EP0944750B1 - High-strength high-modulus polyacrylonitrile fibres, method for their production and use - Google Patents
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- EP0944750B1 EP0944750B1 EP97952045A EP97952045A EP0944750B1 EP 0944750 B1 EP0944750 B1 EP 0944750B1 EP 97952045 A EP97952045 A EP 97952045A EP 97952045 A EP97952045 A EP 97952045A EP 0944750 B1 EP0944750 B1 EP 0944750B1
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- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/02—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D01F6/18—Monocomponent 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
Definitions
- PAN fibers of high strength are known per se.
- Dobrecov et al. in soviet. Contributions to fiber research and textile technology, 9, pp. 407-411 (1972) described PAN fibers of high strength and high modulus which are derived from PAN types of high molecular weight; Examples of this are molecular weights of 3.10 6 .
- PAN types are unusual in the above-mentioned writings high molecular weight used.
- Usual molecular weight values for PAN fibers range approximately from 80,000 to 180,000 (cf. the statements by Falkai et al. in “Synthesefaser”, p. 200, publisher Chemie (1981) or by Masson et al. in “Fiber Producer", June 1984, pp. 34-37).
- PAN fibers of high strength have also been known to work with PAN types of usual molecular weight have been produced. So be for example in GB-A-1,193,170 PAN fibers, the strengths up to 17.5 g / denier. The elongation at break of the fibers described is however, with more than 15% too high for many applications.
- PAN fibers of high modulus are known, which have also been produced with PAN types of conventional molecular weight. Fibers with strengths of up to 81 cN / tex are described Initial moduli up to 1989 cN / tex. PAN fibers, what strengths of more than 100 cN / tex and at the same time initial moduli of more than 15 N / tex (based on 100% stretch) are not described in this document.
- PAN fibers From EP-A-0,645,479 PAN fibers are known whose strength is up to 100 is cN / tex and its initial modulus is a maximum of 21.5 N / tex. PAN fibers, what strengths of more than 100 cN / tex and at the same time initial moduli of have more than 15 N / tex (based on 100% elongation) scripture not described. PAN fibers are in due to their high resistance aggressive environments, for example in strongly alkaline environments, or reinforcement materials in demand for UV radiation. For technical Applications include high strength and high initial moduli low elongation at break. There is a need for PAN fibers with one property profile of this type, in particular according to PAN fibers, by methods high productivity are available.
- the present invention relates to fibers made from homo- or copolymers with a weight average molecular weight of 80,000 to 210,000, containing at least 70% by weight of recurring acrylonitrile and / or Methacrylonitrile units, characterized in that the fibers have a strength of more than 100 cN / tex and an initial module of more than 15 N / tex, based on 100% stretch.
- Suitable acrylonitrile polymers are SAN, ABS and NBR copolymers, where also the acrylonitrile portion that described above Percentage by weight.
- polyacrylonitrile homopolymers or copolymers used, the molecular weight (weight average) 80,000 to 210,000, preferably 175,000 to 210,000.
- the tensile strength of the fibers according to the invention is more than 85 cN / tex. preferably more than 90 cN / tex, with a maximum elongation at break of 15%, preferably 7 to 9%.
- knot strengths of more have than 15 cN / tex, in particular from 17 to 20 cN / tex.
- the Spinning mass concentration at least 15%, preferably more than 26%, especially 29 to 38%.
- spinning mass concentrations of less than 15% may experience nozzle run problems; i.e. it irregularities in the nozzles and subsequently occur during spinning sticking can occur.
- the viscosity of the spinning solution is at least 150 Pa ⁇ s, preferably 260 to 450 Pa ⁇ s (determined at 80 ° C in DMF).
- the correct choice of the nozzle hole diameter significantly affects the clean and perfect entry of the threads into the coagulation bath.
- the required high spray speeds of the invention Procedures are particularly important when choosing large nozzle hole diameters difficult to realize. in these cases is having problems with spinning and a spilling nozzle. If such problems occur, then In individual cases it is advisable to reduce the nozzle diameter.
- the nozzle hole diameters are less than 150 ⁇ m; nozzle hole diameters of 60 to 120 ⁇ m are preferred.
- the coagulation bath is usually an aqueous mixture containing one organic aprotic solvent - for example a solution, dispersion or suspension of this organic aprotic solvent in water.
- the organic aprotic solvent is preferably in the coagulation bath the selected spinning solvent.
- the concentration of the organic aprotic solvent is To choose the individual case so that there is a sufficiently fast and complete Coagulation results.
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Fasern aus Homo- oder Copolymeren enthaltend wiederkehrende Acrylnitril- und/oder Methacrylnitrileinheiten (im folgenden PAN-Fasern genannt) hohen Moduls und hoher Festigkeit, sowie ein besonders angepaßtes Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung, insbesondere als Verstärkungsmaterialien oder zur Herstellung von Filtern, Seilen oder Reibbelägen.The present invention relates to fibers made from homo- or copolymers containing recurring acrylonitrile and / or methacrylonitrile units (im called PAN fibers)) high modulus and high strength, as well as a specially adapted process for their production and their use, especially as reinforcing materials or for the production of filters, Ropes or friction linings.
PAN-Fasern hoher Festigkeit sind an sich bekannt. So werden beispielsweise von Dobrecov et al. in Sowjet. Beiträge zur Faserforschung und Textiltechnik, 9, S. 407-411 (1972) PAN-Fasern hoher Festigkeit und hohen Moduls beschrieben, die sich von PAN-Typen hohen Molekulargewichts ableiten; Beispiele dafür sind Molekulargewichte von 3.106.PAN fibers of high strength are known per se. For example, Dobrecov et al. in soviet. Contributions to fiber research and textile technology, 9, pp. 407-411 (1972) described PAN fibers of high strength and high modulus which are derived from PAN types of high molecular weight; Examples of this are molecular weights of 3.10 6 .
Aus den EP-A-0,165,372 und EP-A-0,255,109 sind Fasern von Festigkeiten mit mehr als 8,83 cN/dtex und Verfahren zu deren Herstellung bekannt, bei denen ebenfalls PAN-Typen hohen Molekulargewichts zum Einsatz kommen. Nach EP-A-0,255,109 werden PAN-Typen mit einem Molekulargewicht von mehr als 500,000 (Gewichtsmittel) eingesetzt, während nach EP-A-0,165,372 PAN-Typen mit einer Grenzviskosität von mehr als 2,5 eingesetzt werden, welches einem Molekulargewicht von mehr als 210,000 (Gewichtsmittel) entspricht.From EP-A-0,165,372 and EP-A-0,255,109 fibers of strength are included more than 8.83 cN / dtex and processes for their production, in which PAN types of high molecular weight are also used. According to EP-A-0,255,109 become PAN types with a molecular weight of more than 500,000 (weight average) used, while according to EP-A-0,165,372 PAN types with an intrinsic viscosity of more than 2.5, which corresponds to a molecular weight of more than 210,000 (weight average).
In den obenerwähnten Schriften werden ausnahmslos PAN-Typen ungewöhnlich hohen Molekulargewichts eingesetzt. Übliche Werte des Molekulargewichts für PAN-Fasern bewegen sich etwa im Bereich von 80,000 bis 180,000 (vergl. dazu die Ausführungen von Falkai et al. in "Synthesefasern", S. 200, Verlag Chemie (1981) oder von Masson et al. in "Fiber Producer", June 1984, S. 34-37).Without exception, PAN types are unusual in the above-mentioned writings high molecular weight used. Usual molecular weight values for PAN fibers range approximately from 80,000 to 180,000 (cf. the statements by Falkai et al. in "Synthesefaser", p. 200, publisher Chemie (1981) or by Masson et al. in "Fiber Producer", June 1984, pp. 34-37).
Der Einsatz der in diesen Schriften angegebenen hochmolekularen PAN-Typen bringt auch Probleme bei der Herstellung dieser Fasern mit sich. So muß aufgrund der geringeren Löslichkeit der hochmolekulargewichtigen PAN-Typen die Spinnmassekonzentration für die Herstellung einer Spinnmasse reduziert werden. So ist es beispielsweise bei der Verarbeitung von PAN-Typen niedrigeren Molekulargewichts möglich, mit Spinnmassekonzentrationen von 19 - 21 % zu arbeiten. In den obigen Schriften wird dagegen mit reduzierten Spinnmassekonzentrationen von höchstens 10 - 15 % gearbeitet. Das bedeutet einen erheblichen Produktivitätsverlust von 25 - 70 % für eine Produktionsanlage. So wird beispielsweise gemäß EP-A-0,165,372 mit einer Spinnmassekonzentration zwischen 6 - 12 % gearbeitet (Beispiele 5 - 7). Das bedeutet einen Produktivitätsverlust zwischen 45 - 70 %.The use of the high molecular PAN types specified in these documents also poses problems in the manufacture of these fibers. So must due to the lower solubility of the high molecular weight PAN types the concentration of spinning mass for the production of a spinning mass is reduced become. This is the case, for example, when processing PAN types lower molecular weight possible, with dope concentrations of 19 - 21% to work. In the above writings, however, is reduced Spinning mass concentrations of at most 10 - 15% worked. That means a significant loss in productivity of 25 - 70% for a Production plant. For example, according to EP-A-0,165,372 with a Spinning mass concentration worked between 6 - 12% (Examples 5 - 7). The means a loss of productivity between 45 - 70%.
Desweiteren verlängert sich die Verweilzeit für das Lösen des PAN im Lösungsmittel beträchtlich mit steigendem Molekulargewicht des Polymers. Hier müssen neue Anlagen zum Lösen angeschafft werden, um die Effektivität beim Löseprozeß beizubehalten. So müssen üblicherweise zusätzliche Maßnahmen ergriffen werden, um mit einer höheren Spinnmassenkonzentration arbeiten zu können. In der EP-A-0,255,109 wird versucht, mit der Zugabe von 1 - 10 % Wasser zur Spinnmasse die Viskosität zu verringern, um mit einer höheren Spinnmassenkonzentration arbeiten zu können. Dies ist jedoch mit einer Korrosionsgefahr für die Anlagen verbunden; außerdem sind mit dieser Maßnahme nur begrenzte Viskositätsverringerungen möglich.Furthermore, the dwell time for loosening the PAN in the Solvent significantly with increasing molecular weight of the polymer. Here new systems have to be purchased to solve the problem in order to be effective Maintain dissolving process. So usually additional measures are required be taken to work with a higher dope concentration can. In EP-A-0,255,109 an attempt is made to add 1-10% Water to the dope to reduce the viscosity to a higher To be able to work spinning mass concentration. However, this is with a Risk of corrosion associated with the systems; also with this Measure only limited viscosity reductions possible.
Es sind auch bereits PAN-Fasern hoher Festigkeit bekannt geworden, die mit PAN-Typen üblichen Molekulargewichts hergestellt worden sind. So werden beispielsweise in der GB-A-1,193,170 PAN-Fasern beschrieben, die Festigkeiten bis zu 17,5 g/denier aufweisen. Die Reißdehnung der beschriebenen Fasern ist allerdings mit mehr als 15 % für viele Anwendungen zu hoch.PAN fibers of high strength have also been known to work with PAN types of usual molecular weight have been produced. So be for example in GB-A-1,193,170 PAN fibers, the strengths up to 17.5 g / denier. The elongation at break of the fibers described is however, with more than 15% too high for many applications.
Aus der EP-A-0,044,534 sind hochfeste PAN-Fasern hohen Moduls bekannt, welche ebenfalls mit PAN-Typen üblichen Molekulargewichts hergestellt worden sind. Beschrieben werden Fasern mit Festigkeiten von bis zu 81 cN/tex oder mit Anfangsmoduli von bis zu 1989 cN/tex. PAN-Fasern, welche Festigkeiten von mehr als 100 cN/tex und gleichzeitig Anfangsmoduli von mehr als 15 N/tex (bezogen auf 100 % Dehnung) aufweisen, werden in dieser Schrift nicht beschrieben.From EP-A-0,044,534 high-strength PAN fibers of high modulus are known, which have also been produced with PAN types of conventional molecular weight. Fibers with strengths of up to 81 cN / tex are described Initial moduli up to 1989 cN / tex. PAN fibers, what strengths of more than 100 cN / tex and at the same time initial moduli of more than 15 N / tex (based on 100% stretch) are not described in this document.
Aus der EP-A-0,645,479 sind PAN-Fasern bekannt, deren Festigkeit bis zu 100 cN/tex beträgt und deren Anfangsmodul maximal 21,5 N/tex beträgt. PAN- Fasern, welche Festigkeiten von mehr als 100 cN/tex und gleichzeitig Anfangsmoduli von mehr als 15 N/tex (bezogen auf 100 % Dehnung) aufweisen, werden in dieser Schrift nicht beschrieben. PAN-Fasern sind aufgrund ihrer hohen Beständigkeit in aggressiven Umgebungen, beispielsweise in stark alkalischen Umgebungen, oder gegenüber UV-Bestrahlung gefragte Verstärkungsmaterialien. Für technische Anwendungen sind insbesondere hohe Festigkeiten und hohe Anfangsmoduli bei geringen Reißdehnungen gefragt. Es besteht ein Bedarf an PAN-Fasem mit einem derartigen Eigenschaftsprofil, insbesondere nach PAN-Fasern, die nach Verfahren hoher Produktivität erhältlich sind.From EP-A-0,645,479 PAN fibers are known whose strength is up to 100 is cN / tex and its initial modulus is a maximum of 21.5 N / tex. PAN fibers, what strengths of more than 100 cN / tex and at the same time initial moduli of have more than 15 N / tex (based on 100% elongation) Scripture not described. PAN fibers are in due to their high resistance aggressive environments, for example in strongly alkaline environments, or reinforcement materials in demand for UV radiation. For technical Applications include high strength and high initial moduli low elongation at break. There is a need for PAN fibers with one property profile of this type, in particular according to PAN fibers, by methods high productivity are available.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Fasern aus Homo- oder Copolymeren mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 80 000 bis 210 000, enthaltend mindestens 70 Gew.-% wiederkehrende Acrylnitril- und/oder Methacrylnitril-Einheiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern eine Festigkeit von mehr als 100 cN/tex und ein Anfangsmodul von mehr als 15 N/tex, bezogen auf 100 % Dehnung, aufweisen. The present invention relates to fibers made from homo- or copolymers with a weight average molecular weight of 80,000 to 210,000, containing at least 70% by weight of recurring acrylonitrile and / or Methacrylonitrile units, characterized in that the fibers have a strength of more than 100 cN / tex and an initial module of more than 15 N / tex, based on 100% stretch.
Als Polymerrohstoffe können die nach den üblichen Verfahren hergestellten Fällungs- oder Lösungspolymerisate eingesetzt werden. Je nach den Anforderungen für die Einsatzgebiete können sowohl Homo- als auch Copolymerisate des Acrylnitrils Verwendung finden. Bei den eingesetzten Monomeren sollte auf eine möglichst hohe Reinheit geachtet werden. Als Comonomere eignen sich alle mit Acrylnitrit copolymerisierbaren ungesättigten Verbindungen, vorzugsweise ungesättigte Carbonsäuren, wie Acrylsäure, Methacrylsäure oder Itaconsäure; ungesättigte Sulfonsäuren, wie Ally-, Methallyl- oder Styrolsulfonsäure; ungesättigte Carbonsäureamide, wie Acrylamid oder Methacrylamid; Ester ungesättigter Carbonsäuren, wie die Methyl-, Ethyl-, Propyl-,Butyl- oder Octylester der Acryl- oder der Methacrylsäure oder mehrfunktionelle Hydroxyethyl- oder Aminoethylester bzw. deren Derivate der Acryl- oder Methacrylsäure; Ester von Carbonsäuren mit ungesättigte Alkoholen bzw. Ether auf der Basis ungesättigter Alkohole, wie Vinylester und-ether, beispielsweise Vinylacetat, Vinylstearat, Vinylbutyrat, Bromessigsäurevinylester, Dichloressigsäurevinylester oder Trichloressigsäurevinylester; ungesättigte Aldehyde oder Ketone, wie Acrolein oder Crotonaldehyd; Säurehalogenide ungesättigter Carbonsäuren, wie Acryloder Methacrylsäurechloride; oder weitere mit Acrylnitril copolymerisierbare Monmere, wie Styrol, Butadien, Propylen oder Vinylhalogenide, beispielsweise Vinylchlorid, Vinylidenchlorid oder Vinylbromid.Polymer raw materials which can be produced by the customary processes Precipitation or solution polymers are used. Depending on the Requirements for the application areas can be both homo- and Copolymers of acrylonitrile are used. With the used Monomers should be as pure as possible. As Comonomers are all unsaturated which are copolymerizable with acrylonitrite Compounds, preferably unsaturated carboxylic acids, such as acrylic acid, Methacrylic acid or itaconic acid; unsaturated sulfonic acids, such as allyl, Methallyl or styrene sulfonic acid; unsaturated carboxamides, such as Acrylamide or methacrylamide; Esters of unsaturated carboxylic acids, such as the Methyl, ethyl, propyl, butyl or octyl ester of acrylic or Methacrylic acid or polyfunctional hydroxyethyl or aminoethyl esters or their derivatives of acrylic or methacrylic acid; Esters of carboxylic acids with unsaturated alcohols or ethers based on unsaturated alcohols, such as Vinyl esters and ethers, for example vinyl acetate, vinyl stearate, vinyl butyrate, Vinyl bromoacetate, vinyl dichloroacetate or Trichloressigsäurevinylester; unsaturated aldehydes or ketones, such as acrolein or crotonaldehyde; Acid halides of unsaturated carboxylic acids such as acrylic or methacrylic acid chlorides; or other copolymerizable with acrylonitrile Monomers such as styrene, butadiene, propylene or vinyl halides, for example Vinyl chloride, vinylidene chloride or vinyl bromide.
Bevorzugte copolymerisationsfähige Monomere sind Acrylester oder Methacrylester von C1-C22-Alkoholen, z. B. Methylacrylat, Methylmethacrylat, Butylmethacrylat, Octylmethacrylat, Ethylacrylat, isobutylacrylat, (Meth)Acrylester von perfluorierten C1-C22-Alkoholen; Vinylaromaten mit bis zu 20 C-Atomen, z. B. Styrol, Vinyltoluol; die Ester der Maleinsäure und der Fumarsäure mit C1 -C22-Alkoholen; Vinylchlorid, Vinylacetat, Ethylen und Butadien, bevorzugt ist Methylacrytat. Preferred copolymerizable monomers are acrylic esters or methacrylic esters of C 1 -C 22 alcohols, e.g. B. methyl acrylate, methyl methacrylate, butyl methacrylate, octyl methacrylate, ethyl acrylate, isobutyl acrylate, (meth) acrylic esters of perfluorinated C 1 -C 22 alcohols; Vinyl aromatics with up to 20 carbon atoms, e.g. B. styrene, vinyl toluene; the esters of maleic acid and fumaric acid with C 1 -C 22 alcohols; Vinyl chloride, vinyl acetate, ethylene and butadiene, methyl acrylate is preferred.
Zusätzlich können auch andere funktionelle Monomere, die mit Acrylnitril und/oder Methacrylnitril copolymerisierbar sind, eingesetzt werden. Die funktionellen Monomere können Hydroxy-, Silan- oder Epoxidgruppen enthalten. Beispiele dafür sind Vinyl-trimethoxysilan, Vinyl-tributoxysilan, Methacryloxypropyltrimethoxysilan, Vinyl-tris-(methoxyethoxy)-silan, Vinyltriacetoxysilan, Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxybutylmethacrylat, Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat oder auch 2-Hydroxyethylacrylat.In addition, other functional monomers containing acrylonitrile and / or methacrylonitrile are copolymerizable. The Functional monomers can contain hydroxyl, silane or epoxy groups. Examples include vinyl trimethoxysilane, vinyl tributoxysilane, Methacryloxypropyltrimethoxysilane, vinyl-tris- (methoxyethoxy) -silane, vinyltriacetoxysilane, Hydroxyethyl methacrylate, hydroxybutyl methacrylate, Glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate or 2-hydroxyethyl acrylate.
Weitere geeignete Acrylnitril-Polymerisate sind SAN-, ABS- und NBR-Copolymere, wobei auch deren Acrytnitril-Anteil die vorstehend beschriebenen Gewichtsprozente aufweisen sollte.Other suitable acrylonitrile polymers are SAN, ABS and NBR copolymers, where also the acrylonitrile portion that described above Percentage by weight.
Vorzugsweise weisen die eingesetzten Polymeren einen Gehalt von mindestens 90 Gew.%, insbesondere mindestens 99 Gew.% Acrylnitrileinheiten auf.The polymers used preferably have a content of at least 90% by weight, in particular at least 99% by weight, of acrylonitrile units.
Es werden Polyacrylnitrilhomopolymere oder -copolymere eingesetzt, deren Molekulargewicht (Gewichtsmittel) 80,000 bis 210,000, vorzugsweise 175,000 bis 210,000 beträgt.There are polyacrylonitrile homopolymers or copolymers used, the molecular weight (weight average) 80,000 to 210,000, preferably 175,000 to 210,000.
Die Festigkeiten der erfindungsgemäßen Fasern betragen mehr als 100 cN/tex, vorzugsweise 101 bis 150 cN/tex.The strengths of the fibers according to the invention are more than 100 cN / tex, preferably 101 to 150 cN / tex.
Die Anfangsmoduli, bezogen auf 100 % Dehnung, der erfindungsgemäßen Fasern betragen mehr als 15 N/tex, vorzugsweise 22 bis 35 cN/tex, ganz besonders bevorzugt 22 bis 30 cN/tex.The initial moduli, based on 100% elongation, of the invention Fibers are more than 15 N / tex, preferably 22 to 35 cN / tex, whole particularly preferably 22 to 30 cN / tex.
Die Reißfestigkeit der erfindungsgemäßen Fasern beträgt mehr als 85 cN/tex. vorzugsweise mehr als 90 cN/tex, bei einer Reißdehnungen von maximal 15 %, vorzugsweise 7 bis 9 %. The tensile strength of the fibers according to the invention is more than 85 cN / tex. preferably more than 90 cN / tex, with a maximum elongation at break of 15%, preferably 7 to 9%.
Bevorzugt sind ferner Fasern, wie oben definiert, die Knotenfestigkeiten von mehr als 15 cN/tex aufweisen, insbesondere von 17 bis 20 cN/tex.Also preferred are fibers as defined above, the knot strengths of more have than 15 cN / tex, in particular from 17 to 20 cN / tex.
Die Einzelfilamenttiter der erfindungsgemäßen Fasern bewegen sich -je nach Verwendungszweck- im Bereich 0,3 - 100 dtex, vorzugsweise 0,9 - 20 dtex. Bei textilen Anwendungen werden Titer im Bereich von 1,0 bis 3 dtex bevorzugt.The individual filament titers of the fibers according to the invention move depending on Intended use - in the range 0.3 - 100 dtex, preferably 0.9 - 20 dtex. at textile applications, titers in the range from 1.0 to 3 dtex are preferred.
Es hat sich im Laufe der Entwicklung herausgestellt, dal3 derart hochfeste PAN-Fasern auch mit einer hohen Produktivität hergestellt werden können, wenn ~ bestimmte Verfahrensbedingungen eingehalten werden. Insbesondere sind PAN-Fasern der vorstehend beschriebenen Art, d.h. mit Festigkeiten von mehr als 100 cN/tex und ein Anfangsmoduli von mehr als 15 N/tex, bezogen auf 100 % Dehnung, erhältlich, wenn der Spinndruck der Spinnlösung an der Spinndüse mindestens 20 bar, vorzugsweise mindestens 30 bar beträgt.In the course of development, it has emerged that such high-strength PAN fibers can also be manufactured with high productivity if ~ certain procedural conditions are observed. PAN fibers in particular are of the type described above, i.e. with strengths of more than 100 cN / tex and an initial modulus of more than 15 N / tex, based on 100% elongation, available if the spinning pressure of the spinning solution at the spinneret is at least 20 bar, preferably at least 30 bar.
Die Erfindung betrifft daher auch ein Verfahren zur Herstellung hochfester Fasern
eines Homo- oder Copolymeren mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts
von 80 000 bis 210 000, enthaltend mindestens 70 Gew.-%
wiederkehrende Acrylnitril- und/oder Methacrylnitril-Einheiten umfassend folgende
Maßnahmen:
Als Spinnlösungsmittel lassen sich beliebige organische aprotische Lösungsmittel oder eine Mischung solcher Lösungsmittel einsetzen. Beispiele für solche Lösungsmittel sind Dimethylsulfoxid (DMSO), Dimethylacetamid (DMAC, N-Methylpyrolidon (NMP) und insbesondere Dimethylformamid (DMF).Any organic aprotic can be used as the spinning solvent Use solvents or a mixture of such solvents. examples for such solvents are dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylacetamide (DMAC, N-methylpyrolidone (NMP) and especially dimethylformamide (DMF).
Für die Herstellung der Spinnlösung können klassischen Verfahren und Maschinen eingesetzt werden. Beim erfindungsgemäßen Verfahren beträgt die Spinnmassekonzentration mindestens 15 %, vorzugsweise mehr als 26 %, insbesondere 29 bis 38 %. Bei Einsatz von Spinnmassekonzentrationen von weniger als 15 % können Probleme mit dem Düsenlauf auftreten; d.h. es kommt beim Verspinnen zu Unregelmäßigkeiten an den Düsen und in der Folge können Verklebungen auftreten. Ferner nimmt die Produktivität der Nachbehandlungsstraße direkt mit der Abnahme der Spinnmassekonzentration ab. Die Viskosität der Spinnlösung beträgt mindestens 150 Pa·s, vorzugsweise 260 bis 450 Pa·s (bestimmt bei 80°C in DMF).Classical processes and Machines are used. In the method according to the invention, the Spinning mass concentration at least 15%, preferably more than 26%, especially 29 to 38%. When using spinning mass concentrations of less than 15% may experience nozzle run problems; i.e. it irregularities in the nozzles and subsequently occur during spinning sticking can occur. Furthermore, the productivity of the Post-treatment line directly with the decrease in the spinning mass concentration from. The viscosity of the spinning solution is at least 150 Pa · s, preferably 260 to 450 Pa · s (determined at 80 ° C in DMF).
Die Spinnlösung wird vor dem Verspinnen üblicherweise filtriert und gegebenenfalls entgast. Dabei werden Gelteilchen und gegebenenfalls vorhandene Verunreinigungen entfernt. Der Filtration kommt beim erfindungsgemäßen Verfahren eine große Bedeutung zu, da mit dieser Maßnahme die Fehlerrate beim Verspinnen und bei der Nachbehandlung beträchtlich gesenkt werden kann. So können Spinnfehler nachträglich bei der Kontakt- und Naßverstreckung der Faser zu Wicklungen an den Streckwalzen führen. The spinning solution is usually filtered and spun before if necessary degassed. Here, gel particles and if necessary existing impurities removed. The filtration comes at The method according to the invention is of great importance since with this Measure the error rate during spinning and after-treatment can be significantly reduced. Thus, spinning defects can subsequently be found in the Contact and wet drawing of the fiber to windings on the drawing rolls to lead.
Die Filtration kann mit den dafür bekannten Vorrichtungen durchgeführt werden, beispielsweise mit Filterpressen, in denen die Spinnmasse durch mehrere kompakte Gewebelagen hindurchgepreßt werden. Für die Filtration wird bevorzugt eine 2 oder mehrstufige Hochdruckfiltration bei der Filterkasten mit Stützrohr zum Einsatz kommen (Druck > 30 bar) verwendet. Ein Maß für die Filterwirkung stellt die sogenannte Durchgängigkeit dar; diese stellt eine Obergrenze für diejenigen Teilchendurchmesser dar, welche den Filter noch passieren.The filtration can be carried out using the known devices be, for example with filter presses in which the spinning mass through several compact fabric layers can be pressed through. For filtration is preferred a 2 or multi-stage high pressure filtration in the filter box with support tube are used (pressure> 30 bar). A measure of the filter effect represents the so-called continuity; this represents one Upper limit for those particle diameters that still have the filter happen.
Im Falle von Spinnlösungen mit DMF als Lösungsmittel werden vorzugsweise Filter mit einer Durchgängigkeit von 5 bis 15 µm eingesetzt. Dies bedeutet, daß Teilchen mit einem Durchmesser von weniger als 5 bis 15 µm den Filter noch passieren können. Wenn die Filtration der Spinnmasse nicht ordnungsgemäß, d.h. im Falle von Spinnlösungen mit DMF als Lösungsmittel mit einem gröberen Filter als 15 µm durchgeführt wird, ist mit späteren Produktionsstörungen zu rechnen.In the case of spinning solutions with DMF as the solvent are preferred Filters with a continuity of 5 to 15 µm are used. This means that Particles with a diameter of less than 5 to 15 µm still filter can happen. If the filtration of the dope does not work properly, i.e. in the case of spinning solutions with DMF as solvent with a coarser one Filters that are carried out as 15 µm are subject to later production disruptions expected.
Die Filtrationstemperatur liegt im Falle von DMF-Spinnlösungen vorzugsweise zwischen 80 und 90°C.The filtration temperature is preferably in the case of DMF spinning solutions between 80 and 90 ° C.
Die Geschwindigkeit beim Austritt der Fäden aus der Spinndüse muß so gewählt werden, daß die Fasern beim Eintauchen in die Flüssigkeit sich praktisch nicht verbiegen und ihre bisherige Bewegungsrichtung beibehalten. Die Spritzgeschwindigkeit der Spinnlösung kann von mind. 5 m/min bis 50 m/min verändert werden. Bevorzugt werden Spritzgeschwindigkeiten von 15 bis 35 m/min.The speed at which the threads emerge from the spinneret must be so be chosen so that the fibers themselves when immersed in the liquid practically do not bend and maintain their previous direction of movement. The spraying speed of the spinning solution can range from at least 5 m / min to 50 m / min can be changed. Spray speeds of 15 to are preferred 35 m / min.
Die Spritzgeschwindigkeit S errechnet sich gemäß der folgenden Gleichung:
Dabei bedeuten:
- S =
- Spritzgeschwindigkeit (m/min)
- F =
- Fördermenge (cm3/min)
- Z =
- Anzahl der Düsenlöcher
- d =
- Düsenlochdurchmesser (mm)
- S =
- Spraying speed (m / min)
- F =
- Delivery rate (cm 3 / min)
- Z =
- Number of nozzle holes
- d =
- Nozzle hole diameter (mm)
Infolge der hohen Spritzgeschwindigkeit und des hohen Spinndruckes treten die ersponnenen Fäden ohne merkliche Änderung der Richtung in das Koagulationsbad bzw. durch die Oberfläche des Koagulationsbades ein. Ändert sich die Richtung der Fäden beim Eintauchen in das Koagulationsbad wesentlich, so ist mit Verklebungen der Fasern miteinander und an der Oberfläche der Düse zu rechnen. Im Koagulationsbad kann sich die Bewegungsrichtung der Fäden ändern.Due to the high spraying speed and the high spinning pressure, the spun threads without noticeably changing direction in that Coagulation bath or through the surface of the coagulation bath. change the direction of the threads when immersed in the coagulation bath is essential, so with gluing the fibers together and on the Surface of the nozzle. In the coagulation bath, the Change the direction of movement of the threads.
Infolge der hohen Spritzgeschwindigkeit und der relativ hohen Viskosität der
hochkonzentrierten Spinnlösung kann in der Spinndüse ein hoher Druck
aufgebaut werden. Dieser hohe Druck ist wesentlich zur Erzielung hoher
Festigkeiten. Bedingt durch die hohe Kenzentration ist das Verfahren wiederrum
sehr wirtschaftlich zu betreiben und besitzt eine hohe Produktivität.
Nachteilig ist jedoch, daß bedingt durch den hohen Druck, Probleme beim
Verspinnen auftreten können. Diese äußern sich beispielsweise in einem
Verkleckern der Spinndüse, also einem Kleben von Tropfen der Spinnmasse an
den Düsen. Es empfiehlt sich daher, die Temperatur der Spinnlösung beim
Auftreten solcher Probleme vor dem Durchtritt durch die Spinndüse zu erhöhen,
um auf diese Weise die Viskosität der Spinnlösung abzusenken. Im Falle von
DMF als Spinnlösungsmittel empfiehlt es sich daher, die Spinnlösung kurz vor
dem Einlaufen in die Düse auf mindestens 80-100°C aufzuheizen.Due to the high spraying speed and the relatively high viscosity of the highly concentrated spinning solution, a high pressure can be built up in the spinneret. This high pressure is essential to achieve high strength. Due to the high concentration, the process is again very economical to operate and has high productivity.
However, it is disadvantageous that, due to the high pressure, problems with spinning can occur. These manifest themselves, for example, in the spinneret becoming clogged, that is to say drops of the spinning mass sticking to the nozzles. It is therefore advisable to raise the temperature of the spinning solution when such problems occur before it passes through the spinneret in order to lower the viscosity of the spinning solution. In the case of DMF as a spinning solvent, it is therefore advisable to heat the spinning solution to at least 80-100 ° C shortly before it enters the nozzle.
Spinnmassetemperaturen dieser Spinnlösungen unterhalb von 100°C können die oben geschilderten Probleme verursachen. Bei Spinnmassetemperaturen oberhalb von 130°C ist mit dem Verdampfen des DMF und mit Vergilbung der Spinnmasse zu rechnen. Im Falle von DMF arbeitet man also vorzugsweise mit Temperaturen der Spinnlösung vor der Spinndüse von 80 bis 130°C.Spinning mass temperatures of these spinning solutions below 100 ° C can cause problems described above. At spinning mass temperatures above 130 ° C with the evaporation of the DMF and with yellowing To count spinning mass. In the case of DMF, it is therefore preferable to work with Temperatures of the spinning solution in front of the spinneret from 80 to 130 ° C.
Der vorstehend angegebene Spinndruck von mindestens 20 bar bezieht sich auf die erwärmte Spinnlösung, deren Temperatur im Bereich von 80 bis 130°C liegt.The spinning pressure of at least 20 bar given above relates to the heated spinning solution, the temperature of which ranges from 80 to 130 ° C lies.
Die richtige Wahl des Düsenlochdurchmessers beeinflußt wesentlich den sauberen und einwandfreien Einlauf der Fäden ins Koagulationsbad. Die erforderlichen hohen Spritzgeschwindigkeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens sind insbesondere bei der Wahl großer Düsenlochdurchmesser schwierig zu realisieren. in diesen Fällen ist mit Problemen beim Verspinnen und einem Verkleckern der Spinndüse zu rechnen. Treten solche Probleme auf, so empfiehlt es sich im Einzelfall, die Düsendurchmesser zu verkleinern.The correct choice of the nozzle hole diameter significantly affects the clean and perfect entry of the threads into the coagulation bath. The required high spray speeds of the invention Procedures are particularly important when choosing large nozzle hole diameters difficult to realize. in these cases is having problems with spinning and a spilling nozzle. If such problems occur, then In individual cases it is advisable to reduce the nozzle diameter.
Daneben kann durch die Wahl der Dicke des Fadens dessen Verhalten beim Einpressen in die Flüssigkeit des Koagulationsbades beeinflußt werden. Wie bereits erwähnt müssen die Fäden unter solchen Bedingungen in das Koagulationsbad eingepreßt werden, daß die Fasern sich beim Eintauchen in die Flüssigkeit nicht verbiegen und ihre bisherige Geschwindigkeitsrichtung verlieren. Dies kann auch durch die Wahl des Durchmessers der Düsenlöcher beeinflußt werden.In addition, by choosing the thickness of the thread, its behavior when Pressing into the liquid of the coagulation bath can be influenced. How already mentioned the threads must be in such conditions Coagulation bath are pressed in that the fibers are immersed in the Do not bend liquid and its previous speed direction to lose. This can also be done by choosing the diameter of the nozzle holes to be influenced.
Typischerweise betragen die Düsenlochdurchmesser weniger als 150 µm; bevorzugt werden Düsenlochdurchmesser von 60 bis 120 µm.Typically, the nozzle hole diameters are less than 150 µm; nozzle hole diameters of 60 to 120 μm are preferred.
Das Verspinnen kann nach dem an sich bekannten Nassspinnverfahren oder Trockendüsen-Nassspinnverfahren erfolgen. Dazu kann die Spinndüse im Koagulationsbad untergetaucht werden oder die Spinndüse ist zur Koagulationsbadoberfläche in einem vorgegebenen Abstand angebracht, wodurch das Verspinnen durch einen Luftspalt erfolgt. Der Abstand zwischen der Spinndüse und der Koagulationsbadoberfläche kann in weiten Bereichen variiert werden, vorzugsweise beträgt der Abstand weniger als 10 Millimeter, insbesondere 1 bis 10 mm.The spinning can be carried out according to the wet spinning process known per se or Dry nozzle wet spinning processes are carried out. To do this, the spinneret in the Coagulation bath are immersed or the spinneret is for Coagulation bath surface attached at a predetermined distance, whereby the spinning takes place through an air gap. The distance between the spinneret and the coagulation bath surface can be used in wide ranges be varied, preferably the distance is less than 10 millimeters, especially 1 to 10 mm.
Das Koagulationsbad ist in der Regel eine wäßrige Mischung enthaltend ein organisches aprotisches Lösungsmittel - beispielsweise eine Lösung, Dispersion oder Suspension dieses organischen aprotischen Lösungsmittels in Wasser. Vorzugsweise ist das organische aprotische Lösungsmittel im Koagulationsbad das jeweils gewählte Spinnlösungsmittel.The coagulation bath is usually an aqueous mixture containing one organic aprotic solvent - for example a solution, dispersion or suspension of this organic aprotic solvent in water. The organic aprotic solvent is preferably in the coagulation bath the selected spinning solvent.
Die Konzentration des organischen aprotischen Lösungsmittels ist dabei im Einzelfall so zu wählen, daß sich eine ausreichend schnelle und vollständige Koagulation ergibt. Beim Arbeiten mit relativ hoch konzentrierten Spinnlösungen ist darauf zu achten, daß die Konzentration des organisch aprotischen Lösungsmittels im Koagulationsbad nicht zu hoch ist bzw. wird. Wird die Konzentration des organisch aprotischen Lösungsmittels im Koagulationsbad zu hoch gewählt, so kann Faserverklebung an der Abzugsgalette erfolgen, da keine vollständige Koagulation der Faser gewährleistet ist.The concentration of the organic aprotic solvent is To choose the individual case so that there is a sufficiently fast and complete Coagulation results. When working with relatively highly concentrated spinning solutions care must be taken that the concentration of the organic aprotic Solvent in the coagulation bath is not too high. Will the Concentration of the organic aprotic solvent in the coagulation bath selected high, so fiber bonding can take place on the trigger godet, since none complete coagulation of the fiber is guaranteed.
Typischerweise arbeitet man mit Konzentrationen des organisch aprotischen Lösungsmittels von weniger als 75 Gew.%, bevorzugt weniger als 50 Gew.%, insbesondere 20 bis 50 Gew.% (bezogen auf die Lösung im Koagulationsbad).Typically one works with concentrations of the organic aprotic Solvent of less than 75% by weight, preferably less than 50% by weight, in particular 20 to 50% by weight (based on the solution in the coagulation bath).
Die Temperatur des Koagulationsbades beträgt zwischen 20 und 110°C, vorzugsweise 40 bis 90°C, insbesondere 60 bis 85°C.The temperature of the coagulation bath is between 20 and 110 ° C, preferably 40 to 90 ° C, in particular 60 to 85 ° C.
Die Länge des Koagulationsbades beträgt -in Abhängigkeit von der Spritzgeschwindigkeit- mindestens 0,5 m. In jedem Fall muß die Länge des Koagulationsbades so gewählt werden, daß eine für die anschließenden Nachbehandlung ausreichende Koagulation erreicht wird. The length of the coagulation bath is - depending on the Spray speed - at least 0.5 m. In any case, the length of the Coagulation bath can be chosen so that one for the subsequent After-treatment sufficient coagulation is achieved.
Im Anschluß an die Koagulation wird die Faser nachbehandelt; dies kann auf einer an sich bekannten Nachbehandlungsanlage geschehen.After the coagulation, the fiber is post-treated; this can be on a known aftertreatment system.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß durch das erfindungsgemäße Verspinnen PAN-Fasern erhältlich sind, die sehr hoch verstreckt werden können. Zur Herstellung von hochfesten PAN-Fasern werden die ersponnenen Fäden unter Durchführung einer oder mehrerer Verstreckungen nachbehandelt, wobei der Gesamtverstreckgrad zwischen Abzugsvorrichtungen der ersponnenen Fäden aus dem Koagulationsbad und Ausgang der Nachbehandlungsstrecke mindestens 1 : 10, vorzugsweise 1 : 10 bis 1: 25, beträgt.Surprisingly, it was found that the inventive Spinning PAN fibers are available that are stretched very high can. The spun fibers are used to produce high-strength PAN fibers Threads treated with one or more stretching, the total degree of stretching between take-off devices of the spun threads from the coagulation bath and exit of the Aftertreatment section at least 1:10, preferably 1:10 to 1:25, is.
In der Nachbehandlung kann die Faser nach dem Verlassen des Koagulationsbades beispielsweise ein- oder mehrfach gewaschen werden, wobei in diesen Schritten noch eine zusätzliche Koagulation erfolgen kann. Üblicherweise wird die Faser während mindestens eines Waschschrittes naßverstreckt und/oder aviviert. Im Anschluß an die Wäsche wird üblicherweise getrocknet. Alsdann werden die Fasern in einem weiteren Verstreckschritt nachverstreckt; dies kann durch Verstrecken im Heißluftbad und/oder durch Kontaktverstreckung, beispielsweise über beheizte Galetten, erfolgen, wobei im Falle einer Kontaktverstreckung das Verstreckverhältnis mindestens 1:1,5 beträgt. Anschließend werden die Fasern vorzugsweise unter Spannung abgezogen. Ferner ist es möglich und bevorzugt, die verstreckten Fasern im Anschluß an die Nachverstreckung zu fixieren. Diese erfolgt vorteilhafterweise durch Erhitzen auf Temperaturen von 130 bis 350°C, vorzugsweise 150 bis 250°C, in einer Normalatmosphäre. Durch diese Fixierung wird die PAN-Faser stabilisiert und die Dichte steigt von etwa 1,18 g/cm3 auf Werte von mehr als 1,2 g/cm3, wobei dieser Dichteanstieg mit einem teilweisen Festigkeitsverlust einhergehen kann. In the aftertreatment, the fiber can, for example, be washed one or more times after leaving the coagulation bath, an additional coagulation being able to take place in these steps. The fiber is usually wet-drawn and / or softened during at least one washing step. After washing, drying is usually done. The fibers are then post-drawn in a further drawing step; this can be done by stretching in a hot air bath and / or by contact stretching, for example via heated godets, the stretching ratio being at least 1: 1.5 in the case of contact stretching. The fibers are then drawn off, preferably under tension. Furthermore, it is possible and preferred to fix the drawn fibers after the post-drawing. This is advantageously carried out by heating to temperatures of 130 to 350 ° C, preferably 150 to 250 ° C, in a normal atmosphere. This fixation stabilizes the PAN fiber and the density increases from approximately 1.18 g / cm 3 to values of more than 1.2 g / cm 3 , this increase in density being able to be accompanied by a partial loss of strength.
Danach können die Fasern einer Schneidevorrichtung zugeführt werden oder die Fasern werden als Filamente weiterverarbeitet, beispielsweise aufgespult.The fibers can then be fed to a cutting device or the Fibers are further processed as filaments, for example wound up.
Solche Nachbehandlungsverfahren der PAN-Fasern sind an sich bekannt und beispielsweise in den EP-A-0,044,534, EP-A-0,165,372 und EP-A-0,255,109 beschrieben.Such post-treatment processes of the PAN fibers are known per se and for example in EP-A-0,044,534, EP-A-0,165,372 and EP-A-0,255,109 described.
Die erfindungsgemäßen PAN-Fasern können für unterschiedlichste Anwendungen eingesetzt werden. Typischerweise setzt man diese Fasern für technische Zwecke ein. Beispiele dafür sind der Einsatz als Verstärkungsmaterial für die Herstellung von Verbundwerkstoffen, beispielsweise für die Herstellung faserverstärkter thermoplastischer oder duroplastischer Kunststoffe oder insbesondere für die Herstellung von faserverstärkten hydraulisch abbindenden Materialien, beispielsweise in Beton. Die erfindungsgemäßen PAN-Filamente eignen sich bevorzugt für die Herstellung von UV-beständigen Seilen, Leinen und Verdeckstoffen aller Art. Beispiele Verdeckstoffen sind Verdecke, Planen etc. für die Automobilindustrie oder Abdeckplanen zum Schutz von Oberflächen und Gegenständen.The PAN fibers according to the invention can be used for a wide variety of purposes Applications are used. These fibers are typically used for technical purposes. Examples of this are the use as Reinforcing material for the production of composite materials, for example for the production of fiber-reinforced thermoplastic or thermosetting plastics or in particular for the production of fiber-reinforced hydraulically setting materials, for example in concrete. The PAN filaments according to the invention are preferably suitable for the Manufacture of UV-resistant ropes, lines and convertible tops of all kinds. Examples of top materials are tops, tarpaulins etc. for the automotive industry or tarpaulins to protect surfaces and objects.
Desweiteren können die erfindungsgemäßen PAN-Fasern zur Herstellung von Vliesstoffen eingesetzt werden, die z.B. als Filter oder als Geotextilien Verwendung finden.Furthermore, the PAN fibers according to the invention can be used to produce Nonwovens are used, e.g. as a filter or as geotextiles Find use.
Ein weiteres bevorzugtes Einsatzgebiet der erfindungsgemäßen PAN-Fasern ist die Herstellung von Reibbelägen, insbesondere von Bremsbelägen.Another preferred area of application of the PAN fibers according to the invention is the production of friction linings, especially brake linings.
Claims (34)
- Fibers of homo- or copolymers having a weight average molecular weight in the range from 80 000 to 210 000 and containing at least 70% by weight of recurring acrylonitrile and/or methacrylonitrile units, characterized in that the fibers have a tenacity of more than 100 cN/tex and an initial modulus of more than 15 N/tex, based on 100% extension.
- Fiber according to claim 1, characterized in that the homo- or copolymer contains at least 90% by weight of acrylonitrile units.
- Fiber according to claim 2, characterized in that the homo- or copolymer contains at least 99% by weight of acrylonitrile units.
- Fiber according to claim 1, characterized in that the fiber has a tenacity in the range from 101 to 150 cN/tex.
- Fiber according to claim.1, characterized in that the fiber has an initial modulus (based on 100% extension) in the range from 22 to 35 cN/tex.
- Fiber according to claim 5, characterized in that the fiber has an initial modulus (based on 100% extension) in the range from 22 to 30 cN/tex.
- Fiber according to claim 1, characterized in that the fiber has a breaking strength of more than 85 cN/tex.
- Fiber according to claim 7, characterized in that the fiber has a breaking strength of more than 90 cN/tex.
- Fiber according to claim 1, characterized in that the fiber has a breaking extension of not more than 15%.
- Fiber according to claim 9, characterized in that the fiber has a breaking extension in the range from 7 to 9%.
- Fiber according to claim 1, characterized in that the fiber has a single filament linear density in the range from 0.3 to 100 dtex.
- Fiber according to claim 11, characterized in that the fiber has a single filament linear density in the range from 0.9 to 20 dtex.
- A process for producing high strength fibers of homo- or copolymers having a weight average molecular weight in the range from 80 000 to 210 000 and containing at least 70% by weight of recurring acrylonitrile and/or methacrylonitrile units, comprising the following measures:a) preparing a spinning solution containing an organic aprotic solvent or a mixture of such solvents and at least 15% by weight, based on the spinning solution, of a homo- or copolymer containing at least 70% by weight of recurring acrylonitrile and/or methacrylonitrile units,b) spinning this spinning solution by a wet spinning process or by a dry jet-wet spinning process into a coagulation bath at a spinning pressure of the spinning solution on the die of at least 20 bar,c) coagulating the spun filaments in the coagulation bath and withdrawing these filaments from the coagulation bath, andd) aftertreating the spun filaments by performing one or more drawing steps, the draw ratio between the devices for withdrawing the spun filaments from the coagulation bath and the point of exit from the aftertreatment sector being at least 1:10.
- A process according to claim 13, characterized in that the solvent used is dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylacetamide (DMAC), N-methylpyrrolidone (NMP) and especially dimethylformamide (DMF).
- A process according to claim 13, characterized in that the spinning dope concentration is more than 26%.
- A process according to claim 15, characterized in that the spinning dope concentration is in the range from 29 to 38%.
- A process according to claim 13, characterized in that the viscosity of the spinning solution is at least 150 Pa·s and especially in the range from 260 to 450 Pa s (determined at 80°C in DMF).
- A process according to claim 13, characterized in that the spinning solution is filtered through a filter of 5-15 µm permeability prior to spinning.
- A process according to claim 13, characterized in that the temperature of the spinning solution upstream of the spinneret die is in the range from 80 to 130°C.
- A process according to claim 13, characterized in that the die hole diameter is in the range from 60 to 150°µm.
- A process according to claim 13, characterized in that the extrusion speed is in the range from 5 to 50 m/min.
- A process according to claim 13, characterized in that the spinning pressure of the spinning solution on the die is at least 30 bar.
- A process according to claim 13, characterized in that the spinning is effected by means of a dry jet-wet spinning process in which the size of the air gap between the spinneret die and the surface of the coagulation bath is in the range from 1 to 10 mm.
- A process according to claim 13, characterized in that the coagulation bath is an aqueous mixture of the spinning solvent, the concentration of the spinning solvent being less than 75% by weight, based on the coagulation bath.
- A process according to claim 24, characterized in that the coagulation bath is an aqueous mixture of the spinning solvent, the concentration of the spinning solvent being less than 50% by weight, based on the coagulation bath.
- A process according to claim 25, characterized in that the coagulation bath is an aqueous mixture of the spinning solvent, the concentration of the spinning solvent being in the range from 20 to 50% by weight, based on the coagulation bath.
- A process according to claim 13, characterized in that the temperature of the coagulation bath is in the range from 20 to 110°C, preferably in the range from 40 to 90°C and especially in the range from 60 to 85°C.
- The use of the fibers according to claim 1 as reinforcing materials for the manufacture of composite materials.
- The use according to claim 28, characterized in that the composite materials are fiber-reinforced hydraulically setting materials.
- The use of the fibers according to claim 1 for manufacturing nonwovens, in particular for manufacturing filters or geotextiles.
- The use of the fibers according to claim 1 for manufacturing friction linings.
- The use of the fibers according to claim 1 for manufacturing ropes and lines.
- The use of the fibers according to claim 1 for manufacturing tilt fabrics.
- Composite material, nonwoven, friction lining, ropes, lines or tilt fabric comprising fibers according to claim 1.
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