DE2659821A1 - Verfahren zur herstellung von fasermaterialien mit ausnahme von filamenten nach dem nassverfahren - Google Patents
Verfahren zur herstellung von fasermaterialien mit ausnahme von filamenten nach dem nassverfahrenInfo
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Description
Anmelder; Idemitsu Kosan Company Limited No. 1-1, 3-chome, Marunouchi, Chiyoda-ku
Tokyo / Japan
Verfahren zur Herstellung von Fasermaterialien mit Ausnahme von Filamenten nach dem Naßverfahren
Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von Fasermaterialien (faserförmigen Materialien)bzw. Fibrillen:
mit Ausnahme von Filamenten nach dem Naßverfahren unter Ver- j
Wendung eines Koagulationsbades, das aus zwei Arten von Flüssigkeiten besteht, die zwei Phasen bilden.
In dem Verfahren zur Herstellung von Fasermaterialien bzw. Faserstoffen nach dem Naßverfahren fallen die für die Herstellung
der Fasermaterialien (Faserstoffe) verwendeten Aus- I
gangsmaterialien ohne Gelierung im allgemeinen in Form von j Klumpen aus, wenn das Koagulationsvermögen des Koagulations- !
bades gering ist und das spezifische Gewicht des Koagulations-: bades wesentlich kleiner ist als dasjenige der Ausgangslösung
für Fasermaterialien (Faserstoffe).
Andererseits steigt dann, wenn das spezifische Gewicht des Koagulationsbades wesentlich größer ist als dasjenige der
Ausgangslösung für Fasermaterialien, die Ausgangslösung ohne Gelierung an die Oberfläche.
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Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, wurde die Verwendung eines Koagulationsbades mit einem ausreichenden Koagulationsvermogen
in Erwägung gezogen· Die Verwendung eines solchen Koagulationsmittels führt jedoch dazu, daß nur die
äußeren Teile der Fasermaterialien (Faserstoffe) schnell gelieren unter Bildung von harten und spröden Fasermaterialien
(Faserstoffen) mit im Innern derselben befindlichen Hohlräumen; ein solch'es Verfahren hat sich daher als nicht praktikabel
erwiesen.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren
zur Herstellung von Fasermaterialien, wie Fäden und Fasern (Fibrillen), nach dem Naßverfahren anzugeben.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß man
die Ausgangslösung für die Herstellung der Fasermaterialien
in den Grenzflächenbereich von zwei flüssigen Phasen in einem Koagulationsbad einführt, "wobei mindestens eine der zwei Flüssigkeiten
ein ausreichendes Koagulationsvermögen aufweist, um die Ausgangslösung in ein Gel zu überführen. Auf diese
Weise kann das oben genannte Phänomen der Sedimentation oder Flotation der Ausgangslösung verhindert werden.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Fasermaterialien bzw. Faserstoffen nach dem Naßverfahren,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine Ausgangslösung
für Fasermaterialien bzw. Faserstoffe in den Grenzflächenbereich von zwei flüssigen Phasen in einem Koagulationsbad
einführt, in dem die beiden flüssigen Phasen nicht miteinander mischbar sind, wobei mindestens eine der beiden flüssigen
Phasen ein ausreichendes Koagulationsvermogen aufweist,
um die Ausgangslösung in ein Gel zu überführen·
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Phänomen der Sedimentation oder Flotation der Ausgangslösung verhindert
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-r-
werden und darüber hinaus bietet es den Vorteil, daß dadurch auch ein Zerbrechen der vorzeitig gelierten Materialien
(insbesondere der Fäden) und eine Beeinträchtigung des Aussehens der Fasermaterialien bzw. Faserstoffe aufgrund einer
Dispersion der feinen gelierten Präzipitate, die bei der Bildung der Fasermaterialien bzw. Faserstoffe nicht ausgeschieden
worden sind, in dem Koagulationsbad verhindert werden kann. Darüber hinaus können erfindungsgemäß durch Verwendung
eines spezifischen Koagulationsmittels, welches die Bildung von feinen Fibrillen (Fäserchen) begünstigt, die nichts mit
dem Koagulationsvermögen zu tun haben, Fibrillen (Fäserchen) hergestellt werden, die eine sehr feine lineare Struktur
gebildet haben, wenn man sie nach der Zugabe der vorgeschriebenen Mengen der Ausgangslösung für die Fasermaterialien
bzw. Faserstoffe stehen läßt·
Beispiele für Ausgangslösungen für Fasermaterialien bzw.
Faserstoffe sind eine wäßrige Lösung von Cellulosenatriumxanthogenat
für Rayon-Fasermaterialien; eine Aceton- oder Methylenchlorid-Lösung von Celluloseacetat für Cuprammonium-Rayon-Fasermaterialien;eine
Ehodanat-, Nitrat-, ΪΤ,Ν-Dimethylformamid-,
ΙΤ,Ν-Dimethylacetoamid-, Dimethylsulfoxid- oder
Acetonlösung von Polyacrylnitril für Acrylfasermaterialien;
eine wäßrige, alkoholische oder Harnstoff-Lösung von Polyvinylalkohol
für Vinylon-Fasermaterialien; eine Aceton-Schwefelkohlenstoffoder
Aceton-Benzol-Lösung von Polyvinylchlorid für Polyvinylchlorid-Fasermaterialien; eine N,N-Dimethylformamid-,
H^N-Dimethylacetoamid- oder Dimethylsulfoxidlösung
von Polyurethan für Polyurethan-Fasermaterialien; eine wäßrige alkalische Lösung oder eine Dimethylsulfoxidlösung
von Sojacasein, Milchcasein oder Hefeprotein für proteinhaltige Fasermaterialien (Protein-Fasermaterialien)
und eine Methylendich lor idlö sung von Poly(L-glutamat-f-methyl)-
oder eine wäßrige Lösung von Poly(L-natriumglutamat) für
Polyaminosäure-Fasermaterialien· Darüber hinaus können erfin-
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dungsgemäß auch Gemische der vorstehend genannten Ausgangslösungen,
die aus zwei oder mehr Arten der Komponenten bestehen, verwendet werden. Darüber hinaus kann zur Herstellung
der erfindungsgemäßen Fasermaterialien bzw. Faserstoffe
auch eine Ausgangslösung von Naturfasern verwendet werden, auf die eine polymere Substanz oder ein synthetisches Pfropfmischpolymerisat
oder Blockmischpolymerisat aufgepfropft worden ist.
Als Koagulationsbad wird erfindungsgemäß ein Mischungssystem
von zwei Arten von Flüssigkeiten verwendet, die nicht miteinander mischbar sind und aufgrund der Trennung in zwei Phasen
einen Grenzflächenbereich bilden. Eine der beiden Phasen
muß ein ausreichendes Koagulationsvermögen aufweisen, um die Gelierung der Ausgangslösung für die Fasermaterialien bzw.
Faserstoffe zu bewirken· Darüber hinaus ist es möglich, Zusätze
zur Erhöhung oder Herabsetzung des Koagulat ions Vermögens, ein Lösungsmittel zur Einstellung des spezifischen Gewichtes
oder lösliche Materialien, je nach Wunsch, dem oben angegebenen
Koagulationsbad zuzugeben. Bei der Herster lung eines
Koagulationsbades ist es möglich, entweder die obere oder die untere Phase oder beide zu Koagulationsphasen zu machen.
Es ist im allgemeinen üblich, das Koagulationsvermögen durch die Mengen an Koagulationsmittel, die für die Erzeugung von
weißen Niederschlagen (Präzipitaten) beim Zutropfen des Koagulationsmittels
zu der Ausgangslösung für die Fasermaterialien (Faserstoffe) erforderlich sind, d.h. durch den sogenannten
"Koagulationswert">auszudrücken. Je kleiner der Koagulationswert
ist, um so größer ist das Koagulationsvermögen, wobei der Wert in Abhängigkeit von der Kombination aus dem
Ausgangsmaterial, dem Lösungsmittel und dem Koagulationsmittel variierte
Ein für die Erzielung einer Gelierung ausreichendes Koagulationsvermögen
bedeutet im Sinne der vorliegenden Erfindung
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einen Koagulationswert von weniger als 30, vorzugsweise von weniger als 20. Das heißt, um das Phänomen der Sedimentation
oder Flotation bei der Herstellung von Fasermaterialien bzw· Faserstoffen nach dem Naßverfahren erfindungsgemäß zu
vermeiden, reicht es aus, entweder die obere oder die untere Phase so einzustellen, daß sie einen Koagulationswert von
weniger als 30» vorzugsweise von weniger als 20, hat. Um
Jedoch auch andere Ziele der Erfindung erreichen zu können, d.h. ein schnelles Verspinnen von Fäden mit einer ausgezeichneten
Transparenz und Festigkeit, und eine schnelle Bildung von Fibrillen (Fäserchen) mit gut entwickelten feinen Fibrillen
(Fäserchen) und einer guten Festigkeit zu erzielen, ist es zweckmäßig, eine Kombination aus einer oberen Phase und
einer unteren Phase zu verwenden^ die deutlich verschiedene Koagulationswerte aufweisen, z.B. einen Koagulationswert von
mehr als 30, wenn der andere Wert weniger als 10 beträgt.
Wie vorstehend angegeben, tritt das Phänomen der Sedimentation oder Flotation von Viskosefasern oder die Bildung von Klumpen
in dem Koagulationsbad bei dem Naßverfahren in der Anfangsstufe auf, wenn die Gelierung der Aus gangs lösung für die Herstellung
von Fasermaterialien (Faserstoffen) noch nicht fortgeschritten ist, so daß dieses Phänomen ein Ergebnis der Beziehung
zwischen dem spezifischen Gewicht der Ausgangslösung für die Fasermaterialien (Faserstoffe) und demjenigen der
Koagulationslösung ist. Das heißt, in einem Bereich, in dem das spezifische Gewicht der Koagulationslösung kleiner ist als
dasjenige der Ausgangslösung für die Fasermaterialien (Faserstoffe),
tritt im allgemeinen eine Sedimentation auf, während in einem Bereich, in dem das spezifische Gewicht der Koagulationslösung
größer ist als dasjenige der Ausgangslösung für die Fasermaterialien (Faserstoffe) eine Flotation auftritt,
obgleich diese Phänomene zum Teil in Abhängigkeit von dem Koagulationsvermögen variieren können. Man muß daher zur
Verhinderung der Sedimentation oder Flotation ein Koagulationsbad verwenden, das aus einer Kombination aus einer oberen
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Phase mit einem spezifischen Gewicht (Gvj), das kleiner ist
als das spezifische Gewicht (Gq) der Ausgangslösung für die Fasermaterialien (die Faserstoffe), und einer unteren Phase
mit einem spezifischen Gewicht (Gp)» das größer ist als Gq,
besteht«, Da jedoch die kinetischen Faktoren, wie z.B. die Diffusion des Koagulationsmittels in ein gebildetes Fasermaterial
(einen Faden oder eine Fibrille) und die Diffusion des Lösungsmittels aus dem gebildeten Fasermaterial
in die Koagulationslösung, in Beziehung zu der Gelierung
stehen, beeinflußt das Koagulationsvermögen der Koagulationslösung die praktische Durchführung des Verfahrens zur Herstellung
von Fasermaterialien (Faserstoffen). Im allgemeinen tritt in einer Koagulationslösung mit einem größeren Koagulationsvermögen,
wie z.B. Wasser oder Ameisensäure, hauptsächlich eine Diffusion der Koagulationslösung in ein gebildetes
Fasermaterial auf, während in einer Koagulationslösung
mit einem vergleichsweise geringeren Koagulationsvermögen, wie z.B. höheren aliphatischen Alkoholen, Polyalkoholen oder
aromatischen Kohlenwasserstoffen, hauptsächlich eine Diffusion des Lösungsmittels aus einem gebildet en Fasermaterial in die
Koagulationslösung auftritt» Deshalb tritt selbst dann, wenn Gy. größer als GQ ist, eine schnelle Gelierung eines gebildeten
Fasermaterials, das nach oben schwimmt, auf und gleichzeitig diffundiert das Koagulationsmittel in der oberen Phase mit
einem größeren Koagulationsvermögen in erster Linie in die gebildete Fibrille, wenn das Koagulationsvermögen genügend
hoch ist· Auf diese Weise erreicht das spezifische Gewicht der gebildeten Fibrille oder des gebildeten Fadens schnell
den Wert der oberen Phase, so daß anschließend das gewünschte Verspinnen und Verhinderung einer Flotation
erzielt werden kann. Aber auch dann, wenn G2 kleiner als Gq
ist, wird das Phänomen der Sedimentation aus ähnlichen Gründen, wie vorstehend angegeben, verhindert, wenn das Koagulationsvermögen
der unteren Phase ausreichend hoch ist.
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Erfindungsgemäß muß daher jede Komponente der Koagulationslösung so ausgewählt werden, daß sie einer vorgegebenen
Beziehung gegenüber &« und G1 und gegenüber GQ und G2
genügt. In den folgenden Abschnitten wird diese Beziehung zwischen dem spezifischen Gewicht und dem Koagulationsvermögen
näher beschrieben. P1 und P2 stehen dabei für die Koagulationswerte
der oberen Phase bzw. der unteren Phase.
(A) G2 > G1 >
G0
In diesem Falle muß die Bedingung P,j^2O<iPp, vorzugsweise
"P1^jIO und Po£:30, erfüllt sein. Beispiele für Kombinationen,
die der oben angegebenen Beziehung genügen, sind folgende: eine Kombination aus einer oberen Phase aus beispielsweise
Ketonen (Aceton, Methylethylketon, Diäthylketon und dgl.), Tetrahydrofuran, organischen Säuren (Ameisensäure, Essigsäure
und dgl.), Aldehyden*(Formaldehyd, Acetaldehyd und dgl.) und einer unteren Phase aus Glycerin oder Derivaten davon, und
einer Ausgangslösung für Fasermaterialieh (Faserstoffe), wie z.B. einer proteinhaltigen Lösung von Kasein, Hefeprotein
und dgl., einer Vinylonfaser-Lösung, einer Polyvinylfaser-Lösung,
sowie die Kombination aus einer oberen Phase aus beispielsweise Wasser, einer unteren Phase, aus beispielsweise
halogenierten Benzolen (Monochlorbenzol, o-, m- oder p-Dichlorbenzol,
"!^,^--Trichlorbenzol und dgl.) und einer Ausgangslösung
für Fasermaterialien (Faserstoffe), wie z.B. einer Acryllösung.
(B) G0 ^ G2
> G1
In diesem Falle muß die Bedingung Pp- 20^LP1, vrozugsweise Pot^
und P1^. 3°» erfüllt sein. Beispiele für Kombinationen, die
dieser Beziehung genügen, sind eine Kombination aus aliphatischen Kohlenwasserstoffen, wie n-Heptan, Isopentan und dgl.,
flüssigem Paraffin, Ligroin, Kerosin und dgl., organischen Säu-
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MA
reestern, wie Methylacetat, Äthylacetat, Butylacetat, Dibutylphthalat
und dgl.," tmd aromatischen Kohlenwasserstoffen, wie Benzol, Toluol, o-Xylol, p-Xylol und dgl..»als der oberen
Phase und Wasser als der unteren Phase, und einer Lösung von
Viskoserayon oder Bayon,Cuprammoniumrayon, Acrylat oder Vinylon als Ausgangslösung für Fasermaterialien (Faserstoffe)
und weitere Beispiele sind folgende: eine Kombination von Glycerin oder Berivaten davon als der oberen Phase, halogeniert
en organischen Säuren, wie Monochloressigsaure, Dichloressigsäure
oder Trifluoressigsäure^als der unteren Phase, und einer Polyaminosäurelösung als Ausgangslösung für Fasermaterialien
(Faserstoffe); eine Kombination aus organischen Säureestern, wie Methylacetat, Äthylacetat, Butylacetat,
Dibutylphthalat und dgl., aromatischen Kohlenwasserstoffen, wie Benzol, Toluol, ο- oder p-Xylol,als der oberen Phase,
Diaminen, wie Hydrazin, Äthylendiamin, Hexamethylendiamin und dgl.,als der unteren Phase und einer Polyurethanlösung
oder eines Polyurethanmischpolymerisats, wie z.B. eines Proteins mit aufgepfropftem Polyurethan als Ausgangslösung für
Fasermaterialien (Faserstoffe)·
(C) G2^ G0 ^L G1 .
In diesem Falle muß die Bedingung P^£ 2OtIP2, vorzugsweise
P^IO und P2.>
30, oder P2 ^. 20 £P^, vorzugsweise P2^IO und ·
P1^30, erfüllt sein. Beispiele, die dieser Bedingung genügen,
sind in den Abschnitten (A) und (B) angegeben.
Erfindungsgemäß muß die Ausgangslösung für Fasermaterialien
(Faserstoffe) in den Grenzflächenbereich des Zweiphasen-Koagulationsbades
eingeführt werden. Als Spinndüse zur Herstellung von Fäden können konventionelle Düsen verwendet werden,
wenn sie einen Spinndusenflachendurchmesser von weniger als
30 mm, vorzugsweise von weniger als 20 mm aufweisen. Bevorzugte
Spinndüsen sind solche, die eine Verteilung in Form von Streifen parallel zu der Grenzfläche der Koagulationslösung
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ergeben)und ihre kürzere Seite hat eine Breite von vorzugsweise
weniger als 30 mm, besonders bevorzugt von weniger als 20 mm.
Beim Aufspulen (Aufwickeln) der Fäden ist es zweckmäßig, die Fäden in der Aufwickelrichtung als Achse aufzuspulen
(aufzuwickeln). In dem erfindungsgemäßen Spinnverfahren
können wie beim konventionellen ITaßspinnen Nachbehandlungen, wie z.B. ein Trocknen, eine Wärmebehandlung, eine Dehnung
und dgl., angewendet werden. Außerdem kann gewünsentenfalls
eine Konditionierung der Fäden unter Verwendung eines Lösungsgemiöches
durchgeführt werden, dessen Zusammensetzung von derjenigen der Koagulationslösung verschieden ist.
Erfindungsgemäß können während der Einführung der Ausgangslösung
für Fasermaterialien (Faserstoffe) in den Grenzflächen-"bereich des Zweiphase^n-Koagulationsbades Scherkräfte angewendet
werden, um Fibrillen (Fäserchen) zu erhalten. Eine Methode zur Erzeugung von Scherkräften, die erfindungsgemäß angewendet
werden kann, ist das Rühren mittels Rührschaufeln oder
die Hin- und Herbewegung durch Erzeugung einer Vibration parallel zu dem Grenzflächenbereich des Koagulationsbades.
Die zuletzt genannte Methode ist besonders vorteilhaft, da dadurch leicht eine Steuerung (Kontrolle) des Koagulationsvermögens des Koagulationsbades erzielt werden kann. Die angewendeten
Scherkräfte können in Abhängigkeit von der Art des Koagulationsbades, den Eigenschaften der Ausgangslösung
für Fasermaterialien (Faserstoffe), der Feinheit der Fibrillen
(Fäserchen) oder der Faserlänge und dgl. variieren«, Bei der praktischen Durchführung der Erfindung können ausreichende
Scherkräfte erzeugt werden bei einer niedrigen Schergeschwindigkeit von beispielsweise nur 20 cm pro Sekunde bis 2 m
pro Sekunde.
Die erfindungsgemäß erzeugten Fibrillen sind ausschließlich in dem Grenzflächenbereich der beiden flüssigen Phasen suspen-
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* Al '
diert und können daher leicht durch Abziehen der Flüssigkeit in der Nähe der Grenzfläche abgetrennt (gewonnen)
werden. Eine völlige Aufspaltung der Garne kann dadurch erzielt werden, daß man erforderlichenfalls die Fibrillen
enthaltende Lösung rührt.
Die auf diese Weise abgetrennten Fibrillen können nach dem Waschen und Filtrieren wie bei dem konventionellen Verfahren
zu Geweben verarbeitet werden,, Außerdem können gewünschtenfalls
auch eine Wärmebehandlung durch beheizte Walzen oder ein erhitztes Gas und eine Konditionierung unter Verwendung
eines Zweiphasen-Behandlungsbades, dessen Zusammensetzung
von derjenigen des Koagulationsbades verschieden ist, angewendet werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, zur Verhinderung
des Phänomens der Sedimentation und Flotation und zur leichten Abtrennung (Gewinnung) eines nicht-faserigen
Gels unter den verschiedensten Koagulationslösungen eine
Koagulationslösung auszuwählen. Außerdem können mit hoher Geschwindigkeit Fäden, die sich für verschiedene Zwecke
eignen, und Fibrillen mit einer guten Qualität für Ausgangsmaterialien zur Herstellung· von nicht-gewebten Geweben und
eine synthetische Pulpe hergestellt werden. Aus den oben angegebenen Gründen stellt das erfindungsgemäße Verfahren ein
bevorzugtes industrielles Verfahren dar.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Beispielen und Vergleichsbeispielen näher beschrieben, ohne jedoch darauf
beschränkt zu sein.
10 Gew.-Teile eines handelsüblichen Handarbeit-Acrylgarns (Patria: extrem fein, 100 % Acryl) wurden in 90 Gew.-Teilen
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. . — -ut -
"W-
Dimethylsulfoxid unter Bühren bei Raumtemperatur gelöst und
nach 1-tägigem Stehenlassen zur Entfernung von Gas wurde
die Spinn-Ausgangs lösung mit einem spezifischen Gewicht von 1,10 hergestellt·
Als obere Phase der Koagulationslösung wurden Äthylacetat
(spezifisches Gewicht 0,90, Koagulationswert 67,8) und als untere Phase Wasser (spezifisches Gewicht 1,00, Koagulationswert 8,3) verwendet und in dem Grenzflächenbereich dieser
Koagulationslösung (von 15°°) wurde die oben angegebene
Startlösung durch eine Spinndüse mit 40 Löchern mit einem Durchmesser von 0,06 mm bei 15°C versponnen. Die Länge des
Koagulationsbades zwischen der Düse und dem Auslaß betrug 170 cm·
Anschließend wurde die maximale Aufspulgeschwindigkeit (Aufwickelgeschwindigkeit)
bestimmt durch Erhöhung der Aufspulgeschwindigkeit und der Zuführungsgeschwindigkeit der Ausgangslösungo
unter den oben angegebenen Spinnbedingungen, d.h. bei einem Zuführungsdruck (Beschickungsdruck) von 15*2 kg/cm ,
einer maximalen Aufspulgeschwindigkeit von 4-2,0 m/Min, und
einer Verstreckungsrate von 5,9 wurde das Spinnen 24 Stunden lang fortgesetzt und eine stabile Verspinnung erzielt·
Me dabei erhaltenen Fäden wurden mit einer Verstreckungsrate von 3,6 in einem zweiten Bad (von 94-0C), das aus einer wäßrigen
Lösung von 70 Gew.-% Dimethylsulfoxid bestand, verstreckt
und dann nach der Behandlung mit erhitztem Wasserdampf (110°C) bei 95°C getrocknete Bei diesem Verfahren
wurden weiße glänzende Fäden mit einem Titer von 3 Denier erhalten·
Unter Verwendung von Äthylacetat als Koagulat ions lösung wurde die gleiche Ausgangslösung wie in Beispiel 1 nach dem
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Haßverfahren versponnen» In diesem Falle lief die aus der
Spinndüse austretende Ausgangslösung in der Nähe der Düse nach unten bis auf den Boden des Koagulationsbades und
verfestigte sich unter Bildung von Klumpen«, Das Verspinnen wurde unter verschiedenen Bedingungen wiederholt, das vorstehend
beschriebene Herablaufen konnte jedoch nicht verhindert werden.
Als Koagulationslösung wurde nur Wasser verwendet und es wurde die gleiche Ausgangslösung wie in Beispiel 1 versponnene
• - . ο
In diesem Falle betrug der Beschickungsdruck 10,0 kg/cm ,
die maximale Aufspulgeschwindigkeit betrug 7*9 m/Min, und
die VerStreckungsrate betrug 1,1. Die dabei erhaltenen Fäden
waren sehr spröde (brüchig) und es war sehr schwierig, eine kontinuierliche Aufspulung durchzuführen·
3 Gew.-Teile Sojacasein wurden bei 800C in 90 Gew.-Teilen
N,N-Dimethylformamid gelöst und dann wurden unter Rühren
und unter Abkühlen auf Raumtemperatur 7 Gew.-Teile Polyacrylnitril zugegeben und nach vollständiger Auflösung wurde auf
200C abgekühlte Dabei wurde eine Ausgangslösung mit einem
spezifischen Gewicht von 0,95 erhalten.
Während das Koagulationsbad, das aus Methylacetat (spezifisches Gewicht 0,93, Koagulationswert 40,6) als oberer Phase
und Wasser (spezifisches Gewicht 1,00, Koagulationswert 6,2)
als unterer Phase bestand, bei 200C gehalten wurde, wurde die
vorstehend beschriebene Ausgangslösung nach dem gleichen Verfahren
wie in Beispiel 1 in dem Grenzflächenbereich versponnen. In diesem Falle betrugen der Beschickungsdruck 9,9 kg/cm ,
die maximale Aufspulgeschwindigkeit 19»0 m/Min, und d ie Ver-
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Streckungsrate 1,1; «' dabei wurden Fäden mit einer guten
Qualität erhalten·
10 Gew.-Teile einer handelsüblichen Spandex-Faser (Du Pont,
70 Denier) wurden zu 90 Gew.-Teilen ΙΓ,ΪΤ-Dimethylacetoamid
zugegeben und bei 900C gerührt, um eine vollständige Auflösung
zu erzielen, und dann auf 400C abkühlen gelassen» Auf
diese Weise wurde die Ausgangslösung erhalten.
Während das Koagulationsbad, das aus p-Xylol (spezifisches
Gewicht 0,86, Koagulationswert 56,0) als oberer Phase und
Hydrazin (spezifisches Gewicht 1,04-, Ko agulat ions wert 6,3) als unterer Phase bestand, bei 200C gehalten wurde, wurde die
vorstehend beschriebene Ausgangslösung in dem Grenzflächenbereich des Koagulationsbades unter den folgenden Bedingungen
versponnen: Beschickungsdruck 14·,6 kg/cm , maximale Aufspulgeschwindigkeit
24,1 m/Min, und Verstreckungsrate 3?0, Unter
diesen Bedingungen konnte leicht eine kontinuierliche ■Verspinnung
erzielt werden.
Wenn nur p-Xylol als Koagulationsbad verwendet wurde, trat das Phänomen des "Herablauf ens" auf und ein Verspinnen war
unmöglich.
Unter Verwendung eines einheitlichen Systems, bestehend aus gleichen Mengen Hydrazin und Äthylendiamin (spezifisches
Gewicht 1,02, Koagulationswert 23,3) als Koagulationslösung wurde die gleiche Ausgangslösung wie in Beispiel 3 versponnen.
Die aus der Spinndüse austretende Ausgangslösung schwamm in der Anfangsstufe, in der die Gelierung noch nicht fortgeschritten
war, in der Nähe der Düse an die Oberfläche der
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Koagulationslösung und diese Lösung wurde in Stücke zerteilt und Teile davon bildeten eine Haut (Membran) auf der Oberfläche
und wurden fest. In diesem Falle wurde eine typische Flotation "beobachtet und ein Verspinnen war unmöglich.
10 Gew.-Teile einer handelsüblichen Spandex-Faser wurden in 90 Gew.-Teilen F,N-Dimethylformamid gelöst und auf diese
Weise wurde die Ausgangslösung (spezifisches Gewicht 0,94)
für das Fasermaterial hergestellt.
Unter Verwendung eines Koagulationsbades, bestehend aus Kerosin (spezifisches Gewicht 0,87, Koagulationswert 12,3) als oberer
Phase und einer Mischung aus gleichen Mengen Wasser und Dimethylsulfoxid (spezifisches Gewicht 0,97» Koagulationswert 36,0)
als unterer Phase wurüe die Ausgangslösung an der Grenzfläche des Bades versponnene
Unter den nachfolgend angegebenen Bedingungen konnte ein zufriedenstellendes
kontinuierliches Verspinnen durchgeführt
werden: Beschickungsdruck 12,5 kg/cm , maximale Aufspulgeschwindigkeit
26,8 m/Min, und Verstreckungsrate 3,8.
10 Gew.-Teile eines Pfropfmischpolymerisats von Hefeprotein
und Polyurethan (vgl. die japanische Offenlegungsschrift 85 210/197*) wurden zu 90 Gew.-Teilen Dimethylsulfoxid zugegeben
und bei 1400C gerührt, um sie darin zu lösen, und dann
wurden sie auf 5O0C abkühlen gelassen. Dabei wurde eine Ausgangslösung
mit einem spezifischen Gewicht von 0,94 erhalten.
Unter Verwendung eines Koagulationsbades, bestehend aus Benzol (spezifisches Gewicht 0,88, Koagulationswert 60,0) als oberer
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Phase und Hydrazin (spezifisches Gewicht 1,04, Koagulationswert 6,6) als unterer Phase,wurde die vorstehend angegebene
Ausgangslösung an der Grenzfläche des Bades versponnen und
unter den nachfolgend angegebenen Bedingungen konnte ein zufriedenstellendes kontinuierliches Verspinnen durchgeführt
werden: Beschickungsdruck 20,0 kg/cm , maximale Aufspulgeschwindigkeit
36,2 m/Min, und VerStreckungsrate 2,8.
10 Gew.-Teile Cellulosetriacetat wurden zu 90 Gew.-Teilen
Methylacetat zugegeben und bei 500C vollständig gelöst. Durch
Abkühlen der so erhaltenen Lösung auf 15 C wurde die Ausgangslösung
mit einem spezifischen Gewicht von 0,94- hergestellt.
Unter Verwendung eines Koagulationsbades, bestehend aus Butylacetat
(spezifisches Gewicht 0,88, Koagulationswert 37»4·)
als oberer Phase und einer "Mischung aus Wasser und Isopropylalkohol (Mischungsverhältnis 7*3» bezogen auf das Gewicht,
spezifisches Gewicht 0,92S Koagulationswert 4·,5) als unterer
Phase,wurde die oben angegebene Ausgangslösung an der Grenzfläche
des Bades versponnen und unter den nachfolgend angegebenen
Bedingungen konnte ein zufriedenstellendes kontinuierliches Verspinnen erzielt werden: Beschickungsdruck 18 kg/cm ,
maximale Aufspulgeschwindigkeit 38 m/Min, und Verstreckungsrate
4,5.
Es wurde eine Ausgangslösung mit einem spezifischen Gewicht von 1,10 hergestellt durch Auflösen von 10 Gew.-Teilen PoIyacrylnitrilfasern
(Handelsname Patria) in 90 Gew.-Teilen Dimethylsulfoxid
unter Rühren bei Raumtemperatur und 1-tägiges
Stehenlassen der Lösung zur Entfernung von Gas.
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In einem Behandlungsbehälter mit einem Inhalt von 100 1
und einem Abstand zwischen der Düse und dem Auslaß für die Fibrillen von 2 m wurden 30 1 Äthylacetat (spezifisches
Gewicht 0,90, Zoagulationswert 67,8) als obere Phase und
30 1 Wasser (spezifisches Gewicht 1,00, Koagulationswert 8,3) eingeführt und dann wurde die oben angegebene Fibrillen-Ausgangslösung
in den Grenzflächenbereich der beiden oben angegebenen Phasen mit einer Geschwindigkeit von 120 ml pro
Minute bei 15° C durch eine Schlitzdüse mit einer Breite von
50 mm und mit einem Abstand von 0,2 mm, die in dem einen
Ende des Behälters vorgesehen war, eingeführto Gleichzeitig
ließ· man auf die Spitze der Düse durch reziprokes Mischen
mit einer Lineargeschwindigkeit von 1,6 m/Sek. in einem rechten
Winkel zur Austrittsrichtung der Ausgangslösung und parallel
zu der Grenzfläche der Zweiphasen-Flüssigkeit in dem Koagulationsbad
eine Schwerkraft einwirken·
Nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren wurden Fibrillen
wie absorbierende Baumwolle ausschließlich in dem Grenzflächenbereich der beiden Phasen des Bades gebildet. Diese Fibrillen
wurden auf einem Maschengitter abgetrennt (p~^fernt) und mit Wasser von 15°C gewaschen. Nach der Behandlung mit Wasserdampf
von 11O0C wurden sie mit heißer Luft von 95° C behandelt«
Es wurde festgestellt, daß die dabei erhaltenen Fibrillen eine Breite (einen Durchmesser) von 3 bis 5 η und eine Länge
von 10 bis 30 mm hatten,
Unter Verwendung einer einheitlichen Phase, bestehend aus einer
wäßrigen Lösung von 50 Gew.-% Dimethylsulfoxid (spezifisches
Gewicht 1,05, Koagulationswerti7,8) als Koagulationsbad, das
in dem konventionellen Naßverfahren zum Fibrillieren verwendet
wurde, wurde versucht, unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 7 eine Fibrillierung der gleichen Ausgangslö-
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sung wie in Beispiel 7 zu erzielen, wobei diesmal jedoch
die Beschickungsgeschwindigkeit 120 ml/Min, und die lineare Schergeschwindigkeit 1,6 m/Sek. betrugen« Es wurden jedoch
keine linearen und gleichmäßigen feinen Fibrillen erhalten.
Anschließend wurde versucht, bei Beschickungsgeschwindigkeiten von 30 ml/Min, und 300 ml/Mino und linearen Schergeschwindig-
keiten von 0,4 m/Sek. und 3»2 m/Sek. eine Fibrillierung durchzuführeno
Es wurden jedoch ebenfalls keine linearen und gleichmäßigen feinen Fibrillen erhalten«
Unter alleiniger Verwendung von Äthylacetat als Koagulationsbad wurde versucht, die Fibrillierung unter den gleichen
Bedingungen wie in Beispiel 7 durchzuführen. Die aus der Düse ausgepreßte Ausgangslösung setzte sich jedoch unten am Boden
des Bades in der Nähe der Düse ab und wurde fest unter Bildung von Klumpen und einige Teile davon klebten an dem Rührstab.
Das Ergebnis war, daß keine Fibrillen (Fäserchen) erhalten wurden.
Anschließend wurde versucht, durch Variieren der Beschickungsgeschwindigkeit
der Ausgangslösung und der Rührgeschwindigkeit
eine Fibrillierung zu erzielen, dies führte jedoch ebenfalls zu keinem Erfolg.
Unter alleiniger Verwendung von Wasser als Koagulationsbad wurde versucht, eine Fibrillierung wie in Beispiel 7 durchzuführen.
Bei einer Beschickungsgeschwindigkeit der Ausgangslösung von weniger als 300 ml/Min, und einer linearen Schergeschwindigkeit
von weniger als 3,2 m/Sek. trat jedoch ein weißer Niederschlag auf und es wurden keine Fibrillen (Fäserchen)
erhalten.
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3 Gew.-Teile Milchcasein wurden zu 90 Gew.-Teilen Sr,H"-Dimethylformamid
zugegeben und bei 80°C gerührt unter Bildung einer vollständigen Lösung und danach wurden unter Kühlen auf Raumtemperatur
7 Gew.-Teile Polyacrylnitril zugegeben und nach dem Abkühlen auf 20°0 wurde eine Ausgangslösung mit einem spezifischen
Gewicht von 0,96 erhalten·
Während das Koagulationsbad, das aus Methylacetat (spezifisches Gewicht 0,93» Koagulationswert 40,6) als oberer Phase
und Wasser als unterer Phase bestand, bei 200Q gehalten wurde,
wurde die vorstehend angegebene Ausgangslösung mit einer Beschickungsgeschwindigkeit
von 120 ml/Min, und mit einer linearen Schergeschwindigkeit von 0,8 m/Sek. zugeführt und dabei
wurde ein proteinhaltiges Material erhalten, das aus feinen
Fibrillen bestand. Dieses abgetrennte Material hatte nach dem
Waschen mit Wasser einen Griff, der demjenigen von absorbierender Baumwolle sehr ähnlich war.
10 Gew.-Teile einer handelsüblichen Spandex-Paser (Du Pont,
70 Denier) wurden zu 90 Gew.-Teilen Ν,ΪΤ-Dimethylacetoamid
zugegeben und bei 900C gerührt unter Bildung einer vollständigen
Lösung und dann auf 400C abkühlen gelassen. Auf diese
Weise wurde die Ausgangslösung (spezifisches Gewicht 0,94) hergestellt.
Während das Koagulationsbad, das aus p-Xylol (spezifisches
Gewicht 0,86, Koagulationswert 56,0) als oberer Phase und Hydrazin (spezifisches Gewicht 1,04, Koagulationswert 6,3)
als unterer Phase bestand, bei 20°C gehalten wurde, wurde eine Fibrillierung durchgeführt, indem die oben angegebene Ausgangslösung
in den Grenzflachenbereich des Bades mit einer
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Beschickungsgeschwindigkeit von 120 ml/Min, und mit einer
linearen Schergeschwindigkeit von 1,6 m/Sek. eingeführt wurde, und dabei wurden Fibrillen mit einem Titer von 1,5
Denier erhalten, die aus gleichmäßigen feinen Fibrillen bestanden·
Unter alleiniger Verwendung von p-Xylol als Koagulationsbad
wurde die gleiche Ausgangslösung wie in Beispiel 9 behandelt zur Herstellung von Fibrillen unter den gleichen Bedingungen
■wie 'in Beispiel 9· Aus der Aus gangs lösung bildeten sich
viskose Klumpen, die sich am Boden absetzten und fest wurden.
Anschließend wurde versucht, unter verschiedenen Bedingungen die Fibrillierung durchzuführen· Bei einer Beschickungsgeschwindigkeit
der Atysgangslösung von weniger als 300 ml/Min. und einer linearen Schergeschwindigkeit von weniger als 3,2
m/Sek. konnte jedoch keine erfolgreiche Fibrillierung durchgeführt
werden.
Unter Verwendung eines Systems mit einer einheitlichen Phase, bestehend aus Hydrazin und Ethylendiamin (Mischungsverhältnis
1:1, bezogen auf das Gewicht), das ein spezifisches Gewicht von 1,02 und einen Koagulationswert von 23,3 hatte, als Koagulationsbad
wurde die gleiche Ausgangslösung wie in Beispiel
9 verwendet zur Herstellung von Fibrillen. Bei einer Beschickungsgeschwindigkeit
der Aus gangs lösung von weniger als 300 ml/Min, und einer linearen Schergeschwindigkeit von
weniger als 3,2 m/Sek. entstanden jedoch aus der aus der Düs© austretenden Ausgangslösung in der Anfangsstufe viskose
Klumpen, die an die Oberfläche des Koagulationsbades schwammen,und es wurdenkeine Fibrillen erhalten.
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ν. *=·
Beispiel 10
Beispiel 10
Unter Verwendung eines Zweiphasen-Koagulationsbades, das aus Kerosin (spezifisches Gewicht 0,87, Koagulationswert
12,3) als oberer Phase und einem Wasser/Dirnethylsulfoxid—
1:1-Gemisch .(bezogen auf das Gewicht) (spezifisches Gewicht
0,97» Koagulationswert 36,0) als unterer Phase bestand, wurde die gleiche Ausgangslösung wie in Beispiel 9 behandelt
zur Herstellung von Fibrillen bei einer Beschickungsgeschwin digkeit
der Ausgangslösung von 120 ml/Min· und einer linearen
Schergeschwindigkeit von 1,6 m/Sek.; dabei wurden Fibrillen
mit einem Durchmesser (einer Breite) von 5 bis 6 η und einer
Länge von 10 bis 30 mm erhalten«
Die Ausgangslösung f&r das Fasermaterial wurde auf die gleiche
Weise wie in Beispiel 5 hergestellt. Anschließend wurde unter Verwendung eines Koagulationsbades von 30°C, das aus Benzol
(spezifisches Gewicht 0,88, Koagulationswert 60 0) als oberer Phase und Hydrazin (spezifisches Gewicht 1,04, Koagulationswert 6,6) als unterer Phase bestand, die vorstehend angegebene
Ausgangslösung behandelt zur Herstellung von Fibrillen
bei einer Beschickungsgeschwindigkeit des Ausgangsmaterials von 120 ml/Min, und einer linearen Schergeschwindigkeit von
1,6 ml/Seko; dabei wurde ein Fibrillenkomplex mit einem Durchmesser
(einer Breite) von etwa 10 η und einer Faserlänge von 10 bis 20 mm erhalten.
Es wurden die gleiche Ausgangslösung und das gleiche Koagulationsbad
wie in Beispiel 6 hergestellt. Während das Koagulationsbad bei 15°C gehalten wurde, wurde eine Fibrillierung
der vorstehend angegebenen Ausgangslösung bei einer Beschik-
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kungsgeschwindigkeit der Ausgangslösung von 60 ml/Min, und
einer linearen Schergeschwindigkeit von 3»2 m/Sek. durchgeführt
und dabei wurden feine Fibrillen (Päserchen) mit einem
Durchmesser (einer Breite) von 3 bis 4- η und einer Faserlänge
von 10 bis 30 mm erhalten.
Patentansprüche:
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Claims (12)
1. Verfahren zur Herstellung von Fasermaterialien (Faserstoffen)
mit Ausnahme von Filamenten nach dem Naßverfahren,dadurch gekennzeichnet,
daß man eine Ausgangslösung für Fasermaterialien (Faserstoffe) in den Grenzflächenbereich von zwei flüssigen Phasen
in einem Koagulationsbad einführt,in dem die beiden flüssige.!
Phasen nicht miteinander mischbar sind, wobei mindestens eine der beiden flüssigen Phasen ein ausreichendes Koagulationsvermögen aufweist, um die Ausgangslösung in ein Gel zu überführen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Fasermaterial um Fäden handelt·
3. Verfahren nach J&ispruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
es sich bei dem Fasermaterial um Fibrillen (Fäserchen) handelt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet,
daß entweder die obere Phase oder die untere Phase des Koagulationsbades einen Koagulationswert von weniger
als 30 aufweist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet,
daß entweder die obere Phase oder die untere Phase des Koagulationsbades einen.Koagulationswert von mehr
als 30 und die jeweils andere Phase einen Koagulationswert von
weniger als 10 aufweist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet,
daß das Koagulationsbad aus Äthylacetat (spezifisches Gewicht 0,90, Koagulationswert 67,8) als oberer Phase
und Wasser (spezifisches Gewicht 1,00, Koagulationswert 8,3) als unterer Phase besteht.
9824/084-5
265932.1
7· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch
gekennzeichnet, daß das Koagulationsbad aus Methylacetat (spezifisches Gewicht 0,93, Koagulationswert 40,6) als oberer
Phase und Wasser (spezifisches Gewicht 1,00, Koagulationswert 6,2) als unterer Phase besteht.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch
gekennzeichnet*, daß das Koagulationsbad aus p-Xylol (spezifisches
Gewicht 0,86, Koagulationswert 56,0) als oberer Phase und Hydrazin (spezifisches Gewicht 1,04-, Koagulationswert 6,3)
als unterer Phase besteht.
9· Verfahren nach einem, der Ansprüche 1 bis 5* dadurch
gekennzeichnet, daß das Koagulationsbad aus Kerosin (spezifisches Gewicht 0,87, Koagulationswert 12,3) als oberer Phase
und einer Mischung aus gleichen Mengen Wasser und Dimethylsulfoxid (spezifisches Gewicht 0,97» Koagulationswert 36,0)
als unterer Phase besteht.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5? dadurch
gekennzeichnet, daß das Koagulationsbad aus Benzol (spezifisches Gewicht 0,88, Koagulationswert 60,0) als oberer Phase
und Hydrazin (spezifisches Gewicht 1,04, Koagulationswert 6,6) als unterer Phase besteht.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch
gekennzeichnet, daß das Koagulationsbad aus Butylacetat (spezifisches Gewicht 0,88, Ko agulat ions wert 37»4-) als oberer Phase
und einer Mischung aus Wasser und Isopropylalkohol (Mischungsverhältnis
7i3i bezogen auf das Gewicht) (spezifisches Gewicht
0,94-, Koagulationswert 4-,5) als unterer Phase besteht.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ausgangslösung unter Anwendung einer linearen Schergeschwindigkeit von 20 cm/Sek. bis 2 ia/Sek.
zugeführt wird.
709824/084S
265982
13· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die lineare Schwergeschwindigkeit durch Hin- "und Eerbewegung
durch Vlbration parallel zu den Grenzf lächenbereich
des Koagulationsbades erzeugt wird.
■< 4 5
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6740075A JPS525310A (en) | 1975-06-04 | 1975-06-04 | Process for wet spinning |
JP7728975A JPS521129A (en) | 1975-06-23 | 1975-06-23 | Method for wet fibrillation |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2659821A1 true DE2659821A1 (de) | 1977-06-16 |
DE2659821B2 DE2659821B2 (de) | 1979-04-12 |
DE2659821C3 DE2659821C3 (de) | 1979-11-29 |
Family
ID=26408610
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19762624695 Expired DE2624695C3 (de) | 1975-06-04 | 1976-06-02 | Verfahren zur Herstellung von Filamenten nach dem Naßspinnverfahren |
DE19762659821 Expired DE2659821C3 (de) | 1975-06-04 | 1976-06-02 | Verfahren zur Herstellung von Fibrillen |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19762624695 Expired DE2624695C3 (de) | 1975-06-04 | 1976-06-02 | Verfahren zur Herstellung von Filamenten nach dem Naßspinnverfahren |
Country Status (4)
Country | Link |
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DE (2) | DE2624695C3 (de) |
FR (1) | FR2313487A1 (de) |
GB (1) | GB1502531A (de) |
IT (1) | IT1066073B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104651974A (zh) * | 2015-03-13 | 2015-05-27 | 浙江华峰氨纶股份有限公司 | 一种超细旦氨纶纤维及其制备方法 |
-
1976
- 1976-06-01 GB GB2254776A patent/GB1502531A/en not_active Expired
- 1976-06-02 DE DE19762624695 patent/DE2624695C3/de not_active Expired
- 1976-06-02 DE DE19762659821 patent/DE2659821C3/de not_active Expired
- 1976-06-03 IT IT4977376A patent/IT1066073B/it active
- 1976-06-04 FR FR7617034A patent/FR2313487A1/fr active Granted
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104651974A (zh) * | 2015-03-13 | 2015-05-27 | 浙江华峰氨纶股份有限公司 | 一种超细旦氨纶纤维及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2624695B2 (de) | 1978-07-06 |
DE2659821B2 (de) | 1979-04-12 |
DE2624695C3 (de) | 1979-03-15 |
IT1066073B (it) | 1985-03-04 |
DE2624695A1 (de) | 1976-12-09 |
DE2659821C3 (de) | 1979-11-29 |
GB1502531A (en) | 1978-03-01 |
FR2313487B1 (de) | 1979-09-28 |
FR2313487A1 (fr) | 1976-12-31 |
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