DE4316667C1 - Hydrophile synthetische Armierungs- und Prozeßfasern mit silikataffinen Eigenschaften - Google Patents

Hydrophile synthetische Armierungs- und Prozeßfasern mit silikataffinen Eigenschaften

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Description

Die Erfindung betrifft hydrophile synthetische Armie­ rungs- und Prozeßfasern mit silikataffinen Eigenschaf­ ten auf der Basis hochfester Polyacrylnitrilfasern und einem hydrophilen Filmüberzug.
Faserverstärkte Konstruktionsmaterialien sind bekannt und weisen vorteilhafte anwendungstechnische Eigen­ schaften auf.
So werden insbesondere Polyacrylnitrilfasern, wie z. B. die hochfesten Acrylnitrilfasern Dolanit, bereits sowohl in Faserzementprodukten als auch bei der Her­ stellung von Reibbelägen eingesetzt. In diesen und anderen Baustoffen, wie z. B. Putz, Mörtel, Beton und Gips, werden durch Polyacrylnitrilfasern z. B. das Biegeverhalten, das Energieaufnahmevermögen sowie die Schwindrißfestigkeit im Vergleich zu den unbewehrten Materialien wesentlich verbessert. Im Zuge der Her­ stellung dieser faserverstärkten Baustoffe ist es wün­ schenswert, zunächst einzelne Komponenten der Matrix, die in diesen Baustoffen in einem großen Mengenanteil vorhanden sind, vorab mit der Verstärkungsfaser und den Prozeßfasern zu mischen, da eine direkte Einmischung der Faser aus den gepreßten Ballen in die komplette Baustoffmatrix mit erheblichen Schwierigkeiten verbun­ den ist.
Die synthetischen Armierungs- und Prozeßfasern sind von Natur aus an der Oberfläche hydrophob und lassen sich bei dem oftmals geringen Anteil Wasser in der Baustoffmischung sehr schlecht einrühren und homogen verteilen.
Bei der Herstellung der Polyacylnitrilfasern (PAN-Fa­ sern) wurde versucht, diese an der Oberfläche hydrophil auszurüsten. Dies kann beispielsweise durch eine oxydative Behandlung der Faseroberfläche erfolgen. Diese Behandlung reicht im technischen Maßstab in der Regel nicht aus, die Faseroberfläche so hydrophil auszurüsten, daß sie sich gut in Baustoffmischungen einarbeiten läßt. Ein verbesserter Weg zur Einarbei­ tung von Verstärkungsfasern auf Basis von Polyacrylni­ trilfasern wurde dadurch erreicht, daß man die PAN- Faser in einem sogenannten Prämix mit beschwerten Verstärkungsfasern herstellt und diesen dann bei der Herstellung von stabilen Baustoffmischungen einsetzt (DE-OS 39 08 782).
Mit diesem Verfahren erreicht man zwar eine gute Einarbeitbarkeit in Baustoffmischungen, das Verfahren dazu ist allerdings sehr aufwendig und damit verbunden istt dieses Prämix nur für bestimmte Einsatzzwecke anwendbar.
Die EP 83 984 A1 befaßt sich mit der Herstellung stabiler wäßriger Dispersionen von Polyolefinfasern. Gegenstand dieser Druckschrift ist die Synthese eines katio­ nischen, wasserlöslichen Acrylpolymeren, das zur Stabilisierung von wäßrigen Dispersionen von Polyole­ finfasern benutzt wird. Aus den Beispielen geht weiterhin hervor, daß von diesem wäßrigen Acrylpolyme­ ren das Dispersionsvermögen bestimmt wird. Hier wurde in keiner Weise eine hydrophile Acrylfaser herge­ stellt. Würden aus solchen Copolymeren, wie in dieser Druckschrift beschrieben, Acrylfasern hergestellt, würden sich diese nicht zum Einsatz als technische Fasern in der Bauindustrie eignen, da beim Abbinden von Zement im starken alkalischen Bereich Temperaturen bis über 80°C entstehen und somit eine Hydrolysegefahr für das Acrylnitrilpolymere besteht.
Die DE 31 51 179 C2 beschreibt die Herstellung einer Acrylfaser, die sich als Ausgangsfaser für eine vor­ oxydierte Faser bzw. Kohlenstoffaser eignet. Die Acrylfaser wird üblicherweise mit einem kationischen Tensid ausgerüstet, was in der Textilinidustrie zum Stand der Technik gehört. Dort werden lediglich andere kationische Tenside eingesetzt. Die in diesem Patent benutzten kationischen Tenside eignen sich besonders für die Weiterbehandlung der Acrylfaser zu der voroxy­ dierten Faser bzw. zur Kohlenstoffaser. Voroxydierte Fasern zeigen ebenfalls eine teilweise hydrophile Oberflächenbeschaffenheit, besitzen aber keine silikat­ affinen Oberflächeneigenschaften.
Die DE-OS 27 12 508 beinhaltet die Herstellung von halogenfreien, schwerbrennbaren Formmassen aus Acryl­ nitripolymerisaten. Die Polymerisate bzw. Formmassen werden mit organischen Aminen und Hydroxylaminen zu farblosen Produkten umgesetzt, die ihrerseits mit Hil­ fe von Metallsalzen komplexiert werden. In die Acryl­ nitrilpolymerisate werden Comonomere eingesetzt, die besonders leicht mit Hydroxylaminen reagieren. Das Verfahren befaßt sich mit einem direkten chemischen Umsatz der Acryllnitrilpolymerisate und hat mit dem erfindungsgemäß adsorptiv durchgeführten Verfahren keine Gemeinsamkeiten.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine hydrophil ausgerüstete Armierungsfaser zu schaffen, die neben ihrer guten Einarbeitbarkeit in Baustoffmi­ schungen darüberhinaus eine gute Bindung zur Baustoff­ mischung herstellt und damit einen guten Verbund schafft.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die hydrophilen synthetischen Armierungs- und Prozeß­ fasern mit silikataffinen Eigenschaften aus hochfesten Polyacrylnitrilfasern mit einem Copolymerenanteil von höchstens 15 Gew.-% und einem Mindestanteil von 5 Gew.-% Esterkomponenten sowie 0,6 bis 1,4 Gew.-% Allyl- bezie­ hungsweise Methallylsulfonat und einem hydrophilen Filmüberzug bestehen.
Die erfindungsgemäß einsetzbaren, hydrophil ausgerü­ steten Armierungsfasern weisen eine Stapellänge von 1 bis 24 mm, vorzugsweise 4 bis 12 mm, auf und haben Faserdurchmesser von 5 bis 300 µm, vorzugsweise 10 bis 150 µm.
Je nach Anwendungszweck kann die Faser jedoch in allen gängigen Schnittlängen hergestellt werden. Die hydrophilen Armierungs- und Prozeßfasern werden im Herstellungsprozeß der PAN-Fasern im Gelzustand mit einem Hydrophilierungsmittel ausgerüstet. Wird das Hydrophilierungsmittel noch zusätzlich im verdünnten Zustand mit einer silikatischen Salzlösung, beispielsweise mit Wasserglas, gemischt, bildet sich an der Faseroberfläche ein zusätzlicher silikatischer Film, der sich beim Einarbeiten dieser ausgerüsteten Fasern in hydraulische Binder noch zusätzlich positiv auswirkt.
Die so ausgerüsteten PAN-Fasern lassen sich einmal auf Grund ihrer hydrophilen Oberflächenbeschaffenheit und verhältnismäßig hohen Dichte gut in hydraulische Bin­ der einarbeiten. Desweiteren zeigen sie gute Bindungs- Eigenschaften.
Die Zusammensetzung des Komplexes erfolgt, wie in den Ansprüchen 1 bis 5 beschrieben, sie besteht aus:
4 bis 12 Gew.-% eines polymeren Pyrrolidiniumsalzes,
4 bis 13 Gew.-% eines oxyethylierten Alkyl­ ammoniumbetains sowie
4 bis 7 Gew.-% eines Alkyl-bis(polyoxyethylen)-ammoni­ um-sulfobetain-sulfinats oder -sulfobetain-sulfonats als Hauptkomponenten und
1 bis 5 Gew.-% eines nichtionischen Tensids,
5 bis 10 Gew.-% eines niedermolekularen Alkohols oder Diols, 0,05 bis 2 Gew.-% eines Schauminhibitors,
0,05 bis 2 Gew.-% eines unterstützenden Filmbildners und Ausgleich auf 100 Gew.-% mit Wasser.
