DE918833C

DE918833C - Verfahren zur Herstellung von Faeden, Draehten, Baendchen u. dgl. aus hitzeempfindlichen, polymeren Vinylverbindungen in zwei Stufen

Info

Publication number: DE918833C
Application number: DEF3149D
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Von Recklinghausen; Dr Herbert Rein
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1942-07-01
Filing date: 1942-07-01
Publication date: 1954-10-07
Also published as: FR896069A

Description

(WiGBL S. 175)

AUSGEGEBEN AM 7. OKTOBER 1954

F 314g VII j 2g a

(Ges. v. 15. 7. 51)

Es ist bekannt, Fäden, Drähte, Bändchen oder andere endlose Gebilde mit geringem Querschnitt aus thermoplastischen Hochpolymeren, insbesondere PoIyvinylverbindungen, z. B. Polystyrol, dadurch zu erzeugen, daß man diese Stoffe ohne Verwendung von Lösungsmitteln aus Düsen ausspritzt. Weiterhin ist es auch bekannt, die so entstandenen Gebilde durch starkes Verstrecken (um z. B. ioo bis iooo %) an der Düse zu verfeinern und ihre Dehn- und Knickbeständigkeit zu erhöhen. Das Verfahren ist ohne besondere Schwierigkeiten in Analogie zu dem bekannten Spinnen aus Lösungen durchzuführen, wenn die Massefäden aus den Düsenlöchern mit einer Temperatur austreten, die oberhalb der Fließtemperatur des betreffenden Körpers liegt.

Durch das Verstrecken an der Düse bei Fließtemperatur wird keine bedeutende Erhöhung der Festigkeit erreicht. Hierzu ist es vielmehr nötig, bei Temperaturen zu verstrecken, die wesentlich niedriger, nur wenig oberhalb des Umwandlungspunktes ao des betreffenden Stoffes (Buchmann, Forschung auf dem Gebiet des Ingenieurwesens, Bd. 12, Nr. 9) liegen. Zwischen diesen beiden Temperaturen, d. h. z. B. bei Polyvinylchlorid zwischen etwa 105 und 170⁰, liegt ein Gebiet, in dem der Stoff keine hohe Verformbarkeit und nur eine sehr geringe Festigkeit hat.

Nach den oben beschriebenen bekannten Verfahren sind nur solche Stoffe zu verarbeiten, die bei einer Temperatur verspritzt werden können, bei der

sie außerhalb des Düsenloches, d. h. bei Atmosphärendruck, ein beträchtliches Fließvermögen zeigen. Es gibt jedoch eine Reihe von Stoffen, bei denen diese Voraussetzung nicht zutrifft, da sie nicht die notwendige Temperaturbeständigkeit haben, sondern sich bei der Fließtemperatur zersetzen. Zu diesen Stoffen gehört unter anderem das Polyvinylchlorid, das nachchlorierte Polyvinylchlorid, das polymere asymmetrische Dichloräthylen und Mischpolymerisate, die diese Körper als Komponenten enthalten. Diese wenig hitzebeständigen Stoffe können zwar auch bei erhöhter Temperatur verformt und mittels einer Schneckenpresse verspritzt werden, jedoch ist . es hierzu notwendig, mit der Temperatur unterhalb der Fließtemperatur zu bleiben und dafür höhere Drucke (von einigen 100 atü) anzuwenden. Die so gewinnbaren Fäden von 0,10 mm Durchmesser und darüber verfestigen sich hierbei unmittelbar bei Austritt aus der Düse und nehmen eine weiche, elastische so und kurzbrüchige Konsistenz an, wie sie etwa eine übermäßig gefüllte Kautschukmischung hat.

Werden solche Fäden, auch wenn sie völlig homogen sind und die Masse in der Maschine gut entlüftet ist, ohne Zug von der Düse auf eine Ablage fallen gelassen »5 oder ganz lose, z. B. unter Durchhängen, aufgewickelt, so haben sie eine geringe Dehnung und sind nur wenig knickfest. Ihre Weiterverarbeitung, z. B. ein Nachverstrecken, ist dadurch erschwert. Ganz besonders gilt dies für die Fadenbündel, die gleichzeitig beim Spritzen aus Mehrlochdüsen entstehen.

Es hat sich nun bei der Herstellung von Fäden, Drähten, Bändchen u. dgl. aus polymeren Vinylverbindungen gezeigt, daß die Verarbeitung wesentlich erleichtert wird und eine sehr beachtliche Erhöhung der Dehnung und der Knickfestigkeit eintritt, wenn man die aus einer Mehrlochdüse unterhalb der Fließtemperatur und bei hohem Druck ausgespritzten Fäden zunächst nur um 3 bis 30% der Ausspritzlänge auszieht und sie dann anschließend oder in einem besonderen Arbeitsgang auf eine Temperatur bringt, bei der die Gebilde eben plastisch zu werden beginnen, und hierbei bis zur gewünschten Verfestigung verstreckt.

