DE1105107B - Process for the production of artificial structures from polyacrylonitrile or copolymers of acrylonitrile - Google Patents
Process for the production of artificial structures from polyacrylonitrile or copolymers of acrylonitrileInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung von künstlichen Gebilden aus Polyacrylnitril oder Mischpolymeren von Acrylnitril Bei der Herstellung verschiedener künstlicher und synthetischer Fäden durch Naßspinnverfahren sind seit langem kontinuierliche Gegenstromextraktionsverfahren angewandt worden. Dabei wurden die koagulierten Fäden durch ein oder mehrere Bäder geleitet, die ein mit dem für die Spinnlösung oder in dem Koagulierungsbad verwendeten Lösungsmittel mischbares Lösungsmittel enthielten, um den koagulierten Gegenstand von restlichem Spinnlösungsmittel oder Koagulierungsmittel zu befreien.Process for the production of artificial structures from polyacrylonitrile or copolymers of acrylonitrile In the manufacture of various artificial and synthetic filaments by wet spinning processes have long been continuous Countercurrent extraction methods have been used. The coagulated filaments were thereby passed through one or more baths, the one with the one for the dope or solvents used in the coagulation bath contained miscible solvents, around the coagulated article of residual spinning solvent or coagulant to free.
Es ist sehr erwünscht, die Wirksamkeit dieser Extraktion zu erhöhen, um die erforderliche Menge Waschflüssigkeit, die zum Pumpen solcher Flüssigkeit erforderliche Energie und die Größe der Extraktionsbehälter herabzusetzen. Wenn es möglich ist, das Spinnlösungsmittel oder die Koagulierungsflüssigkeit wiederzugewinnen, ist ein verbessertes Extraktionsverfahren doppelt erwünscht; einerseits, um die Kosten der Konzentrierung oder Wiedergewinnung solcher Materialien aus der Waschflüssigkeit herabzusetzen, und andererseits, um die zur Ergänzung erforderliche Menge an Lösungsmittel oder Koagulierungsmittel herabzusetzen.It is very desirable to increase the effectiveness of this extraction, to get the required amount of washing liquid needed to pump such liquid reduce the energy required and the size of the extraction vessels. if it is possible to recover the spinning solvent or the coagulating liquid, an improved extraction process is doubly desirable; one hand to the The cost of concentrating or recovering such materials from the wash liquor and on the other hand to the amount of solvent required to supplement or to reduce coagulants.
Es war bereits ein Verfahren bekannt, durch das vermieden werden soll, daß nichtmetallische Fäden, z. B. Glasfäden, Cellulosefäden und Celluloseacetatfäden, von einem Bad, dem sie ausgesetzt werden, chemisch angegriffen werden. Zu diesem Zweck läßt man Gasblasen auf die Fäden einwirken, so daß sich auf den Fäden eine Schutzschicht des Gases bildet. Die Gasblasen werden vorzugsweise im Bad selbst gebildet, und zwar wird vorzugsweise elektrolytisch im Bad erzeugter Wasserstoff verwendet, d. h., es werden Gasblasen verwendet, die mit geringer Geschwindigkeit auf die Fäden auftreffen, so daß sie eine Schutzschicht zu bilden vermögen.A procedure was already known to avoid that non-metallic threads, e.g. B. glass threads, cellulose threads and cellulose acetate threads, chemically attacked by a bath to which they are exposed. To this Purpose one lets gas bubbles act on the threads, so that on the threads a Protective layer of the gas forms. The gas bubbles are preferably in the bath itself formed, namely hydrogen generated electrolytically in the bath is preferably used, d. that is, gas bubbles are used, those at low speed strike the threads so that they are able to form a protective layer.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung besteht also darin, die frisch geformten, noch lösungsmittelhaltigen Gebilde durch ein Bad zu führen, das mit dem zu entfernenden Lösungsmittel mischbar und verträglich ist und dabei gleichzeitig inerte Gasblasen gegen die Oberfläche der zu behandelnden Formlinge zu richten.The method of the present invention is thus to use the fresh to lead shaped, still solvent-containing structures through a bath that is connected to the solvent to be removed is miscible and compatible and at the same time to direct inert gas bubbles against the surface of the molded articles to be treated.
