DE2925819A1 - Verfahren zur herstellung von kohleund graphitfaeden - Google Patents
Verfahren zur herstellung von kohleund graphitfaedenInfo
- Publication number
- DE2925819A1 DE2925819A1 DE19792925819 DE2925819A DE2925819A1 DE 2925819 A1 DE2925819 A1 DE 2925819A1 DE 19792925819 DE19792925819 DE 19792925819 DE 2925819 A DE2925819 A DE 2925819A DE 2925819 A1 DE2925819 A1 DE 2925819A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- yarn
- fabric
- yarns
- bundle
- charring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
- D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
- D02G1/00—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
- D02G1/002—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics by knitting, weaving or tufting, fixing and then unravelling
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F9/00—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
- D01F9/08—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
- D01F9/12—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof
- D01F9/14—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments
- D01F9/16—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments from products of vegetable origin or derivatives thereof, e.g. from cellulose acetate
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
- D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
- D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
- D02G3/02—Yarns or threads characterised by the material or by the materials from which they are made
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
- D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
- D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
- D02G3/44—Yarns or threads characterised by the purpose for which they are designed
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
Description
Patentanwälte
Dipl.-lng. Dipl.-Chem. Dipl.-lng.
E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser-,. ^ co ι q
Ernsbergerstrasse 19
8 München 60
HITCO 26. Juni 1979
18662 MacArthur Boulevard
Irvine, California / V.St.A.
Irvine, California / V.St.A.
Verfahren zur Herstellung von Kohle- und Graphitfäden
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung von Kohle- oder Graphitgarn, bei welchem verkohlbare, Vorstufen
bildende Garne in der erforderlichen Weise vorbehandelt und dann in einer inerten Atmosphäre auf eine
Temperatur erhitzt werden, die ausreicht, um mindestens teilweise die Garne zu verkohlen, wobei die Garne danach
gebrannt und dann gegebenenfalls in Graphit umgewandelt werden.
Bekannt ist die Herstellung von Kohle- oder Graphitgarn, bei welcher verkohlbare, Vorstufen bildende Garne aus
z.B. endlosen Kunstseidenfäden ein Verfahren durchlaufen, bei dem die Garne gereinigt, z.B. chemisch gereinigt,
dann verkohlt, dann gebrannt und schließlich gegebenenfalls in Graphit umgewandelt werden. Die Reinigung ent-
n u /μ 909882/0923
Dr.Ha/Ma
fernt Oberflächenappreturen von dem die Vorstufe bildenden
Garn, so daß dieses leicht durch Erhitzen auf eine Verkohlungstemperatur in einer inerten Atmosphäre
verkohlt werden kann. Die Garne werden dann durch verhältnismäßig kurzzeitiges Erhitzen auf eine Temperatur
über etwa 9000C gebrannt, so daß der Prozentgehalt an
Kohle in dem Garn merklich erhöht wird. Ein Beispiel für ein solches Verfahren ist in der US-Patentschrift
3 294 489 beschrieben.
Bei solchen bekannten Verfahren werden die die Vorstufe bildenden Garne in typischer Weise zu einem Mehrfach-Garn
zusammengezwirnt, welches dann chargenweise bearbeitet wird. Das Mehrfach-Garn wird zu Docken gewickelt und
periodisch getrennt, worauf die Docken in einen Behälter zur chemischen Reinigung zur Entfernung von Schm Izmitteln
und dann in einen Verkokungsofen kommen. Diese Technik schafft mehrere Probleme, einschließlich der
Tatsache, daß das Garn wegen der zum Wickeln der Docken aufzuwendenden Arbeit, des Trennens des Garns nach Bildung
von jeweils etwa 450 - 900 g schweren Docken und Einbringung der einzelnen kleinen Docken in eine chargenweise arbeitende
Reinigungseinrichtung teuer kommt. Außerdem besteht dauernd das Problem der Garnverwirrung, da die Garne
erst zu Docken und dann wieder auseinandergewickelt werden, was einen merklichen Ausbeuteverlust infolge von
nicht mehr brauchbarem verwirrtem Garn mit sich bringt. Das fertige Garn selbst neigt zu schlechter oder ungleichmäßiger
Qualität, und zwar wegen der Schwierigkeiten bei der Handhabung der. Docken während ihrer Bearbeitung. Da
die Garne nach dem Docken zerschnitten werden müssen, wird das Garn in typischer Weise in Mengenanteilen von
909882/0923
etwa 450 bis 900 g gereinigt, verkohlt, gebrannt und in Graphit umgewandelt. Nach dem Verkohlen und Brennen
hat sich dabei jede Garnmenge auf etwa 113 bis 227 g reduziert, was erforderlich macht, daß das nach diesem
Verfahren erhaltene fertige Garn dann zahlreiche Knoten
über seine ganze Länge aufweist, da die kleinen Garnmengen von 113 bis 227 g jeweils zur Bildung des Garns
miteinander verknüpft werden müssen.
Es wäre daher erwünscht, wenn man Vorstufen bildende Garne in wirksamer, effizienter Weise so behandeln könnte,
daß man Kohle- oder Graphitgarn mit einem verhältnismäßig geringen Kostenaufwand und geringem Ausschuß, jedoch mit
gleichmäßig hoher Qualität erhält. Ein solches Verfahren sollte sich in idealer Weise zur raschen und kontinuierlichen
Behandlung der Garne in großen Mengen eignen und sollte die Behandlung verhältnismäßig großer Längen des
Garn gestatten, so daß die Häufigkeit der Verbindungsknoten in dem fertigen Garn verringert wird.
Aufgabe der Erfindung ist somit die Schaffung eines verbesserten, effizienteren Verfahrens zur Bildung von
Kohle- oder Graphitgarn aus Vorstufen bildenden Garnen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von Kohle- oder Graphitgarn,
bei welchem die Garne in großen Mengen und rasch auf im wesentlichen kontinuierliche Weise zu einem qualitativ
hochwertigen und gleichförmigen Garn unter gleichzeitig
geringem Kostenaufwand verarbeitet werden können.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens, das die Behandlung größerer Garnlängen unter
909882/0923
Erzielung eines Endprodukts mit verhältnismäßig wenig Verbindungsknoten gestattet.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von mindestens teilweise verkohltem Garn aus einem eine Vorstufe
bildenden Garn kennzeichnet sich durch:
- Verarbeitung des Vorstufengarns zu einer Wirkstofflänge;
- Verkohlung der Wirkstofflänge unter Umwandlung des Vorstufengarns
in ein mindestens teilweise verkohltes Garn und
- anschließende Auftrennung des Wirkstoffs in das mindestens
teilweise verkohlte Garn.
Bevorzugte erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Kohle- oder Graphitgarn aus Vorstufen des Garns umfassen
die Umwandlung des Garns in einen länglichen Wirkstoff, der leicht und effizient während der Verkohlung sowie
während der vorangehenden Reinigung oder anderen Vorstufen gehandhabt und behandelt werden kann. Die Wirkstofflänge
wird aus einem' Bündel einer oder mehrerer Garne als Ausgangsmaterial durch Wirken oder Stricken gebildet, worauf
der Stoff zur Entfernung von Oberflächenappreturen einer chemischen Reinigung unterworfen oder anderweitig vorbehandelt
wird. Dann kann der ausgespülte Stoff zu einzelnen Docken gewickelt und periodisch getrennt werden, wobei die
Docken dann zur mindestens teilweisen Verkohlung der Garne in einen Verkohlungsofen kommen. Der Stoff wird gegebenenfalls
in die Garnbündel auseinandergetrennt, wobei die einzelnen Einfachgarne dann zu einem Mehrfach-Garn zusammengezwirnt
werden.
909882/0923
Bei einer Ausführungsforra des erfindungsgemäßen Verfahrens
erfolgt die Auftrennung des Stoffs anschließend an die Verkohlung und vor dem Brennen und der Umwandlung des Garns
in Graphit. Bei wieder einem anderen Verfahren wird der Stoff nach dem Brennen und vor der Umwandlung in Graphit
aufgetrennt. Gemäß der Erfindung kann der Stoff auch erst nach dem Brennen und der Graphitbildung aufgetrennt werden.
Bei einer beispielsweisen Ausführungsform der Erfindung werden mehrere, von einzelnen Spulen abgezogene, einfädige
Vorstufengarne zu einem einzigen Bündel vereinigt, welches dann in eine Wirkmaschine geführt wird und dort einen
Wirkstoff in Form einer fortlaufenden hohlen zylindrischen Röhre ergibt. Der Wirkstoff wird dann zu einem flachen
Gebilde zusammengeklappt, und wenn eine Reinigung erforderlich ist, wird er durch die chemische Reinigungsvorrichtung
geführt, indem man das Führungsende des Stoffs mit dem freien Ende eines AnIaufmaterials verbindet, das
bereits mindestens eine gewisse Strecke der chemischen Reinigungsvorrichtung durchlaufen hat. Der Wirkstoff wird
dann durch die Reinigungsvorrichtung gezogen, worauf er zu einzelnen Docken gewickelt und getrennt wird. Die Docken
kommen in einen Verkokungsofen, wo die Garne zumindest teilweise verkohlt werden, worauf sie gebrannt und in Form
des Wirkstoffs oder in Form einzelner Fäden in Graphit
umgewandelt werden, was davon abhängt, ob der Stoff vor dem Brennen, vor der Graphitbildung oder nach der Graphitbildung
aufgetrennt wird. Das Auftrennen des Stoffs ergibt das Bündel aus Einfachgarnen, welche dann zu einem Mehrfach-Garn
zusammengezwirnt werden. Alternativ können die Einfachgarne auch vor dem Verwirken zu dem gewünschten Mehrfach-Garn
zusammengezwirnt werden, worauf man nach dem Auftrennen des Wirkstoffs ein Mehrfach-Garn erhält.
909882/0923
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm der Verfahrensstufen einer bevorzugten erfindungsgemäßen Methode zur Herstellung
von Kohle- oder Graphitgarn;
Fig. 2 ein Blockdiagramm der Grundeinrichtung zur Durchführung der Methode von Fig. 1;
Fig. 3 eine vereinfachte perspektivische Darstellung einer zur Verarbeitung mehrerer Vorstufengarne
zu einem Wirkstoff gemäß der Methode von Fig. 1 verwendeten Apparatur;
Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Teil eines von der Apparatur von Fig. 3 gebildeten Wirkstoffs;
Fig. 5 eine vergrößerte Draufsicht auf einen Teil des Stoffs von Fig. 4, welche die Art und Weise, in
welcher das Gewebe leicht aufgetrennt wird, erläutert;
Fig. 6 ein Blockdiagramm einiger aufeinanderfolgender
Verfahrensstufen bei einer anderen Methode zur Herstellung von Kohle- oder Graphitgarn gemäß
der Erfindung und
Fig. 7 ein Blockdiagramm einiger aufeinanderfolgender Verfahrensstufen bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
909882/0923
Fig. 1 zeigt die aufeinanderfolgenden Verfahrensstufen
eines bevorzugten Verfahrens zur Herstellung von Kohleoder Graphitgarn gemäß der Erfindung. In der ersten Stufe
werden mehrere Einfach-Vorstufengarne aus Kunstseide oder einem anderen verkohlbaren Material zu einem einzigen
Garribündel zusammengefügt. Das Bündel kann entweder aus einem einzigen Einfachgarn oder aus mehreren zu einem
Mehrfach-Garn zusammengezwirnten Einfachgarnen gebildet
werden. Das Bündel wird dann zu einer Stofflänge, z.B.
durch Wirken oder Stricken, verarbeitet, worauf dieser Stoff allen vor der Verkohlung erforderlichen Behandlungen,
z.B. einer chemischen Reinigung, unterworfen wird. Die Reinigung, das Ausspülen oder eine andere Reinigung können
dann erforderlich sein, wenn die Garne eine Schlichte oder eine andere Oberflächenappretur tragen, die zur Erzielung
maximaler physikalischer Eigenschaften des Endprodukts entfernt werden müssen. Wenn auf den Garnen keine Appreturen
befindlich sind, kann der Reinigungsschritt entfallen,
wie dies durch die Klammer 8 in Fig. 1 angezeigt ist. Anschließend an die vor der Verkohlung erfolgenden
Behandlungen wird die Stofflänge zu mehreren Docken gewickelt und getrennt, wobei jede Docke dann in einen
Verkohlungsofen kommt. Die Stoffabschnitte werden in einer
inerten Atmosphäre auf eine Temperatur erhitzt, die ausreicht, um die Garne mindestens teilweise zu verkohlen,
worauf der Wirkstoff aufgezogen oder anderweitig aufgetrennt wird, indem man ein loses Ende des Garnbündels
anzieht. Nach dem Auftrennen des Wirkstoffs werden die einzelnen Einfachgarne zu einem Mehrfach-Garn miteinander
verzwirnt. Viele Mehrfach-Garne werden dann durch einen Brennofen gezogen, wo sie kurz in einer inerten Atmosphäre
auf eine Temperatur erhitzt werden, die zur beträchtlichen Erhöhung des Prozentgehalts an Kohle in den Garnen ausreicht,
909882/0923
Dann durchlaufen die Mehrfach-Garne einen angrenzenden
Graphifbildungsofen, wo sie in einer inerten Atmosphäre kurz auf eine Temperatur erhitzt werden, die ausreicht,
um die Garne im wesentlichen in Graphit überzuführen, d.h., man erhält das gewünschte Graphitgarn. Wenn Kohlegarne
gewünscht werden, wird die Graphitbildungsstufe weggelassen, wie dies der Pfeil 10 in Fig. 1 anzeigt.
Nachdem die verkohlten Einfachgarne zu einem Mehrfach-Garn verzwirnt sind, wird dieses Mehrfach-Garn in typischer
Weise auf eine Spule gewickelt und dort vor dem Brennen und der Umwandlung in Graphit aufbewahrt. Das
Mehrf ach-Gam wird nach dem Aufwickeln auf jede Spule
durchgetrennt, wobei man nach dem Brennen und der Graphitbildung Längen mit einem Gewicht von etwa 454 bis 681 g
in diesem Beispiel erhält. Die erhaltenen Längen fertigen Mehrfach-Garns müssen dann zusammengeknüpft werden, wenn
ein Endlosgarn größerer Länge gebildet werden soll. Obwohl dies bereits weit besser ist als bei den bekannten Verfahren,
bei welchen die miteinander zu verknüpfenden Garnlängenmengen nur etwa 113 bis 227 g betragen, kann die Knotenhäufigkeit
in dem erfindungsgemäß erhaltenen fertigen Garn noch dadurch
weiter verringert werden, daß man das Bündel aus Einfachgarnen unter Bildung des Mehrfach-Garns vor dem Wirken
oder Stricken zwirnt, wobei das Zwirnen nach der Verkohlung dann entfällt. Danach kann das Mehrfach-Garn in fortlaufenden
Längen von 45kg oder mehr verwirkt, wieder aufgetrennt und anderweitig behandelt werden.
Fig. 2 erläutert ein Beispiel einer kombinierten Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens von Fig. 1. In Fig.
werden die verschiedenen Vorstufengarne, die zuvor auf einzelne Spulen 12 gewickelt worden waren, gleichzeitig
909882/0923
von den Spulen 12 unter Bildung eines einzigen Garnbündels
abgewickelt und treten so in die Wirkmaschine ein. Die Wirkmaschine 14 wirkt das Garnbündel zu e>nem
länglichen Wirkstoff, welcher dann in und durch eine chemische Reinigungsvorrichtung 16 zur Reinigung der
Garne geführt wird. Alsdann wird die Wirkstofflänge zu
einzelnen Docken gefaltet und unterteilt; die Docken kommen in einen Verkohlungsofen 18, wo die Garne mindestens
teilweise verkohlt werden. Nach der Verkohlung wird die Wirkstofflänge aufgetrennt oder aufgezogen, indem man
mindestens ein loses Ende des Garnbündels festhält und
die verschiednen Schlingen nacheinander aus dem Wirkstoff herauszieht, worauf das Garnbündel in einen Zwirner 20
eingeführt wird. Der Zwirner 20 zwirnt die einzelnen Garne zu einem Mehrfach-Garn zusammen. Ein oder mehrere
der Mehrfach-Garne werden durch einen Brennofen 22 gezogen,
welcher den Prozentgehalt an Kohlenstoff in den Garnen wesentlich erhöht, bevor die Mehrfach-Garne durch
einen Graphitbildungsofen 24 gezogen werden. Nach der
Graphitbildung in dem Ofen 24 kommt das Mehrfach-Garn auf Wickelmaschinen 26, wo es auf Spulen, Rollen oder
andere Ständer gewickelt und gelagert wird.
Fig. 3 zeigt eine Anordnung zur Bildung eines einzigen
Garnbündels aus den Vorstufengarnen und zum Verwirken des Bündels zu einem Wirkstoff; diese Anordnung umfaßt
die Garnspulen 12 und die Wirkmaschine 14. Die Spulen sind oberhalb der Wirkmaschine 14 so angeordnet, daß das
Vorstufengarn auf jeder Spule beim Zug nach unten in den Kopf der Wirkmaschine 14 von jeder Spule abgewickelt wird.
Die Wirkmaschine 14, die eine Rundstrickmaschine zur Herstellung eines jerseyartigen Gewebes ist, bildet aus den
einzelnen Einfachgarnen der Vorstufe ein Bündel, welches
303882/0323
dann zu dem jerseyartigen Wirkstoff in Form eines endlosen, hohlen, zylindrischen Schläuche 28 verwirkt wird.
Der gewirkte Schlauch 28 wird am unteren Ende der Wirkmaschine 14 flach zusammengeklappt und auf eine Rolle 30
aufgewiekelt. So zusammengefaltet bildet der Schlauch 28
ein flaches, doppellagiges, etwa gleichmäßig breites und
dickes längliches Gewebe, das sich für das erfindungsgemäße Verfahren sehr gut eignet.
Fig. 4 zeigt einen Teil des Jerseyschläuche 28. Das Strickmuster
ist ein übliches, bei welchem eine einzige Garnlänge eine fortlaufende Reihe von Schlingen bildet, die unter
Entstehung des fertigen Wirkstoffs ineinandergreifen. Im vorliegenden Beispiel besteht die einzige Garnlänge aus
einem losen Bündel der von den Spulen 12 zugeführten, die Vorstufe bildenden Einfachgarnen.
Obwohl die Vorstufengarne nach beliebigen verschiedenen Methoden zu einer Stofflänge verarbeitet werden können,
z.B. durch Weben, ist doch das Wirken oder Stricken wegen der Leichtigkeit und der Wirtschaftlichkeit der Bildung
und Wiederauftrennung bevorzugt. Wenn die Stofflänge gewebt
wird, entsteht das Gewebe nicht nur langsamer, sondern die Schußgarne müssen beim Auftrennen auch meistens verworfen
werden. Die Vorteile des Wirkens oder Strickens in bezug auf das Wiederauftrennen des Stoffs sind aus Fig. 5 ersichtlich,
die eine etwa gleiche Darstellung des gewirkten Schläuche 28 wie in Fig. 4 zeigt, jedoch die Leichtigkeit,
mit welcher der gewirkte Schlauch 28 durch einfaches Anziehen an einem Ende 32 des Garnbündels aufgetrennt
werden kann, deutlich macht. Der gewirkte Schlauch 28 zeigt sehr wenig Widerstand gegen das Auftrennen, so daß
er durch Zuführung des Endes 32 des Garnbündels in den
989882/0923
nächsten Teil der Vorrichtung, z.B. einen Zwirner, in einem Zug aufgetrennt werden kann. Das Wirken und Wiederauftrennen
eines röhrenförmigen Schläuche dient hier jedoch nur der Erläuterung und das Wirken und Auftrennen
eines flaschen, einlagigen Stoffs kann ebenso leicht durchgeführt werden.
Der gewirkte Schlauch 28 bildet in flach gefalteter Form ein längliches endloses Stück, das sich gut zu einer
kontinuierlichen Behandlung mit relativ hoher Geschwindigkeit eignet. So läßt sich die Stofflänge leicht und
rasch über, unter und um Rollen und ähnliche Vorrichtungen ziehen, so daß die Bewegung der Garne durch Reinigungsbäder
und andere Vorrichtungen mit hoher Geschwindigkeit möglich ist.
Nach Bildung des gewirkten Schlauchs 28 und seiner Reinigung oder anderer Behandlungen vor der Verkohlung wird der
Schlauch 28 dann mehrfach zu einer Docke gewickelt und abgeschnitten. Der abgeschnittene Schlauch wird dann zu
anderen Mehrfachdocken gewickelt und wieder durchgetrennt. Dieser immer wieder wiederholte Vorgang ergibt jeweils eine
Docke aus einer gewünschten Menge des gewirkten Schlauchs. Die Docken kommen dann in den Verkokungsofen 18.
Anstatt den gewirkten Schlauch 28 zur Verkohlung zu docken, was wenig oder kaum eine Abänderung der vorhandenen Verkohlungseinrichtung
erfordert, kann der gewirkte Schlauch 28 kontinuierlich durch einen Verkokungsofen geführt
werden, der durch eine Änderung einer üblichen Einrichtung erhalten wurde oder aus einem üblichen Ofen zur Handhabung
von Endlosmaterial besteht, wobei der Vorteil darin besteht, daß das Docken entfällt und das Material mit höherer Geschwindigkeit
verkohlt wird.
909882/0923 ·
Fig. 6 zeigt die letzten aufeinanderfolgenden Stufen
bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung zur Herstellung von Kohle- oder Graphitgarn. Die ersten vier
Stufen von Fig. 6 sind mit denen von Fig. 1 identisch. Nach der Verkohlung des Wirkstoffs erfolgt das Brennen
der Garne jedoch, während sich diese noch in Form des Wirkstoffs befinden. Dieser wird dann zu einem Bündel
von Garnen aufgetrennt, die wiederum vor der Graphitbildung zu einem Mehrfach-Garn zusammengezwirnt werden.
Die Methode von Fig. 6 hat den Vorteil, daß die Garne noch in dem Stoff gebrannt werden, wodurch die Bewegung
der Garne durch den Brennofen sehr erleichtert wird. Gleichzeitig neigen die einzelnen Schlingen des Garns
in dem gewirkten Stoff dazu, als Kinks in den Garnen nach der Auftrennung zu verbleiben, was für gewisse
Anwendungen des Garns, z.B. zur Verwendung als Packungen, wo oft eine geringe Elastizität erwünscht ist, günstig
ist.
Bei der weiteren AusfUhrungsform von Fig. 7 werden die
Garne zu einem Bündel geformt, zu einem Stoff verwirkt, gewaschen und schließlich verkohlt, wie bei den in Fig.
und 6 dargestellten Methoden. Die Garne werden dann noch in der gewirkten Form wie bei dem Verfahren von Fig. 6
gebrannt und ebenfalls noch in Wirkstofform vor dem Auftrennen des Wirkstoffs in Garnbündel in Graphit umgewandelt.
Das Verfahren von Fig. 7 besitzt den Vorteil, daß die Garne noch in Form des Wirkstoffs sowohl gebrannt
als auch graphitisiert werden, so daß diese Stufen sehr
wirksam verlaufen. Gleichzeitig sind die in dem Garn gebildeten Kinks sehr ausgeprägt und noch resistenter als
in dem Beispiel von Fig. 6, was das erhaltene Garn für bestimmte Zwecke, für die eine hohe Elastizität gewünscht
wird, z.B. als Pumpenabdichtung, sehr geeignet macht.
909882/0923
2325819
Die Erfindung wird anhand eines spezifischen Beispiels zur Herstellung von Graphitseil nach dem Verfahren von
Fig. 1 näher erläutert. In dem Beispiel war das Vorstufengarn 1650 Denier Kunstseide. Zehn Spulen des die Vorstufe
bildenden Einfachgarns wurden auf einem Spulengestell montiert. Die Anzahl von Garnen wird in Abhängigkeit von
mehreren Faktoren, einschließlich des Materialvolumens, das verwirkt und behandelt werden soll, gewählt.
Die Vorstufengarne wurden in eine Leighton-Rundstrickmaschine gezogen. Die Strickmaschine strickt einendigen
Jerseystoff.
Der Wirkstoff wurde dann in eine kontinuierlich arbeitende, chemische Reinigungsmaschine eingeführt. Die Stofflänge
wurde so in die Reinigungsmaschine eingeführt, daß man sie mit dem freien Ende eines als Starter dienenden Stoffs
verband. Die Verbindung erfolgte durch Einführen des freien Endes des Starterstoffs in das offene Führungsende der
Wirkstoffröhre und beidseitiges Verkleben des Stoffs mit Klebestreifen. Die chemische Reinigungsvorrichtung besaß
eine vorherbestimmte Stationenfolge zur kontinuierlichen Bewegung von Garnen oder anderem länglichem Material, so
daß der längliche Wirkstoff kontinuierlich durch einen Trockner, dann einen Waschbehälter und dann einen weiteren
Trockner gezogen wurde.
Der in der Reinigungsvorrichtung gereinigte Wirkstoff wurde dann unter Verwendung eines Dockenwicklers gedockt. Der
Wirkstoff wurde mehrfach um jeden Dockenwickler geführt, damit die Docken bei der Einbringung in den Verkohlungsofen
eine geeignete Dicke besitzen.
309882/0923
Die Verkohlung erfolgte dann in einem Ofen mit einer inerten Atmosphäre, der gleichzeitig mit einem System
von Schläuchen und Rohren ausgerüstet war, damit Abgase entweichen können. Die Temperatur in dem Ofen wurde
allmählich von 149 auf 3710C erhöht.
Nach der Verkohlung wurden die Wirkstoffdocken aufgewickelt und ein loses Ende des den Wirkstoff bildenden
Garnbündels wurde jeweils an den entgegengesetzten Enden der Wirkstofflänge in eine Zwirnmaschine abgezogen. Der
Zwirner war einer mit zwölf Spindeln. Da jedes Garnbündel aus zehn Einfachgarnen besteht und da zwei der
Garnbündel gleichzeitig in den Zwirner eingeführt werden, bildet dieser im vorliegenden Beispiel ein aus zwanzig
Einfachgarnen gezwirntes Garn, obwohl andere mehrfache von zehn gegebenenfalls verwendet werden könnten. Jede
Wirkstofflänge ergibt solche fortlaufenden Längen der
verkohlten Garnbündel, daß das von dem Zwirner gebildete gezwirnte Mehrfach-Garn nur an wenigen Stellen miteinander
verknüpft zu werden braucht.
Das gezwirnte Mehrfach-Garn wurde dann in einen Brennofen
geführt. Der Brennofen wurde auf einer Temperatur von etwa 871 bis 1538°C und unter einer inerten Atmosphäre
gehalten. Die Verweilzeit des gezwirnten Mehrfach-Garns in dem Ofen betrug weniger als eine Minute. Durch das
Brennen wurde der Prozentgehalt an Kohle in dem gezwirnten Mehrfach-Garn als Vorbereitung für die Graphitbildung
auf etwa 90 % erhöht.
Das gebrannte Garn kam dann in den Graphitbildungsofen, der ein Induktionsofen war. Bei einer Verweilzeit von
weniger als einer Minute betrug die Teriperatur in diesem
909882/0923
Ofen 2200 bis 24800C. Der Brenn- und der Graphitbildungsofen
waren in Reihe angeordnet, so daß die zwei Verfahren in einer Operation durchgeführt werden konnten.
Wenn Kohlegarn anstatt Graphitgarn gewünscht wird, wird das Garn für die Endverwendung aufgewickelt, wenn es aus
dem Brennofen kommt, so daß der Graphitbildungsofen ausgelassen wird. Es folgt eine Vergleichstabeile der physikalischen
Eigenschaften von Kohle-und Graphitgarn, die aus jeweils zwanzig Garnbündeln zusammengezwirnt und wie
in dem vorstehenden Beispiel beschrieben erhalten worden waren:
Ausbeute (Yard/Pfund) Garndurchmesser (Zoll)
Bruchfestigkeit (Pfund) Dichte (g/cm·5)
Kohleuntersuchung (Prozent) Aschegehalt (Prozent) Zwirnung (Umdrehungen/Zoll)
Kohleuntersuchung (Prozent) Aschegehalt (Prozent) Zwirnung (Umdrehungen/Zoll)
Das vorstehend im einzelnen beschriebene Verfahren wurde
wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß das Garn ein Zehn- und kein Zwanzigfachgarn war, und man ging wie in
Fig. 6 und nicht wie in Fig. 1 vor, so daß der Wirkstoff erst nach dem Brennen aufgetrennt wurde. Außerdem wurde
die Verweilzeit in dem Graphitbildungsofen variiert, um festzustellen, welchen Einfluß dies hat. Die folgenden
Ergebnisse wurden erzielt:
372 | 075 | 317 |
0, | 0,078 | |
26 | 42 | 29 |
1, | 6 | 1,50 |
98, | 90,0 | |
0 | 0,46 | |
2 | 2 | |
Probe 1 | Probe 2 |
10,9 | 5,9 |
1,380 | 1,394 |
97,6 | 99,6 |
767 | 773 |
Bruchfestigkeit (Pfund)
Spezifisches Gewicht
Kohleuntersuchung (Prozent)
Ausbeute (Yard/Pfund)
Spezifisches Gewicht
Kohleuntersuchung (Prozent)
Ausbeute (Yard/Pfund)
Nach dem Brennen und vor dem Auftrennen des Wirkstoffs
beobachtete man an dem Material verhältnismäßig scharfe
Knicke in den Schlingen. Wegen eines verhältnismäßig hohen Modulus des gebrannten Materials und der dichten
Schlingen war das Material verhältnismäßig rauh und ließ sich daher etwas schwer im Vergleich zu dem nach dem
Verfahren von Fig. 1 erhaltenen Material auftrennen.
Eine weitere Charge Graphitgarn wurde nach dem vorstehend im einzelnen beschriebenen Verfahren hergestellt, jedoch
mit der Ausnahme, daß die Methode von Fig. 7 anstatt der von Fig. 1 angewendet wurde. Diese Methode lieferte ein
verhältnismäßig festes und aus mit einer Textur versehenen Einfachgarnen bestehendes Garn, das offensichtlich
darauf zurückzuführen ist, daß das Brennen und insbesondere die Graphitbildung an dem Wirkstoff durchgeführt wurden.
Die Kinks bewiesen sich als sehr hartnäckig; das Garn kann jedoch verhältnismäßig gerade gehalten und gehandhabt werden,
solange nur während des Verfahrens eine ausreichende Spannung auf es ausgeübt wird.
9Ö9882/3J923
Leerseite
Claims (15)
- PatentansprücheVerfahren zur Herstellung von mindestens teilweise verkohltem Garn aus einem eine Vorstufe bildenden Garn, dadurch gekennzeichnet, daß manaus dem Vorstufengarn eine Wirk- oder Webstofflänge herstellt,diese einem Verkohlungsprozeß unter Umwandlung des Vorstufengarns in ein mindestens zum Teil aus Kohle bestehendes Garn unterwirft, unddarauf den Stoff in ein mindestens teilweise verkohlte Garn wieder auftrennt. ,
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stofflänge einer Vorbehandlung zur Förderung der Verkohlung vor derselben unterworfen wird.Dr.Ha/Ma909882/0923
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß das Vorstufengarn zu einer Wirkstofflänge verwirkt oder verstrickt wird, und daß das Wiederauftrennen des Wirkstoffs in das Garn durch Ziehen an einem Ende des den Wirkstoff bildenden Garns unter Auftrennung des Wirkstoffs erfolgt.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens teilweise verkohlte Garn aus einem Bündel von Einfachgarnen besteht, wovon jedes mindestens teilweise verkohlt ist, und daß man diese Einfachgarne des Bündels zu einem Mehrfach-Garn verzwirnt.
- 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß nach Auftrennung des Stoffs in das mindestens teilweise verkohlte Garn dieses unter beträchtlicher Erhöhung des prozentualen Kohlenstoffgehalts in dem Garn gebrannt wird.
- 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Brennen das Garn mindestens teilweise in Graphit umgewandelt wird.
- 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Verkohlung und vor der Auftrennung des Stoffs die Stofflänge unter beträchtlicher Erhöhung des prozentualen Kohlegehalts in dem Garn gebrannt wird.
- 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,daß nach der Auftrennung des Stoffs das Garn mindestens teilweise in Graphit umgewandelt wird.909882/0923
- 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Verkohlungsprozeß und vor der Auftrennung des Stoffs die Stofflänge unter beträchtlicher Erhöhung des Kohlegehalts der Garne gebrannt und dann noch in Form der Stofflänge unter mindestens teilweiser Umwandlung des Garns in Graphit einem Graphitbildungsprozeß unterworfen wird.
- 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Vorstufengarne zu einem einzigen Bündel vereinigt werden,dieses Bündel zu einem länglichen Stoff verwirkt wird,der Stoff gegebenenfalls einer Vorbehandlung unterworfen wird,dann periodisch zu mehreren Docken gewickelt und zwischen den einzelnen Docken durchgetrennt wird,die Stoffdocken einer Verkohlung unterworfen,auseinandergewickelt werden, undder Stoff wieder in ein Garnbündel aufgetrennt wird.
- 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff zur Vorbehandlung vor der Verkohlung kontinuierlich durch eine Maschine zur chemischen Reinigung in Richtung seiner Längsausdehnung geführt wird.909882/0923
- 12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß nach Auftrennen des Stoffs in ein Garnbündel die Garne zu einem Mehrfach-Garn verzwirnt werden.
- 13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Mehrfach-Garn gebrannt und dann einem Graphitbildungsprozeß unterworfen wird.
- 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere verkohlbare Einfachgarne jeweils auf einer Spule angeordnet und gleichzeitig von jeder der Spulen unter Bildung eines einzigen Garnbündels in eine Rundstrickmaschine gezogen werden,daß aus diesem einzigen Garnbündel kontinuierlich ein rohrförmiger Stoff gewirkt wird,daß das Rohr flach zusammengeklappt,gereinigt,mindestens teilweise verkohlt unddann unter Erhalt eines Bündels gereinigter und verkohlter Garne aufgetrennt wird.
- 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,daß der zusammengeklappte, schlauchförmige Stoff wiederholt in mehrere Längen vor der mindestens teilweisen Verkohlung geschnitten wird, und daß zum Auftrennen des schlauchförmigen Stoffs an jedem entgegengesetzten Ende jeder Länge des zusammengeklappten, schlauchförmigen Stoffs ein freies Garnbündel angezogen wird.909882/0923
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/919,850 US4193252A (en) | 1978-06-28 | 1978-06-28 | Knit-deknit method of handling yarn to produce carbon or graphite yarn |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2925819A1 true DE2925819A1 (de) | 1980-01-10 |
Family
ID=25442743
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19792925819 Ceased DE2925819A1 (de) | 1978-06-28 | 1979-06-27 | Verfahren zur herstellung von kohleund graphitfaeden |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4193252A (de) |
JP (1) | JPS5540885A (de) |
DE (1) | DE2925819A1 (de) |
FR (1) | FR2429852A1 (de) |
GB (1) | GB2034773B (de) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1587515A (en) * | 1976-11-03 | 1981-04-08 | Courtaulds Ltd | Composite structure |
US4576810A (en) * | 1983-08-05 | 1986-03-18 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Carbon fiber production |
DE3513325A1 (de) * | 1985-04-13 | 1986-10-16 | Gottlieb Binder GmbH & Co, 7038 Holzgerlingen | Haftverschluss |
JPH0670286B2 (ja) * | 1985-04-18 | 1994-09-07 | ザ ダウ ケミカル カンパニ− | 炭素質繊維 |
US5569417A (en) * | 1985-07-11 | 1996-10-29 | Amoco Corporation | Thermoplastic compositions comprising filled, B-staged pitch |
DE3882452T2 (de) * | 1987-04-03 | 1993-11-18 | Nippon Oil Co Ltd | Verfahren zur Herstellung von Gegenständen aus Kohlenstoff/Kohlenstoffasern. |
JPH0737689B2 (ja) * | 1987-04-23 | 1995-04-26 | 東燃株式会社 | 炭素繊維及び黒鉛繊維の製造方法 |
US6837952B1 (en) * | 1999-11-24 | 2005-01-04 | Snecma Moteurs | Method for making a bowl in thermostructural composite material |
JP5444504B2 (ja) * | 2011-03-28 | 2014-03-19 | 株式会社カネカ | 炭素質フィルムの製造方法、およびグラファイトフィルムの製造方法、並びにロール状高分子フィルム及びロール状炭素質フィルム |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3294489A (en) * | 1961-12-19 | 1966-12-27 | Hitco | Process for preparing carbon fibers |
GB1251573A (de) * | 1969-09-15 | 1971-10-27 | ||
US3720984A (en) * | 1971-01-06 | 1973-03-20 | Du Pont | Multi-end knit-deknit process |
BE790904A (fr) * | 1971-11-29 | 1973-03-01 | Corbiere Claude | Procede et dispositif de stockage de fils textiles |
US4014725A (en) * | 1975-03-27 | 1977-03-29 | Union Carbide Corporation | Method of making carbon cloth from pitch based fiber |
-
1978
- 1978-06-28 US US05/919,850 patent/US4193252A/en not_active Expired - Lifetime
-
1979
- 1979-06-26 JP JP8063779A patent/JPS5540885A/ja active Pending
- 1979-06-27 FR FR7916619A patent/FR2429852A1/fr not_active Withdrawn
- 1979-06-27 DE DE19792925819 patent/DE2925819A1/de not_active Ceased
- 1979-06-28 GB GB7922557A patent/GB2034773B/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4193252A (en) | 1980-03-18 |
GB2034773A (en) | 1980-06-11 |
GB2034773B (en) | 1982-08-04 |
JPS5540885A (en) | 1980-03-22 |
FR2429852A1 (fr) | 1980-01-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3221635C2 (de) | ||
DE2925819A1 (de) | Verfahren zur herstellung von kohleund graphitfaeden | |
DE1282980B (de) | Verfahren zum Herstellen einer verstaerkten Nadelvliesware | |
DE874630C (de) | Verfahren zur Herstellung von Faeden aus thermoplastischen Celluloseabkoemmlingen | |
DE3234393C2 (de) | ||
DE2110394B2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Bauschgarnen | |
DE1710652A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Texturierung von Faeden sowie die damit erzielten Erzeugnisse | |
DE2258109B2 (de) | Verfahren zum lagern frischgesponnener synthetischer faeden | |
EP1024220B1 (de) | Verfahren sowie Vorrichtung zur Behandlung einer textilen Warenbahn | |
EP0082230B1 (de) | Textiles Schlauchmaterial für die Reinigung von Geschützrohren und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE861737C (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Nacheinanderanzwirnen der einzelnen Faeden eines laufenden Fadenbuendels auf den Spindeln einer Ringzwirnmaschine | |
CH476875A (de) | Einrichtung zur Herstellung von Garnen mit hoher Reissfestigkeit, geringer Dehnbarkeit und glatter Oberfläche aus künstlichem oder synthetischem Material | |
DE2045680A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Her stellen von synthetischem Fasermaterial, insbesondere Kohlenstoffasern | |
DE2402109A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum ingangsetzen von textilmaschinen zur strecktexturierung | |
DE1660400C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von kompakten Mehrfadengarnen | |
DE141022C (de) | ||
DE163610C (de) | ||
DE19846179B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Vorbehandlung eines textilen Garns | |
DE92485C (de) | ||
DE1091520B (de) | Verfahren zum Vorbereiten einer endlosen Fadenkabel-Partie aus synthetischen Faeden fuer das Faerben od. dgl. | |
AT277441B (de) | Verfahren zum Texturieren von Garnen | |
AT200479B (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von hochgezwirnten Fäden | |
DE1492332C (de) | Herstellung von chirurgischem Nahtmaterial | |
DE692853C (de) | Verfahren zum Herstellen von Vorgarnen, Garnen, Dochten usw. aus Glasfaeden | |
DE855303C (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen nicht gewebter Ware |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8131 | Rejection |