Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Stabilisierung von schmelzgesponnenen PAN-Precursoren. Hierzu stellt die Erfindung ein kontinulierliches Verfahren zur Herstellung eines thermisch stabilisierten Multifilamentgarnes aus einem schmelzbaren Copolymeren von Polyacrylnitril (PAN), bereit, bei dem ein prästabilisiertes IVlultifilamentgarn thermisch stabilisiert wird und hierbei zumindest zeitweise gereckt wird. Die vorliegende Erfindung betrifft zudem ein thermisch stabilisiertes IVlultifilamentgarn, das nach einem entsprechenden Verfahren erhältlich ist, sowie eine Kohlenstofffaser, die aus dem entsprechend thermisch stabilisierten IVlultifilamentgarn gebildet wurde.

Gegenwärtig sind Polyacrylnitril (PAN) oder Copolymere von Polyacrylnitril die dominierenden Polymere (> 95 %) als Ausgangsstoff zur Herstellung von Precursor-Multifilamentgarnen und daraus erzeugten Kohlenstofffasern. Die große Bandbreite von Ex-PAN Kohlenstofffasern wird durch die ultrahochmoduligen pechbasierenden Kohlenstofffasern komplettiert. Eine Übersicht der Produktionskapazitäten, der chemischen und physikalischen Struktur sowie der mechanischen Eigenschaften als auch Anwendungen solcher Kohlenstofffasern ist in J.P. Donnet et al., Carbon fibers, third edition, Marcel Dekker, Inc. New York, Basel, Hong Kong gegeben.

PAN oder PAN-Copolymer Precursorfasern werden kommerziell bisher ausschließlich über Nass- bzw. Trockenspinnverfahren hergestellt. Dazu wird eine Lösung der Polymere mit Konzentrationen < 20 % entweder in ein Koagulati- onsbad oder in eine heiße Dampfatmosphäre gesponnen, wobei das Lösungsmittel aus der Faser diffundiert. Auf diese Weise werden qualitativ hochwertige Precursoren erzeugt. Aus den einerseits benötigten Lösemitteln und deren Handling sowie andererseits aus dem relativ geringen Durchsatz von Lösungsspinnverfahren resultieren die vergleichsweise hohen Herstel- lungskosten für PAN-Precursoren, die ca. 50 % der Kosten der finalen Kohlenstofffaser ausmachen.

Seit mehreren Jahrzehnten gibt es Bestrebungen, die Kosten für die Herstellung von Kohlenstofffasern signifikant zu reduzieren um dadurch neue An- wendungsfelder erschließen zu können. In diesem Zusammenhang ist ein Lösungsansatz, alternative kostengünstigere Precursor-Materialien bzw. Precursor-Herstellungsverfahren zu entwickeln und die darauf folgenden Prozessschritte des Faserspinnens und der Stabilisierung/Carbonisierung darauf abzustimmen.

Vielversprechend ist der Ansatz, PAN der Verarbeitung mittels Schmelzspinnen zugänglich zu machen, um damit die Herstellungskosten des PAN- Precursors signifikant zu reduzieren. Prinzipiell zu unterscheiden sind dabei Ansätze über eine äußere Weichmac- hung (Mischung des Polymers mit Zusätzen) und über eine innere Weichmac- hung (Copolymerisation). In beiden Fällen wird dabei die Wechselwirkung der Nitrilgruppen gestört, so dass das Schmelzen unterhalb der Zersetzungstemperatur des Polymers erfolgt.

Prinzipiell gelöst ist die Aufgabe der inneren Weichmachung durch eine Copolymer-Zusammensetzung welche in PCT/EP2015/070769 offenbart ist und welche nach dem in DE 10 2015 222 585.2 beschriebenen Verfahren hergestellt werden kann. Das resultierende schmelzbare und verspinnbare Copolymerisat besteht aus Acrylnitril mit mindestens einem Alkoxyalkylacrylat und/oder einem Alkylacrylat und oder einem Vinylester, wobei die Polymerisationsreaktion radikalisch initiiert wird und der freigesetzte Wärmefluss über den gesamten

Zeitraum der Zudosierung eines radikalisch polymerisierbaren Comonomeren zumindest zeitweise stetig zunehmend, niemals jedoch fallend ist.

