DE1669535C - Verfahren zur Herstellung von Faden aus Acrylnitril Homo oder Mischpolymeri säten - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Fäden aus Acrylnitril-Homo- oder -Mischpolyme.isaten nach dem Naßspinnverfahren durch Extrudieren einer Dimethylformamid-Spinnlösung in ein aromatenhaltiges Fällbad und anschließendes Verstrecken in. einem Kohlenwasserstoffe enthaltenden Bad.

Es ist aus der britischen Patentschrift 706 154 bekannt, eine Acrylnitrilpolymerisatlösung in ein Fällbad zu verspinnen, das als Fällungsmittel z. B. Cymol, ein Lösungsmittel für das Polymerisat und gegebenenfalls Paraffinkohlenwasserstoffe,z.B. Kerosin, enthält, und die erhaltenen Fäden anschließend oberhalb der Fällbadtemperatur zu verstrecken. Die Qualität der nach diesem Verfahren hergestellten Fäden, z. B. hinsichtlich der Reißdehnung, ist jedoch unbefriedigend. Zur Vermeidung des Schwammigwerdens der Fäden muß mit relativ geringer Spinngeschwindigkeit und damit großen Badlängen gearbeitet werden. Außerdem besteht im Fällbad ein hohes Lösungsmittel-Konzentrationsgefälle.

Auch läßt sich die Regenerierung des Fällbades nur mittels recht umständlicher Maßnahmen durchführen.

Es ist ferner bekannt, al:· Verstreckungsbäder Kerosinbäder zu verwenden, die bei Temperaturen oberhalb 100° C gehalten werden und die eine ähnliche Zusammensetzung aufweisen wie die Fällbäder.

Aufgabe der Erfindung war es, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Fäden aus Acrylrutrtl-Homo- oder -Mischpolymerisaten nach dem Naßspinnverfahren durch Extrudieren einer Dimethylformamid-Spinnlösung in ein aromatenhaltiges Fallbad und anschließendes Verstrecken zu schaffen, welches Fäden mit ausgezeichneter Qualität, sehr niedriger Schmutzaufnahme und hohem Glanz liefert. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von Fäden aus Acrylnitrü-Homo- oder -Mischpolymerisaten nach dem Naßspinnverfahren durch Extrudieren einer Dimethylformamid-Spinnlösung in ein aromatenhaltiges F."'.:bad und anschließendes Verstrecken in einem Kohlenwasserstoffe enthaltenden Bad, das dadurch gekennzeichnc ι ist, 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 Paraffinkohlenwassei stoffe mit 10 bis 16 C-Atomen im Molekül enthaltendes, auf Temperaturen von 30 bis 70⁰C gehaltenes Fällbad erhaltenen Fäden bei Temperaturen von mindestens 30° C über der Falltemperatur in einem Bad versireckt, das im wesentlichen aus unverzweigten Parafninkohlenwasserstoffen mit 10 bis 16 C-Atomen im Molekül besteht.

Im Verfahren der Erfindung wird vorzugsweise ein Fällbad verwendet, das mindestens 60 Gewichtsprozent Cumol enthält.

Die erfindungsgemäß verwendeten Acrylnitril-Mischpolymerisate enthalten vorzugsweise bis zu 20»Ό andere Monomere, wie Methacrylnitril, Vinylacetat und bzw. oder Acrylate.

Die genaue Polymerkonzentration in der Spinnlösung hängt von der Arbeitstemperatur und vom durchschnittlichen Molekulargewicht der Polymeren ab. Das Molekulargewicht btträgt vorzugsweise 40 000 bis 300 000.

Im erfindungsgemäßen Verfahren werden ziemlich kleine Fällbäder verwendet; der Abstand des Einlasses für die Spinnlösung vom Auslaß der Fäden aus dem Bad beträgt im allgemeinen weniger als 100 cm. Weiterhin ist das Konzentrationsgefälle des Bades niedrig und die Fäden fließen im Gegenstrom zur Fällbadlösung.

Das Verstreckungsbad wird vorzugsweise bei Temperaturen von 100 bis 12O⁰C gehalten. Die Länge des Verstreckungsbades beträgt vorzugsweise höchstens 100 cm. Die Konzentration des Dimethylformamids im Verstreckungsbad wird vorzugsweise ebenso wie die entsprechende Cumol-Konzentration unterhalb 10 Gewichtsprozent gehalten.

Bei Verwendung dieses Verstreckungsbades werden unerwünschte Effekte vermieden) z. B, die Bildung von schwammigen Produkten, wenn man mit dem vorgenannten Fällbad arbeitet, insbesondere wenn dieses keine Paraffinkohlenwasserstoffe enthält. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß dieses Bad leicht regeneriert werden kann. Die Regenerierung kann z. B. dadurch erfolgen, daß man das Dimethylformamid mit geringen Mengen Wasser abtrennt und das Cumol ktifiziert, oder vorzugsweise indem man d!e beiden /< omponenten rektifiziert und wieder im Kreislauf zurückführt.

