DE3325644A1

DE3325644A1 - Spinngarn aus aktivierter kohlenstoffaser

Info

Publication number: DE3325644A1
Application number: DE19833325644
Authority: DE
Inventors: Kazuo Izumi; Hiroyasu Mishima Shizuoka Ogawa; Kenji Shizuoka Shimazaki
Original assignee: Toho Beslon Co Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1982-07-17
Filing date: 1983-07-15
Publication date: 1984-09-06
Also published as: FR2530268A1; JPS633974B2; GB2125078B; US4520623A; GB2125078A; JPS5915531A; FR2530268B1; DE3325644C2; GB8319229D0

Description

Die Erfindung betrifft ein Spinngarn aus aktivierten Kohlenstoffasern (nachfolgend als "ACF" bezeichnet) und insbesondere ein ACF-Spinngarn mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit und Adsorptionseigenschaften. 5
- In jüngerer Zeit ist ein faserförmiger aktivierter Kohlenstoff, d.h. ACF, als Adsorptionsmittel für pulverige oder körnige aktivierte Kohle entwickelt worden und wird als Vliese, Papiere, Non-woven Fabrics und anderen textlien Strukturen verwendet. Da ACF faserförmig ist, wird ACF zu Textilien verarbeitet (siehe US-PS 3 256 206 und 3 769 144).

übliche ACF-Textilien sind jedoch sehr brüchig und darüber hinaus haben die üblichen Spinngarne eine niedrige Duktilität und sind brüchig, insbesondere im Falle von ACF-Spinngarnen, die von Rayon oder Phenolharzen abgeleitet sind. Die ACF-Spinngarne haben eine schlechte Verarbeitbarkeit und es ist schwierig, die üblichen ACF-Spinngarne zu Garnen, wie Kerngarnen,oder zu Textilien zu verarbeiten. Wenn man daher in der Lage wäre, ACF-Spinngarne zu entwickeln, die eine sehr gute Festigkeit und Verarbeitbarkeit aufweisen, so könnte man aus solchen ACF-Spinngarnen leicht verarbeitete Garne, Textilien oder Maschenwaren herstellen. Man könnte deshalb erwarten, dass der Anwendungsbereich von ACF erheblich

15 verbreitert würde.

Eine Auggabe der vorliegenden Erfindung ist es, Spinngarne zur Verfügung zu stellen, die eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit und Adsorptionsfähigkeit aufweisen.

Die Erfinder haben gefunden, dass ein ACF-Spinngarn aus ACF mit spezifischen Eigenschaften, das sich von Fasern auf Basis von Acrylnitril ableitet und einen spezifischen Zwirnkoeffizienten aufweist, für die Lö-

25 sung der obigen Aufgabe geeignet ist.

Das erfindungsgemässe ACF-Spinngarn setzt sich aus einem ACF zusammen auf Basis von Fasern aus Acrylnitril und weist eine spezifische Oberfläche von 500 bis1.500 m²/g, eine Duktilität von wenigstens 0,5 % und eine Zugfestigkeit von wenigstens 10 kg/mm² auf

und das ACF-Spinngarn hat einen Zwirnkoeffizienten von 30 bis 60.

Das vorerwähnte ACF-Spinngarn hat eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit, so dass man bei der Herstellung eines Gewebes beim Abwickeln des Garnes und Zuführen zu einer Walze während der Herstellung von Kerngarn, das Garn glatt mit einer Garngeschwindigkeit von mehr als 2/0 m/sek. zuführen kann, ohne dass ein Bruch eintritt. Weiterhin haben die erfindungsgemässen ACF-Spinngarne ausgezeichnete Adsorptionseigenschaften, so dass Textilien und dergleichen, die man bei der Verarbeitung der Garne erhält, als Adsorptionsmittel sehr gut geeignet sind.

Das erfindungsgemässe ACF hat eine spezifische Oberfläche von 500 bis 1.500 m²/g, vorzugsweise 700 bis 1.400 m²/g, eine Duktilität von wenigstens 0,5 % und vorzugsweise mehr als 1 % und eine Zugfestigkeit von wenigstens 10 kg/mm², vorzugsweise mehr als 20 kg/mm², und wird erhalten, indem man Fasern auf Basis von Acrylnitril einer Oxidations- und Aktivierungsbehandlung unterwirft.

Die für die vorliegende Erfindung verwendeten Fasern auf Basis von Acrylnitril sind Fasern aus Homopolymeren von Acrylnitril oder von Copolymeren, die wenigstens 60 Gew.% und vorzugsweise 80 bis 98 Gew.% Acrylnitril enthalten. Beispiele für bei der Herstellung der Copolymeren von Acrylnitril verwendbaren Monomeren sind Acrylsäure, Methacrylsäure, Sulfonsäure, Salze

dieser Säuren, Säurechloride, Säureamide/ N-substituierte Derivate von Vinylamid, Vinylchlorid/ Vinylidenchlorid / oL -Chloroacrylonitril, Vinylpyridine, Vinylbenzolsulfonsäure, Vinylsulfonsäure und die Erdalkalisalze davon. Weiterhin kann man Fasern, die aus denaturalisierten Polymeren hergestellt wurden, durch Teilhydrolyse eines Acrylnitxxlpolymers oder aus einer Mischung aus einem Acrylnitrilpolymer und einem Acrylnitril-Copolymer als Fasern auf Basis von Acrylnitril für die vorliegende Erfindung verwenden.

Die Fasern auf Basis von Acrylnitril werden hergestellt, indem man unter Verwendung von verschiedenen organischen Lösungsmitteln und anorganischen Lösungsmitteln verspinnt. Verwendet man anorganische Lösungsmittel, so wird eine konzentrierte Lösung von Zinkchlorid bevorzugt, weil dann, wenn Zinkchlorid in der Faser verbleibt, die Oxidation und Aktivierung der Faser beschleunigt wird.

Es besteht keine besondere Beschränkung hinsichtlich des Titers der Fasern auf Basis von Acrylnitril, jedoch werden Fasern mit einem Titer von 0,5 bis 7 Denier und insbesondere 0,7 bis 3 Denier bevorzugt.

Ist der Titer der Fasern feiner als 0,5 Denier, dann ist die Faserfestigkeit niedrig und insbesondere tritt bei der Aktivierung und der Verarbeitung der Fasern ein Spalten des ACF-Garnes ein und die Bildung von Flocken wird erhöht. Wenn andererseits der Titer der Fasern dicker als 7 Denier ist, dann wird das Spinnen des oxidierten Garns erschwert. Das heisst mit anderen

Worten/ dass man ein oxidiertes Garn zum Herstellen eines ACF-Garns mit dem gewünschten Zwirnkoeffizienten nicht erhält und dass weiterhin die Aktivierungsausbeute und die Adsorptionsgeschwindigkeit des Garns vermindert werden.

Die Oxidationsbehandlung der Acrylnitrilfasern wird bei 200 bis 400⁰C und vorzugsweise bei 225 bis 350⁰C vorgenommen. Vorzugsweise legt man eine Spannung an die Fasern während der Oxidationsbehandlung der Fasern an, so dass der Schrumpf der Fasern bei der Oxidationstemperatur 70 bis 90 % des freien Schrumpfes während der Oxidationsbehandlung bei der Temperatur beträgt. Liegt der Wert niedriger als 70 %, dann besteht die Gefahr, dass der Strang bricht, während, wenn der Wert oberhalb 90 % liegt, die Fasern dazu neigen, verschlechterte mechanische Eigenschaften zu zeigen und während der Aktivierungsstufe der Fasern brüchig werden. Bei der vorliegenden Erfindung ist der freie Schrumpf definiert als das Verhältnis der geschrumpften Länge der Faser zu der Länge der Faser vor der Wärmebehandlung, wenn man die Faser einem Wärmeschrumpf bei einer bestimmten Temperatur unterwirft und dabei eine Last von 1 mg/d auf die Faser ein-

25 wirken lässt.

