DD130668B1 - Verfahren zur herstellung von formkoerpern aus acrylnitrilpolymerisaten - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Forinimrpern aus Polyacrylnitril, insbesondere Fasern, Fäden, йот., mit viereckigen Querschnitten. Diese Fäden können u.a. zur Herstellung von Effektfäden mit hohem Glanz oder von Synthesepelzen verwendet v/erden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Faserstoffe aus Acrylnitrilpolymerisaten werden in der Welt in großen Mengen nach dem Trocken- oder Haßspinnverfahren hergestellt. Dabei werden Lösungen der Polymeren durch die Löcher von Spinndüsen gepreßt; anschließend wird aus den entstehenden feinen Lösungsstrahlen das Lösungsmittel entweder mit Hilfe heißer Gase verdampft bzw· durch eine Flüssigkeit, die sich mit dem Lösungsmittel mischt, für das Polymere jedoch einen Nichtlöser darstellt (Fällmittel), entfernt, so daß sich in beiden Fällen ein Faden aus dem Polymeren bildet· Es wird durch rotierende Galetten abgezogen, gereckt, nach·»· behandelt und getrocknet. (Fourne, F., Synthetische Fasern, Herstellung und Verarbeitung. Stuttgart:.Wissenschaftliche Verlagsgesellchaft mbH 1964, S. 159-166). Üblicherweise weisen die Locher der Spinndüsen einen kreisrunden Querschnitt auf, und die Fäden haben entsprechend ebenfalls einen mehr oder weniger runden Querschnitt.

Für spezielle Einsatzgebiete werden jedoch Polyacrylnitrilfäden ge"braucht, die sich durch einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt auszeichnen. So sind solche Fasersortimente z.B₀ bei der Herstellung von Effektfäden mit hohem Glanz oder von Synthesepelzen oder bei anderen Plüsch- oder Florartikeln, bei denen sich der Faserflor vorzugsweise in bestimmte Richtungen umlegen soll, vorteilhaft verwendbar. Es sind daher Verfahren entwickelt worden, die Polyacrylnitrilfäden mit von der K_reisform abweichenden Querschnitten zu produzieren gestatten, indem die Spinndüsen profilierte Öffnungen besitzen, z«B. Y- oder T-förmige, so daß die resultierenden Fäden ebenfalls eine entsprechend profilierte Gestalt annehmen»

Auch Düsen mit rechteckigen Querschnittsöffnungen sind für die Produktion von profilierten Polyacrylnitrilfäden vorgeschlagen worden. So v/erden in den Patentschriften JA-PS 17 011/66 und US-PS 3 760 053 Spinnverfahren beschrieben, bei denen Spinndüsen verwendet werden, die Öffnungen in den Dimensionen 42 χ 250 Mikron bzw. 75 x 500 Mikron aufweisen.

Ein Mangel dieser·Verfahren besteht jedoch darin, daß die

Querschnittsprofile der ersponnenen Fäden nicht scharf viereckig ausgeprägt sind.

Ziel der Erfindung;

Ziel der Erfindung ist es, Polyacrylnitrilfäden herzustellen, die scharf viereckig profilierte Querschnitte aufweisen und sich somit durch ein hohes Maß an Glanz und/oder richtungsabhängiger Biegesteifigkeit auszeichnen.

Darlegung; des Wesens der Erfindung

Die Ursache dafür, daß mit den bisher bekannten Verfahren keine scharf rechteckig profilierten Querschnitte erhalten werden, liegt darin, daß zwischen Austritt der Lösung aus der Düse und Fixierung des Querschnitts durch Koagulation eine bestimmte Zeit vergeht, während der Де£ Lösungsstrahl dem durch die Grenzflächenspannung Lösung/Fällmittel bedingten Bestreben nachgibt, seine Oberfläche zu verringern. So v/erden z.B. bei Verwendung der genannten Düsen mit Bechtecköffnungen Polyacrylnitrilfäden erhalten, die lediglich ovale bzw. hanteiförmige Querschnitte besitzen.

Aufgabenstellung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das unter Verwendung üblicher Acrylnitrilpolymerisat-Lösungen und mit Hilfe üblicher Fällmittelsysteme nach dem Prinzip der üblichen Naßspinnprozesse die Herstellung von Polyacrylnitrilfäden mit scharf viereckig profilierten Querschnitten gestattet.

