DE802263C

DE802263C - Process for the production of threads, hair or bristles from polyvinyl chloride

Info

Publication number: DE802263C
Application number: DEP12363A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dr Lieseberg; Hugo Dr Widmann
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1948-10-01
Publication date: 1950-12-28
Also published as: CH288128A; GB688715A

Description

Es ist bekannt, Lösungen von Polyvinylchlorid zu Fäden, Haaren, Borsten u. dgl. zu verspinnen.It is known to spin solutions of polyvinyl chloride into threads, hair, bristles and the like.

Es wurde gefunden, daß man derartige Gebilde aus Polyvinylchlorid besonders vorteilhaft herstellen kann, wenn man Lösungen von Polyvinylchlorid in wasserlöslichen cyclischen Äthern, wie Tetrahydrofuran oder Dioxan, nach dem Streckspinnverfahren in Wasser oder wäßrigen Lösungen verspinnt. Zweckmäßig führt man dabei die Spinnbadflüssigkeit, d. h. das zum Fällen dienende Wasser bzw. wäßrige Lösungen, im Kreislauf. Das Streckspinnverfahren ist bisher nur für die Herstellung von Cellulosefäden nach dem Viscose- und Kupferoxydammoniak verfahren angewandt worden, wobei bekanntlich die Cellulose durch chemische Umwandlung regeneriert wird. Es ist überraschend, daß sich dieses Verfahren auch auf das Verspinnen der Polyvinylchloridlösungen anwenden läßt, wobei das Polyvinylchlorid in Form eines Fadens nur durch physikalische Wirkung der Fällflüssigkeit gefällt wird, und zwar ohne daß wesentliche Veränderungen gegenüber dem Streckspinnverfahren für Viscose- oder Kupferoxydammoniaklösungen bezüglich der verwendeten Apparaturen vorgenommen werden müssen. Man kann die gleichen Düsen und Spinntrichter wie bei jenen Streckspinnverfahren verwenden. Wichtig für die Herstellung von Fäden, Haaren und Borsten mit gutenIt has been found that such structures can be produced particularly advantageously from polyvinyl chloride can, if you have solutions of polyvinyl chloride in water-soluble cyclic ethers, such as Tetrahydrofuran or dioxane, after the draw spinning process in water or aqueous solutions spun. The spinning bath liquid is expediently carried out, d. H. the one used for felling Water or aqueous solutions, in the circuit. The draw spinning process has so far only been used for manufacturing of cellulose threads using the viscose and copper oxide ammonia process, it is known that the cellulose is regenerated by chemical conversion. It is surprising that this process can also be applied to the spinning of the polyvinyl chloride solutions, with the polyvinyl chloride in the form of a thread only through the physical action of the precipitating liquid is precipitated, without any significant changes compared to the draw spinning process for viscose or copper oxide ammonia solutions with regard to the equipment used Need to become. You can use the same nozzles and spinning funnels as with those draw-spinning processes use. Important for making threads, hair and bristles with good ones

mechanischen Eigenschaften ist es jedoch beim Verspinnen von Polyvinylchlorid nach dem Streckspinnverfahren, daß man es in wasserlöslichen cyclischen Äthern, vorzugsweise Tetrahydrofuran gelöst,anwendet. Das alsLösungs- bzw.Quellungsmittel für Polyvinylchlorid sonst häufig verwendete Aceton, das gleichfalls wasserlöslich ist, ist zum Verspinnen von Polyvinylchlorid nach dem Streckspinnverfahren ungeeignet.However, it is mechanical properties when spinning polyvinyl chloride by the draw spinning process, that it is used dissolved in water-soluble cyclic ethers, preferably tetrahydrofuran. As a solvent or swelling agent Acetone, which is otherwise frequently used for polyvinyl chloride and which is also water-soluble, is for Unsuitable spinning of polyvinyl chloride by the draw spinning process.

ίο Das Verfahren wird zweckmäßig in folgender Weise ausgeführt: Aus-einem Vorratsbehälter wird die Spinnlösung, die je nach dem Polymerisationsgrad 25 Vo Polyvinylchlorid, bei Polyvinylchlorid von sehr hohem Polymerisationsgrad zweckmäßig weniger, enthalten kann, unter Druck einer Spinnpumpe zugeführt, die je nach der Lochzahl der Düse und der gewünschten Titerstärke den Zufluß der Spinnlösung reguliert. Nachdem im Spinntrichter durch Einsaugen von Wasser die Luftίο The procedure will be useful in the following This is done as follows: the spinning solution, which, depending on the degree of polymerisation, is 25 vol of a very high degree of polymerization advantageously less, can contain, under pressure of a spinning pump fed, the inflow depending on the number of holes in the nozzle and the desired titer strength regulates the spinning solution. After the air in the spinning funnel by sucking in water

ao verdrängt ist, wird durch Einschalten der Spinnpumpe die Polyvinylchloridlösung durch die Düse in Wasser oder wäßrige Lösungen ausgedrückt. Die Spinnlösung bewegt sich zweckmäßig von oben nach unten. Man kann sie jedoch auch in umgekehrter Richtung strömen lassen. Das Wasser fließt im Gleichstrom. Beim Eindrücken der Polyvinylchloridlösung in die Fällflüssigkeit wird das Tetrahydrofuran vom Wasser gelöst und dabei das Polyvinylchlorid in Fadenform ausgefällt.ao is displaced, the polyvinyl chloride solution is passed through the nozzle by switching on the spinning pump expressed in water or aqueous solutions. The spinning solution expediently moves from above downward. However, it can also be made to flow in the opposite direction. The water flows in direct current. When the polyvinyl chloride solution is pressed into the precipitating liquid, the tetrahydrofuran becomes dissolved by the water and the polyvinyl chloride precipitated in the form of threads.

Zweckmäßigerweise sammelt man die abfließende Fällflüssigkeit in einem Gefäß und führt sie von dort aus mittels einer Pumpe im Kreislauf wieder dem Spinntrichter zu. Dadurch kann man ihren Tetrahydrofurangehalt erhöhen. Bei der Aufarbeitung des Tetrahydrofurans durch Destillation erzielt man dann eine beträchtliche Senkung der Kosten und besonders hohe Wirtschaftlichkeit. Im übrigen spart man auch beträchtlich an Wasser. Die Strömungsgeschwindigkeit der Fällflüssigkeit ist unabhängig von der Frischwasserzufuhr. Sie ist im wesentlichen durch die Förderleistung der Umlaufpumpe gegeben. Die Kreislaufführung der Fällflüssigkeit ermöglicht überdies in besonders einfacher Weise, jede gewünschte Strömungsgeschwindigkeit an den Düsen einzustellen, ein Vorteil, der sich schon im Spinntrichter auf die Fadeneigenschaften bezüglich Festigkeit und Dehnung auswirkt.It is expedient to collect the precipitating liquid flowing off in a vessel and remove it there from there by means of a pump in the circuit back to the spinning funnel. That way you can get yours Increase tetrahydrofuran content. Achieved in the work-up of the tetrahydrofuran by distillation you then have a considerable reduction in costs and particularly high economic efficiency. in the the rest also saves a considerable amount of water. The flow rate of the precipitating liquid is independent of the fresh water supply. It is essentially through the delivery rate of the Given circulation pump. The circulation of the precipitating liquid also makes it possible in particular easy way to set any desired flow rate at the nozzles Advantage that already affects the thread properties in terms of strength and elongation in the spinning funnel affects.

Zweckmäßig arbeitet man bei Temperaturen wenig über o° bis etwa 25⁰. Die Temperatur ist mit der Konzentration der Polyvinylchloridlösung, der Strömungsgeschwindigkeit der Fällflüssigkeit und der Wegstrecke des ausgefällten Polyvinylchloridfadens im Spinntrichter abzustimmen.It is expedient to work at temperatures a little above ⁰ ° to about 25 °. The temperature is to be coordinated with the concentration of the polyvinyl chloride solution, the flow rate of the precipitating liquid and the distance of the precipitated polyvinyl chloride thread in the spinning funnel.