Durch diese Arbeitsweise wird erreicht, daß die sonst mit untereinander unterschiedlicher Geschwindigkeit austretenden Fäden so vergleichmäßigt werden, daß sie gemeinsam auf eine Spule aufgewickelt oder gemeinsam um eine angetriebene Abzugswalze herumgewickelt und zwischen zwei Festhaltepunkten zu Fäden gleicher Eigenschaften verstreckt werden können. Außerdem wurden so Schwankungen in der Ausspritzgeschwindigkeit aller Fäden ausgeglichen.

Während die ohne jede Verstreckung aus den Spritzdüsen austretenden Fäden spröde sind und sich nur schwer handhaben und weiterverarbeiten lassen, reicht die geringe Streckung von 3 bis 30 % aus, um die Eigenschaften der Fäden so zu verbessern, daß sie ohne Schwierigkeit aufgewickelt und weiterverstreckt werden können. Die Streckung in zwei Stufen führt für jeden Fall zu besseren mechanischen Eigenschaften als die größtmögliche Streckung des aus der Düse austretenden Fadenbündels unmittelbar an der Düse.

Zur besseren Wärmeübertragung findet bei dem Verfahren der Erfindung die Temperierung der ausgespritzten Fäden während der Streckoperation zweckmäßig innerhalb eines indifferenten Flüssigkeitsbades, z. B. bei weichmacherfreiem Polyvinylchlorid innerhalb eines auf 90 bis 95 ° erhitzten Wasserbades statt.

Nach dem Verfahren der Erfindung ist es ohne weiteres möglich, gleichzeitig aus einer Düse bis zu 100 Drähten und darüber, z. B. von 0,35 mm Durchmesser zu erzeugen und nachträglich zu verstrecken. Die Drähte können nach der Fertigstellung entweder einzeln oder zusammen aufgewickelt oder sie können gemeinsam verzwirnt oder auch auf kurze Borsten geschnitten werden.

Der Effekt der angewandten Verstreckung der ersten Stufe entspricht etwa dem, den man an dünnen Folien aus den gleichen Materialien durch das Verarbeiten auf dem Kalender erhält.

Beispiel

Höchstpolymeres Polyvinylchlorid, z. B. das unter dem geschützten Namen Igelit, —PCU, im Handel befindliche Material, wird zusammen mit 1 % Stearylalkohol oder ebensoviel Benzyltetralin vorgewalzt und gebrochen. Die Masse wird dann mit Hilfe einer Schnecke, deren Mantel auf 120° und eines Spritzkopfes, der elektrisch auf i6o° geheizt ist, durch eine Düsenplatte gepreßt, die dreißig Löcher von 0,35 mm Durchmesser trägt. Die Düse besteht zweckmäßig aus einer dünnen Platte mit den formgebenden Löchern und einer 10 mm dicken Stützplatte mit weiteren Löchern. Die Fördermenge beträgt etwa 50 g/Min. Die langsamsten der entstehenden Drähte treten mit etwa 13,5 m/Min., die schnellsten mit etwa 15 m/Min, aus der Düse aus. Wickelt man alle Drähte mit der Liefergeschwindigkeit auf, so entstehen ungleichmäßige, wenig feste Fäden, welche leicht schon beim Aufwickeln abreißen. Werden die fadenförmigen Gebilde mit 15,5 bis 18 m/Min, abgezogen, so kann stundenlang ohne Störung gesponnen werden. Die nach dem Verfahren der Erfindung aus der Düse ausgespritzten Fäden haben z. B. bei 30% Verstreckung die folgenden Festigkeiten:

Fördermenge

g/Min.

Austrittsgeschwindigkeit

m/Min.

Abzug
m/Min.

Festigkeit

g/100 den

45.2

Dehnung

55,3

während der ohne Streckung aus der Düse ausgespritzte Faden nur eine Dehnung von 12,2% aufweist und deshalb bei der Weiterverarbeitung Schwierigkeiten verursacht.

Die ausgespritzten Fäden werden anschließend zwischen zwei mit verschiedener Umfangsgeschwindigkeit umlaufenden Walzen, von denen die erste oder beide Streckwalzen in einem Wasserbad von 90 bis 95⁰ umläuft, um 80 bis 90% der Ausgangslänge verstreckt und auf einem Haspel ohne wesentliche Spannung aufgewickelt. Die Zerreißfestigkeit der so

hergestellten Fäden beträgt etwa ioo g/den bei 30 bis 40% Dehnung.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Fäden, Drähten, Bändchen u. dgl. aus hitzeempfindlichen, polymeren Vinylverbindungen in zwei Stufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebilde unterhalb der Fließtemperatur und bei hohem Druck aus einer Mehrlochdüse ausgespritzt, dabei nur um 3 bis 30 % der Ausspritzlänge der am schnellsten austretenden Fäden ausgezogen und anschließend oder in einem besonderen Arbeitsgang bei einer Temperatur, bei der die Gebilde eben plastisch zu werden beginnen, bis zur gewünschten Verfestigung verstreckt werden.

Angezogene Druckschriften :
USA.-Patentschriften Nr. 2 210 774, 2 129 213.

©9552 9.54