EP0013889B1 - Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Fäden oder Fasern aus schwerlöslichen synthetischen Polymeren - Google Patents

Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Fäden oder Fasern aus schwerlöslichen synthetischen Polymeren Download PDF

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EP0013889B1
EP0013889B1 EP80100055A EP80100055A EP0013889B1 EP 0013889 B1 EP0013889 B1 EP 0013889B1 EP 80100055 A EP80100055 A EP 80100055A EP 80100055 A EP80100055 A EP 80100055A EP 0013889 B1 EP0013889 B1 EP 0013889B1
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spinning
filaments
suspension
solution
solvent
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Joachim Dross
Toni Herbertz
Hermann-Josef Jungverdorben
Hans-Karl Burghartz
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Bayer AG
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/02—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D01F6/18—Monocomponent 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
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D1/00—Treatment of filament-forming or like material
    • D01D1/02—Preparation of spinning solutions

Definitions

  • German patent application P 4152 29b, 3/65 should be particularly emphasized, in which a process is proposed in which the comminuted polymer is slurried in solvent and the slurry after being transferred to a heating zone to a temperature (for example 150 ° C.) brings, in which the solvent has a noticeably dissolving effect on the polymer and the resulting clear, colorless solution spins into threads.
  • the solution formed in the heating zone is not "kept at an elevated temperature for a substantial time" in order to avoid damage to the color of the solution. According to claim 2 and the examples, this means a duration of approximately 40 seconds.
  • water is added to the suspension of an acrylonitrile polymer in order to produce hydrophilic fibers with a core-sheath structure after dissolution by heating and spinning.
  • Another object is to be achieved according to the invention, namely the production of non-discolored threads and fibers from poorly soluble polymers.
  • sparingly soluble polymers can be processed in a continuous dissolving and spinning process to give threads or fibers which have good raw properties, the disadvantages described no longer occurring when the sparingly soluble polymers which are to be spun are mixed with the spinning solvent to be used pastes, the suspension is continuously heated to at least 130 ° C., but preferably 150 ° C., the resulting clear spinning solution is kept at this temperature for at least 3 minutes, but preferably 5 minutes, and this solution, which is still inhomogeneous, into a homogeneous, clear, viscosity-stable spinning solution transferred with good raw clay, filtered and immediately afterwards the spinneret.
  • the invention therefore relates to a process for the continuous production of synthetic non-discolored threads and fibers from thread-forming synthetic polymers which are sparingly soluble in organic polar solvents by preparing a suspension of polymer and solvent at room temperature and then heating this suspension, which is characterized in that the suspension with a solids concentration of 24 to 30.5 wt .-% continuously heated to at least 130 ° C and the resulting clear spinning solution at least 3 minutes at this temperature, filtered and homogenized without intermediate cooling, and immediately spun into threads.
  • Solvents are the polar organic solvents customary for this technique, especially dimethylformamide.
  • the spinning solutions are preferably homogenized using static mixers.
  • the spinning solvent e.g. Dimethylformamide with the polymer solid, e.g. PAN powder
  • the resulting clear, yellow solution is drained into an intermediate kettle, brought to the desired temperature in a secondary solvent and pressed into a venting kettle.
  • a pump then conveys the spinning solution into a spinning kettle, from where it is conveyed through a filter to the spinning machine.
  • PAN release system is given e.g. in man-made fibers, May 21, 1971, page 372, by F. Fourne. The process found has the great advantage over the conventional dissolving process described that it is not necessary to dissolve and pump large batches in boilers.
  • the residence time e.g. of acrylonitrile homopolymers with a K value of 90 and more at a spinning solution concentration of approx. 25% should be at least 3 minutes, but preferably 5 minutes, in order to obtain viscosity-stable solutions.
  • the dwell time of the spinning solution at high temperatures of 130 ° C. and more must be extended accordingly.
  • Suitable units for rapid solution preparation are, for example, double-walled tubes which are heated with steam at a pressure of about 3-5 bar, so that the temperature of the solution at the tube outlet is 130-150 ° C.
  • this embodiment of a heating device can be structurally dimensioned such that corresponding dwell times of at least 3 minutes can be set.
  • the viscosity of the spinning solutions is expressed in falling ball seconds (measured according to K. Jost, Rheologica Acta, Volume 1, No. 2 to 3, (1958), page 303). Unless otherwise noted, parts and percentages relate to weight.
  • a 5% solution of the corresponding fiber sample in dimethylformamide is prepared by treatment at 100 ° C. for 30 minutes. The mixture is then cooled to room temperature and, if it is still slightly cloudy, the solution is centrifuged off and measured in a 1 cm cuvette at 420 nm in comparison to pure DMF using the Elko 11 device from Zeiss.
  • a color number up to approx. 0.25 visually represents bright white fibers. Color numbers from about 0.25 to about 0.35 represent a yellowish cream to cream-colored raw tone and color numbers above 0.35 stand for a light yellow to lemon-colored appearance of the fibers.
  • the spinning solution is filtered after leaving the heating device, passed through a tube which is equipped with several mixing combs, and then from a 96-hole nozzle according to the working methods used in the Technology are known, dry spun.
  • the spun material with a titre of 1670 dtex is then drawn on a drawing twister 1: 9.6 times over hot godets at 150 ° C. Perfect running behavior, without capillary cracks. Fiber strength 4.2 centinewton / dtex, elongation at break 11%. Cross-sectional microscopic images show no fluctuations in titre and sticking.
  • Table 1 below shows further experiments with acrylonitrile homopolymer of different solids concentration. All of the polymers were, as described in Example 1, spun into fibers with a final titer of 2.8 dtex and textured. The texturing was smooth in all cases.
  • Analogous amounts of dimethylformamide and acrylonitrile homopolymer, as described in Example 1, are pasted in a screw and the slurry of solution is fed into a kettle. There, the porridge is heated to 90 ° C. for 3 hours with stirring, a solution which is not yet completely homogeneous being formed. This can be seen from the undissolved particles and jellyfish still present in the solution, so that the solution appears optically cloudy when viewed through. This unfinished solution is then heated to 120 ° C until the solution is no longer visually cloudy. After 30 minutes, the solution was then filtered and spun directly, as described in Example 1, into threads with a total titer of 1670 dtex.
  • An analogous spinning solution was prepared as described in Example 1, but the residence time of the spinning solution in the heating device was shortened by changing the throughput.
  • the amount of spinning solution conveyed was dimensioned such that a residence time of 60 seconds in the heating device after leaving the heatable tube was achieved.
  • the solution was then again filtered as described in Example 1, homogenized and spun into 1670 dtex threads. No processing was possible during the subsequent stretch test on the stretch twisting machine. Capillary breaks occurred constantly.
  • Spinning image titre fluctuations 16-17 per 1000 capillaries, bonds 1-2 per 1000 capillaries.
  • Table 2 lists further tests varying the residence time and the temperature of the spinning solution in the heating device described in Example 1. In addition to the throughput, the dwell time of the spinning solution was also changed via the number of heating devices used. In all cases, a spinning solution with the chem. Composition and concentration, as explained in Example 1, used.
  • the raw tone of the fibers is good in all cases and improves with decreasing temperature load.
  • the spinning solution should be brought to 130 ° C for at least 3 minutes in order to achieve viscosity-stable solutions. This is the only way to ensure flawless running on the draw twisting machine.
  • Table 3 below shows further tests with different solids concentrations. All of the polymers, as mentioned in Example 15, were spun into fibers with a total denier of 1670 dtex and then stretched 1: 9.6 times on a stretch twister.

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Description

  • Für die Herstellung spinnfähiger Lösungen aus Polymerisationsprodukten, wie z.B. Polyacrylnitril, zur Erzeugung von synthetischen Fäden und Fasern sind eine Vielzahl von Verfahren bekannt. Man kann z.B. Acrylnitrilpolymerisate in Dimethylformamid oder einem anderen polaren organischen Lösungsmittel, wie Dimethylacetamid, Dimethylsulfoxid usw. under Rühren bei 70-90°C lösen, anschließend filtrieren und zu Fäden verspinnen. Hierbei werden aus technischen Gründen meist große Kessel verwendet, wodurch es bei längeren Abspinnzeiten zu Rohtonschädigungen der Spinnlösungen kommt. Bei schwerer löslichen Polymerisaten, z.B. solchen mit hohem K-Wert, oder Spezialpolymerisaten ohne weichmachende, comonomere Bestandteile, z.B. Acrylnitrilhomopolymerisate, muß man im allgemeinen die Lösungstemperaturen beträchtlich erhöhen, um spinnfähige, knollen- und quallenfreie und vor allem viskositätsstabile Lösungen zu erhalten. Durch diese zusätzliche Temperaturbelastung der Spinnlösung entstehen große Probleme hinsichtlich des Rohtones und der Rohtonkonstanz über eine längere Spinndauer. Es hat daher nicht an Vorschlägen zur Überwindung dieser Probleme gefehlt. Die Vorschläge lassen sich grob gesehen in zwei Gruppen aufteilen. Bei der einen Gruppe handelt es sich um Zusätze, die zur Spinnlösung gegeben werden, um Rohton, Viskositätsverhalten und Verspinnbarkeit positiv zu beeinflussen. Bei der anderen Gruppe handelt es sich um spezielle Verfahrensführungen zur Bereitung homogener Spinnlösungen.
  • Aus dieser Gruppe sei die deutsche Patentanmeldung P 4152 29b, 3/65 besonders hervorgehoben, in der ein Verfahren vorgeschlagen wird, bei dem man das zerkleinerte Polymerisat in Lösungsmittel aufschlämmt und die Aufschlämmung nach Überführung in eine Heizzone auf eine Temperatur (z.B. 150°C) bringt, bei der das Lösungsmittel eine merklich lösende Wirkung auf das Polymerisat ausübt und die sich bildende klare, farblose Lösung zu Fäden verspinnt. Bei diesem Verfahren wird die in der Heizzone entstehende Lösung nicht "wesentliche Zeit auf einer erhöhten Temperatur gehalten", um eine Farbschädigung der Lösung zu vermeiden. Darunter wird gemäß Anspruch 2 und den Beispielen eine Dauer von ca. 40 Sekunden verstanden.
  • Wie Versuche mit schwerlöslichen Polymerisaten zeigten, ist dieses Verfahren der Polymerisataufschlämmung mit anschließender Überführung in eine Heizzone noch am geeignetsten, jedoch wurden auch hierbei trotz verbessertem Rohton zahlreiche Spinnstörungen in Form von Titerschwankungen und Verklebungen festgestellt, so daß ein Einsatz dieses Materials, z.B. auf dem Seidesektor, mit seinen vielen Texturierschritten zu Schwierigkeiten führte. Es traten vermehrt Kapillarbrüche, Aufschiebungen und Borsten auf.
  • Aus der US-PS 2 779 746 ist ferner bekannt, Polyacrylnitrillösungen zu Fäden zu verspinnen, die weniger Fadenbrücke und einen besseren Rohton aufweisen. Dazu wird unter Vakuum in einem stundenlangen Prozeß eine Dispersion de Polymeren in Dimethylformamid hergestellt, allmählich erhitzt, bis sich das Polymer löst und die Lösung versponnen. Das Verfahren läßt sich wegen der speziellen Dispersionsherstellung und der langen Zeiten nicht kontinuierlich durchführen.
  • Nach der DE-OS 2 706 032 wird der Suspension eines Acrylnitrilpolymerisates Wasser zugegeben, um nach dem Lösen durch Erhitzen und Verspinnen hydrophile Fasern mit einer Kern-Mantelstruktur zu erzeugen.
  • Erfindungsgemäß soll dem gegenüber eine andere Aufgabe gelöst werden, nämlich die Herstellung nicht verfärbter Fäden und Fasern aus schwerlöslichen Polymeren.
  • Es wurde nun gefunden, daß sich schwerlösliche Polymerisate in einem kontinuierlichen Löse-und Spinnverfahren zu Fäden oder Fasern verarbeiten lassen, die einen guten Rohten aufweisen, wobei die geschilderten Nachteile nicht mehr auftreten, wenn man die zur Verspinnung gelangenden schwerlöslichen Polymerisate mit dem zu verwendenden Spinnlösungsmittel anteigt, die Suspension kontinuierlich auf mindestens 130°C, vorzugsweise jedoch 150°C, aufheizt, die entstehende klare Spinnlösung mindestens 3 Minuten, vorzugsweise jedoch 5 Minuten bei dieser Temperatur hält und diese in sich noch inhomogene Lösung in eine homogene, klare, viskositätsstabile Spinnlösung mit gutem Rohton überführt, filtriert und unmittelbar darauf de Spinndüse zuführt.
  • Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von synthetischen nicht verfärbten Fäden und Fasern aus in organischen polaren Lösungsmitteln schwerlöslichen fadenbildenden synthetischen Polymeren durch Herstellung einer Suspension aus Polymer und Lösungsmittel bei Raumtemperatur und anschließendes Erhitzen dieser Suspension, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Suspension mit einer Feststoffkonzentration von 24 bis 30,5 Gew.-% kontinuierlich auf mindestens 130°C aufheizt und die entstehende klare Spinnlösung mindestens 3 Minuten bei dieser Temperatur hält, ohne Zwischenabkühlung filtriert und homogenisiert, und unmittelbar darauf zu Fäden verspinnt.
  • Unter schwerlöslichen Polymerisaten wurden erfindungsgemäß solche mit K-Werten von 90 und darüber verstanden. Besonders bevorzugt sind Acrylnitrilpolymerisate mit mindestens 85 Gew.% Acrylnitrilanteilen, besonders Acrylnitrilhomopolymerisate.
  • Also Lösungsmittel kommen die zu dieser Technik üblichen polaren organischen Lösungsmittel besonders Dimethylformamid, in Betracht.
  • Die Spinnlösungen werden vorzugsweise über statische Mischer homogenisiert.
  • Normalerweise wird gemäß dem Stand der Technik das Spinnlösungsmittel, z.B. Dimethylformamid, mit dem Polymerfeststoff, z.B. PAN-Pulver, über einen Anteiger vermengt, die entstehende klare, gelbe Lösung in einen Zwischenkessel abgelassen, in einem Nachlöser auf die gewünschte Temperatur gebracht und in einen Entlüftungskessel gedrückt wird. Eine Pumpe fördert dann die Spinnlösung in einen Spinnkessel, von wo sie durch ein Filter zur Spinnmaschine gefördert wird. Eine ausführliche Beschreibung einer derartigen PAN-Löseanlage wird z.B. in Chemiefasern, 21. Mai 1971, Seite 372, von F. Fourne abgehandelt. Das aufgefundene Verfahren hat gegenüber dem geschilderten herkömmlichen Löseverfahren den großen Vorteil, daß man keine große Chargen in Kesseln lösen und umpumpen muß. Bei hohen Kessel- oder Nachlöseerhitzertemperaturen, die wegen der Schwerlöslichkeit bestimmter Polymerisate zur Herstellung stabiler Spinnlösungen erforderlich sind, treten große Rohtonschädigungen auf infolge der langen Abspinnzeiten und der dadurch bedingten langen Verweilzeiten der Spinnlösungen bei hohen Temperaturen. Bei dem Aufgefundenen Verfahren wird jedoch jeweils nur so viel Spinnlösung hergestellt, wie auch tatsächlich unmittelbar verbraucht wird. Wie bereits erwähnt, hat sich gezeigt, daß die Anwendung einer hohen Temperatur alleine nicht ausreicht, um viskositätsstabile Spinnlösungen zu erzeugen. Eine wichtige Rolle spielt auch die Verweilzeit der Spinnlösung bei diesen zur Anwendung kommenden Polymerisaten. Wie aus Viskositätsmessungen hervorgeht, muß die Verweilzeit z.B. von Acrylnitrilhomopolymerisaten mit K-Wert 90 und mehr bei einer Spinnlösungskonzentration von ca. 25 % mindestens 3 Minuten, vorzugsweise jedoch 5 Minuten, betragen, um viskositätsstabile Lösungen zu erhalten. Mit steigender Spinnlösungskonzentration muß die Verweilzeit der Spinnlösung bei hohen Temperaturen von 130°C und mehr entsprechend verlängert werden.
  • Verspinnt man derartige Lösungen, so treten in der Regel immer noch Titerschwankungen auf, die im Faserendprodukt in Form von Borsten anfallen. Um diese Schwierigkeiten zu umgehen, hat sich eine intensive Durchmischung der Spinnlösung vor oder nach der Filtration als besonders geeignet erwiesen. Brauchbare Aggregate sind beispielsweise statische Mischelemente in Form von Kämmen, Wabengittern, Lamellen oder Wendeln, wobei meistens mehrere Elemente jeweils um 90° gegeneinander verdreht, hintereinander angeordnet werden. Als besonders günstig hat sich eine Ausführungsform erwiesen, bei der das Mischelement unmittelbar vor der Spinndüse angeordnet ist. Hierdurch wird eine intensive Homogenisierung und ein guter Wärmeaustausch sowie ein optimaler Konzentrations-, Viskositäts- und Temperaturausgleich erzielt.
  • Geeignete Aggregate zur raschen Lösungsbereitung sind beispielweise doppelwandige Rohre, die mit Dampf von ca. 3-5 bar Druck erhitzt werden, so daß die Temperatur der Lösung am Rohrausgang 130-150°C beträgt. Diese Ausführungsform einer Aufheizvorrichtung kann je nach Anzahl der Spinnstellen und des Spinnlösungsdurchsatzes baulich so dimensioniert werden, daß entsprechende Verweilzeiten von mindestens 3 Minuten einstellbar sind. In den folgenden Beispielen wird die Viskosität der Spinnlösungen in Kugelfallsekunden ausgedrückt (gemessen nach K. Jost, Rheologica Acta, Band 1, Nr. 2 bis 3, (1958), Seite 303). Teil- und Prozentangaben beziehen sich, wenn nicht anders vermerkt, auf das Gewicht.
  • Die Bestimmung der im vorhergehenden erwähnten physikalischen Größen wurde wie nachstehend beschrieben ausgeführt.
    • Bestimmung der Farbzahl:
  • Es wird eine 5 %ige Lösung der entsprechenden Faserprobe in Dimethylformamid durch 30 Minuten Behandlung bei 100°C hergestellt. Dann wird auf Raumtemperatur abgekühlt und die Lösung, falls sie noch leicht trübe ist, abzentrifugiert und in einer 1 cm Küvette bei 420 nm im Vergleich zu reinem DMF mit dem Elko 11-Gerät der Firma Zeiss gemessen. Hierbei repräsentiert eine Farbzahl bis ca. 0,25 visuell hell-weiße Fasern. Farbzahlen von etwa 0,25 bis ca. 0,35 repräsentieren einen gelblichen creme-bis rahmfarbenen Rohton und Farbzahlen über 0,35 stehen für ein hellgelbes bis zitronenfarbenes Aussehen der Fasern.
    • Beurteilung des Spinnbildes
  • Von jedem Spinnversuch werden 100 Querschnittsbilder angefertigt und die Anzahl der Titerschwankungen und Verklebungen pro 1000 Kapillaren ermittelt. Bei mehr als ca. 5 Titerschwankungen pro 1000 Kapillaren treten in der Regel verstärkt Kapillarrisse und Aufschiebungen beim Streckprozeß ein, was zu Borsten und flusigem Material führt. Ferner wird starke Wickelneigung an den Streckaggregaten beobachtet, was zu häufigen Produktionsstörungen Anlaß gibt.
    • Beispiele 1-5
  • 75,5 kg Dimethylformamid werden mit 24,5 kg Acrylnitrilhomopolymerisat vom K-Wert 91 nach Fikentscher in einem Kessel bei Raumtemperatur eingetragen und die Suspension über eine Zahnradpumpe in einen mit einem Rührwerk versehenen Spinnkessel gepumpt. Dann wird die Suspension, die eine Feststoffkonzentration von 24,5 Gew.% aufweist, in einem 60 cm langen doppelwandigen Rohr von 8 cm innerem Durchmesser mit Dampf von 4,0 bar Druck erhitzt. Die Temperatur der Lösung am Rohrausgang liegt bei 150°C und die Verweilzeit im Rohr beträgt 8 Minuten. Die Spinnlösung wird nach Verlassen der Aufheizvorrichtung filtriert, durch ein Rohr, welches mit meheren Mischkämmen bestückt ist, durchgeschickt und anschließend aus einer 96-Lochdüse nach Arbeitsweisen, die in der Technik bekannt sind, trockenversponnen. Das Spinngut vom Titer 1670 dtex wird dann an Einer Streckzwirnmaschine 1:9,6 fach über 150°C heiße Galetten verstreckt. Einwandfreies Laufverhalten, ohne Kapillarrisse. Faserfestigkeit 4,2 Centinewton/dtex, Reißdehnung 11%. Mikroskopische Querschnittsaufnahmen lassen keine Titerschwankungen und Verklebungen erkennen. Die Fasern vom Endtiter 2,8 dtex zeigen T- und Y-förmige Querschnitte und sehen optisch hellweiß aus. Farbzahl = 0,238.
  • In der folgenden Tabelle 1 werden weitere Versuche mit Acrylnitrilhomopolymerisat unterschiedlicher Feststoffkonzentration angeführt. Alle Polymerisate wurden, wie in Beispiel 1 beschrieben, zu Fasern vom Endtiter 2,8 dtex versponnen und texturiert. Die Texturierung verlief in allen Fällen problemlos.
    Figure imgb0001
  • Wie man der Tabelle 1 entnehmen kann, werden auch mit hochkonzentrierten Spinnlösungen aus Acrylnitrilhomopolymerisat gute Verarbeitungseigenschaften unter Änderung der Querschnittsstruktur erzielt. Der Rohton ist in allen Fällen optisch gesehen hellweiß.
    • Beispiel 6 (Vergleich)
  • Analoge Mengen Dimethylformamid und Acrylonitrilhomopolymerisat, wie in Beispiel 1 beschrieben, werden in einer Schnecke angeteigt und der Lösungsbrei in einen Kessel eingefahren. Dort wird der Brei 3 Stunden unter Rühren auf 90°C erhitzt, wobei eine noch nicht vollkommen homogene Lösung entsteht. Dies ist ersichtlich an noch vorhandenen ungelösten Partikeln und Quallen in der Lösung, so daß die Lösung bei Durchsicht optisch trübe erscheint. Diese unfertige Lösung wird anschließend so lange auf 120°C erhitzt, bis die Lösung optisch nicht mehr trübe ist. Nach 30 Minuten word die Lösung dann filtriert und direkt, wie in Beispiel 1 beschrieben, zu Fäden vom Gesamttiter 1670 dtex versponnen. Beim anschließenden Streckversuch auf der Streckzwirnmaschine werden wiederholt Kapillarbrüche und Wickelneigung festgestellt. Spinnbild: Titerschwankungen 11-12 pro 1000 Kapillaren, Verklebungen keine. Die Fasern vom Endtiter 2,8 dtex sehen optisch cremefarben bis hellgelb aus. Farbzahl = 0,360.
    • Beispiele 7-14 (Beispiele 7, 8, 12, 13, 14 sind Vergleichsbeispiele)
  • Es wurde eine analoge Spinnlösung, wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, wobei jedoch die Verweilzeit der Spinnlösung in der Aufheizvorrichtung durch Änderung der Durchsatzmenge verkürzt wurde. Die geförderte Spinnlösungsmenge wurde so bemessen, daß eine Verweilzeit von 60 Sekunden in der Aufheizvorrichtung nach Verlassen des beheizbaren Rohres erzielt wurde. Die Lösung wurde dann wiederum, wie in Beispiel 1 beschrieben, filtriert, homogenisiert und zu Fäden vom Titer 1670 dtex versponnen. Beim anschließenden Streckversuch auf der Streckzwirnmaschine war keine Verarbeitung möglich. Es traten ständig Kapillarbrüche auf. Spinnbild: Titerschwankungen 16-17 pro 1000 Kapillaren, Verklebungen 1-2 pro 1000 Kapillaren. Die Fasern sehen optisch hellweiß aus, haben jedoch längs der Einzelkapillaren Dick-, Dünnstellen, was sich in Form von Knötchen manuell auch festellen läßt. Farbzahl = 0,109.
  • In der folgenden Tabelle 2 werden weitere Versuche unter Variation der Verweilzeit und der Temperatur der Spinnlösung in der in Beispiel 1 beschriebenen Aufheizvorrichtung aufgeführt. Dabei wurde die Verweilzeit der Spinnlösung neben der Durchsatzmenge auch noch über die Anzahl der verwendeten Aufheizvorrichtungen geändert. In allen Fällen wurde eine Spinnlösung mit der chem. Zusammensetzung und Konzentration, wie in Beispiel 1 erläutert, verwendet.
    Figure imgb0002
  • Wie man der Tabelle 2 entnehmen kann, ist der Rohton der Fasern in allen Fällen gut und verbessert sich mit abnehmender Temperaturbelastung. Die Spinnlösung sollte jedoch mindestens 3 Minuten lang auf 130°C gebracht werden, um viskositätsstabile lösungen zu erreichen. Nur so ist ein einwandfreier Lauf auf der Streckzwirnmaschine möglich.
    • Beispiele 15-19 (Vergleich)
  • Es wurde eine analoge Spinnlösung, wie in Beispiel 1 angegeben, hergestellt, filtriert und versponnen, wobei jedoch auf die statische Mischvorrichtung, bestehend aus mehreren Mischkämmen, verzichtet wurde. Das Spinngut vom Titer 1670 dtex wurde anschließend auf der Streckzwirnmaschine 1:9,6 fach verstreckt. Es traten wiederholt Kapillarrisse und Wickelneigung an den Kopsen auf. Spinnbild: 8-9 Titerschwankungen pro 1000 Kapillaren, Verklebungen 3-4. Die Fasern hatten einen Beispiel 1 entsprechenden guten Rohton. Farbzahl = 0,203.
  • In der folgenden Tabelle 3 sind weitere Versuche mit unterschiedlichen Feststoffkonzentrationen angegeben. Alle Polymerisate wurden, wie in Beispiel 15 angeführt, zu Fasern vom Gesamttiter 1670 dtex versponnen und anschließend probeweise auf der Streckzwirnmaschine 1: 9,6 fach verstreckt.
    Figure imgb0003
  • Wie aus Tabelle 3 hervorgeht, verschlechtert sich das Spinnbild (Zunahme von Titerschwankungen, Verklebungen und Borsten) mit zunehmender Polymerfeststoffkonzentration. Unter Weglassung der statischen Mischkämme ist praktisch keine Verarbeitung auf der Streckzwirnmaschine mehr zu erreichen. (Starke Wickelneigung, Kapillarbrüche, flusiges Material.)

Claims (4)

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von synthetischen nicht verfärbten Fäden und Fasern aus in organischen polaren Lösungsmitteln schwerlöslichen fadenbildenden synthetischen Polymeren durch Herstellung einer Suspension aus Polymer und Lösungsmittel bei Raumtemperatur und anschließendes Erhitzen dieser Suspension, dadurch gekennzeichnet, daß man die Suspension mit einer Feststoffkonzentration von 24 bis 30,5 Gew.-% kontinuierlich auf mindestens 130°C aufheizt und die entstehende klare Spinnlösung mindestens 3 Minuten bei dieser Temperatur hält, ohne Zwischenabkühlung filtriert und homogenisiert, und unmittelbar darauf zu fäden verspinnt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man also schwerlösliche Polymerisate Acrylnitrilhomopolymerisate oder Copolymerisate mit K-Werten von 90 und darüber verwendet.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel Dimethylformamid verwendet wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Homogenisierung über statische Mischer erfolgt.
EP80100055A 1979-01-18 1980-01-07 Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Fäden oder Fasern aus schwerlöslichen synthetischen Polymeren Expired EP0013889B1 (de)

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