DE69129647T2

DE69129647T2 - Herstellung von Para-Aramide-Pulp durch von Schwerkraft induzierte Scherkraft

Info

Publication number: DE69129647T2
Application number: DE69129647T
Authority: DE
Inventors: Joseph J. Newark Delaware 19713 Duffy; Jon David Midlothian Virginia 23112 Hartzler; Robert Anthony Hockessin Delaware 19707 Marin; Richard D. Wilmington Delaware 19803 Mules
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1990-08-09
Filing date: 1991-08-09
Publication date: 1999-02-25
Anticipated expiration: 2011-08-10
Also published as: JPH04245908A; EP0470634A3; US5106560A; EP0470634A2; DE69129647D1; KR0185400B1; JP3004096B2; KR920004665A; EP0470634B1

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von para-Aramidpulpe mit Hilfe von gravitationsinduzierten Scherkräften und die dabei hergestellte Pulpe.
Die Nachfrage nach para-Aramidpulpe, wie beispielsweise die von E. I. du Pont de Nemours & Co. unter der Marke Kevlar® im Handel erhältlich Poly(p-phenylenterephthalamid)-Pulpe, ist ständig gewachsen. Wegen ihrer Hochtemperaturstabilität, Festigkeit und Abriebbeständigkeit ist para-Aramidpulpe zunehmend als Ersatz für Asbest in Bremsbelägen und Dichtungen eingesetzt worden. Para-Aramidpulpe wird in neu entwickelten Papieren, Laminaten und Kompositen für Anwendungszwecke eingesetzt, bei denen eine hohe Festigkeit und Temperaturstabilität benötigt werden; und para-Aramidpulpe findet als Verstärkungsmittel in Kompositelastomerstrukturen Anwendung, wie beispielsweise in Reifen und Schläuchen und dergleichen.
Das am 24. Oktober 1989 auf die Anmeldung von Park et al. ausgegebene US-Patent Nr. 4,876,040 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von pulpeartigen Kurzfasern aus aromatischem Polyamid durch Extrudieren einer Vorpolymerspinnmasse in eine koagulierende Flüssigkeit unter Scherbedingungen zwischen der Spinnmasse und der koagulierenden Flüssigkeit.
Das am 16. April 1985 auf die Anmeldung von Yoon et al. ausgegebene US-Patent Nr. 4,511,623 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von pulpeartigen para-Aramidfasern unter Anwendung einer katalysierten Hochgeschwindigkeits- und Hochscherreaktion mit Polymerem einer inhärenten Viskosität von mehr als 5,0 dl/g.
Die meiste para-Aramidpulpe wird durch Spinnen von orientierten kontinuierlichen Fasern aus para-Aramidpolymerem nach dem Trockenstrahl-Naßspinnverfahren, wie dies in dem US-Patent Nr. 3,767,756 offenbart ist, und anschließender mechanischer Umwandlung der Fasern in Pulpe hergestellt. Das Spinnen von para-Aramidfasern ist ein teures und kompliziertes Verfahren. Die im Namen von Brierre et al. am 05. Juni 1989 eingereichte US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 07/358,811, welche der EP-A-0 348 996, Anmeldung 89 11 930.7, entspricht, offenbart ein Verfahren zur Herstellung von para-Aramidpulpe durch Extrudieren einer polymerisierenden anisotropen Lösung von para-Aramid, Inkubieren der extrudierten Lösung unter Erzielung eines ausreichenden Molekulargewichts des para-Aramids, um die Lösung zu gelieren, Schneiden des Gels und Isolieren der Pulpe aus dem Gel. Die Extrusion ist bei diesem Verfahren notwendig, um eine Orientierung der para-Aramidpolymermoleküle zu erreichen, was wiederum zur Erzeugung der Pulpe notwendig ist. Da die zu extrudierende Lösung aktiv polymerisiert, besteht eine Neigung, daß die Düse an der Grenzfläche zwischen der Düse und der Lösung mit stagnierendem Polymerem verschmutzt wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung von para-Aramidpulpe mit Hilfe von Gravitationskräften zur Verfügung. Die para-Aramidpulpe wird hergestellt durch ein Verfahren, umfassend:
a) Bereitstellen einer polymerisierenden para- Aramidlösung;
b) Gießen der Lösung auf einen geneigten Träger, welcher einen geeigneten Winkel zur Horizontalen bildet, damit die Lösung zum Fließen gebracht wird, was zu einer optisch anisotropen flüssigen Lösung führt;
c) Halten der Lösung auf dem Träger bis die Lösung ein Gel bildet;
d) Isolieren der para-Aramidpulpe aus dem Gel.
Das Gel kann in ausgewählten Intervallen quer in bezug auf den Fluß der Lösung geschnitten werden, bevor die Pulpe isoliert wird, sofern dies wünschenswert ist.
Die Erfindung stellt auch eine Vorrichtung zum Orientieren von Polymerem, welches in einer polymerisierenden Polymerlösung gelöst ist, mit Hilfe von durch Schwerkraft induzierten Scherkräften zur Verfügung, umfassend:
a) eine kontinuierliche erneuerbare, längliche Trägerfläche, die zur Horizontalen geneigt ist;
b) zur Trägerfläche benachbarte Mittel, um die polymerisierende Polymerlösung auf die Trägerfläche zu gießen;
c) Mittel zur Bewegung der Trägerfläche, um der ausgegossenen Polymerlösung kontinuierlich einen neuen Abschnitt der Trägerfläche zur Verfügung zu stellen;
d) Mittel zum Halten der Polymerlösung auf der Trägerfläche für eine geeignete Zeitspanne, um die Fortsetzung der Polymerisation des Polymeren zu gestatten, bis die Lösung ein Gel wird;
e) Mittel zur Entfernung des Gels von der Trägerfläche.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Fig. 1 erläutert das erfindungsgemäße Verfahren, wie es auf einem unbeweglichen geneigten Träger durchgeführt werden könnte.
Die Fig. 2 und 3 erläutern das erfindungsgemäße Verfahren, wie es auf sich bewegenden, geneigten Trägern durchgeführt werden könnte.
Die Fig. 4 und 5 stellen Querschnittansichten der beiden Ausführungsformen der geneigten Träger dar.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Lösung auf einen geneigten Träger gegossen, die einen Winkel von 5 bis 75º zur Horizontalen bildet, und der sich von der Horizontalen nach oben bewegt. Der Winkel und die Bewegung werden so ausgerichtet, daß sich eine mittlere Scherung von 1 bis 35 sec&supmin;¹ und vorzugsweise 2 bis 10 oder vielleicht so hoch wie 15 sec&supmin;¹ ergibt. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird die Lösung auf dem Träger gehalten, bis sie geliert, und bei einer be vorzugten Ausführungsform dort inkubiert. Wenn die Lösung geliert ist, wird sie quer zur Strömung der Lösung auf dem Träger geschnitten. Das Gel wird auf eine solche Weise und unter solchen Bedingungen inkubiert, daß ein erhöhtes Molekulargewicht des para-Aramids erhalten wird.
Die para-Aramidpulpe wird aus dem quergeschnittenen Gel isoliert, beispielsweise durch mechanische Bewegung in einem flüssigen Medium. Das geschnittene Gel kann in eine Mühle gegeben werden, die eine wäßrige alkalische Lösung enthält. In der Mühle wird das Gel neutralisiert und koaguliert und zugleich verkleinert, um eine Pulpeaufschlämmung zu erzeugen, aus der die Pulpe leicht gewonnen werden kann. Andere annehmbare flüssige Medien umfassen Wasser, Amidlösungsmittel, wie beispielsweise N-Methylpyrrolidon, und dergleichen.
Das erfindungsgemäße Verfahren erzeugt die Pulpe direkt aus einer Polymerisations-Reaktionsmischung ohne Extrusion und eliminiert die Erfordernisse für spezielle Extrusionsgeräte, -materialien und -verfahren. Bei der am meisten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das para-Aramid ein Homopolymeres - Poly(p-phenylenterephthalamid). Die für dieses Verfahren benötigten einzigen Chemikalien sind p-Phenylendiamin, Terephthaloylchlorid, das Polymerisationslösungsmittelsystem und eine Koagulationsflüssigkeit zur Isolierung der Pulpe aus dem Gel. Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders gut für die kontinuierliche Pulpeproduktion im kommerziellen Maßstab geeignet.
Das erfindungsgemäße para-Aramidpulpeprodukt besteht im wesentlichen aus pulpeartigen, kurzen, fibrillierten Fasern aus para-Aramid, frei von Sulfonsäuregruppen und mit einer inhärenten Viskosität von zwischen 2,0 und 4, 5 dl/g und mit einer Dicke von zwischen 1 und 150 um, einer Länge von zwischen 0,1 mm und 35 mm und einer Oberfläche von mehr als etwa 2 m²/g. Die Pulpe besteht vorzugsweise im wesentlichen aus Poly(p-phenylenterephthalamid) (PPD-T).
Der Ausdruck "para-Aramid" soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung para-orientierte, vollständig aromatische Polycarbonamidpolymere und -copolymere bezeichnen, die im wesentlichen aus Wiederholungseinheiten der Formel
wobei Ar&sub1; und Ar&sub2;, die gleich oder verschieden sein können, zweiwertige para-orientierte aromatische Gruppen repräsentieren. Mit para-orientiert ist gemeint, daß die kettenverlängernden Bindungen der aromatischen Gruppen entweder koaxial oder parallel und entgegengesetzt ausgerichtet sind, beispielsweise substituierte oder unsubstituierte aromatische Gruppen, einschließlich 1,4-Phenylen, 4,4'-Biphenylen, 2,6-Naphthylen und 1,5-Naphthylen. Andere Substituenten an den aromatischen Gruppen als diejenigen, die Teil der kettenverlängernden Gruppen sind, sollten nichtreaktiv sein und die Eigenschaften des Polymeren für die Verwendung zur Durchführung der vorliegenden Erfindung nicht nachteilig beeinflussen. Beispiele geeigneter Substituenten sind Chlor, Niederalkyl- und Methoxygruppen. Der Ausdruck para- Aramid soll auch para-Aramidcopolymere von 2 oder mehreren para-orientierten Comonomeren, einschließlich geringer Mengen von Comonomeren, bei denen die Säure- und Aminfunktionen an der gleichen aromatischen Spezies koexistieren, um fassen, beispielsweise Copolymere, die aus Reaktionsteilnehmern, wie beispielsweise 4-Aminobenzoylchloridhydrochlorid, 6-Amino-2-naphthoylchloridhydrochlorid und dergleichen hergestellt worden sind. Darüber hinaus soll para- Aramid auch Copolymere umfassen, die geringe Mengen an Comonomeren enthalten, die aromatische Gruppen aufweisen, die nicht para-orientiert sind, wie beispielsweise m-Phenylen und 3,4'-Biphenylen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von para- Aramidpulpe umfaßt das in Berührung bringen in einem Amidlösungsmittelsystem von im allgemeinen stöchometrischen Mengen an aromatischem Diamin, welches im wesentlichen