Als polymeres Pyrrolidiniumsalz wird Poly-1,1-dimet­ hyl-3,4-dimethylen-pyrrolidinium-chlorid oder Copoly­ merisate des Dimethyl-diallyl-ammoniumchlorids mit Schwefeldioxid oder Acrylsäureamid eingesetzt.
Das oxyethylierte Alkyl-ammoniumbetain ist ein Alkyl-bis-(polyoxyethylen)-3-sulfopropyl- ammoniumbetain mit einer Alkylkettenlänge von C₁₄ bis C₁₈ und einem Polyoxyethylengehaltt von 3 bis 20 EO- Einheiten.
Das Alkyl-bis(polyoxyethylen)-ammonium-sulfobetain­ sulfinat ist ein Alkyl-bis-(polyoxyethylen)-2-sulfina­ to-3-sulfopropyl-ammoniumbetain mit einer Alkylketten­ länge von C₁₄ bis C₁₈ und einem Polyoxyethylengehalt von 3 bis 20 EO-Einheiten.
Als Alkyl-bis(polyoxyethylen)-ammonium-sulfobetain­ sulfonat wird ein Alkyl-bis-(polyoxyethylen)-2,3- disulfopropyl-ammoniumbetain mit einer Alkylkettenlän­ ge von C₁₄ bis C₁₈ und einem Polyoxyethylengehalt von 3 bis 20 EO-Einheiten verwendet.
Mit den isolierten hydrophilen Armierungs- und Prozeß­ fasern werden hydraulische Binder verstärkt. So können Mischungen diser Armierungs- und Prozeßfasern bei­ spielsweise mit Zement oder Gips sowie anderen minera­ lischen Bindern in den unterschiedlichen Konzentrati­ onsverhältnissen hergestellt und diese nach verschie­ denen Technologien verarbeitet werden.
Vorteile der hydrophilen synthetischen Armierungs- und Prozeßfasern sind
  • - ihr problemloses Einarbeiten in hydraulische Binder und ein stabiler Verbund mit diesen. Auf Grund ihrer Ausrüstung sind sie vor einem alkalischen Angriff durch die hydraulischen Binder beim exother­ men Abbinden geschützt.
  • - Der sich ausbildende hydrophile Film zieht selbstän­ dig auf die hydrophobe Faser bei der Ausrüstung im Herstellungsprozeß auf, und zwar in Form eines Kom­ plexes, bestehend aus einer kationischen polymeren Verbindung, einer betainischen Verbindung und gege­ benenfalls aus einem Sulfinato-sulfobetain oder Sulfonato-sulfobetain.
  • - Der auf der Faser befindliche Komplex ist in der Lage, einen silikatischen Film auszubilden.
Die folgenden Ausführungsbeispiele veranschaulichen die Herstellung der hydrophilen Armierungs- und Pro­ zeßfasern.
Ausführungsbeispiele
Zur Modifizierung der Faseroberfläche eingesetzte Hydrophilierungsmittel hatten folgende Zusammensetzun­ gen:
1. Hydrophilierungsmittelbeispiel
8 Gew.-% eines kationischen Polymers, eines Dimet­ hyldiallylammoniumchlorid-Schwefeldioxid- Copolymerisats, welches beispielsweise nach DE-PS 37 21 416 durch radikalisch initiierte Copolymerisation einer mit Schwefeldioxid gesättigten 50 bis 70%igen wäßrigen Dimethyldiallylammoniumchlorid­ lösung hergestellt wurde,
5 Gew.-% Hexadecyl/octadecyl-bis-(polyoxyethylen)-3- sulfopropyl-ammoniumbetain mit einem Polyoxyethylengehalt von 4 EO-Einheiten,
4 Gew.-% Hexadecyl/octadecyl-bis-(polyoxyethylen)-2- sulfinato-3-sulfopropyl-ammoniumbetain mit einem Polyoxyethylengehalt von 4 EO- Einheiten,
2,5 Gew.-% Hexadecyl/octadecyl-bis-(polyoxyethylen)- carboxymethyl-ammoniumbetain mit einem Polyoxyethylengehalt von 5 EO-Einheiten,
5 Gew.-% oxyethyliertes Fettalkoholgemisch der Ket­ tenlänge von C₉ bis C₁₈-Atomen mit einem durchschnittlichen EO-Gehalt von 12 Ein­ heiten oder ein Nonylphenylpolyoxyethylen mit 8-12 EO-Einheiten,
10 Gew.-% Butandiol-1,3,
0,2 Gew.-% kettengebrochenes Dimethylpolysiloxan,
0,25 Gew.-% eines Gemisches aus Triethoxysilylpropyl­ amin und dem Alkoholyseprodukt eines ket­ tengebrochenen H-Polysiloxans,
Rest Wasser
2. Hydrophilierungsmittelbeispiel
7 Gew.-% kationisches Polymer, welches ein teilwei­ se amphoteres Terpolymerisat ist und bei­ spielsweise nach DE-PS 27 10 008 durch radikalisch initiierte Polymerisation einer mit Schwefeldioxid gesättigten 50 bis 70%igen wäßrigen Dimethyldiallylammo­ niumchloridlösung, der man vorher noch 10 Mol% Maleinsäure zugesetzt hatte, her­ gestellt wurde,
4,6 Gew.-% Hexadecyl/octadecyl-bis-(polyoxyethylen)-3- sulfopropyl-ammoniumbetain mit einem Polyoxyethylengehalt von 4 EO-Einheiten,
4,6 Gew.-% Hexadecyl/octadecyl-bis-(polyoxyethylen)-2- sulfinato-3-sulfopropyl-ammoniumbetain mit einem Polyoxyethylengehalt von 4 EO- Einheiten,
1 Gew.-% Hexadecyl/octadecyl-bis-(polyocyethylen)- carboxymethyl-ammoniumbetain mit einem Polyoxyethylengehalt von 3 EO-Einheiten,
5 Gew.-% oxyethyliertes Fettalkoholgemisch der Ket­ tenlänge von C₉ bis C₁₈-Atomen mit einem durchschnittlichen EO-Gehalt von 12 Ein­ heiten oder ein Nonylphenylpolyoxyethylen mit 8-12 EO-Einheiten,
2 Gew.-% Butandiol-1,3,
0,18 Gew.-% kettengebrochenes Dimethylpolysiloxan,
0,14 Gew.-% eines Gemisches aus Triethoxysilylpropyl­ amin und dem Alkoholyseprodukt eines ket­ tengebrochenen H-Polysiloxans,
Rest Wasser
3. Hydrophilierungsmittelbeispiel
7,0 Gew.-% kationisches Polymer, das ein verzweigt­ kettiges Polydimethyldiallylammoniumchlo­ rid mit geringem Restoligomerenanteil, welches beispielsweise nach EP 264 710 (Beispiel 12) durch radikalisch initiierte Copolymerisation einer 52,3%igen wäßrigen Dimethyldiallylammoniumchloridlösung mit 0,5 Mol% Methyltriallylammoniumchlorid hergestellt wurde, ist
9,6 Gew.-% Sulfobetainsulfonat/Sulfobetain-1 : 1-Kom­ ponentengemisch von Hexadecyl/octadecyl- bis-(polyoxyethylen)-2,3-disulfopropyl-am­ moniumbetain und Hexadecyl/octadecyl-bis- (polyoxyethylen)-3-sulfopropyl-ammoniumbe­ tain mit einem Polyoxyethylengehalt von 4 EO-Einheiten,
5 Gew.-% oxyethyliertes Fettalkoholgemisch der Ket­ tenlänge von C₉ bis C₁₈-Atomen mit einem durchschnittlichen EO-Gehalt von 12 Ein­ heiten oder ein Nonylphenylpolyoxyethylen mit 8-12 EO-Einheiten,
2 Gew.-% Butandiol-1,3,
0,2 Gew.-% kettengebrochenes Dimethylpolysiloxan,
0,22 Gew.-% eines Gemisches aus Triethoxysilylpropyl­ amin und dem Alkoholyseprodukt eines ket­ tengebrochenen H-Polysiloxans,
Rest Wasser
4. Hydrophilierungsmittelbeispiel
8,0 Gew.-% kationisches Polymer, ein verzweigt­ kettiges, polykationisches Sulfobetain, das durch radikalisch initierte (Sulfit/ Peroxodisulfat) Copolymerisation einer 60%igen wäßrigen Dimethyldiallylammonium­ chloridlösung, der man während der fort­ schreitenden Polymerisation kontinuierlich 0,2 Mol% von vernetzend wirkenden Comono­ meren Methyltriallylammoniumchlorid zu­ setzt, hergestellt wurde,
8 Gew.-% Sulfobetainsulfinat/Sulfobetain-1 : 1-Kom­ ponentengemisch von Dodecyl/tetradecyl- bis-(polyoxyethylen)-2-sulfinato-3-sulfo­ propyl-ammoniumbetain und Dodecyl/tetrade­ cyl-bis-(polyoxyethylen)-3-sulfopropyl- ammoniumbetain mit einem Polyoxyethylenge­ halt von 3 EO-Einheiten,
2 Gew.-% Dodecyl/tetradecyl-bis-(polyoxyethylen)- carboxymethyl-ammoniumbetain mit einem Po­ lyoxyethylengehalt von 4 EO-Einheiten,
5 Gew.-% oxyethyliertes Fettalkoholgemisch der Ket­ tenlänge C₁₈ mit einem ungesättigten Anteil in der Kette und einem durch­ schnittlichen EO-Gehalt von 15 EO-Einhei­ ten,
4 Gew.-% Gemisch aus Propandiol-1,3 und n-Butanol im Gewichtsverhältnis 1 : 1,
0,15 Gew.-% kettengebrochenes Dimethylpolysiloxan,
0,18 Gew.-% eines Gemisches aus Triethoxysilylpropyla­ min und dem Alkoholyseprodukt eines kettengebrochenen H-Polysiloxans,
Rest Wasser
5. Hydrophilierungsmittelbeispiel
9 Gew.-% kationisches Polymer - ein kommerziell ver­ fügbares Homopolymerisat des Dimethyldial­ lylammoniumchlorids mit einer durch­ schnittlichen Molmasse von 40 000 g/mol,
6 Gew.-% Hexadecyl/octadecyl-bis-(polyoxyethylen)-3- sulfopropyl-ammoniumbetain mit einem Polyoxyethylengehalt von 4 EO-Einheiten,
4 Gew.-% Sulfobetainsulfinat/Sulfobetain-1 : 1-Kom­ ponentengemisch von Dodecyl/tetradecyl- bis-(polyoxyethylen)-2-sulfinato-3-sulfo­ propyl-ammoniumbetain und Dodecyl/tetrade­ cyl-bis-(polyoxyethylen)-3-sulfopropyl­ ammoniumbetain mit einem Polyoxyethylenge­ halt von 3 EO-Einheiten,
5 Gew.-% oxyethyliertes Fettalkoholgemisch der Ket­ tenlänge C₁₈ mit einem ungesättigten Anteil in der Kette und einem durch­ schnittlichen EO-Gehalt von 15 EO-Einhei­ ten,
8 Gew.-% Gemisch aus Propandiol-1,3 und n-Butanol im Gewichtsverhältnis 1 : 1,
0,24 Gew.-% kettengebrochenes Dimethylpolysiloxan,
0,25 Gew.-% eines Gemisches aus Triethoxysilylpropyl­ amin und dem Alkoholyseprodukt eines kettengebrochenen H-Polysiloxans,
Rest Wasser
6. Hydrophilierungsmittelbeispiel
8 Gew.-% kationisches Polymer - ein kommerziell ver­ fügbares Homopolymerisat des Dimethyldial­ lylammoniumchlorids mit einer durch­ schnittlichen Molmasse von 80 000 g/mol,
10 Gew.-% Sulfonato-Sulfobetain-1 : 1-Kom­ ponentengemisch aus Hexadecyl/octadecyl- bis-(polyoxyethylen)-2,3-disulfopropyl-am­ moniumbetain und Hexadecyl/octadecyl-bis- (polyoxyethylen)-3-sulfopropyl-ammoniumbe­ tain mit einem Polyoxyethylengehalt von 3 EO-Einheiten,
5 Gew.-% oxyethyliertes Fettalkoholgemisch der Ket­ tenlänge von C₉ bis C₁₈-Atomen mit einem durchschnittlichen EO-Gehalt von 12 Ein­ heiten oder ein Nonylphenylpolyoxyethylen mit 8-12 EO-Einheiten,
2 Gew.-% Butandiol-1,3,
0,25 Gew.-% kettengebrochenes Dimethylpolysiloxan,
0,3 Gew.-% eines Gemisches aus Triethoxysilylpropyl­ amin und dem Alkoholyseprodukt eines kettengebrochenen H-Polysiloxans,
Rest Wasser
Ausführungsbeispiele für die hydrophilen Armierungs- und Prozeßfasern Beispiel 1
Eine 20,50%ige Lösung eines ternären Copolymerenge­ misches aus 93,00 Masse% Acrylnitril, 5,92 Masse% Acryl­ säuremethylester und 1,08 Masse% Natriumallylsulfonat in Dimethylformamid, wurde durch Düsen mit 88 200 Lö­ chern in ein dimethylformamidhaltiges wäßriges Koagu­ lationsbad zu Elementarfäden der Feinheit von 1,45 dtex versponnen, um 600% bei 100°C gereckt, gewa­ schen, um 150% bei 100°C in Wasser nachgereckt und im Bad präpariert.
Bei der Präparation wurde das Hydrophilierungsmittel 1, verdünnt mit Wasser, im Verhältnis 1 : 28,5 und darin enthalten eine Konzentration von Silikationen mit einer Mindestmenge von 0,22 g/l im Dosierstammansatz verwendet. Das Faserkabel mit einer Gesamtkabelstärke von 64,2 ktex wurde mit einer Geschwindigkeit von 42 m/min einem Siebtrommeltrockner zugeführt, bei 158°C getrocknet, um mindestens 55% nachgereckt und danach im Wasserbad unter anschließendem Abquetschen auf 25% Feuchtigkeit gebracht.
Die erhaltenen PAN - Spezialfasern ließen sich als Ar­ mierungsfasern nach der Hatschek - Technologie ohne Probleme verarbeiten.
Beispiel 2
Eine 20,50%ige Lösung eines ternären Copolymerenge­ misches aus 93,00 Masse% Acrylnitril, 5,92 Masse% Acryl­ säuremethylester und 1,08 Masse% Natriumallylsulfonat in Dimethylformamid, wurde durch Düsen mit 88 200 Lö­ chern in ein dimethylformamidhaltiges wäßriges Koagu­ lationsbad zu Elementarfäden der Feinheit von 1,45 dtex versponnen, um 600% bei 100°C gereckt, gewa­ schen, um 150% bei 100°C in Wasser nachgereckt und im Bad präpariert.
Bei der Präparation wurde das Hydrophilierungsmittel 2, verdünnt mit Wasser, im Verhältnis 1 : 28,5 und darin enthalten eine Konzentration von Silikationen mit einer Mindestmenge von 0,22 g/l im Dosierstamman­ satz verwendet. Das Faserkabel mit einer Gesamtkabel­ stärke 10 von 64,2 ktex wurde mit einer Geschwin­ digkeit von 42 m/min einem Siebtrommeltrockner zugeführt, bei 158°C getrocknet, um mindestens 55% nachgereckt und danach im Wasserbad unter anschließen­ dem Abquetschen auf 25% Feuchtigkeit gebracht.
Die erhaltenen PAN - Spezialfasern ließen sich als Ar­ mierungsfasern nach der Hatschek - Technologie ohne Probleme verarbeiten.
Beispiel 3
Eine 20,50%ige Lösung eines ternären Copolymerenge­ misches aus 93,00 Masse% Acrylnitril, 5,92 Masse% Acryl­ säuremethylester und 1,08 Masse% Natriumallylsulfonat in Dimethylformamid, wurde durch Düsen mit 88 200 Lö­ chern in ein dimethylformamidhaltiges wäßriges Koagu­ lationsbad zu Elementarfäden der Feinheit von 1,45 dtex versponnen, um 600% bei 100°C gereckt, gewa­ schen, um 150% bei 100°C in Wasser nachgereckt und im Bad präpariert.
Bei der Präparation wurde das Hydrophilierungsmittel 3, verdünnt mit Wasser, im Verhältnis 1 : 28,5 und darin enthalten eine Konzentration von Silikationen mit einer Mindestmenge von 0,22 g/l im Dosierstamman­ satz verwendet. Das Faserkabel mit einer Gesamtkabel­ stärke 35 von 64,2 ktex wurde mit einer Geschwin­ digkeit von 42 m/min einem Siebtrommeltrockner zugeführt, bei 158°C getrocknet, um mindestens 55% nachgereckt und danach im Wasserbad unter anschlie­ ßendem Abquetschen auf 25% Feuchtigkeit gebracht. Die erhaltenen PAN - Spezialfasern ließen sich als Ar­ mierungsfasern nach der Hatschek - Technologie ohne Probleme verarbeiten.
Beispiel 4
Eine 20,50%ige Lösung eines ternären Copolymerenge­ misches aus 93,00 Masse% Acrylnitril, 5,92 Masse% Acryl­ säuremethylester und 1,08 Masse% Natriumallylsulfonat in Dimethylformamid, wurde durch Düsen mit 88 200 Lö­ chern in ein dimethylformamidhaltiges wäßriges Koagu­ lationsbad zu Elementarfäden der Feinheit von 1,45 dtex versponnen, um 600% bei 100°C gereckt, gewa­ schen, um 150% bei 100°C in Wasser nachgereckt und im Bad präpariert.
Bei der Präparation wurde das Hydrophilierungsmittel 4, verdünnt mit Wasser, im Verhältnis 1 : 28,5 und darin enthalten eine Konzentration von Silikationen mit einer Mindestmenge vono 0,22 g/l im Dosierstammansatz verwendet. Das Faserkabel mit einer Gesamtkabelstärke von 64,2 ktex wurde mit einer Geschwindigkeit von 42 m/min einem Siebtrommeltrockner zugeführt, bei 158°C getrocknet, um mindestens 55% nachgereckt und danach im Wasserbad unter anschließendem Abquetschen auf 25% Feuchtigkeit gebracht.
Die erhaltenen PAN - Spezialfasern ließen sich als Ar­ mierungsfasern nach der Hatschek - Technologie ohne Probleme verarbeiten.
Beispiel 5
Eine 20,50%ige Lösung eines ternären Copolymerenge­ misches aus 93,00 Masse% Acrylnitril, 5,92 Masse% Acryl­ säuremethylester und 1,08 Masse% Natriumallylsulfonat in Dimethylformamid, wurde durch Düsen mit 88 200 Lö­ chern in ein dimethylformamidhaltiges wäßriges Koagu­ lationsbad zu Elementarfäden der Feinheit von 1,45 dtex versponnen, um 600% bei 100°C gereckt, gewa­ schen, um 150% bei 100°C in Wasser nachgereckt und im Bad präpariert.
Bei der Präparation wurde das Hydrophilierungsmittel 5, verdünnt mit Wasser, im Verhältnis 1 : 28,5 und darin enthalten eine Konzentration von Silikationen mit einer Mindestmenge von 0,22 g/l im Dosierstamman­ satz verwendet. Das Faserkabel mit einer Gesamtkabel­ stärke von 64,2 ktex wurde mit einer Geschwindig­ keit von 42 m/min einem Siebtrommeltrockner zugeführt, bei 158°C getrocknet, um mindestens 55% nachgereckt und danach im Wasserbad unter anschlie­ ßendem Abquetschen auf 25% Feuchtigkeit gebracht. Die erhaltenen PAN - Spezialfasern ließen sich als Ar­ mierungsfasern nach der Hatschek - Technologie ohne Probleme verarbeiten.
Beispiel 6
Eine 20,50%ige Lösung eines ternären Copolymerenge­ misches aus 93,00 Masse% Acrylnitril, 5,92 Masse% Acrylsäuremethylester und 1,08 Masse% Natriumallyl­ sulfonat in Dimethylformamid, wurde durch Düsen mit 88 200 Löchern in ein dimethylformamidhaltiges wäßri­ ges Koagulationsbad zu Elementarfäden der Feinheit von 1,45 dtex versponnen, um 600% bei 100°C gereckt, gewaschen, um 150% bei 100°C in Wasser nachgereckt und im Bad präpariert.
Bei der Präparation wurde das Hydrophilierungsmittel 6, verdünnt mit Wasser, im Verhältnis 1 : 28,5 und darin enthalten eine Konzentration von Silikationen mit einer Mindestmenge von 0,22 g/l im Dosierstamman­ satz verwendet. Das Faserkabel mit einer Gesamtkabel­ stärke von 64,2 ktex wurde mit einer Geschwindig­ keit von 42 m/min einem Siebtrommeltrockner zugeführt, bei 158°C getrocknet, um mindestens 55% nachgereckt und danach im Wasserbad unter anschlie­ ßendem Abquetschen auf 25% Feuchtigkeit gebracht. Die erhaltenen PAN - Spezialfasern ließen sich als Ar­ mierungsfasern nach der Hatschek - Technologie ohne Probleme verarbeiten.

Claims (5)

1. Hydrophile synthetische Armierungs- und Prozeßfasern mit silikataffinen Eigenschaften auf der Basis hochfester Poly­ acrylnitrilfasern mit einem Copolymerenanteil von höchstens 15 Gew.-% und einem Mindestanteil von 5 Gew.-% Esterkomponen­ ten sowie 0,6 bis 1,4 Gew.-% Allyl- bzw. Methallylsulfonat und einem hydrophilen Filmüberzug, bestehend aus
4 bis 12 Gew.-% eines polymeren Pyrrolidiniumsalzes,
4 bis 13 Gew.-% eines oxyethylierten Alkyl­ ammoniumbetains sowie
4 bis 7 Gew.-% eines Alkyl-bis(polyoxyethylen)-ammoni­ um-sulfobetain-sulfinats oder -sulfobetain-sulfonats als Hauptkomponenten und
1 bis 5 Gew.-% eines nichtionischen Tensids,
5 bis 10 Gew.-% eines niedermolekularen Alkohols oder Diols,
0,05 bis 2 Gew.-% eines Schauminhibitors,
0,05 bis 2 Gew.-% eines unterstützenden Filmbildners und Ausgleich auf 100 Gew.-% mit Wasser.
2. Hydrophile synthetische Armierungs- und Prozeßfasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als polymeres Pyrrolidiniumsalz Poly-1,1-dimethyl-3,4-dimethylen- pyrrolidinium-chlorid oder Copolymerisate des Dimethyl­ diallyl-ammoniumchlorids mit Schwefeldioxid oder Acrylsäureamid eingesetzt wird.
3. Hydrophile synthetische Armierungs- und Prozeßfasern nach 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das oxyethylierte Alkyl-ammoniumbetain ein Alkyl-bis-(polyoxyethylen)-3-sulfopropyl-ammoniumbetain mit einer Alkylkettenlänge von C₁₄ bis C₁₈ und einem Polyoxyethylengehalt von 3 bis 20 EO-Einheiten ist.
4. Hydrophile synthetische Armierungs- und Prozeßfasern nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkyl-bis(polyoxyethylen)-ammonium-sulfobetain-sul­ finat ein Alkyl-bis-(polyoxyethylen)-2-sulfinato-3-sulfo­ propyl-ammoniumbetain mit einer Alkylkettenlänge von C₁₄ bis C₁₈ und einem Polyoxyethylengehalt von 3 bis 20 EO-Einheiten ist.
5. Hydrophile synthetische Armierungs- und Prozeßfasern nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkyl-bis(polyoxyethylen)-ammonium-sulfobetain- sulfonat ein Alkyl-bis-(polyoxyethylen)-2,3-disulfopropyl- ammoniumbetain mit einer Alkylkettenlänge von C₁₄ bis C₁₈ und einem Polyoxyethylengehalt von 3 bis 20 EO-Einheiten ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2712508A1 (de) * 1977-03-22 1978-09-28 Bayer Ag Halogenfreie, schwerbrennbare formmassen aus acrylnitrilpolymerisaten
EP0083984A1 (de) * 1982-01-12 1983-07-20 Hercules Incorporated Herstellung von stabilen wässrigen Dispersionen von Polyolefinfasern
DE3151179C2 (de) * 1980-12-27 1985-07-25 Toho Beslon Co., Ltd., Tokio/Tokyo Zur Herstellung einer voroxidierten Faser oder Kohlenstoffaser geeignete Acrylfaser und Verfahren zu deren Herstellung

Patent Citations (3)

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