DE886951C - Verfahren zur Herstellung von kuenstlichen Gebilden aus Mischpolymeren des Vinylchlorids und Vinylacetats - Google Patents

Description

Durch die französische Patentschrift 474 086 ist es bekanntgeworden, daß man durch Polymerisation von Halogenverbindungen des Vinyls oder von Mischungen der Vinyläther mit Halogenverbindungen des Vinyls sehr wertvolle Stoffe erhält. In der gleichen Patentschrift wird auch die Verwendung der verschiedenen hierin behandelten Polymeren für die Herstellung von Gegenständen, wie Filmen und Fäden, vorgeschlagen, indem das Polymere in einem Lösungsmittel gelöst wird, das nachträglich durch Verdampfung oder durch HinAurchleiten der viskosen Lösung durch eine Fällungsflüssigkeit entfernt wird.

Durch die britische Patentschrift 451675 ist es gleichfalls bekannt, für die Herstellung von Fäden chlorierte Vinylpolymeren, insbesondere Mischpolymeren, aus Polyvinylchlorid und Polyvinylacetat zu verwenden, deren kleinste Moleküle vorher entfernt worden sind. Einige dieser Polymeren sind in Aceton löslich, und man hat bereits vorgeschlagen, diejenigen von ihnen, die in trockenem Aceton löslich sind und die nur ganz geringe Mengen Wasser (bis ungefähr 0,6 °/₀) in dem Lösungsmittel vertragen, für die Herstellung von Textilfasern und Fäden durch ein Trockenspinnverfahren zu verwenden. Diese Harze liefern jedoch sehr viskose acetonische Lösungen, so daß es für eine Spinnkonzentration, die 25 °/„ nicht überschreitet, notwendig ist, die Spinnlösung in der Wärme, z. B. bei etwa 50°, herzustellen und zu verarbeiten.

Es ist nun gefunden worden, daß es vollständig möglich ist, durch ein Verdampfungsverfahren Fasern,

Fäden, Garne, Lunten, künstliches Roßhaar, Filme, Folien und alle anderen durch Auspressen gewinnbaren Gegenstände aus Mischpolymeren von Polyvinylchlorid und Polyvinylacetat mit technisch befriedigenden Eigenschaften zu gewinnen, wenn man Polymeren, die in wäßrigem Aceton mit etwa 5 °/₀ wasserlöslich sind, und als Lösungsmittel ungetrocknetes Aceton verwendet. Durch Vergleich mit der Benutzung von Produkten, die nur in trockenem Aceton löslich sind, ist gefunden worden, daß bei einem Molekulargewicht von der gleichen Größenordnung die verwendeten Lösungen weniger viskos sind, wodurch zum Auspressen die Benutzung von stärker konzentrierten Lösungen ermöglicht wird, die nicht warm gehalten werden müssen, um sie durch Rohrleitungen an ihren Verwendungsort zu bringen. Konzentrationen ,von 30⁰Z₀ und mehr liefern ausgezeichnete Ergebnisse. Die nach Verdampfung des Lösungsmittels erhaltenen Fäden oder sonstigen Gegenstände eignen sich vollkommen zu einer Wärmestreckung· gemäß der deutschen Patentschrift 566 930 der Patentinhaberin und können so in Abwesenheit von Quellmitteln Streckungen um 400 bis 600 % und mehr erfahren, um feine Produkte von ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften zu liefern.

Die Erfindung betrifft also ein Verfahren zur Herstellung durch Auspressen und anschließendes Trocknen durch Verdampfung von Fäden, Fasern, Lunten, Garnen, künstlichem Roßhaar, Filmen, Folien und allen anderen Gegenständen aus Mischpolymeren des Vinylchlorids und Vinylacetats, das dadurch gekennzeichnet ist, daß in Aceton mit 5 °/o Wasser lösliche Polymeren in Lösungen von erhöhter Konzentration, vorzugsweise über 30 ⁰J₀, in ungetrocknetem Aceton verwendet und die daraus verformten Gebilde einer Streckung von mindestens 300 °/₀ unterworfen werden, die gemäß der deutschen Patentschrift 566 930 in Abwesenheit von Quellmitteln ausgeführt wird und die sofort oder während eines späteren Arbeitsganges ausgeführt oder mit einer beliebigen zusätzlichen Behandlung kombiniert werden kann.

Die Möglichkeit, solche konzentrierten Lösungen zu verformen, ist bekanntlich ein wichtiger technischer Vorteil, denn die verwendete Lösungsmittelmenge wird dadurch beträchtlich verringert.

Die Temperaturbedingungen, bei denen die Auspressung stattfindet, können diejenigen sein, die für die Auspressung anderer in Aceton löslicher Stoffe bekannt sind. Man hat jedoch gefunden, daß es, besonders wenn man Fäden von starkem Durchmesser spinnen will, zweckmäßig ist, die Trocknungszelle auf eine höhere Temperatur zu bringen. So hat sich z. B. in gewissen Fällen als vorteilhaft erwiesen, mit einer Trocknungszelle zu arbeiten, deren Wände auf einer Temperatur von i6o° gehalten werden. In jedem Fall empfiehlt es sich, eine Temperatur von 85° oder darüber anzuwenden.

Was die Anwendung der Streckung in der Wärme gemäß der deutschen Patentschrift 566 930 betrifft, so kann man hierfür jede gewünschte Vorrichtung, die gegebenenfalls über der Sammelvorrichtung des ausgepreßten Produktes liegt oder die eine besondere Vorrichtung darstellt, benutzen. Die Erwärmung der zu streckenden Gegenstände kann durch jedes beliebige Mittel erreicht werden, z. B. mittels einer Heizflüssigkeit (Gas, Flüssigkeit, Dampf oder einer Mischung dieser Zustandsformen) oder durch Berührung mit einer heißen Fläche. Es ist gefunden worden, daß die Erzielung von großen Streckungen über 300 °/o τ™^{1 so} leichter ist, wenn man bei einer Temperatur deutlich über der Plastizitätstemperatur arbeitet, und Temperaturen von 85 bis ioo° haben sich als besonders empfehlenswert erwiesen.

Das gestreckte Produkt kann unter Spannung in bekannter Weise fixiert werden, gegebenenfalls kann man es auch frei oder nur in einem bestimmten Umfange sich einschränken lassen. Jede bekannte Vorrichtung kann für diese verschiedenen Arbeitsgänge benutzt werden. Ebenso kann man, wie bei der Herstellung von Textilfaden, den erhaltenen Faden, gegebenenfalls in Kombination mit dem einen oder dem anderen der beabsichtigten Arbeitsgänge, jedem anderen bekannten zusätzlichen Arbeitsgang, wie z. B. Schmälzen, Zurichten, Doppeln, Rauhen usw., unterwerfen.

Die nachstehenden Beispiele zeigen zwei Ausführungsformen des Verfahrens gemäß der Erfindung, ohne diese aber hierauf zu beschränken.

Beispiel 1 ■

. Man verwendet als Ausgangsstoff ein handelsübliches Polymeres, das durch Mischpolymerisation von Polyvinylchlorid und Polyvinylacetat erhalten ist und die folgenden Eigenschaften besitzt: Löslichkeit in wäßrigem Aceton (5 °/₀ Wasser): vollständig, Chlorgehalt: 35 °/_D, Molekulargewicht: ungefähr 25 000. Das Molekulargewicht wird bestimmt durch Messung der spezifischen Viskosität in Dioxan gemäß der von Staudinger und Schneider (Annalen der Chemie 541, S. 153 bis 195) angegebenen Methode.

Man bringt in eine Knetvorrichtung 46 Gewichtsteile dieses Polymeren und 54 Gewichtsteile Aceton mit 2 °/₀ Wasser.

Nachdem die Masse einige Stunden bei gewöhnlicher Temperatur durchgeknetet ist, erhält man eine Lösung, deren Viskosität, bei 40⁰ gemessen, 425 CGS.-Einheiten beträgt. Diese Lösung wird filtriert, sodann ohne Wärmezufuhr vermittels Spinnpumpen in eine Trockenspinnvorrichtung gebracht, die im wesentlichen aus einem Vorwärmer, einer Spinndüse, einer Verdampfungszelle mit heißen Wänden und einer Aufwickelvorrichtung besteht. Die Lösung wird in den Vorwärmer von 75⁰ eingeführt, dann durch die Spinndüse, die 40 Öffnungen von je 0,06 mm Durchmesser besitzt, gepreßt.

' Die beheizte Länge der Spinnzelle beträgt etwa 3,5 m; sie wird durch einen Heizmantel, durch den Dampf zirkuEert, auf 130⁰ gebracht. In die Zelle wird durch obere, in der Nähe der Spinndüse angebrachte Öffnungen Luft von Raumtemperatur in einer Menge von 18001/Std. eingeführt und durch eine am unteren nde der Zelle angeordnete Öffnung abgezogen. Der die Zelle verlassende Faden geht durch eine Schmälzvorrichtung und wird dann auf der Aufwickel-

vorrichtung mit einer Geschwindigkeit von 135 m/Min.

gesammelt. Er besitzt dann einen Gesamttiter von 210 den.

Der gesammelte Faden wird mit 200 Umdr./m gezwirnt. Der erhaltene Fadenverband wird durch Hindurchführung durch Wasser von 90⁰ in plastischen Zustand gebracht und, während er sich in diesem Zustand befindet, um 450% gestreckt. Er wird auf eine Spule aufgewickelt und bei 40⁰ getrocknet. Der erhaltene Faden besitzt einen Titer von 76 den mit 80 Einzelfasern und eine Zugfestigkeit von 2,17 g/den

und eine Bruchdehnung von 18,6 %.
Bei Ausführung einer Streckung von 600 % bei der

gleichen Temperatur oder auch bei 95 ° erhält man einen Faden mit 80 Einzelfasern von 0,75 den mit im wesentlichen gleichen Eigenschaften.

Beispiel 2

Man bringt in eine Knetvorrichtung 46 Gewichtsteile des gleichen Polymeren wie bei Beispiel 1,

2 GewichtsteileÄthanolamin-alkylnaphthalin-sulfonat, 0,4 Gewichtsteile 1, 4, 5, 8-Tetraminoanthrachinon, 52,6 Gewichtsteile Aceton mit 1 % Wasser.

Man knetet bei gewöhnlicher Temperatur bis zur Erzielung einer homogenen Lösung, die eine Viskosität von ungefähr 700 CGS.-Einheiten bei 40⁰ besitzt. Diese Lösung wird filtriert, sodann vermittels Pumpen ohne Wärmezufuhr in eine Trockenspinnvorrichtung eingeführt, -die aus einer Verdampfungskammer, ähnlich wie im Beispiel 1 angegeben, besteht und mit einer kalten Kondensationskammer in der Weise verbunden ist, daß die Gesamtheit der kalten und beißen Kammern eine mit Ausnahme der geringen Öffnung für den Austritt des Fadens dichte Vorrichtung darstellt und daß der Durchgang der Dämpfe und der Luft in geschlossenem Kreislauf erfolgt, wobei die mit Lösungsmittel beladene Luft von der Verdampfungskammer in die Kondensationskammer, sodann in den Vorwärmer geht und. hierauf in die Vorrichtung zurückkehrt, um sich erneut in Berührung mit dem die Spinnzelle verlassenden Faden mit Lösungsmitteldampf zu beladen.

Die Spinnlösung wird genau vor ihrem Eintritt in die Spinndüse, die 40 Öffnungen von je 0,06 mmDurchmesser besitzt, auf eine Temperatur von 70° gebracht. Die Trocknungskammer wird vermittels eines Heizmantels, durch den Dampf von 135⁰ zirkuliert, geheizt, während die Kondensation in der Kühlkammer, deren Wände auf —10 bis —15⁰ mittels einer . äußeren Zirkulation von Kühlsole gehalten werden, erfolgt. Der die Verdampfungskammer verlassende Faden wird geschmälzt und mit einer Geschwindigkeit von 135 rn/Min. mittels einer Lieferwalze fortgeführt. Der Faden wird mit 49 anderen gleichen Fäden, die aus Nachbarzellen der gleichen Anlage stammen, vereinigt, um ein Vorgarn von 10 000 den zu bilden. Dieses Vorgarn wird in Wasser von 92° eingeführt und während dieses Durchganges um 440% gestreckt, sodann auf eine mechanische Kräuselvorrichtung abgegeben, die aus 6o° heißen Riffelwalzen besteht. Das gekräuselte Vorgarn wird dann geschnitten, gekämmt und für die Herstellung von blauem Filz in Mischung mit Wolle verwendet.

In den vorstehenden Beispielen wurde reines Wasser verwendet, um den Faden auf die gewünschte Temperatur zu bringen und darauf zu halten. Man kann ebenfalls mit gleich gutem Ergebnis zu diesem Wasser eine mehr oder weniger große Menge eines Netzmittels, eines Reibungselektrizität verhindernden Mittels oder eines Schmälzmittels zusetzen oder auch Öl, Luft oder ein anderes Heizmedium in reiner Form oder unter Zusatz von Nebenstoffen benutzen. - Der Faden kann gegebenenfalls erneut nach der Streckung geschmälzt werden.

Der Spinnlösung können an Stelle der im Beispiel 2 angegebenen Stoffe auch andere die Reibungselektrizität verhindernde Mittel zugesetzt werden, so z. B. Calciumchlorid oder Quecksilberchlorid. Man kann auch Füllstoffe, Pigmente, Plastifizierungsmittel, Farbstoffkomponenten oder -derivate bzw. Basen, Naphthole, Estersalze von Leukoderivaten der Küpenfarbstoffe usw. zusetzen.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung von künstlichen Gebilden, wie Fasern, Fäden. oder Filme, aus Mischpolymeren des Vinylchlorids und Vinylacetats nach Art des Trockenspinnverfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß man in Aceton mit 5 % Wasser lösliche Polymeren in ungetrocknetem Aceton löst, die Lösung von erhöhter Konzentration, vorzugsweise über 30%, verformt und die trockenen Gebilde sofort oder im Verlauf eines späteren Arbeitsganges in bekannter Weise bei einer Temperatur, bei der sie plastisch sind, in Abwesenheit eines Quellungsmittels einer Strekkung von mindestens 300 % unterwirft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände der Trocknungszelle Temperaturen von 85° bis i6o° aufweisen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß- die Streckung bei einer Temperatur zwischen 85 und ioo° ausgeführt wird.

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