DE892376C - Verfahren zur Herstellung von Kunststoffaeden - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Kunststoffäden Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Kunststoffäden und betrifft ein neues Verfahren zum Herstellen derartiger Fäden aus cyclischem Kautschuk.
• Es ist bekannt, cyclischen Kautschuk durch Behandlung von unvulkanisiertem Kautschuk auf einem Knetwert oder in Lösung mit cyclisierenden Mitteln, etwa Schwefelsäure, einer Phenol sulfonsäure, einem amphoteren Metallhalogenid, wie Chlorzinn, zu erzeugen. Man erhält dabei ein festes Erzeugnis, das in Lösungsmitteln für Kautschuk löslich und thermoplastisch ist. Beim Erhitzen gehen diese Körper in den plastischen Zustand über, ohne dabei kautschukelastisch zu werden, d. h. ohne einen Zwischenzustand zu erreichen, in dem sie gedehnt werden können und bei Wegnahme der Zugkraft sich schnell wieder zusammenziehen.
• Man kann auch acyclischen Kautschuk durch Ansäuern von Kautschukmilch herstellen, die einen nicht ionischen Stabilisator enthält, welcher den pH-Wert auf unter 5 herabsetzt, indem dieser Kautschukmilch rauchende oder konzentrierte Schwefelsäure zur Bildung eines wäßrigen, Schwefelsäure enthaltenden Mediums zugesetzt wird, das wenigstens 60 % Schwefelsäure enthält, wobei die Dispersion für die Cyclisierung bei entsprechender Temperatur gehalten wird.
• Der auf diese Weise aus einer Dispersion von Kautschukmilch in einem wäBrigen, Schwefelsäure enthaltenden Mittel gewonnene cyclische Kautschuk ist nachstehend cyclischer Kautschukmilchkautschuk genannt. Dieser ist thermoplastisch, zeigt jedoch zum Unterschied von auf andere Weise hergestelltem acyclischen Kautschuk einen Zwischen- zustand beim Erwärmen in die plastische Form, in welchem er im Begriff der vorstehenden Ausführungen kautschukelastisch ist. Dieser Zwi&chenzustand wird bei Temperaturen zwischen 60 und I20° erreicht.
• Cyciischer Kau,tschlukmilchkautschttk löst sich in 5 chwefelkohlenstoff und anderen Lösungsmitteln für Kautschuk nur sehr schwer und gibt bei niedrigen Konzentrationen, etwa 10 0/<}, außefordentlich viskose Lösungen. Es wird daher angenommen, daß bei seiner Herstellung keine oder nur eine geringe Zertrümmerung des Kautschukmoleküls durch Nebenreaktion eintritt, wie Idies bei den sonstigen Verfahren zur Herstellung von cyclischem Kautschuk der Fall ist, und daß somit ein Produkt mit größerem Molekulargewicht erhalten wird.
• Nach der Erfindung besteht das neue Verfahren zur Herstellung von Kunststoffäden -mit guter Dehnbarkeit und Zähigkeit (Festigkeit) darin, daß Fäden aus cyclischem Kautschukmilchkautschuk auf eine sie kautschukelastisch machende Temperatur gebracht, dann gedehnt und in der gedehnten Lage wieder auf eine Temperatur abgekiiElt werden, bei welcher die kautschukelastische Eigenschaft nicht mehr vorliegt. Die Fäden können dabei als Bänder oder Einzelfäden vorliegen.
• Der nicht gedehnte Faden ist bei gewöhnlichen Temperaturen undehnbar, läßt sich aber bei einer Temperatur von etwa zI00° auf ein Mehrfaches seiner ursprünglichen Länge ausdehnen und geht, wenn er noch warm genug ist, bei Wegnahme der Zugkraft schnell auf die ursprüngliche Länge zurück, während bei Aufrechterhaltung der Dehnung ein plastisches Fließen eintritt. Wird dagegen der Faden in der gedehnten Lage auf eine Temperatur abgekühlt, bei welcher er nicht mehr kautschukelastisch ist, dann ergibt sich ein fester Faden, in dem die Moleküle des cyclischen Kautsohukmilchkautschuks zu der Fadenachse ausgerichtet sind.
• Die gedehnten Kunststoffäden haben eine gute Festigkeit, Biegsamkeit und Dehnbarkeit sowie Ahriebfestigkeit bei gewöhnlichen Temperaturen.
• Bei erhöhten Temperaturen, etwa von 60° an, be ginnen sie sich zusammenzuziehen und werden dann plastisch. Sie lassen sich beispielsweise für die Herstellung von Filtertüchern oder sonstigen Textilien verwenden, bei denen die Abriebfestigkeit eine Rolle spielt, etwa Möbelbezugsstoffen.
• Sie haben eine geringere Dichte als die Mehrzahl der auf dem Markt befindlichen synthetischen Fäden, und es lassen sich somit aus ihnen Textilien mit verhältnismäßig niedrigem Gewicht herstellen.
• Die Fäden sind in Ketonen unlöslich und können daher auch unter solchen Umständen verwendet werden, unter denen viele andere synthetische Fäden, die in Ketonen zum Quellen neigen oder sich lösen, ausscheiden.
• Der ungedehnte Faden aus cyclischemKautschulkmilchkautschuk kann dadurch gebildet werden, daß aus ihm auf einer Unterlage ein trockener, nicht zusammenhängender Niederschlag in Fadenform gebildet und den Dämpfen einer flüchtigen Flüssigkeit, die den cyclischen Kautschuk zum Quellen bringt, etwa Schwefelkohlenstoff, ausgesetzt wird.
• Die Teilchen schließen sich hierbei aneinander, und es entsteht ein zusammenhängender Faden, der nach dem Verdampfen der Flüssigkeit sich trägt und zum Dehnen von der Unterlage abgenommen werden kann.
• Auch kann der nicht zusammenhängende Niederschlag durch Aufsprühen einer wäßrigen Dispersion des cyclischen Kautschu.ks auf eine Unterlage, etwa eine umlaufende Trommel oder ein Förderband, und anschließendes Trocknen gebildet werden. Ferner können diese nicht. gedehnten Fäden durch Düsen gespritzt werden, bei einer Temperatur, bei welcher der cyclische Kautschuk plastisch ist.
• Das Dehnen kann erfolgen, indem die ungedehnten Fäden langsam durch eine Kammer geführt werden, in -der sie auf die Dehnungstemperatur erhitzt und beim Durchgang gedehnt werden.
• Das Erhitzen kann auch Idurch Hindurchführen des Fadenmaterials durch einen Dampfstrahl erfolgen.
• Das Dehnen kann bei jeder Temperatur durchgeführt werden, bei welcher der cyclische Kautschuk kautschukelastisch ist, wobei die Größe der möglichen Dehnung, ohne den Faden zu zerreißen, in gewissem Ausmaß von der Dehnungstemperatur abhängig ist. Zweckmäßig erfolgt das Dehnen bei einer Temperatur von go bis 110°. Bei diesen Temperaturen lassen sich die Fäden auf etwa das 5- bis 6fache der ursprünglichen Länge dehnen.
• Das Niederschlagen einer nicht zusammenhängenden Bahn, eines Streifens oder eines Fadens aus. dem cyclischen Kautschuk, die Umwandlung in die zusammenhängende Form und das Dehnen können auch in einem fortlaufenden Arbeitsgang durchgefuh.'rt werden. Einzelfäden lassen sich aus ungestreckten Fäden oder schmalen Streifen des ungedehnten Materials herstellen, die verzwirnt und in dieser Form der Heizkammer zugeführt werden.
• Auch können die Streifen unverzwirnt in die Heizkammer eingeführt, beim Abziehen aus dieser unter leichter Dehnung verzwirnt und dann in noch heißem Zustand oder nach Wiedererwärmen gedehnt werden.
• Das gedehnte Material kann gleich nach dem Dehnen gekühlt oder der Abkülhlung-überlassen werden, doch werden die Fäden zweckmäßig für kurze Zeit, etwa einige Minuten, - bei Dehnungstemperatur in dem gedehnten Zustand gehalten und erst dann abgekühlt. Die auf diese -Weise erhaltenen Fäden zeigen auch bei erhöhten Temperaturen keine Neigung zum Schrumpfen.
• Zur Herstellung von gedehnten Einzelfäden in einem fortlaufenden Arbeitsgang unter Verwendung einer wäßrigen Dispersion des Ausgangsmaterials wird dieses zweckmäßig auf ein endloses Metallförderband aufgesprüht und dann auf diesem getrocknet. Der Niederschlag wird dann auf dem Metallband durch einen Tunnel geführt, der die Dämpfe einer flüc'htigen Flüssiglceit zum Quellen des cyclischen Kautschuks aufnimmt, worauf das Band durch einen mit einer Absaugevorrichtung versehenen Heizraum zum Verdampfen des in dem Niederschlag vorhandenen Lösungsmittels geführt wird, und worauf die Fäden von dem Band abgenommen werden. Die Aufsprühvorrichtung, der Verdampfungstunnel und der Heizraum sind dabei zweckmäßig in der aufgeführten Reihenfolge der oberen Bahn des Förderbandes zugeordnet. Dabei wird das Förderband hinter dem Heizraum vorteilhaft durch ein Wasserbad geführt, um das Abnehmen des Niederschlags zu erleichtern.
• Dem Förderband sind dann eine weitere Heizkammer, gegebenenfalls eine Verzwirneinrichtung, eine Kühlkammer und Aufwickelrollen nachgeschaltet, so daß das Verzwirnen im warmen Zustand des Materials erfolgt.
• Zur Herstellung von Streifen werden die Ileizeinrichtungen eingeschaltet, und dem Verdampfungstunnel werden Schwefelkohlenstoffdämpfe zugeführt, oder es wird flüssiger ,Schwefelkohlenstoff langsam eingeleitet, während in dem Tunnel eine Temperatur aufrechterhalten wird, die das flüssige Mittel verdampft und somit denTunnel mit den Dämpfen bei einer der Siedetemperatur entsprechenden Temperatur, etwa 460, füllt. In der dem Förderband nachgeschalteten Heizkammer wird eine solche Temperatur aufrechterhalten, daß die Fäden oder Streifen sie mit einer Dehnungstemperatur von etwa 1000 verlassen, und die Aufwickel rollen werden mit einer solchen Drehzahl angetrieben, daß die Fäden oder Streifen auf etwa das 5- bis 6fache der ursprünglichen Länge gedehnt werden.
• Es wird dann durch die Aufgabevorrichtung eine solche Menge einer wäßrigen Dispersion des acyclischen Kautschukmilchkautschuks zugeführt, daß sich auf dem Förderband ein gleichmäßiger Niederschlag der gewünschten Stärke ergibt.
• Dieser Niederschlag wird von dem Förderband der ersten Heizeinrichtung zugeführt, durch die er getrocknet wird und dann einen pulverförmigen Belag bildet, der durch den Tunnel mit den Schwefelkohlenstoffdämpfen geführt wird. Ein Teil dieser Dämpfe wird von dem Belag aufgesogen oder schlägt sich auf diesem nieder, so daß die Pulverteilchen sich zu einem fortlaMfenden, durchscheinenden Streifen, Faden oder Band zusammenschließen, aus dem dann in dem nächsten Heizraum der aufgenommene Schwefelkohlenstoff verdampft wird. Die Umlaufgeschwindigkeit des Förderbandes und die Länge des Verdampfungstunnels sind so aufeinander abgestimmt, daß die Durchlaufzeit etwa 5 Minuten beträgt. Der Streifen oder Faden durchläuft dann auf dem Förderband das Wasserbad, wird hierauf von dem Förderband abgenommen, getrocknet und in der dritten Heizkammer auf die Dehnungstemperatur gebracht. Er läuft dann durch dile Verzwirneinrichtung und wird schließlich unter Aufwicklung auf die Wickelspulen gedehnt.
• Für das neue Verfahren eignen sich besonders cyclische Kautschukdispersionen von in Kugelmühlen erhaltenem, feingepulvertem cycl ischem IÇautschukmilchkautschuk in Wasser, das durch Zusatz von kaustischer Soda schwach alkalisch gemacht ist und ein Dispersionsmittel für den cyclischen Kautschuk, etwa ein Kondens ationsprodukt von Polyäthylenglykoläther, enthält. Cyclischer Kautschukmilchkautschuk, der nach dem eingangs beschriebenen Verfahren hergestellt und dann durch Zusatz von Wasser zum Ausfloclçen von der Schwefelsäure befreit ist, enthält an sich genügend Dispersionsmittel, so daß sich ein weiterer Zusatz von Dispersionsmittel erübrigt. Zweckmäßig werden Dispersionen mit einem Gehalt von 10 bis 20 Gewichtsprozent des cyclischen Kautschuks verwendet, und diese werden in einer solchen Menge auf das Förderband aufgetragen, daß etwa o,oo5 bis 0,025 g des cycliischen Kautschuks auf I cm2 des Förderbandes kommen.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zum Herstellen von Sunststofffäden mit guter Dehnlbarkeit und Festigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß Fäden, Streifen oder Bahnen aus cyclischem Kautschukmilchkautschuk auf eine sie kautschukelastisch machende Temperatur gebracht, gedehnt und in gedehntem Zustand auf eine Temperatur zurückgeführt werden, bei welcher keine kautschukelastische Eigenschaft mehr vorliegt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß ein fortlaufend geförderter Faden oder Streifen durch eine ihn. auf Dehnungstemperatur bringende Zone geführt und aus- dieser Zone unter Verspinnung und Dehnung abgezogen wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer fortlaufenden Unterlage ein faden- oder streifenförmiger Niederschlag erzeugt, dieser Niederschlag der Einwirkung eines ihn quellen den und in eine zusammenhängende Form überführenden, flüchtigen jN'littels ausgesetzt, das Quellmittel dann verdampft, der gebildete Faden oder Streifen auf Dehnungstemperatur gebracht und in diesem Zustand gedelmt wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erzeugung eines streifenförmigen Niederschlages dieser beim Dehnen verdrillt oder verzwirnt wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der gedehnte Faden oder Streifen vor dem Abkühlen für kurze Zeit, etwa - einige Minuten, bei Dehnungstemperatur in der Dehnungslage gehalten wird.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden oder Streifen bei einer Temperatur von go bis 1100 gedehnt wird.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden oder Streifen auf etwa das 5 bis 6fache der ursprünglichen Länge gedehnt wird.