DE1284031B

DE1284031B - Verfahren und Vorrichtung zum Waschen von Faeden aus Polymerisaten des Acrylnitrils

Info

Publication number: DE1284031B
Application number: DEL33243A
Authority: DE
Inventors: Nordmann Camille; Halbig; Dr Paul
Original assignee: Lonza AG
Current assignee: Lonza AG
Priority date: 1958-06-06
Filing date: 1959-05-16
Publication date: 1968-11-28
Also published as: NL129518C; FR1226284A; US3035884A; CH373860A; NL239537A; BE579106A; GB921483A

Description

Bei der Ausarbeitung der Erfindung stellte sich die Aufgabe, diese kleine Wassermenge regelmäßig, fortdie Entfernung der Schwefelsäure vom ausgefällten 10 laufend und wirksam nach dem Gegenstromprinzip Faden sich technisch nicht durchführen läßt. Ver- auf die Fäden zu verteilen. Eine einfache Lösung suche zur Entwicklung von Spinnverfahren mit die- besteht darin, die Fäden in Windungen über ein sem billigen Lösungsmittel scheiterten an dieser senkrechtes Rollenpaar zu führen. Das Rollenpaar Schwierigkeit, die hier ebensowenig wie beim Ver- besteht aus der eigentlichen Waschrolle und einer spinnen von Lösungen der Cellulose in Schwefelsäure 15 der Fadenverschiebung dienenden Hilfsrolle, was eine überwunden werden konnte. in der Fachwelt allgemein bekannte Vorrichtung ist.

Es wurde nun gefunden, daß sich Salpetersäure im Die Rollen werden mit einer saugfähigen, vom Wasser Gegensatz zu Schwefelsäure auffallend rasch mit er- leicht benetzbaren Oberflächenschicht versehen. Eine staunlich wenig Wasser in sehr vorteilhafter Weise solche Oberflächenschicht kann z. B. durch das Übervom koagulierten Polyacrylnitril vollständig abtren- _ao ziehen der Rollen mit einem Gewebe, Filz oder Fasernen läßt. vlies, leicht hergestellt werden. Bewährt haben sich

Das Verfahren der Erfindung zum Waschen von Gewebe aus Polyvinylchlorid. Das Fadengebilde wird Fäden aus Polymerisaten des Acrylnitrils mit min- dem so präparierten Rollenpaar unten, das Wasser destens 85% Acrylnitrileinheiten, die durch Ver- oben zugeführt. Den großen Effekt der wasseraufspinnen einer Lösung des Polymerisats in wäßriger 25 saugenden Oberfläche zeigen die nachfolgenden VerSalpetersäure mit mehr als 52 % HNO₃-Gehalt in ein gleichsversuche. Diese Vorrichtung trägt viel zu der wäßriges Fällbad mit weniger als 50 % HNO₃-Gehalt auffallend raschen und vollständigen Entsäuerung des erhalten worden sind, durch Auswaschen der SaI- Fadens mit einer so erstaunlich kleinen Wassermenge petersäure aus diesen Fäden mit einer bestimmten bei. Sie ist einfach und arbeitet schonend für den Wassermenge ist im wesentlichen dadurch gekenn- ₃₀ Faden, da sie die sonst üblichen Abstreifer und zeichnet, daß man die Fäden im Gegenstrom kontinu- Quetschvorrichtungen zum Auspressen der Flüssigierlich mit einer solchen Wassermenge wäscht, daß * " ~~

die HNO₃-Konzentration der dem Fällbad zugeführten Waschflüssigkeit am Übergang vom Sammelteller 14 zum Rohr 11 der der Fällbadsäure gleich ist. ₃₅

Die gemäß der Erfindung zum Waschen des Fadens
zur Verfügung stehende bzw. erforderliche Wassermenge läßt sich aus den Konzentrationen der Spinnlösung und des Fällbades sowie aus der Wassennenge,
die vom säurefrei gewaschenen Faden weggetragen ₄₀
wird, leicht berechnen. Die Konzentration des Polymerisats in der Spinnlösung liegt praktisch zwischen
8 und 14 %, die der HNO₃ im Lösungsmittel, das aus
H₂O und HNO₃ besteht, zwischen 52 und 65Vo, insbesondere zwischen 58 und 62%, die im Fällbad ₄₅ bekannter Weise auf den zur Lösungsbereitung erforunter 50 %, insbesondere bei 43 bis 46 %. Die vom derlichen Säuregehalt aufkonzentriert werden. Die säurefrei gewaschenen Faden ausgetragene Wasser- erfindungsgemäß erforderliche Wassermenge wird menge beträgt 500 bis 700 % des Fadengewichts. durch den Literzähler 13 auf die Waschvorrichtung 7

In der folgenden Tabelle ist die Waschwassermenge gegeben. 7 besteht aus zwei Rollen aus Polyvinylin Prozent der trockenen Fadenmenge angegeben, die ₅₀ chlorid mit dem Sammelteller 14 für die ablaufende gemäß den vorstehenden Darlegungen anzuwenden Waschflüssigkeit. Die beiden Rollen sind mit einem ist, wenn die Spinnlösung 8, 12 oder 14 % Polymeri- etwa 0,4 mm dicken Gewebe 15 aus Polyvinylchlorid sat enthält. Dabei beträgt die HNO₃-Konzentration überzogen. Vom Teller 14 fließt die Waschflüssigkeit der als Lösungsmittel dienenden wäßrigen Salpeter- über 11, wo sie sich mit der Fällbadsäure mischt, säure 59 %, die der als Fällbad dienenden wäßrigen _{55 nac}h 1 ab. Die Waschvorrichtung 8 ist gebaut wie die Salpetersäure 44 % und die von den Fäden ausge- Waschvorrichtung 7. Sie dient dazu, die letzten Salpetersäurespuren aus dem Faden mit reichlich Wasser, das durch den Literzähler 17 dosiert wird, auszuwaschen. Die vom Teller 16 abfließende Waschflüssig-60 keit wird im Behälter 9 aufgefangen. Sie enthält bei erfindungsgemäßem Arbeiten nur Spuren HNO₃ und kann daher verworfen werden. Die Kontrolle des Salpetersäuregehaltes dieser Waschflüssigkeit ist aber wichtig, weil sie Auskunft gibt über die Arbeitsweise 65 der Waschvorrichtung 7.

Die Herstellung der Fäden und das Auswaschen der Salpetersäure wird mit Hilfe der beschriebenen Vorrichtung z. B. folgendermaßen durchgeführt:

keit aus dem Faden entbehrlich macht.

Die Erfindung wird nachstehend und an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt den Behälter 1 für die Fällbadsäure mit der Pumpe 2, das Fällbad 3 mit der Düse 4, den Abzugsvorrichtungen 5 und 6, die Waschvorrichtungen 7 und 8 sowie den Behälter 9 für das überschüssige Waschwasser.

Die in 1 befindliche Fällbadsäure wird mit 2 durch die Leitung 10 nach 3 gepumpt und fließt durch das Überlaufrohr 11 wieder nach 1 zurück. Überschüssige Fällbadsäure fließt durch den Überlauf 12 ab.

Sie kann z.B. durch fraktionierte Destillation in

tragene Wassermenge 500 bis 700 %.

Polymerisat- konzentration	Lösungsmenge für 100 Teile Polymerisat	Waschwassermenge in% der Fadenmenge
8*/» 12% 14%	1250 832 715	900 bis 1100 750 bis 950 710 bis 910

Daraus ergibt sich, daß die zum Waschen erfindungsgemäß zur Verfügung stehende bzw. erforderliche Wassermenge in der Nähe des Gewichts der

Claims

3 4

In bekannter Weise stellt man eine Spinnlösung Baumwollstoff von etwa 0,4 mm Dicke (Handtuchher, die aus 120 Gewichtsteilen Polymerisat und qualität) versehen. Die folgende Tabelle gibt die An-880 Gewichtsteilen 59°/oiger Salpetersäure besteht. zahl Gramm 100%iger Salpetersäure an, die nach 600 g dieser Lösung, die 72 g Polymerisat, 312 g dem Verspinnen von je 600 g Lösung zu 72 g Faden HNO₃ 100 °/o und 216 g Wasser enthält, werden 5 innerhalb einer Stunde in der Waschflüssigkeit der stündlich durch die Düse 4, die 100 Löcher mit Waschvorrichtung 9 noch gefunden werden.

°'i^mm D^hmesser hat, in das Fällbad 3 gefällt, wo _{Verguch A g6 QQ HNQ}

wäßrige Salpetersaure mit einem Gehalt von 44 Verenrh τι λ 9n wxrrY

± 0,5«/»HNO₃ bei -2 bis 6° C zirkuliert. Etwa 10 cm Versuch C 115 t HNO

hinter der Düse wird das Fadengebilde von den Vor- io > & s

richtungen 5 und darauf von 6, 7 und 8 in der skiz- Der auffallende Erfolg bei Versuch C ist auf den

zierten Weise aufgenommen. Die Fadengeschwindig- saugfähigen Belag zurückzuführen, der offenbar eine

keit in Meter je Minute auf den einzelnen Vorrich- gleichmäßigere Verteilung des Waschwassers auf den

tungen ist eingestellt auf 3,5 m bei 5, 13,0 m bei 6, Faden bewirkt.

13,5 m bei 7 und 8. Von 8 werden die Fäden in 15 _p .. ,

bekannter Weise, was nicht dargestellt ist, durch ratentansprucne:

Strecken, Schneiden, Schrumpfen usw. weiter- 1. Verfahren zum Waschen von Fäden aus

behandelt. Polymerisaten des Acrylnitril mit mindestens

Mit Hilfe des Literzählers 13 werden in gleich- 85 °/o Acrylnitrileinheiten, die durch Verspinnen mäßiger Weise stündlich etwa 600 g Wasser oben auf 20 einer Lösung des Polymerisats in wäßriger Saldie Waschrolle gegeben. Die Konzentration der Fäll- petersäure mit mehr als 52 °/o HNO₃-Gehalt in badsäure wird durch die Bestimmung des spezifischen ein wäßriges Fällbad mit weniger als 50 % HNO₃-Gewichts fortlaufend überwacht. Steigt die Konzen- Gehalt erhalten worden sind, durch Auswaschen tration über 44,2 % HNO₃-Gehalt, so wird die Was- der Salpetersäure aus diesen Fäden mit einer besermenge ein wenig, z. B. auf 620 g, erhöht; fällt die 25 stimmten Wassermenge, dadurch gekenn-Konzentration unter 43,8%, so wird die Wasser- ζ e i c h η e t, daß man die Fäden im Gegenstrom menge etwas, z. B. auf 580 g, verringert. Auf diese kontinuierlich mit einer solchen Wassermenge Weise gelingt es leicht, die Konzentration des Fäll- wäscht, daß die HNO₃-Konzentration der dem bades innerhalb 44 ± 0,5 % zu halten. Durch den Fällbad zugeführten Waschflüssigkeit am ÜberÜberlauf 12 fließen stündlich etwa 700 g 44°/oige SaI- 30 gang vom Sammelteller 14 zum Rohr 11 der der petersäure ab, die der Destillation zugeführt werden. Fällbadsäure gleich ist.

Auf der Waschvorrichtung 8 wird der Faden in 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah-

gleicher Weise wie auf 7, jedoch mit 1200 g Wasser rens nach Anspruch 1 mittels einer Waschvor-

stündlich gewaschen. Der Gehalt der stündlich an- richtung, bestehend aus einer senkrecht stehenden

fallenden Waschflüssigkeit an Salpetersäure beträgt 35 Rolle (7) und einer Hilfsrolle (7 a), deren Rota-

insgesamt nur 0,9 bis 2,0 g. Das sind 0,29 bis 0,64 °/o tionsachse mit derjenigen der senkrecht angeord-

der in der Polymerisatlösung vorhandenen Menge. neten einen spitzen Winkel bildet, einem unter

Der Faden ist nach der Waschvorrichtung 8 voll- den Walzen befindlichen Waschflüssigkeitssam-

ständig frei von Salpetersäure. Das Lösungsmittel melteller (14) und einer auf die Waschrolle (7)

wird also praktisch quantitativ in der Konzentration 40 gerichteten Waschflüssigkeitsleitung (13) sowie

des Fällbades zurückgewonnen. einer nachgeschalteten gleichartigen Waschvor-

Die Wirkung der saugfähigen Oberfläche auf den richtung, bestehend aus einer senkrecht stehenden

Waschrollen geht aus folgenden Vergleichsversuchen Rolle (8) und einer Hilfsrolle (8 a), deren Rota-

hervor, die in der vorstehend beschriebenen Weise tionsachse mit derjenigen der senkrecht angeord-

durchgeführt wurden. Bei Versuch A besteht das 45 neten einen spitzen Winkel bildet, einem unter

Rollenpaar aus zwei Polyvinylchloridrollen, deren den Walzen befindlichen Waschflüssigkeitssam-

Oberfläche durch einmaliges Einreiben mit Siliconöl melteller (16) und einer auf die Waschrolle (8)

wasserabstoßend gemacht ist. Bei Versuch B sind die gerichteten Waschflüssigkeitsleitung (17), dadurch

gleichen Rollen durch einmalige Behandlung mit gekennzeichnet, daß die Wasch- und Hilfsrollen

dodecylsulfonsaurem Natrium wasserbenetzbar ge- 50 (7, 7 α, 8, 8 α) mit einer wasseraufsaugenden

macht. Bei Versuch C sind die Rollen mit einem Oberfläche (15) versehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen