und Abzug (5550 m/Min.) verstreckt werden. Die erhaltene Kunstseide, deren Reißfestigkeit 1,4 g/den bei einer Dehnung von etwa 8o04 und einem Einzeltäter von 16 beträgt, wird durch Trocknen von Lösungsmittelresten befreit. Die trockene Kunstseide wird im Glycerinbad bei 134 bis 138° und einer Badstrecke von 6o cm um (las iofache verstreckt. Die Eingangsgeschwindigkeit beträgt 5 m/Min., die Ausgangsgeschwindigkeit 5o m/M in. Das vergütete Produkt besitzt Faser-

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von fadenförmigen Gebilden mit hoher Festigkeit aus Polyäthylenhalogeniden, wie Polyv.inylchlorid, nachchloriertes Polyvinylchlorid oder Dichloräthylen und ihre Mischpolymerisate, durch Verstrecken der Gebilde, dadurch gekennzeichnet, daß man die aus Lösungen der Polyäthylenhalogenide in Spinnbädern unter Streckung gesponnenen Gebilde einer Nachverstreckung in heißen, indifferenten Badflüssigkeiten bei Temperaturen von Zoo bis 14o° unterwirft.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachverstreckung in der heißen Badflüssigkeit mehr als 500% der ursprünglichen Länge beträgt.