Da die so erhaltenen schmelzbaren PAN-Copolymere sowie die daraus schmelzgesponnenen Precursoren (Endlos-Multifilamentgarne) neu sind, ist zu deren »thermischer Stabilisierung« weder in der Patentliteratur noch in der wissenschaftlichen Literatur ein Lösungsweg bekannt oder beschrieben.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, ausgehend vom Stand der Technik ein Ver- fahren anzugeben, mit dem eine weitere Stabilisierung der PAN-

Precursorfaser erzielt wird, so dass eine sichere Weiterverarbeitung der Precursorfasern möglich ist. Zudem ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, entsprechend stabilisierte PAN-Precursorfasern sowie hieraus erhältliche Kohlenstofffasern anzugeben.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich eines Verfahrens zur Herstellung eines thermisch stabilisierten Multifilamentgarnes mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Mit Patentanspruch 20 wird ein entsprechend des erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Multifilamentgarn angegeben. Pa- tentanspruch 21 betrifft eine Faser, die durch weitere Temperaturbehandlung aus dem erfindungsgemäßen Multifilamentgarn gebildet wurde.

Die vorliegende Erfindung betrifft somit ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines thermisch stabilisierten Multifilamentgarnes aus einem schmelzbaren Copolymeren von Polyacrylnitril (PAN), bei dem prästabilisiertes

Multifilamentgarn oder ein nicht prästabilisiertes Multifilamentgarn kontinuierlich vorgeschoben wird, wobei im Falle eines nicht prästabilisierten Multifilamentgarns eine Prästabilisierung und anschließend eine Neutralisierung durchgeführt wird und anschließend das prästabilisierte Multifilamentgarn Temperaturen^^ stabilisiert wird, wobei zumindest zeitweise während, vor und/oder nach der thermischen Stabilisierung ein Recken des Multifilamentgarns durchgeführt wird. Unter dem Begriff„prästabilisiertes IVlultifilamentgarn" wird erfindungsgemäß ein IVlultifilamentgarn verstanden, bei dem die ursprünglich schmelzbaren Copolymere von Polyacrylnitril (PAN) durch ein geeignetes Verfahren in einen unschmelzbaren Zustand überführt wurden. Bei Erwärmen wird somit die räumliche Gestalt des Multifilamentgarnes beibehalten.

Überraschenderweise konnte festgestellt werden, dass bei Durchführung eines Reckens, insbesondere während der thermischen Stabilisierung des prästabilisierten Multifilamentgarnes eine deutliche Erhöhung der mechanischen Festigkeit der entsprechend thermisch stabilisierten Fasern erhalten wird und ein Abriss der Fasern während des Verfahrens unterbunden werden kann. Durch die erhöhte Festigkeit kann sichergestellt werden, dass das Verfahren ohne Unterbrechungen durchgeführt werden kann.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die auf den Filamentdurchmesser normierte Festigkeit des thermischen stabilisierten Multifilamentgarns mindestens 50 MPa, bevorzugt mindestens bevorzugt mindestens 75 MPa, weiter bevorzugt mindestens 100 MPa, insbesondere mindestens 125 MPa beträgt.

Vorteilhaft ist ferner, wenn das Multifilamentgarn um 10 bis 300 %, besonders bevorzugt um 20 und 200 %, besonders bevorzugt um 25 bis 150 %, insbesondere um 50 bis 110 % gereckt wird. Ein Recken um z.B. 10 % bedeutet dabei, dass die Länge des Multifilamentgarns nach dem Recken um 10 % größer ist als vor dem Reckvorgang usw.

Die thermische Stabilisierung kann zumindest zeitweise bei Temperaturen von 50 bis 400 °C, bevorzugt 80 bis 300 °C, besonders bevorzugt von 90 bis 270 °C, insbesondere 180 bis 260 °C durchgeführt werden.

Zudem ist es vorteilhaft, wenn die thermische Stabilisierung durch Vorschub des Multifilamentgarns durch mindestens einen Ofen oder mindestens zwei nacheinander geschaltete Öfen erfolgt.

Besonders bevorzugt wird die thermische Stabilisierung zweistufig ausgeführt wird, wobei das Multifilamentgarn in der ersten Stufe nicht oder in geringerem Maße gereckt wird als in der zweiten Stufe und/oder in der ersten Stufe bei durchschnittlich geringeren Temperaturen als in der zweiten Stufe stabili- siert wird. Die zweistufige thermische Stabilisierung wird dabei besonders bevorzugt in mindestens zwei separaten Öfen durchgeführt.

Die thermische Stabilisierung kann dabei so durchgeführt werden, dass in Vorschubrichtung des Multifilamentgarnes steigende oder gleich bleibende Temperaturen vorherrschen.

Insbesondere wird die thermische Stabilisierung so durchgeführt, dass ein Stabilisierungsgrad (DOS) des Copolymeren von Polyacrylnitril von 20 bis 75 %, bevorzugt von 25 bis 60 %, besonders bevorzugt von 30 bis 50 %, insbesondere 30 bis 47 % resultiert.

Die thermische Stabilisierung kann ebenso in einer oxidierenden Atmosphäre, vorzugsweise einer Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre, insbesondere Luft durchgeführt werden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird die thermische Stabilisierung durch Vorschub des Multifilamentgarnes durch zumindest zwei nacheinander geschaltete Öfen durchgeführt. Hierbei ist es bevorzugt, wenn in mindestens einem ersten Ofen keine Verstreckung oder eine Verstreckung < 10 % und in mindestens einem weiteren Ofen eine Verstreckung von mindestens 30 %, vorzugsweise mindestens 50 % erfolgt.

Alternativ oder additiv hierzu ist es ebenso vorteilhaft, wenn in mindestens einem ersten Ofen Temperaturen von 80 bis 200 °C, vorzugsweise in Form eines ansteigenden Temperaturgradienten und in mindestens einem weiteren Ofen Temperaturen von 130 bis 270 °C, vorzugsweise in Form eines ansteigenden Temperaturgradienten eingestellt werden. Hierbei wird die Stabilisierung bevorzugt so durchgeführt, dass nach Austritt des thermisch stabilisierten Multifilamentgarnes aus dem letzten Ofen ein Stabilisierungsgrad (DOS) des Copolymeren von Polyacrylnitril von 25 bis 60 %, besonders bevorzugt von 30 bis 50 %, insbesondere 30 bis 47 % resultiert und/oder eine Festigkeit des thermischen stabilisierten Multifilamentgarnes mindestens 50 MPa, bevorzugt mindestens 75 MPa, weiter bevorzugt mindestens 100 MPa, insbesondere mindestens 125 MPa resultiert.

Bevorzugt erfolgt die thermische Stabilisierung unter Beaufschlagung des Multifilaments mit Zugspannung. Die Zugspannung dient dabei dem Recken des Multifilamentgarnes. Bevorzugt beträgt die Zugspannung hierbei von 0,1 bis 10 cN/tex, weiter bevorzugt von 0,5 bis 5 cN/tex, besonders bevorzugt von 1 bis 3 cN/tex.

Insbesondere wird die thermische Stabilisierung über einen Zeitraum von 10 bis 180 min, bevorzugt 20 bis 100 min, besonders bevorzugt 30 bis 60 min durchgeführt.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren kommen insbesondere die nachfolgenden Copolymeren von Polyacrylnitril in Frage:

Copolymere von Polyacrylnitril (PAN), herstellbar durch eine Copolymerisation von 99,9 bis 70 mol-% mol-%, bevorzugt 97 bis 80 mol-%, besonders bevorzugt 95 bis 85 mol-% Acrylnitril mit mindestens einem Comonomer ausgewählt aus

a) 0,1 bis 20 mol-%, bevorzugt 3 bis 15 mol-%, besonders bevorzugt 3 bis 10 mol-% mindestens eines Alkoxyalkylacrylats der allgemeinen Formel

Formel I

mit R = Cn H ₂ n+i und n = 1-8 und m = 1-8, insbesondere n=l-4 und m= 0 bis 10 mol-%, bevorzugt 1 bis 5 mol-% mindestens eines Alkylacry der allgemeinen Formel II

Formel II

mit R' = C _n H ₂ n+i und n = 1-18, und

c) 0 bis 10 mol-%, bevorzugt 1 bis 5 mol-% mindestens eines Vinylesters der allgemeinen Formel III

Formel III mit R = C _n H _2n+ i und n = 1-18.

Das Multifilamentgarn wird vorteilhafterweise durch Aufschmelzen und Extrudieren des Copolymeren von Polyacrylnitril durch mindestens eine Spinndüse und Verspinnen zu Multifilamenten erzeugt.

Die Prästabilisierung des Multifilamentgarnes kann entweder in einer separaten, dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgelagerten Stufe erfolgen. Ebenso kann die Prästabilisierung in situ während des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgen, so dass beispielsweise ein Verspinnen einer Schmelze des PAN- Copolymeren zum Multifilamentgarn, eine Prästabilisierung sowie direkt im

Anschluss eine weitere Stabilisierung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgen kann.

Insbesondere wird die Prästabilisierung des nicht prästabilisierten Multifilamentgarnes dabei wie folgt durchgeführt: i) durch Behandlung mit einem mindestens ein Lösungsmittel für Polyacrylnitril und eine wässrige alkalische Lösung enthaltenden oder hieraus bestehenden Gemisch, wobei das Gemisch bevorzugt von 0,1 bis 60 Vol.-% des Lösungsmittels und von 40 bis 99,9 Vol.-% der wässrigen alkalischen Lösung enthält oder hieraus besteht, wobei das Lösungsmittel insbesondere ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Dimethylsulfoxid, Dimethylformamid, Dimethylacetamid, N- Methylpyrrolidon, Ethylencarbonat, Propylencarbonat, wässrige Natriumrhodanid-Lösungen und Mischungen hiervon und anschließender Neutralisation des wie voranstehend beschrieben behandelten Multifilamentgarns und/oder

ii) durch Elektronenstrahlvernetzung der schmelzbaren Copolymeren von Polyacrylnitril (PAN) und/oder

iii) durch Entfernen eines ggf. im schmelzbaren Copolymeren von

Polyacrylnitril (PAN) enthaltenen Weichmachers

Der zuvor genannte erste Fall der Prästabilisierung erfolgt dabei vorteilhafterweise durch Durchführen des nicht prästabilisierten Multifilamentgarns durch ein Modifizierungsbad, enthaltend das Gemisch bei einer Temperatur von 20 bis 80 °C, bevorzugt von 40 bis 65 °C innerhalb einer Verweilzeit von 5 s bis 2 min, bevorzugt von 10 s bis 60 s erfolgt oder das nicht prästabilisierte Multifilamentgarn mit dem Gemisch besprüht wird.

Bevorzugt enthält die wässrige alkalische Lösung von 3 bis 15 mol/l mindestens eines Erdalkali- oder Alkalisalzes, bevorzugt eines Alkalihydroxids, besonders bevorzugt Kaliumhydroxid oder Natriumhydroxid.

Für den Fall, dass beim erfindungsgemäßen Verfahren von einem nicht prästabilisierten Multifilamentgarn ausgegangen wird, erfolgt zunächst eine wie voranstehend beschriebene Prästabilisierung. Hierbei ist im Anschluss eine Neutralisierung erforderlich, wobei bevorzugt das zuvor prästabilisierte Multifilamentgarn ein Neutralisierungsbad (Waschbad) durchläuft, welches eine wässrige saure Lösung mit einem ph-Wert kleiner 3, bevorzugt kleiner 2, besonders bevorzugt kleiner 1 enthält und Temperaturen von 5 bis 95 °C aufweist sowie eine Verweilzeit von 5 s bis 2 min, bevorzugt von 10 s bis 60 s realisiert wird. Dabei werden die im Modifizierungsbad vom prästabilisierten Multifilamentgarn aufgenommenen Alkalihydroxide zu einwertigen wasserlöslichen Salzen umgesetzt und ausgewaschen.

Weiter vorteilhaft kann sich an die thermische Stabilisierung, aus der das thermisch stabilisierte Multifilamentgarn resultiert, eine weitere Temperaturbehandlung unter Inertgas, insbesondere Argon oder Stickstoff, bei Temperaturen von 300 bis 3000 °C, bevorzugt bei Temperaturen von 300 bis 1600°C zur Herstellung von Kohlenstofffasern anschließen.

Die Erfindung betrifft zudem ein Multifilamentgarn, das durch ein wie zuvorstehend beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren erzeugt wurde.

Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung eine Kohlenstofffaser, die durch weitere thermische Behandlung, insbesondere auf die zuvor beschriebene weitere Temperaturbehandlung aus dem erfindungsgemäßen Multifilamentgarn hergestellt wurde.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der weiteren näheren Ausführungsformen und Beispielen näher erläutert, ohne die vorliegende Erfindung auf die speziell dargestellten Parameter zu beschränken. Als Ausgangsmaterial wird bevorzugt ein schmelzgesponnenes Endlos- Multifilamentgarn aus PAN-Copolymeren (PCT/EP2015/070769) verwendet, das nach dem in PCT/EP2015/070771 beschriebenen Verfahren in eine unschmelzbare Form überführt wurde. Dieses Fasermaterial wird im Folgenden als »prästabilisierter PAN Precursor« bezeichnet.

Der »prästabilisierte PAN Precursor« wird durch den erfindungsgemäßen Verfahrensschritt »thermisch stabilisiert«. Hierbei wird durch definierte Wärmebehandlung und simultane Dehnung der »prästabilisierte PAN Precursor« in einen Zustand überführt der vorzugsweise charakterisiert ist durch eine

Nichtbrennbarkeit, eine Schwarzfärbung, Faserfestigkeiten von > 50 MPa und Faserbruchdehnungen von > 3 % sowie einen Stabilisierungsgrad (DOS) von mindestens 30 %. Der Stabilisierungsgrad ist definiert durch den Anteil von Nitrilgruppen (C N) die sich in Folge der Wärmebehandlung nach dem erfin- dungsgemäßen Verfahrensschritt verändert haben (»Ex-Nitrilgruppen«), bezogen auf die Gesamtzahl von Nitrilgruppen im Ausgangsmaterial. Der Anteil von »Ex-Nitrilgruppen« wird zugänglich über Festkörper-NMR Messungen, wobei der Anteil der unveränderten Nitrilgruppen (C N) bestimmt wird und von der Gesamtzahl von Nitrilgruppen abgezogen wird.

In dem erfindungsgemäßen Verfahrensschritt wird der »prästabilisierte PAN Precursor« kontinuierlich bevorzugt durch einen an beiden Enden geöffneten und definiert beheizten Ofen transportiert, der mit Luftatmosphäre gespült wird. Durch Anlegen/Realisierung einer mechani- sehen Fadenspannung wird das Durchhängen das

»prästabilisierter PAN Precursor« verhindert und damit eine hohe Prozessstabilität erreicht. Durch Anwendung von Ofen-Temperaturen im Bereich von 20 bis 400 °C und Einwirkzeiten bei entsprechenden Temperaturen von 20 bis 100 min wird die »thermische Stabilisierung« erreicht. Mit zunehmender Wärmeenergie (Temperatur und Zeit), die auf den

»prästabilisierten PAN Precursor« einwirkt, steigt der Stabilisierungsgrad (DOS, Tabelle 1). Mit steigendem Stabilisierungsgrad sinken die mechanischen Faserfestigkeiten jedoch erheblich (Abbildung 1), so dass bei Temperaturen von > 220 °C der »prästabilisierte PAN Precursor« reißt und damit kein konti- nuierlicher Fasertransport nach dem erfindungsgemäßen Verfahrensschritt mehr möglich ist.