Ein besonderes Merkmal des erfindungsgemäßen

schwindigkeit wieder aufgefrischt, daß die Dimethylformamid-Konzentration am Auslaß einen Wert von bis 23 Gewichtsprozent nicht übersteigt.

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

Anschließend werden die Fäden gewaschen und von ία mit Heißluft b„i 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

Verfahrens besteht darin, daß sowohl Fäden rr;t niedrigem Titer bis herab zu 0,2 Denier als auch mit hohem Titer bis zu 5 Denier hergestellt werden können. Weiterhin fallen sehr gut ausgefällte Fäden an, die um das 5- bis 15fache ihrer ursprünglichen Lär.ge hei einer Geschwindigkeit von 50 bis 2Ü0 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

Wie erwähnt, zeigen die Fäden eine sehr niedrige j-* "»— — - --—-.. . _trnri-_np,_n

.Schmutzaufnahme, einen besonders weichen Griff 15 2,1 den. und einer Reißlange im trocken.η

und hohen Glanz. Die Dichte der Fäden beträgt 0,95 von 3,0 g/den, sowie e.ner Bruchdehnung von 33 /0 his 1,10.

Im GegensEu

ImGegensau zu dem in der britischen Patent-„hrift 706 154 beschriebenen Verfahren liefert das

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erhalten.

Das nach dem Waschen und Trocknen

uift 706 154 beschriebenen Verfahren Meiert aas Produkt ist besonders glänzend und schmutzabweisend^ verfahren der Erfindung überraschenderweise auch *o Die Dichte der Faden, gemessen bei _20 C durch hei Anwendung kurzer Bäder und damit hoher Spinn- Suspendieren in einer waßngen Salzlosung, hegt •,Hid Verstreckungsgeschwindigkeiten gute Ergebnisse. Un: Eignung kurzer Bäder hängt damit zusammen, i:iB das Konzentrationsgefälle c'es im Fällbad enthaltenen Dimethylfo.rnamids wegen dessen hoher 25 Λ nfangskonzentration niedrig ist. Schließlich besitzt das erfindungsgemäße Verfahren

bei etv...

Beispiel 2

Die im Beispiel 1 beschriebene Spinnlösung wird

Schließlich besitzt das erfinduggm gegenüber dem in der britischen Patentschrift beschriebenen Venahren den Vorteil, daß das Fällbad, wie erwähnt, sehr !eicht r.gener; rbar ist.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1 Es wird eine 2()°/oige Lösung eines Acrylnitril-

unter den gleichen Bedingungen in einer linearen Geschwindigkeit von 2,2 m/Min, in ein Fällbad aus 70 Gewichtsprozent Cumol und 30 Gewichtsprozent Dimtthylfor namid cxtrudiert, 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

Es wird eine 20°/oige Lösung eines /\cryinimi- 1 Denier, einer Reißlänge in trockenem Zustand von Mischpolymerisats bei 25° C in Dimethylformamid 35 3,2 g/Denier und einer Bruchdehnung von 29% erhergestellt. Das Mischpolymerisat besteht aus 90,5 % halten. Das Produkt hat die gleichen Eigenschaften 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 40 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 extrudiert, das aus 6O°/o Cumol, 20% Dimethylformamid und 20% η-Paraffinen mit 10 bis 15 Kohlenstoffatomen im Molekül besteht. Die η-Paraffine besitzen folgp;.de

Eigenschaften: spezifisches Gewicht (20° C): 0,7568, iincuicu utjumu.M,₆— — .,

Brechungsindex (20° C): 1,4258. Als Cumol wird ein 50 50° C gehaltenes Fällbad aus 70% Cumol und 30% Produkt mit einer Reinheit von 99,5 % verwendet. Dimethylformamid extrudiert. Nach dem Verstrecken

Die Spinnflüssigkeit wird mit einer linearen bei 120" C, dem Waschen und Trocknen wird ein Geschwindigkeit von 4,6 m/Min, durch Düsen mit Fadenbündel mit einem Titer von 0,5 Denier erhalten, einem Durchmesser von 0,10 mm in das Fällbad das glänzend ist und einen besonders '· ichen Griff extrudiert. Die Fällbadlösung strömt den Fäden ent- 55 hat. Die Dichte beträgt 0,98, die Reißlänge in trockegegen, die in einer Geschwindigkeit von 10 m/Min. nem Zustand 3,4 g/Denier und die Bruchdehnung aufgefangen werden. Das Fällbad wird in solcher Ge- 27 %.

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wie das gemäß Beispiel 1 trhalteac Produkt.

Beispiel 3 (Vergleichsversinh)

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 it.; Beispiel 1 bei einer linearen Geschwindigkeit von 1,1 m/Min, in ein bei — ""·' <-> 1 ..«,1 inou

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 unverzweig- ic ten Paraffinkonlenwasserstoffen mit 10 bis 16 C-Atomen im Molekül besteht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, daJurch gekennzeichnet, daß man das Verstreckungsbad bei 100 bis 120° C hält. _a5

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

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

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