DE1435412A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von fadenartigen Materialien mittels Auspressen einer Polymerisatloesung - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von fadenartigen Materialien mittels Auspressen einer PolymerisatloesungInfo
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Description
MDNCHEN
- HAMBURG MTENTANWXLTf
W. 11 708/64 13/Bn
Mönchen is,
NUSSBAUMSTRASSEID TELEFON. 555476
4. iebruar 1964
H3541-2
Chemstrand Limited
London (England)
Terfahren und Vorrichtung zur Herstellung von fadenartigen Materialien mittels Auspressen
einer Polymerisatlösung
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von.
fadenartigen Materialien aus thermoplastischen Polymerisaten,
# Mischpolymerisaten, Polyestern und Polyamiden«
Bei der Herstellung von synthetischen Jaden aus faserbildenden thermoplautischen Polymerisaten und Mischpolymerisaten,
beispielsweise Polyacrylnitril, Polyvinylalkohol, Polyvinylchlorid, Polyestern, Polyamiden, Polyurethan oder
Polyolefin nach gebräuohliohen Arbeitsweisen wird das PoIy-
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merisat in einem Lösungsmittel gelöst und dann in ein flüssiges Koagulierbad oder in einen Trockenkamm gesponnen»
Das restHohe lösungsmittel muß aus dem gesponnenen Faden
nach, seinem Durchgang durch die Koagulierzone entfernt werden
und dies wird gewöhnlich dadurch erreicht, daß man den
Faden in großen Volumina von Wasser oder anderen"Reinigungsflüssigkeiten wäscht oder den Faden mit großen Volumina von
erhitzter Luft oder anderen Gasen in Berührung bringt» Jede
dieser Arbeitsweisen erfordert die Anwendung von umfangreichen
Lösungsmittelrückgewinnungseinrichtungen, um das Lösungsmittel aus dem Wasser oder einer anderen Reinigungsflüasigkeit,
der erhitzten Luft oder einem anderen Gas zurückzugewinnen und das Lösungsmittel in seinen ursprünglichen
Zustand wieder zurückzuführen, um somit seine Wiederverwendung zu erlauben,,
Einige synthetische Fäden, insbesondere Acrylnitrilpolymerisatfäden,
sind durch eine geringe molekulare Orientierung
ausgezeichnet und besitzen demzufolge eine verhältnismäßig geringe Zugfestigkeit. Ein Spannen oder Strecken
dieser Fäden oder Fasern unter Hitze bewirkt eine Zunahme
der Orientierung und daher eine Verbesserung der Zugfestigkeit. Ein derartiges Strecken führt auch zu einem verhält-'
nismäßig hohen Restschrumpfvermögen, das gewöhnlich als Dimensionsinstabilität bekannt ist» Die Neigung zum Schrumpfen
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_ 3 —
der gespannten Pasern oder Fäden kann verringert werden und
für praktische Zwecke im wesentlichen ausgeschaltet werden, indem man die Pasern oder Fäden durch Erhitzen, 'beispielsweise
mittels heißer luft oder Wasserdampf, entspannt, während sie frei schrumpfen können, und dadurch die Fasern oder Fäden
dimensionsstabil schafft.
Ein Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Behandlung in kontinuierlicher Weise von synthetischen
Fasern oder Fäden in Form von Geweben oder !Textilgut, Kabel oder Tau, Garn oder endlosen Fäden, um daraus
Restlb'sungsmittel oder Wasser zu entfernen und die Fasern
oder Fäden zu entspannen und dadurch deren Eigenschaften zu verbessern»
Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von fadenartigen Materialien mittels Ausspritzen oder Extrudieren
einer Lösung eines Polymerisats, welches in einem Lösungsmittel gelöst ist, in eine Koagulierzone vorgesehen,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß man kontinuierlich den Faden aus der Koagulierzone abzieht, den Faden nacheinander '
durch ein Heißstreckbad und ein 'Dextilausrüstungsbad führt, den Faden durch eine erste Heißtrocknungszone und eine Extraktorzone
weiterleitet, um das Lösungsmittel daraus zurückzugewinnen, den Faden durch eine, zweite Heißtrocknungszone
unter entspannten Bedingungen fortführt, um den Faden di-
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mensionsstabil zu machen, und anschließend den Faden einer
Texturierbehandlüng unterwirft«, Die Erfindung umfaßt auch
eine Vorrichtung für die Herstellung von fadenartigen Materialien
mittels Auspressen oder Extrudieren einer Lösung
eines Polymerisats, welches in einem Lösungsmittel gelöst ist,
in ein Koagulierbad, welche einen ersten Satz Walzen, die mit einer ersten linearen Geschwindigkeit zum Abziehen des
Fadens aus dem Koagulierbad getrieben werden, ein Heißstreokbad, in'welches der abgezogene Faden geleitet wird,
einen zweiten Satz von Walzen, welche mit einer zweiten linearen Geschwindigkeit, die die erste lineare Geschwindigkeit übersteigt, angetrieben werden, um dem Faden eine
Orientierungsstreokung zu erteilen, ein Textilausrüstungsbad,
durch welches der gestreckte Faden mittels des zweiten
Satzes von Walzen geführt wird, um eine Textilausrüstung auf··-
den Faden aufzubringen, einen ersten erhitzten Fließbett-
oder Wirbelschicht-Trockner (fluidized bed dryer), welcher
ein Wärmeübertragungsmedium, durch welches der Faden abgezogen wird, enthält, eine Einrichtung für die Zuführung von
erhitztem Gas zu dem Trockner, um die Belastung darauf zu,
verringern, eine Einrichtung zur Extraktion des Lösungsmittels
aus dem ersten Trockner und eine Walze, über welche der Faden in einen zweiten erhitzten Fließbett-Trockner
(fluidized bed dryer) geführt wird, wobei die Walze mit
einer solchen vorbestimmten linearen Geschwindigkeit getrieben
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*- 5 —
wird, um eine Entspannung des Fadens zu gestatten und eine
Einrichtung vorgesehen ist, um den Faden zu texturieren»
Bei der praktischen Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird z.B. ein Acrylnitrilpolymerisat in
einem Lösungsmittel, beispielsweise in Dimethylformamid,
unter Anwendung von dem Fachmann "bekannten Arbeitsweisen
gelöst, um eine Spinnlösung oder eine Spinnflüssigkeit ("dope") zu bilden. In der Zeichnung ist schematisch eine
Ausführungsform einer für die Durchführung des Verfahrens
gemäß der Erfindung geeigneten Vorrichtung gezeigt. Die Spinnlösung oder Spinnflüssigkeit wird durch eine Spinndüse
in ein Koagulierbad 1, welches ein flüssiges Koaguliermedium
enthält, ausgestoßen oder extrudiert, wodurch die
Spinnflüssigkeit ("dope") teilweise in Fadenform koaguliert wird. Der teilweise klagulierte Faden 2 wird dann aus dem
Bad 1 durch einen mit A bezeichneten, ersten Satz von Walzen abgezogen und der Faden 2 wird in ein Heißstreckbad 3 geführt
und daraus mittels eines mit B bezeichneten zweiten Satzes von Walzen abgezogen, welche mit einer größeren Umfangsgeschwindigkeit
als der Walzensatz A angetrieben werden, wodurch dem Faden eine Orientierungsstreokung erteilt
wird. Der Faden wird danach durch den zweiten Satz von Walzen B durch ein Bad 4 geführt, um auf den Faden nach der
Behandlung in dem Streckbad 3 eine Textilausrüstung aufzu-
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bringen. Der laden wird dann durch einen erhitzten Fließbetttrockner 5 abgezogen, in welchem kleine keramische Perlen 5a als Wärmeübertragungsmedium verwendet werden, wobei
die erforderliche Hitze hauptsächlich durch elektrische
Heizeinriohtungen (nicht gezeigt) zugeführt wird, welche
in direktem Kontakt mit den keramischen Perlen 5a stehen»
Um die Belastung auf dem !Fließbett- oder Wirbelsohiohttrockner
5 zu verringern, wird diesem erhitztes inertes (Jas zugeführt, wobei das Gas mittels einer elektrischen Heizeinrichtung
β erhitzt wird. Die Temperatur wird durch die Bestimmung der Temperatur des Fadens am Auslaß aus dem Wirbelschiohttrockner
5 und aus einem zweiten, nachstehend θrläu->
terten Wirbelschicht- oder Fließbett-Trockner geregelt<, Das
inertes Gas tragende Lösungsmittel wird aus dem Trockner 5
mittels eines Extraktor-Yentilators 7 abgezogen und dann
auf ein, allgemein mit der Bezugsnummer 8 bezeichnetes Lb'-sungsmitte!extraktionssystem
geblasen, in welchem das Eöaungg·
mittel zur Rückgewinnung kondensiert oder ausgewaschen wird.
Der Faden wird dann durch einen zweiten WirbeIsohiolit-v oder
Fließb9tt-irockner. 9t welcher dem ersten Trockner 5 ähnlioh
ist, geleitet und in gleicher Weise erhitzt, wobei eine W$tlze
Io, über welche derFaden in den Trockner 9 geführt^ wird,
mit einer solchen Umfangageschwindigkeit angetrieben wird, Um
eine Entspannung·-von- 2ol?is 35$ des Fadens bei einer geregelten Höhe zu erlauben «·. Einöderartigja Ent Spannung ver-
leiht dem Faden eine gesteigerte Aufnahmefähigkeit gegenüber
basischen !Farbstoffen, eine bessere Beständigkeit gegenüber Faserung (fibrillation) und verbesserte Dehnung«.
Nachdem der Faden gegenüber der Entspannungsbehandlung ausgesetzt
worden ist, wird er durch Kräuselwalzen 11 geführt, wodurch er gekräuselt wird«
Es ist ersichtlich, daß die vorstehend geschilderte Ausführungsform den jeweiligen Erfordernissen zweckmäßig
angepaßt und entsprechend geändert werden kann. So kann das Verfahren gemäß der Erfindung anschließend auf das Naßspinnen
von Polyamiden, wobei Dimethylsulfoxyd als Lösungsmittel
zur Anwendung gelangt und auf modifizierte Acrylpolymerisate, welche unter Anwendung von Aceton als'Lösungsmittel
naß- oder trockengesponnen werden können, angewendet
werden« In ähnlicher Weise können Polyurethan-Polyester-Fäden unter Anwendung von Dimethylacetamid als Lösungsmittel
naßgesponnen und gemäß der Erfindung behandelt werden. Im allgemeinen kann irgendein Polymerisat, welches in einem Lo-;
sungsmittel gelöst und zu Fäden unter Anwendung von bekannten Koagulierungsstufen gesponnen werden kann, anschließend
nach dem Verfahren gemäß der Erfindung unter Erzielung von
vorteilhaften Ergebnissen behandelt werden. Nachdem der Faden
einer Behandlung durch die Wirbelschicht- oder Fließbett-Trockner ausgesetzt war, kann er einer solchen weiteren Be-
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handlung unterworfen werden, welche für die Form des Fadens
oder für seine erwünschten Eigenschaften zweckmäßig 1st«, So
kann "beispielsweise,der Faden mittels mechanischer, thermischer, oder chemischer Methoden und Mittel gekräuselt oder
in anderer Weise deformiert werden oder er kann gemäß irgendeinem
anderen bekannten Texturierverfahren texturiert
werden» Die nach dem "Verfahren gemäß der Erfindung behandelten
Fäden können in kontinuierlicher Form beibehalten werden
oder auf Stapellängen verkürzt oder verringert werdeiio
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann sowohl zur
Entfernung von Lösungsmittel oder Feuchtigkeit aus gesponnen
Fäden als auch zur kontinuierlichen Entspannung derselben
in der vorstehend beschriebenen Weise angewendet werden. Andererseits kann jede dieser Stufen getrennt durchgeführt
werden. Die gemäß dem Verfahren der Erfindung hergestellten
und behandelten Fäden können in einer endlosen Einzelfadenoder Vie If adenform oder in Form eines Kabels oder Taus für
Stapel- oder Kabelverarbeitungen vorliegen. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist auch zur Behandlung von Garn, Geweben
oder Textilgut, welche aus synthetischen fadenartigen
Materialien gebildet sind, anwendbar«
Die bei der Durchführung des Verfahrens'gemäß der Erfindung
zur Anwendung gelangenden Fließbett- oder Wirbelschioht-Trockner können von irgendeiner gestalt sein, um·
BÄD ORDINAL
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den Faden in der Form, in welcher er dem Trockner dargeboten
wird, zweckmäßig und bequem zu handhaben. Obgleich die
gewöhnliche Temperatur der Trockner 93° bis 2o4°C (2oo° 4oo°F) istr hängt diese von der Zusammensetzung des Fadens
und von der Berührungszeit, welche normalerweise von wenigen. Sekunden bis zu einigen Minuten beträgt, ab»
G-emäß der Erfindung wird ein Verfahren geschaffen, durch welches Fasern oder Fäden in Kabel- oder Tau-, &arn-
oder endloser Fadenform getrocknet werden können und/oder das Lösungsmittel daraus entfernt werden kann, und/oder
die Fasern oder Fäden entspannt werden können, um ein besonders erwünschtes Aussehen und eine physikalische Struktur
aufzuweisen, wobei dies in kontinierlicher Arbeitsweise erzielt wird, welche zur Zeit nicht möglich ist, wenn es
aioh um bestimmte Klassen von Fasern oder Fäden handelt»
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Claims (1)
- PatentansprücheΙ» Verfahren zur Herstellung von fadenartigen Materialien., welche mittels Auspressen oder Extrudieren einer Lösung eines in einem lösungsmittel gelösten Polymerisats in eine Koagulierzone gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß man kontinuierlich den Faden aus der Koaguliurzone abzieht, nacheinander den Faden durch ein Heißstreckbad und ein Textilausrüstungsbad führt, den Faden durch eine erste Heißitrocknungszone und eine Extraktorzone zur Gewinnung des Lösungsmittels daraus leitet, den Faden durch eine zweite Heißstreckzone unter entspannten Bedingungen^ um den Faden diiaensionsstabil zu machen, fortführt und danach den Faden einer Eexturierbehandlung unterwirft. -■2> Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß,man den Faden aus der Koagulierzone bei einer ersten linearen Geschwindigkeit abzieht und dann aus dem Heißstreckbad bei einer zweiten linearen Geschwindigkeit, welche grosser als die erste lineare Geschwindigkeilrist, abzieht, um del» Faden eine Orientierungsstreckung ζμ erteilen»5« Verfahren nach Anspruch ;1, dadurch gekennzeiöhnet, daß man ü.exi faden aus dem iextilausrus-tunggijad,durch einen aiii inertes Sas enthaltenden, erhitafsn Wirbelschicht- oder Fließbett-Erockner absieht« ~909818/0801- li -4. Verfahren nach. Anspruch 3S dadurch gekennzeichnet, daß man das inertes Gas tragende Lösungsmittel aus dem irocfcner abzieht und einer Einrichtung zur Extraktion des Lösungsmittels zuführt, welche. Mittel zur Kondensation oder zum Ausspulen des Lösungsmittels für die Rückgewinnung umfaßt.5ο Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 41 dadurch gekennzeichnet, daß man nach der Rückgewinnung des Lösungsmittels den Faden durch einen zweiten erhitzten Wirbelschieht- oder Fließbett-Trockner in der Y/eise. führt, um eine Entspannung des Fadens zu erlauben, worauf der Faden gekräuselt wird.6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem .der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,' daß sie einen ersten Satz von Walzen (A), welche bei einer ersten linearen Geschwindigkeit getrieben werden, zum Abziehen des Fadens aus dem Koagulierbad, ein Heißstreckbad (5)» in welches der abgezogene Faden (2) geleitet wird, einen zweiten Satz von Walzen (B), welche bei einer, die erste lineare Geschwindigkeit übersteigenden zweiten linearen Geschwindigkeit getrieben werden, um dem Faden eine Orientierungsstrekkung zu erteilen, ein lextilauorüstingsbad (4), durch welches der gestreckte Faden mittels des zweiten Satzes von Walzen (B) geführt wird, um eine Textilausrüstung auf den Faden aufzubringen, einen ersten erhitzten Wirbelschicht- oderBAD ORIGINAL 98 18/0801U3541212 - ■ ■'■ '-"Fließbett-Trockner (5), welcher ein Wärmeübertragungsiaedium (5b.) enthält und durch welchen der Paden abgezogen wird, eine Einrichtung für die Zuführung ...von inertem Gas zu diesem Trockner, um dessen Belastung zu erniedrigen, eine Einrichtung (8)· zur Extraktion des Lösungsmittels aus dem ersten Trockner, eine ^alze (.10), über welche der Paden in einen zweiten erhitzten Wirbelschicht- oder Pließbett-Trockner {9} geführt wird j wobei^ die Walze '(H)) bei einer solchen vorbestimmten linearen Geschwindigkeit getrieben wird, um eine Entspannung des ^adens zu erlauben und eine: Einrichtung (11) zur Texturierung des Badens umfaßt wird»Τ- Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich- ■ net, daß das Wärmeübertragungsmedium in dem ersten und dem zvreiten.Wirbels chi eht- oder Fließbett-Troclaier aus einer Yielzahl von keramischeil Perlen besteht, welche durch elektrische, in direktem Kontakt mit ihnen stehende Einrichtungen erhitzt werden«,8/ Vorrichtung nach Ansliruch 6,, dadurch gekennzeichnet, dais aus dem ersten Trockner das Lösungsmittel mittels eines:Ventilators abgezogen"und auf ein LÖsungsmittelextraktionsaystem. (8) geblasen wird? wobei das Lösungsmittel für die Rückgewinnung kondensiert oder ausgewaschen wird«9«' Vorrichtung nach. Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Einrichtung zum Texturieren des Padens iCräusel»- walzeh (11) vorhanden sind, durch, welche;, der Faden, geführtwird."-Λ - - '■ ■8/0801
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