DE1669535B - Verfahren zur Herstellung von Fäden aus Acrylnitril-Homo- oder -Mischpolymerisaten - Google Patents

Description

40

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Fäden aus Acrylnitril-Homo- oder -Mischpolvmerisatun nach dem Naßspinnverfahren durch Extrudieren einer Dirnethylformamid-Spinnlösung in ein aromatcnhaltiges Fällbad und anschließendes Verstrecker, in einem Kohlenwasserstoffe enthaltenden Bad.

Es ist aus der britischen Patentschrift 70fi 154 bekannt. eine Acrylnitrilpolymcrisatlösung in ein Fällbad zu verspinnen, das als Fällunysmiiicl z. B. Cymnl. ein Lösungsmittel für das Polymerisat und gegebenenfalls Parafnnkohlcnwassersloffe. z.B. Kerosin, enthält, und die erhaltenen Fäden anschließend oberhalb der FällbadtcmpcraUir ζ« verstrecken, Die Qualität der nach diesem Verfahren hergestellten Fäden, z. B. hinsichtlich der Ueißdehming, ist jedoch Unbefriedigend. Zur Vermeidung des Schwammigwerdens der Fädelt muß mit relativ geringer Spinngeschwindigkeit und damit großen Badlätigen gear* bellet werden. Außerdem besieht im Fällbad ein hohes Löstmgstnittcl-Könzeiürationsgefälle,

AtIGh laßt sich die Regenerierung des Fällbades nur mittels recht ufflsiäiuiiichef Maßnahmen durch- 6§ führen.

Es ist ferner bekannt, als Verslteckungsbäder Kefösiiibädef zu verwenden, die bei Temperaturen oberhalb 100° C gehalten werden und die eine j liehe Zusamroensstzung aufweisen wie die Fällt»?

Aufgabe der Eifi.ndu.ng war es, eJn verbessi Verfahren zur Herstellung von Fäden aus Acryln Homo- oder -Mischpolymerisaten nach dem 1 spinnverfahren durch Extrudieren eiqer Dirne formamid-Spinnlösung in ein aromatenhaltiges ] bad und anschließendes Verstrecken zu scha welches Fäden mit ausgezeichneter Qualität, niedriger Schmutzaufnahme und hohem Glanz lie Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfa zur Herstellung von Fäden aus Acrylnitril-Hc oder -Mischpolymerisaten nach dem Naßspin! fahren durch Extrudieren einer Dimethylforma Spinnlösung in ein aromatenhaltiges Fällbad anschließendes Verstrecken in einem Kohlenwa stoffe enthaltenden Bad, das dadurch gekennzeic ist, daß man die durch Extrudieren einer Spinnlc mit einer Polymerkonzentration von 15 bis 3( wichtsprozent in ein mindestens 50 Gewichtspn Cumol und bis zu 25 Gewichtsprozent unverzw Paraffinkohlenwasserstoffe mit 10 bis 16 C-Au im Molekül enthaltendes, auf Temperaturen ve bis 70 C gehaltenes Fällbad erhaltenen Fädei Temperaturen von mindestens 30 C über der temperatur in einem Bad verstreckt, das im we liehen aus unverzweigten Paraffiinkohlenwassersl mit 10 bis 16 C-Atomen im Molekül besteht.

Im Verfahren der Erfindung wird vorzugsweii Fällbad verwendet, das mindestens 60 Gew prozent Cumol enthält.

Die erfindungsgemäß verwendeten Acryl Mischpolymerisate enthalten vorzugsweise b 2O°o andere Monomere, wie Methacrylnitril. ^Λ acetat und bzw. oder Acrylate.

Die genaue Polymerkonzentration in der 5 lösung hängt von der Arbeitstemperatur und durchschnittlichen Molekulargewicht der Polyi ab. Das Molekulargewicht beträgt vorzug« 40 000 bis 300 000.

Im erfindungsgemäßen Verfahren werden zu kleine Fällbäder verwendet: der Abstand de· lasses für die Spinnlösung vom Auslaß der aus dem Bad beträgt im allgemeinen wenig 100 cm. Weiterhin ist das Konzcntrationsgefäl Bades niedrig, unu die Fäden fließen im C strom zur Fiillbadliisung.

Das Verstreckungsbad wird vorzugsweise bei peraturen von 100 bis 120 C gehalten. Die des Verstreckuneshadcs beträgt vorzugsweise· stcns ΙΟΙ! cm. Die Konzentration des Din formamids im Verstreckungsbad wird vorzug ebenso wie die entsprechende Cuinol-Konzen unterhalb H) Gewichtsprozent gehalten.

Bei Verwendung dieses Verstreckungsbades 1 unerwünschte Effekte vermieden, z. B\ die ΐ von schwammigen Produkten, wenn man ni Vorgenannten Fällbad arbeitet, insbesondere dieses keine Paraffinkoliienwassefstöffe enfhä weiterer Vorteil besteht darin, daß dieses Bac regeneriert werden kann. Die Regciicfieruuj z.U. dadurch erfolgen, daß itiati das Dii formamid mit geringen Mengen Wasser abtret das Cumol rektifiziert, oder vorzugsweise inde die beiden Komponenten rektifiziert und wie Kreislauf zurückführt.

Ein besonderes Merkmal des erfindungsgi

Verfahrens bestein darin, daß sowohl Fäden mit niedrigem Titer bis herab zu 0,2 Denier als weh mit hohem Titer bis zu 5 Denier hergestellt werden können. Weiterhin fallen sehr gut ausgefällte Fäden an, die um das 5- bis XSfaohe ihrer ursprünglichen Länge bei einer Geschwindigkeit von 50 bis 200 m pro Minute (gemessen nach dem Verstrecken) verstreckt werden können.

Die erfindungsgemäß hergestellten Fäden haben eine Zerreißfestigkeit im trockenen Zustand von 2,8 bis 3,5 g pro Denier, gemessen an einem Uster-Dynamometer, sowie eine Bruchdehnung von 25 bis 35 »/ο.

Wie erwähnt, zeigen die Fäden eine sehr niedrige Schmutzaufnahme, einen besonders weichen Griff und hohen Glanz. Die Dichte der Fäden beträgt 0,95 bis 1.10.

Im Gegensatz zu dem in der britischen Patentschrift 706 154 beschriebenen Verfahren liefert das Verfahren der Erfindung überraschenderweise auch bei Anwendung kurzer Bäder und damit hoher Spinn- und Verstreckungsgeschwindigkeiten gute Ergebnisse. Die Eignung kurzer Bäder hängt damit zusammen, daß das Konzentrationsgefälle des im Fällbad enthaltenen Dimethylformamids wegen dessen hoher Anfangskonzentration niedrig ist.

Schließlich besitzt das erfindungsgemäße Verfahren gegenüber dem in ^r britischen Patentschrift beschriebenen Verfahren den Vorteil, daß das Fällbad, wie erwähnt, sehr leicht regenerierbar ist.

Die Beispiele erläutern die Erfir-dun- .

Beispiel 1

Es wird eine 2O°,oige Lösung eines Acrylnitril-Mischpolymerisats bei 25" C in Dimethylformamid hergestellt. Das Mischpolymerisat besteht aus 90,5^p ο Acrylnitril und 9,5 ⁰O Methacrylsäuremethylester, und es besitzt ein Molekulargewicht nach Staudinger von 90 000. Die erhaltene Spinnflüssigkeit hat eine Viskosität von 1,2 Sek. cm, gemessen mit Stahlkugeln von 6 mm Durchmesser bei einer Temperatur von 20 C.

Die Spinnflüssigkeit wird filtriert und bei etwa 30 Torr entlüftet. Danach wird die Spinnflüssigkeit in ein bei 50 C gehaltenes Fällbad cxtrudiert, das aus fiO" c, Cumol. 20° η Dimethylformamid und 20° η η-Paraffinen mit 10 bis 15 Kohlenstoffatomen im Molekül besteht. Die η-Paraffine besitzen folgende Eigenschaften: spezifisches Gewicht (20 C): 0.7568. Brechungsindex (20 C): 1.4258. Als Cumol wird ein Produkt mit einer Reinheit von 99.5" η verwendet.

Die Spinnflüssigkeit winl mit einer linearen Geschwindigkeit von 4,6 m Min. durch Düsen mit einem Durchmesser von 0.10 mm in das Fällbad e.strudiert. Die Fällbadlösung strömt den Fäden entgegen, die in einer Geschwindigkeit von 10 m/Min, aufgefangen Werden, Das Fallbad wird in solcher Geschwindigkeit wieder aufgefrischt, daß die Dimethylformamid-Konzentration am Auslaß einen Wert von 22 bis 23 Gewichtsprozent nicht übersteigt.

Danach werden die Fäden um das lOfache in einem Verstreckungsbad versteckt, das die vorgenannten η-Paraffine enthält und bei einer Temperatur von 110° C gehalten wird. Die Länge des, Ver-Streckungsbades beträgt 1 m.

Anschließend werden die Fäden gewaschen und

ίο mit Heißluft bei 120° C getrocknet. Das Verstrekkungsbad wird so eingestellt, daß es zu jeder Zeit nicht mehr als 5 Gewichtsprozent Dimethylformamid enthält.

Es wird ein Fadenbündel mit einem Titer von 2,1 den. und einer Reißlänge im trockenen Zustand von 3,0 g/den, sowie einer Bruchdehnung von 33 % erhalten.

Das nach dem Waschen und Trocknen erhaltene

Produkt ist besonders glänzend und schmutzabweisend.

Die Dichte der Fäden, gemessen bei 20³C, durch Suspendieren in einer wäßrigen Salzlösung, liegt bei etwa 1.

Beispiel 2

Die im Beispiel 1 beschriebene Spinnlösung wird unter den gleichen Bedingungen in einer linearen Geschwindigkeit von 2,2 m, Min. in ein Fällbad aus 70 Gewichtsprozent Cumol und 30 Gewichtsprozent Dimethylformamid extrudiert, das bei 50" C gehalten wird. Nach dem Verstrecken im Verstreckungsbad bei 100 C unter den im Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen, sowie nach dem Waschen und Trocknen wird ein Fadenbündel mit einem Titer von 1 Denier, einer Reißlänge in trockenem Zustand von 3,2 g/Denier und einer Bruchdehnung von 29% erhalten. Das Produkt hat die gleichen Eigenschaften wie das gemäß Beispiel 1 erhaltene Produkt.

Beispiel 3
(Vergleichsversuch)

Unter den Bedingungen von Beispiel 1 wurde das Verstrecken in siedendem Wasser durchgeführt. Es wurde ein schwammiges Fadenbündel mit niedrigen mechanischen Eigenschaften erhalten.

Beispiel 4

Die Spinnlösung gemäß Beispiel 1 wird unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 bei einer linearen Geschwindigkeit von 1.1 m'Min. in ein bei 50 C gehaltenes Fällbad aus 70" 0 Cumol und 30° η Dimethylformamid extrudiert. Nach dem Verstrecken bei 120 C. dem Waschen und Trocknen wird ein Fadenbündel mit einem Titer von 0.5 Denier erhalten, das glänzend ist und einen besonders weichen Griff hat. Die Dichte beträgt 0.98. die Reißlänge in trockenem Zustand 3,4 g/Denier und die Bruchdu· iiung 27 %.

Claims (5)

Patentansprüche;

1. Verfahren zur Herstellung von Fäden aus Acrylnitril-Homo- oder -Mischpolymerisaten nach dem Naßspinnverfahren durch Extrudieren einer Dimethylformamid-Spinnlösung in ein aromatenhaltiges Fällbad und anschließendes Verstrecken in einem Kohlenwasserstoffe enthaltenden Bad, dadurch gekennzeichnet, daß man die durch Extrudieren einer Spinnlösung mit einer Polymerkonzentration von 15 bis 30 Gewichtsprozent in ein mindestens 50 Gewichtsprozent Cumol und bis zu 25 Gewichtsprozent unverzweigte Paraffinkohlenwasserstoffe mit 10 bis 16 C-Atomen im Molekül enthaltendes, auf Temperaturen von 30 bis 70 C gehaltenes Fällbad erhaltenen Fäden bei Temperaturen von mindestens 30 C über der Fälltemperatur in einem Bad verstreckt, das im wesentlichen aus unverzweigten Paraffinkohlenwasserstoffen mit 10 bis ld C-Atomen im Molekül besteht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Verstreckungsbad bei 100 bis 120" C hält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Konzentration des Dimethylformamids im Verstreckungsbad unterhalb 10 Gewichtsprozent hält.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mau die Cumol-Konzentration im Verstreckungsbad unterhalb 10 Gewichtsprozent halt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Verstreckungsbad verwendet, dessen Länge höchstens etwa 100 cm beträst.