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DE1807781A1 - Verfahren zum Herstellen von Akrylnitril-Synthese-Fasern - Google Patents

Verfahren zum Herstellen von Akrylnitril-Synthese-Fasern

Info

Publication number
DE1807781A1
DE1807781A1 DE19681807781 DE1807781A DE1807781A1 DE 1807781 A1 DE1807781 A1 DE 1807781A1 DE 19681807781 DE19681807781 DE 19681807781 DE 1807781 A DE1807781 A DE 1807781A DE 1807781 A1 DE1807781 A1 DE 1807781A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bath
spinning
nitric acid
threads
swelling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19681807781
Other languages
English (en)
Inventor
Toshio Ohfuka
Kazunori Sagara
Hideo Sato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Asahi Chemical Industry Co Ltd
Publication of DE1807781A1 publication Critical patent/DE1807781A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/06Wet spinning methods
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/02Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D01F6/18Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from polymers of unsaturated nitriles, e.g. polyacrylonitrile, polyvinylidene cyanide
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/28Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D01F6/38Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds comprising unsaturated nitriles as the major constituent

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)

Description

Hamburg ι den 4» November -19.6.8 59368
Priori tat: Japan. ».-Eat entanmeldung
Ir. 71692/1967 vom 9.11.1967
Anmelder; " '
Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha
25-1, 1-chome
Dojimahamadori, Kita-ku a
Osaka, Japan - - .
Verfahren zum Herstellen von Akrylnitril-Synthese-]?asern
Die Erfindung bezieht sioh auf ein Verfahren zum Herstellen von Akrylnitril-Synthese-lPasern«,
'bekannt, daß Acrylnitril-Synthese-Pasern sich durch überlegene physikalische und chemische Eigenschaften auszeichnen. Die Pasern fühlen sich angenehm an, sind füllig und trotzdem leicht, halten die Wärme sehr gut und lassen sich ausgeprägt colorieren.
Die Bildung einer fleckigen Pärbung auf gesponnenen synthetischen Pasern ist ein ernster Nachteil, der
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BAO
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häufig zu einer !beträchtlichen Minderung dejs wertes der Fasern führen kann. Insbesondere" im von -spithetis.ehen Fäden, äie Akr^lhitieia^Fase.rn enthalten, wird die wirtschaftliche Verwertung des Fasermaterials häufig durch die .ßildung von Überfärbungen oder Färbungsflecken
Wenn andererseits flaumige oder flauschige Fäden '■' v gefärbt werden,- wird der Farbton #es gefärbten i)r*- ■ Zeugnisses' glanzlos und fahl. Falls ein das aus fusseligen Fäden hergestellt ist, wird, erscheint das Druckmuster ziemlich ν Diese Fehler sind-seit langem bekannt und bilden fur die verarbeitung" die Hauptprobleme. Bs sind bereits '"
zahlreiche Vorschläge gemacht worden, .ohne daß wirk*-" '"
same Ergebnisse erzielt worden sind· , ■>■
Das Hauptziel der-Erfindung ist deshalb" die Schaffung1^; ■-.-.."■ eines verbesserten Verfahrens zum Hersteilend von Jkryl-fcee" nitril-oynthese-Fasern, die mit »einer bemerkens"werten .s«1' Grleichmäßigkeit gefärbt werden können, und bei denen itJAX^, die Bildung eines nachteiligen Flaums auf den Fasern :';-:ns'! auf ein Minimum verringert isty ohne daß· sich dadurch : die bereits erwähnten günstigen physikalischen und' chemischen Eigenschaften merklich verringern. ·
■- 3 -
BADORlGiNAL
Bs ist bekannt, daß es sehr schwierig ist, ein Verfahren zu finden, mit dem Synthese-Pasern hergestellt werden können, die zur Erreichung einer gleichmäßigen Pärbung verbesserte Pärbeeigenschaften aufweisen und sich außerdem noch dadurch auszeichnen, daß die Bildung von Noppen und Plaum oder Pusseln auf einen Kleinstwert verringert ist. Das erfindungsgemäße Verfahren erfüllt diese Forderungen in einem wünschens- (| werten Ausmaß, wie durch Vergleichsversuche festgestellt woraen ist.
Die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen von Akrylnitril-Synthese-Pasern umfaßt u.a. folgende Schrittes Auspressen einer Spinnflüssigkeit, bestehend aus einem Akrylnitrilpolymeren, das in Salpetersäure mit einer Konzentration von 60 Gewichtsprozenten gelöst ist, aus einer Spinndüse, die etwa 1 — 100 mm über der Plussigkeitsoberflache eines Koagulationsbades liegt, so daß die ausgestoßenen Päden durch den freien Luftraum, der zwischen der Spinndüse und der Badoberfläche liegt, unter solchen Bedingungen hindurch laufen, daß das in der Spinn- ·
flüssigkeit enthaltene Lösemittel im wesentlichen keine Verdampfung oder Verdunstung erleidet; Pühren der derart ausgestoßenen Päden durch das Bad, bis das Ausmaß der Quellung der Päden weniger als 350 fo er- . ,
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reicht; Herausnehmen der derart koagulieren und gequollenen Fäden aus dem Bad, und Auswaschen der Fäden durch Wasser zum Entfernen der Salpetersäure, und um das Ausmaß der .Quellung der derart ausgewaschenen Mden auf weniger als 300 fo zu halten·
Durch Anwendung des erfindungsgemäß verbesserten Verfahrens kann die Erzeugung von rauhen Stellen oder Noppen auf einen Kleinstwert gebracht und die färbungsfähigkeit zur Erreichung einer gleichmäßigen Färbung stark verbessert werden, wie aus der nachfolgenden Beschreibung erhellt. Es hat sich überraschend herausgestellt, daß zusätzlich zu den erwähnten günstigen Ergebnissen noch der Vorteil auftritt, daß bei Weiterverarbeitung der derart hergestellten Fäden in einem Turbo-Stapelungs-Vorgang, ZeB. in einer Perlokmawchine zur Herstellung von fülligen Garnen durch Erzeugung künstlicher Kräuselungen in einem späteren Vorgang, die bekannten Schwierigkeiten, die durch das Auftreten von "Turbo-Flügen" im Laufe des Faserschneidverfahrens in der Maschine entstehen, nach der Erfindung im wesentlichen verschwinden. ·
