RU2258104C1 - Method for production of fire resistant polyacrylonitrile fibers for textile manufacturing - Google Patents
Method for production of fire resistant polyacrylonitrile fibers for textile manufacturing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2258104C1 RU2258104C1 RU2004100854/04A RU2004100854A RU2258104C1 RU 2258104 C1 RU2258104 C1 RU 2258104C1 RU 2004100854/04 A RU2004100854/04 A RU 2004100854/04A RU 2004100854 A RU2004100854 A RU 2004100854A RU 2258104 C1 RU2258104 C1 RU 2258104C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fiber
- continuous
- fire resistant
- tex
- fibers
- Prior art date
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 title claims abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 239000004753 textile Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 title abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 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 claims description 3
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 abstract 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- 238000012681 fiber drawing Methods 0.000 description 5
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 239000012210 heat-resistant fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к производству огнестойких полиакрилонитрильных (ПАН) волокон текстильного назначения, пригодных для изготовления текстильных материалов, в частности нитей, тканей и других, в том числе в смеси с другими огне- и термостойкими волокнами.The invention relates to the production of flame retardant polyacrylonitrile (PAN) fibers for textile purposes, suitable for the manufacture of textile materials, in particular yarns, fabrics and others, including in a mixture with other fire and heat-resistant fibers.
Известен способ получения огнестойкого полиакрилонитрильного волокна или ткани из него, заключающийся в ступенчатой термической обработке ПАН-волокна в инертной среде до температуры выше 400°С, отведении выделяющегося при обработке тепла и отсосе продуктов пиролиза, авторское свидетельство СССР №138324, 1960 (аналог).There is a method of producing fire-resistant polyacrylonitrile fiber or fabric from it, which consists in stepwise heat treatment of PAN fiber in an inert medium to a temperature above 400 ° C, removal of heat released during processing and suction of pyrolysis products, USSR copyright certificate No. 138324, 1960 (analogue).
Недостатками данного способа являются: использование инертной среды, высокая температура на заключительном этапе, отсутствие извитости полученного огнестойкого волокна, повышенная хрупкость и низкое значение удлинения.The disadvantages of this method are: the use of an inert medium, high temperature at the final stage, the absence of crimp of the obtained flame-retardant fiber, increased fragility and low elongation.
Известен также способ окисления полиакрилонитрильных нитей при производстве углеродных волокон, заключающийся в непрерывном окислении с использованием горячего воздуха в качестве окислителя, отведении выделяющегося тепла в зону отсоса и отсосе продуктов пиролиза, патент РФ №2042753, 1993 (наиболее близкий аналог).There is also a method of oxidizing polyacrylonitrile filaments in the production of carbon fibers, which consists in continuous oxidation using hot air as an oxidizing agent, removing heat generated in the suction zone and suction of the pyrolysis products, RF patent No. 2042753, 1993 (the closest analogue).
Ввиду того, что полученные по этому способу окисленные волокна используются в дальнейшем для получения углеродных волокон, к ним не предъявляются требования как к сырью для текстильных материалов. Недостатками таких волокон являются: низкая прочность волокна, низкое удлинение, отсутствие извитости волокна и невысокая огнестойкость (кислородный индекс). Поэтому невозможно получить огнестойкие текстильные изделия с удовлетворительными качествами.Due to the fact that the oxidized fibers obtained by this method are subsequently used to produce carbon fibers, they are not subject to requirements as raw materials for textile materials. The disadvantages of such fibers are: low fiber strength, low elongation, lack of crimping of the fiber and low fire resistance (oxygen index). Therefore, it is impossible to obtain fire-resistant textile products with satisfactory qualities.
Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков и получение негорючего окисленного волокна на основе полиакрилонитрильного с повышенными значениями прочностных и эластических характеристик, делающими его пригодным для последующей текстильной переработки (прядение, ткачество) в огнестойкие изделия.The objective of the invention is to eliminate these drawbacks and obtain a non-combustible oxidized fiber based on polyacrylonitrile with increased values of strength and elastic characteristics, making it suitable for subsequent textile processing (spinning, weaving) into fire-resistant products.
Поставленная задача достигается тем, что в способе получения огнестойкого полиакрилонитрильного волокна для изготовления текстильных материалов, заключающемся в непрерывной термической обработке непрерывного волокна в воздушной среде, отведении экзотермического тепла и отсосе продуктов пиролиза, непрерывные жгуты толщиной 30-60 ктекс с волокнами толщиной 0,1-0,4 текс в течение 90-120 минут подвергают четырехступенчатому нагреву в диапазонах 150-190°С, 200-215°С, 220-240°С и 250-280°С при вытяжке волокна 5-30%, затем придают им извитость 3-7 извитков на сантиметр.This object is achieved in that in the method for producing fire-resistant polyacrylonitrile fiber for the manufacture of textile materials, which consists in continuous heat treatment of continuous fiber in air, removal of exothermic heat and suction of pyrolysis products, continuous bundles 30-60 kteks thick with 0.1- 0.4 tex for 90-120 minutes is subjected to four-stage heating in the ranges of 150-190 ° C, 200-215 ° C, 220-240 ° C and 250-280 ° C with a fiber stretch of 5-30%, then give them crimp 3-7 twists on santi meter.
Поставленная задача достигается также тем, что непрерывное волокно режут на отрезки длиной 20-125 миллиметров.The task is also achieved by the fact that a continuous fiber is cut into lengths of 20-125 millimeters.
Поставленная задача достигается еще и тем, что отвод тепла осуществляют в направлении, перпендикулярном движению жгута, а давление воздуха в зоне нагрева поддерживают ниже атмосферного на 5-20 миллиметров водяного столба.The task is also achieved by the fact that heat is removed in the direction perpendicular to the movement of the tow, and the air pressure in the heating zone is maintained below atmospheric by 5-20 millimeters of water.
Описанное выше изобретение осуществляет нагрев ПАН-волокон в щадящем постепенном температурном режиме в условиях оптимальных вытяжек, позволяющих максимально возможно сохранить как прочность, так и удлинение волокна.The invention described above carries out heating of the PAN fibers in a gentle gradual temperature regime under optimal hoods, which make it possible to preserve both the strength and elongation of the fiber as much as possible.
Отличительные признаки предлагаемого изобретения не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежных областей и не следуют явным образом из уровня техники, что является новым и соответствует изобретательскому уровню.Distinctive features of the invention are not identified in other technical solutions when studying this and related fields and do not follow explicitly from the prior art, which is new and corresponds to the inventive step.
Далее сущность данного изобретения поясним с помощью представленных ниже примеров.Further, the essence of the present invention will be explained using the following examples.
Пример 1. Непрерывное полиакрилонитрильное волокно окисляют в аппарате при температуре 260°С в течение 90 минут. При этом достигаются: прочность - 100 мН/текс, кислородный индекс - 28%, извитости - нет, удлинение - 6% (наиболее близкий аналог).Example 1. A continuous polyacrylonitrile fiber is oxidized in an apparatus at a temperature of 260 ° C. for 90 minutes. The following is achieved: strength - 100 mN / tex, oxygen index - 28%, crimp - no, elongation - 6% (the closest analogue).
Пример 2. Непрерывные жгуты толщиной 32 ктекс с волокнами толщиной 0,1 текс подвергают непрерывной термообработке в аппарате в течение 90 минут при температурах ступеней 150°С, 200°С, 220°С и 250°С при вытяжке волокна 5%, затем придают извитость в количестве 3 извитков на сантиметр. При этом достигаются: прочность - 128 мН/текс, кислородный индекс - 39,5%, удлинение - 12%.Example 2. Continuous bundles 32 ktex thick with 0.1 tex fibers are subjected to continuous heat treatment in the apparatus for 90 minutes at step temperatures of 150 ° C, 200 ° C, 220 ° C and 250 ° C with 5% fiber drawing, then give crimp in the amount of 3 twists per centimeter. The following is achieved: strength - 128 mN / tex, oxygen index - 39.5%, elongation - 12%.
Пример 3. Непрерывные жгуты толщиной 53 ктекс с волокнами толщиной 0,17 текс подвергают непрерывной термообработке в аппарате в течение 120 минут при температурах ступеней 190°С, 215°С, 240°С и 280°С при вытяжке волокна 30%, затем придают извитость в количестве 7 извитков на сантиметр. При этом достигаются: прочность - 190 мН/текс, кислородный индекс - 41%, удлинение - 14%.Example 3. Continuous bundles of 53 ktex thickness with 0.17 tex fibers are subjected to continuous heat treatment in the apparatus for 120 minutes at step temperatures of 190 ° C, 215 ° C, 240 ° C and 280 ° C with a fiber drawing of 30%, then give crimp in the amount of 7 twists per centimeter. The following is achieved: strength - 190 mN / tex, oxygen index - 41%, elongation - 14%.