aus para-orientiertem Diamin besteht, und aromatischem Disäurehalogenid, das im wesentlichen aus para-orientiertem aromatischem Disäurehalogenid besteht, um ein Polymeres oder Copolymeres gemäß der Formel I oben zu erzeugen. Der Ausdruck "bestehend im wesentlichen aus" soll hier andeuten, daß geringe Mengen an aromatischen Diaminen und Disäurehalogeniden, die nicht para-orientiert sind, und para-orientierte aromatische Aminosäurehalogenide eingesetzt werden können, vorausgesetzt, daß die Eigenschaften des erhaltenen Polymeren zur Durchführung der vorliegenden Erfindung nicht wesentlich geändert werden. Die aromatischen Diamine und aromatischen Disäurehalogenide und para-orientierten aromatischen Aminosäurehalogenide, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, müssen derart sein, daß das erhaltene Polymere die Eigenschaften besitzt, die für para- Aramide typisch sind, und eine optisch anisotrope Lösung in der für das Verfahren der vorliegenden Erfindung geforderten Weise bildet, und die Polymerisationslösung gelieren läßt, wenn die inhärente Viskosität des Polymeren zwischen 2 und 3 dl/g bei der geeigneten Lösungskonzentration liegt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen wenigstens 80 Mol-% des aromatischen Diamins aus p- Phenylendiamin und wenigstens 80 Mol-% des aromatischen Disäurehalogenid aus Terephthaloylhalogenid, beispielsweise Terephthaloylchlorid. Der Rest des aromatischen Diamins kann aus anderen para-orientierten Diaminen bestehen, einschließlich beispielsweise 4,4'-Diaminobiphenyl, 2-Methyl- p-phenyldiamin, 2-Chlor-p-phenylendiamin, 2,6-Naphthylendiamin, 1,5-Naphthylendiamin, 4,4'-Diaminobenzanilid und dergleichen. Es können ein oder mehrere solcher para-orientierter Diamine in Mengen bis zu 20 Mol-% zusammen mit dem p-Phenylendiamin eingesetzt werden. Der Rest des aromatischen Diamins kann Diamine einschließen, die nicht paraorientiert sind, wie beispielsweise m-Phenyldiamin, 3,3'- Diaminobiphenyl, 3,4'-Diaminobiphenyl, 3,3'-Oxidiphenylendiamin, 3,4'-Oxidiphenylendiamin, 3,3'-Sulfonyldiphenylendiamin, 3,4'-Sulfonyldiphenylendiamin, 4,4'-Oxidiphenylendiamin, 4,4'-Sulfonyldiphenylendiamin und dergleichen, obgleich es typischer Weise notwendig ist, die Menge solcher Coreaktanten auf etwa 5 Mol-% zu beschränken.
In ähnlicher Weise kann der Rest des Disäurehalogenids aus para-orientierten Säurehalogeniden bestehen, wie beispielsweise 4,4'-Dibenzoylchlorid, 2-Chlorterephthaloylchlorid, 2,5-Dichlorterephthaloylchlorid, 2-Methylterephthaloylchlorid, 2,6-Naphthylendicarbonsäurechlorid, 1,5-Naphthylendicarbonsäurechlorid und dergleichen. Es kann eines oder eine Mischung solcher para-orientierter Disäurehalogenide in Mengen bis zu etwa 20 Mol-% zusammen mit dem Terephthaloylchlorid eingesetzt werden. Andere Disäurehalogenide, die nicht para-orientiert sind, können in Mengen von gewöhnlich nicht mehr als etwa 5 Mol-% eingesetzt werden, wie beispielsweise Isophthaloylchlorid, 3,3'-Dibenzoylchlorid, 3,4'-Dibenzoylchlorid, 3,3'-Oxidibenzoylchlorid, 3,4'- Oxidibenzoylchlorid, 3,3'-Sulfonyldibenzoylchlorid, 3,4'- Sulfonyldibenzoylchlorid, 4,4'-Oxidibenzoylchlorid, 4,4'- Sulfonyldibenzoylchlorid und dergleichen.
Um es noch einmal zu wiederholen, es können bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bis zu 20 Mol-% para-orientierte aromatische Aminosäurehalogenide eingesetzt werden.
Bei der am meisten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird p-Phenylendiamin mit Terephthaloylchlorid unter Bildung des Homopolymeren Poly(p-phenylenterephthalamid) umgesetzt.
Das aromatische Diamin und das aromatische Disäurehalogenid werden in einem Amidlösungsmittelsystem vorzugsweise durch Niedertemperatur-Lösungspolymerisations-Verfahren (d. h. bei weniger als 60ºC) umgesetzt, ähnlich denjenigen, die in dem US-Patent Nr. 4,308,374 im Namen von Vollbracht et al. und US-Patent Nr. 3,063,966 im Namen von Kwolek et al. zur Herstellung von Poly(p-phenylenterephthalamid) beschrieben sind. Geeignete Amidlösungsmittel, oder Mischungen solcher Lösungsmittel, umfassen N-Methylpyrrolydon (NMP), Dimethylacetamid und Tetramethylharnstoff, enthaltend ein Alkalimetallhalogenid. Besonders bevorzugt ist NMP und Calciumchlorid, wobei der prozentuale Anteil des Calciumchlorids in dem Lösungsmittel zwischen 4 und 10%, bezogen auf das Gewicht des NMP, beträgt.
Zur Bereitstellung einer flüssigen, aktiv polymerisierenden Lösung gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Niedertem peratur-Lösungspolymerisation vorzugsweise so durchgeführt, daß zunächst eine gekühlte Lösung des Diamins in dem Amidlösungsmittel, welches Alkalimetallhalogenid enthält, hergestellt wird. Zu dieser Lösung wird das Disäurehalogenid hinzugesetzt. Während das Disäurehalogenid in einem Zuge zugesetzt werden kann, hat sich als bevorzugt herausgestellt, es in zwei Stufen zuzusetzen. In der ersten Stufe wird das Disäurehalogenid der auf zwischen 0ºC und 20ºC gekühlten Diaminlösung zugesetzt, bis das Molverhältnis von Säurehalogenid zu Diamin zwischen 0,3 und 0,5 liegt. Die erhaltene niedermolekulare "Vorpolymer"-Lösung wird dann gekühlt, um Reaktionswärme abzuziehen. In der zweiten Stufe wird der Rest des Säurehalogenids der Vorpolymer-Lösung unter Rühren und Kühlen der Lösung, falls gewünscht, zugesetzt. Für eine kontinuierliche Durchführung des Verfahrens kann ein Mischer, wie er in dem US-Patent Nr. 3,849,074 offenbart ist, in vorteilhafter Weise zum Einmischen des Säurehalogenids in die Vorpolymer-Lösung eingesetzt werden. Die Zugabe der zweiten Stufe wird geeigneter Weise in einem kontinuierlichen Mischer, dessen gesamte Flächen gewischt werden, durchgeführt. Wie dies auf dem vorliegenden Gebiet bekannt ist, ist die Reaktionsmischung gegenüber Feuchtigkeit empfindlich, und es ist wünschenswert, die Exposition an feuchte Luft oder andere Wasserquellen auf einem Minimum zu halten.
Bei der Herstellung der polymerisierenden para-Aramidlösung der vorliegenden Erfindung ist es wünschenswert, eine sorgfältig kontrollierte Reaktionsgeschwindigkeit zu erreichen. Im allgemeinen sind Polymerisationskatalysatoren für eine geeignete Polymerisation nicht notwendig und sollten nicht eingesetzt werden, wenn sie es erschweren, die Reaktionsgeschwindigkeit zu kontrollieren. Trotzdem muß die Reaktions geschwindigkeit ausreichend hoch sein, damit die Lösung innerhalb einer vernünftigen Zeitspanne geliert, nachdem sie auf den geneigten Träger gegossen worden ist, so daß die durch die Gravitationsströmung der Lösung erzeugte Orientierung nicht vor dem Gelieren verlorengeht, und damit die Lösung geliert während sie sich noch auf dem Träger befindet. Typische Reaktionsgeschwindigkeiten können derart sein, daß eine Zeitspanne in der Größenordnung von 1 bis 10 Minuten benötigt wird, damit die gründlich gemischte flüssige Lösung, die alle Reaktionsteilnehmer enthält, zu einem "weichen" Gel geliert. Bei einem kontinuierlichen Verfahren, bei dem zur Durchführung der Polymerisation ein Mischer verwendet wird, dessen gesamte Oberflächen gewischt werden, kann die Kontrolle über die Reaktion einer Lösung mit einer bestimmten Konzentration an Reaktionsteilnehmern erreicht werden, indem die Haltezeit im Mischer und/oder die Temperatur der Lösung eingestellt werden.
Ausreichende Mengen an Diamin und Disäure werden bei der Polymerisation eingesetzt, um eine solche Polymerkonzentration in der erhaltenen aktiv polymerisierenden Lösung zu erreichen, daß die Lösung während des Fließens auf dem geneigten Träger anisotrop ist oder wird und am Ende durch fortgesetzte Polymerisation ein Gel bildet. Die Löslichkeitsgrenzen der Reaktionsteilnehmer in dem Lösungsmittelsystem sollten im allgemeinen jedoch nicht vor dem Gießen der Lösung auf den geneigten Träger überschritten werden. Beispielsweise werden zur Herstellung von PPD-T vorzugsweise solche Mengen an Diamin und Disäure eingesetzt, die zu einer Polymerkonzentration von zwischen etwa 6,5 Gew.-% und etwa 11 Gew.-% führen.
Wenn die inhärente Viskosität des para-Aramidpolymeren vorzugsweise zwischen 0,5 und 2,2 dl/g, besonders bevorzugt zwischen 0,7 und 2 dl/g, liegt, und während die Reaktion immer noch fortläuft, wird die Lösung auf den geneigten Träger gegossen, um eine Strömung zu verursachen, die einen anisotropen Zustand erzeugt, in welchem Domänen von Polymerketten in Richtung der Strömung orientiert sind. Die Lösung polymerisiert während und nach der durch die Gießstufe erzeugte Strömung weiter; und die Gießstufe sollte früh genug initiiert werden, damit sich die inhärente Viskosität des Polymeren in dem geeigneten Bereich befindet, wenn die Lösung anfänglich der Strömung unterworfen wird.
Die Stufe des Gießens der Lösung auf einen geneigten Träger verursacht eine Strömung der Lösung, die geeignet ist, das Polymere nur aufgrund der durch Gravitation erzeugten Scherkräfte, einschließlich irgend einer Bewegung des geneigten Trägers, zu orientieren. Mindestens am Ende dieser Stufe ist die flüssige Lösung optisch anisotrop, d. h., mikroskopische Domänen der Lösung sind doppelbrechend, und eine Massenprobe der Lösung depolarisiert in der Ebene polarisiertes Licht, da die Lichttransmissionseigenschaften der mikroskopischen Domänen der Lösung sich mit der Richtung ändern. Die Ausrichtung der Polymerketten innerhalb der Domänen ist für die Lichttransmissionseigenschaften der Lösung verantwortlich. Wenn die aktiv polymerisierende Lösung auf dem geneigten Träger fließt, werden die Polymerketten in der Lösung in Richtung der Strömung orientiert.
Dabei ist zu verstehen, daß das Gießen der flüssigen Lösung nicht zu irgend einer Orientierung des Polymeren führt. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung bedeutet das Gießen der Lösung, daß man die Lösung aus einem Loch mit nur ge ringer Dicke ausfließen läßt, oder daß man die Flüssigkeit über einen Überlauf oder aus einem Gefäß ohne irgend eine andere Beschränkung ausfließen läßt. Das Gießen verursacht keine Orientierung - die Orientierung wird durch das Strömen auf dem geneigten Träger verursacht.
Die Strömung, die sich nach dem Ausgießen der Lösung auf den geneigten Träger ergibt, gleichgültig, ob der Träger sich bewegt oder nicht, führt zu einer Scherung über die Dicke der Lösung. Die mittlere Scherung in der Lösung, die durch dieses Strömen verursacht wird, liegt bei weniger als 35 sec&supmin;¹, vorzugsweise bei weniger als 15 sec&supmin;¹ und besonders bevorzugt zwischen 2 und 10 sec&supmin;¹. Es ist ein überraschendes Element der vorliegenden Erfindung, daß eine Strömung, die eine so geringe Scherung erzeugt, wirksam ist, um die para-Aramidmoleküle in einem zur Herstellung von Pulpe notwendigen Ausmaß zu orientieren. Es war überraschend, daß die lediglich aus der durch Gravitation erzeugten Strömung resultierende Scherung geeignet ist, eine ausreichende Orientierung zu verursachen, um ein faserförmiges Pulpeprodukt zu ergeben. Vor der vorliegenden Erfindung wurde angenommen, daß eine Scherung von mindestens 15 sec&supmin;¹ zur Herstellung von Pulpe notwendig ist.
Die erfindungsgemäße Strömung ist laminar, im wesentlichen undirektional und ganz oder im wesentlichen auf Gravitationskräfte zurückzuführen. Das Gießen einer viskosen Lösung auf einen stationären geneigten Träger dient der Initiierung einer nur auf Gravitationskräfte zurückzuführenden Strömung. Wenn sich der geneigte Träger bewegt, ist die Strömung der Lösung immer noch durch Gravitationskräfte verursacht. Um sich den infinitesimalen Beitrag irgend einer Bewegung des geneigten Trägers vorzustellen, kann man an eine Fördereinrichtung denken, die nicht geneigt ist, und man kann leicht einsehen, daß die auf die Fördereinrichtung gegossene Lösung zwar gefördert wird aber nicht fließt. Wegen der viskosen Natur der Lösung ist die durch die Gravitation bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung verursachte Strömung eine laminare Strömung und im wesentlichen unidirektional.
Die "mittlere Scherrate", so wie dieser Ausdruck hier verwendet wird, soll sich auf die durchschnittliche Scherrate beziehen. Die Scherrate kann als Gradient der Flüssigkeitsgeschwindigkeit angesehen werden; und für eine durch Gravitation auf einer geneigten Ebene induzierte laminare Strömung wird die Scherrate aus der folgenden Beziehung errechnet:
d = Dichte der Flüssigkeit
g = Gravitationskonstante (980 cm/sec²)
B = 90º minus Neigungswinkel zur Horizontalen
h = Flüssigkeitstiefe
m = Flüssigkeitsviskosität
Da die Scherrate eine lineare Funktion der Flüssigkeitsdicke ist; und da die Scherrate als gleich Null angesehen werden kann, wenn h an der freien Oberfläche der Flüssigkeit gleich Null ist, ist unter der mittleren Scherung die Hälfte der maximalen Scherrate zu verstehen. Wo die mittlere Scherrate in den hier vorliegenden Beispielen angegeben ist, ist diese berechnet worden.
Die Tiefe und die Viskosität der Flüssigkeit sind durch direkte Messung schwer zu ermitteln; und diese Werte können durch Lösen der folgenden Gleichungen berechnet werden:
und
wobei bedeuten
V(s) = Oberflächengeschwindigkeit der fließenden Flüssigkeit
Vcon = Geschwindigkeit des geneigten Trägers
Q = Volumetrische Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit
W = Breite der strömenden Flüssigkeit
Die Basis für die oben angegebenen Gleichungen kann in "Transport Phenomena", R. B. Bird, W. E. Stewart und E. N. Lightfoot, Kapitel 2, Seiten 34-43, Jon Wiley & Sons, Inc., New York, gefunden werden.
Die durch die Strömungsorientierung gebildete orientierte anisotrope Lösung wird für eine ausreichende Zeitspanne auf dem geneigten Träger gehalten, damit die Polymerisation fortschreiten kann, bis die Lösung ein Gel wird. Das Halten der Lösung auf dem geneigten Träger kann auch das Inkubieren des Polymeren umfassen. Das Halten der Lösung auf dem geneigten Träger ist nur notwendig bis die Lösung so weit geliert, daß sie von dem Träger entfernt werden kann; das Gel kann jedoch auch noch auf dem Träger weiter inkubiert werden, oder auch nachdem es von diesem entfernt worden ist. "Inkubieren" soll sich auf die Beibehaltung der Bedingungen beziehen, die zu einer fortgesetzten Polymerisation und/oder Fibrillenwachstum führen, und die die Orientierung der orientierten anisotropen Lösung aufrechterhalten. Die Bedingungen für die Inkubation können mit fortgesetzter Inkubation verändert werden. Die Inkubation beginnt mit der Orientierung der Lösung und endet mit der Isolierung der Pulpe aus dem Gel.
Die Inkubation kann beginnen, wenn die Polymerketten in der anisotropen Lösung orientiert sind und durch den Anstieg der Viskosität bis zur Gelierung orientiert bleiben. Während der anfänglichen Inkubation befindet sich die Viskosität der aktiv polymerisierenden Lösung in einem solchen Bereich, daß die Orientierung der Polymerketten in Lösung nicht merklich unorientiert wird, bevor die Lösung geliert. Die Lösungsviskosität am Beginn der Inkubation kann innerhalb eines Bereiches variieren, der von der Konzentration und der inhärenten Viskosität des Polymeren in der Lösung abhängt. Es wird angenommen, daß ein geeigneter Viskositätsbereich am Beginn der Inkubation im allgemeinen der Viskosität einer Poly(p-phenylenterephthalamid)-NMP-CaCl&sub2;- Lösung mit einer Polymerkonzentration von zwischen etwa 6,5 und 11% entspricht und eine inhärente Viskosität des Polymeren im Bereich von 2 bis 3 dl/g aufweist. Die polymerisierende Lösung wird zu irgend einem Zeitpunkt, nachdem alle Komponenten der Lösung kombiniert worden sind, und bevor die Polymerisationsreaktion eine Lösungsviskosität erzeugt hat, die so hoch ist, daß die Lösung nicht fließen wird, auf den geneigten Träger gegossen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird jegliche Orientierung der Polymerketten nur durch das Strömen der Lösung auf dem geneigten Träger erreicht. Es gibt keine Orientierung der Polymerketten in der Lösung, bevor die Lösung auf den geneigten Träger gegossen worden ist, und es wird nur durch das Gießen keine merkliche Orientierung erreicht.
Die Temperatur der Lösung während der Strömung (Orientierung) kann durch Einstellen der Reaktionsgeschwindigkeit und der Lösungsviskosität kontrolliert werden. Während die Lösung geliert soll die Temperatur wünschenswerter Weise zwischen 15ºC und 60ºC, vorzugsweise zwischen 25ºC und 60ºC, liegen, um eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten. In höchst bevorzugter Weise wird die Temperatur zwischen 40ºC und 60ºC gehalten, bis die Lösung ein festes Gel geworden ist. Oberhalb 40ºC wird eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit erreicht, und es wird angenommen, daß oberhalb von 40ºC auch eine bessere Pulpeerzeugung in dem Gel resultiert. Bei der bevorzugten Ausführungsform, bei der als geneigter Träger eine sich bewegende Fördervorrichtung eingesetzt wird, beginnt die Inkubation auf dem Träger sobald die Lösung mit dem Träger in Berührung kommt und von dem Gießpunkt weg befördert wird; und die Lösung wird für eine ausreichende Zeitspanne auf dem Träger gehalten, so daß die Lösung gelieren kann. Um die Zeitspanne auf dem Träger zu verringern, kann die Lösung auf dem Träger erhitzt werden, um den oben beschriebenen Temperaturbereich zu erreichen und damit die Reaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen, so daß das Gelieren auf dem Förderband typischer Weise innerhalb von Minuten erfolgt. Vorzugsweise kann das Gelieren zu einem Ausmaß, daß es geschnitten werden kann, so eingestellt werden, daß es innerhalb von 2 bis 8 Minuten nach der Initiierung der Inkubation erfolgt.
Nach dem Gelieren wird das Gel in ausgewählten Intervallen quer in bezug auf die Strömung der Lösung geschnitten. "Quer" soll irgend einen Schnittwinkel bedeuten, der nicht parallel zur Strömung der Lösung liegt. Das Querschneiden des Gels wird so durchgeführt, daß die maximale Länge der Pulpefasern kontrolliert werden kann. Darüber hinaus wird angenommen, daß das Querschneiden der gerade gelierten Lösung zu einheitlicheren Längen der Pulpefasern führt. Bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der eine sich bewegende Fördervorrichtung verwendet wird, wird das Schneiden in Querrichtung geeigneter Weise durch Schneiden des Gels zu diskreten Stücken auf der Fördervorrichtung oder kurz nachdem es die Fördervorrichtung verlassen hat, durchgeführt, und zwar mit einem Drahtschneider mit einem Schnittakt, der der Förderbandgeschwindigkeit proportional ist, um einheitliche Schnittlängen zu garantieren. Das Schneiden des Gels bald nach dem Gelieren gestaltet ein kontinuierliches Verfahren unter Verwendung einer sich bewegenden Fördereinrichtung einfacher, da die Förderbandlänge nur lang genug sein muß, um die Zeitspanne zur Verfügung zu stellen, damit die Lösung geliert. Das Gel wird in Intervallen von 5 bis 35 mm und vorzugsweise von weniger als 25 mm geschnitten. Das Gel wird geschnitten, wenn es ausreichend hart geworden ist, damit die Gelstücke nicht an der Schneidevorrichtung haften und während der normalen Handhabung nicht übermäßig zerstört werden.
Die Inkubation kann nach dem Schneiden fortgesetzt werden, so daß die Polymerisation zur Erhöhung der inhärten Viskosität des Polymeren und zur Erleichterung des Wachstums der Pulpelänge fortgesetzt werden kann. Um den Zeitraum der fortgesetzten Inkubation auf einem Minimum zu halten, wird die Temperatur vorzugsweise oberhalb Zimmertemperatur ge halten, vorzugsweise zwischen 40 und 55ºC. Die Dauer der fortgesetzten Inkubation ist variabel und hängt von dem gewünschten Produkt ab, sie sollte jedoch im allgemeinen länger als etwa 20 Minuten bei 40 bis 55ºC dauern; und sie kann so lange wie 8 Stunden oder mehr bei diesen oder höheren Temperaturen dauern. Die fortgesetzte Inkubation beeinflußt die Größenverteilung der erzeugten Pulpe, da die fortgesetzte Inkubation in Verbindung mit dem Schneiden die durchschnittliche Länge der Fasern in der Pulpe erhöht.