Es wurde also gefunden, daß die Extraktionswirksamkeit beträchtlich heraufgesetzt wird, wenn man Blasen eines inerten Gases gegen die Oberfläche eines geformten durchlässigen Gegenstandes, der kontinuierlich durch ein flüssiges Extraktionsmedium bewegt wird, richtet. Gemäß einer speziellen Anwendung der vorliegenden Erfindung werden Luftblasen gegen Stränge von Gelfäden aus polymerem Acrylnitril, die wäßriges 1\Tatriumthiocyanat enthalten, gerichtet, während diese Stränge kontinuierlich durch ein wäßriges Bad bewegt werden. In Anbetracht der Tatsache, daß durch einfaches Rühren und durch einen Flüssigkeitsstrahl das gewünschte Ergebnis nicht erzielt werden kann, ist es überraschend, daß man es nur durch einen Strom von Luftblasen oder Blasen eines anderen inerten Gases erzielen kann.Thus, it was found that the extraction efficiency was considerable is increased when you blow an inert gas against the surface of a shaped permeable article that is continuously passed through a liquid extraction medium is moved, aligns. According to a particular application of the present invention are air bubbles against strands of gel threads made of polymeric acrylonitrile, the aqueous 1 \ containing sodium thiocyanate, while these strands pass continuously an aqueous bath can be moved. Noting that by simple Stirring and a jet of liquid does not achieve the desired result it is surprising that you can only get it through a stream of air bubbles or bubbles of another inert gas.
Das weiter unten beschriebene Verfahren ist auf die Extraktion von festem oder flüssigem löslichem Material aus einem endlosen Vielfachfaden, Einfachfaden, Film, Stab, Rohr oder sonstwie geformten Gegenstand, der kontinuierlich durch die und unter der Oberfläche der Extraktionsflüssigkeit bewegt wird, mittels eines geeigneten flüssigen Lösungs- oder Extraktionsmittels anwendbar. Das vorliegende Verfahren ist für die Extraktion von Spinn- oder Koagulierungsflüssigkeiten aus den gelatinösen Formlingen aus Polyacrylnitril und insbesondere aus Fäden, die für die Herstellung von Textilien verwendbar sind, geeignet. Es kann für das vorliegende Verfahren jedes Gas verwendet werden, das inert ist, weder mit dem Polyacrylnitril noch mit dem Flüssigkeitsmedium chemisch reagiert und außerdem bei der angewandten Temperatur in der Waschflüssigkeit nicht vollständig löslich ist. Im allgemeinen ist es empfehlenswert, ein Gas zu wählen, das nur in geringem Maße in dem flüssigen Medium löslich ist. Luft ist natürlich für jedes Extraktionsverfahren, bei dem sie diesen Anforderungen entspricht, da sie billig und leicht verfügbar ist, bevorzugt.The procedure described below is based on the extraction of solid or liquid soluble material made of an endless multiple thread, single thread, Film, rod, tube or any other shaped object moving continuously through the and is moved below the surface of the extraction liquid by means of a suitable liquid solvent or extractant applicable. The present proceedings is for the extraction of spinning or coagulating fluids from the gelatinous Moldings made of polyacrylonitrile and in particular made of threads used for manufacture of textiles are suitable. It can be for the present Method any gas can be used that is inert, neither with the polyacrylonitrile still reacts chemically with the liquid medium and also with the applied Temperature in the washing liquid is not completely soluble. In general it is advisable to choose a gas that is only slightly in the liquid Medium is soluble. Air is natural to any extraction process that involves it meets these requirements because it is cheap and readily available.
Das Verfahren soll im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert werden. Die Zeichnung stellt eine perspektivische Ansicht einer Extraktionsanlage für das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung dar.The method is explained in more detail below with reference to the drawing will. The drawing represents a perspective view of an extraction system for the method according to the present invention.
Der Waschtrog 2 hat eine innere Länge von 3,65 m und eine Breite von 38 cm. Das wäßrige Extraktionslösungsmittel für das Bad 4 wird durch das Rohr 6 eingeleitet und fließt durch das Abflußrohr 8 ab, das so angeordnet ist, daß eine Badtiefe von 22,8 cm resultiert. In diesem Bad sind die Walzen 10 und 12 angeordnet, die in geeigneten Lagern bekannter (nicht gezeigter) Bauart laufen und die, wie erwünscht, durch geeignete übliche :Mittel getrieben werden. Luft wird bei über Atmosphärendruck durch eine vertikale Leitung 14 zu einem horizontalen Verteilerrohr 16, das quer durch die Breite des Bades gelegt ist und dessen obere Fläche 10 bis 15 cm unterhalb der Oberfläche des Bades 4 angeordnet ist, zugeführt. Die obere Fläche des Rohres 16 ist mit vielen Öffnungen 18 (beispielsweise mit 36 Öffnungen auf einer Strecke von 30,5 cm) von relativ geringem Durchmesser, wie beispielsweise 0,16 oder 0,08 cm oder darunter, versehen. Ein oder mehrere Stränge 20 von Vielfachfäden aus polymerem Acrylnitril in frisch gefälltem, gequollenem. gelatinösem Zustand werden abwärts unter der Walze 10 in das Bad und dann durch die Länge des Bades zu der Walze 12 und dann um diese herumgeführt, bevor sie zu weiterer an anderer Stelle erfolgender Verarbeitung aus dem Bad herausgeführt werden. Während die Stränge 20 durch das Bad geführt werden, wird Luft oder ein anderes inertes Gas bei über Atmosphärendruck von den Öffnungen 18 in dem Rohr 16 emittiert und bildet Ströme von kleinen Blasen. Die feinen durch das Extraktionsbad aufsteigenden Gasblasen werden auf diese Weise gegen die Stränge 20 gerichtet und erzeugen die beschriebenen Wirkungen. Es wurden ausgezeichnete Ergebnisse erzielt, wenn die Walzen 10 und 12 so angeordnet waren, daß die Stränge 20 3,8 bis 5 cm unter und parallel zu der Oberfläche des Bades 4 verliefen. Dementsprechend befinden sich die Öffnungen 18 5 bis 10 cm unter den Strängen. Da Grund zu der Annahme besteht, daß verhältnismäßig kleine Blasen, von kaum wahrnehmbaren bis zu Blasen von 0,8 cm Durchmesser, eine bessere Extraktion bewirken als größere Blasen, werden die Öffnungen 18 zweckmäßig nicht unnötig weit unter den Strängen 20 angeordnet. Die Blasen besitzen eine Neigung, sich zu größeren Blasen zu vereinigen, wenn sie durch die Flüssigkeit aufsteigen, so daß die Möglichkeit größere Blasen zu bilden, um so größer ist, je größer die Strecke ist, die die Blasen zurücklegen. Im allgemeinen ist es empfehlenswert, die Öffnungen zwischen 5 und 15 cm unter dem gelatinösen Gegenstand, der der Extraktion unterworfen wird, anzuordnen. Das Optimum für eine spezielle Extraktion kann leicht experimentell bestimmt werden. Wenn es erwünscht ist, so können mehr als eine Blasenvorrichtung 16 in jedem Extraktionsbehälter angeordnet werden, um die Extraktionswirksamkeit in dem Behälter weiterhin zu erhöhen. Es wurde gefunden, daß bei einem sechsstufigen Extraktionsverfahren unter Verwendung von sechs Behältern, die dem Trog 2 gleichen, eine Gasblasenvorrichtung 16 in jedem Stadium eines solchen Verfahrens die Extraktionswirksamkeit erhöht. Es sei bemerkt, daß die Stränge 20 im Gegenlauf zu dem strömenden Extraktionsmedium durch den Behälter 2 geführt werden. Um maximale Extraktionswirksamkeit zu erzielen, wird der zu waschende gelatinöse Faden zweckmäßig nacheinander durch die Behälter geleitet, während Wasser oder ein anderes frisches Extraktionsmediutn zuerst in den sechsten Behälter, dann in den fünften und danach in den vierten Behälter geleitet wird, und zwar entgegengerichtet der Bewegung der gelatinösen Stränge.The washing trough 2 has an inner length of 3.65 m and a width of 38 cm. The aqueous extraction solvent for the bath 4 is introduced through the pipe 6 and flows off through the drainage pipe 8, which is arranged so that a bath depth of 22.8 cm results. In this bath are arranged the rollers 10 and 12 which run in suitable bearings of known type (not shown) and which, as desired, are driven by suitable conventional means. Air is supplied at above atmospheric pressure through a vertical conduit 14 to a horizontal manifold 16 which is laid across the width of the bath and the upper surface of which is 10 to 15 cm below the surface of the bath 4. The upper surface of the tube 16 is provided with a plurality of openings 18 (e.g., 36 openings over a distance of 30.5 cm) of relatively small diameter, such as 0.16 or 0.08 cm or less. One or more strands 20 of multiple filaments of polymeric acrylonitrile in freshly precipitated, swollen. gelatinous state are passed down under roller 10 into the bath and then through the length of the bath to and around roller 12 before being passed out of the bath for further processing elsewhere. As the strands 20 are passed through the bath, air or other inert gas at above atmospheric pressure is emitted from the openings 18 in the tube 16 and forms streams of small bubbles. The fine gas bubbles rising through the extraction bath are directed in this way against the strands 20 and produce the effects described. Excellent results have been obtained when the rollers 10 and 12 are arranged so that the strands 20 run 3.8-5 cm below and parallel to the surface of the bath 4. Accordingly, the openings 18 are 5 to 10 cm below the strands. Since there is reason to believe that relatively small bubbles, from barely perceptible to bubbles 0.8 cm in diameter, produce better extraction than larger bubbles, it is useful not to place the openings 18 unnecessarily far below the strands 20. The bubbles have a tendency to merge into larger bubbles as they rise through the liquid, so the greater the distance the bubbles travel, the greater the chance of larger bubbles forming. In general, it is advisable to place the openings between 5 and 15 cm below the gelatinous object being subjected to extraction. The optimum for a particular extraction can easily be determined experimentally. If desired, more than one bladder device 16 can be placed in each extraction vessel to further increase the extraction efficiency in the vessel. It has been found that in a six-stage extraction process using six containers similar to vat 2, a gas bubble device 16 at each stage of such a process increases the extraction efficiency. It should be noted that the strands 20 are guided through the container 2 in the opposite direction to the flowing extraction medium. In order to achieve maximum extraction efficiency, the gelatinous thread to be washed is expediently passed through the containers one after the other, while water or another fresh extraction medium is first passed into the sixth container, then into the fifth and then into the fourth container, in the opposite direction to the movement of the gelatinous strands.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist speziell für die Extraktion von Fadenkabeln aus polymerem Acrylnitril geeignet, d. h. aus Homopolymeren oder Copolymeren von Acrynitril mit äthylenisch ungesättigten Monomeren, wie 2-Methyl-S-vinylpyridin, anderen Vinylpyridinen, Methylacrylat, Vinylacetat, Vinylchlorid usw., die nach den Verfahren der USA.-Patente 2 558 730 bis 2 558 735 hergestellt sind. Das Verfahren der erwähnten Patentschriften betrifft, kurz gesagt, das Verspinnen einer Lösung von polymerem Acrylnitril mit einem Molekulargewicht von 75 000 (S t a u d i n g e r) in einer konzentrierten wäß rigen Natriumthiocyanatlösung, in eine relativ verdünnte 10o/oige wäßrige Natriumthiocyanatlösung, die bei einer Temperatur von 0° C gehalten wird. Die gequollenen Gelfäden müssen gründlich extrahiert werden, um im wesentlichen die gesamte Thiocyanatlösung zu entfernen, damit ein Faden mit physikalischen Eigenschaften, die ihn für die Verwendung für die Herstellung von Textilien geeignet machen, hergestellt wird. Die Geschwindigkeit der gegen den koagulierten geformten Gegenstand treffenden Blasen hat sich in Verbindung mit der Extraktionswirksamkeit als wesentlich erwiesen. Es zeigte sich, daß bei der Lösungsmittelextraktion von Fadenkabeln, die nach dem Verfahren der obenerwähnten Patente hergestellt sind und Stränge mit 2330 Fäden von je 20 Denier in gequollenem gelatinösem Zustand (3 Denier beim fertigen Faden) enthalten, Luftströmungsgeschwindigkeiten von nur 3 cm je Sekunde an der Öffnung gegenüber der üblichen Extraktion eine merkliche Verbesserung hervorrufen. Jedoch sind Luftströmungsgeschwindigkeiten von mehr als 6 cm je Sekunde zu empfehlen, und die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn die Luft mit einer Geschwindigkeit von 30,5 cm je Sekunde durch die Öffnung strömt. Vermutlich variiert die optimale Strömungsgeschwindigkeit bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bei verschiedenen Gegenständen. Die optimalen Luftströmungsgeschwindigkeiten an der Öffnung können in jedem einzelnen Fall durch einfaches Experiment bestimmt werden, so daß der Fachmann ohne Schwierigkeit die geeignete zu verwendende Luftmenge bestimmen kann.The method of the present invention is specific to extraction suitable for thread cables made of polymeric acrylonitrile, d. H. from homopolymers or Copolymers of acrylonitrile with ethylenically unsaturated monomers, such as 2-methyl-S-vinylpyridine, other vinyl pyridines, methyl acrylate, vinyl acetate, vinyl chloride, etc. following the methods of U.S. Patents 2,558,730 to 2,558,735. The procedure of the cited patents relates, in short, to spinning a solution of polymeric acrylonitrile with a molecular weight of 75,000 (S t a u d i n g e r) in a concentrated aqueous sodium thiocyanate solution, in a relative dilute 10% aqueous sodium thiocyanate solution, which at a temperature of 0 ° C is maintained. The swollen gel threads must be extracted thoroughly, to remove essentially all of the thiocyanate solution, thus leaving a thread with physical properties that make it suitable for use for the manufacture of Make textiles suitable, is produced. The speed of against the coagulated shaped object hitting bubbles has been shown to be related to extraction efficiency proved essential. It was found that in the solvent extraction of Ropes made by the method of the aforementioned patents; and Strands with 2330 threads of 20 denier each in a swollen gelatinous state (3 denier in the finished thread), air flow speeds of only 3 cm per second cause a noticeable improvement at the opening compared to the usual extraction. However, air flow speeds of more than 6 cm per second are recommended, and the best results are obtained when the air is at a speed 30.5 cm per second flows through the opening. Presumably the optimal one varies Flow rate in the method according to the invention for various objects. The optimal air flow rates at the opening can be determined in each individual Case can be determined by simple experiment, so that the skilled artisan without difficulty determine the appropriate amount of air to use.
Die durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung erzielbare außerordentliche
Verbesserung der Extraktionswirksamkeit wird aus der folgenden Tabelle ersichtlich,
in der Ergebnisse zusammengestellt sind, die mit einer Vorrichtung der hier beschriebenen
Art für die Extraktion von Natriumthiocyanatlösung aus einem Copolymeren aus 95
% Acrylnitril und 5 0/0 Methylacrylat, hergestellt nach dem Verfahren der obenerwähnten
Patente, erzielt wurden.
Claims (3)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US1105107XA | 1953-12-09 | 1953-12-09 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1105107B true DE1105107B (en) | 1961-04-20 |
Family
ID=22333405
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DEA21711A Pending DE1105107B (en) | 1953-12-09 | 1954-12-09 | Process for the production of artificial structures from polyacrylonitrile or copolymers of acrylonitrile |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1105107B (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE631527C (en) * | 1934-12-08 | 1936-06-22 | I G Farbenindustrie Akt Ges | Process for the production of polyacrylic acid nitrile solutions |
US2558731A (en) * | 1947-09-04 | 1951-07-03 | American Cyanamid Co | Method of producing synthetic fibers from polymers and copolymers of acrylonitrile |
-
1954
- 1954-12-09 DE DEA21711A patent/DE1105107B/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE631527C (en) * | 1934-12-08 | 1936-06-22 | I G Farbenindustrie Akt Ges | Process for the production of polyacrylic acid nitrile solutions |
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