DE3325644C2 - Verfahren zur Herstellung eines Spinngarns aus aktivierter Kohlenstoffaser - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Spinngarns aus aktivierter Kohlenstoffaser

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Abstract

Es wird ein Spinngarn aus aktivierter Kohlenstoffaser mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit und Adsorptionseigenschaft gezeigt. Das Spinngarn aus aktivierter Kohlenstoffaser besteht aus aktivierten Kohlenstoffasern mit einer spezifischen Oberfläche von 500 bis 1500 m2/g, einer Duktilität von wenigstens 0,5% und einer Zugfestigkeit von wenigstens 10 kg/mm2 und ist auf Fasern auf Basis von Acrylnitril aufgebaut. Das Spinngarn hat einen Zwirnkoeffizienten von 30 bis 60.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Spinngarns aus aktivierten Kohienstoffasern (nachfolgend als »ACF« bezeichnet), entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1, vgl. US-PS 42 85 831, mit ausgezeichneten Verarbeitungs- und Adsorptionseigenschaften.
In jüngerer Zeit ist ACF als Adsorptionsmittel für pulverige oder körnige aktivierte Kohle entwickelt worden und wird in Form von Vliesen, Papieren, Non-woven Fabrics und anderen textlien Strukturen verwendet Da AC/ faserförmig ist. wird ACF zu Textilien verarbeitet (siehe US-PS 32 56 206 und 37 69 144).
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 schiechte 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 verarbeitbare Garne, Textilien oder Maschenwaren herstellen. Dadurch könnte der Anwendungsbereich von ACF erheblich verbreitert werden.
Die Herstellung von aktivierten Kohienstoffasern mit einer hohen Adsorptionskapazität auf Basis von Acrylnitril durch Oxidation der Acrylfaser an der Luft und anschließendem Aktivieren der oxidierten Faser ist aus der US-PS 42 85 831 bekannt. Dort wird auch schon beschrieben, daß man aus einer voroxidierten Acrylnitrilfaser ein Gewebe herstellen kann, welches anschließend zur Aktivierung der darin enthaltenen voroxidierten Faser in einer Wasserdampfatmosphäre bei 800°C aktiviert wird. Die Schwierigkeiten bei der Herstellung von Spinngarnen aus ACF wird aber durch dieses Verfahren nicht behoben. Weiterhin ist aus der US-PS 43 07 746 die Herstellung eines Garns aus oxidierten Fasern, welches anschließend aktiviert wird, bekannt. Hierzu wird ein Faserstrang aus Acrylnitrilfasern einer Voroxidation unterworfen, und dann wird nach Auftragen eines oberflächenaktiven Mittels die Zwirnung vorgenommen. Anschließend ist auch eine Aktivierung bzw. Carbonisierung möglich. Der dabei angewendete Zwirnkoeffizient beträgt 75 bis 95. Mit derartig hohen Zwirnkoeffizienten läßt sich aber nicht die erfindungsgemäß angestrebte Verbesserung uer Zugfestigkeit und der Dehnbarkeit erzielen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß es zur Herstellung von Spinngarnen ausgezeichneter Verarbeitbarkeit geeignet ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man eine oxidierte Faser zu einem Garn mit einem Zwirnkoeffizienten von 30 bis 60 verspinnt und das vorgesponnene Garn dann aktiviert.
Das erfindungsgemäß hergestellte ACF-Spinngarn setzt sich aus ACF auf Basis von Fasern aus Acrylnitril zusammen und weist eine spezifische Oberfläche von 500 bis 1500 m2/g,eine Dehnung von wenigstens 0,5% und eine Zugfestigkeit von wenigstens 98 N/mm2 auf und hat einen Zwirnkoeffizienten von 30 bis 60.
Dieses 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 erfindungsgemäß hergestellten ACF-Spinngarne ausgezeichnete Adsorptionseigenschaften, so daß Textilien und dergleichen, die man bei der Verarbeitung der Garne erhält, als Adsorptionsmittel sehr gut geeignet sind.
Vorzugsweise hat das erfindungsgemäß hergestellte ACF eine spezifische Oberfläche von 700 bis 1400 m2/g, eine Dehnung von mehr als 1 % und eine Zugfestigkeit von mehr als 196 N/mm2.
Die für die vorliegende Erfindung verwendeten Fasern auf Basis von Acrylnitril sind Fasern aus Homopolymeren von Acrylnitril oder von Copolymeren, die wenigstens 60 Gew.-°/o und vorzugsweise 80 bis 98 Gew.-% Acrylnitril enthalten. Beispiele für die bei der Herstellung der Copolymeren von Acrylnitril verwendbaren Monomeren sind Acrylsäure, Methacrylsäure, Sulfonsäure, Salze dieser Säuren, Säurechloride, Säureamide, N-substituicrte Derivate von Vinylamid. Vinylchlorid, Vinylidenchloride, «-Chloroacrylonitril, Vinylpyridine, Vinylbenzolsulfonsäure, Vinylsulfonsäure und die Erdalkalisalze davon. Weiterhin kann man Fasern, die aus denaturalisierten Polymeren hergestellt wurden, durch Teilhydrolyse eines Acrylnitrilpolymers 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 organischen ocer 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 0,056 bis 0,788 tex und insbesondere 0,078 bis 0333 tex bevorzugt. Ist der Titer der Fasern feiner als 0,056 tex, dann ist die Faserfestigkoit 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 größer als 0,778 tex 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 Zwirnkc«ffizienten nicht erhält und daß weiterhin die Aktivierungsausbeute und die Adsorplionsgew-iiwindigkeit des Garns vermindert werden.
Die Oxidationsbehandlung der AcryJnitri'fasern wird bei 200 bis 400° C und insbesondere bei 225 bis 350'" C 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 Fase-η 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/0,! 1 tex auf die Faser einwirken läßt.
Das für die Oxidationsbehandlung der Fasern verwendete Medium kann das übliche Medium sein, wie man es normalerweise ζ - Herstellung von ACF verwendet. Das heißt, daß man ein Mischgas aus Sauerstoff und einem Inertgas, wie Stickstoff, Argon oder Helium, das 0,2 bis 35 Vol.-% und vorzugsweise 20 bis 25 VoI.-% Sauerstoff enthält, verwenden kann.
Die für die Oxidationsbehandlung 3rforderliche 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 kurzer 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, bis die Menge an gebundenem Sauerstoff mehr als 15 Gew.-% beträgt. Liegt die Menge an gebundenem Sauerstoff bei weniger -a'.s 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 größer als 16.5% und kann auf etwa 23 bis 25% erhöhl werden.
Die Menge an gebundenem Sauerstoff wird gemäß folgender Gleichung berechnet:
Menge an
gebundenem _ (Gesamtgewicht der Probe) - (Gewicht der Asche) - (Gesamtgewicht von C, H, N)
Sauerstoff (Gesamtgewicht der Probe) - (Gewicht der Asche)
Die der Aktivierung unterworfene oxidierte Faser kann 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 Aktivierungsausbeute bei der Aktivierungsbehandlung der Faser erhöht werden, und auch die Festigkeit, die Abriebbeständigkeit und die Adsorpiionseigenschaften 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 Chlorätom, Bromatom oder eine Hydroxylgruppe substituiert ist, bevorzugt, sowie organische Phosphorverbindungen mit einer Pnehylgnippe, einer substituierten Phenyigruppe, wobei die Phenyigruppe mit einer Phenyigruppe' mit einer Alkylgruppe mit 1 bis 16 Kohlenstoffatomen, durch ein Halogenatom, eine Hydroxylgruppe oder eine Estergruppe der Formel COORi (Ri bedeutet dabei eine Alkylgruppe mit 1 bis 16 Kohlenstoffatomen oder eine Arylgruppe, wie beispielsweise eine Phenyigruppe) substituiert ist. Konkrete Beispiele für solche besonders bevorzugten organischen Phosphorverbindungen sind n-Butyl-bis(2-chlorethyl)-phosphat und tris-Chlorethylphosphat
Das Verhältnis der Anzahl von ACF, die hohl sind (was man dadurch feststellen kann, daß man den Querschnitt der Fasern um das 200fache vergrößert) zu der Gesamtzahl der ACF 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 Kernverhällnis kan.i man vermindern, indem man eine Phosphorverbindung verwendet und/oder indem man die Oxidationstemperatur 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 μπι aus einer Faserprobe herausschneidet, diesen ίο Abschnitt mikrofotografie« (mit 400facher 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 erhieit
, _, . „, Querschnitt des Kerns , .„ (Durchmesser des Kerns)2
la Kernverhältnis <%) = — x 100 = -γ- x 100.
Querschnitt der Faser (Durchmesser der 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 Überdruß gehalten, indem man die Spaltöffnung am Einlaßteil für die. Fasern einstellt und die Einleitung von Stickstoffgas oocr 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 besaht die Gefahr, daß sich Dampf an einem Teil zwischen dem Spalt und einem Niedrigtemperaturteil kondensiert, und dadurch wird der Spaltteil verstopft, und es bilden sich aktivierte Stellen.
Beispiele für das Aktivierungsgas bei der Aktivierungsbehandlung sind Wasserdampf, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid. Diese können allein oder als Mischung oder als Mischgas der vorerwähnten Gase mit Stickstoff, Helium oder Argon verwendet werden. Die Konzentration des Aktivgases in dem Aktivierungsgas beträgt im allgemeinen 5 bis 100 Vol.-% und vorzugsweise 20 bis 90 Vol.-°/o.
Die Aktivierungsbehandlung für die oxidierten Fasern wird im allgemeinen bei Temperaturen von mehr als 700" C durchgeführt, wobei man jedoch zur Herstellung von ACF-Spinngarnen vorzugsweise die Aktivierung in einer kürzeren Zeit bei einer Temperatur von 950 bis 1400°C durchführt Die besonders bevorzugte Aklivierungstemperatur liegt bei 1100 bis 1200°C.
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 Phosphorverbindung, sowie dem Ausmaß der Aktivierung der gebildeten ACF-Spinngarne ab. Im allgemeinen beträgt die Zeit 10 Sekunden bis 60 Minuten.
Das erfindungsgemäß erhaltene ACF-Spinngarn setzt sich aus ACF-Füamenten 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 Gleichung definiert:
Zwirnzahl pro Meter
Zwirnkoeffizient =
vmetiischer Titer des Spinngarns
Dieses ACF-Spinngarn ist ein Spinngarn aus einem Einzelgarn oder aus zwei oder mehr Garnen. Im Falle so 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 50, so wird die Festigkeit, des Garns erhöht. Es treten dann aber leichter Kräusel auf, und dadurch wird die Verarbeitbarkeit verschlechtert, und wenn der Zwirnkoeffi/icni weniger als 30 beträgt, vermindert sich die Festigkeit des Garns erheblich, wodurch Verstopfungen der Garnfiihrungen durch Fransen und Verflechtungen eintreten können.
Besteht das Spinngarn aus zwei oder mehr Garnen, dann wird es bevorzngt, daß das Verhältnis der endgültigen Zwirnung zu der ersten Zwirnung, d. h. das Verhältnis von Zwirndrehung zu Spinndrehung, 030 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.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es wesentlich, daß die oxidierte Faser zu einem Garn mit einem Zwirnkoeffizienten von 30 bis 60 versponnen wird und-daß man dann das so versponnene Garn erst aktiviert Nimmt man nämlich das Spinnen der Fasern im Stadium der Fasern auf Basis von Acrylnitril vor und oxidiert dann das Spinngarn und aktiviert es, dann besteht eine Neigung, daß das versponnene Garn brüchig wird. Werden die Fasern aber schon als ACF versponnen, dann bilden sich beim Verspinnen leicht kürzere Fasern, und die Ausbeute iij der Spinnstufe wird vermindert. Darüber hinaus erniedrigt iich die Adsorptionsfähigkeil der ACF-Spinngarne gegebenenfalls durch das aufgebrachte Spinnöl.
Es bestehen keine vbesonderen Beschränkungen hinsichtlich der Spinnmethode, und im allgemeinen wendet
man Slrangspinnen, Drossclspinnen, Kammga.rnspinnen und dergleichen an. Um ein Spinngarn mit hoher Ixsiigkcil zu cr/ielcn, wird das Strangspinnen als Optimum bei den vorerwähnten Spinnmethoden angesehen.
Die Faserlänge von ACF in dem 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 näher beschrieben.
Beispiele
Herstellung von Spinngarn
-
$ ί Ein Strang (Fäden mit 0,167 tex) mit einem liter von 33 300 tex, aufgebaut aus Fasern, die aus einem Copoly-
\ tner aus 94,0 Gew.-°/o Acrylnitril und 6,0 Gew.-% Methylmethacrylat erhalten worden waren, wurde 2 Stunden
an der Luft bei 2300C einer Oxidationsbehandlung unterworfen und anschließend 2 Stunden bei 250°C 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 Titer von 194 tex 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- I'lhcrrlrurk im Ofen:0,005 bar. Aktivierungstemperalur H00°C. Aktivierungssas hbOund Ni (2 : 1-VoIumcnverhällnis). 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 1000±50m2/g, eine Dehnung von 1,4% und eine Zugfestigkeit von 460 N/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 die Zwirnzahl der oxidierten Faser pro Meter η 208 und der metrische Titer 4S und der Zwirnkoeffizient des ACF-Spinngarns 30, vgl. S. 5.
Die Zwirnzahl pro Meter war die erste Zwirnzahl des ACF-Doppelgarns, und in diesem Falle betrug das η Verhältnis der letzten zu der ersten Zwirnzahl, d. h. das Verhältnis der Zwirndrehung zur Spinndrehung, 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:
(1) Zugfestigkeit (g/0,11 tex) und Dehnung [0Zo).
(2) Hauschbildungsrate.
jedes ACF-Spinngarn (Doppelgarn) wurde zwischen zwei Urethanschaumplatten (mit jeweils einer Djcke 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 (%) = 4rf- χ 100
(a) Gewicht (g) an am Sauerstoff anhaftenden Flausch.
(b) Gewicht (g) des durch die Schaumstoffplatten passierten ACF-Spinngarns.
(3) Endbruchanzriil bei der Herstellung von Kerngarn.
Ein Kerngarn wurde aus ACF-Spinngarn (Doppelgarn) und einem Polyestergarn (33,3 tex, Zugfestigkeit
5 g/0,11 tex) mit einer Garngeschwindigkeit von 100 m/min hergestellt, und die Endbruchzahl pro 30 Minuten während der Herstellung des Kerngarns wurde bestimmt.
(4) Adsorptionsgleichgewichtszeit.
f η 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 5000 ppm, die durch das Rohr mit einer Rate von 2 1/min geleitet wurde, eingestellt war, wurde gemessen.
Die Meßergebnisse werden in der nachfolgenden Tabelle gezeigt.
10
Nr. Zwirnkoeffi- Zugfestig Dehnung Flauschrate Endbruchzahl Adsorpiions-
zient keit (%) (°/o) Nr.#) glcichgcwichl.s-
(g/d) zcil (Minuten)
I 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. 2,3und4:erfindungsgcmäBc Proben.
Nr. 1.5 und 6: Vergleichsproben.
Aus diesen Ergebnissen wird deutlich, daß die erfindungsgemäß hergestellten ACF-Spinngarne eine hohe Festigkeit und Dehnung aufweisen und weniger Flausch bilden und daß praktisch kein Endbruch eintritt. Sie haben eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit und sine gute Adsorptionsfähigkeit.
Im wesentlichen die gleichen Ergebnisse wie vorstehend erhält man, \venn man Spinngarne aus einem oder mehr als zwei Garnen in der vorerwähnten Weise untersucht.
S SS
40 50
60
65

Claims (9)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung eines Spinngarns aus aktivierter Kohlenstoffaser mit einer spezifischen Oberfläche von 500 bis 1500 m2/g, einer Dehnung von wenigstens 0,5% und einer Zugfestigkeit von wenigstens 98 N/mm2 durch Oxidieren und anschließendes Aktivieren von Fasern auf Basis von Acrylnitril, dadurch gekennzeichnet, daß die oxidierte Faser zu einem Garn mit einem Zwirnkoeffizienten von 30 bis 60 versponnen wird und das versponnene Garn dann aktiviert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Fasern auf Basis von Acrylnitril ein Acrylnitrilpolymer oder ein Copolymer von Acrylnitril, enthaltend wenigstens 60 Gew.-% Acrylnitril, verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Fasern auf Basis von Acrylnitril mit einem Titer von 0,056 bis 0,778 tex verwendet
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Spinngarn aus zwei Garnen zusammensetzt, wobei das Verhältnis der Zwirndrehung zur Spinndrehung 0,5 bis 0,7 beträgt
5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung des Spinngarns
kontinuierlich aktivierte Kohienstoffasern verwendet
6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung des Spinngarns
aktivierte Kohienstoffasern verwendet, die quer auf eine durchschnittliche Faserlänge von 60 bis 100 mm mit einer Maximallänge von 130 bis 170 mm geschnitten und gekräuselt sind.
7. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Fasern auf Basis von Acrylnitril mit einem Titer im Bereich von 0,078 bis 0333 tex verwendet
8. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Fasern auf Basis von Acrylnitril aus einem Acrylnitrilcopolymer mit einem Gehalt von 80 bis 98 Gew.-% Acrylnitril verwendet
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine oxidierte Acrylnitrilfaser mit einem Gehalt von 0,005 bis 1 Gew.-% einer Phosphorverbindung verwendet
DE3325644A 1982-07-17 1983-07-15 Verfahren zur Herstellung eines Spinngarns aus aktivierter Kohlenstoffaser Expired DE3325644C2 (de)

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