Merkmale der Erfindung

Es wurde gefunden, daß diese Aufgabe gelöst werden kann, wenn man Polyacrylnitrillösungen durch Schlitzdüsen in Pällbader

drückt und dort zur Koagulation bringt, die entstandene Polie mit EiIfe von rotierenden Galetten abzieht, die Folie anschließend, ggf. nach, einer Auf trennung in mehrere Teilbahnen, bei höheren Temperaturen ab 50 ⁰C, vorzugsweise in siedenden Wasser oder Wasserdampf, reckt, wäscht, ggf. in eine Vielzahl von IToIiebändchen aufteilt und sie dann mit Hilfe ezigsteilender Messer oder Nadeln kontinuierlich schneidet, die feinen Fibrillen nochmals nachreckt und sie trocknet und aufwickelt. Auf diese V/eise entstehen Fäden von hohem Glanz imd/oder hoher richtungsabhängiger Biegesteifheit mit sehr scharf ausgeprägten viereckigen Querschnitten.

Bei der Wahl der Polyacrylnitrillösungen ist man keiner Beschränkung unterworfen. Es können Acrylnitrilhomopolymerisate, aber auch Copolymerisate aus Acrylnitril und Acrylsäureester, Styrol, Vinylacetat, Vinylidenchlorid, Vinylchlorid, Allylsalfonaten, Styrolsulfonaten, Vinylpyridin und andere Comonomere verwendet werden; als Lösungsmittel kann jedes übliche Polyacrylnitrillösungsmittel dienen, vorzugsweise Dimethylformamid. Auch als Fällmedium kann $ede bisher bekannte Fällflussigkeit eingesetzt werden, vorzugsweise Dimethylformamid/ Wasser-Mischungen.

Die Schlitzdüsen können eine beliebige Breite aufweisen, die Hohe des Schlitzes sollte 300/um nicht überschreiten.

Bei der Gestaltung des erfindungs gemäß en Verfahrens ist der Teilstufe "Schneiden" besondere Aufmerksamkeit zu schenken. Es wurde gefunden, daß die Gleichmäßigkeit des Schnittes eine Voraussetzung für die Gleichmäßigkeit der Fadenfibrillierung - nur dann gewährleistet ist, wenn man die teilgereckten Folienbänder vor dem Schneiden auf einen definierten Wassergehalt von 5 bis 30 %_f vorzugsweise 10 %, vortrocknet.-

Anhand der folgenden Beispiele soll das erfindungs gemäße Verfahren näher erläutert werden.

Ausführungsbeispiele Beispiel 1

Eine Lösung von 20 TI· eines Acrylni tr lic ©polymerisates der Zusammensetzung 93 % Acrylnitril, 6 % Methylacrylat und 1 % Natriumallylsuifonat in 80 Tl. Dimethylformamid wird mit einer Fördermenge von 80 g/min durch eine Breitschlitzdüse (Düsenöffnung 190 зс 0.2 mm) in ein Koagulationsmittel extrudiert. Das Koagulationsmittel besteht aus gleichen Teilen DIIF und Y/asser, die Temperatur beträgt 25 °0, die Koagulationsstrecke ist,100 cm lang, die Abzugsgeschwindigkeit beträgt 3 m/min. Die ausgefällte "Folie wird auf das 9-fache ihrer Ausgangslänge in siedendem Wasser gereckt. Die Reckbadlänge beträgt 120 cm. Die Folie wird durch zwei Waschbäder mit Wasser von 60 ⁰O und Zimmertemperatur geführt. Die vom Lösungsmittel befreite Folie wird kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit von ? m/min bei einer Temperatur von 105 ⁰C getrocknet. Die Troeknungsstrecke ist 180 cm lang. Der Restfeuchtegehalt der getrockneten Folie beträgt 10 %. Die Folie wird mit Hilfe einer mit Nadelleisten besetzten rotierenden Walze f!brilliert (40 Nadeln/cm) und auf ein Verhältnis von 1:1,25 nachgereckt. Es resultiert ein Fadenmaterial mit hohem Glanz und hoher richtungsabhängiger Biegesteifheit. Die Foliefäden besitzen einen scharf profilierten rechteckigen Querschnitt (s. Bild). Die textilphysikalischen Kennwerte sind folgende: Ekm: 22,4 p/tex; Dehnung: 6,3 %\ Kochschrumpf: 25,8 %.

Beispiel 2

20 Tl. eines Acry!nitrileopolymerisates der Zusammensetzung 88,5 % Acrylnitril, 10 % Methylacrylat und 1,5 % Natriumallylsulfonat werden in 80 Tl. DMF gelöst und nach Beispiel 1 zur Folie verarbeitet. Di© Folie wird über einen Kesserbalken geführt, in 3 Foliestreifen aufgetrennt und gleichzeitig die Randstreifen abgetrennt. Die Foliestreifen werden in siedendem Wasser auf das 9-fache ihrer Ausgangslänge gereckt, gewaschen (Waschbadtemperaturen 50 und 22 ⁰C) und aufgewickelt.

Die Streifen werden kontinuierlich, mit einer Geschwindigkeit von 9 m/min bei 105 ⁰O getrocknet; Länge der Trocknungszone 150 cm. Der Restfeuchtegehalt beträgt 23 %. Die Foliestreifen werden mit Hilfe einer mit Eadelleisten besetzten rotierenden Walze (40 Nadeln/cm) fibrilliert und auf ein Verhältnis 1:1,7 nachgereckt. Die hergestellten Fäden sind durch scharf profilierte rechteckige Querschnitte und einem seidigen hohen Glanz gekennzeichnet. Die textilphysikalischen Kennwerte sind folgende: Rkm: 27»3 p/tex; Dehnung: 9,8 %\ Kochschrumpf: 29,5 %·

Beispiel 3

Eine Lösung von 24 Tl. eines Acrylnitrilc©polymerisates der Zusammensetzung 68,5 % Acrylnitril, 30 % Vinylidenchlorid und 1,5 Hatriumallylsulfonat in 76 Tl. DbIF wird nach Beispiel 1 zu Foliefäden verarbeitet. Diese Fäden besitzen eine auffallend große, von der Richtung der Biegebeanspruchung abhängige Steifheit und haben eine streng rechteckige Querschnittsformj die textilphysikalischen Kenndaten sind folgende: Rkm: 26,9 p/tex; Dehnung 19,8 %\ Kochschrumpf: 36,0 %.

Beispiel 4

22 Tl. eines Acrylnitrilcopolymerisates der Zusammensetzung 90 % Acrylnitril, 8 % Vinylacetat, 2 % Natriumallylsulfonat werden in 78 Tl. DMF gelöst und gemäß Beispiel 1 zu einer Folie verarbeitet. Die gereckte und gewaschene Folie wird über einen Messerbalken geführt, randbeschnitten und gleichzeitig in 1 cm breite Foliebändchen aufgetrennt und diese auf einer Walze nebeneinander aufgewickelt. Zur Trocknung werden die Bändchen bei 105 ⁰O mit einer Geschwindigkeit von 7 m/min durch eine strahlungsbeheizte Trockenkammer (180 cm effektive Länge) geführt. Der Restfeuchtegehalt beträgt 12 %. Die Bändchen werden mit Hilfe einer mit üfadelleisten besetzten Walze (40 Nadeln/cm) fibrilliert und die fibrillieren Bändchen getrennt aufgespult.

Dieses Fadenmaterial besitzt einen auffallend hohen Glanz und eine rechteckige Querschnittsform. Die Textildaten sind folgende: Ekm: 28,4 p/tex; Dehnung: 14,2 %i Kochschrumpf: 27,4%.

Beispiel 5

Die nach Beispiel 1 hergestellten und nachgereckten Foliefäden werden einer nachbehandlung mit Sattdampf von 100 ⁰O unterworfen. Das Fadenmaterial besitzt bei exakt rechteckiger Querschnittsform und wenig verringertem Glanz folgende Materialkenndaten: Eka: 20,5 p/tex; Dehnung: 36,2 %\ Restschrumpf: < 1 %.

Claims (3)

-S- Erfindtmgsanspruche

1· Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus Acrylnitrilpolymerisat en mit ausgeprägtem viereckigen Querschnitt, hohem Glanz und/oder hoher richtungsabhängiger Biegesteifigkeit nach der Meßspinntechnologie durch Auspressen von Lösungen der Polymere durch Schlitzdüsen in Fällbäder und Abzug der Folien über rotierende Galetten, dadurch gekennzeichnet, daß man die entstehenden Folien anschließend bei höheren Temperaturen, vorzugsweise ab.50 ⁰C, in heißem Wasser oder Wasserdampf im Behältnis bis 1:12, vorzugsweise 1 :9, reckt, wäscht, sie dann mit Hilfe engstehender Messer oder Nadeln kontinuierlich schneidet, die fernen Fibrillen nochmals im Verhältnis 1:2 nachreckt, trocknet und aufwickelt«

2· Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die teilgereckten Folienbänder vor dem Schneiden auf einen Wassergehalt von 5 bis 30 %, vorzugsweise 10 %_t vortrocknet·

3· Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Folie vor der Reckung in mehrere Folienbänder auftrennt.

4e Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien nach dem Waschen in Folienbänder aufgetrennt werden·

In Betracht gezogene Druckschriften:

,,Synthetische Fasern, Herstellung und Verarbeitung*¹

von Franz Fourne Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft M.B.H.,

Stuttgart, 1964, S.159-164

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen