DE976031C - Verfahren zur Herstellung von hohlraumfreien, gute Dehnungs- und Festigkeitswerte aufweisenden Faeden aus Polyacrylsaeurenitril nach dem Nassspinnverfahren - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von hohlraumfreien, gute Dehnungs- und Festigkeitswerte aufweisenden Faeden aus Polyacrylsaeurenitril nach dem Nassspinnverfahren

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DE976031C DEP3314A DE0003314A DE976031C DE 976031 C DE976031 C DE 976031C DE P3314 A DEP3314 A DE P3314A DE 0003314 A DE0003314 A DE 0003314A DE 976031 C DE976031 C DE 976031C
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    • D01F6/18Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from polymers of unsaturated nitriles, e.g. polyacrylonitrile, polyvinylidene cyanide
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Description

  • Verfahren zur Herstellung von hohlraumfreien, gute Dehnungs- und Festigkeitswerte aufweisenden Fäden aus Polyacrylsäurenitril nach dem Naßspinnverfahren Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Fäden aus Acrylsäurenitrilpolymeren nach dem Naßspinnverfahren, wobei man hohlraumfreie geformte Gebilde mit großer Festigkeit, günstiger Dehnung und glänzendem Aussehen erhält.
  • Acrylsäurenitrilpolymerebesitzen, abgesehen von anderen günstigen Eigenschaften, einen hohen Festigkeitsgrad und Unlöslichkeit in den üblichen Lösungsmitteln, denen gegenüber sie sehr widerstandsfähig sind. Aus der britischen Patentschrift 459 596 ist zu entnehmen, daß Acrylsäurenitrilpolymere in hochkonzentrierten, wäßrigen Lösungen von hydratisierten Salzen, wie Lithiumbromid, Zinkchlorid und Natriumrhodanid, löslich sind und daß diese Polymere aus solchen Lösungen durch Zugabe von Wasser, wäßrigen Salzlösungen oder Säuren ausgefällt werden können. Wenn derartige Lösungen von Acrylsäurenitrilpolymeren in die vorgenannten Fällbäder gepreßt werden, um auf diese weise geformte Gebilde, wie Fäden, Filme u. dgl., herzustellen, so sind diese geformten Gebilde außerordentlich weich und mit Hohlräumen behaftet. Infolgedessen sind sie so stark brüchig, daß sie zur Verwendung als Fäden oder Filme praktisch unbrauchbar sind. Im Falle der Herstellung mehrfädiger Fadenbündel neigen die Einzelfäden weiterhin dazu, zusammenzukleben und so ein einziges starres Gebilde abzugeben.
  • Die britische Patentschrift 461675 gibt weiterhin an, daß Acrylsäurenitrilpolymere in geschmolzenen, quaternären Ammoniumsalzen, wie Benzylpyridiniumchlorid, aufgelöst und durch Zugabe von Wasser, verdünnten Salzlösungen oder Säuren wieder ausgefällt werden können. Geformte Gebilde, die man durch Auspressen solcher Lösungen in diese Flüssigkeiten erhält, sind jedoch ebenfalls weich, hohlraumreich und außerordentlich brüchig. Sie sind daher ebenfalls zur Verwendung als Fäden oder Filme ungeeignet.
  • Später hat sich gezeigt, daß Acrylsäurenitrilpolymere in gewissen flüchtigen organischen Lösungsmitteln gelöst werden können. und es wurden auch geformte Gebilde, wie Fäden, Filme u. dgl., aus dem Polymeren durch Auspressen solcher Lösungen in Fällbäder der obenerwähnten Art hergestellt. Die auf diese Weise erhaltenen Gebilde unterscheiden sich von denen aus den vorher genannten Acrylsäurenitrilpolymerlösungen hergestellten insofern, als sie nicht so stark brüchig sind. Bei der Bildung eines Fadenbündels verfilzen oder verkleben sich die Einzelfäden auch nicht miteinander. Die Gebilde weisen jedoch auf ihrer ganzen Länge noch immer zahlreiche Hohlräume auf, und die Fäden besitzen zu geringe Festigkeits- und Dehnungseigenschaften, als daß man sie in der Textiltechnik verwenden könnte.