Die aus dem Spinntrichter austretenden Fäden, Haare oder Borsten aus Polyvinylchlorid können in eine gedeckte Nachverstreckungswanne durch geeignete Umlenkvorrichtungen geführt und dort auf das Mehrfache ihrer ursprünglichen Länge verstreckt werden, beispielsweise in warmem bis heißem Wasser, Luft, Gasen oder Dämpfen. Durch das Verstrecken wird eine wesentliche Erhöhung der Festigkeit und gleichzeitig eine bedeutende Verminderung der Dehnung erzielt. Während des Verstreckens wird das in den Fäden, Haaren oder Borsten noch vorhandene Tetrahydrofuran ausgetrieben. Beim Verstrecken in Wasser löst es sich darin. Die Flüssigkeit in der Verstreckungswanne wird zweckmäßig auch im Kreislauf geführt. Teilweise gelangt das Tetrahydrofuran aber auch im Gemisch mit Wasserdampf in die Atmosphäre des als geschlossene Wanne ausgebildeten Verstrekkungsapparates. Die Tetrahydrofurandämpfe werden laufend abgesaugt. A-'ks ihnen kann das Tetrahydrofuran durch Auswaschen^, insbesondere mit ι Wasser, oder durch starke Kühlung bi^s'z-ifr Kondensation entfernt werden. Alan kann^ä^ber auch ! durch Adsorption an aktiven Stoffen, insife'tef^dere Kieselgel und Aktivkohle, und anschließendes'Atfftv treiben daraus wiedergewinnen.The threads, hairs or bristles made of polyvinyl chloride emerging from the spinning funnel can be in a covered post-stretching tub passed through suitable deflection devices and there on the Several times their original length can be stretched, for example in warm to hot Water, air, gases or vapors. The stretching will significantly increase the Strength and at the same time a significant reduction in elongation achieved. During the The tetrahydrofuran still present in the threads, hair or bristles is driven out by stretching. When stretched in water, it dissolves in it. The liquid in the stretch trough is expediently also circulated. Sometimes the tetrahydrofuran also arrives in the Mixture with water vapor into the atmosphere of the stretching apparatus designed as a closed tub. The tetrahydrofuran vapors are continuously sucked off. A-'ks them can be the tetrahydrofuran by washing out, especially with water, or by strong cooling until condensation removed. Alan can too ! by adsorption on active substances, insife'tef ^ dere Silica gel and activated charcoal, followed by 'atfftv to regain drift from it.

Die in den verschiedenen Stadien des Verfahrens entstehenden Tetrah vdrofuran-Wasser-Gemische können getrennt oder vereinigt durch Destillation aufgearbeitet werden. Das dabei wiedergewonnene Tetrahydrofuran wie auch das Wasser können wieder verwendet werden.The tetrahydrofuran-water mixtures formed in the various stages of the process can be worked up separately or combined by distillation. The recovered Tetrahydrofuran as well as the water can be reused.

example 1

Eine i5°/oige Lösung von Polyvinylchlorid in Tetrahydrofuran wird von einer Spinnpumpe mit go einer Förderleistung von 26,3g/Min. einer io-Loch-Düse mit 0,3 mm Lochdurchmesser zugeführt. Der Spinntrichter hat die vom Viscosestreckspinnverfahren her bekannte Form und die gleichen Größenverhältnisse. Die Spinnwassertemperatur beträgt 15,5°. DieLuft im Spinntrichter wird vor dem Spinnen mit Wasser verdrängt. Die aus der Düse austretenden feinen Fäden werden von dem Wasser im Spinntrichter im Gleichstrom nach unten mitgeführt und aus dem an dem Trichter angeschlossenen Auslaufrohr und der Spinnrinne durch eine Abzugsvorrichtung mit einer Geschwindigkeit von 21,8 m/Min, abgezogen. Das entstandene dünne Kabel wird dann mit geeigneten Ablenkvorrichtungen durch eine Rinne geführt, durch die im Gegenstrom Wasser von 65 bis 70⁰ fließt. Die Abzugsgeschwindigkeit des Kabels beträgt nach Passieren der Rinne 80 m/Min., das Verstreckungsverhältnis ist demnach ι : 3,67. Anschließend wird das Kabel auf Spulvorrichtungen aufgespult, getrocknet und der weiteren Verarbeitung zugeführt. Die Festigkeit der Einzelfaser wurde mit 17,3 Rkm gemessen, die ermittelte Dehnung betrug 22,7 °/o bei einem Titer von 18,7. Das zur Lösung des Polyvinylchlorids verwendete Tetrahydrofuran wird im Spinntrichter, in der anschließenden Spinnrinne und dann in der Verstreckungsrinne durch das Wasser aufgenommen. Das Tetrahydrofuran enthaltende Wasser aus dem Spinntrichter, der Spinnrinne und der Verstreckungsrinne kann getrennt oder vereint zur Wiedergewinnung des Tetrahydrofurans einer Destillationsanlage zugeführt werden. Die gasförmig austretenden Anteile Tetrahydrofuran werden zweckmäßigerweise durch an sich bekannte Vorrichtungen an festen Stoffen adsorbiert und wiedergewonnen. Man kann auch Gaswaschapparate ver-A 15% solution of polyvinyl chloride in tetrahydrofuran is fed by a spinning pump with a delivery rate of 26.3 g / min. fed to an io-hole nozzle with a hole diameter of 0.3 mm. The spinning funnel has the shape known from the viscose stretch spinning process and the same proportions. The spinning water temperature is 15.5 °. The air in the spinning funnel is displaced with water before spinning. The fine threads emerging from the nozzle are carried downwards by the water in the spinning funnel in direct current and drawn off from the outlet pipe connected to the funnel and the spinning chute by a haul-off device at a speed of 21.8 m / min. The resulting thin cable is then performed with suitable deflectors by a groove through which water flows in counter-current of 65 to 70 ^0th The withdrawal speed of the cable after passing the channel is 80 m / min., The stretching ratio is accordingly ι: 3.67. The cable is then wound onto winding devices, dried and sent for further processing. The strength of the individual fibers was measured at 17.3 Rkm, the elongation determined was 22.7% with a titer of 18.7. The tetrahydrofuran used to dissolve the polyvinyl chloride is absorbed by the water in the spinning funnel, in the subsequent spinning chute and then in the drawing chute. The tetrahydrofuran-containing water from the spinning funnel, the spinning chute and the drawing chute can be fed separately or combined to a distillation plant for the recovery of the tetrahydrofuran. The tetrahydrofuran emitted in gaseous form is expediently adsorbed on solid substances by means of known devices and recovered. Gas washers can also be used

Claims

turn, absorb the tetrahydrofuran in water and separate the tetrahydrofuran-water mixture by distillation. . B e i s ρ i e 1 2 Alan dissolves polyvinyl chloride in tetrahydrofuran to form an iSVoigen solution. The clear, highly viscous solution is fed to a nozzle with a hole diameter of 0.2 mm by means of a spinning pump. The load ίο is 40.7 g per minute. The spinning funnel used for draw spinning has a length of about 45 cm, the upper conical part having a diameter of about 12 cm and the lower cylindrical part still having a diameter of about 2 cm. Before the start of spinning, the air in the spinning funnel is displaced by sucking in the spinning water. After the spinning pump has been switched on, the fine polyvinyl chloride threads are guided downwards in cocurrent through the spinning water and stretched at the same time. A suitable take-off device is used to set a take-off speed of 41 m per minute. Using appropriate deflection devices, the cable is guided in washing troughs in countercurrent through water from 190, 63 to 750 and 780 and is further stretched in the process. When exiting the channels, the cable has a speed of 52 m per minute, the stretching ratio is therefore ι: 1.27. The cable is then wound and dried using winding devices. The tenacity of the Finzelfaser is 15.3 Rkm (wet) at 22% elongation, the titer 7.45 den. PA T IiN TANSP R CC HH:

1. A method for producing threads, hair or bristles from polyvinyl chloride, thereby characterized in that one solutions of polyvinyl chloride in tetrahydrofuran after Draw spinning process spun in water or aqueous solutions.

2. The method according to claim 1, characterized in that the spinning bath liquid leads in a cycle.