DE3151179A1 - Acrylfaser, die zur herstellung einer voroxidierten faser oder kohlenstoffaser geeignet ist, und verfahren zu deren herstellung - Google Patents
Acrylfaser, die zur herstellung einer voroxidierten faser oder kohlenstoffaser geeignet ist, und verfahren zu deren herstellungInfo
- Publication number
- DE3151179A1 DE3151179A1 DE19813151179 DE3151179A DE3151179A1 DE 3151179 A1 DE3151179 A1 DE 3151179A1 DE 19813151179 DE19813151179 DE 19813151179 DE 3151179 A DE3151179 A DE 3151179A DE 3151179 A1 DE3151179 A1 DE 3151179A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- fiber
- ammonium salt
- acrylic
- acrylic fiber
- fibers
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229920002972 Acrylic fiber Polymers 0.000 title claims description 61
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 title claims description 40
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 title claims description 40
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 21
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 18
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 113
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 claims description 70
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 32
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 20
- -1 hydroxyethyl group Chemical group 0.000 claims description 19
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 15
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 10
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 9
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 9
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 9
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 9
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 9
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 7
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 7
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 6
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 6
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims description 6
- BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N Methyl acrylate Chemical compound COC(=O)C=C BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 5
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 5
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 5
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 claims description 5
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims description 4
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 238000002166 wet spinning Methods 0.000 claims description 3
- OSSNTDFYBPYIEC-UHFFFAOYSA-N 1-ethenylimidazole Chemical compound C=CN1C=CN=C1 OSSNTDFYBPYIEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 2-(3-fluorophenyl)-1h-imidazole Chemical compound FC1=CC=CC(C=2NC=CN=2)=C1 JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GVNVAWHJIKLAGL-UHFFFAOYSA-N 2-(cyclohexen-1-yl)cyclohexan-1-one Chemical compound O=C1CCCCC1C1=CCCCC1 GVNVAWHJIKLAGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- KGIGUEBEKRSTEW-UHFFFAOYSA-N 2-vinylpyridine Chemical compound C=CC1=CC=CC=N1 KGIGUEBEKRSTEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- JHUFGBSGINLPOW-UHFFFAOYSA-N 3-chloro-4-(trifluoromethoxy)benzoyl cyanide Chemical compound FC(F)(F)OC1=CC=C(C(=O)C#N)C=C1Cl JHUFGBSGINLPOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 101150065749 Churc1 gene Proteins 0.000 claims description 2
- JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acrylate Chemical compound CCOC(=O)C=C JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 102100038239 Protein Churchill Human genes 0.000 claims description 2
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229940063013 borate ion Drugs 0.000 claims description 2
- LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N methylenebutanedioic acid Natural products OC(=O)CC(=C)C(O)=O LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N pent‐4‐en‐2‐one Natural products CC(=O)CC=C PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- 229940085991 phosphate ion Drugs 0.000 claims description 2
- SZHIIIPPJJXYRY-UHFFFAOYSA-M sodium;2-methylprop-2-ene-1-sulfonate Chemical compound [Na+].CC(=C)CS([O-])(=O)=O SZHIIIPPJJXYRY-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 238000007380 fibre production Methods 0.000 claims 1
- 230000019635 sulfation Effects 0.000 claims 1
- 238000005670 sulfation reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 19
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 description 17
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 17
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 15
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 6
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 4
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 4
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 4
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 3
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 2
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 206010000496 acne Diseases 0.000 description 2
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 2
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 description 2
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 2
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 2
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 2-(2,4-difluorophenoxy)pyridin-3-amine Chemical compound NC1=CC=CN=C1OC1=CC=C(F)C=C1F LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XEEYSDHEOQHCDA-UHFFFAOYSA-N 2-methylprop-2-ene-1-sulfonic acid Chemical compound CC(=C)CS(O)(=O)=O XEEYSDHEOQHCDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N Ammonium acetate Chemical compound N.CC(O)=O USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005695 Ammonium acetate Substances 0.000 description 1
- 239000004342 Benzoyl peroxide Substances 0.000 description 1
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Benzoylperoxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 208000037656 Respiratory Sounds Diseases 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019257 ammonium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 229940043376 ammonium acetate Drugs 0.000 description 1
- 150000003868 ammonium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 1
- 238000009960 carding Methods 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- LYRFLYHAGKPMFH-UHFFFAOYSA-N octadecanamide Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(N)=O LYRFLYHAGKPMFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 206010037833 rales Diseases 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L sodium persulfate Substances [Na+].[Na+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- D01F9/00—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
- D01F9/08—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
- D01F9/12—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof
- D01F9/14—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments
- D01F9/20—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments from polyaddition, polycondensation or polymerisation products
- D01F9/21—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments from polyaddition, polycondensation or polymerisation products from macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D01F9/22—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments from polyaddition, polycondensation or polymerisation products from macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from polyacrylonitriles
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M13/322—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing nitrogen
- D06M13/368—Hydroxyalkylamines; Derivatives thereof, e.g. Kritchevsky bases
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
- Y10T428/2918—Rod, strand, filament or fiber including free carbon or carbide or therewith [not as steel]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
- Y10T428/2933—Coated or with bond, impregnation or core
- Y10T428/2964—Artificial fiber or filament
- Y10T428/2967—Synthetic resin or polymer
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Chemical Treatment Of Fibers During Manufacturing Processes (AREA)
Description
Acrylfaser, die zur Herstellung einer voroxidierten Faser oder Kohlenstoffaser geeignet ist, und Verfahren zu
deren Herstellung
Die Erfindung betriffL Aerylfasern, die zur Herstellung
von voroxidierten (flammbeständigen) Fasern mit im wesentlichen keiner Faserkoaleszenz oder von hochfesten Kohlenstof
fasern geeignet sind. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung der Acrylfasern und
ein Verfahren zur Herstellung von voroxidierten Fasern aus der Acrylfaser und ein Verfahren zum Karbonosieren
der voroxidierten Faser.
Es ist bekannt, dass man Acrylfasern voroxidieren (d.h. flnmmboi.Kinclig machen) kann, indem man sie einer
- 11 -
Voroxidations (Flammbeständigkeits)-behandlung unterwirft, durch Behandlung unter Spannung an der Luft bei
einer Temperatur von 200 bis 300°C und dass man Kohlenstoff
aserη daraus erhalten kann, indem man die voroxidierte
Faser unter Spannung in einer inerten Atmosphäre bei 5000C und mehr karbonisiert. (Solche Verfahren
werden beispielsweise in US-PS 4 069 297 beschrieben).
Voroxidierte Fasern finden ihre Verwendung als flammbeständiges
Material, als Wärmeschutzmaterial, als Vcrpackuncjr.inatori
al, etc., aber es bot; Loht ein zunchniomlor
Bedarf hinsichtlich der weiteren Verbesserung der Qualität und des Verhaltens.
Die gemäss dem vorher erwähnten Verfahren gebildeten
Kohlenstoffasern werden für Sportartikel, Freizeitgüter,
Automobile, Hochgeschwindigkeitsvorrichtungen, z.B. Zentrifugenabscheidern, in der Raumfahrt, etc., verwendet,
wegen ihrer hohen spezifischen Reissfestigkeit (Reissfestigkeit/spezifisches Gewicht) und des spezifischen
Reissmoduls (Reissmodul/spezifisches Gewicht) und der Bedarf hierfür nimmt noch zu. Kürzlich sind
eine Reihe von Anwendungsgebieten erschlossen worden, bei denen selbst die derzeit erhältlichen Kohlonst.of Γ-fasern
mit einer Reissfestigkeit von 300 bis 350 kg/mm·' nicht ausreichen. Bei solchen Anwendungen werden Kohlenstoff
asern mit viel höherer Reissfestigkeit benötigt.
Es ist ein Ziel der Erfindung, Acrylfasern zur Vcrfügung
zu stellen, die geeignet sind für die Herstellung von voroxidierten Fasern mit im wesentlichen keiner
- 12 -
Fasorkoalcszenz und ein Verfahren zur Herstellung dieser
Acrylfasern zu zeigen.
Ein weiteres Zeil der Erfindung ist es, Acrylfasern
zur Verfügung zu stellen, aus denen man hochfeste Kohlenstoffasern
erhalten kann, sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher Acrylfasern zu zeigen.
Die Erfinder haben zum Erreichen der vorerwähnten Ziele zahlreiche Untersuchungen vorgenommen und dabei festgestellt,
dass die üblichen voroxidierten Pasern eine nicht ausreichende Qualität und ein schlechtes Verhalten
aufweisen und dass die üblichen Kohlenstoffasern, die von den üblichen voroxidierten Fasern erhalten wurden,
nur eine niedrige Festigkeit aufweisen, wobei der Grund hierfür in der Koaleszenz der Monofilamente während
der Oxidationsbehandlung liegt. Auf dieser Feststellung baut die vorliegende Erfindung auf.
Gegenstand der Erfindung sind Acrylfasern, die zur Herstellung von voroxidierten Fasern oder Kohlenstofffasern
geeignet sind, aus einer Acrylfaser auf welcher ein Ammoniumsalz eines Fettsäureesters oder ein Ammoniumsalz
eines Fettsäureamids der allgemeinen Formeln (A)
25 bzw. (B)
R1COOCH0CH9N ■
R,
1 Z \
- 13 -
R2
R1CONHCII2CII7N
(B)
worin R- eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe
mit 11 bis 17 Kohlenstoffatomen, R0 und R-, jeweils Wasserstoff,
eine Niedrigalkylgruppe, eine Hydroxyethylgruppe oder eine Hydroxyisopropylgruppe und X ein Anion
TO hedeuten, aufgebracht ist.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung
der vorerwähnten Acrylfasern, indem man Acrylfasern
mit dem vorerwähnten Ammoniumsalz in jedem Stadium nach der Entfernung des Lösungsmittels in oder nach dem Verfahren
bei der Herstellung von Acrylfascrn durch ein ■Nassspinnverfahren behandelt.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Voroxidation der so erhaltenen Acrylfasern und ein Verfahren zum Karbonisieren der so erhaltenen voroxidierten
Fasern.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung und zeigt ein Beispiel für eine Vorrichtung für die
Voroxidation von Acrylfasern.
Wie erwähnt, ist es möglich, voroxidierte Fasern herzustellen,
bei denen keine Faserkoaleszcnz vorliegt, indem
man die rohe Acrylfaser mit einem speziellen Ammoniumsalz
behandelt. Es ist auch möglich, hochfeste
- 14 -
Kohlenstoffasern zu erhalten, indem man die so erhaltenen
voroxidierten Fasern karbonisiert. Voroxidierte Fasern und Kohlenstoffasern gemäss dieser Erfindung
weisen deshalb verbesserte Spinneigenschaften auf. 5
Um hochfeste Kohlenstoffasern zu erhalten, bestehen die orfindunqsgomässen Acrylfasern vorzugsweise aus einem
Polymer, das «»ich nus wenignLi-m; 95 Mol.?. Acrylnitril
und nicht mehr als 5 Mol.% eines Vinylmonomers, das
mit Acrylnitril kopolymerisierbar ist, aufbaut. Das Vinylmonomer ist ein solches, wie es üblicherweise bei
der Herstellung von Acrylfasern verwendet wird. Beispiele für solche Vinylkomonomere sind neutrale Monomere, wie
Methylacrylat, Ethylacrylat und Vinylacetat; saure Gruppen enthaltende Monomere, wie Acrylsäure, Methacrylsäure und Itakonsäure und deren Salze, Natriumallylsulfonat
und Natriummethallylsulfonat und basische Monomere, wie Vinylpyridin und Vinylimidazol.
Die vorerwähnte Acrylfaser kann nach einem üblichen Herstellungsverfahren hergestellt werden. Beispielsweise
kann man Acrylnitril mit oder ohne einem kopolymerisierbaren Vinylmonomer in einem geeigneten Lösungsmittel
(wie Dimethylformamid, konzentrierter wässriger Zinkchloridlösung, Dimethylsulfoxid und Dimethylacetamid),
welches das Polyacrylnitril löst, in Gegenwart eines geeigneten Katalysators (wie Benzoylperoxid,
Wasserstoffperoxid oder Natriumpersulfat) polymerisieren. Die erhaltene Lösung des Acrylnitrilpolymeren,
30 das im allgemeinen ein Molekulargewicht von etwa
40.000 bis etwa 100.000 hat, wird dann aus Spinndüsen
- 15 -
in einer verdünnten Lösung des Lösungsmittels extrudiert. Nach dem Entfernen des Lösungsmittels wird die Faser
getrocknet, gestreckt und dann ohne Spannung weiterbehandclt.
Die erhaltenen Faserbündel bestellen im allgemeinen aus etwa 500 bis 100.000 Monofilamenten von
0/1 bis 3,0 Denier.
Erfindungsgemäss werden die Acrylfasern mit einem
Ammoniumsalz eines Fettsäureesters oder eines Fettsäureamids der Formel (A) oder (B) behandelt. In diesen
Formeln bedeutet R1 eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe
mit 11 bis 17 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise
eine lineare gesättigte, aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe; R2 und R3 bedeuten Wasserstoff, Niedrigalkylgruppen
mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, wie Methyl und Ethyl, oder eine Hydroxyethylgruppe oder Hydroxyisopropylgruppe.
X ist ein Anion, beispielsweise ein Chlorion, , ein Acetation, ein Laktation, ein Phosphation, ein
Sulfation, ein Boration, ein Nitration, ein Phosphoryl-
20 dioxyethanolion oder Chlor.
Die Ammoniumsalze der angegebenen Formeln können einzeln oder in Kombinationen aus zwei oder mehr dieser
Ammoniumsalze zur Behandlung der Acrylnitrilfasern verwendet werden. Man kann auch ein Ammoniumsalz eines
Fettsäureesters mit einem Ammoniumsalz eines Fettsäureamids kombinieren.
Beispiele für Verbindungen der allgemeinen Formel (A)
werden nachfolgend gezeigt:
- 16
(D
CH2CH2OH -ι
Cl
C11H07COOCH0CH0N -CH0CH0OH
■* 1 Ί
CH7CHCOO
OH
(3)
C17H35COOCH2CH2N -
HSO,
CH0CH0OH-/22
(4)
C17H35COOCH2CH2N -
H2PO4
(5)
Ί7"35
-CH0CH0OH
a^.11aV
- OP^OCH0CH0OH)0
it LLi.
CH0CH9OH-,
/LL
(6)
C12H25COOCH2CH2N -CH3
CH3COO
CH0CH0OH-I
(7)
C12H25COOCH2CH2N -CH2CH3
,η Θ.
NO
- 17 -
17 -
-,Θ
C17H35COOCH2CH2N "~CH2CH2OH
•NO.
CH2CH2OH η
C17H35COOCH2CH2N -
CH7CHCH, Z,
OH Cl
Beispiele für Verbindungen der allgemeinen Formel (R)
werden nachfolgend gezeigt:
C17H35CONHCH2CH2N -CH2CH2OH
ΝΗ CH3COO
CH2CH2OHi
-CH CH3COO
CH2CH2OII-)
C17H35CONHCII2CII2N —
NO.
- 18 -
(4)
Ί74135
2CH2N -CH2CH2OH
CH2CH2OH
• OP(OCH0CH0D0
;t III
(5)
C17H35CONHCH2CH2N -CH2CH2OH
CII-CnCH, -1
Z, ό
OH
Cl
Von diesen Beispielen ergeben (1)r (4), (5) und (9)
von Verbindung (A) und (1), (4) und (5) von Verbindung (B) besonders gute Effekte bei der Verhinderung der
Koaleszenz von voroxidierten Fasern und daher werden diese Verbindungen bevorzugt bei der Herstellung von
voroxidierten Fasern, die für die Herstellung einer Kohlenstoff
aser verwendet·werden sollen, verwendet.
Verbindungen (A)-(5) und (B)-(4) weisen eine hohe Wasserlöslichkeit
auf und bilden deshalb wässrige Lösungen. Verbindungen (A)-(D, (2), (3), (4), (8) und (9)
und (B)-(I) und (5) sind verhältnismässig wenig wasserlöslich
und bilden darum keine klaren wässrigen Lösungen. (Solche Lösungen können deshalb auch als Dispersionen
bezeichnet werden.) Verbindungen (A)-(6), (7) und (B)-(2) und (3) haben eine geringe Wasserlöslichkeit
und bilden deshalb Dispersionen. Diese Verbindungen werden vorzugsweise in Kombination mit einer Ammoniumverbindung
gemäss der vorliegenden Erfindung mit hoher Löslichkeit verwendet, um stabile Flüssigkeiten zu erhalten.
- 19 -
Die vorerwähnten Ammoniumsalze können nach den folgenden Reaktionsformeln erhalten werden:
Herstellung der Verbindung (A):
CH-CH9OH
CH0CH0OII 2
R1COOH + HOCH2CH2N
R1COOCH2CH2
R1COOCH0CH,
CH0CH0OH
R,X
R1COOCH2CH2
Herstellung der Verbindung (B):
· R1COOH +
CH2CH2OH
R1CONHCH0CH0N
2 2
2 2
CH2CH2OH R-,
CH0CH7OII RnCONHCH0CII0N + R,X
. . R2
2
R1CONHCH2CH2N N
In den obigen Reaktionsformeln haben R-, R3 # R-5 und X
30 die vorher angegebenen Bedeutungen. Dabei werden in den Reaktionsformeln die Reaktanten vorzugsweise in
- 20 -
äquivn\onten Mengen verwendet. Weiterhin wird die
erste Stufe dieser Reaktionen unter kräftigem Rühren bei etwa 100 bis 2000C während 5 bis 15 Minuten durchgeführt
und die zweite Stufe dieser Reaktionen wird bei etwa 150 bis 2000C während 5 bis 15 Stunden durchgeführt.
Es wird 'hier festgehalten, dass die erfindungsgeinäss
verwendeten Ammoniumsalze wenigstens eine hydroxylhaltige Gruppe, die an das Stickstoffatom gebunden ist,
aufweisen, und dass sie deshalb-sehr gut in Wasser löslich
oder dispergierbar sind. Dennoch ist die Eindringbarkeit des Ammoniumsalzes in die Faser sehr gering,
so dass sich das Amnioniumsalz im wesentlichen gleichmassig
an der Oberfläche der Fasern absetzt. Weiterhin hat das Ammoniumsalz die charakteristische Eigenschaft,
dass es beim Erhitzen zu grösseren Molekülen (man nimmt
an, dass sich eine Mehrzahl, im allgemeinen 2 bis 4 Moleküle, vereinen) wächst und/oder mit der Oberfläche
der Fasern reagiert. Wegen dieser Eigenschaft verhindert das Ammoniumsalz auch, dass die Molekularorientierung
unregelmässig wird aufgrund eines Schrumpfes, der durch thermische Bewegung der Moleküle an der Oberfläche der
Fasern verursacht würde.
Bei der Herstellung der Acrylfasern nach einem Nassspinnverfahren wird die Faser im allgemeinen getrocknet,
gestreckt und nach der Entfernung des Lösungsmittels, das zur Herstellung einer Spinnlösung verwendet wird,
wird die Spannung entfernt. Beim erfindungsgemässen Verfahren
kann die Behandlung mit dem Ammoniumsalz in
- 21 -
jeder Stufe nach der Entfernung des Lösungsmittels bei der Herstellung der Fasern erfolgen. Mit anderen
Worten heisst dies, dass die Behandlung durchgeführt werdon knnn in jodor der oben erwähnten Sbufon, zwischen
zwei, der oben oi wölinl on SLu Γοη oder nach dor oiulqü.l I igem
Ilcrr.t-cllumj der Fasern.
Im allgemeinen erfolgt die Behandlung mit dem Ammoniumsalz,
indem man das Faserbündel in eine wässrige Lösung oder Dispersion des Ammoniumsalzes eintaucht oder die
Fasern damit besprüht. Um eine vollständige Befeuchtung des Faserbündels zu erreichen, wird das Eintauchen
vorzugsweise bei einer Badtemperatur zwischen 20 und 700C während 1 bis 5 Minuten durchgeführt.
Bei einer Badtemperatur von mehr als 700C neigt das
Ammoniumsalz dazu, in der Lösung zu aggregieren und dann wird die Behandlung ungleich und das Ammoniumsalz
wird in die Fasern infiltriert und die daraus gebildete Kohlenstoffaser hat eine verschlechterte Reissfestigkeit.
Andererseits löst oder dispergiert sich das Ammoniumsalz bei einer Badtemperatur von weniger
als 200C nicht gut in Wasser und dies ergibt eine durch die ungleichmässige Behandlung verursachte Faserkoaleszenz
aufgrund der grossen Grosse der dispersen Teilchen. Die Konzentration des Ammoniumsalzes liegt
im allgemeinen bei 1 bis 20 g/l. Der pH der Ammoniumsalzlösung beeinflusst die Qualität der gebildeten
voroxidierten Faser und Kohlenstoffaser, wobei ein pH von 4 oder weniger bevorzugt wird. Liegt der pH bei
mehr air. 4, dann neigt tlaj; Ammoniums al/, zur Bildung
von Aggregaten und dadurch wird die Fascrkoalcszcnz
erhöht. Jeder pü-Wert von niedriger als 4 ist bevorzugt
aber besonders bevorzugt ist ein pH von mehr als 1 und insbesondere zwischen 2 und 3,5. Der pH wird vorzugsweise
mit Natriumhydroxid oder einer Säure, die das gleiche Anion aufweist wie X in dem verwendeten Ammoniumsalz,
eingestellt. Die bevorzugte Menge des auf den Fasern haftenden Ammoniumsalzes liegt bei 0,01 bis
0,5 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Fasern. Beträgt die Menge weniger als 0,01 %, dann kann die Faserkoaleszenz
nicht ausreichend verhindert werden und beträgt die Menge mehr als 0,5 %, dann bildet das überschüssige
Ammoniumsalz Koki.; und Kohle auf der voroxidierLon Faser
iind der Oberfläche der Kohlenstoffaser und dadurch ergibt
sich eine Verschlechterung der Festigkeit der gebildeten Kohlenstoffaser. Die bevorzugte Menge des
Ammoniumsalzes ist weniger als 0,3 %, wobei das Ammoniumsalz
nur wenig in die Faser einfiltriert wird und
man deshalb eine hochfeste Kohlenstoffaser daraus er-
20 halten kann.
Nach der Behandlung mit der das Ammoniumsalz enthaltenden Lösung wird die Acrylfaser sorgfältig getrocknet,
so dass die gebildete Kohlenstoffaser nicht nachteilig in der Festigkeit beeinflusst wird. Das Faserbündel,
das in Form eines Gels vorliegt (Wassergehalt der Faser liegt bei mehr als etwa 5 %), wird im allgemeinen
getrocknet, indem man es allmählich von 70 auf 1400C
erwärmt und das Faserbündel, das nicht mehr die Form eines Gels hat (Wassergehalt der Fasern beträgt nicht
mehr als 5 %) wird getrocknet, indem man es allmählich
- 23 -
auf 100 biy 1500C erwärmt.
Die Menge des auf der Faser anhaftenden Ammoniumsalzes kann man messen, indem man 3 Stunden mit einer Mischung
aus Alkohol und Benzol (gleiche Gewichtsmengen) während 3 Stunden in einem Soxhlet-Apparat extrahiert.
Wird die mit dem Ammoniumsalz behandelte Acrylfaser auf 200 bis 3000C erwärmt, so wird das Ammoniumsalz
wasserunlöslich und unterliegt einer Veränderung, wobei man eine Reaktion mit der Acrylnitrilfaser annehmen
kann. Es ist möglich, das Ammoniumsalz in der vorerwähnten Form zu verändern, indem man die Faser vor
(oder ohne) der Oxidation erwärmt. Dieses Erwärmen wird im allgemeinen 0,7 bis 2 Minuten durchgeführt,
wobei das Ammoniumsalz unlöslich wird, bevor die Oxidationsreaktion
der Faser beginnt. Das umgesetzte Salz bedeckt die Faser, wobei nur eine sehr geringe Menge
in die Faser infiltriert wird. Diese Wärmebchand] un<j
wird vorzugsweise bei einer TemperaLur von mehr als 2300C vorgenommen. Bei einer Wärmebehandlung von mehr
als 2000C wird die Temperatur vorzugsweise in einer Rate
von 10°C/sek. oder weniger und insbesondere von 1 bis 5°C/sek. erhöht. Ein solches graduelles Erwärmen vermeidet,
da.ss die Fasern aufgrund der Infiltration des Salzes in die Fasern koaleszieren und man kann auf diese
Weise voroxidierte Fasern erhalten, die bevorzugt für die Herstellung von besonders hochfesten Kohlenstofffasern
verwendet werden. Die einer Wärmebehandlung (Vorbehandlung) unterzogene Acrylfaser kann dann direkt
einem üblichen Voroxidationyverfahren unterworfen
- 24 -
werden oder man kann sie aufwickeln bevor man sie der Voroxidation unterwirft.
Die mit dem Ammoniumsalz behandelte Acrylfaser wird mit oder ohne der vorerwähnten Wärmebehandlung der Voroxidation
unterworfen. Das Voroxidationsverfahren wird in üblicher Weise durchgeführt. Die Acrylfaser wird
auf eine Temperatur von 200 bis 3000C und vorzugsweise von 250 bis 3000C in einer oxidierenden Atmosphäre während
0,1 bis 15 Stunden erwärmt. Wird die mit dem Ammoniumsalz behandelte aber» nicht wärmebehandelte Acrylfaser
direkt einer solchen Voroxidation unterworfen, so wird das Ammoniumsalz zu Beginn des Voroxidationsverfahrens
auch unlöslich. Bei einem üblichen Voroxidationsverfahren
wird die Rate, mit welcher die Temperatur der Faser erhöht wird, nicht besonders überwacht
und deshalb wird üblicherweise die Temperatur der Faser in einer Rate von mehr als etwa 25°C/sek. erhöht. Diese
Oxidationsbehandluncf wird vorzugsweise mit einer Spannung
von 10 bis 100 mg/Denier durchgeführt, um hochfeste Kohlenstoffasern zu erhalten. Die Spannung wird im allgemeinen
auf 200 mg/Denier erhöht, wenn man Kohlenstofffasern mit einer noch höheren Festigkeit erhalten möchte.
Die Karbonisierungsbehandlung wird vorzugsweise durchgeführt, bis das spezifische Gewicht der Fasern 1,30
bis 1,45 g/cm3 beträgt.
Eine so erhaltene voroxidierte Faser zeigt nur sehr geringe Koaleszenz und ist für die Herstellung von hochfesten
Kohlenstoffasern durch Karbonisieren geeignet.
- 25 -
Das Karbonisierungsverfahren für die voroxidierten Fasern wird im allgemeinen bei 1000 bis 15000C in
einer inerten Atmosphäre, wie Stickstoff, Argon oder Helium und vorzugsweise unter einer Spannung von
10 bis 100 mg/Denier durchgeführt.
Die aus den erfindungscjemässen Acrylfascrn in der vorerwähnten
Weise hergestellten Kohlenstoffasern haben
nine !'.dir hohe Festigkeit.
10
10
Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert. Prozentsätze und Teile beziehen sich auf das Gewicht, sofern
nicht anders angegeben.
Eine Lösung eines Acrylpolymeren wird wie folgt hergestell
L: In 1000 Teilen einer GO ?.-iqon wüssr.i (fen Zinkchl
or i dlö.suncj werden 100 Teile einer. C.eniisehos au;; Acrylnitril
(98 Mol. 1A), Acrylsäure (0,5 Mol.?.) und MeLhy.L-acrylat
(1,5 Mol.%), sowie 1 Teil Ammoniumpersulfat gelöst.
Man lässt die Reaktanten bei etwa 55°C während 4 Stunden polymerisieren, wobei man eine Lösung mit
einer Viskosität von 98 Poise erhält. Nach dem Staudinger-Viskositätsgesetz weist das gebildete Polymer ein Molekulargewicht
von etwa 55.000 auf. Diese Lösung wird durch eine Spinnvorrichtung mit 10.000 Löchern, von
denen jedes einen Durchmesser von 0,05 mm hat, in eine 25 %-ige wässrige Zinkchloridlösung extrudiert. Die
- 26 -
gebildeten Fasern werden mit Wasser gewaschen, wobei
das Zinkchlorid entfernt wird, und gleichzeitig um das 3-fach ihrer ursprünglichen Länge gestreckt und anschliessend
getrocknet. Die getrocknete Faser wurde nochmals um das 5-fache verstreckt unter Erhalt von Acrylfasern
mit einem Faserdenier von 1,0, einer Reissfestigkeit von 5,5 g/Denier und einer Reissdehnung von 10 %.
Ein Ammoniumsalz eines Stearinsäureesters der Formel (A)-(I) wurde hergestellt, indem man ein äguimolares Gemisch
aus Stearinsäure und Triethanolamin 10 Stunden auf 165°C erwärmte und die gebildete Verbindung dann mit
einer äguimolaren Menge von 36 %-iger HCl bei 500C erwärmte.
Das gebildete Ammoniumsalz wurde in Wasser in einer Konzentrat ion von 5 g/1 aufgelöst, wobei man eine
wässrige Lösung (Dispersion) von pH 3,6 erhielt. In diese Lösung wurden die zuvor hergestellten Acrylfasern
0,5 Minuten bei 500C eingetaucht und anschliessend bei
einer Temperatur von 1100C getrocknet. Die Menge des
auf der Acrylfaser aufgenommenen Ammoniumsalzes betrug
0,05 %, festgestellt durch Extrahieren mit 100 ml einer 1:1 Alkohol/Benzol-Mischung unter Verwendung einer
Soxhlet-Apparatur.
Die behandelte Acrylfaser wurde 1,5 Stunden an der Luft und unter einer Spannung von 30 mg/Denier auf 2600C
erwärmt. Die Temperatur wurde zwischen 2000C und 2600C
in einer RaLe von eLwa 8°/sok. erhöht. Die gebildeten
voroxidierten Fasern hatten ein spezifisches Gewicht von 1,40 g/cm3, eine Reissfestigkeit von 3,3 g/Dcnicr und
eine Reissdehnung von 10 %. Durch Elektronenmikroskopie
- 27 -
wurde festgestellt, dass keine Faserkoaleszenz vorlag.
Diese voroxidierto Faser wurde dann 1 Minute in einem
Stickstoffstrom unter einer Spannung von 30 mg/Denier
bei 14000C karbonisiert, wobei man eine hochfeste KoIilenstoffaser
mit einer Reissfestigkeit von 380 kg/min2
und einem Reissmodul von 24.500 kg/mm2 erhielt. Unter dem Elektronenmikroskop wurde keine Faserkoaleszenz
festgestellt.
10
10
Wie in Beispiel 1 wurde die Lösung des Acrylpolymeren ersponnen und die gebildeten Feisern wurden mit Wasser
zur Entfernung des Zinkchlorids gewaschen und gleichzeitig um das 3-fache ihrer ursprünglichen Länge verstreckt.
Ein Ammoniumsalz aus Stearinsäureamid der Formel (B)-(I) wurde hergestellt, indem man ein äquimolares Gemisch
von Stearinsäure und Diethanoldiethylendiamin 15 Stunden auf 1800C erwärmte und dann die gebildete
Verbindung mit einer äquimolaren Menge von 99 1-icjer
Essigsäure bei 900C erwärmte. Das gebildete Ammoniumsalz
wurde mit einer Pufferlösung aus Essigsäure und Ammoniumacetat auf pH 3,5 eingestellt, wobei man eine
wässrige Lösung mit einer Konzentration von 4 g/l erhielt. Die zuvor hergestellte Acrylfaser wurde in
diese Lösung 0,2 Minuten bei 600C eingetaucht und dann
- 28 -
bei 1200C getrocknet (wobei die Trocknungstemperatur
allmählich erhöht wurde). Anschliessend wurde.die so behandelte Acrylfaser dann um das 4,5-fache ihrer Länge
in gesättigtem Wasserdampf bei 125°C gestreckt. Die erhaltenen Fasern zeigten ein Faserdenier von 1,1,
eine Reissfestigkeit von 5,3 g/Denier und eine Dehnung von 12 %. Die auf der Acrylfaser aufijenommune Ammoniumsalzmenge
betrug, gemessen wie in Beispiel 1, 0,025 %.
Die behandelte Acrylfaser wurde 40 Minuten an der Luft unter einer Spannung von 50 mg/Denier bei 2550C voroxidiert
und anschliessend bei 2800C während 20 Minuten unter einer Spannung von 40 mg/Denier. Die Temperatur
wurde zwischen 2000C und 255°C in einer Rate von etwa
30°C/sek. erhöht. Die gebildete voroxidierte Faser hatte ein spezifisches Gewicht von 1,30 g/cm3, eine Reissfestigkeit
von 3,4 g/Denier und eine Reissdehnung von 13 %. Unter dom Elektronenmikroskop wurde keine Faser-
20 koaloszenz festgestellt.
Diese flammbeständige Faser wurde dann 40 Sekunden in
einem Stickstoffstrom bei einer Spannung von 50 mg/Denier
bei 13000C karbonisiert, wobei man Kohlenstoffasern
mit einer Reissfestigkeit von 402 kg/mm2 und einem Reissmodul von 24.400 kg/mm2 erhielt. Unter dem Elektronenmikroskop
wurde keine Faserkoaleszenz festgestellt.
- 29 -
Anstelle der zur Herstellung des Ammoniumsalzes in Beispiel 2 verwendeten Essigsäure wurde Milchsäure,
Schwefelsäure bzw. Phosphorsäure verwendet, wobei man die Verbindungen (A)-(2), (A)-(5) bzw. (A)-(9) erhielt.
Diese drei Verbindungen und ein 1:2 Gemisch von (A)-(2)
mit (A)-(9) wurden auf eine Konzentration von 4 g/l und einen pH von 3,3 unter Verwendung von 3G o-igcr
IIC1 odor NaOJf eingestellt~.
Acrylfasern wurden mit diesen vier Arten von Ammoniumsalzlösungen (oder Dispersionen) wie in Beispiel 2 behandelt.
Die erhaltenen Fasern zeigten die in Tabelle 1 wiedergegebenen Eigenschaften.
Tabelle | 1 | Reiss dehnung |
Stärke | |
11,0 ?. | 1,1 Denier | |||
Ammonium salz |
Reissfe stigkeit |
11,7 | 1,1 | |
(A)-(Z) | L>, 4 cj/Den j er | 11,5 | 1,1 | |
-(A)-(S) | 12,0 | 1,1 | ||
(A)-O) | 5,4 | |||
(A)-(2) ") (A)-O)J |
5,6 |
Die gebildeten voroxidierten Fasern hatten die in Tabelle 2 gezeigten Eigenschaften. Die Elektronenmikroskopie
ergab, dass im wesentlichen keine Faserkoaleszenz
vorlag.
- 30 -
Ammo ηiumsα1ζ | Reissfe stigkeit |
Reiss dehnung |
spezifisches Gewicht |
(A)-(2) | 3,0 g/Denier | 13,0 % | 1,40 g/cm3 |
(Α)-(5) | 3,2 | 13,5 | 1,40 |
(A)-O) | 3,1 | 13,3 | 1,40 |
(A)-U) ϊ (A)-O)J |
3,3 | 14,0 | 1,40 |
Die vier Arten der behandelten Fasern wurden dann wie in Beispiel 2 einer Wärmebehandlung unterworfen unter
Erhalt von Kohlenstoffasern.
Die erhaltenen Kohlenstoffasern hatten die in Tabelle
3 gezeigten Eigenschaften, wobei wie bei den voroxidierten Fasern keine Faserkoaleszenz festgestellt wurde.
Tabelle 3 | Reissmodul | |
24.300 kg/mm2 | ||
Ammoniumsalz | Reissfestigkeit | 24.400 |
(A)-U) | 395 kg/mm2 | 24.400 |
(A)-(5) | 430 | 24.300 |
(A)-O) | 420 | |
(A)-(2) j (A)-(D) J |
408 | |
— 31 —
Die Behandlung wurde wie in Beispiel 2 wiederholt, wobei jedoch die Ammoniumsalzlösung durch eine Lösung
von 500C und einem pH von 3,3, enthaltend 4 g/l Siloxan
mit 15 Molen Polyoxyethylen daran gebunden, enthielt. Die erhaltene Acrylfaser und die voroxidierte Faser
zeigten die gleichen physikalischen Eigenschaften und
Koaleszenz wie die gemäss Beispiel 3 erhaltene. Die gebildete Kohlenstoffaser hatte jedoch eine Reissfestigkeit
von 345 kg/mm2 und einen Reissmodul von 24.200 kg/mm2
Die gemäss diesem Verglcicluiboispiol erhaltene Kohlenstoffaser
hatte eine schlechtere Rcissfestigkeit im
Vergleich zu einer solchen, die erf indumjrujcmüys mit
den ammoniumsalzen behandelt wurde. Zwar wurde keine Faserkoaleszenz festgestellt, jedoch wurde ein Silikonrückstand
auf der Faser bemerkt. Dies ist vermutlich der Grund für die niedrigere Reissfestigkeit.
Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei die Konzentration des Aramoniumsnl xbades r>o verändert wurde, dass die Abscheidung
dos Ammoniumsalzes 0,015 '6, 0,025 'L· bzw.
0f038 % betrug.
Die gebildeten Kohlenstoffasern hatten eine Reissfestigkeit
von 415 kg/mm2, 405 kg/mm2 bzw. 358 kg/mm2 und das
Reissmodul betrug in allen Fällen 24.500 kg/mm2.
- 32 -
10
- 32 -
Beispiel 1 wurde wiederholtr wobei jedoch die Ammoniumsalzlösung
auf einen pH von 3,0 bzw. 4,8 mit Salzsäure bzw. Natriumhydroxid eingestellt wurden.
Die gebildeten Kohlenstoffasern hatten eine Reissfestigkeit
von 450 kg/mm2 bzw. 360 kg/mm2 und das Reissmodul betrug, unabhängig vom pH-Wert, 24.400 kg/mm2.
Die Acryifaser wurde mit drei Arten Ammoniumsalzen der
nachfolgenden Formel· (in welcher η 3, 5 bis 20 ist) und die nicht innerhalb der Erfindung iiegt, behandelt.
20
CH0CH0OH-/22
C17H35COOCCH2CH2O)nCH2CH2N — CH2CH2OH
* H2P04
Die gebildeten Kohlenstoffasern hatten eine Reissfestigkeit
von 330 kg/mm2 bei η - 3, von 320 kg/itmr bei
η = 5 und von 308 kg/mm2 bei η = 20.
30
- 33 -
Tipi r.p 1 ι·1 G
Eine Lösung eines Acrylpolymers wurde wie folgt hergestellt:
In 1000 Gew.-Teilen einer 60 %-igen wässrigen Zinkchloridlösung wurden 95 Teile eines Monomerengemisches
aus Acrylnitril (97 Mol.%), Methylacrylat (2,5 Mol.%) und Natriummethallylsulfonsäure (0,5 Mol.%) sowie
0,85 Teile Ammoniumpersulfat gelöst. Die Reaktanten wurden 5 Stunden bei 500C polymerisiert, wobei man
eine Lösung mit einer Viskosität von 1000 Poise (bei 45°C), entsprechend einem Molekulargewicht nach Staudinger
's Viskositätsgesetz von 75.000, erhielt. Diese Lösung wurde durch eine Spinnvorrichtung mit 4 8.000
Löchern mit einem Durchmesser von jeweils 0,06 mm in
einer 28 %-ige wässrige Zinkchloridlösung extrudiert. Die gebildeten Fasern wurden mit Wasser zur Entfernung
des Zinkchlorids gewaschen und gleichzeitig um das 2,5-fache ihrer ursprünglichen Länge verstreckt und
dann durch eine wässrige Dispersion, enthaltend 7 g/l des Ammoniumsalzes des Stearinsäureesters der Formel
(A)-(D bei 45°C während 0,2 Minuten geleitet und anschliessend 10 Minuten bei 1050C und 15 Minuten bei
1200C getrocknet.
Änschliessend wurden die getrockneten Fasern um das 5S 5-fache ihrer Länge in gesättigtem Wasserdampf
bei 115" C <jps I rock L und dann 0,J Minuten bei 120"C in
gesättigtem Wasserdampf um 4 1, geschrumpft, wobei man
Acrylfascrn mit einem Faserdenier von 1,5, einer Reissfestigkeit
von 5 g/Denier und einer Rcissdehnung von 15 % erhielt.
- 34 -
Die gebildeten Acrylfasern wurden zur Voroxidation einer Wärmebehandlung unterworfen, unter Verwendung
eines Ofens, in dem eine Reihe von Walzcnpaarcn angebracht
waren, wie in Fig. 1 gezeigt wird. Darin bedeutet 1 οinen Ofen, 2 die Walzen, 3 die Acrylfaser
und 4 die voroxidierte Faser. Diese Wärmebehandlung wurde 2 Stunden bei 2500C durchgeführt, bis der Gesamtschrumpf
10 % ausmachte. (Die Temperatur wurde von auf 2500C in einer Rate von 25°C/sek. erhöhlt.) Die
erhaltene voroxidierte Faser hatte ein spezifisches Gewicht von 1,42 g/cm3, eine Reissfestigkeit von 3,1 g/
Denier und eine Reissdehnung von 15 %. Unter dem Elektronenmikroskop wurde keine Faserkoaleszenz festgestellt.
Die voroxidierte Faser wurde mittels eines Turbostaplers in ein Krempelband überführt und dann unter Verwendung
eines Ringrahmens zu einem Garn versponnen. Probleme, wie Fadenbruch oder Noppenbildung wurden während des
Spinnverfahrens nicht festgestellt.
Die so erhaltene voroxidierte Faser wurde in gleicher
Weise wie in Beispiel 1 karbonisiert. Die Reissfestigkeit der erhaltenen Kohlenstoffaser betrug 415 kg/mm2.
Beispiel 6 wurde wiederholt, wobei jedoch das Ammoniumsalz
des SLcarinsäuroesters ejemäss der Formel (A)-(I)
durch IVc-y 1 I r iiuol hylnminon.i uiiiehl orid, das nicht, innerhalb
- 35 -
der Erfindung liegt, ersetzt wurde. Die erhaltene Kohlenstoffascr
hatte eine Reissfestigkeit von 320 kg/nun-2 ,
was .im Vergleich y.w der gomu:;s Bo.isp.iul 6 erhaltenen
Faser sehr schlecht ist.
Äcrylnitrilfasern wurden mit dem Ammoniumsalz gemäss Beispiel 6 behandelt. Die behandelte Acrylfaser wurde
1 Minute bei 2500C wärmebehandelt und dabei 3 % schrumpfen
gelassen. Die Temperatur wurde zwischen 2000C und 2500C in einer Rate von 7°C/sek. erhöht und dann
1 Minute bei 250°C gehalten, um das Ammoniumsalz unlöslich zu machen. Die erhaltene Faser hatte einen
Faserdenier von 1,55, eine Reissfestigkeit von 5 g/Denier und eine Reissdehnung von 18 %. Die gebildeten Fasern
zeigten keine Noppenbildung, noch eine Faserkoaleszenz.
Die Fasern wurden wie in Beispiel 6 einer Voroxidation unterworfen und dann wie in Beispiel 1 karbonisiert.
Die erhaltene Kohlenstoffaser hatte eine ausserordentlich
hohe Reissfestigkeit von 425 kg/mm2 und unter dem
Elektronenmikroskop wurde keine Koaleszenz festgestellt.
Delspiel 8 /
Eine qcmäss Beispiel 6 orlialtcno m.i L· Ammoniuiuöal/ behandelte
Acrylfaser wurde unter den in Tabelle 4
- 36 -
gezeigten Bedingungen einer Wärmebehandlung unterworfen,
bevor die Voroxidation stattfand. Die vorbehandelte Faser wurde dann bei 2600C 1,5 Stunden an der
Luft unter einer Spannung von 30 mg/Denier in der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung voroxidiert. Die erhaltene
voroxidierte Faser wurde dann in einem Stickstoffstrom
während 1 Minute und unter einer Spannung von 30 mg/ Denier bei 14000C karbonisiert. Die erhaltenen Kohlenstoffasern
hatten eine Reissfestigkeit wie sie in Tabelle 4 gezeigt wird.
- 37 -
Verweilzeit bei mehr als 2000C (min) * |
0 | 230 | 0,5 | 330 | 230 | 1,3 | 230 |
Maximaltemperatur während der Wärmebehandlung (0C) |
280 | 280 | |||||
Rate der Temperaturerhöhung | 395 kg/mm2 |
289 kg/mm2 |
413 kg/mm2 |
270 kg/mm2 |
|||
5°c/sek. | — | 389 | 393 kg/mm2 |
280 | 415 | 414 kg/mm2 |
253 |
8°c/sek. | - | 378 | 390 | 273 | 395 | 413 | 240 |
13°c/sek. | - | 379 | 391 | ||||
Behandelt bei 18O0C während 1,3 Minuten |
383 kg/mm2 |
||||||
* Gesamtzeit für die Erhöhung der Erwärmungstemperatur auf die Maximaltemperatur
in der in der Tabelle gezeigten Rate und die Zeit, bei welcher man die Maximaltemperatur beibehalten hat.
in der in der Tabelle gezeigten Rate und die Zeit, bei welcher man die Maximaltemperatur beibehalten hat.
- 38 -
Aus Tabelle 4 wird ersichtlich, dass man Kohlenstofffasern mit einer viel höheren Reissfestigkeit erhalten
kann, wenn man die mit einem Ammoniumsalz behandelte Acrylfaser vor der Voroxidation einer Vorbehandlung
unterwirft.
Die Erfindung wurde anhand von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben, jedoch ist es für den Fachmann ersichtlicht,
dass man eine Reihe von Änderungen und Modifizierungen vornehmen kann, ohne von der Erfindung abzuweichen
.
Claims (1)
- HOFFMANN · EITLE & PARTNERFATENTANAVÄLTE"DR. ING. E. HOFFMANN (1930-197«) · Dl PU-I N G. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. H OFFMAN N · DI PL.-1N G. W. LEHNDIPL.-ING. K.FDCHSLE - DR. RER. NAT. B. HANSEN ARADEHASTRASSI 1 · DIl(H)I)MUNCIIrNI)I . It" If ro N (OBV) 9110(17 . If LTX 052VC.1-; (I1ATIIP)36 140 o/waTOHO BESLON CO., LTD.r TOKYO / JAPANAcrylfaser, die zur Herstellung einer voroxidiert.cn Faser oder Kohlenstoffaser geeignet ist, und Verfahren zu deren HerstellungPATENTANSP R'Ü CHEAcrylfaser, die zur Herstellung einer voroxidierten Faser oder Kohlenstoffaser geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich auf einer Acrylfaser ein Ammoniuinsalz eines Fcttsauroestcrs oder ein Ammoniumsalz eines Fettsäureamids der allgemeinen Formeln (A) bzw. (B)R1COOCH2CH2N — R3CH2CH2OH-1(A)R2R1CONHCH2CH2N — R3CH2CH2OH(B)worin R1 eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 11 bis 17 Kohlenstoffatomen, R2 und R3 jeweils Wasserstoff, eine Niedrigalky!gruppe, eine Hydroxyethylgruppe oder eine Hydroxyisopropy!gruppe und X" ein Anion bedeuten, befindet.2. Acrylfaser gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Acrylfaser aus einem Polymer aus wenigstens 95 Mol.% Acrylnitril und nicht mehr als 5 Mol.% eines mit Acrylnitril kopolymerisierbaren Vinylmonomers besteht.3. Acrylfaser gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vinylmonomer Methylacry- lat, Ethylacrylat, Vinylacetat, Acrylsäure, Methacrylsäure, Itakonsäure, deren Salze, Natriumallylsulfonat, Natriummethallylsulfonat, Vinylpyridin und/oder Vinylimidazol ist.4. Acrylfaser gemäss Anspruch 1, worin X in den Formeln ein Chlorion,ein Acetation, ein Lactation, ein Phosphation, ein SuIfation, ein Boration, ein Nitration oder ein Phosphoryldioxyethanolion ist.5. Acrylfaser gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Niedrigalkylgruppe 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthält.6. Acrylfaser gcrnäss Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die Verbindung der Formel (A) aus der Gruppe(D'17lCH0CH0OH" /22— CH0CH0OH2Cl(2)CH,CHCOO OH(3)CH-CH0OH /22HSO.(4)CH0CH0OII-] /22C17H35COOCH2CH2N -CH2CH2OHH2PO4CS-)C17H35COOCH2CH2N -CH2CH2OH17H352CH2N -CH2CH2CH2CH2OH-• OP(OCH2CH2OH)2(6)CH3COO10 (7)CH0CH0OH /22-©■C12H25COOCH2CH2N -NO3.15 (8) C17H35COOCH2CH2N -CH2CH2OHNO(9)CH2CH2OH-I C17H35COOCH2CH2N -CH2CH2OHoCHCH-T-2I 3Cl25 ausgewählt ist.7. Acrylfaser gemäss Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, dass die Verbindung der Formel (B) aus der Gruppe 30(DC17H35CONHCH2CH2N -CH3COOCH-CH9OHCH3COO(3) CH9CH9OH 2 LC17H35CONHCH2CH2N —I■■ NO,(4) CH9CH9OHi /22C17H35CONHCH2CH2N - CH2CII2OI]OP(OCH9CII0) Il l(5) CH9CH9OHI /22C17H35CONHCH2CH2N -CH2CHCH3-OHClausgewählt ist.Acrylfaser gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an darauf befindlichem Ammoniumsalz 0,01 bis 5 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Faser, beträgt.Verfahren zur Herstellung einer Acrylfaser, die für die Herstellung einer voroxidierten Faser oder Kohlenstoffaser geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Acrylfaser mit einem Ammoniumsalz eines Fettsäureesters oder einem Ammoniumsalz eines Fettsäureamids der allgemeinen Formeln (A) bzw. (B)R1COOCH2CH2N —1 \(A)- X(B)worin R1 eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppemit 11 bis 17 Kohlenstoffatomen, R2 und R3 jeweilsWasserstoff, eine Niedrigalkylgruppe, eine Hydroxyethylgruppe oder eine Hydroxyisopropylgruppe undΧθ ein Anion bedeuten, behandelt, wobei die Behandlung in jedem Stadium zwischen der Entfernung des Lösungsmittelsbis zur Fertigstellung der Faser oder nach der Beendigung der Faserherstellung durch Nassspinnen erfolgt.10= Verfahren gemäss Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ammoniumsalz aus einer wässrigen Lösung oder Dispersion mit einem pH von 4 oder weniger, die das Ammoniumsalz enthält, aufgetragen wird.
10ο Verfahren gemäss Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der pH zwischen 2 und 3,5 liegt.12o Verfahren gemäss Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , dass die wässrige das Ammoniumsalz enthaltende Lösung oder Dispersion bei einer Temperatur unterhalb 700C aufgetragen wird.13. Verfahren gemäss Anspruch 12, dadurch g e k e η η zeichnet,-dass die das Ammoniumsalz enthaltende wässrige Lösung oder Dispersion bei einer Temperatur von mehr als 200C aufgetragen wird.14. Verfahren gemäss Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Behandlung mit dem Ammoniumsalζ die Acrylnitrilfaser einer Wärmebehandlung bei 200 bis 3000C unterworfen wird, um das Ammoniumsalz wasserunlöslich zu machen.ο Verfahren gemäss Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung 0,7 bis 2 Minuten durchgeführt wird.16. Verfahren gemäss Anspruch 14r dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung bei 230 bis 3000C durchgeführt wird.17. Verfahren gemäss Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung durchgeführt wird, indem man die Temperatur in einer Rate von T0°C/sek. oder weniger erhöht, nachdem die Temperatur 2000C erreicht hat.18. Verfahren gemäss Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung vorgenommen wird, indem man die Temperatur in einer Rate von 1 bis 5°C/sek. erhöht, nachdem die Temperatur15 2000C erreicht hat.19." Verfahren zur Herstellung einer voroxidierten Faser, dadurch gekennzeichnet , dass man eine Acrylfaser, erhalten nach dem Verfahren gemäss Anspruch 9 oder 14, voroxidiert.20. Verfahren zur Herstellung einer Kohlenstoffaser, dadurch gekennzeichnet , dass man eine voroxidierte Faser, die gemäss Anspruch 19 er-25 halten wurde, karbonisiert.21. Acrylfaser gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass R1 eine lineare gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe ist.22. Verfahren gemäss Anspruch 9, dadurch g e k e η η -zeichnet.', dass die Behandlung der Acrylfaser mit dem Ammoniumsalz durchgeführt wird, indem man die Faser in eine wässrige Lösung oder Dispersion des Ammoniumsalzes eintaucht. 523, Acrylfaser cjemäss Anspruch 8, dadurch g e k e η η ζ e i c h η ο L , dass ti i ι* Mencjo cU'S darauf lx'f iiullichen Anunoniumsalzes weniger als 0,3 % beträgt...- 10 -
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP55185528A JPS57112410A (en) | 1980-12-27 | 1980-12-27 | Acrylonitrile fiber and its production |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3151179A1 true DE3151179A1 (de) | 1982-07-08 |
DE3151179C2 DE3151179C2 (de) | 1985-07-25 |
Family
ID=16172370
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3151179A Expired DE3151179C2 (de) | 1980-12-27 | 1981-12-23 | Zur Herstellung einer voroxidierten Faser oder Kohlenstoffaser geeignete Acrylfaser und Verfahren zu deren Herstellung |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4536448A (de) |
JP (1) | JPS57112410A (de) |
DE (1) | DE3151179C2 (de) |
FR (1) | FR2497212B1 (de) |
GB (1) | GB2090302B (de) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58214525A (ja) * | 1982-06-07 | 1983-12-13 | Toray Ind Inc | 炭素繊維の製造法 |
JPS599272A (ja) * | 1982-07-06 | 1984-01-18 | 東邦レーヨン株式会社 | アクリロニトリル系繊維及び製造方法 |
JPS5982413A (ja) * | 1982-10-28 | 1984-05-12 | Toray Ind Inc | 竪型耐炎化処理装置 |
JPS59228069A (ja) * | 1983-05-14 | 1984-12-21 | 東邦レーヨン株式会社 | アクリロニトリル系繊維 |
JPS6197477A (ja) * | 1984-10-19 | 1986-05-15 | 東邦レーヨン株式会社 | 炭素繊維製造用原糸 |
JPS61225373A (ja) * | 1985-03-27 | 1986-10-07 | 東邦レーヨン株式会社 | 炭素繊維束 |
JPS6342910A (ja) * | 1986-08-07 | 1988-02-24 | Toho Rayon Co Ltd | 炭素繊維製造用アクリロニトリル系繊維束の製造法 |
DE3743951A1 (de) * | 1986-12-26 | 1988-07-07 | Toshiba Ceramics Co | Einrichtung zum ziehen von siliziumeinkristallen mit einem waermeisolierzylinder und verfahren zur herstellung des materials desselben |
US5057341A (en) * | 1988-02-24 | 1991-10-15 | Takemoto Yushi Kabushiki Kaisha | Method of processing carbon fiber precursor from pitchy materials |
JPH02100576U (de) * | 1989-01-31 | 1990-08-10 | ||
US6319440B1 (en) * | 1990-09-18 | 2001-11-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Deodorant material |
US5244732A (en) * | 1990-09-28 | 1993-09-14 | The Mead Corporation | Crosslinked resins useful in phenolic resin containing fibers |
IT1255205B (it) * | 1992-07-03 | 1995-10-20 | Composizione di ensimaggio per fibre polipropileniche | |
DE4316667C1 (de) * | 1993-05-13 | 1994-08-18 | Maerkische Faser Ag | Hydrophile synthetische Armierungs- und Prozeßfasern mit silikataffinen Eigenschaften |
US6054214A (en) * | 1996-10-31 | 2000-04-25 | Wilkinson; Kenneth | Process for the preparation of carbon fiber |
US5804108A (en) * | 1996-10-31 | 1998-09-08 | Wilkinson; Kenneth | Process for the preparation of carbon fiber |
PT2208821E (pt) | 2007-11-07 | 2014-07-04 | Mitsubishi Rayon Co | Composição de agente oleoso para fibras acrílicas precursoras de fibras de carbono, feixe de fibras acrílicas precursoras de fibras de carbono e método para a sua produção |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL78049C (de) * | 1951-08-17 | 1900-01-01 | ||
US3048539A (en) * | 1959-06-29 | 1962-08-07 | American Cyanamid Co | Antistatic textile lubricant finishes |
JPS5239455B2 (de) * | 1973-07-23 | 1977-10-05 | ||
JPS5224134B2 (de) * | 1974-11-07 | 1977-06-29 | ||
JPS5848643B2 (ja) * | 1977-04-05 | 1983-10-29 | 東レ株式会社 | 高純度アクリル系炭素繊維 |
-
1980
- 1980-12-27 JP JP55185528A patent/JPS57112410A/ja active Granted
-
1981
- 1981-12-22 GB GB8138567A patent/GB2090302B/en not_active Expired
- 1981-12-23 DE DE3151179A patent/DE3151179C2/de not_active Expired
- 1981-12-24 FR FR8124222A patent/FR2497212B1/fr not_active Expired
-
1983
- 1983-09-08 US US06/530,326 patent/US4536448A/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
NICHTS-ERMITTELT * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6336365B2 (de) | 1988-07-20 |
FR2497212B1 (fr) | 1985-11-29 |
FR2497212A1 (fr) | 1982-07-02 |
US4536448A (en) | 1985-08-20 |
DE3151179C2 (de) | 1985-07-25 |
JPS57112410A (en) | 1982-07-13 |
GB2090302B (en) | 1984-07-18 |
GB2090302A (en) | 1982-07-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3151179A1 (de) | Acrylfaser, die zur herstellung einer voroxidierten faser oder kohlenstoffaser geeignet ist, und verfahren zu deren herstellung | |
DE2614415C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoff-Fasern | |
DE3540444C2 (de) | ||
DE3325644C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Spinngarns aus aktivierter Kohlenstoffaser | |
DE2715486A1 (de) | Verfahren zur herstellung von aktivierten kohlefasern | |
EP0686712B1 (de) | Flexible Cellulosefasern mit reduziertem Modul und vermindertem NMR-Ordnungsgrad und deren Herstellungsverfahren | |
DE3214948C2 (de) | ||
DE3610517C2 (de) | ||
EP0047962B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von quellfähigen Fäden, Fasern und geformten Gebilden aus Acrylpolymeren sowie die dabei erhaltenen Produkte | |
EP3414374A1 (de) | Verfahren zur herstellung von carbonfasern aus mit sulfonsäuresalzen behandelten cellulosefasern | |
DE3417841C2 (de) | ||
DE2836075C3 (de) | Kohlenstofffasern und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE3726211C2 (de) | ||
DE3336584A1 (de) | Verfahren zur herstellung von kohlenstoffasern oder grafitfasern | |
DE2147834A1 (de) | Fasern aus vernetzten! Acrylnitrilpolymer und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE2053471A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoff Fasern | |
DE2251320B2 (de) | Verfahren zur Herstellung schwer entflammbarer Fasermaterialien | |
DE1570259A1 (de) | Verfahren zum Herstellen von Polyamiden | |
DE2647901C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoffasern | |
DE2158798C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoff-Fasern | |
DE1278066B (de) | Verfahren zur Herstellung von Faeden, die ueberwiegend aus Polyvinylchlorid hochsyndiotaktischen Grades bestehen | |
DE1620991A1 (de) | Lineare faserbildende Terpolyamide und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE102020113807A1 (de) | Endlosfasern auf Basis von Cellulose und/oder Cellulosederivaten, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung | |
DE1419403C (de) | Verfahren zum Konditionieren, Schmälzen und Antistatischmachen von Fasern und Fäden aus einem Acrylnitrilpolymerisat | |
AT230013B (de) | Verfahren zur Herstellung von Fäden, Fasern, Folien u. dgl. aus Viskose |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8125 | Change of the main classification |
Ipc: D06M 13/36 |
|
8126 | Change of the secondary classification |
Free format text: D01F 11/06 D01F 6/18 D01F 6/38 D01F 9/22 |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: TOHO RAYON CO., LTD., TOKIO/TOKYO, JP |
|
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: EITLE, W., DIPL.-ING. HOFFMANN, K., DIPL.-ING. DR.RER.NAT. LEHN, W., DIPL.-ING. FUECHSLE, K., DIPL.-ING. HANSEN, B., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. BRAUNS, H., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. GOERG, K., DIPL.-ING. KOHLMANN, K., DIPL.-ING. KOLB, H., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. RITTER UND EDLER VON FISCHERN, B., DIPL.-ING., PAT.-ANW. NETTE, A., RECHTSANW., 8000 MUENCHEN |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |