DE1469096B - Verfahren zum Herstellen von Fäden und Fasern durch Verspinnen einer Polyvinylalkohollösung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Fäden und Fasern durch Verspinnen einer Polyvinylalkohollösung, die mindestens 0,4% Borsäure, bezogen auf das Gewicht des Polyvinylalkohols, enthält, sowie Verstrecken und übliches Nach- s behandeln der erhaltenen Fäden.

Man hat bereits Polyvinylchlorid- oder analoge Fäden hergestellt, bei denen durch Zusatz von organischen oder mineralischen Fluor-, Bor- oder Lithiumverbindungen die elektrische Aufladung verhindert werden soll. Auch ist bereits bekannt, Formkörper durch Gelieren herzustellen, wobei Polyvinylalkohol als Geliermittel eine Borsäureverbindung zugesetzt wird. Bei diesem letzteren bekannten Verfahren vernetzt jedoch das Geliermittel mit dem Polyvinylalkohol, so daß es danach im wesentlichen nicht mehr entfernbar ist.'

Aufgabe der Erfindung ist dagegen die Erzeugung von Polyvinylalkoholfäden und -fasern mit hervorragender Festigkeit und Heißwasserbeständigkeit fürttels eines einfachen und bequemen Verfahrens. Diese Aufgabe wird mit Erfolg dadurch gelöst, daß man bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß die Fäden vor oder nach dem Verstrecken durch Behandlung mit Wasser von der Borsäure praktisch freiwäscht.

Durch diese erfindungsgemäße Verfahrensweise, der erforderlichenfalls weiteren Nachbehandlungen, wie eine Wärme- oder eine chemische Behandlung, folgen können, werden Festigkeit und Heißwasserbeständigkeit der Fäden beachtlich gesteigert. Die erfindungsgemäß erzielbaren Wirkungen werden nachstehend an Hand eines Beispiels erläutert:

Eine Spinnlösung wird aus einer 15°/oigen wäßrigen Lösung von Polyvinylalkohol mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von 1700 bereitet, die zusätzlich, bezogen auf Polyvinylalkohol, 0,8 Gewichtsprozent Borsäure enthält. Diese Lösung wird bei 20° C in verschiedene Arten von Fällbädern versponnen, d. h. erstens in eine gesättigte Ammoniumsulfatlösung (530 g/l); zweitens in eine gesättigte wäßrige Lösung von Ammoniumhydroxid (8 g/l) enthaltendem Ammoniumsulfat; drittens in eine gesättigte wäßrige, Ammoniumhydroxid (8 g/l) und Borsäure (15 g/l) enthaltende Ammoniumsulfatlösung. Dabei betragen die Eintauchlänge 1 m und die Austrittsgeschwindigkeit 10 m/Min. Danach wird mit Walzen um 100 °/o und naß und heiß um 150% verstreckt (in einer gesättigten wäßrigen Ammoniumsulfatlösung). Die so erhaltenen Fäden werden zum Auswaschen der Borsäure bei 50° C für die Dauer von 5 Minuten in fließendes Wasser eingetaucht, bei 180° C in Luft getrocknet, in Polyäthylenglykol bei 230⁰C 5 Sekunden lang bis auf einen Höchstgrad verstreckt und in Polyäthylenglykol bei 235° C 5 Sekunden lang wärmebehandelt, wonach man sie mit den ohne Zusatz von Borsäure gesponnenen und ■ in gleicher Weise behandelten Fäden vergleicht. Diese Fäden werden auf ihre Qualität, und zwar auf Trockenfestigkeit, Dehnung und Heißwasserbeständigkeit (wobei die maximale Temperatur weniger als eine lO°/oige Schrumpfung anzeigt, die gemessen wird, indem man die Fäden unter einer Belastung von 0,02 g/den von 100° C an alle 5⁰Cl Stunde lang in Heißwasser eintaucht) geprüft. Es werden die nachstehend aufgeführten Versuchsergebnisse erhalten:

Spinnlösung	Fällbad	Gesamt verstreckung nach Verlassen des Bades (°/o)	Fadentiter (den)	Trocken festigkeit (g/den)	Trocken dehnung OVo)	Heißwasser beständigkeit (0C)
Ohne Zusatz von Borsäure Mit Zusatz von Borsäure <	1 1 2 3	900 1250 1500 1500	1,65 1,25 1,06 1,02	10,2 12,5 15,1 15,3	7,7 7,8 6,7 6,5	100 110 120 120

Wie aus den vorstehenden Ergebnissen ersichtlich ist, sind durch Verwendung der Borsäure enthaltenden Polyvinylalkoholspinnlösung die Festigkeit und die Heißwasserbeständigkeit der Fäden beachtlich verbessert worden.

Bisher wurden Polyvinylalkoholfäden mit einer maximalen Festigkeit von 10 bis 11 g/den erzielt, welche die stärksten von allen Fadenarten waren, einschließlich natürlicher, künstlicher und synthetischer Fäden. Durch die Erfindung ist eine beachtliche weitere Qualitätsverbesserung von mehr als 50% erreichbar, wobei Fäden erhältlich sind, die, ohne daß sie irgendeiner chemischen Behandlung, wie beispielsweise einer Acetatbehandlung unterworfen werden müssen, gegen Heißwasser mit einer Temperatur von 120° C beständig sind.

Zu erwähnen ist noch, daß die Wirkung des Fällbades offensichtlich mehr hervorzutreten scheint, wenn die Lösung leicht alkalisch ist.

Beispiel 1

Eine 15% Polyvinylalkohol mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von 1600 und, bezogen auf Polyvinylalkohol, 0,8 Gewichtsprozent Borsäure enthaltende wäßrige Lösung wird bei 20° C naß in eine 500 g/l Ammoniumsulfat, 10 g/l Ammoniumhydroxid und 15 g/l Borsäure enthaltende wäßrige Lösung gesponnen. Die so erhaltenen Fäden werden einer 100%igen Walzverstreckung sowie einer 150%igen Naß- und Heißverstreckung unterworfen, bei 50° C 10 Minuten lang in fließendem Wasser gewaschen und mittels heißer Blasluft von 180° C getrocknet. Vor dem Waschen hatten die Fäden einen Titer von 7 den.

Die so erzeugten Fäden werden dann bei 230° C 5 Sekunden lang in Polyäthylenglykol maximal verstreckt (nach dem Verlassen des Bades beträgt die

Gesamtverstreckung 1600%) und bei 235° C in Polyäthylenglykol 5 Sekunden lang wärmebehandelt. Die so behandelten Fäden zeigen eine Trockenfestigkeit von 16,0 g/den, eine Trockendehnung von 7,0 % und eine Heißwasserbeständigkeit von 120° C, was besser ist als bei zum Vergleich ohne Zusatz von Borsäure erzeugten Fäden (deren Gütefaktoren 10,0 g/den, 7,5% bzw. 100° C betragen).

Beispiel 2

Eine wäßrige Lösung aus 20% Polyvinylalkohol mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von 1300 und, bezogen auf Polyvinylalkohol, 0,5 Gewichtprozent Borsäure wird bei 20° C in eine 480 g/l Ammoniumsulfat und 6 g/l Ammoniumhydroxid enthaltende wäßrige Lösung gesponnen. Die erhaltenen Fäden werden einer 100%igen Walzverstreckung sowie einer 150%igen Naß- und Heißverstreckung unterworfen, dann bei 60° C 1 Minute lang in fließendem Wasser ggwaschen und mittels heißer Blasluft von 18O⁰C getrocknet. Vor dem Waschen hatten die Fäden einen Einzelfadentiter von 10 den.

Die so erzeugten Fäden werden dann bei 230° C in geschmolzenem Lot 15 Sekunden lang maximal verstreckt (die Gesamtverstreckung beträgt nach dem Verlassen des Bades 1550%) und bei 235° C für die Dauer von 5 Sekunden in geschmolzenem Lot wärmebehandelt, was eine 15%ige Schrumpfung ergibt.

Die so erhaltenen Fäden haben eine Trockenfestigkeit von 12 g/den, eine Trockendehnung von 12,8% und eine Heißwasserbeständigkeit von 125° C, was eine weit bessere Qualität in bezug auf Festigkeit und Heißwasserbeständigkeit im Vergleich zu den ohne Zusatz von Borsäure gesponnenen Fäden bedeutet (deren Gütefaktoren 7,8 g/den, 12,2% bzw. 105⁰C betragen).

Beispiel 3

Eine wäßrige Lösung aus 25% Polyvinylalkohol mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von 1000 und, bezogen auf Polyvinylalkohol, 0,4 Gewichtsprozent Borsäure wird bei 20° C in eine 530 g/l Ammoniumsulfat und 8 g/l Ammoniumhydroxid und 15 g/l Borsäure enthaltende wäßrige Lösung gesponnen. Die erhaltenen Fäden werden einer 400%igen Naß- und Heißverstreckung unterworfen, dann bei Raumtemperatur 15 Minuten lang in fließendem Wasser gewaschen, 1 Minute lang in Methanol eingetaucht und dann an der Luft getrocknet. Vor dem Waschen hatten die Fäden einen Einzelfadentiter von 6 den.

Die Fäden werden dann bei 230° C für die Dauer von 5 Sekunden in einem Bad aus geschmolzenem Woodmetall heiß verstreckt (die Gesamtverstreckung beträgt nach dem Verlassen des Bades 1600%) und bei 235° C 5 Sekunden lang in einem Bad aus geschmolzenem Woodmetall wärmebehandelt, was eine 10%ige Schrumpfung ergibt.

Die so behandelten Fäden haben eine Trockenfestigkeit von 13,3 g/den, eine Trockendehnung von 9,1% und eine Heißwasserbeständigkeit von 120° C, was in Vergleich zu den ohne Zusatz von Borsäure gesponnen Fäden eine beachtliche Verbesserung in der Festigkeit und in der Heißwasserbeständigkeit

bedeutet. _. . ...

Beispiel 4

Eine wäßrige Lösung aus 11% Polyvinylalkohol mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von 2500 und, bezogen auf Polyvinylalkohol, 1,5 Gewichtsprozent Borsäure wird bei 45° C in eine 500g/l Ammoniumsulfat, 8 g/l Ammoniumhydroxid und 1,5 g/l Borsäure enthaltende wäßrige Lösung gesponnen. Die so erhaltenen Fäden werden einer 100%igen Walzverstreckung sowie einer 150%igen Naß- und Heißwasserverstreckung unterworfen, dann bei 50° C für die Dauer von 5 Minuten in fließendem Wasser gewaschen und schließlich mittels heißer Blasluft

ίο von 180° C getrocknet. Vor dem Waschen haben die Fäden einen Einzelfadentiter von 6 den.

Die so erzeugten Fäden werden dann bei 240° C in einem Silikonölbad 5 Sekunden lang maximal verstreckt und außerdem bei 245° C in einem Silikonölbad 5 Minuten lang wärmebehandelt.

Die Fäden haben eine Trockenfestigkeit von 12,5 g/den, eine Trockendehnung von 6,8% und eine Heißwasserbeständigkeit von 115° C.

Beispiel 5

Eine wäßrige Lösung aus 15% Polyvinylalkohol mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von 1700 und, bezogen auf Polyvinylalkohol, 1,2 Gewichtsprozent Borsäure wird bei 30° C in eine 380 g/l Natriumsulfat und 3 g/l Natriumhydroxid enthaltende wäßrige Lösung gesponnen. Die erhaltenen Fäden werden einer 100%igen Walzverstreckung sowie einer 150%igen Naß- und Heißverstreckung unterworfen, dann bei 65° C für die Dauer von 1 Minute in fließendem Wasser gewaschen und schließlich mittels heißer Blasluft von 180° C getrocknet. Vor dem Waschen hatten die Fäden einen Einzelfadentiter von 6 den.
Die Fäden werden bei 230° C in einem Bad aus geschmolzenem Woodmetall maximal verstreckt und bei 235° C in geschmolzenem Woodmetall wärmebehandelt.

Die so erzeugten Fäden haben eine Trockenfestigkeit von 14,7 g/den, eine Trockendehnung von 7,2% und eine Heißwasserbeständigkeit von 120° C, was gegenüber den Gütemerkmalen der ohne Zusatz von Borsäure gesponnenen Fäden eine beachtliche Verbesserung bedeutet.

Beispiele

Eine wäßrige Lösung aus 30% Polyvinylalkohol mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von 1700 und, bezogen auf Polyvinylalkohol, 0,4 Gewichtsprozent Borsäure wird in ein Luftbad trocken gesponnen, und die erhaltenen Fäden werden bei Raumtemperatur 20 Minuten lang in fließendem Wasser gewaschen und an der Luft getrocknet. Vor dem Waschen haben die Fäden einen Einzelfadentiter von 10 den.

Die Fäden werden dann bei 230° C für die Dauer von 5 Sekunden in einem Silikonölbad heiß verstreckt und bei 235° C in einem Silikonölbad für die Dauer von 5 Sekunden wärmebehandelt.

Die so erzeugten Fäden haben eine Trockenfestigkeit von 11,8 g/den, eine Trockendehnung von 7,2% und eine Heißwasserbeständigkeit von 115° C. Andererseits haben zum Vergleich ohne Zusatz von Borsäure hergestellte Fäden Gütefaktoren von 7,5 g/den, 11,3% bzw. 95° C.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum Herstellen von Fäden und Fasern durch Verspinnen einer Polyvinylalkohol-

   lösung, die mindestens 0,4% Borsäure, bezogen auf das Gewicht des Polyvinylalkohols, enthält, sowie Verstrecken und übliches Nachbehandeln der erhaltenen Fäden, dadurch gekennzeichnet, daß man die Fäden vor oder nach dem Verstrecken durch Behandeln mit Wasser von der Borsäure praktisch freiwäscht.