Überraschenderweise kann durch Dehnung (Stretch-Stabilisierung, Figur 1) des »prästabilisierten PAN Precursors« während des thermischen Behand- lungs-prozesses die Faserfestigkeit aufrecht erhalten werden, so dass bei Temperaturen > 220 °C ein kontinuierlicher Fasertransport nach dem erfindungsgemäßen Verfahrensschritt weiterhin möglich ist und Stabilisierungsgrade (DOS) von mindestens 30 % erreicht werden. Durch Stretch- Stabilisierung können Dehnungsraten von 0 bis 200 % realisiert werden.

Fig. 1 zeigt die mechanische Festigkeit von »thermisch stabilisierten« Fasern (nach dem erfindungsgemäßen Verfahren) in Abhängigkeit der angewendeten Temperatur, jeweils mit einer Dehnung des »prästabilisierten PAN Precursors« von 0 %, mit 30 % und mit 100 % die während dieser Temperaturanwendung aufgebracht wurde. Es sind Faserfestigkeiten von mindestens 50 MPa notwendig um einen kontinuierlichen Fasertransport sowie das Aufwickeln realisieren zu können.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene »thermisch stabilisierte« Fasermaterialien (Endlos-Multifilamentgarn) kann dann in einem weiteren thermischen Verfahrensschritt (Präcarbonisierung) bei Temperaturen zwischen 300 und 1000 °C und Einwirkzeiten bei entsprechenden Temperaturen von 10 bis 100 min behandelt und in eine »intermediäre« Kohlenstofffaser (C-Anteil > 80 %) überführt werden.

Die »intermediäre« Kohlenstofffasern können dann einem weiteren thermischen Verfahrensschritt (Carbonisierung) unterzogen werden, wobei sich der Kohlenstoffanteil der resultierenden Faser auf > 90 Gew % erhöht. Dazu werden die »intermediären« Kohlenstofffasern kontinuierlich durch einen Ofen transportiert und Temperaturen im Bereich von 1000 bis 2000 °C und Einwirkzeiten bei entsprechenden Temperaturen von 5 bis 60 min angewendet.

Optional kann die so erhaltende Kohlenstofffaser bei Temperaturen von 2000 bis 3000 °C noch graphitisiert werden.

Sowohl carbonisierte als auch graphitisierte Fasern können durch z.B. Wärmebehandlung in oxidierender Atmosphäre oder Plasmabehandlung oder Chemikalienbehandlung, an der Oberfläche physikalisch oder chemisch aktiviert werden.

Beispiele 1-9 Der »prästabilisierte PAN Precursor« wird durch den erfindungsgemäßen Verfahrensschritt entsprechend der unten aufgeführten Versuchsanordnung kontinuierlich durch zwei Rohröfen transportiert (Figur 2), die mit Luftatmosphäre gespült werden. Im unteren Ofen (3) wird durch die Anwendung von Tempe- raturen (Ti - T ₃ ) im Bereich von 100 bis 200 °C und Einwirkzeiten bei entsprechenden Temperaturen von 20 bis 80 min im Fasermaterial ein Stabilisierungsgrad von > 15 % eingestellt. Beispielsweise kann im unteren Ofen (3) ein Temperaturgradient eingestellt werden, dass in den jeweils separaten Zonen des Ofens gilt: Ti = 100°C, T ₂ = 150"C und T ₃ = 200°C. Nach dem Durchlaufen des unteren Ofens (3) gelangt das Fasermaterial in den oberen Ofen (8) und durchläuft diesen ebenfalls. In diesem thermischen Verfahrensschritt (Stretch- Stabilisierung) wird das Fasermaterial bei Temperaturen (T ₄ - T ₆ ) zwischen 150 und 350 °C und Einwirkzeiten bei entsprechenden Temperaturen von 5 bis 80 min behandelt. Durch das Geschwindigkeitsverhältnis der Fasertrans- porteinrichtungen (v ₃ /v ₂ ) wurden die Fasern um 0 %, 30 % bzw. 100 % gedehnt (Tabelle 1). Erst durch das Dehnen der Fasern während der Temperatureinwirkung kann der gesamte Prozess nach Figur 2 kontinuierlich geführt und aufrechterhalten werden. Das Resultat ist eine »thermisch stabilisierte« Faser, die durch Nichtbrennbarkeit, eine Schwarzfärbung, Faserfestigkeiten von > 50 MPa und Faserbruchdehnungen von > 3 % sowie einen Stabilisierungsgrad (DOS) von mindestens 30 % charakterisiert ist.