Пример 4. Непрерывные жгуты толщиной 53 ктекс с волокнами толщиной 0,33 текс подвергают непрерывной термообработке в аппарате в течение 110 минут при температурах ступеней 160°С, 205°С, 230°С и 270°С при вытяжке волокна 20%, затем придают извитость в количестве 4 извитков на сантиметр. При этом достигаются: прочность - 180 мН/текс, кислородный индекс - 40%, удлинение - 16%.Example 4. Continuous bundles of 53 ktex thickness with 0.33 tex fibers are subjected to continuous heat treatment in the apparatus for 110 minutes at step temperatures of 160 ° C, 205 ° C, 230 ° C and 270 ° C with a fiber drawing of 20%, then give tortuosity in the amount of 4 twists per centimeter. The following is achieved: strength - 180 mN / tex, oxygen index - 40%, elongation - 16%.
Пример 5. Непрерывные жгуты толщиной 53 ктекс с волокнами толщиной 0,17 текс подвергают непрерывной термообработке в аппарате в течение 110 минут при температурах ступеней 160°С, 205°С, 230°С и 270°С при вытяжке волокна 15%, затем придают извитость в количестве 5 извитков на сантиметр. При этом достигаются: прочность - 180 мН/текс, кислородный индекс - 42%, удлинение - 18%.Example 5. Continuous bundles 53 ktex thick with 0.17 tex fibers are subjected to continuous heat treatment in the apparatus for 110 minutes at step temperatures of 160 ° C, 205 ° C, 230 ° C and 270 ° C with a fiber drawing of 15%, then give tortuosity in the amount of 5 twists per centimeter. The following is achieved: strength - 180 mN / tex, oxygen index - 42%, elongation - 18%.
Пример 6. Непрерывные жгуты толщиной 53 ктекс с волокнами толщиной 0,17 текс подвергают непрерывной термообработке в аппарате в течение 110 минут при температурах ступеней 160°С, 205°С, 230°С и 270°С при вытяжке волокна 15%, затем придают извитость в количестве 5 извитков на сантиметр. При этом достигаются: прочность - 180 мН/текс, кислородный индекс - 42%, удлинение - 18%. Волокна режут на отрезки длиной 65 миллиметров.Example 6. Continuous bundles of 53 ktex thickness with 0.17 tex fibers are subjected to continuous heat treatment in the apparatus for 110 minutes at steps of 160 ° C, 205 ° C, 230 ° C, and 270 ° C with 15% fiber drawing, then tortuosity in the amount of 5 twists per centimeter. The following is achieved: strength - 180 mN / tex, oxygen index - 42%, elongation - 18%. The fibers are cut into lengths of 65 millimeters.
Описанный способ может быть реализован в промышленных условиях на существующих аппаратах для окисления и устройствах для гофрирования и резки непрерывных волокон.The described method can be implemented in an industrial environment on existing apparatus for oxidation and devices for crimping and cutting continuous fibers.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004100854/04A RU2258104C1 (en) | 2004-01-15 | 2004-01-15 | Method for production of fire resistant polyacrylonitrile fibers for textile manufacturing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004100854/04A RU2258104C1 (en) | 2004-01-15 | 2004-01-15 | Method for production of fire resistant polyacrylonitrile fibers for textile manufacturing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2258104C1 true RU2258104C1 (en) | 2005-08-10 |
Family
ID=35845113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004100854/04A RU2258104C1 (en) | 2004-01-15 | 2004-01-15 | Method for production of fire resistant polyacrylonitrile fibers for textile manufacturing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2258104C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2310701C1 (en) * | 2006-04-10 | 2007-11-20 | Ооо "Лирсот" | Method for producing of thermally- and fire-resistant textile materials |
| RU2534779C1 (en) * | 2013-05-13 | 2014-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна" | Method for oxidative stabilisation of polyacrylonitrile fibres filled with carbon nanotubes |
| RU2535797C1 (en) * | 2013-04-25 | 2014-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна" | Method of oxidative stabilisation of polyacrylnitrile fibres filled with carbon nanoparticles |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU138324A1 (en) * | В. Е. Котина, А. А. Конкин , Р. М. Косова | METHOD OF OBTAINING FIRE-RESISTANT POLYACRYLNITRIL FIBER OR FABRIC FROM IT | ||
| US4534920A (en) * | 1982-06-07 | 1985-08-13 | Toray Industries, Inc. | Process for producing carbonizable oxidized fibers and carbon fibers |
| EP0223199A2 (en) * | 1985-11-18 | 1987-05-27 | Toray Industries, Inc. | Process for producing high-strenght, high-modulus carbon fibers |
| RU2001167C1 (en) * | 1992-06-05 | 1993-10-15 | Владимир Михайлович Бондаренко | Method for filamentous carbon cloth making |
| RU2042753C1 (en) * | 1993-04-07 | 1995-08-27 | Научно-инженерный центр "Углехимволокно" | Method for oxidation of polyacrylonitrile threads in production of carbon fibers and device for its realization |
| RU2167225C1 (en) * | 1999-10-11 | 2001-05-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт полимерных волокон с опытным заводом | Polyacrylonitrile cord oxidation method and apparatus |
-
2004
- 2004-01-15 RU RU2004100854/04A patent/RU2258104C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU138324A1 (en) * | В. Е. Котина, А. А. Конкин , Р. М. Косова | METHOD OF OBTAINING FIRE-RESISTANT POLYACRYLNITRIL FIBER OR FABRIC FROM IT | ||
| US4534920A (en) * | 1982-06-07 | 1985-08-13 | Toray Industries, Inc. | Process for producing carbonizable oxidized fibers and carbon fibers |
| EP0223199A2 (en) * | 1985-11-18 | 1987-05-27 | Toray Industries, Inc. | Process for producing high-strenght, high-modulus carbon fibers |
| RU2001167C1 (en) * | 1992-06-05 | 1993-10-15 | Владимир Михайлович Бондаренко | Method for filamentous carbon cloth making |
| RU2042753C1 (en) * | 1993-04-07 | 1995-08-27 | Научно-инженерный центр "Углехимволокно" | Method for oxidation of polyacrylonitrile threads in production of carbon fibers and device for its realization |
| RU2167225C1 (en) * | 1999-10-11 | 2001-05-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт полимерных волокон с опытным заводом | Polyacrylonitrile cord oxidation method and apparatus |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2310701C1 (en) * | 2006-04-10 | 2007-11-20 | Ооо "Лирсот" | Method for producing of thermally- and fire-resistant textile materials |
| RU2535797C1 (en) * | 2013-04-25 | 2014-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна" | Method of oxidative stabilisation of polyacrylnitrile fibres filled with carbon nanoparticles |
| RU2534779C1 (en) * | 2013-05-13 | 2014-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна" | Method for oxidative stabilisation of polyacrylonitrile fibres filled with carbon nanotubes |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3227479B1 (en) | Continuous carbonization process and system for producing carbon fibers | |
| JP6338023B2 (en) | Carbon fiber bundle and method for producing the same | |
| TW201908553A (en) | Carbon fiber bundle and method for manufacturing same | |
| RU2258104C1 (en) | Method for production of fire resistant polyacrylonitrile fibers for textile manufacturing | |
| KR101280553B1 (en) | Quasi-noncombustible spun yarn containing rayon staple fiber and corbon fiber, fabric using the same | |
| KR20120074418A (en) | Method for manufacturing aramid staple fiber | |
| JP2017141525A (en) | Flame resistant fiber bundle and manufacturing method therefor | |
| JP6667568B2 (en) | Method for producing oxidized fiber and oxidized fiber | |
| JPS6238444B2 (en) | ||
| JP5383158B2 (en) | Carbon fiber and method for producing the same | |
| JP4271019B2 (en) | Carbon fiber manufacturing method | |
| JP4662450B2 (en) | Carbon fiber manufacturing method | |
| CN114457469B (en) | Preparation method of polyacrylonitrile pre-oxidized fiber, pre-oxidized fiber and application of pre-oxidized fiber | |
| WO1987002391A1 (en) | Process for producing carbon fibers | |
| CN112708969B (en) | Preparation method of polyacrylonitrile pre-oxidized fiber | |
| JP4392435B2 (en) | Method for producing carbonized fabric | |
| JP4919410B2 (en) | Carbon fiber manufacturing method | |
| US20230295842A1 (en) | Method of making polyacrylonitrile based carbon fibers and polyacrylonitrile based carbon fiber fabric | |
| EP1568818A1 (en) | Method for manufacturing cross-linked polyacrylonitrile fibers | |
| CN112708970B (en) | Preparation method of polyacrylonitrile pre-oxidized fiber | |
| JPS58214535A (en) | Production of acrylic type carbon fiber | |
| US20200283932A1 (en) | Method of making polyacrylonitrile based carbon fibers and polyacrylonitrile based carbon fiber fabric | |
| KR101565132B1 (en) | Process for manufacturing a carbonized cotton | |
| KR20240106403A (en) | Manufacturing Method of Stabilized Polyacrylonitrile Fiber with Crimping Using Mist-Type Emulsion Treatment | |
| JPS62257424A (en) | Manufacturing method for high-strength, high-modulus carbon fiber |