DE1435619C3 - Verfahren zur Herstellung hochdichter Fäden aus Acrylnitrilpolymerisaten - Google Patents
Verfahren zur Herstellung hochdichter Fäden aus AcrylnitrilpolymerisatenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung hochdichter Fäden aus Acrylnitrilpolymerisaten
unter Waschen mit Wasser im Gegenstrom und gleichzeitiger Verstreckung auf das 2- bis lOfache
ihrer ursprünglichen Länge, wobei die lösungsmittelbeladenen Fäden durch eine erste, auf einer Temperatur
von etwa 90 bis 100° C gehaltenen Gruppe von Bädern hindurchgeführt und nach der Verstreckung
mit einem Wasserstrahl von 50 bis 600C behandelt
werden.
Durch Trockenspinnen gebildete Fäden aus Acrylnitrilpolymerisaten treten aus der Spinnzelle mit
einem Lösungsmittelgehalt von etwa 15 bis 40% aus. Zur Erzielung gebrauchsfähiger Fäden muß man den
Lösungsmittelgehalt wesentlich senken, z. B. auf ungefähr 5%, und die Fäden zur Verbesserung ihrer
physikalischen Eigenschaften verstrecken. Ein Trokkenspinnverfahren von Polyacrylnitril wird unter
anderem in der FR-PS 10 71 500 beschrieben.
Durch die britische Patentschrift 7 43 761 ist eine Wasch-Streck-Behandlung naßgesponnener Polyacrylnitrilfäden
bekannt, bei der man zunächst bei niedrigen Temperaturen und dann in einem heißen Bad
bei oberhalb von 80° C verstreckt und anschließend mit Wasser wäscht. Bei diesem Verfahren soll insbesondere
eine wirtschaftliche Wiedergewinnung des als Lösungsmittel verwendeten Äthylencarbonats erreicht
werden. Die USA.-Patentschrift 29 57 748 beschreibt ein Verfahren, bei dem naßgesponnene PoIyacrylnitrilfäden
in drei aufeinanderfolgenden Streckbädern einer Verstreckung unterworfen werden, wobei
diese Bäder aus wäßrigen Lösungen von Dimethylformamid bestehen. Die Temperaturen in den Bädern
steigen von niedrigen Temperaturen im ersten Bad zu höheren Temperaturen in den folgenden Bädern
an. In der BE-PS 5 78 430 wird die Herstellung von Fäden aus Acrylnitrilpolymerisaten nach einem Naßspin
nverf ah ren beschrieben, wobei man Fäden hoher Dichte ohne Hohlräume erhält. Bei diesem Verfahren
werden die Fäden zunächst in einem wäßrigen Bad mit einer Temperatur zwischen 10 und 70° C koaguliert
und dann in einem zweiten Bad, das bei einer Temperatur zwischen 30 und 100° C gehalten wird,
auf das 2- bis lOfache verstreckt.
Aus der US-PS 28 88 317 ist die Herstellung von hochdichten Fäden aus Polyacrylnitril bekannt. Bei
dem dort beschriebenen Verfahren werden die trokken ersponnenen und noch wenigstens etwa 5 %
Lösungsmittel enthaltenden Fäden in einem wäßrigen Lösungsmittel bei Temperaturen unterhalb 50° C gewaschen,
bis der Lösungsmittelgehalt unterhalb etwa 2,5% liegt. Dann werden die erhaltenen, extrahierten
Fäden bei einer Temperatur zwischen etwa 70 bis 110° C getrocknet und die getrockneten Fäden werden
dann verstreckt. Es sind somit drei Stufen erforderlich, nämlich die Extraktion, das Trocknen und
das anschließende Verstrecken der trockenen Faser.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe
besteht darin, durch Trockenspinnverfahren erhaltene Fäden aus Acrylnitrilpolymerisaten nach einem weniger
aufwendigen Verfahren so zu behandeln, daß diese hochdicht sind.
Die vorgenannte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die nach dem Trockenspinnverfahren hergestellten
Fäden in der ersten Gruppe von Bädern um etwa 40
ao bis 70% des Gesamtstreckgrades verstreckt werden und daß die Restverstreckung in einer weiteren
Gruppe von Bädern bei einer Temperatur von 50 bis 88° C erfolgt.
Gegenüber dem aus der US-PS 28 88 317 bekannten Verfahren benötigt man beim erfindungsgemäßen
Verfahren somit nur noch zwei Stufen, weil der Wasch- und Streckprozeß vereinigt werden und die
verstreckten Fäden dann nur noch getrocknet zu werden brauchen.
Die erfindungsgemäß behandelten Fäden enthalten nur noch etwa 5% oder weniger an Lösungsmittel.
Sie werden bei dem Verfahren auf das 2- bis lOfache, vorzugsweise 2- bis 8fache ihrer ursprünglichen
Länge verstreckt.
In der Zeichnung, die der weiteren Veranschaulichung der Erfindung dient, ist in schematischer
Darstellung eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung dargestellt.
Das Endlosfadenbündel 1 wird zwischen Quetschwalzen 2, 3 und 4 hindurch in das erste und unterste
Bad 5 des kaskadenartig strömenden Wassers eingeführt. Es wird von der Walze 6 umgelenkt und daraufhin
aus dem Bad 5 wieder heraus und dann bei seinem aufeinanderfolgenden Durchlauf durch die
ansteigend angeordneten Bäder 9,12,15, 18, 21 und 24 abwechselnd über die außerhalb der Bäder liegenden
Umlenkrollen 7, 10, 13, 16, 19 und 22 und die in den Bädern angeordneten Umlenkwalzen 8,11,14,
17, 20, 23 geführt. Nach Verlassen des Bades 24 wird das Bündel durch einen zweiten Satz von
Quetschwalzen 25, 26 und 27 hindurchgeführt; auf das Fadenbündel wird an dieser Stelle mittels einer
Düse 28 ein Wasserstrahl gerichtet. Das von den Fäden nicht mitgenommene Wasser fließt auf den
schräg verlaufenden Teil 29 des Gehäuses 30 ab und von dort zurück in das Bad 24. Das Wasser durchfließt die Bäder in dem Gehäuse 30 kaskadenartig
aus dem obersten Bad 24 zu dem untersten Bad 5.
Aus dem untersten Bad 5 wird zur Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Flüssigkeitsspiegels durch einen
Auslaß 38 konstant Waschflüssigkeit abgezogen. Alle Bäder sind mittels Dampfschlangen 31 bis 37 beheizbar.
Die Anzahl der Bäder kann in Abhängigkeit von der Menge an Lösungsmittel, die von den Fäden zu
entfernen ist, sehr unterschiedlich sein. Bei ζ. Β verhältnismäßig geringem Lösungsmittelgehalt kann eine
sehr geringe Anzahl von Bädern, z. B. fünf Bäder, vorgesehen werden. Bei höherem Lösungsmittelgehalt
körinen sieben bis zwölf Bäder erforderlich sein.
Eine Verstreckung der Fäden kann in jedem der Bäder erfolgen. Es ist jedoch wichtig, 40 bis 70 % der
Verstreckung der Fäden während des Durchlaufs durch die erste Gruppe von Bädern durchzuführen,
während die restliche Verstreckung beim Durchlauf durch eine weitere Gruppe von Bädern erfolgt.
Teil- und Prozentangaben beziehen sich, wenn nicht anders angegeben, im folgenden Beispiel auf
das Gewicht.
Es werden Fäden aus Acrylnitrilpolymerisat durch Trockenverspinnen einer Lösung eines Terpolymerisates
aus etwa 93,5 °/o Acrylnitril, 6,0% Acrylsäuremethylester und 0,5% Natrimstyrolsulfonat in Dimethylformamid
hergestellt. Die Fäden, die 25 % des Lösungsmittels enthalten, werden in Form eines
Kabels von etwa 185 000 den (20550 tex) Gesamttiter zusammengefaßt; der Einzelfaden titer im beim
Erspinnen erhaltenen Zustand beträgt etwa 10 den (1,1 tex). Die verschiedenen Kabel werden mit einer
Geschwindigkeit von 59,4 m/min einer Wasch-Streck-Vorrichtung der in der Zeichnung gezeigten Art zugeführt.
Die Wasch-Streck-Vorrichtung weist neun getrennte Bäder auf, wobei die Umlenkrollen so getrieben
werden, daß das Kabel auf der in der 3VoT-richtung
zurückzulegenden Strecke in vier Stufen verstreckt wird.
Arbeitsbedingungen:
Bad | Temperatur | Streckverhältnis beim |
Nr. | 0C | Verlassen des Bades |
1 | 98 | 1,53 |
2 | 98 | 0 |
3 | 98 | + 0,29 |
4 | 98 | 0 |
5 | 94 | 0 |
6 | 90 | + 0,81 |
7 | 87 | 0 |
8 | 85 | 0 |
9 | 85 | + 1,89 |
4,52fach insgesamt
Beim Hindurchtritt durch die Ausgangs-Abquetschwalzen wird auf die Kabel frisches Extraktionswasser
von 50° C mit etwa 1179 kg/h aufgespritzt. Die gewaschenen
und verstreckten Fäden enthalten 2 % Lösungsmittel.
Die Kabel werden dann zur Erhöhung ihrer Temperatur auf etwa 70° C durch eine Dampfkammer
geleitet und hierauf durch eine herkömmliche Stauchkammerkräuselvorrichtung
geführt. Die gekräuselten Kabel werden anschließend auf Stapel geschnitten, getrocknet und geöffnet. Die Stapelfaser hat einen
Restschrumpf von etwa 17% und eine Dichte von 1,183.
Das Verfahren gemäß der Erfindung wurde bisher an Hand von Fäden aus einem Acrylnitril-Terpolymerisat
erläutert, aber man kann auch Fäden aus Homopolymerisaten des Acrylnitrils und Mischpolymerisaten
mit einem Gehalt von mindestens 85 % an polymerisiertem Acrylnitril einsetzen, z. B. Acrylnitrilpolymerisate,
mit einem Gehalt von bis zu 15 % an mischpolymerisierbaren, äthylenartig ungesättigten
Monomeren sowie einem Gehalt an einer kleinen Menge, z. B. von bis zu etwa 5 %, eines schwefelhaltigen
Monomeren. Die Polymerisate, aus denen die Fäden hergestellt werden, sollen vorzugsweise ein
durchschnittliches Molekulargewicht im Bereich von etwa 40 000 bis 150 000 haben.
Dem Waschmedium können auch geeignete Hilfsstoffe, wie unechte Farbstoffe, Extraktionshilfsmittel
u. dgl., zugesetzt werden. Diese Hilfsstoffe können auf die Fäden beim Verlassen des letzten Bades aufgespritzt
oder gesondert einem oder mehreren der Bäder zugesetzt werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung hochdichter Fäden aus Acrylnitrilpolymerisaten unter Waschen mit Wasser im Gegenstrom und gleichzeitiger Verstreckung auf das 2- bis lOfache ihrer ursprünglichen Länge, wobei die lösungsmittelbeladenen Fäden durch eine erste, auf einer Temperatur von etwa 90 bis 100° C gehaltene Gruppe von Bädern hindurchgeführt und nach der Verstreckung mit einem Wasserstrahl von 50 bis 60° C behandelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die nach dem Trockenspinnverfahren hergestellten Fäden in der ersten Gruppe von Bädern um etwa 40 bis 70% des Gesamtstreckgrades verstreckt werden und daß die Restverstreckung in einer weiteren Gruppe von Bädern bei einer Temperatur von 50 bis 88° C erfolgt.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US9752461A | 1961-03-22 | 1961-03-22 | |
US9752461 | 1961-03-22 | ||
DEP0029038 | 1962-03-22 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE1435619A1 DE1435619A1 (de) | 1969-04-10 |
DE1435619C3 true DE1435619C3 (de) | 1976-08-26 |
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