DE1237058B - Verfahren zur Herstellung eines faserfoermigen Materials aus hochmolekularen linearen, insbesondere kristallinischen organischen Polymeren in Form von Filmen oder Baendern - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

D 06 m

Deutsche KL: 8 k-1/40

Nummer: 1 237 058

Aktenzeichen: R 28182IV c/8 k

Anmeldetag: 21. Juni 1960

Auslegetag: 23. März 1967

Es ist bekannt, daß eine Anzahl organische synthetische Hochpolymere, insbesondere lineare Hochpolymere und auch modifizierte oder regenerierte hochmolekulare natürliche Stoffe eine molekulare Ausrichtung erfahren können, indem man sie einer Streckung unterwirft, die am besten durchgeführt werden kann, wenn man diese Stoffe auf eine Temperatur erhitzt, die dicht unterhalb des Schmelzpunktes liegt. Es ist weiterhin bekannt, daß die erhaltene Ausrichtung in starkem Maße die Faserbildung des Stoffes auf mechanischem oder chemischem Wege oder sowohl auf mechanischem als auch auf chemischem Wege erleichtert.

Die Aufspaltung ist um so leichter, je höher der Grad der Ausrichtung ist, und es ist daher vorteilhaft, dem Stoff durch größtmöglichste Streckung, möglichst in zusätzlichen Verfahrensgängen, einen möglichst hohen Ausrichtungsgrad zu verleihen, wodurch unabhängig von der Natur des Stoffes eine Dehnung ohne Bruch erreicht werden kann, die das 4- bis 25fache der ursprünglichen Länge des Bandes oder des Films beträgt.

Es ist auch ein Verfahren zur Durchführung einer Pfropfpolymerisation in einem garnartigen Strange eines Netzwerkes auf einem faserbildenden Polymeren durch ionisierende Bestrahlung, um so eine Modifizierung der Faseroberflächen ohne Zerstörung der faserartigen Struktur hervorzurufen, schon vorgeschlagen worden.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines faserförmigen Materials aus hochmolekularen linearen, insbesondere kristallinischen organischen Polymeren in Form von Filmen oder Bändern, die durch Strecken orientiert und zu einem zusammenhängenden Netzwerk von Fäden gespalten sind, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Netzwerk quer zur Längsrichtung der Fäden ausgebreitet und verfestigt wird.

Die Verfestigung kann durch Erhitzen, durch Aufquellen, mit Hilfe einer chemischen Behandlung, die eine Vernetzung im hochmolekularen Stoff erzeugt, erfolgen oder indem man das ausgebreitete Netzwerk durch Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen oder X-Strahlen oder durch radioaktive Bestrahlung verfestigt. Die Verfestigung kann auch unter Anwendung der sogenannten Pfropfpolymerisation des hochmolekularen Stoffes, kombiniert mit einer Bestrahlung, vorgenommen werden, wobei die Bestrahlung in einer solchen Weise durchgeführt wird, daß stärker bestrahlte Faserzonen mit weniger oder nicht bestrahlten Zonen abwechseln.

Wenn die Verfestigung durch Erhitzen durch-Verfahren zur Herstellung eines faserförmigen
Materials aus hochmolekularen linearen,
insbesondere kristallinischen organischen
Polymeren in Form von Filmen oder Bändern

Anmelder:

Ole-Bendt Rasmussen, Charlottenlund
(Dänemark)

Vertreter:

Dr. A. Ullrich und Dr. T. Ullrich, Patentanwälte,

Heidelberg, Gaisbergstr. 3

Als Erfinder benannt:

Ole-Bendt Rasmussen, Charlottenlund

(Dänemark)

Beanspruchte Priorität:

Dänemark vom 25. Juni 1959 (2275)

geführt wird, verfährt man zweckmäßig wie folgt: Nach dem Ausbreiten wird das Netzwerk z. B. zwischen zwei Trägerbändern eingelegt, die von jeder Seite einen Druck ausüben, der genügt, aber im wesentlichen nicht höher als notwendig ist, um das Netzwerk in dem ausgebreiteten Zustand zu halten. Die Trägerbänder tragen das Netzwerk über eine Heizvorrichtung, die die Temperatur bis dicht unter den Schmelzpunkt des Materials erhöht. Dadurch wird ein Ausgleich der Spannungen erreicht, da die Fasern, die sich unter Spannung in einem halbplastischen Zustand befinden, der dem Material durch die Temperatursteigerung verliehen wurde, gestreckt werden, während spanriungslose Fasern schrumpfen werden. Wenn das Material anschließend gekühlt wird, verfestigt es sich, und das Netzwerk ist in dem ausgebreiteten oder ausgedehnten Zustand verfestigt. Man erhält ein grobes Garn, das zu einem fertigen Garn von ungewöhnlich hoher Porosität gezwirnt oder gedreht werden 'kann.

Zweckmäßig können die Trägerbänder mit ineinandergreifenden Erhöhungen oder Vertiefungen auf ihren Oberflächen versehen sein, wodurch im Netzwerk eine entsprechende wellige oder gekräuselte Struktur erzeugt wird, die zur Porosität im fertigen Garn beiträgt.

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Wird die Verfestigung durch Aufquellen durchgeführt, so kann das Aufquellen mit einer Wärmebehandlung kombiniert sein, indem man das ausgebreitete Fasernetzwerk durch heiße Dämpfe eines Quellmittels führt, wie z. B. durch überhitzten Dampf, wenn das Material aus einem Polyamid besteht. Das Aufquellen führt auch zu einem Ausgleich der Spannungsunterschiede in den Fasern und so zu einer Verfestigung des Netzwerkes in seinem ausgebreiteten Zustand..

Wird die Verfestigung durch Sprühen der Lösung eines Hochpolymeren auf das ausgebreitete Netzwerk durchgeführt, worauf das Lösungsmittel verdampft, so kann eine Schicht der gelösten Substanz an den Bindungsstellen des Netzwerkes niedergeschlagen und das letztere verfestigt werden.

Wird die Verfestigung durch chemische Behandlung hervorgerufen, so werden hierbei die Zwischenbindungen oder Vernetzungen in dem Hochpolymeren erzeugt. Als Beispiel hierfür dient die Behandlung von Polyvinylalkohol mit einem Dialdehyd.

Es ist auch möglich, die Verfestigung so durchzuführen, daß gleichzeitig die Elastizität der Fasern gesteigert wird, wodurch das Garn aus dem zur Verwendung kommenden Material poröser wird. Gemäß der Erfindung wird eine solche Verfestigung durch Bestrahlen mit ultravioletten Strahlen, X-Strahlen oder durch radioaktive Bestrahlung erzeugt. Zum Beispiel kann lineares Polyäthylen durch radioaktive Strahlen eine Stärke von 10 mega-Röntgen-Einheiten bei einer Temperatur von 90° C.in einer indifferenten Atmosphäre, z. B. einer Stickstoffatmosphäre, verfestigt werden. Die Bestrahlung führt zu einer Vernetzung im Hochpolymeren, wobei die Elastizität vergrößert wird; Dieselbe Wirkung wird durch Bestrahlen bei Raumtemperatur und' anschließendem Erhitzen auf etwa 90° C für einige Minuten erreicht. Eine radioaktive Härtung kann bei anderen Polymeren, z. B. Polyamiden, wie Nylon, angewandt werden.

Die radioaktive Bestrahlung kann beispielsweise mit Hilfe von radioaktivem Kobalt oder durch beschleunigte Elektronen erzeugt werden.

.Bei ultravioletter Bestrahlung wird es im allgemeinen erforderlich sein, daß das faserige Netzwerk aus besonders bearbeiteten Filmen stammt, in denen das Material für die ultraviolette Strahlung auf bekannte Weise empfindlich gemacht worden ist.

Wird die Verfestigung mit Hilfe einer sogenannten Pfropfpolymerisation des hochmolekularen Stoffes, kombiniert,mit einer Bestrahlung, durchgeführt, so wird z. B. ein ausgebreitetes und ausgedehntes Fasernetzwerk von Hochdruckpolyäthylen mit Styrol oder mit einer Mischung von Styrol und Dimethylbutadien bei erhöhter Temperatur behandelt, worauf das Material bestrahlt wird. .

Eine wirklich gute Kombination von Weichheit und Porosität wird durch eine Verfestigung mit Hilfe von Strahlen erhalten, jvenn letztere gemäß der Erfindung in einer solchen Weise angewandt werden, daß stärker bestrahlte Zonen mit weniger oder nicht bestrahlten Zonen abwechseln. Dies erreicht man durch Bedecken des faserigen Netzwerkes mit einem Raster mit Maschen von z. B. ^x/io mm, während des Hindurchlaufens durch die Bestrahlungszone, oder

ίο durch Verwendung unterbrochener Strahlung. Diese Verfahrensweise führt zu einem festen faserigen Netzwerk, in dem die einzelnen Fasern aus harten Teilen bestehen, die mit weniger harten Teilen in analoger Weise mit der Struktur der Moleküle in natürlicher Seide abwechseln.

Schließlich ist es manchmal vorteilhaft, eine Kombination der beschriebenen Verfestigungsverfahren anzuwenden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines faserförmigen Materials aus hochmolekularen linearen, insbesondere kristallinischen organischen Polymeren in Form von Filmen oder Bändern, die durch Strecken orientiert und zu einem zusammenhängenden Netzwerk von Fäden gespalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk quer zur Längsrichtung der Fäden ausgebreitet und verfestigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgebreitete Netzwerk durch Erhitzen, durch Aufquellen oder durch eine Vernetzung des hochmolekularen Stoffes, hervorgerufen durch eine chemische Behandlung, verfestigt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgebreitete Netzwerk durch Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen oder X-Strahlen oder durch radioaktive Bestrahlung verfestigt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgebreitete Netzwerk durch Pfropfpolymerisation des hochmolekularen Stoffes, kombiniert mit einer Bestrahlung, verfestigt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrahlung in einer solchen Weise durchgeführt wird, daß stärker bestrahlte Faserzonen mit weniger oder nicht bestrahlten Zonen abwechseln.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Österreichische Patentschrift Nr. 196 056;
schweizerische Patentschrift Nr. 173 820;
französische Patentschrift Nr. 823 499.

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