JPS60119214A - Production of bulky polyacrylonitrile fiber - Google Patents

Production of bulky polyacrylonitrile fiber

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JPS60119214A
JPS60119214A JP59236871A JP23687184A JPS60119214A JP S60119214 A JPS60119214 A JP S60119214A JP 59236871 A JP59236871 A JP 59236871A JP 23687184 A JP23687184 A JP 23687184A JP S60119214 A JPS60119214 A JP S60119214A
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JP
Japan
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hydroxylamine
spinning solution
density
filament
minutes
Prior art date
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Application number
JP59236871A
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Japanese (ja)
Inventor
テオ ノイカム
ギユンター テユルク
ウルリツヒ ライネール
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Bayer AG
Original Assignee
Bayer AG
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Publication date
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/02Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • 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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  • Textile Engineering (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Inorganic Fibers (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 アクリル繊維、すなわち、少なくとも85重量−のアク
リロニトリル単位を有するアクリロニトリルホモポリマ
ーもしくはアクリロニトリル共重合体からなる繊維は通
常1.17〜1.19t / ex ”の密度を有する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Acrylic fibers, ie fibers consisting of acrylonitrile homopolymers or acrylonitrile copolymers having at least 85 by weight acrylonitrile units, usually have a density of 1.17 to 1.19 t/ex''.

アクリル繊維の密度を増加して(「安定化」)、よシ高
い密度のアクリル繊維を炭素繊維に変換することは公知
である。例えば、ポリアクリロニトリルフィラメントを
希薄なKMnO4溶液中で数分間煮沸し、次いで150
〜220℃で2〜8時間酸化することが提案されている 〔 1 工ndlan 、rourna’l of T
echnoコogy’、Vow、13゜6月号(197
5)、277〜280頁参照〕。
It is known to increase the density of acrylic fibers ("stabilization") to convert higher density acrylic fibers into carbon fibers. For example, polyacrylonitrile filaments are boiled in dilute KMnO4 solution for several minutes, then 150
Oxidation at ~220 °C for 2 to 8 hours has been proposed [1.
echnocogy', Vow, 13゜June issue (197
5), pp. 277-280].

米国特許第4.364.916号明細書には、繊維をヒ
ドロキシルアミンで処理し、洗浄し、次イテ過マンガン
酸アンモニウム、カルシウムもしくはマグネシウムの熱
浴中を通過させることによシポリアクリロニトリル繊維
を安定化する方法が記載されている。さらに洗浄工程が
続き、次に酸素含有雰囲気において約240〜310℃
に加熱して実際に安定化する。この安定化は約35分を
要する。
U.S. Pat. No. 4,364,916 discloses polyacrylonitrile fibers by treating the fibers with hydroxylamine, washing and passing through a hot bath of ammonium, calcium or magnesium permanganate. Methods for stabilization are described. A further cleaning step follows, then approximately 240-310°C in an oxygen-containing atmosphere.
heat it to actually stabilize it. This stabilization takes about 35 minutes.

長い安定化時間に加えて、この方法は多段階工程による
処理という不利を有する。さらに、過マンガン酸アンモ
ニウム、カルシウムおヨヒマグネシウムの各溶液は入手
が難かしい。過マンガン酸カリウムを用いると、繊維の
部分的分解が観察される。
In addition to long stabilization times, this method has the disadvantage of multi-step processing. Furthermore, ammonium permanganate, calcium and magnesium solutions are difficult to obtain. With potassium permanganate, partial decomposition of the fibers is observed.

したがって、本発明は密度が1.220 f / ty
re’以上のポリアクリロニトリル繊維を製造するため
の簡単な方法を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has a density of 1.220 f/ty
The purpose of the present invention is to provide a simple method for producing polyacrylonitrile fibers of re' or higher.

この目的は、ヒドロキシルアミンを紡糸溶液に加え、該
紡糸溶液を乾式紡糸し、紡糸されたフィラメントを延伸
し、熱処理することによって達成される。
This objective is achieved by adding hydroxylamine to the spinning solution, dry spinning the spinning solution, drawing the spun filaments, and heat treating.

したがって、本発明は少なくとも85重量%のアクリロ
ニトリル単位を有する重合体から、紡糸溶液を乾式紡糸
し、必要に応じて洗浄し、紡糸されたフィラメントを延
伸しそして加熱することにより1.220 f / c
m ”以上の密度を有するポリアクリロニトリルフィラ
メントを製造する方法において、 a)ヒドロキシルアミンを該紡糸溶液に添加し、b)延
伸を1:4〜1:12の比に行ない、そして C)延伸された物質を150〜500℃、好捷しくは1
60〜220℃の接触熱に少々くとも100秒間さらす ことを特徴とする。
Therefore, the present invention has been developed from a polymer having at least 85% by weight of acrylonitrile units by dry spinning a spinning solution, washing if necessary, drawing the spun filament and heating it to 1.220 f/c.
In a method for producing polyacrylonitrile filaments having a density greater than or equal to m'', a) hydroxylamine is added to the spinning solution, b) drawing is carried out to a ratio of 1:4 to 1:12, and C) drawn The substance is heated to 150-500℃, preferably 1
It is characterized by being exposed to contact heat of 60 to 220°C for at least 100 seconds.

過マンガン酸塩のような酸化剤による処理は必要としな
い。
Treatment with oxidizing agents such as permanganates is not required.

ヒドロキシルアミンのポリアクリロニトリル紡糸溶液へ
の添加はドイツ公開第2724952号明細書によシ公
知である。得られたフィラメントは、本発明による熱処
理には付さず、その密度は1.220 f /ag” 
という必要な最小値に達せず、ヒドロキシルアミンは密
度を増加させるためではなく、糸の可燃性を減らすだめ
に加える。
The addition of hydroxylamine to polyacrylonitrile spinning solutions is known from DE 27 24 952 A1. The filament obtained was not subjected to any heat treatment according to the invention and its density was 1.220 f/ag"
The required minimum value of hydroxylamine is not reached and hydroxylamine is added to reduce the flammability of the yarn rather than to increase density.

本発明により添加されるべきヒドロキシルアミンの量は
、ニトリル基の含量を基準とする。
The amount of hydroxylamine to be added according to the invention is based on the content of nitrile groups.

ヒドロキシルアミンはニトリル基に基いて0.1〜3モ
ルチの量で添加するのが好ましい。ヒドロキシルアミン
は、直接かヒドロキシルアミン塩の形の何れかで添加す
ることができ、第2の場合には、アミン、例えば、エチ
レンジアミン、トリエチルアミン、アニリンAモルホー
リン1 ピリジン、ピペリジン、ジメチルピペリジン、
ジエチレントリアミンもしくはトリエチレンテトラミン
を添加することによシ紡糸溶液中にヒドロキシルアミン
を遊離させることが必要である。
Hydroxylamine is preferably added in an amount of 0.1 to 3 mole based on nitrile groups. Hydroxylamine can be added either directly or in the form of a hydroxylamine salt; in the second case, amines such as ethylenediamine, triethylamine, aniline A morpholine 1 pyridine, piperidine, dimethylpiperidine,
It is necessary to liberate hydroxylamine into the spinning solution by adding diethylenetriamine or triethylenetetramine.

ヒドロキシルアミンを添加した後、紡糸溶液は紡糸する
前に少なくとも10分間50〜150℃の温度に保持す
べきである。ヒドロキシルアミン塩酸塩とヒドロキシル
アミン硫酸塩は適当なヒドロキシルアミン塩でちる。
After adding hydroxylamine, the spinning solution should be kept at a temperature of 50-150°C for at least 10 minutes before spinning. Hydroxylamine hydrochloride and hydroxylamine sulfate are diluted with a suitable hydroxylamine salt.

アクリル繊維のベースを形成しているアクリロニトリル
単位を少なくとも5s7Rffi%含むアクリロニトリ
ル重合体は当業者にはよく知られている。少なくとも9
8重i%のアクリロニトリル単位を含むアクリロニトリ
ル重合体、特にに−値(Ce1lulosechen+
ie 13 (1932)58 ]が60へ−120、
好ましくは80へ・110であるアクリロニトリルホモ
ポリマーを用いるのが好ましい。重合体は慣用手段、例
えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドも
しくはN−メチルピロリドン中の25〜55重量%紡糸
溶液から紡糸し、延伸し、洗浄し、そして調整(pre
pare )する。
Acrylonitrile polymers containing at least 5s7Rffi% of acrylonitrile units forming the basis of acrylic fibers are well known to those skilled in the art. at least 9
Acrylonitrile polymers containing 8% by weight of acrylonitrile units, especially -values (Celulosechen+
ie 13 (1932) 58 ] to 60 - 120,
Preference is given to using acrylonitrile homopolymers, preferably 80 to 110. The polymer is spun by conventional means, e.g. from a 25-55% by weight spinning solution in dimethylformamide, dimethylacetamide or N-methylpyrrolidone, drawn, washed and preconditioned.
pare).

こうして得られたフィラメントの強度は、4〜8 cN
/dtezで、個々のフィラメントの繊度は0.5〜2
0 dtex である。フィラメントの熱処理は、熱接
触表面上、好ましくはスラブ、カレンダーもしくは加熱
レール上で0.1〜0.2 cN/dtec の張力下
で行なわれ、おそくとも20分後に終る。接触加熱処理
は2〜10分間続けるのが好ましい。
The strength of the filament thus obtained is 4-8 cN
/dtez, the fineness of individual filaments is 0.5-2
It is 0 dtex. The heat treatment of the filaments is carried out on a thermal contact surface, preferably on a slab, calender or heating rail, under a tension of 0.1 to 0.2 cN/dtec and ends after at least 20 minutes. Preferably, the contact heat treatment continues for 2 to 10 minutes.

本発明の方法により得られるフィラメントは、1、5−
3. Ocl/atexの強度を持ち、暗褐色ないし黒
色である。このフィラメントはフィルタークロル、充填
および強化材料に加工することができ、または周知の方
法により炭素繊維に変えることができる。
The filament obtained by the method of the present invention is 1,5-
3. It has the strength of OCl/atex and is dark brown to black in color. The filaments can be processed into filter chlorides, filled and reinforced materials, or converted into carbon fibers by known methods.

密度はH,ae Vrie+q、 H,G、 Wel、
1landの’Re5earchJourn、’ 28
.8112 (1958)185〜184頁による方法
にしたがってめる。
The density is H, ae Vrie+q, H, G, Wel,
1land's 'Re5earchJourn,' 28
.. 8112 (1958) pp. 185-184.

実施例1 に−値90を有するアクリロニトリルホモポリマー12
.25kli’、ヒドロキシルアミン塩酸塩0、16 
kgおrびトリエチL/7ジアミy o、 13kgに
トリル基基準で1モルチに相当)を室温でジメチルホル
ムアミド37.5 kQ中に導入し、80℃で1時間攪
拌した。得られた紡糸溶液をダクト温度160℃、空気
温度280℃で乾式紡糸した。テークオフ速度2007
11/分で個々のフィラメント繊度が9.16tex 
となった。紡糸されたフィラメントを水中98℃で7倍
に延伸し、洗浄し、調整し、180℃で張力を加えて乾
燥し、ボビンに巻取った。
Example 1 Acrylonitrile homopolymer 12 with a value of -90
.. 25kli', hydroxylamine hydrochloride 0,16
A mixture of 37.5 kQ of dimethylformamide and stirred at 80° C. for 1 hour was introduced into 37.5 kQ of dimethylformamide at room temperature. The obtained spinning solution was dry spun at a duct temperature of 160°C and an air temperature of 280°C. Take-off speed 2007
Individual filament fineness is 9.16tex at 11/min
It became. The spun filaments were drawn 7 times in water at 98°C, washed, conditioned, dried under tension at 180°C, and wound onto a bobbin.

フィラメントの繊維データ: 繊度 1.4 dteχ 引張り強さ 4.8辷N/dtex 伸び 13チ 収縮 5チ 密度 1.180 97cm” 次に、フィラメントを最初の張力をo、 1cN/dt
、ex として13個の熱スラブ上に運んだ。温度はス
ラブ1〜4上で180℃、スラブ5〜8上で200℃、
スラブ9〜13上で220℃であった。その結果は下記
の表に示した〜240 薄縁 1.184 4.6 9
00560 暗化 11B8 4.3 8503 12
0 黒/褐 1.220 2.8 7004240 黒
 1.250 1.9 、 6505 560 黒 1
.、!120 1.7 600上記の条件と同じだがヒ
ドロキシルアミンを含まないポリアクリロニトリルホモ
ポリマーを用いて行なった比較試験では試験中密度の増
加は見られなかった。
Fiber data of the filament: Fineness: 1.4 dteχ Tensile strength: 4.8 N/dtex Elongation: 13 cm Shrinkage: 5 cm Density: 1.180 97 cm” Next, the filament was heated to an initial tension of 1 cN/dt.
, ex on 13 thermal slabs. The temperature is 180℃ on slabs 1 to 4, 200℃ on slabs 5 to 8,
It was 220°C on slabs 9-13. The results are shown in the table below ~240 Thin edge 1.184 4.6 9
00560 Darkening 11B8 4.3 8503 12
0 black/brown 1.220 2.8 7004240 black 1.250 1.9, 6505 560 black 1
.. ,! 120 1.7 600 A comparative test conducted under the same conditions as above but using a polyacrylonitrile homopolymer without hydroxylamine showed no increase in density during the test.

実施例2 実施例1と同様にして紡糸溶液を調製し、紡糸しそして
処理した。しかし、ヒドロキシルアミン塩酸塩とトリエ
チルアミンの添加量は、0゜45kgとo、 s q 
kgでニトリル基に基いて3モルチに相当する。
Example 2 A spinning solution was prepared, spun and processed as in Example 1. However, the amount of hydroxylamine hydrochloride and triethylamine added is 0.45 kg and o, sq.
kg corresponds to 3 molti based on nitrile groups.

フィラメントの繊維データ: 繊度 t 4 cltex 引張シ強さ 4.5 cN/atex 伸び 14% 収縮 2チ 密度 1.180 f/an3 フィラメントは最初の張力を0.2 cN/dte+c
として15個のスラブ上に運んだ。温度値スラブ1〜4
上で170℃、スラブ5〜8上で190℃、スラブ9〜
13上で210℃であった。その結果は下記の表に示ず
: 1 30 薄茶 1.1B3 4.4 85゜2 40
 暗化 1.1864.2 13503 60 暗化 
1.192 5.7 7904 120 黒 1.28
0 2.5 7105 240 黒 1.530 t5
 580実施例1と比較してヒドロキシルアミンの量を
増加すると密度の増加はさらに加速される。
Fiber data of filament: Fineness t 4 cltex Tensile strength 4.5 cN/atex Elongation 14% Shrinkage 2-inch density 1.180 f/an3 Filament initial tension 0.2 cN/dte+c
It was carried over 15 slabs as a Temperature value slab 1-4
170℃ on top, 190℃ on slabs 5 to 8, and 190℃ on slabs 9 to 8.
13 and 210°C. The results are not shown in the table below: 1 30 Light brown 1.1B3 4.4 85°2 40
Darkening 1.1864.2 13503 60 Darkening
1.192 5.7 7904 120 Black 1.28
0 2.5 7105 240 black 1.530 t5
Increasing the amount of hydroxylamine compared to 580 Example 1 further accelerates the increase in density.

代理人 内 [TI 明Agent within [TI Akira

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)少なくとも85重量%のアクリロニトリル単位を
含む重合体から紡糸溶液を乾式紡糸し、必要に応じて洗
浄し、紡糸されたフィラメントを延伸しそして加熱する
ことにより1,220P / as ”以上の密度を有
するポリアクリロニトリルフィラメントを製造する方法
において、a)ヒドロキシルアミンを紡糸溶液に添加し
、b)延伸を1=4〜1:12の比にて行ない、そして C)延伸された物質を150〜300℃、好ましくは1
60〜220℃の接触熱に少なくとも100秒間さらす
ことを特徴とする上記方法。
(1) Dry spinning a spinning solution from a polymer containing at least 85% by weight acrylonitrile units, washing if necessary, drawing and heating the spun filaments to a density of 1,220 P/as” or higher a) adding hydroxylamine to the spinning solution; b) drawing is carried out at a ratio of 1=4 to 1:12; and C) the drawn material is °C, preferably 1
A method as described above, characterized in that it is exposed to a contact heat of 60-220°C for at least 100 seconds.
(2) ヒドロキシルアミンの量がニトリル基に基いて
0.1〜3重量%である特許請求の範囲第1項による方
法。
(2) A process according to claim 1, wherein the amount of hydroxylamine is from 0.1 to 3% by weight, based on nitrile groups.
(3)接触熱処理を2〜10分間続け、フィラメントを
フィラメント張力が0.1〜0.2 CN/dtl!I
Xとなるよう維持する特許請求の範囲第1項による方法
(3) Continue the contact heat treatment for 2 to 10 minutes, and remove the filament until the filament tension is 0.1 to 0.2 CN/dtl! I
A method according to claim 1 for maintaining X.
(4) ヒドロキシルアミンを添加した後、紡糸溶液を
50〜150℃の温度に少なくとも10分間維持する特
許請求の範囲第1項による方法。
(4) A method according to claim 1, wherein after adding the hydroxylamine, the spinning solution is maintained at a temperature of 50 to 150° C. for at least 10 minutes.
JP59236871A 1983-11-15 1984-11-12 Production of bulky polyacrylonitrile fiber Pending JPS60119214A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3341277.4 1983-11-15
DE19833341277 DE3341277A1 (en) 1983-11-15 1983-11-15 METHOD FOR PRODUCING INCREASED DENSITY OF POLYACRYLNITRILE FIBERS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60119214A true JPS60119214A (en) 1985-06-26

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ID=6214369

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EP (1) EP0145917B1 (en)
JP (1) JPS60119214A (en)
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1329245A (en) * 1969-11-05 1973-09-05 Secr Defence Method of manufacturing carbon articles
DE2158798C3 (en) * 1970-12-10 1974-06-27 Kanebo, Ltd., Tokio Process for the production of carbon fibers
JPS5959844U (en) * 1982-10-15 1984-04-19 株式会社クボタ Threshing sorting device

Also Published As

Publication number Publication date
EP0145917A2 (en) 1985-06-26
DE3470574D1 (en) 1988-05-26
EP0145917A3 (en) 1985-09-25
DE3341277A1 (en) 1985-05-23
EP0145917B1 (en) 1988-04-20

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