Im einzelnen werden füllige Garne vorzugsweise derart hergestellt, daß zwei Arten von'· Fasern, die unterschiedliche "Koeffizienten der Wärme zusammenziehung
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aufweisen, vermischt gesponnen und die derart gesponnenen Garne einer Wärmebehandlung durch Berührung mit einem erwärmten Medium, wie etwa kochendem Yfesser, Dampf oder ähnlichem, unterworfen werden. Dadurch werden die zur stärkeren Zusammenziehung neigenden Faserelemente veranlaßt, sich merklich mit Bezug auf die weniger zur Zusammenziehung neigenden Elemente
zusammenzuziehen und dadurch eine Milligkeit des Gar- i
nes zu erzeugen. Dieses die Mlligkeit verbessernde Verfahren wird weithin in der Textilindustrie verwendet. Zu diesem Zweck werden Turbostapler oder Perlokmaschinen in der Vorbereitungsstufe zum Schneiden der kontinuierlich hergestellten Jaden in Stapelfasern verwendet. Bei diesem Faserschneidverfahren wird ein Strang aus Akrylnitrilfäden in eine Wärmeauszieh— stufe gebracht, die zwei Wärmeplatten aufweist, und dort einer Ausziehung unter Spannung bei 120 - 160 C
unterworfen und darauf in Fasern durch Anwendung von momentanen Stoßen mittels Brecherstangen oder -schienen zerschnitten· Beträchtliche Schwierigkeiten treten jedoch häufig durch die Erzeugung einer merklichen Menge an Turboflügen auf, die aus kurzen .Abfallfasern bestehen, welche durch die starke unmittelbare Stoßberührung der Brecherstange mit den laden im Augenblick des Faserschneidvor^anges verursacht werdene Diese Erzeugung an Turbo-Flügen be- ·
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trägt allgemein "bis etwa 0,1 '/o des "behandelten Stranges ο .Palls die Menge der Turbo-Fluge groß ist, kann nicht nur die Arbeit des Turbo-Staplers fehlerhaft werden ; die Flüge werden auch in das Faserband hineingebracht und mit diesem vermischt, so daß die Qualitöt des daraus gesponnenen Garns erheblich verringert wird,,
In einem gewissen Ausmaß ist es auch möglich, die Bildung.von Turbo-Flügen dadurch zu verringern, daß genau gesteuerte 3pinnbedingungen für die Akrylnitril-Fäden angewendet werden, die unter Benutzung von Salpetersäure als Lösung für die Spinnflüssigkeit hergestellt werden, wobei man sich auf das Naßspinn— verfahren stützt» Aufgrund der angestellten Vergleichsversuche lassen jedoch die in dieser Beziehung erzielten Verbesserungen noch viel zu wünschen übrig, wenn die bisher bekannten Verfahren benutzt werden,,
Die Erfindung zeigt eine merkliche Verbesserung gegenüber den bekannten Vergleichsverfahren, bei welchem ein in einer Salpetersäurelösung zur Herstellung einer Spinnflüssigkeit gelöstes Akrylnitril-Polymer aus einer in einem Koagulationsbad eingetauchten Spinndüse ausgestoßen wird, wobei das Bad eine verdünnte Salpeteraäurelösung aufweist, und bei welchem die
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derart koagulierten Fäden aus dem Bad herausgenommen, mit V/asser ausgewaschen und verschiedenen Schritten zum Ausziehen, Trocknen und gegebenenfalls Schmälzen, Erwärmen, Kräuseln und anderen Vorgängen unterworfen werdeno Der Unterschied gegenüber diesen bekannten Verfahren besteht im wesentlichen in den folgenden drei Punkten!
1. Die Spinnflüssigkeit wird aus einer Spinndüse ausgestoßen, die 1--100 mm über der freien Flüssigkeitsoberfläche des Koagulationsbades angeordnet ist, wodurch die ausgestoßene Spinnflüssigkeit, bevor sie in das Bad eintritt, durch den freien Luftraum über der Badoberfläche hindurchgeht, ohne einen merklichen Verlust an in der Spinnflüssigkeit enthaltenem Lösemittel zu erleiden.
2. Das Ausmaß der Quellung der koagulierten Mden bei Herausnahme aus dem Koagulationsbad wird auf weniger als 350 gehalten.
3 ο Das Ausmaß der Quellung nach dem Auswaschen mit Wasser wird auf weniger als 300 $ gehalten.
Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden
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Beschreibung, in der einige bevorzugte Zahlenbeispie— ' Ie erläutert sind, und aus der beigefügten Zeichnung, die ein allgemeines Schema des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht.
Figo 1 und 2 zeigen zusammen eine bevorzugte Ausführungsform einer Spinnanlage zur Ausführung des ^ erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei entlang einer Teillinie X-X' die Darstellung in die beiden Figuren unterteilt worden ist.
In der Zeichnung ist eine Speiseleitung 1 dargestellt, welche aus einem nicht dargestellten Vorratsbehälter und mittels einer nicht dargestellten Dosierpumpe eine Spinnflüssigkeit, die durch Lösung eines Akrylnitrilpolymeren in Salpetersäure von etwa 60 - 80 $»iger Konzentration hergestellt worden ist, in einer * vorbestimmten Menge einer Spinndüse 2 zuführt, die
eine übliche Ausbildung hat und mit einer großen Anzahl von z.B. 10.000 Spinnöffnungen versehen ist«, Die derart ausgestoßene Spinnflüssigkeit hat die Form fein unterteilte^tröme, die schematisch bei 3 dargestellt sind, und fließt durch den freien Luftraum vom Ausgang der Spinnöffnungen zur freien Flüssigkeit soberf lache eines·in einem Behälter 5 befindlichen Koagulationsbades 4, ohne daß irgendein merk-
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S1"'1 !!! «Π!!!!!!»1/'"1! ;"! ■' -ί;.■ m.:-·." . ■. : "Ig11I1 . : i
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licher Verlust an in der Spinnflüssigkeit enthaltenem Lösemittel auftritt, Das Bad enthält eine verdünnte wässerige Salpetersäufelösung mit z.B, 33$iger Konzentrationo Die derart ausgestoßenen feinen Ströme werden in das Bad zur Koagulation eingeführt und dann mittels sich drehender Rollen 6 und 8 wieder herausgenommen, die in der dargestellten Weise angeordnet sind» Die Rollen 6 und 8 sind so angetrieben, daß sie sich ständig drehen, wobei die laden, wie bei 9 gezeigt, um beide herum geführt sind« Die Konzentration des Bades und die Dauer des Durchganges der derart koagulierten Fäden durch das Bad werden so gewählt, daß das Ausmaß der .Quellung der Fäden weniger als 350 °/o beträgt9 Die gequollenen und aus dem Bad genommenen Fäden werden durch ein Yfeschbad 7 geführt, das aus Wasser besteht und in einem Behälter 10 untergebracht ist« Dadurch wird die in den koagulierten Faden enthaltene Salpetersäure entfernt» In diesem Fall wird die Dauer des Durchganges der Fäden durch das Bad 7 so gewählt, daß das Ausmaß der Quellung der Faden höchstens 300·$ beträgto Die' Fäden laufen dann, wie bei 13 dargestellt, über Führungsrollen 11 und 12, die durch nicht dargestellte Mittel angetrieben sind, und werden unter Spannung- durch ein Aueziehbad 14 geführt, das kochendes Wasser enthält und in einem Behälter 15 untergebracht ist. Die Fäden werden um 300 oder mehr zwischen den sich drehenden Rollen 11
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und 16 ausgezogen und danach, getrocknet»
Wie bei 18 dargestellt, laufen die Fäden um die Führungsrollen 16 und 17 herum, die durch, nicht dargestellte Antriebsmittel angetrieben sind. Die derart ausgezogenen und getrockneten Fäden können durch, verschiedene zusätzliche Schritte weiter verarbeitet werden, etwa durch Schmälzen, Wärmebehandlung, Kräuseln und ähnlichesο
Anstelle von regulären homogenen Fäden können die Produkte auch paarweise zusammengesetzte Fäden sein, die durch Verfahren zum konjugierten Spinnen hergestellt sind ο Die Endprodukte können Stränge oder Stapelfasern sein«
Die theoretischen Zusammenhänge der erfindungsgemäßen Verbesserungen, wonach die erfolgten Fäden überraschend gleichmäßig gefärbt werden können und eine merklich verringerte Anzahl nachteiliger Noppen und bei Behandlung im Turbo-Stapler eine beträchtlich verringerte Anzahl an iurbo-Flügen bilden, konnten bis jetzt noch nicht in einem zuverlässigen Ausmaß aufgeklärt werden,, Jiis wird aber angenommen, daß bei dieser Wirkung die besondere Affinität des Akrylnitrilpolymeren zum Salpetersäurelösungsmittel, die gegenseitige Beziehung zwischen der Molekularausrich-
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richtung in der Polymerlösung bei Austritt aus den Spinnöffnungen der Spinndüse und einer kleinstmöglichen Verdunstungsmenge des in der Spinnlösung vorhandenen Lösungsmittels, die während des Durchganges der ^flüssigkeit durch den freien Luftraum von der Spinndüse zur freien Oberfläche des Koägulationsbades eingehalten wird und schließlich der Zusammenhang
zwischen den besonders gewählten Ausmaßen der ^uellung f
am iSnde des Koagulations- bzw. des Waschvorganges mit der Molekularausrichtung der durch Färme ausgezogenen laden hier in einer genau abgestimmten Weise zusammenwirken, um schließlich eine besonders stabilisierte Molekularausrichtung in den gesponnenen und behandelten Fäden zu erreichen.
Wie bereits kurz erwähnt, ist die Spinnflüssigkeit, die im vorliegenden Verfahren benutzt wird, eine Lösung von Akrylnitrilpolymer in Salpetersäure, die eine Konzentration von 60 - 80 Gewichtsprozenten hat. ^s ist festgestellt worden, daß mit Salpetersäure in einer Konzentration, die außerhalb des vorstehend genannten Bereichs liegt, die gewünschten Wirkungen nur sehr schwierig zu erzielen sind, selbst wenn die anderen Spinn- und Behandlungsbedingungen nach der vorliegenden Erfindung gewählt werden.
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Falls die Spinndüse in einer geringeren Entfernung als die oben angegebene niedrigste Grenze von 1 mm angeordnet wird, gelangt die Badflüssigkeit zu den Spinndüsenausgängen entlang den ausgestoßenen Spinn- ■ flüssigkeitsströmen aufgrund der Oberflächenspannung der Badflüssigkeit, so daß tatsächlich das übliche Spinnverfahren verwirklicht würde, bei welchem die Spinndüse vollständig im Bad eingetaucht ist, während die gewünschte Wirkung, die mit der vorliegenden Erfindung erreicht werden soll, nicht erzielt werden kanne
Yienn andererseits die Spinndüse in einer größeren Entfernung als die angegebene obere Grenze von 100 mm angeordnet wird, zeigen die gesponnenen Erzeugnisse eine beträchtliche Verschiedenheit in ihren Mrbungsverhalten. In diesem Fall neigen die frisch aus der Spinndüse ausgestoßenen j?äden auch dazu, während des Durchganges durch den freien Luftraum über der Badoberfläche sich zu vereinigen· Außerdem ist festgestellt worden, daß die derart gesponnenen und koagulierten Endprodukte gewöhnlich eine große Anzahl von darauf gebildeten Noppen zeigen. Daher können auf diese Weise nicht besonders gute. Polyakrylnitril-Synthese-Iasern hergestellt werden»
Insbesondere ist in dieser Beziehung Sorgfalt darauf
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zu verwenden, daß das Verfahren so ausgeführt wird, daß praktische keine Verdampfung oder Verdunstung des Lösemittels eintritt,'das in der Spinnlösung enthalten ist, während diese durch den freien Luftraum in Gestalt der ausgestoßenen feinen Ströme hindurchgeht. Anderenfalls würde das gewünschte gleichmäßige Pärbungsverhalten der fertigen Fasern zu einem merklichen Ausmaß verloren gehen«,
Sine höhere Ausstoßtemperatur fördert diese Art von Nachteil in beträchtlichem Maße β In gleicher Weise muß natürlich eine höhere Temperatur der Umgehung, welche auf die in dem freien Luftraum vorhandene Temperatur einwirkt, vermieden werdeile Es wird angenommen, daß der Hauptgrund für die Nachteile, die damit verbunden sind, daß das Lösemittel zu einem geringeren oder größeren Ausmaß aus der ausgestoßenen Spinnflüssigkeit verdampft oder verdunstet, eine feine und bislang unbekan nte Veränderung des Lösungszustandes des Akrylnitril-Polymeren in de.r Spinnlösung ist, die dadurch in Richtung auf eine Inhomogenität auftreten kann«.
Wie bereits beschrieben, wird das Ausmaß des Quellens der koagulierten Jaden am Ausgang des Koagulationsbades auf weniger als 550 fo eingestellt» Falls dieser
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oberste Grenzwert überschritten wird, wird die gewünschte Homogenität in dem Färbungsverhalten, die bei einem späteren Schritt auftreten soll, erheblich beeinträchtigt. Gleichfalls wird häufig eine große Menge an Koppen und Turbo-Flügen angetroffen»
Die in den. koagulierten Fäden enthaltene Salpeterfc säure-Komponente muß soweit wie möglich daraus entfernt werden, Zu diesem Zweck werden die Fäden mit frischem »fässer ausgewaschen. In diesem Fall wird das Ausmaß der Quellung der Fäden auf weniger als 300 J/o beschränkt, wie bereits erwähnt wurde. Bei einem höheren Grad der Quellung hat sich bei einer großen Anzahl praktischer Versuche herausgestellt, daß das homogene Färbungsverhalten merklich zum nega_ tiven beeinflußt wird. Auch die Menge der Turbo-Flüge und Noppen wird beträchtlich und nachteilig vergrößert, wie bei einem höheren Quellausmaß am jünde des Koagulierungsvorganges<> Z0B. beträgt die Menge der Turbo-Flüge, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auftritt, allgemein etwa 0,2 - 0,3 g per kg Fäden, während der Wert auf U,7 - 1»6 g ansteigt, falls das Quellungsausmaß in dieser Stufe auf einen höheren als den angegebenen Wert bemessen wird. Die Werte liegen beträchtlich unter denjenigen, die mit üblichen Vergleichsverfahren erreicht werden, bei
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welchen Akrylnitril-Polymerisat, das in Salpetersäure gelöst ist, entsprechend dem üblichen Haßspinnverfahren behandelt wirdo Die Menge der dabei entstehenden Turbo-Flüge beträgt gewöhnlich 0,7 - 0,8 g pro kg der hergestellten laden«
lach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte
Akrylnitril-Synthese-Fasern sind solche, die aus ä
Akrylnitrilpolymerisat durch Naß— oder Trocken-Spinnverfahren oder in ähnlicher Weise hergestellt sindo Das Akrylnitril-Polymerisat, wie es hier erfindungsgemäß verwendet wird, umfaßt nicht nur das eigentliche Polymerisat, sondern auch Mischpolymerisat oder eine Mischung des Polymerisats und von Mischpolymerisaten. Die .Bezeichnung "Mischpolymerisat", wie sie in dieser Beschreibung benutzt wird, soll alle Mischpolymerisate, einschließlich Block-Mischpolymerisaten und Pfropf-Polymerisaten, von mischpolymerisierbaren Monomeren mit AkrylnitrQ. umfassen·
Typische Monomere, die mit Akrylnitril mis einpolymerisierbar und im vorliegenden Verfahren verwendbar sind, sind Akrylsäure; Alpha-Ohlorakrylsäure; Alpha-Brom= akrylsäure; Methakrylsäure, Akrylate wie Methakrylsäure-Methylester, Methoxy-Methakrylate, Methakrylsäure-Äthylester, Akrylsäure-Methylester, Akrylsäure—
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Äthylester, Alpha-Ohlorakrylsäure-Methyl- oder Äthyl- ester; Vinylchlorid, -fluorid oder -bromid; Vinylidenchlorid; Methakrylnitril-Akrylamid; Methakrylamid; Alpha-Ohlorakrylamid und dessen Alkylsubstitbute; Methyl- oder Äthylvinylketon; Vinylcarboxylate; wie Vinylazetat, Vinylchlorazetat, Vinylpropionat, Vinylstearat; U-Vynilimide wie N-Vinylphthalimid, N-Vinylfc sucoinimid} Malonsäure~Methylester; Itaoonsäure und ihre Ester; K-Vinylcarbazol; Vinylfuran; Alkylvinylester; Vinyläther; Sulfosäure enthaltende Monomere, wie Vinylsulfosäure, Allylsulfosäure, Methallylsulfosäure, Styrolsulfosäure und ihre Salzverbindungen; Ithylen-Alphay Beta-Dicarboxylsäuren, ihre Anhydride, Ester und Amidderivate; Styrol; Vinylpyridine, wie 2-Methyl-5-Vinylpyridin; 1-Vinylimidazol und seine alkylierten Derivate wie 2,4 - oder 5-Methyl-l-Vinylimidazol, und ähnliche»
Die Spinnflüssigkeit wird durch Lösen des Akrylnitril-Polymeren in Salpetersäure von etwa 60 - 80 folgex Konzentration hergestellt. Es empfiehlt sich, aus der als Lösemittel benutzten Salpetersäure gelegentlich enthaltene nitrose Verbindungen so sorgfältig wie möglich zu entfernen. Bei Verwendung von Salpetersäure als Lösungsmittel, die 'entweder eine geringere Konzentration als 60 io oder eine höhere „Konzentration als 80 io aufweist, ist es schwierig, die gewünschten Er-
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gebnisse zu erzielen, selbst wenn die anderen Arbeitsbedingungen innerhalb der entsprechenden Grenzen, wie sie für die Ausführung der Erfindung angegeben sind, gehalten werdene
Palis das Lösemittel die richtige Säurekonzentration aufweist, die im vorstehenden angegeben ist, können Salze, Säure und ähnliche Verunreinigungen in einem gewissen Bereich in der als Lösemittel verwendeten Salpetersäure enthalten sein, ohne daß dadurch eine merkliche abträgliche Wirkung gefördert würde.
Bei Ausführung des Verfahrens wird die Spinnflüssigkeit unter Druck aus den Öffnungen der Spinndüse ausgestoßen, wobei die Temperatur der Flüssigkeit auf zwischen -20° 0 und 50° 0, vorzugsweise zwischen -10° G und 20° C gehalten werden soll·
Mir die die Spinndüse umgebende Atmosphäre wird allgemein und vorzugsweise Luft gewählt, wobei der Raum ein atmosphärisch offener Raum sein kann. Unter Umständen kann jedoch· die Luft durch ein inertes Gas oder durch Gase wie Stickstoff, Kohlendioxid oder ähnliche ersetzt werden, wobei der Raum für die Gase vorzugsweise geschlossen ist. Die Atmosphäre im vorstehenden Sinne muß vorzugsweise auf einer !Temperatur zwischen -20° 0 und 50° G, vorzugsweise zwischen
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-5° O und 35° O gehalten werden« las ist nachteilig, wenn die umgebende Atmosphäre eine beträchtliche Menge Nebel aus Salpetersäure oder Wasser enthält, da dadurch die gleichmäßigen Färbeeigenschaften beeinträchtigt werden, die die erfindungsgemäßen Fasern auszeichnen,,
Die Flüssigkeit des Coagulations- oder Fäll-Bades ist aus Salpetersäure in einer 10 - 45$igen Gewichtskonzentration zusammengesetzt» Die Temperatur des Bades soll auf zwischen -20° G und 5° C, vorzugsweise auf zwischen -10° G und 0° 0 gehalten werden» Andere Säuren, Salze und ähnliche Verunreinigungen können im Bad ohne merkliche nachteilige Wirkung enthalten sein, falls die Menge der enthaltenen Verunreinigungen innerhalb eines zulässigen Bereiches bleibt» Wie dargestellt, kann das Bad horizontal angeordnet sein. Unter Umständen kann das Bad jedoch aucii in vertikaler Form ausgeführt sein, wie bei Schacht-Spinnverfahren,» Im letzteren Fall wird die Fließgeschwindigkeit der Badflüssigkeit so gewählt, daß keine wesentliche Spannung in den frischen oder grünen Fäden verursacht wird, die nach dem Auspressen durch die abwärts fließende Badflüssigkeit begleitet werdeno' Unter diesen Betriebsbedingungen sollte'das Ausmaß der Quellung der gesponnenen und koagulierten oder
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gefällten Fäden nach Messung am Ausgang des Bades so
oder gewählt werden, daß es 350 ^/weniger beträgt.
Die Temperatur des Wasser-Waschbades, das für die Entfernung des Salpetersäuregehaltes aus den gesponnenen Fäden nach der Koagulation verwendet wirdm wird auf höchstens 40° C eingestellt, jüs empfiehlt sich, die zu behandelnden Fäden unter einer kleinst- ί
möglichen Spannung zu halten. ÜJs ist eine notwendige Betriebsbedingung, das Ausmaß der ^uellung der Fäden nach Messung am Ausgang des Wasser-Waschbades auf weniger als 300 $ zu halten, indem die Bedingung der Fällung und des Auswaschens mit 'Wasser entsprechend gewählt werden.
Die Größen der Quellung der gesponnenen Fäden, gemessen am Ausgang des Koagulationsbades und am Ausgang des Waschbades, variieren beträchtlich in Ab- . ' hängigkeit von der Zusammensetzung des Polymerisats, den Bedingungen der Spinnflüssigkeit, den Koagulationsbedingungen und ähnlichen und liegen allgemein zwischen etwa 100 °/o - etwa 600 Jo, Als allgemeine Regel kann gesagt werden, daß das Ausmaß der Quellung der behandelten Fäden sich verringert, wenn edas Polymerisat ein hydrophiles Mischpolymerisat enthält; es vergrößert sich mit Ansteigen der Temperatur des
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Koagulationsbad.esο Bs wird verringert mit Ansteigen der Polymerisatkonzentration, der Viskosität der Spinnflüssigkeit, der Konzentration der als Lösungsmittel dienenden Salpetersäure und derjenigen des Koagulations-Säurebades, unter Berücksichtigung dieser Tendenzen wird das Ausmaß der Quellung der gesponnenen Fäden im vorgenannten Sinne auf die oben · erwähnten spezifischen Bereiche eingestellt»
Es ist festgestellt worden, daß auch im Pail von üblichen Naß-Spinnverfahren bei Benutzung von Salpetersäure als Lösemittel wie im vorliegenden Fall das Ausmaß der Quellung der gesponnenen Fäden merklich variiert. Es ist jedoch zu beachten, daß bei derartigen üblichen Verfahren die gewünschten gleichmäßigen Färbeeigenschaften, der Umfang des Auftretens von nachteiligen Foppen und die Menge an Turbo-Flügen der Fäden im vorerwähnten Sinn nicht wesentlich in Abhängigkeit von den genannten besonderen Arbeitsbedingungen schwankt.
Die mit Wasser ausgewaschenen Fäden werden schließlich einer beträchtlichen Ausziehung von, 300 $ oder mehr unterworfen, während sie durch Berührung mit kochendem Wasser, Dampf oder heißer Luft erwärmt werden. In diesem Fall sollten' die Fäden vorzugsweise
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unter Spannung in einem "be stimmt en Ausmaß getrocknet werden,, Palis die nooh nicht getrockneten Mden im lockeren Zustand z.B. durch Berührung mit kochendem Y/asser wärmebehandelt würden, würde die Erzeugung von Moppen "beträchtlich vergrößerte Zusätzlich würden die Mrbeeigenschaften nachteilig in Richtung- auf verstärkten Überfärbungen oder !ffarbungsflecken beeinflußt, wenn in einem späteren Schritt gefärbt wird. Die vorerwähnten vorteilhaften Erscheinungen sind dem erfindungsgemäßen Verfahren eigentümlich und stehen im Gegensatz zu dem üblichen Naß-3pinnverfahreno Deshalb ist festzustellen, daß zur Ausführung des erfindungs sgemäßen Verfahrens die Jaden vorzugsweise unter Spannung getrocknet werden sollen«,
Das Ausmaß der Quellung, wie es in der vorliegenden Beschreibung erwähnt wird, wird in der folgenden Y/eise gemessen?
Eine bestimmte Menge der Päden wird von Wasser und Säure durch Zentrifugieren bei 2000 Umdrehungen pro Minute mit einem Rotationsradius von 10 cm während 5 Minuten befreit. Palis die Menge des in den Faden enthaltenen Polymerisats durch "a" in Gramm und die darin enthaltene Menge Wasser oder Wasser und Salpetersäure durch "b" in Gramm ausgedrückt werden, beträgt das Ausmaß der Quellung "SD"
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3D = ~ x 100 (σ/ο)
ei
Nachfolgend werden mehrere bevorzugte Zahlenbeispiele zum besseren Verständnis des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert,
Beispiel I
Eine gewisse Menge Akrylnitril-Polymerisat, bestehend aus 90$ Akrylnitril und 10$ Methylakrylat, wurde in einer Menge 70$iger Salpetersäure aufgelöst, so daß eine Spinnlösung des Polymerisats hergestellt wurde, dia eine Konzentration von 18$ hatte» Ferner wurde ein Fällungsbad hergestellt, in dem eine gewisse Menge 30$iger Salpetersäure in ein Gefäß, wie es bei 5 in Fig» 1 dargestellt ist, gegeben und auf 0° 0 gehalten wurde» üine Spinndüse wurde in einer Entfernung von 3 mm über der freien Flüssigkeitsoberfläche des Bades gehalten und.die Spinnlösung mit einer Temperatur von 0 aus den Öffnungen der Spinndüse ausgestoßen, so daß sie senkrecht durch den freien^ über der Badoberfläche befindlichen Luftraum hindurch und in das Säurebad hineinlief. Me Temperatur der umgebenden Atmosphäre betrug 3 0.