Vorrichtung, mit der sich ein thermisch stabilisiertes Multifilamentgarn nach der vorliegenden Erfindung herstellen lässt

Ein prästabilisiertes M ultifilamentgarn wird dabei von einer Rolle (1) abgewickelt und mittels einer mit einer Geschwindigkeit v _x laufenden Galette (2) in einen ersten Ofen (3) gegeben. Der Ofen wird dabei von Luft durchströmt und ist in drei Temperaturzonen (Ti, T ₂ , T ₃ ) unterteilt. I n der Temperaturzone Ti kann beispielsweise eine Temperatur von ca. 100 °C eingestellt werden. Die

Temperatur in der Temperaturzone T ₂ kann beispielsweise ca. 150 °C betragen, die Temperatur der Temperaturzone T ₃ beispielsweise ca. 200 °C. Die separate Temperierung in den einzelnen Zonen des Ofens (3) kann dabei mittels separaten, in den jeweiligen Zonen vorgesehenen Heizelementen (4) er- folgen. Der abgewickelte Faden wird kontinuierlich durch den Ofen transportiert. Mittels eines Spannungsmesssensors (5) kann die am Multifilamentgarn anliegende Spannung ermittelt werden. Das aus dem unteren Ofen (3) austretende Multifilamentgarn wird mittels weiterer Galetten (6) und (7) umgelenkt und einem zweiten Ofen zugeführt. Im in Figur 2 dargestellten beispielhaften Fall kann die Geschwindigkeit, mit der die Galetten (2) und (6) laufen, gleich sein, so dass gilt: v _x = v ₂ . Mittels der Galette 7 wird das Multifilamentgarn in dem oberen Ofen (8) zugeführt, der ebenso mit Luft durchströmt wird. Auch dieser weitere Ofen (8) ist in drei Temperaturzonen T ₄ , T ₅ und T ₆ unterteilt, wobei die Temperaturen der Temperaturzone T ₄ ca. 150 °C, der Temperaturzone T ₅ ca. 200 °C und in der Temperaturzone T ₆ ca. 250 °C betragen kann. Auch im Ofen (8) sind separate Heizelemente (4) vorhanden, die eine separate Temperierung der Zonen ermöglichen. Nach Austritt des nunmehr thermisch stabilisierten Multifilamentgarnes kann eine weitere Spannungsmessung mittels des Spannungssensors (9) erfolgen. Das thermisch stabilisierte Multifilamentgarn wird dabei mittels der Galette (10) abgezogen, die mit einer Geschwindigkeit v ₃ läuft. Die Geschwindigkeit v ₃ ist dabei größer als die Geschwindigkeit v ₂ der Galette (7), so dass zumindest im oberen Ofen ein Recken des Multifilamentgarnes vorgenommen wird. Das endgültig thermisch stabilisierte Multifilamentgarn wird abschließend auf einer Rolle (11) aufgewickelt.

Tabelle 1: Charakteristika der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren »thermisch stabilisierten« Fasern. Fasern, die während der Wärmebehandlung nicht gedehnt wurden (0 %), können nicht kontinuierlichen transportiert werden. DOS: Stabilisierungsgrad