Das für die Oxidationsbehandlung der Fasern verwendete Medium kann das übliche Medium sein, wie man es normalerweise zur Herstellung von ACF verwendet. Das heisst, dass man ein Mischgas aus Sauerstoff und einem Inertgas, wie Stickstoff, Argon, Helium, etc.,

- ίο -

das 0,2 bis 35 Vol.% und vorzugsweise 20 bis 25 Vol.% Sauerstoff enthält, verwenden kann.

Die für die Oxidationsbehandlung erforderliche Zeit hängt von der Art der Faser auf Basis von Acrylnitril ab/ d.h. dass die Menge und die Art des verwendeten Comonomers in dem Acrylnitril-Copolymer und die Art des während der Oxidationsbehandlung verwendeten Mediums eine Rolle spielen, wobei die Zeit jedoch kürzer wird, wenn die Oxidationstemperatur höher ist. Im allgemeinen beträgt die Oxidationszeit 0,5 bis 30 Stunden, vorzugsweise 1,0 bis 10 Stunden, und die Oxidation der Fasern wird durchgeführt, bisdie Menge an gebundenem Sauerstoff mehr als 15 Gew.% beträgt. Liegt

15 die Menge an gebundenem Sauerstoff bei weniger als

15 Gew.%, so tritt bei der Aktivierung der Fasern ein Spalten der Fasern ein und dadurch wird die Aktivierungsausbeute vermindert. Die Menge an gebundenem Sauerstoff ist vorzugsweise grosser als 16,5 % und kann

20 auf etwa 23 bis 25 % erhöht werden.

Die Menge an gebundenem Sauerstoff wird gemäss folgender Gleichung berechnet:

25 Gesamtge- Gewicht Gesamtge-

Menge an gebun- £^ ^_he ^f

denem Sauer- = x100

stoff (Gew.%) ,Gesamtgewicht. _ ,Gewicht der.

der Probe " ^lAsche '

30 Vorzugsweise soll die der Aktivierung unterworfene

oxidierte Faser eine Phosphorverbindung der nachfolgend

gezeigten Art in einer Menge von 0,005 bis 1 Gew.%, vorzugsweise 0,01 bis 0,2 Gew.%, enthalten.

Durch Zugabe einer Phosphorverbindung kann die Akti-Vierungsausbeute bei der Aktivierungsbehandlung der Faser erhöht werden und auch die Festigkeit, die Abriebbeständigkeit und die Adsorptionseigenschaften von ACF werden verbessert.

Beispiele für bevorzugte Phosphorverbindungen, die erfindungsgemäss verwendbar sind, sind anorganische Phosphorverbindungen, wie Phosphorsäure, Methaphosphorsäure, Pyrophosphorsäure, phosphorige Säure und deren Salze (Ammonium-, Kalzium- und Magnesiumsalze), solcher Säuren und organische Phosphorverbindungen, wie substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, oder substituierte oder unsubstituierte Arylphosphonate, -phosphate und -phosphite. Von den organischen Verbindungen werden insbesondere organische Phosphorverbindungen mit einer unsubstituierten Alkylgruppe mit 1 bis 16 Kohlenstoffatomen oder einer Alkylgruppe mit 1 bis 16 Kohlenstoffatomen, die durch ein Chloratom, Bromatom oder eine Hydroxylgruppe substituiert ist, bevorzugt, sowie organische Phosphorverbindungen miteiner Phenylgruppe, einer substituierten Phenylgruppe, wobei die Phenylgruppe mit einer Phenylgruppe, mit einer Alkylgruppe mit 1 bis 16 Kohlenstoffatomen, durch ein Halogenatom, eine Hydroxylgruppe oder eine Estergruppe der Formel COOR₁ (R₁ bedeutet dabei eine Alkylgruppe mit 1 bis 16 Kohlenstoffatomen oder eine Ary!gruppe, wie beispielsweise eine Phenylgruppe)

substituiert ist. Konkrete Beispiele für solche besonders bevorzugten organischen Phosphorverbindungen sind n-Butyl-bis(2-chlorethyl)-phosphat und tris-Chlorethylphosphat.
5

Das Verhältnis der Anzahl von ACP's, die hohl sind (was man dadurch feststellen kann, dass man den Querschnitt der Fasern um das 200-fache vergrössert) zu der Gesamtzahl der ACF's ist vorzugsweise weniger als 30 %, um die vorerwähnten erwünschten Charakteristika zu erreichen. Dieses Verhältnis kann man dadurch überwachen, dass man das Kernverhältnis der oxidierten Fasern auf weniger als 18 % einstellt. Das Kernverhältnis kann man vermindern, indem man eine Phosphorverbindung verwendet und/oder indem man die Oxidationstemperatür in einem Bereich von 225 bis 350⁰C einstellt.

Der hier verwendete Begriff "Kernverhältnis" der Faser bedeutet die prozentuale Fläche des Querschnittes des Kerns zu dem Querschnitt der Faser, wie durch die nachfolgende Formel gezeigt wird. Diesen Prozentsatz erhält man, indem man einen Abschnitt mit einer Dicke von 3 μΐη aus einer Faserprobe herausschneidet, diesen Abschnitt mikrofotografiert (mit 400-facher Vergrösserung), den Kern und den Faserdurchmesser auf der Mikrofotografie misst und dann das Verhältnis gemäss der Formel berechnet. Bei der vorliegenden Erfindung wird das angegebene Kernverhältnis jeweils als ein Durchschnitt angegeben, den man aus insgesamt 20 Faserproben erhielt.

Querschnitt »Durchmesser» ₂ Ksmvarhlltnis („ - «100- 1.O.

der Faser ^lder Faser

Als Aktivierungsmethode ist eine kontinuierliche Methode erwünscht, wobei in diesem Falle/ weil die Temperatur höher ist, die Fasern mit höherer Geschwindigkeit eingeführt werden und man deshalb beim Einführen der oxidierten Fasern in die Aktivierungszone Luft über die Fasern leitet und wobei dadurch die Ausbildung von aktivierten Stellen ermöglicht wird.

Um dies zu vermeiden, wird der Druck im Ofen vorzugsweise bei 0/002 bis 2 bar überdruck (0,002 bis 2 kg/cm² überdruck) gehalten, indem man die Spaltöffnung am Einlassteil für die Fasern einstellt und die Einleitung von Stickstoffgas oder von Dampf in die Aktivierungszone überwacht. Beträgt der Druck im Ofen weniger als 0/002 bar oder ist negativ, so können sich auf der ACF aktivierte Stellen ausbilden oder die Fasern veraschen und es wird unmöglich, gute Produkte herzustellen.

Wenn andererseits der Druck im Ofen zu hoch ist, dann besteht die Gefahr, dass sich Dampf an einem Teil zwischen dem Spalt und einem Niedrigtemperaturteil kondensiert und dadurch wird der Spaltteil gestopft und es bilden sich aktivierte Stellen.

Beispiele für das Aktivierungsgas bei der Aktivierungsbehandlung sind aktive Gase, wie Wasserdampf,

Kohlenmonoxid, Kohlendioxidgas, etc.. Diese können allein oder als Mischung oder als Mischgas der vorerwähnten Gase mit Stickstoff, Helium, Argon, etc., verwendet werden. Die Konzentration des Aktivgases in dem Aktivierungsgas beträgt im allgemeinen 5 bis 100 Vol.% und vorzugsweise 20 bis 90 Vol.%.

Die Aktivierungsbehandlung für die oxidierten Fasern wird im allgemeinen bei Temperaturen von mehr als 700⁰C durchgeführt, wobei man jedoch zur Herstellung von ACF-Spinngarnen vorzugsweise die Aktivierung in einer kürzeren Zeit bei einer Temperature von 950 bis 1.400⁰C durchführt. Die besonders bevorzugte Aktivierungstemperatur liegt bei 1.100 bis 1.200⁰C.

Die Aktivierungszeit hängt von der Aktivierungstemperatur, der Art des Aktivierungsmediums, der Art
der oxidierten Fasern und der Art und dem Gehalt an den den Fasern zugegebenen Additiven, wie der Phos-

phorverbindung, etc., sowie dem Ausmass der Aktivierung der gebildeten ACF-Spinngarne ab. Im allgemeinen beträgt die Zeit 10 Sekunden bis 60 Minuten.

Die erfindungsgemässen ACF-Garne leiten sich von Fasern auf Basis von Acrylnitril, die gemäss der vorerwähnten Methode hergestellt wurden, ab und müssen eine spezifische Oberfläche von 500 bis 1.500 m²/g, eine Duktilität von wenigstens 0,5 % und eine Zugfestigkeit von wenigstens 10 kg/mm² haben. Beträgt die spezifische Oberfläche weniger als 500 m²/g, dann ist die Adsorptionsfähigkeit der erhaltenen ACF-Spinngarne

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unbefriedigend und wenn die spezifische Oberfläche mehr als 1.500 ni²/g beträgt, dann verschlechtert sich die Festigkeit des Garns und es bildet sich durch eine Erhöhung des Anteils an kürzeren Garnen ein Flausch und die Verarbeitbarkeit des Garns wird dadurch vermindert. Beträgt die Duktilität weniger als 0,5 %, dann vermindert sich auch die Duktilität des Spinngarns und dadurch wird die Bildung von Flausch erhöht. Beträgt die Zugfestigkeit weniger als 10 kg/mm², so verschlechtert sich die Verarbeitbarkeit des Spinngarns und die Bildung von Flausch wird erhöht und das Garn bricht bei der weiteren Verarbeitung leichter.

Das erfindungsgemässe ACF-Spinngarn setzt sich aus ACF-Filamenten zusammen, welche die vorerwähnten Eigenschaften aufweisen, und hat einen Zwirnkoeffizienten von 30 bis 60 und vorzugsweise von 35 bis 55. Der Zwirnkoeffizient wird durch die nachfolgende

20 Gleichung definiert:

Zwirnkoeffizient =

^metrischer Titer des Spinngarns

Das erfindungsgemässe ACF-Spinngarn ist ein Spinngarn aus einem Einzelgarn oder aus zwei oder mehr Garnen. Im Falle eines Einzelgarns ist der Zwirnkoeffizient der Zwirnkoeffizient des Garns selbst und im Falle von zwei oder mehr Garnen, ist der Zwirnkoeffizient der Koeffizient des primären Zwirns oder des ersten Zwirns.

Liegt der Zwirnkoeffizient des Spinngarns oberhalb 60, so wird die Festigkeit des Garns erhöht. Es treten dann aber leichter Kräusel auf und dadurch wird die Verarbeitbarkeit verschlechtert und wenn der Zwirnkoeffizient weniger als 30 beträgt, vermindert sich die Festigkeit des Garns erheblich und es tritt eine Erhöhung der Verstopfung der Garnführungen durch Fransen und Verflechtungen ein.

10 Besteht das Spinngarn aus zwei oder mehr Garnen,

dann wird es bevorzugt, dass das Verhältnis des letzten Garns zu dem ersten Garn 0,50 bis 0,70 beträgt.

Der metrische Titer des Spinngarns beträgt vorzugsweise nicht mehr als 80 und noch bevorzugter nicht mehr als 40 und er kann 1 sein.

Zur Herstellung der erfindungsgemässen ACF-Spinngarne ist es bevorzugt, dass man das Spinnen der Fasern im Stadium der oxidierten Fasern vornimmt und anschliessend dann das gesponnene Garn aus den oxidierten Fasern aktiviert, wie nachfolgend noch beschrieben wird.

Es ist erforderlich, dass das erfindungsgemässe ACF-Spinngarn aus ACF aufgebaut ist, welches sich aus Fasern auf Basis von Acrylnitril aufbaut, weil das Spinngarn dann eine hohe Festigkeit und Duktilität aufweist, weniger Flausch bei der Verarbeitung bildet und weil es eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit hat im Vergleich zu solchen Garnen, die aus ACF hergestellt

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wurden auf Basis von Rayon-Fasern oder Phenolharz-Fasern.

Währendder Herstellung von ACF-Spinngarnen gemäss der Erfindung kann man das Verspinnen der Fasern in jedem Stadium der Fasern auf Basis von Acrylnitril, der oxidierten Fasern oder von ACF vornehmen, aber vorzugsweise wird das Spinnen im Endstadium der Oxidationsbehandlung der Fasern auf Basis von Acrylnitril vorgenommen und das gesponnene Garn aus den oxidierten Fasern wird dann aktiviert.

Nimmt man das Spinnen der Fasern im Stadium der Fasern auf Basis von Acrylnitril vor und oxidiert dann das Spinngarn und aktiviert es, dann besteht die Neigung, dass das ersponnene Garn brüchig wird. Auch wenn man die Fasern im Stadium von ACF nach der Aktivierung verspinnt, dann bilden sich bei der Spinnstufe leichter kürzere Fasern und dadurch wird die Ausbeute in der Spinnstufe vermindert. Darüber hinaus wird die Adsorptionsfähigkeit der ACF-Spinngarne durch das Spinnöl gegebenenfalls erniedrigt.

■* Es bestehen keine besonderen Beschränkungen hinsichtlich der Spinnmethode und im allgemeinen wendet man Strangspinnen, Drosselspinnen, Kammgarnspinnen und dergleichen an. Um ein Spinngarn mit hoher Festigkeit zu erzielen, wird das Strangspinnen als Optimum bei den vorerwähnten Spinnmethoden angesehen.

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Die Faserlänge von ACF in dem erfindungsgemässen Spinngarn kann kontinuierlich sein oder man kann Fasern auf 60 bis 100 mm durchschnittliche Faserlänge und eine maximale Faserlänge von 130 bis 170 mm schneiden und dann kräuseln.

Die Erfindung wird in den nachfolgenden Beispielen, die nicht limitierend auszulegen sind, näher beschrieben.
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Beispiel 1
15 Herstellung von Spinngarn:

Ein Strang ( Fäden mit 1,5 Denier) mit einem Denier von 300.000, aufgebaut aus Fasern, die aus einem Copolymer aus 94,0 Gew.% Acrylnitril und 6,0 Gew.%

20 Methylmethacrylat erhalten worden waren, wurde 2

Stunden an der Luft bei 23O⁰C einer Oxidationsbehandlung unterworfen und anschliessend 2 Stunden bei 25O⁰C unter einer Spannung, so dass der freie Schrumpf 75 bis 80 % betrug, unter Erhalt von oxidierten Fasern. Der Gehalt an gebundenem Sauerstoff der oxidierten Fasern betrug 17,9 % und das Kernverhältnis 3,7 %.

Die oxidierte Faser wurde einem Roving und Feinverspinnen unterworfen mittels eines Strangreaktors, wobei man drei Arten von Spinngarnen (Doppelgarne) von oxidierten Fasern mit einem Denier von 1.750

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erhielt mit jeweils verschiedenen Zwirnkoeffizienten, wie dies in der nachfolgenden Tabelle als Nr. 2 bis Nr. 4 gezeigt wird. Jedes der Spinngarne wurde in einem Aktivierungsofen aktiviert, wobei die Bedingungen im Ofen die folgenden waren: Ofendruck 0,005 bar (0,005 kg/cm²), Aktivierungstemperatur 1.100⁰C, Aktivierungsgas H-O und N₂ (2:1 Volumenverhältnis). Man erhielt auf diese Weise ein ACF-Spinngarn (Doppelgarn) . Die Fäden, aus welchen die so erhaltenen ACF-Spinngarne aufgebaut waren, hatten eine spezifische Oberfläche von 1.000 _+ 50 m²/g, eine Duktilität von 1,4 % und eine Zugfestigkeit von 47 kg/mm². Die Benzoladsorptionsfähigkeit betrug 49 % (JIS K1474).

Das so erhaltene ACF-Spinngarn hatte einen Zwirnkoeffizienten von 30, 44 bzw. 51, wie in der nachfolgenden Tabelle bei Nr. 2 bis 4 gezeigt wird. Beispielsweise betrug bei Nr. 2 der Zwirnkoeffizient der oxidierten Faser pro Meter 208 und der metrische Titer 48 und der Zwirnkoeffizient des ACF-Spinngarns 30.

Der Zwirnkoeffizient pro Meter war die erste Zwirnzahl des ACF-Doppelganrs und in diesem Falle betrug das Verhältnis des letzten zu dem ersten Zwirn 0,62.

Zum Vergleich wurden ACF-Spinngarne mit Zwirnkoeffizienten von 22, 65 bzw. 79 nach der vorhergehenden Methode hergestellt.

Eigenschaften der Spinngarne:

Bei jedem der so erhaltenen ACF-Spinngarne wurden die Eigenschaften wie folgt gemessen: 5

(1) Zugfestigkeit (g/Denier) und Duktilität (%).

(2) Flauschbildungsrate.

Jedes ACF-Spinngarn (Doppelgarn) wurde zwischen zwei Urethanschaumplatten (mit jeweils einer Dicke von
10 mm und einem Druck zwischen den Platten von 6,1 bar, wobei die Länge des das Spinngarn berührenden Schwamms 32 mm betrug) mit einer Geschwindigkeit von 100 m/h

hindurchgezogen und das Gewicht des an den Schaumplatten anhaftenden Flausches wurde gemessen und die Flauschbildungsrate wurde gemäss folgender Gleichung berechnet:

Flauschbildungsrate (%) = -1§τ ^x 1°°

(a) Gewicht (g) an am Schaumstoff anhaftenden

Fluasch.

(b) Gewicht (g) des durch die Schaumstoffplatten passierten ACF-Spinngarns.

(3) Endbruchanzahl bei der Herstellung von Kerngarn. 30

Ein Kerngarn wurde aus ACF-Spinngarn (Doppelgarn) und

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einem Polyestergarn (300 Denier, Zugfestigkeit 5 g/d) mit einer Garngeschwindigkeit von 100 m/min hergestellt und die Endbruchzahl pro 30 Minuten während der Herstellung des Kerngarns wurde bestimmt. 5

(4) Adsorptionsgleichgewichtszeit.

In einem Adsorptionsrohr von 2 cm Durchmesser wurden 2 g des ACF-Spinngarns in einer Schichthöhe von 6 cm eingegeben und die Zeit die erforderlich war, bis ein Gleichgewicht mit der benzolhaltigen Luft mit einer Konzentration von 5.000 ppm, die durch das Rohr mit einer Rate von 2 l/min geleitet wurde, eingestellt war, wurde gemessen.

Die Messergebnisse werden in der nachfolgenden Tabelle gezeigt.

Nr.	Zwirn koeffi zient	Zugfe stigkeit (g/d)	Dukti- lität (%)	Flausch rate (%)	Endbruch zahl Nr. *	Adsorptions gleichgewichts zeit (Minuten)
1	22	0,3	1,4	7,9	7	11
2	30	3,6	2,1	1/0	1	20
3	44	3,9	2,3	0,8	0	31
4	51	4,0	2,1	0,4	0	42
5	65	1/7	1,5	3,9	4	48
6	79	0,4	1/4	Bruch**	14	55

* Endbruchzahl des Kerngarns bei dessen Herstellung

** Das ersponnene Garn brach während des Versuchs

Nr. 2, 3 und 4: erfindungsgemässe Proben

Nr. 1, 5 und 6: Vergleichsproben

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Aus diesen Ergebnissen wird deutlich, dass die erfindungsgemässen ACF-Spinngarne eine hohe Festigkeit und Duktilität aufweisen und weniger Flausch bilden und dass praktisch kein Endbruch eintritt. Sie haben eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit und eine gute Adsorptionsfähigkeit.

Im wesentlichen die gleichen Ergebnisse wie vorstehend erhält man, wenn man Spinngarne aus einem oder mehr als zwei Garnen in der vorerwähnten Weise untersucht.

Claims

PATENT-UND RECHTSANWÄLTE

PATENTANWÄLTE DIPL.-ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPL.-INQ. W. LEHN

DIPL-ING. K. FDCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN . DR. RER. NAT. H.-A. BRAUNS . DIPL.-INQ. K. QORG

DIPL.-ING. K. KOHLMANN · RECHTSANWALT A. NETTE

38 954 o/wa

TOHO BESLON CO., LTD., TOKYO / JAPAN

Spinngarn aus aktivierter Kohlenstoffaser

PATENTANSPRÜCHE

Spinngarn aus aktivierter Kohlenstoffaser, dadurch gekennzeichnet , dass die aktivierte Kohlenstoffaser eine spezifischer Oberfläche von 500 bis 1.500 v\^z Iq, eine Duktilitat von wenigstens 0,5 % und eine Zugfestigkeit von wenigstens 10 kg/mm² aufweist und aus Fasern auf Basis von Acrylnitril hergestellt worden ist, wobei das Spinngarn einen Zwirnkoeffizienten von 30 bis 60 aufweist und der Zwirnkoeffizient durch die Gleichung:

ARABELLASTRAP⁰ >= ' " -^>-<^Λ »«riMnuBN m τπ ccnn

Zwirnkoeffizient =

/Wurzel aus metrischem Titer ν des Spinngarns

definiert ist.
2. Spinngarn aus aktivierter Kohlenstoffaser gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Fasern auf Basis von Acrylnitrilfasern 0 aus einem Acrylnitrilpolymer oder einem Copolymer von Acrylnitril, enthaltend wenigstens 60 Gew.% Acrylnitril/ sind.
3. Spinngarn aus aktivierter Kohlenstoffaser gemäss

Anspruch 1/ dadurch gekennzeichnet , dass der Titer der Fasern auf Basis von Acrylnitril 0,5 bis 7 Denier ist.
4. Spinngarn aus aktivierter Kohlenstoffaser gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,

dass das Spinngarn aus zwei Garnen zusammengesetzt ist und das Verhältnis der endgültigen Zwirnung zu der ersten Zwirnung des Spinngarns 0,5 bis 0,7 beträgt.
25
5. Spinngarn aus aktivierter Kohlenstoffaser gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das Spinngarn aus kontinuierlichen aktivierten Kohlenstoffasern aufgebaut ist.
6. Spinngarn aus aktivierter Kohlenstoffaser gemäss

Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das Spinngarn aus aktivierten Kohlenstofffasern aufgebaut ist, die quer auf eine durchschnittliche Faserlänge von 60 bis 100 mm und einer Maximallänge von 130 bis 170 mm geschnitten und gekräuselt sind.
7. Spinngarn aus aktivierter Kohlenstoffaser gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die spezifische Oberfläche im Bereich von 700 bis 1.400 m²/g liegt.
8. Spinngarn aus aktivierter Kohlenstoffaser gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,

15 dass die Duktilität wenigstens 1 % beträgt.
9. Spinngarn aus aktivierter Kohlenstoffaser gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Zugfestigkeit wenigstens 20 kg/mm² be-

20 trägt.
10. Spinngarn aus aktivierter Kohlenstoffaser gemäss Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , dass die Fasern auf Basis von Acrylnitril einen Titer im Bereich von 0,7 bis 3 Denier haben.
11. Spinngarn aus aktivierter Kohlenstoffaser gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Fasern auf Basis von Acrylnitrilfasern aus einem Acrylnitril-Copolymer mit einem Gehalt von 80 bis 98 Gew.% Acrylnitril sind.

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12. Spinngarn aus aktivierter Kohlenstoffaser gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das Spinngarn einen metrischen Titer von 80 oder weniger hat.
13. Spinngarn aus aktivierter Kohlenstoffaser gemäss Anspruch 12/ dadurch gekennzeichnet , dass der Zwirnkoeffizient im Bereich von 35 bis

55 liegt und der metrische Titer 40 oder weniger beträgt.