Die derart koagulierten Fäden wurden aus dem Koagulationsbad herausgenommen und nahezu ohne spannung mit frischem Wasser, das auf 15° 0 gehalten wurde,
909825/U54 " " 2^ -"
BAD ORIGINAL
- 23 -
ausgewaschen. Die Größe der Quellungen der Fäden, nach den Koagulations- und dem Wasch-Vorgang gemessen^ wurden mit 241 io bzw. 230 io festgestellt. Die mit Wasser gewaschenen Fäden wurden dann in kochendem Wasser auf 700 °/o länge ausgezogen, ferner geschmälzt, getrocknet und gekräuselt in der üblichen Weise«
Hierdurch wurde ein Strang synthetischer Fäden mit *
einer G-esamtdenierzahl von 450000 bei einer Denier-Zahl von 3 des Einzelfadens hergestellt und in einem Turbo-Stapler unter den folgenden Betriebsbedingungen weiter behandelt:
Behandlungstemperatur, gemessen an
der Wärmplatte: ' 1400O
Ausmaß des Ausziehens: 139
Tiefe der Brecherstange 3»11
Zu Vergleichszwecken wurde ein ähnlicher Strang nach (
dem vergleichsweise verwendeten üblichen Verfahren hergestellt und dann in gleicher Weise im selben Turbo-Stapler behandelte Die sieh ergebenden Mengen an Turbo-Flügen wurden in den beiden Fällen wie folgt festgestellt:
Menge der Turbo-Flüge je
1 kg der hergestellten
Fasern
Nach der Erfindung 0,21 g (0,02 9S)
Bach dem üblichen
Verfahren 0,80 g (0,08 $)
809Ö25/U54 - 24 -
1807701
Beispiel II ' '
Ein Akrylnitril-Polymeres, das 95 f<> Acrylnitril, 4,5 0A' Acrylamid und 0,5 f< > Natrium-Methallyl-Sulfonat enthielt, wurde in 75 $iger Salpetersäure zu einer Spinnlösung aufgelöst, die eine Polymerisatkonzentration von 10 °/o hatte. Diese Spinnlösung wurde auf nachfolgende zwei verschiedene Arten behandelt:
Im ersten Pail wurde die Spinnlösung mit einer Temperatur von 3° 0 durch 100 Spinndüsenöffnungen, die jeweils eine Bohrung von 0,2 mm hatten, einer Spinndüse ausgepresst, die in einer Entfernung von 5 mm · über einem Koagulationsbad gehalten wurde, das aus 33 $iger Salpetersäurelösung von -3°0 bestand, so daß die ausgestoßene lösung in das Bad hineinlief. Die Temperatur der umgebenden Luftatmosphäre bei 3 0. Die derart gefällten Mden wurden aus dem Bad mit einer Geschwindigkeit von 40 m pro Minute herausgenommen, mit frischem Wasser von 15 0 gewaschen und auf 1000 fo länge in einer Dampf atmosphäre von 100° ausgezogen, unter ständiger Spannung getrocknet und schließlich auf. einer üblichen Spulmaschine aufgespult. Die derart hergestellten Mden hatten zwei Denier pro Einzelfaden. Das Ausmaß der Quellung der fäden betrug 286 bzw. 271 °/< >, gemessen nach der Fällung und nach dem Auswaschen.
- 25 -
9 0 9 8 2 5/U 5 4
BAD ORIGINAL
Im Gegensatz zu den vorerwähnten Verfahren nach der Erfindung wurde die gleiche Spinnlösung im bekannten Vergleichsverfahren auf die folgende Weise verarbeitet.
Die Lösung wurde aus 100 Öffnungen, jede mit einer Bohrung von 0,09 mm, in ein Koagulationsbad ausgestoßen, das 33 $ige Salpetersäure von -3° C enthielt. i Die desart gefällten Mden wurden aus dem Koagulationsbad mit einer Geschwindigkeit von 7 m pro Hinute herausgenommen, mit frischem Wasser von 15 0 gewaschen, auf 1000 fo Länge in einer Dampf atmosphäre von 100° G ausgezogen, unter ständiger Spannung getrocknet und schließlich auf einer üblichen Spulmaschine aufgespult. Die Einzelfäden hatten jeweils zwei Denier. Das Ausmaß der Quellung wurde mit 316 $> bav. 294 ~ß> gemessen, wobei die Messung nach dem Mllungs Vorgang bzw. dem Auswaschen vorgenommen wurde.
Die Anzahl der erzeugten Noppen und die Gleichmäßigkeit der lärbungseigenschaften wurden in beiden !Fällen verglichen. Die !Färbungseigenschaften wurden zu diesem Zweck auf die folgende Weise bestimmts
200 g der aus diesen !Fäden hergestellten Garne wurden
- 26 -
9825/U5V
in einer Strickmaschine gewirkt und die gewirkten Erzeugnisse mit einer 0,1 folgen wässerigen Lösung von "SOOUPlOL 400" behandelt, einer Art nichtionisiertem, oberflächenaktivem Mittel, das eine beträchtliche Menge an Polyäthylenglykoläther enthält, worauf getrocknet wird. Diese gewirkten Muster wurden mit »ASTHAZON BLUE - I1GL" mit einer Warbst off konzentration von 2 °/o des Gesamtgewichtes der fasern und einem Flüssigkeitsverhältnis von 1 : 80 über 1,5 stunden gefärbt. ·
Zur Feststellung der Färbungsgleichmäßigkeit wurden die entstandenen Färbflecken auf jedem der gewirkten und gefärbten Muster gezählt.
Anzahl der erzeugten Anzahl der
Noppen pro 10° m auftretenden
Faserbündel Farbflecken
" Nach der Erfindung 210 3
Nach dem üblichen
Verfahren 2420 18
Beispiel III
Mehrere Arten Spinnlösungen wurden aus Akrylnitril-Polymerisat hergestellt, das 93 Acrylnitril und 7 tf> Vinylacetat enthielt, wobei in Salpetersäure von verschiedener Konzentration aufgelöst wurde, näm.
lieh 50 ?o, 60 fot 70 </o, 80 fo und 85 1°· Dabei wurde
909325/1454 Ohn
BAD ORIGINAL
die Polymerisätkonzentration auf 13 °ί° gehalten» Jede der Spinnlösungen wurde aus 100 Öffnungen von jeweils 0,09 mm Bohrung einer Spinndüse ausgestoßen, die etwa 1 mm über'der freien Plüssigkeitspberfläche eines Koagulationsbades gehalten wurde, das aus einer 35 ^oigen Salpetersäurelösung bestand, die auf 0 gehalten wurde. Die ausgestoßene Spinnlösung lief zum Koagulieren in das Bad. Die umgebende Luftatmosphäre hatte eine Temperatur von 10° G. Die derart ausgefällten "Jaden wurden aus dem Bad mit einer Geschwindigkeit von 8 m pro Minute herausgenommen, mit frischem »Yasser bei 18° G gewaschen, auf 1000 fo Länge in Dampfatmosphäre von 100 0 ausgezogen, unter konstanter Spannung getrocknet und schließlich mit einer üblichen Spulvorrichtung aufgespult· Dabei wurden die folgenden Ergebnisse erzielt:
Konc« der
Lösungsmittel-
Ausmaß der Quellung Anzahl
der erzeug
Anzahl
der
Salpetersäure Nach
Koagula
tion
Fach
Aus
waschen
ten Noppen
pro 108 m
]?arb~
flecken
50 406 389 2300 6
60 311 297 950 5
70 276 251 230 4
80 243 226 270 6
85· 173 167 310 27
909 825/1 • 28 -
«AD ORIGINAL
Aus den vorstehenden Vergleichsprüfungsergebnissen ist zu ersehen, daß, selbst wenn das Ausmaß der Quellung im hier erläuterten Sinn innerhalb der von der Erfindung vorgesehenen Bereiche liegt, eine erhebliche Anzahl von Noppen und Jarbflecken auftritt, wenn die Konzentration der als Lösemittel verwendeten Salpetersäure außerhalb des erfindungsgemäßen Bep reiches liegte
Beispiel 17
Ein Akrylnitril-Polymeres, das 95 $ Akrylnitril, 4,5 70 Methakrylsäuremethylester und 0,5 % ITatriumsalz der -Styrolsulfosäure enthält, wurde in 65 ^iger Salpetersäure aufgelöst, die etwa 1 °ß> Natriumsulfat enthielt, wodurch eine Spinnlösung mit einem Gehalt von 15 $ des Polymeren hergestellt wurde. Diese Spinnlösung wurde dann auf die nachfolgend geschilderten drei Weisen unter Druck durch 80 Öffnungen von jeweils 0,1 mm Bohrung einer üblichen Spinndüse ausgestoßen.
Eine Koagulationsbadflüssigkeit aμs einer 39 'folgen Salpetersäurelösung wurde ständig bei 2° C durch einen Badbehälter umgewälzt; die nach den obigen Angaben vorbereitete Spinnflüssigkeit, die eine
— 29 — 909825/U54.
'..·■■■- ■■-.-.. - j : ■
- 29 -
'•Temperatur von 5° Q hatte, wurde unter Druck in die Badflüssigkeit nach Durchgang durch einen Luftraum ausgestoßen, der eine· Temperatur von 5° 0 hatte, wobei die. ausgestoßene Lösung etwa 3 mm durch die Luft zurücklegte«, Me derart koagulierten Fäden wurden unter leichter Spannung aus dem Bad mit einer Geschwindigkeit von 7m pro Minute herausgenommen,, mit frischem Wasser'bei 15° G gewaschen, auf 10Ό0 °/o Länge in Dampf von 100 G ausgezogen, unter konstanter Spannung getrocknet und schließlich in einer üblichen Spulvorrichtung aufgespulte Die Quellung der derart zubereiteten Schäden wurde mit 219 $ bzw. 227 am Ende des Eoagulations- bzwo des Wasserwaschvorganges gemessen.
In einem zweiten Versuch wurde das Ausziehen auf etwa 200 # anstelle der 1000 $ des vorhergehenden Versuches eingestellt. Die anderen Arbeitsbedingungen waren die gleichen wie vorher. Die entsprechenden Quellungen wurden in diesem Fall mit 203.$ bzw. 211 °/o gemessen.
In einem dritten Versuch wurde dasselbe Koagulationsbad wie im vorhergehenden zweiten Versuch verwendet, und die Spinnflüssigkeit wurde aus der Spinndüse bei etwa 50° G ausgestoßen, wonach sie durch einen
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freien Luftraum über eine Strecke von 20 mm hindurch und in das Koagulationsbad hineinlief» Die umgebende Atmosphärentemperatur um die Spinndüse herum wurde mit 50 C gemessen. Die anderen Arbeitsbedingungen waren die gleichen wie in dem ersten Versuch,der im ■ vorhergehenden zweiten Beispiel beschrieben ist. Das. Ausmaß der Quellung wurde mit 296 fo bzw. 300 f> am Ende des Koagulations- bzw.-. des Wasserwaschvorganges gemessen.
Die Gleichmäßigkeit der !Färbungseigenschaften wurde bei den letzten drei verschiedenen Versuchen in der gleichen Weise wie im Beispiel II bestimmt.
Versuch . Anzahl der Färbungs- _____ flecken - ::
1. Versuch 5. .,..^;
2. Versuch 22 ; ..' ^■-""-3» Versuch 51 - ^ ■
Der erste Versuch wurde innerhalb der besonderen Be-* dingungen ausgeführt, die von der Erfindung vorgesehen sind. Der zweite Versuch wurde mit einer 200 folgen Auaziehung unter Spannung im Koagulationsbad ausgeführt. Der dritte Versuch wurde unter solchen Bedingungen ausgeführt, daß eine merkliche Menge der als
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.Lösungsmittel "benutzten Salpetersäure sich, im Laufe des Durchganges der ausgestoßenen grünen Fäden durch den freien Luftraum verflüchtigte. Diese Versuche zeigen, daß eine Anwendung von Spannung auf die Fäden während des Durchganges durch das Koagulationsbad und/oder ein beträchtlicher Verdampfungsverlust an der als Lösungsmittel verwendeten Salpetersäure, den die frischen Fäden während des Durchganges durch den freien oder abgeschlossenen, mit gasförmigen üedium erfülltem Raum erleiden, die Anzahl der Färbungsflecken während eines späteren Färbungsvorganges der erzeugten synthetischen Fäden beträchtlich vergrößert.
Beispiel V
Ein Akrylnitril-Polymerisat, das 90 fo Acrylnitril, 5 fo Methacrylamid und 5 % Methakrylsäure-lriethylester enthielt, wurde als Ausgangsmaterial für die Zubereitung der Spinnflüssigkeit verwendet. Daraus wurden synthetische .fasern auf vier verschiedene Arten hergestellt, die im folgenden unter I und II und III und IV dargestellt sind. Die dabei hergestellten laden wurden auf die Menge der erzeugten Turbo-Flüge, die Gleichmäßigkeit der Färbungseigenschaften und die Menge der entstandenen Noppen geprüft, wie in den verschiedenen vorhergehenden Versuchen. Die
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beiden zuletzt erwähnten Größen wurden in der gleichen Weise bestimmt, wie im Zusammenhang mit Beispiel II beschrieben worden ist· Turbo-Flüge wurden unter den folgenden Turbo-Stapelbedingungen gemessen:
Spinn-Bedingungen:
. I II III IV
Konzentration des Polymeren, /» 12 14 16 18
Konzentration der Lösemittel-Salpetersäure, fo 60 60 60 65
Temp, der Spinn-Säure-
lösung, 0O -10 -5 .0 5
Konzentration des
Koagulations-Säure-Bades, 20 22 26 33
Temp· des Koag.Bades,0O 5 3 0 0'
Anmerkungen: Die anderen Arbeitsbedingungen waren
' die gleichen wie in dem oben beschriebenen Beispiel I.
Turbo-Stapel-Verhältnisse ι
H.T. , 1900C;
H. S. · 1.31,·
B.D. 3.31.
. - 33 9098 2 5/H54
Art des
Spinnens
Ausmaß der
Quellung
!Tach
, Wasoh.
Menge
der
Anzahl
der
Anzahl
der
J
Ko ag,
510 Iurbo-
ELüge
per 1 kg.
Noppen
per
108 nt
IPärbungs-
11ecken
I 517 370 1,59 3560 87
II 589 311 0.91 2790 2 21
III 343 253 0.73 1170 13
I? .- -
■2 _.
276 0o29 770 8
Aus dem vorstehenden ist ersichtlich, daß in den Fällen I und II, in denen das Ausmaß der Quellung weit außerhalb des besonderen Bereiches liegt, der nach der Erfindung vorgesehen ist, die Ergebnisse äußersjb geringwertig waren* Im dritten Pall III, in welchem nur das Ausmaß der Quellung der Fäden, wie es nach dem Wasserwaschvorgang bemessen worden war, weit außerhalb des empfohlenen Bereichs lag, waren die Ergebnisse ebenfalls ziemlich minderwertig,
Beispiel YI
Ein Akrylnitril-Polymerisat, das 90$ Acrylnitril, 8 ^.Methylakrylat und 2 fi Allylsulfosäure enthielt, wurde in 65 T&Lger Salpetersäure aufgelöst, so daß eine Spinnlösung hergestellt wurde, die eine Konzentration des Polymerisats vonl4ö $ aufwies. Eine 35 folge Salpetersäure, die auf -2° C gehalten wurde,
80982571454
- 34- -
wurde durch einen horizontalen Koagulationsbadbehälter umgewälzt. Dann wurde die Spinnlösung, die 0° G hatte, durch 100 Öffnungen von je 0,2 mm Bohrung ausgestoßen und lief durch verschieden bemessene Luftwege von 5, 25, 50, 100 und 150 mm hindurch in das Säurebad. Die umgebende Temperatur an der Spinndüse wurde mit 15 0 gemessen. Es wurde dafür gesorgt, daß die umgebende atmosphärische Luft um die Spinndüse herum in einem stationären Zustand gehalten wurde. Die derart koagulierten Fäden wurden abgelenkt, um die Richtung ihres Durchgangsweges zu ändern, und dann mittels^- u einer sich drehenden Rolle aus dem Koagulationsb'äd '" '""'- "' mit einer Geschwindigkeit von 10 m pro Minute hera'üs'-''Äiaö genommen. Sodann wurden sie mit frischem «/asser bei " J- il 15 G gewaschen und auf 1000 yO Länge in Dampf von 100° G ausgezogen. Das Ausmaß der Quellung der Fäden w wurde mit 281$ bzw. 267$ nach dem Koagulations- und dem Wasserwaschvorgang gemessen. Die Fäden wurden darauf getrocknet, während sie fortlaufend unter Spannung waren und schließlich auf eine übliche Spulmaschine aufgespult» Auf diese Weise wurden fünf verschiedene Gruppen von 100 Fäden von jeweils 2 Denier hergestellt und die Ergebnisse vergleichsweise wie im Fall des oben erläuterten Beispiels II bestimmt,
*- 35 - . 909825/U54
Abstand zwischen
Spinndüse und
Bado ο erf läoiie
in mm
Anzahl der
entstandenen
Moppen pro
IQ8 m
Anzahl
der '
!Färbung s-
fleoken
5 ' 420 VJl
25 470 6
50 500 4
100 690 8
150 810 15
In der vorstehenden Beschreibung ist zu beachten, daß alle Anteile und Prozentwerte mit Ausnahme des Ausmaßes der ^uellung in Gewichtsprozenten bzw. Anteilen angegeben sind.
-PA^NIANSPRÜCHE-90982 5/U54

Claims (6)

  1. f A f E I ! A Ϊ S: P % if 0: Η E: : :, - ,r - . ·
    Iv Verfahren zum Herstellen von Akrylnitril-Synthese-Fäsern unter Auflösung eines Akrylsitril-Polymefen in Salpetersäure zur Bildung einer Spinnflüssig-'keit, die durch eine Spinndüse in ein Fällungsbad ausgestoßen wird, worauf die derart ausgepressten
    ^ und koagulierten Fäden aus dem Fällungsbäd herausgenommen, mit frischem Wasser ausgewaschen und · schließlich getrocknet werden, dadurch geke'nn- ,. zeichnet, daß die Spinnflüssigkeit durch einen über der freien Oberfläche des Bades vorgesehenen, ein gaöförkig-efi Medium' enthaltöndela Mum: unter soleheh Bedingungen· hindurehgefÄrt; wird ψ daj einfe Verdampfung der als Lösemittel verwendeten Salpetersäure, wie in der ausgepressten Spinn-
    ψ flüssigkeit enthalten ist, praktisch bis auf O unterdrückt wird, und daß die Quellung der erzeugten Mden auf weniger als 350 Gewichtsprozente bzw. weniger als 300 Gewichtsprozente eingestellt wird, wenn nach dem Koagulations- bzw. dem Y/asserauswäschvorgang
  2. 2. Verfahren naeh üLnspruch:■" i». dadurch gekennzeichnet, daß die ausgepresste Spinnflüssigkeit den HauÄ des gasförmigen Mediums auf einer S^fereekö duröh-
    ■■=.·.■■."'■=,o 909826/1484 - 57 -
    ""■■
    - 37 läuft, die zwischen 1 und 100 mm liegt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Medium atmosphärische luft, Kohlendioxid oder Stickstoff ist.
  4. 4· Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung der laden unter Spannung ausgeführt wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgepresste Spinnflüssigkeit auf einer Temperatur zwischen -20° 0 und 50° 0, vorzugsweise zwischen - 10° G und 20° 0 gehalten wird ·
  6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Medium
    auf einer Temperatur zwischen -20° G und 50° 0, vorzugsweise zwischen -5 G und 35 G gehalten wird.
    7· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Koagulationsbad aus Salpetersäure mit einem Gehalt von 10 - 45 Gewichtsprozenten zusammengesetzt ist und auf einer Temperatur zwischen -20° G und 5° 0, vorzugsweise zwischen -1O0O und 0° G gehalten wird.
    909 825/U 5 A BAD ORIGINAL
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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