  • Die gestellten Aufgaben werden erfindungsgemäß ganz allgemein dadurch gelöst, daß man eine Lösung eines Acry lsäurenitrilpolymeren in einem flüchtigen organischen Lösungsmittel in ein heißes Spinnbad spinnt und den Faden wenigstens während des letzten Teiles seines Baddurchlaufes unter einer Spannung von zweckmäßig mindestens o,5 g pro Denier hält. Das Fällbad besteht dabei aus Glycerin, das auf etwa ioo bis 14o° C erhitzt wird, oder aus einer 30- bis 5oo/oigen (Gewichtsprozent), mindestens go° C heißen Lösung von Cälciumchlorid.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und die Ausführungsbeispiele werden nachfolgend an Hand der Zeichnung erläutert. In dieser ist Fig. i eine schematische Darstellung einer bevorzugten Einrichtung zur Ausführung der Erfindung und Fig.2 eine schematische Darstellung einer abgeänderten Ausführungsform einer solchen Einrichtung.
  • In Fig. i ist i eine Viellochspinndüse, durch welche eine Lösung von Acrylsäurenitrilpolymeren in ein Spinnbad :2 gepreßt wird, das sich in einem mit Heizschlangen .. versehenen Behälter 3 befindet. Bei seinem Durchlauf durch das Spinnbad 2 wird der durch Ausfällung des Polymeren gebildete Faden 5 durch Streckmittel einer Streckung unterworfen. Die Streckmittel bestehen hier aus einem Paar ortsfester Umlenkstangen 6. Nach Hindurchführung des gestreckten Fadens durch das Bad, was für den Rest des Durchlaufweges mittels der Führungsrolle 7 geschieht, wird der Faden rutschfrei über eine angetriebene Rolle 8 geleitet, worauf er einer z. B. aus einer umlaufenden Spule 9 bestehenden Sammelvorrichtung zugeführt wird.
  • In Fig. 2, die eine abgeänderte Ausführungsform einer Einrichtung für das Verfahren gemäß der Erfindung zeigt, bezeichnet 31 eine Mehrlochspinndüse, durch die eine Lösung von Acrylsäurenitrilpolymeren in ein Spinnbad 32 gepreßt wird, das in einem Behälter 33 enthalten ist. Dieser Behälter besitzt Heizschlangen 34, die das Bad auf einer Temperatur von wenigstens ioo° C halten. Der Vielfachfaden 35 wird durch das Bad 32 mittels der Leitrolle 36 hindurchgeführt und wandert alsdann über Rollen 37, die die Aufgabe haben, den Vielfachfaden 35 aus dem Bad 32 in ein Bad 38 zu leiten, das sich m einem Behälter 39 befindet. Auch dieser Behälter ist mit Heizschlangen 4o versehen, welche das Bad 38 auf einer Temperatur von wenigstens ioo° C, zweckmäßig von i5o° C oder mehr, halten. Die Leitrollen 41 führen den Faden 35 durch das Bad 38. Die aus den Rollen 36. 37 und 4i bestehenden Leitvorrichtungen üben auf den über oder unter ihnen durchlaufenden Faden keine wesentliche Streckung aus.
  • Eine Streckvorrichtung 42, die aus einem Paar ortsfester Umlenkstangen besteht, ist in dem Bad 38 auf dem Durchlaufweg des Fadens 35 in diesem Bad angeordnet. Dadurch wird der durchlaufende Faden gestreckt. Der gestreckte Faden wird dann aus dem Bad durch eine angetriebene Förderrolle 44 abgezogen und einer Sammelvorrichtung, wie z. B. einer umlaufenden Spule 45, zugeführt.
  • In den nachfolgenden Beispielen sind bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens der Erfindung beschrieben, wobei die angegebenen Teile Gewichtsteile sind.
  • Beispiel i Eine Lösung von i8 Teilen Acrylsäurenitrilpolymeren mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von annähernd i2o ooo (durch Viskositätsmessungen nach der Staudingerformel bestimmt) in 82 Teilen Dimethylformamid wird bei einer Temperatur von ioo° C (Viskosität 450 Poisen) durch eine io-Loch-Spimidüse (Lochdurchmesser o,i- mm) in ein Spinnbad gepreßt, das aus auf 14o° C erhitztem Glycerin besteht. Die Geschwindigkeit der ausgepreßten Lösung beträgt 11,75 m pro Minute. Der Faden wird über eine Gesamtstrecke von 6o cm durch das Bad geleitet, wobei er mittels einer Umlenkspannv orrichtung, die aus zwei in einem Abstand von 40 cm auf der Spinndüsenvorderseite angeordneten Umlenkstangen besteht, einer Spannung von 1,2 g pro Denier ausgesetzt wird. Nach dem Verlassen des Bades wird der Faden rutschfrei über eine mit einer Geschwindigkeit von go m pro Minute angetriebenen Förderrolle geleitet, worauf man den Faden auf einer sich mit konstanter Geschwindigkeit von dem gleichen Wert drehenden Spule sammelt. Der volle Fadenwickel wird dann mit Wasser glycerinfrei gewaschen und getrocknet. Der Faden zeigt eine Festigkeit voll .4,7 g pro Denier und eine Dehnung voll 70/0, während die Knotenfestigkeit 2,2 und die Schlingenfestigkeit 2,5 g pro Denier beträgt. Der Faden ist nicht brüchig und sehr gut als Verstärkungselement in der Textiltechnik geeignet. Falls erwünscht, kann die Dehnung des Fadens weiterhin bis auf einen Wert von 18 bis 22% und mehr erhöht werden, ohne daß dabei ein merklicher Festigkeitsverlust eintritt, indem man den Faden noch als Spulenwickel einer verlängerten Wärmebehandlung aussetzt. `Fenn der Faden so Stunden lang auf eine Temperatur von 150° C erhitzt wird, so hat er eine Festigkeit voll 4,6 g pro Denier und eine Dehnung von i8%.
  • Beispiele Die Lösung von Acrylsäurenitrilpolymereii nach Beispiel i wird in der in diesem Beispiel besehriebenen `'eise in ein Spinnbad gepreßt, das aus einer 40%igen wäßrigen Lösung von Calciumchlorid besteht und auf einer Temperatur zwischen 9o und 10o° C gehalten wird. Der Faden durchläuft das Bad auf einer Gesamtstrecke von 5o cm und wird dabei einer Spannung von 0,7 g pro Denier ausgesetzt. Dies geschieht in der Weise, daß man den Faden rund um und über eine gerade Stange führt, die 37,5 cm von der Spinndüsenvorderseite entfernt angeordnet ist. Der Faden wird dann gesammelt und wie im Beispiel i gereinigt. Der gereinigte und getrocknete Faden hat eine Festigkeit von 3,2 g pro Denier und eine Dehnung von 7%.
  • Beispiel 3 Eine 14%ige Lösung von Acrylsäurenitrilpolyineren mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von annähernd 140000 in Dimethylformamid wird bei einer Temperatur von ioo° C durch eine io-Loch-Spinndüse, deren jedes Loch einen Durchmesser von o,i2 mm hat, in ein Spinnbad gepreßt, das aus Glycerin besteht und auf einer Temperatur von 12o° C gehalten wird. Der Faden durchläuft dieses Bad auf einer Strecke von 6o cm in der in Fig.2 gezeigten Weise, wobei keine Streckvorrichtung in dem Bad angeordnet ist. Nach dem Verlassen des Bades wird der Faden in ein zweites Bad geleitet, das aus Glycerin besteht und auf eine Temperatur von 17o° C erhitzt ist. Er durchläuft dieses zweite Bad auf einer Strecke von 57,5 cm und wird dabei mit Hilfe von zwei Umlenkstangen, die in einer Entfernung von 17,5 cm von dem Beginn der Durchlaufstrecke durch das zweite Bad angeordnet sind, einer Spannung von o,9 g pro Denier ausgesetzt. Der gestreckte Faden wird aus dem zweiten Bad mittels einer Rolle abgezogen, über die er rutschfrei herübergeführt ist und die eine Umfangsgeschwindigkeit von 62,5 m pro Minute hat. Daraufhin wird der Faden ohne weitere Streckung auf einer umlaufenden Spule gesammelt. Die Reinigung und Trocknung des Fadens erfolgen gemäß Beispiel i. Weiterhin erhält der Faden eine Zwirnung von 1,6 Drehungen pro Zentimeter. Der Faden hat eine Trockenfestigkeit von 6,.4 g pro Denier, eine Schlingenfestigkeit von d.,o g pro Denier und eine Dehnung von io%. Wird er unter Streckung auf Temperaturen von i5 o° C erhitzt, so erleidet er praktisch keinen Festigkeitsverlust und zeigt nur einen geringen Dehnungszuwachs. Wird er dagegen im nicht gestreckten Zustand erhitzt, so zeigt er eine Dehnung von 2o °/o, während seine Festigkeit auf nur 5,9 g pro Denier abfällt.
  • Das Acrylsäurenitrilpolyinere, aus dem die geformten Gebilde hergestellt werden, gewinnt man zweckmäßig durch eine mit Ammoniumpersulfat katalysierte Polymerisation von monomerem, in Wasser gelöstem oder emulgiertem Aeryisäurenitril. Es kann jedoch durch irgendeine andere geeignete Polymerisationsreaktion erzeugt werden, z. B. durch die in Emulsion stattfindende Reaktion nach der USA.-Patentschrift 2 16o 054..
  • Das zur Herstellung der geformten Gebilde gemäß der Erfindung verwendete Polymere muß natürlich ein genügend hohes Molekulargewicht haben, so daß es fadenbildende Eigenschaften besitzt. Es hat zweckmäßig ein durchschnittliches Molekulargewicht von etwa 25 ooo bis 750 000 und mehr und vorzugsweise von etwa .4o ooo bis 25o ooo, berechnet durch Viskositätsmessungen nach der Staudingergleichung
    Molekulargewicht = NS,) - .
    Km C
    Hierin ist
    h" = 1,5.10-4,
    N", = spezifische Viskosität
    _ 'Viskosität der Lösung - i
    Viskosität des Lösungsmittels
    C = Konzentration der Lösung, ausge-
    drückt durch die Anzahl Mol des
    Monomeren (berechnet) pro Liter der
    Lösung.
    Das Polymere besteht zweckmäßig aus einem einfachen Acrylsäurenitrilpolymeren. Es können jedoch auch Mischpolymere von Acrylsäurenitril mit anderen polymerisierbaren Substanzen, wie Vinylacetat, Vinylchlorid, Estern oder anderen Derivaten der Acryl- oder lfethacrylsäure, Styrol, Isobutylen u. dgl. Verwendung finden. Damit der fertige Faden die wünschenswerten Eigenschaften von polymerisiertem Acrylsäurenitril (wie z. B. Widerstandsfähigkeit gegenüber Säuren und üblichen Lösungsmitteln) besitzt, ist es erforderlich, daß das Polymere einen größeren Anteil an Acrylsäurenitril enthält, und Polymere, die aus mindestens 8o Teilen Acrylsäurenitril und zweckmäßig nicht mehr als 2o Teilen einer anderen polymerisierbaren Substanz bestehen, sind am geeignetsten.
  • Das Polymere kann in jedem geeigneten Lösungsmittel aufgelöst werden. Zweckmäßig enthält das Lösungsmittel jedoch eine flüchtige organische Substanz. Der hier verwendete Ausdruck »flüchtiges organisches Lösungsmittel« soll solche organische Stoffe einschließen, die mit einem Acrylsäurenitrilpolymeren stabile, homogene Lösungen bilden können und die man ohne Zersetzung bei atmosphärischem Druck destillieren kann.
  • Geeignete flüchtige organische Lösungsmittel, die gemäß der Erfindung verwendet werden können, sind unter anderem Dimethylformamid, Dimethylmethodiacetamid, n-Formylmorpholin, n-Formylhexamethylenimin, p-Phenylendiamin und m- und p-Nitrophenol.
  • Die bevorzugte Konzentration der Spinnlösung hängt natürlich von dem durchschnittlichen Molekulargewicht des verwendeten Polymeren ab. Im allgemeinen ist es zweckmäßig, beim Verspinnen von Polymeren mit hohem Molekulargewicht verdünntere Lösungen anzuwenden. Lösungen, die lo bis 3o % des Polymeren enthalten, sind im allgemeinen bevorzugt, und eine i7o/oige Lösung eines Acrylsäurenitrilpolymeren mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von i2o ooo hat sich für das Verfahren der Erfindung als sehr geeignet erwiesen. Wenn die Lösung durch eine öffnung üblicher Art ausgepreßt werden soll, so sollte sie eine Viskosität von 5o bis 5oo Poisen haben. Diese Viskosität kann man durch geeignete Einstellung der Temperatur der Lösung vor der Auspressung erhalten. Im allgemeinen sind Lösungstemperaturen von loo bis 15o° C zweckmäßig.
  • Wie aus den obigen Beispielen ersichtlich, sind Spinnbäder, die aus auf eine Temperatur von i4o° C erhitztem Glycerin oder einer auf go bis loo° C erhitzten 4o"/oigen Lösung von Calciumchlorid bestehen, für das Spinnen von sehr brauchbaren Fänden aus Acrylsäurenitrilpolymeren außerordentlich geeignet.
  • Die wirkliche Ursache für die günstige Wirkung der genannten Bäder auf eine ausgepreßte Lösung eines Acrylsäurenitrilpolymeren liegt nicht ohne weiteres auf der Hand. Man nimmt jedoch an, daß die Wirkung auf einem mehr allmählichen als schnellen Fäll- oder Gerinnungsvorgang beruht, dem die ausgepreßte Lösung in dem Bad unterworfen ist. Jedenfalls hat sich gezeigt, daß die Bäder gemäß der Erfindung eine Fällung des Polymeren in Form eines kompakteren Gebildes bewirken, als dies bei den früher bekannten Bädern der Fall ist. Die kompaktere Struktur zeigt sich aus »Flächenverhältnissen« des erhaltenen Fadens. Der Ausdruck »Flächenverhältnis« bezieht sich auf das Verhältnis der gemessenen Querschnittsfläche der Einzelfäden eines Fadenbündels aus Acrvlsäurenitrilpolymeren zu der theoretischen Querschnittsfläche solcher Fäden, wie sie sich aus dem Denier des Fadens und dem bekannten spezifischen Gewicht des Polymeren errechnet (1,I65 bei einem Acrylsäurenitrilpolymeren, das nach dem Verfahren gemäß der USA.-Patentschrift 2 140 048 hergestellt wurde und ein durch Viskositätsmessungen nach der Staudingerformel bestimmtes Durchschnittsmolekulargewichtvoni2oooo besitzt). Die folgende Tabelle gibt das Flächenverhältnis von Fäden an, die durch Verspinnen einer Lösung von Acrylsäurenitrilpolymeren in verschiedenen Bädern, einschließlich der Bäder gemäß der Erfindung, erhalten wurden. In jedem Fall wurde der Faden durch Verspinnen einer 2C%igen Lösung eines Acrylsäurenitrilpolymeren mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von i2o ooo in Dimethylformamid in das betreffende Bad hergestellt. Die Spinnlösung wurde vor dem Verspinnen auf eine Temperatur von loo° C erhitzt und durch eine 4o-Loch-Spinndüse mit einem Lochdurchmesser von o,oS mm ausgepreßt. Das Verspinnen der Lösung erfolgte in einer Menge von 4,2 g pro Minute, und der Faden wurde nach einem Gesamtbaddurchlauf von 6o cm mit einer Geschwindigkeit von 21,5 m pro Minute (gleich der berechneten Geschwindigkeit) auf einer Spule aufgewickelt. Er wurde dann mit Wasser gewaschen und auf der Spule getrocknet. Der Denierwert des Fadens wurde durch Wägung einer Länge von go cm bestimmt, aus welchem Wert dann die berechnete Querschnittsfläche der Fäden (Spalte 5 der Tabelle) durch die folgende Formel bestimmt wurde
    Fläche = - Faden - Denier
    (em2 . 10S) neunmal spezifisches Gewicht des
    Polymeren mal Anzahl der Ein-
    zelfäden in dem Fadenbündel
    In allen Fällen wurde für das spezifische Gewicht des Polymeren ein Wert von 1,165 eingesetzt. Der gemessene Querschnitt der Fäden (Spalte 4 der Tabelle) wurde durch direkte Messung der 5oofach vergrößerten Ouerschnittsfläche mit einem Planimeter bestimmt. Dabei bestimmte man in allen Fällen den Querschnittswert eines jeden der 4o Fäden, und der in die Tabelle eingesetzte Wert stellt den Durchschnitt dieser Einzelmessungen dar.
    (Durchschnittliche) Flächenverhältnis
    Spinnbad Badtemperatur Denier Querschnittsfläche der Fäden (bemessene Fläche)
    (o C) des Fadens (cm=. 105) zu
    bemessen I berechnet (berechnete Fläche)
    4o°/o CaC12 (wäßrige Lö-
    sung) . .. .. . .. .. .. .. . Ios 344 I,I4 0,822 1,39
    Glycerin ................. 140 341 1,38 o,815 1,70
    2o'% CaCl@ (wäßrige Lö-
    sung) . . . . . . . . . .. ... . . . . . IOo 341 2,21 0,815 2,72
    Wie aus dieser Tabelle ersichtlich, wird das Flächenverhältnis eines Fadens, der aus einem Acrylsäurenitrilpolymeren nach dem NTaßspinnverfahren hergestellt wird, sehr stark durch die Zusammensetzung des verwendeten Spinnbades beeinflußt, und die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die erwünschten physikalischen Eigenschaften eines solchen Fadens in umgekehrtem Sinne von seinem Flächenverhältnis abhängig sind. Fäden, die in Bädern gesponnen werden, welche auf Grund der obigen Untersuchung einen Faden mit einem Flächenverhältnis ergeben, das größer als 2,1 ist, sind im allgemeinen unerwünscht. Sie besitzen große Hohlräume und können nicht gestreckt werden, um so Fäden zu ergeben, die eine hohe Festigkeit, d. h. eine Festigkeit in der Größenordnung von .I g pro Denier und mehr haben. Andererseits sind in Bädern gemäß der Erfindung (Bäder, welche bei der obenerwähnten Prüfung Fäden mit einem Flächenverhältnis von nicht mehr als 2,1 ergeben) ersponnene Fäden im wesentlichen frei von Hohlräumen. und man kann sie ohne Bruchgefahr verhältnismäßig hohen Streckungen während des Spinnens von etwa 0,7 g pro Denier und mehr aussetzen, so daß man gerichtete Fäden enthält, die eine hohe Festigkeit und einen guten Dehnungswert haben und im allgemeinen für textiltechnische Zwecke geeignet sind.
  • Aus der Beschreibung ergibt sich, daß die Spinnbäder gemäß der Erfindung auf einer Temperatur von 9o bis ioo° C und mehr, z. B. auf einer Temperatur von 14o° C, gehalten werden sollen. Eine solche Temperatur ist jedoch nicht ausschlaggebend, und man kann ganz allgemein sagen, daß das Bad auf jeder gewünschten Temperatur gehalten werden kann, vorausgesetzt natürlich, daß das Bad bei dieser Temperatur in der Lage ist, das Polymere in Form eines Fadens auszufällen. dessen Flächenverhältnis nicht mehr als 2,1 beträgt. Die Badtemperatur soll allerdings nicht den Siedepunkt des in der Spinnlösung verwendeten Lösungsmittels überschreiten. Würde dies der Fall sein, so würde ein unerwünschtes Sieden des Lösungsmittels eintreten, und es würden sich in dein Faden kleine Bläschen bilden.
  • Bei der Ausführung der Erfindung ist es im allgemeinen zweckmäßig, Baddurchläufe von 5o bis 6o cm anzuwenden. Es ist dies jedoch nicht unbedingt erforderlich, und man kann sich auch mit kurzen Baddurchläufen, wie von i o cm, begnügen. Andererseits können auch viel längere Baddurchläufe von 2,5 bis 5 in und mehr gewählt werden. Solch lange Baddurchläufe sind besonders zweckmäßig beim Spinnen von Fäden mit hohem Denierwert oder von Fändenbündeln, die zu Stapelfasern verarbeitet werden sollen.
  • Wie schon erwähnt. unterscheiden sich die Bäder gemäß der Erfindung von den früheren Bädern. zum Spinnen von Fäden aus Acrylsäurenitrilpolymeren insofern, als sie es ermöglichen, den Faden während des Spinnens zii strecken. Die Spannung beträgt dabei zweckmäßig o,5 g pro Denier. Wie aus den Beispielen ersichtlich, erhält man ausgezeichnete Ergebnisse mit Spannungen von etwa 0,7 bis 1,2 pro Denier, und man kann sogar höhere Spannungen, z. B. voll 1,7 g pro. Denier, anwenden. Im allgemeinen ist es vorzuziehen, diese Spannung dem Faden auf einer verhältnismäßig kurzen Strecke des Baddurchlaufes mitzuteilen, z. B. mit Hilfe einer oder mehrerer Umlenkstangen, die in dem Bad angeordnet sind. Die Verwendung solcher Stangen ist jedoch nicht ausschlaggebend, und es können auch andere Arten von Spannvorrichtungen benutzt werden, wie z. 13. mehrere Führungsrollen od. dgl., und zwar allein oder in Verbindung mit einer oder mehreren ortsfesten Umlenkstangen. In den meisten Fällen ist es zweckmäßig, den Faden nur auf dem letzten Teil des Baddurchlaufes unter Spannung zu setzen. Auch dies ist jedoch nicht ausschlaggebend. Die Spannung kann den Faden gegebenenfalls auch in einem vorhergehenden Abschnitt des Baddurchlaufes mitgeteilt werden. So kann man durchaus zufriedenstellende Ergebnisse erzielen, wenn die Spannvorrichtung innerhalb eines Abstandes von 2,5 cm voll der Spinndüsenvorderseite angeordnet wird.
  • Wie im Beispiel 3 angegeben, eignet sich das Verfahren gemäß der Erfindung ausgezeichnet zur Durchführung in einem Doppelbad. Der Faden wird zunächst durch ein erstes, zweckmäßig auf ioo° C erhitztes Bad hindurchgeführt, und zwar mit einem Durchlaufweg, der ausreicht, um ihn vollkommen zum Gerinnen zu bringen, worauf man den Faden durch ein zweites, auf eine viel höhere Temperatur erhitztes Bad leitet. Hierbei kann er durch geeignete, in dein Bad angeordnete Vorrichtungen einer hohen Spannung ausgesetzt werden. Wie bei der Anlage mit einem Einzelbad ist es auch hier zweckmäßig, '%venn auch nicht unbedingt erforderlich, diese hohe Spannung dem Faden auf einer sehr kurzen Strecke zu übermitteln, und zwar mit Hilfe einer Spannvorrichtung, die an einer Stelle auf etwa zwei Drittel der Länge des Durchlaufweges durch das zweite Bad angeordnet ist. Das erste und das zweite Bad einer solchen Doppelhadanlage haben zweckmäßig die gleiche Zusammensetzung und enthalten Flüssigkeiten, die in der Lage sind, ein Acrylsäureiiitrilpolymeres aus der Lösung in Form eines Fadens auszufällen, der ein Flächenverhältnis von nicht mehr als 2.1 aufweist. Es ist dies jedoch nicht ausschlaggebend. Die Bäder können gegebenenfalls auch in ihrer Zusammensetzung unterschiedlich sein. Es ist nur erforderlich, daß die Flüssigkeit des ersten Bades ein ausreichendes Fällvermögen hat und diejenige des zweiten Bades das Acrylsäurenitrilpolymere nicht aufzulösen vermag und auf höherer Temperatur, wie auf einer Temperatur von etwa ioo bis i.Io° C, gehalten wird.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung hohlraumfreier Fäden mit guten Dehnungs- und Festigkeitswerten aus Polyacrylsäurenitril nach dem Naßspinnverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Lösung eines Acrylsäurenitrilpolymerisats in einem flüchtigen organischen Lösungsmittel mit Ausnahme von Lösungen in ein- oder mehrwertigen Sulfonen in eine mindestens 9o° C heiße, 3o- bis 5oo/oige Calciumchloridlösung oder in etwa ioo his i 4o° C heißes Glycerin verspinnt, wobei der Faden wenigstens auf dem letzten Teil seines Baddurchlaufs unter Spannung gehalten 1vird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung mindestens o,5 g pro Denier beträgt.
  3. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Acrylsäurenitrilpolymerisat mit einem Molekulargewicht zwischen 4.o ooo und 250 000 verwendet.
DEP3314A 1943-07-28 1950-09-12 Verfahren zur Herstellung von hohlraumfreien, gute Dehnungs- und Festigkeitswerte aufweisenden Faeden aus Polyacrylsaeurenitril nach dem Nassspinnverfahren Expired DE976031C (de)

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