Zusätzliches Inkubieren kann als getrennte Verfahrensstufe durchgeführt werden, indem die geschnittenen Gelstücke bei erhöhten Temperaturen gelagert werden, und man kann das Material sich beispielsweise in Behältern oder auf einer sich langsam bewegenden Fördervorrichtung verfestigen lassen, um Raumbedürfnisse zu verringern. Typische r Weise sind die gehärteten Gelstücke stabil, und man muß keine speziellen Schutzmaßnahmen treffen, außer den Kontakt zu Wasser und mit feuchter Luft zu verhindern.
Die Pulpe wird nach der Inkubation aus dem geschnittenen Gel isoliert. Die Isolierung erfolgt durch Verringerung der Größe des Materials, wie beispielsweise durch Zerreißen oder Vermahlen des Gels und Waschen der erhaltenen Masse. Das Gel, aus welchem die Pulpe isoliert wird, enthält Polymerisationsnebenprodukte, von denen eines Säure ist. Die Isolierung der Pulpe umfaßt im allgemeinen die Neutralisierung dieser Säure. Die Größenverringerung kann vor oder vorzugsweise gleichzeitig mit der Neutralisierung erfolgen. Die Größenverringerung und die Neutralisierung werden geeigneter Weise durch in Berührung bringen des Gels mit einer alkalischen Lösung in einer Mühle oder in einer Mahlvorrichtung durchgeführt; und es kann auch geeigneter Weise ein mechanischer Refiner eingesetzt werden. Die erzeugte Pulpeaufschlämmung wird gewaschen, vorzugsweise in Stufen, um das Polymerisationslösungsmittel und andere Bestandteile des Gels zu entfernen. Das Lösungsmittel kann aus sowohl der Neutralisierungslösung als auch dem Waschwasser zur Wiederverwendung zurückgewonnen werden. Die Pulpeaufschlämmung wird entwässert, wie beispielsweise durch Vakuumfiltration, und gegebenenfalls getrocknet, wie beispielsweise in einem Umluftofen. Falls gewünscht, kann die Pulpe in nassem, unkolabiertem, "niemals getrocknetem" Zustand, enthaltend wenigstens 30% Wasser, bezogen auf das Gewicht der trockenen Pulpe, geliefert werden.
Unter Bezugnahme nun auf die Figuren, erläutert die Fig. 1 das erfindungsgemäße Verfahren, wie es auf einem unbeweglichen, geneigten Träger durchgeführt werden könnte. Die polymerisierende para-Aramidlösung 10 wird entweder in einem Gefäß 11 oder anderswo zubereitet und dann in das Gefäß 11 überführt. Das Gefäß 11 soll allgemein eine Quelle für die polymerisierende Lösung darstellen, gleichgültig ob sie aus einem tatsächlichen Gefäß oder direkt aus einem Polymerisierungsreaktor kommt. Die Lösung 10 wird auf einen geneigten Träger 12 gegossen und abwärts auf dem Träger fließen gelassen, bis sie geliert. Nachdem die Lösung 10 geliert ist, wird sie quer zur Richtung der Strömung geschnitten und inkubiert.
Die Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der eine sich ständig erneuernde, bewegende Fördervorrichtung als geneigter Träger eingesetzt wird. In Fig. 2 wird die Lösung 10 aus dem Gefäß 11 auf das sich bewegende Förderband 13 der Fördervorrichtung 14 gegossen. Die Lösung 10 kann, wie gewünscht, kontinuierlich oder nicht kontinuierlich gegossen werden. Die Fördervorrichtung 14 umfaßt Rollen 15 und 16, von denen wenigstens eine zur Bewegung des Förderbandes 13 angetrieben wird. Das Förderband 13 wird in einem Winkel 17 zur Horizontalen eingerichtet. Der Winkel 17 kann von 5 bis 75º reichen. Das Förderband 13 kann flach oder konkav sein, oder es kann zur Aufnahme der Lösung eine Rinne mit Wänden umfassen. Die Fig. 4 zeigt eine Querschnittsansicht des Förderbandes 13, welche so gestaltet ist, daß es eine leicht konkave Form hat, um bei der Aufnahme der Lösung 10 hilfreich zu sein. Die Fig. 5 zeigt eine Querschnittsansicht des Förderbandes 13, welche mit parallelen, längsgestreckten Wänden 32 ausgestattet ist, die eine Rinne bilden und dabei helfen, die Lösung 10 seitlich aufzunehmen. Die untere Grenze für den Winkel 17 kann jeder beliebige Winkel sein, der eine im wesentlichen unidirektionale Strömung der Lösung gestattet. Weniger als 5º gestatten keine geeignete Strömung, um das Ziel des Verfahrens zu erreichen, und mehr als 75º führen zu Problemen der Verfahrenskontrolle. Wenn das Förderband 13 so gestaltet ist, daß es eine flache Oberfläche besitzt, scheint die untere Grenze für den Winkel 17 etwa 15º zu sein.
Beim Betrieb, wenn sich das Förderband 13 nach oben bewegt, nimmt die Viskosität der Lösung wegen der fortschreitenden Polymerisation der Reaktionsteilnehmer in der Lösung zu, und an einem gewissen Punkt entlang des Förderbandes 13 geliert die Lösung 10, und die Orientierung der Polymerketten wird in das gelierte Material eingefroren. Die gelierte Lösung 10 bewegt sich in Richtung des oberen Teils der Fördervorrichtung 14, um die Rolle 16 herum und wird am Ort des Abstreifmessers 18 von dem Förderband 13 abgetrennt. Wenn ein zusätzlicher Längenabschnitt oder eine zusätzliche Zeitspanne für das Gelieren der Lösung 10 benötigt wird, kann das Abstreifmesser 18 unterhalb des Förderbandes 13 weiter nach unten verschoben werden. Die gelierte Lösung 10 wird quer zur Strömungsrichtung mit Hilfe einer Schneidvorrichtung 19 geschnitten, die benachbart zur Trägeroberfläche angeordnet ist, und die geschnittenen Stücke 20 werden in dem Behälter 21 gesammelt. Die Schneidvorrichtung 19 soll allgemein jede beliebige Schneidvorrichtung repräsentieren, die für den vorliegenden Zweck verwendet werden kann. Solche Schneidvorrichtungen können gespannte Drähte, Guillotinen, Messer, Scheren und dergleichen sein.
Die geschnittenen Stücke 20 werden inkubiert, und die erfindungsgemäße Pulpe wird durch Zerkleinern oder Verfeinern isoliert, wie dies zuvor beschrieben worden ist. Die Länge der Fördervorrichtung 14 kann so eingestellt werden, daß das Gel auf dem Förderband 13 inkubiert werden kann, bevor es geschnitten wird.
Es ist auch möglich, die Lösung 10 am oberen Ende der Fördervorrichtung, nahe der Rolle 16, auf das Förderband 13 zu gießen, und die Rollen so anzutreiben, daß sich das Förderband 13 anstelle nach oben nach unten bewegt; und entweder wird mit dem Gießen aufgehört, wenn die Lösung das Ende der Fördervorrichtung erreicht, oder das Gießen wird derart kontrolliert, daß die gelierte Lösung am Boden der Fördervorrichtung auf die gleiche Weise entfernt werden kann, wie sie am oberen Ende der Fördervorrichtung von dem Förderband entfernt wird, wenn dieses in die entgegengesetzte Richtung läuft.
Die Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der die Fördervorrichtung 22 in einen geneigten Trägerabschnitt 23 und in einen horizontalen Abschnitt 24 aufgeteilt ist, wobei beide durch die Rollen 25, 26, 27 und 28 definiert werden, von denen wenigstens eine angetrieben wird. Die Lösung 10 wird aus dem Gefäß 11 auf den geneigten Trägerabschnitt 23 gegossen, und die Lösung geliert zu irgend einem Zeitpunkt vor oder kurz nach dem Ende dieses Abschnittes, bei Rolle 26. Eine Schneidvorrichtung 29 wird eingesetzt, um die gelierte Lösung 10 auf dem horizontalen Abschnitt 24 zu schneiden, kurz vor oder nach den eingeschalteten Inkubationsheizvorrichtungen 30, die gegebenenfalls eingesetzt werden, um geeignete Inkubationsbedingungen sicherzustellen. Wenn es aus irgend einem besonderen Grund erwünscht oder erforderlich ist, können die Heizvorrichtungen 30 über der Lösung 10 auf dem geneigten Trägerabschnitt 23 der Vorrichtung dieser Fig. 3 oder über den geneigten Trägerabschnitten der Vorrichtungen der Fig. 1 oder 2 angebracht werden. Die geschnittenen Stücke 31 der gelierten Lösung 10 werden bei der Rolle 27 von der Fördervorrichtung 22 entfernt und für die Isolierung der Pulpe in dem Behälter 21 gesammelt. Es ist auch möglich, die Fördervorrichtung in einem Ofen oder innerhalb der Begrenzungen von erhitzten Abdeckungen anzuordnen, mit oder ohne den zusätzlichen Vorteil eines Inertgases, um die gelierte Lösung bei einer erhöhten Temperatur zu halten.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugte Pulpe besteht im wesentlichen aus kurzen fibrillierten Fasern von para-Aramid, vorzugsweise p-Phenylenterephthalamid, mit einer inhärenten Viskosität von wenigstens 2 dl/g. Da das Verfahren nicht das Spinnen aus einer Schwefelsäurelösung umfaßt, ist das para-Aramid frei von Sulfonsäuregruppen. Die Dicke der nach diesem Verfahren erzeugten pulpeartigen Fasern reicht von weniger als 1 um bis 150 um. Die Länge der nach diesem Verfahren erzeugten pulpeähnlichen Fasern kann von 0,1 mm bis 35 mm reichen, überschreitet jedoch niemals das Intervall des quergeschnittenen Gels. Die Pulpe ist auch durch Fibrillen gekennzeichnet, die eine wellenförmige, gliederförmige Struktur besitzen. Die Oberfläche dieses Produkts, gemessen durch Gas-Adsorptionsverfahren, ist größer als 2 m²/g, gegenüber derjenigen einer äquivalenten Menge an nicht zu Pulpe verarbeiteter, gesponnener Faser von weniger als 0,1 m²/g, was auf einen hohen Grad an Fibrillierung hinweist.
Wenn die Pulpe nicht auf einen Gehalt an Wasser von unterhalb 30%, bezogen auf das Gewicht der trockenen Pulpe, ("niemals - getrocknet") getrocknet wird, weist die Pulpefaser eine unkolabierte Struktur auf, die es bei Pulpe, die aus gesponnener Faser erzeugt worden ist, nicht gibt.
Das erfindungsgemäße Pulpeprodukt zeigt beim Einsatz in üblichen Anwendungsbereichen, wie bei Friktionsprodukten und Dichtungen, ein Leistungsverhalten, das im wesentlichen demjenigen von solcher Pulpe äquivalent ist, die auf herkömmliche Weise hergestellt worden ist, d. h. durch Schneiden und Raffinieren von gesponnener Faser, obgleich die inhärente Viskosität des Polymeren in der erfindungsgemäßen Pulpe geringer sein kann als desjenigen in der aus gesponnener Faser hergestellten Pulpe.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, wobei die folgenden Testverfahren angewandt worden sind.

Testverfahren

Inhärente Viskosität

Die inhärente Viskosität (IV) ist durch die folgende Beziehung definiert:
IV = ln(ηrel)/c
wobei c die Konzentration (0,5 g Polymeres in 100 ml Lösungsmittel) der Polymerlösung und ηrel (relative Viskosität) das Verhältnis zwischen den Fließzeiten der Polymerlösung und des Lösungsmittels, gemessen bei 25ºC in einem Kapillarviskositimeter, bedeuten. Die hier angegebenen und spezifizierten Werte für die inhärente Viskosität wurden unter Verwendung konzentrierter Schwefelsäure (96% H&sub2;SO&sub4;) bestimmt.

Oberfläche

Die Oberflächen werden unter Anwendung eines BET-Stickstoff-Absorptionsverfahrens unter Einsatz eines Strohlein- Oberflächenmeßgerätes, Standard Instrumentation, Inc., Charleston, West Virginia, bestimmt. Die gewaschenen Pulpeproben werden in einem austarierten Probekolben getrocknet, gewogen und in das Gerät gegeben. Stickstoff wird bei der Temperatur des flüssigen Stickstoffs absorbiert. Die Adsorption wird anhand der Druckdifferenz zwischen dem Probekolben und einem Vergleichskolben (Manometerablesungen) bestimmt, und die spezifische Oberfläche wird aus den Manometerablesungen, dem barometrischen Druck und dem Probengewicht berechnet.

Länge- und Breite-Messungen

Etwa 5 mg getrocknete und gelockerte Pulpe werden zerfasert und ausgebreitet. Die Faserlängen und -breiten werden unter Verwendung eines Mikroskops mit 10 bis 70-facher Vergrößerung und einem Präzisions-Millimeter-Retikel gemessen.

Suspensionstiefe

Ein halbes Gramm getrockneter Pulpe wird zusammen mit 150 ml Wasser in ein 1 l Mischgefäß gegeben, und die Pulpe wird 30 Sekunden eingeweicht. Der Mischer wird 2 Minuten bei etwa 13.500 UpM in Betrieb gesetzt. Der Inhalt des Mischers wird in einen 250 ml Glasbecher überführt; und die restlichen Pulpefasern werden aus dem Mischergefäß mit ein paar Millilitern mehr Wasser ausgespült. Nach etwa 2 Minuten wird die abgesetzte Höhe der suspendierten Pulpeschicht in Millimetern gemessen, was die Suspensionstiefe angibt.
Der Glasbecher hat einen Innendurchmesser von etwa 63 mm, und die Höhe der Wassersäule in dem Becher beträgt etwa 50 mm.
Von der Suspensionstiefe wird angenommen, daß sie ein Maß für den Fibrillierungsgrad und das Länge-Zu-Breite-Verhältnis (L/W) des erfindungsgemäßen Pulpeproduktes ist. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wurde eine Pulpe als annehmbar betrachtet, die eine Suspensionstiefe von mehr als 20 mm zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Herstellung von Poly(p-phenylenterephthalamid)-Lösungen

In dem folgenden Beispiel wird Pulpe nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt. Das Verfahren erfordert den Einsatz einer aktiv polymerisierenden Lösung von para- Aramidpolymerem, welches eine geeignete inhärente Viskosität und Lösungskonzentration aufweist, um unter den Bedingungen einer laminaren Strömung bei sehr niedriger mittlerer Scherung anisotrop zu sein. Die Lösung wird wie folgt, entweder ansatzweise oder auf kontinuierlicher Basis hergestellt (wobei Teile Gew.-Teile sind):
Eine Lösung von Calciumchlorid (42 Teile) in wasserfreiem N-Methylpyrrolydon (513 Teile) wird durch Rühren und Erhitzen auf etwa 90ºC hergestellt. Nach dem Kühlen der Lösung auf etwa 25ºC in einem trockenen Stickstoffstrom werden 29,3 Teile p-Phenylendiamin unter Mischen zugesetzt und die erhaltene Lösung wird auf etwa 10ºC gekühlt. Ein erster Teil des wasserfreien Terephthaloylchlorids (TCl) (19,25 Teile) wird unter Rühren zugesetzt. Nach der Auflösung des ersten Teils des TCl wird die Lösung auf eine Temperatur von -5 bis 30ºC gekühlt, und der restliche Teil des TCl (35,75 Teile) wird unter heftigem Mischen bis zur Auflösung zugesetzt. Das heftige Mischen wird während der sich einstellenden Polymerisation fortgesetzt.
Wenn die inhärente Viskosität des Polymeren in der noch polymerisierenden Mischung oberhalb 0,5 dl/g liegt, wird die Lösung auf einen geneigten Träger gegossen, um das Verfahren zu starten.
Das obige Verfahren dient der Herstellung einer Lösung, bei der die Polymerkonzentration 10 Gew.-% beträgt. Falls Lösungen unterschiedlicher Konzentrationen gewünscht werden, kann die Menge an Lösungsmittel entsprechend eingestellt werden; und die Eigenschaften der Lösung können von denjenigen der oben beschriebenen Lösung abweichen.

Beispiel 1

In diesem Beispiel wurde die Pulpe nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung eines geneigten Trägers hergestellt, der einen zur Horizontalen einstellbaren Winkel aufwies. Die oben beschriebene aktiv polymerisierende Lösung wurde auf den Träger gegossen, während der Träger mit verschiedenen Winkeln eingestellt wurde. Der Träger war eine flache Platte aus rostfreien Stahl und war dem in Fig. 1 dargestellten Träger ähnlich.
Ein Teil der Lösung wurde direkt aus dem Mischer überführt und am oberen Teil des geneigten Trägers für eine in der nachfolgenden Tabelle angegebene Zeitspanne gehalten, um einen Grad an fortgesetzter Polymerisation zu gestatten. Nach der angegebenen Zeitspanne fortgesetzter Polymerisation wurde die Lösung auf den Träger gegossen, und sie floß den Träger hinab, bis die Lösung gelierte und die Viskosität so hoch wurde, daß sie nicht länger fließen würde. Die gelierte Lösung wurde in etwa ¹/&sub2; Inch-Intervallen quer zur Strömungsrichtung geschnitten. Die geschnittenen Gelstücke wurden in einen Ofen gegeben, wo sie für etwa 60 Minuten auf etwa 45ºC erhitzt wurden.
Bei allen untersuchten Zeitabschnitten und Neigungswinkeln (Nr. 1 bis 6 der nachfolgenden Tabelle) wurde aus dem ge schnittenen Gel annehmbare Pulpe isoliert, indem das Gel in einen Waring-Mischerbecher in Wasser getaucht und der Mischer für einige Minuten mit hoher Geschwindigkeit betrieben wurde. Die erhaltene Pulpe wurde vier zusätzliche Male filtriert, in Wasser getaucht und in dem Mischer kurzzeitig gerührt und anschließend getrocknet. Die inhärente Viskosität des Polymeren des getrockneten Pulpeproduktes wurde bestimmt.

Beispiel 2

In diesem Beispiel wurde Pulpe gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung eines geneigten Trägers in Form einer Fördervorrichtung, die der in Fig. 2 dargestellten ähnlich war, hergestellt. Die Oberfläche der Fördervorrichtung bestand aus einem Fluorpolymeren, um die Entfernung der gelierten Lösung zu erleichtern; und die Fördervorrichtung war etwa 1,5 m lang und wurde in unterschiedlichen Winkeln zur Horizontalen eingestellt.
Eine wie oben beschriebene PPD-T-Lösung, jedoch mit einer Polymerkonzentration von 9,6%, wurde mit einer Geschwindigkeit von 16,4 g/sec auf den unteren Teil der Fördervor richtung gegossen. Die Fördervorrichtung wurde auf verschiedene Geschwindigkeiten eingestellt; in jedem Falle jedoch schnell genug, um zu verhindern, daß die Lösung von dem unteren Ende der Fördervorrichtung herunter lief, wenn diese ausgegossen wurde. Sobald die ausgegossene Lösung die Spitze der Fördervorrichtung erreichte, wurde mit dem Gießen aufgehört und die Fördervorrichtung angehalten. Man ließ die Lösung die Fördervorrichtung hinunter zurückfließen, bis sie gelierte und die Viskosität so hoch war, daß sie nicht länger fließen konnte. Etwa 2 Minuten nach dem Anhalten der Fördervorrichtung wurde das Gel in Intervallen von etwa 1 bis 2 cm quer zur Lösungsströmung geschnitten, und das geschnittene Gel wurde von der Fördervorrichtung in einen Ofen überführt, wo es für 60 Minuten auf etwa 45ºC erhitzt wurde.
Nach dem selben Verfahren, wie in Beispiel 1 oben beschrieben, wurde aus dem Gel annehmbare Pulpe isoliert (Nr. 1 bis 8 der nachfolgenden Tabelle).
"Ausgangs-Inh" bedeutet die inhärente Viskosität des Polyacetalharzpolymeren, so wie es auf das Förderband gegossen worden ist.

Beispiel 3

Bei diesem Beispiel wurde Pulpe nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung eines geneigten Trägers in Form einer Fördervorrichtung hergestellt. Die Oberfläche der Fördervorrichtung bestand aus einem Fluorpolymeren, um die Entfernung der gelierten Lösung zu erleichtern; und die Fördervorrichtung war etwa 1,5 m lang und wurde in einem Winkel von etwa 45º zur Horizontalen eingestellt.
Eine wie oben beschriebene PPD-T-Lösung, jedoch mit einer Polymerkonzentration von 9,4%, wurde mit einer Geschwindigkeit von 16,1 g/sec auf den unteren Teil der Fördervorrichtung gegossen. Das Polymere in der Lösung besaß eine inhärente Viskosität von etwa 1,1 dl/g. Die Fördervorrichtung wurde auf eine Geschwindigkeit von 16,5 cm/sec eingestellt - gerade ausreichend, um zu verhindern, daß die Lösung von dem unteren Ende der Fördervorrichtung herunter lief, als diese ausgegossen wurde. Als die ausgegossene Lösung die Spitze der Fördervorrichtung erreichte, wurde mit dem Ausgießen aufgehört und die Fördervorrichtung angehalten. Man ließ die Lösung auf der Fördervorrichtung zurück nach unten fließen, bis sie geliert war und die Viskosität so hoch war, daß sie nicht länger fließen konnte. Etwa 2 Minuten nach dem Anhalten der Fördervorrichtung wurde das Gel in Intervallen von etwa 1 bis 2 cm quer zur Lösungsströmung geschnitten, und das geschnittene Gel wurde aus der Fördervorrichtung in einen Ofen überführt, wo es für 60 Minuten auf etwa 45ºC erhitzt wurde.
Die Pulpe wurde nach dem gleichen Verfahren, wie in Beispiel 1 oben beschrieben, aus dem Gel isoliert. Die Pulpe wies eine gewichtsmäßige und eine arithmetisch gemittelte Länge von 0,74 bzw. 0,32 mm auf und besaß eine Oberfläche von 7 m²/g. Die Pulpenlängen wurden unter Verwendung eines Teilchengrößen-Verteilungs-Testgerätes ermittelt, welches als Kajaani-Model FS-100 bezeichnet wird und von Valmet Automation Company, Finnland, verkauft wird; und die Oberfläche wurde unter Verwendung eines Strohlein- Oberflächenmeßgerätes durch Einzelpunkt-BET- Stickstoffadsorption bestimmt.

Beispiel 4

Bei diesem Beispiel wurde Pulpe nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung eines geneigten Trägers in Form einer Fördervorrichtung hergestellt. Die Oberfläche der Fördervorrichtung bestand aus einem Fluorpolymeren, um die Entfernung der gelierten Lösung zu erleichtern; und die Fördervorrichtung war etwa 1,5 m lang und wurde in einem Winkel von etwa 30º zur Horizontalen eingestellt.
Eine wie oben beschriebene PPD-T-Lösung, jedoch mit einer Polymerkonzentration von 9,6%, wurde mit einer Geschwindigkeit von etwa 16 g/sec auf den oberen Teil der Fördervorrichtung gegossen. Das Polymere in der Lösung besaß eine inhärente Viskosität von etwa 1,15 dl/g. Die Fördervorrichtung wurde auf eine Abwärtsbewegung bei einer Geschwindigkeit von 9,1 cm/sec eingestellt. Sobald die ausgegossene Lösung den unteren Teil der Fördervorrichtung erreichte, wurde mit dem Ausgießen aufgehört und die Fördervorrichtung angehalten. Man ließ die Lösung die Fördervorrichtung hinunter laufen, bis sie gelierte und die Viskosität so hoch war, daß sie nicht länger fließen konnte. Das Gel wurde in Intervallen von etwa 1 cm quer zur Lösungsströmung geschnitten, und das geschnittene Gel wurde von der Förder vorrichtung in einen Ofen überführt, wo es für 60 Minuten auf etwa 45ºC erhitzt wurde.
Die Pulpe wurde nach dem gleichen Verfahren, wie in Beispiel 1 oben beschrieben, aus dem Gel isoliert. Die Pulpe hatte eine inhärente Viskosität von 2,81 dl/g und zeigte eine Suspensionstiefe von 23 mm.

Beispiel 5

Bei diesem Beispiel wurde Pulpe nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung unter Verwendung einer längeren Fördervorrichtung als geneigter Träger hergestellt. Die Fördervorrichtung war etwa 6 m lang und wurde in einem Winkel von etwa 45º zur Horizontalen eingestellt.
Eine wie oben beschriebene PPD-T-Lösung, jedoch mit einer Polymerkonzentration von 8,1%, wurde mit einer Geschwindigkeit von etwa 18,7 g/sec auf den unteren Teil der Fördervorrichtung gegossen. Das Polymere in der Lösung besaß eine inhärente Viskosität von etwa 1,56 dl/g. Die Fördervorrichtung wurde auf eine Geschwindigkeit 17,8 cm/sec eingestellt. Sobald die ausgegossene Lösung die Spitze der Fördervorrichtung erreichte, wurde mit dem Ausgießen aufgehört und die Fördervorrichtung angehalten. Man ließ die Lösung auf der Fördervorrichtung zurück nach unten fließen, bis sie gelierte und die Viskosität so hoch war, daß sie nicht länger fließen konnte. Das Gel wurde in Intervallen von etwa 1,1 cm quer zur Lösungsströmung geschnitten, und das geschnittene Gel wurde von der Fördervorrichtung in einen Ofen überführt, wo es für 60 Minuten auf etwa 45ºC erhitzt wurde.
Die Pulpe wurde nach dem gleichen Verfahren, wie in Beispiel 1 oben beschrieben, aus dem Gel isoliert. Die Pulpe besaß eine inhärente Viskosität von 2,81 dl/g, zeigte eine gewichtsmäßig und arithmetisch gemittelte Länge von 1,06 bzw. 0,42 mm und besaß eine Oberfläche von 5,9 m²/g sowie einen kanadischen Standard-Freiheitsgrad von 682 ml. Die Bestimmungen des kanadischen Standard-Freiheitsgrades wurden gemäß TAPPI Standard T227 m-58 durchgeführt.

Beispiel 6

Bei diesem Beispiel wurde Pulpe nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung unter Verwendung einer Fördervorrichtung mit einer darauf befindlichen flachen Rinne als geneigtem Träger hergestellt. Die Oberfläche der Rinne bestand aus einem Fluorpolymeren, um die Entfernung der gelierten Lösung zu erleichtern. Die Rinne war etwa 2,5 cm breit; und die Fördervorrichtung war etwa 1,5 m lang und wurde in verschiedenen Winkeln mit der Horizontalen eingestellt.
Eine wie oben beschriebene PPD-T-Lösung, jedoch mit einer Polymerkonzentration von 8,2%, wurde mit einer Geschwindigkeit von etwa 17,8 g/sec am unteren Teil der Fördervorrichtung in die Rinne gegossen. Das Polymere in der Lösung besaß eine inhärente Viskosität von etwa 1,2 dl/g. Die Fördervorrichtung wurde mit verschiedenen Geschwindigkeiten betrieben. Bei diesen Geschwindigkeiten lief nichts von der Fördervorrichtung herunter. Sobald die ausgegossene Lösung die Spitze der Fördervorrichtung erreichte, wurde mit dem Ausgießen aufgehört und die Fördervorrichtung angehalten. Man ließ die Lösung die Fördervorrichtung hinunter zurückfließen, bis sie gelierte und die Viskosität so hoch war, daß sie nicht länger fließen konnte. Die Fördervorrichtung wurde dann erneut angestellt, und Streifen des Gels wurden von der Fördervorrichtung entfernt und in Intervallen von etwa 1 cm quer zur Lösungsströmung geschnitten. Das geschnittene Gel wurde in einen Ofen überführt, wo es für 60 Minuten auf etwa 45ºC erhitzt wurde.
Aus dem Gel wurde nach dem gleichen Verfahren, wie in Beispiel 1 oben beschrieben, akzeptable Pulpe isoliert (Nr. 1 bis 7 der nachfolgenden Tabelle).
* Dieser Durchgang wurde ohne Rinne auf der Fördervorrichtung durchgeführt.
Zur Berechnung der mittleren Scherrate unter Anwendung der oben beschriebenen Gleichungen wurde die Dichte der Lösung als 1,05 g/cc angenommen und die Oberflächengeschwindigkeit der fließenden Flüssigkeit durch Messen der Zeitspanne ermittelt, die ein Teilchen auf der Oberfläche der Flüssigkeit schwamm, um etwa 15 cm nach Berührung mit dem geneigten Träger zurückzulegen.

Beispiel 7

Bei diesem Beispiel wurde Pulpe nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung unter Verwendung einer Fördervorrichtung mit darauf befindlicher flacher Rinne als geneigtem Träger hergestellt. Die Oberfläche der Rinne bestand aus einem Fluorpolymeren, um die Entfernung der gelierten Lösung zu erleichtern. Die Rinne war etwa 2,5 cm breit; und die Fördervorrichtung war etwa 6 m lang und wurde in einem Winkel von etwa 10º zur Horizontalen eingestellt.
Eine wie oben beschriebene PPD-T-Lösung, jedoch mit einer Polymerkonzentration von 8,35%, wurde mit einer Geschwindigkeit von etwa 18,1 g/sec am unteren Teil der Fördervorrichtung in die Rinne gegossen. Das Polymere in der Lösung besaß eine inhärente Viskosität von etwa 1,2 bis 1,4 dl/g. Die Fördervorrichtung wurde auf eine Geschwindigkeit von 5,6 bis 12,2 cm/sec eingestellt. Bei diesen Geschwindigkeiten lief nichts von der Fördervorrichtung herunter. Sobald die ausgegossene Lösung die Spitze der Fördervorrichtung erreichte, wurde mit dem Gießen aufgehört und die Fördervorrichtung angehalten. Man ließ die Lösung die Fördervorrichtung hinunter zurückfließen, bis sie gelierte und die Viskosität so hoch war, daß sie nicht länger fließen konnte. Die Fördervorrichtung wurde dann wieder angestellt und Streifen des Gels von der Fördervorrichtung in Längen von etwa 1,1 bis 1,5 m entfernt. Die Streifen wurden in Intervallen von etwa 1 cm quer zur Lösungsströmung geschnitten, und das geschnittene Gel wurde von der Fördervorrichtung in einen Ofen überführt, wo es für 60 Minuten auf etwa 45ºC erhitzt wurde.
Die Pulpe wurde nach dem gleichen Verfahren, wie oben in Beispiel 1 beschrieben, aus dem Gel isoliert. Die Pulpe besaß eine inhärente Viskosität von 2,71 bis 3,26 dl/g, eine Oberfläche von 7 m²/g und einen kanadischen Standard-Freiheitsgrad von 750 ml.

Beispiel 8

Bei diesem Beispiel wurde Pulpe nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung der Vorrichtung von Beispiel 7 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Fördervorrichtung mit Heiztüchern umwickelt war, um die Temperatur auf der Fördervorrichtung über 6,1 m ihrer Länge hinweg bei 40 bis 70ºC zu halten.
Eine wie oben beschriebene PPD-T-Lösung, jedoch mit einer Polymerkonzentration von 8,5%, wurde mit einer Geschwindigkeit von etwa 17,8 g/sec in die Rinne am Boden der Fördervorrichtung gegossen. Die Fördervorrichtung wurde auf eine Geschwindigkeit von 8,3 cm/sec eingestellt - ausreichend, um das Herabfließen der Lösung von dem unteren Ende der Fördervorrichtung zu verhindern, als diese ausgegossen wurde. Sobald die ausgegossene Lösung die Spitze der Fördervorrichtung erreichte, wurde mit dem Ausgießen aufgehört und die Fördervorrichtung wurde für den Zeitraum angehalten, der notwendig war, damit die Lösung gelierte. Die Fördervorrichtung wurde dann wieder angestellt, und Streifen des Gels in einer Länge von etwa 1 bis 1,5 m von der Fördervorrichtung entnommen. Die Streifen wurden in Intervallen von etwa 1 cm quer zur Lösungsströmung geschnitten, und das geschnittene Gel wurde von der Fördervorrichtung in einen Ofen überführt, wo es für 60 Minuten auf etwa 45ºC erhitzt wurde.
Die Pulpe wurde unter Verwendung einer Hammermühle, die mit einem vollständigen Hammersatz ausgerüstet war, aus dem Gel isoliert.
Die Pulpe besaß eine inhärente Viskosität von 3,3 dl/g, eine Oberfläche von 3,4 m²/g und einen kanadischen Standard- Freiheitsgrad von 750 ml.
Das Pulpeprodukt dieses Beispiels wurde in einem Labor- Refiner zur weiteren Modifizierung der physikalischen Eigenschaften der Pulpe veredelt. Der Refiner war ein Scheiben-Refiner von Sprout-Bauer mit einem Durchmesser von 30 cm. Das Plattenmuster war mit #18034 bezeichnet.
Eine Suspension von 200 g der Pulpe in 6 l Wasser wurde in eine Schneckenspeisevorrichtung gegossen, die den Refiner, der bei einer Scheibengeschwindigkeit von 1800 UpM mit einem Spalt von 0,64 mm zwischen den Platten betrieben wurde, mit Einsatzmaterial versorgte. Die Suspension wurde in einem Behälter gesammelt und nochmals durch den Refiner geführt. Der Spalt zwischen den Platten wurde auf 0,38 mm verringert, und die Suspension wurde 15 weitere Male durch den Refiner geführt. Anschließend wurde der Spalt auf 0,25 mm reduziert, und die Suspension wurde 20 zusätzliche Male durch den Refiner geführt.
Die Oberfläche der erhaltenen Pulpe betrug 9,4 m²/g, und der kanadische Standard-Freiheitsgrad lag bei 498 ml.

Beispiel 9

Bei diesem Beispiel wurde eine Reihe von Durchläufen unter Verwendung des geneigten Trägers von Beispiel 8 oben durchgeführt, wobei die Polymerisationskonzentration, die Fördergeschwindigkeit und die Inkubationszeit variiert wurden. Die Lösungsdichte betrug 1,05 g/cc, und die Lösung wurde mit Geschwindigkeiten von 18,9 g/sec für die Nr. 1 bis 3, 22,3 g/sec für die Nr. 4 und 5 und 25,6 /sec für Nr. 6, gemäß nachfolgender Tabelle, ausgegossen.
Die Pulpe wurde nach dem gleichen Verfahren, wie in Beispiel 1 oben beschrieben, aus dem Gel isoliert.
* Diese Probe ist kein erfindungsgemäßes Beispiel, da die Lösungskonzentration unterhalb derjenigen lag, die zur Erzielung eines geeigneten anisotropen Systems benötigt wird.

Beispiel 10

Bei diesem Beispiel wurde eine Reihe von Pulpen nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung unter Verwendung einer Vorrichtung hergestellt, die derjenigen von Beispiel 7 ähnlich war, mit der Ausnahme, daß die Fördervorrichtung bei einem Winkel von 10º 12,8 m lang war und mit Heiztüchern über 6,1 m ihrer Länge umwickelt war, um die Temperatur auf der Fördervorrichtung bei 40 bis 50ºC zu halten. Die Fördervorrichtung lief kontinuierlich, und das Gel wurde kontinuierlich von der Fördervorrichtung entnommen.
Wie oben beschriebene PPD-T-Lösungen, jedoch mit den in der Tabelle dieses Beispiels angegebenen Polymerkonzentrationen, wurden mit einer Geschwindigkeit von etwa 14,1 bis 20,2 g/sec in die Rinne am Boden der Fördervorrichtung gegossen. Die Fördervorrichtung wurde auf verschiedene Geschwindigkeiten eingestellt, die geeignet waren, ein Herablaufen vom unteren Ende der Fördervorrichtung zu verhindern und dennoch die Gelierung der Lösung zu gewährleisten, bevor diese die Spitze der Fördervorrichtung erreichte. An der Spitze der Fördervorrichtung wurde das Gel in Intervallen von etwa 2 cm quer zur Lösungsströmung unter Verwendung eines rotierenden Drahtschneiders geschnitten. Das geschnittene Gel wurde in einen Ofen gebracht, wo es für 8 Stunden auf etwa 46 bis 51ºC erhitzt wurde. Die Pulpe wurde nach dem gleichen Verfahren, wie in Beispiel 1 oben beschrieben, aus dem Gel isoliert. Die Pulpe zeigte inhärente Viskositäten und Suspensionstiefen, wie sie in der Tabelle angegeben sind. Die Lösungsdichte betrug 1,05 g/cc, und die Lösung wurde mit Geschwindigkeiten von 14,1 g/sec für die Nr. 1, 1,58 g/sec für die Nr. 2 und 3, 17,6 g/sec für die Nr. 4 und 5 und 20,2 g/sec für Nr. 6, gemäß nachfolgender Tabelle, ausgegossen.

Beispiel 11

Bei diesem Beispiel wurde eine Reihe von Pulpen nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der Vorrichtung von Beispiel 10 hergestellt.
Eine PPD-T-Lösung mit einer Polymerkonzentration von 10,7% wurde mit einer Geschwindigkeit von etwa 35,4 g/sec auf den unteren Teil der Fördervorrichtung gegossen. Die Fördervorrichtung wurde auf verschiedene geeignete Geschwindigkeiten eingestellt, um ein Herablaufen am unteren Ende der Fördervorrichtung zu verhindern und dennoch eine Gelierung der · Lösung zu erlauben, bevor diese die Spitze der Fördervorrichtung erreichte. An der Spitze der Fördervorrichtung wurde das Gel in Intervallen von etwa 2,5 cm quer zur Lösungsströmung unter Verwendung eines rotierenden Drahtschneiders geschnitten. Das geschnittene Gel wurde in einen Ofen gebracht, wo es für 8 Stunden auf etwa 49ºC erhitzt wurde. Die Pulpe wurde nach dem gleichen Verfahren, wie in Beispiel 1 oben beschrieben, aus dem Gel isoliert. Die Pulpe wies inhärente Viskositäten und Suspensionstiefen auf, wie sie in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt sind.
Die Lösungsdichte betrug 1,05 g/cc, und die Oberflächengeschwindigkeit wurde zu 6,1 cm/sec bestimmt.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer para-Aramidpulpe, umfassend:

a) Bereitstellen einer polymerisierenden para-Aramidlösung;

b) Gießen der Lösung auf einen geneigten Träger, welcher einen geeigneten Winkel zur Horizontalen bildet, damit die Lösung zum Fließen gebracht wird, was zu einer optisch anisotropen flüssigen Lösung führt;

c) Halten der Lösung auf dem Träger bis die Lösung ein Gel bildet;

d) Isolieren der para-Aramidpulpe aus dem Gel.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem sich der geneigte Träger bewegt, vorzugsweise nach oben.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Fließen der Lösung vollständig auf Gravitationskräften beruht, und bei welchem der Neigungswinkel des Trägers 5 bis 75º zur Horizontalen beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die gelierte Lösung aus Stufe c) in ausgewählten Intervallen quer in Bezug auf den Fluß der Lösung geschnitten wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Fließen der Lösung so geartet ist, daß die Lösung einer mittleren Scherung von 1 bis 35 sec&supmin;¹ ausgesetzt ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das para- Aramid Poly(p-phenylenterephthalamid) ist und eine inhärente Viskosität von 0,5 bis 2,2 dl/g in der Lösung, wie sie auf den geneigten Träger gegossen wird, aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die polymerisierende Lösung zum Fließen gebracht wird, während die Temperatur der Lösung zwischen 15º und 60ºC gehalten wird.

8. Verfahren zur Herstellung einer para-Aramidpulpe, umfassend

a) Bereitstellen einer flüssigen, aktiv polymerisierenden Lösung, die Polymerketten eines para-Aramids enthält, indem unter Bewegung im wesentlichen stöchiometrische Mengen an aromatischem Disäurehalogenid, bestehend im wesentlichen aus para-orientiertem aromatischem Disäurehalogenid, und aromatischem Diamin, bestehend im wesentlichen aus para-orientiertem aromatischem Diamin, in einem im wesentlichen wasserfreien Amidlösungsmittelsystem zusammengebracht werden;

b) Gießen der flüssigen Lösung, sobald die inhärente Viskosität des para-Aramids zwischen 0,5 und 2,2 dl/g beträgt, auf einen geneigten Träger, welcher einen geeigneten Winkel zur Horizontalen bildet, damit die Lösung zum Fließen gebracht wird, was zu einer optisch anisotropen flüssigen Lösung führt, welche Domänen von Polymerketten enthält, innerhalb welcher die Polymerketten aus para-Aramid im wesentlichen in Richtung des Fließens orientiert sind;

c) Halten der Lösung auf dem Träger für wenigstens eine Zeitspanne, die ausreicht, daß die genannte Lösung ein Gel wird;

d) Schneiden des Gels in ausgewählten Intervallen quer in Bezug auf den Fluß der Lösung;

e) Isolieren von para-Aramidpulpe aus dem Gel.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei welchem das para- Aramid Poly(p-phenylenterephthalamid) ist.

10. Vorrichtung zum Orientieren von Polymerem, welches in einer polymerisierenden Polymerlösung gelöst ist, mit Hilfe von durch Schwerkraft induzierten Scherkräften, umfassend:

a) eine kontinuierlich erneuerbare, längliche Trägerfläche, die zur Horizontalen geneigt ist;

b) zur Trägerfläche benachbarte Mittel, um die polymerisierende Polymerlösung auf die Trägerfläche zu gießen;

c) Mittel zur Bewegung der Trägerfläche, um der ausgegossenen Polymerlösung kontinuierlich einen neuen Abschnitt der Trägerfläche zur Verfügung zu stellen;

d) Mittel zum Halten der Polymerlösung auf der Trägerfläche für eine geeignete Zeitspanne, um die Fortsetzung der Polymerisation des Polymeren zu gestatten, bis die Lösung ein Gel wird;

e) Mittel zur Entfernung des Gels von der Trägerfläche.