DD147556A5

DD147556A5 - Acrylmischfasern mit zwei bestandteilen

Info

Publication number: DD147556A5
Application number: DD79217289A
Authority: DD
Inventors: Georges Achard; Pierre Chion; Jaques Menault
Original assignee: Rhone Poulenc Textile
Priority date: 1978-11-30
Filing date: 1979-11-30
Publication date: 1981-04-08
Also published as: NL188861C; BE880336A; ES486362A1; LU81941A1; US4297412A; BR7907792A; MX159140A; IT1126462B; NL7908290A; FR2442901A1; DE2948298A1; JPS55112316A; JPS6324088B2; DE2948298C2; GB2036121A; GB2036121B; IT7927769A0; NL188861B; FR2442901B1

Abstract

Die Erfindung betrifft Acrylfaeden und -fasern mit zwei Bestandteilen. Sie bestehen aus zwei Copolymeren auf Basis von Acrylnitril, die untereinander eine Differenz in dem plastifizierenden Comonomeren zwischen 4 und 15 % aufweisen und eine Gesamtmenge an Saeuremilliaequivalenten von wenigstens 50 kg Polymeres besitzen; sie umfassen ein Gemisch von einschichtigen, zweischichtigen und mehrschichtigen Einzelfaeden; sie besitzen eine Kraeuselung, deren Richtung von den angewandten thermischen und/oder mechanischen Behandlungen abhaengt, wobei der Bestandteil B, der derjenige mit weniger plastifizierendem Comonomeren ist, im Inneren der Schraube gelegen ist, welche von den Filamenten nach der Behandlung ohne Spannung bei einer Temperatur unter etwa 11 Grad C und wenigstens gleich der Umgebungstemperatur gebildet ist, und an der Auszenseite der Schraube gelegen ist, nach Behandlung unter Spannung oder thermischer Behandlung bei einer Temperatur ueber 110 Grad C, wobei die Einkraeuselung und die Kraeuselungsfrequenz von einem Einzelfaden zum anderen und laengs desselben Einzelfadens variiert. Die erfindungsgemaeszen Faeden und Fasern sind in allen bekannten Textilumwandlungstechniken verwendbar: Reiszen, Konvertieren, Kardieren usw.

Description

2172

Berlin, 10* 3, 1980

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Acrylmischfasern mit zwei Bestandteilen

Anwendungsgebiet der Erfindung *

Die Erfindung betrifft Acrylfäden und -fasern mit zwei Bestandteilen, welche eine natürliche Kräuselung besitzen. Sie weisen die Besonderheit auf, daß sie in der Mehrzahl der traditionellen Textilumwandlungstechniken verwendbar sind·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es existieren sehr zahlreiche Typen von Acrylfasern mit zwei Bestandteilen» Sie können von zwei Lösungen von Acrylpolymeren mit unterschiedlichen Viskositäten oder Konzentrationen stammen; die Polymeren selbst können Bestandteile verschiedener Natur besitzen oder in verschiedenen Mengen. Insbesondere können sie verschiedene Mengen an Säuremilliäquivalenten oder Basenmilliäquivalenten gemäß dem französischen Patent

1 205 162 enthalten.

Diese Typen von Pasern mit zwei Bestandteilen können sehr unterschiedliche Eigenschaften aufweisen beispielsweise hinsichtlich der Kräuselung, der Schrumpfung, der Voluminosität usw., was einerseits von den Bestandteilen und andererseits von dem Herstellungsverfahren und den weiteren Behandlungen herrührt. · .

In neuerer Zeit ist es aus der französischen Patentanmeldung

2 106 115, Veröffentlicht am 28. April 1972, bekannt geworden, Acrylfasern mit zwei Bestandteilen vom Typ Seite an Seite herzustellen, ausgehend von zwei Polymeren, welche beide wenigstens 88 % Acrylnitril enthalten, wovon eines einen irreversiblen Quellungsindex höher als wenigstens 0,05

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gegenüber demjenigen des anderen Polymeren besitzt. Jedoch be sitzen derartige Fäden, in denen jedes Filament dieselbe Konstitution Seite an Seite, sog. "bilamellige", aufweist, eine sehr regelmäßige Kräuselung.

Im übrigen ist die Kräuselung eines der wichtigsten Charakteristika von Textilfasern, von ihr hängen tatsächlich zum großen Teil ab: -

- der Umwandlungswert der Faser, ihre Fähigkeit, sich in den verschiedenen Stadien des Verspinnens gut zu verhalten,

- die Qualität des endgültigen Erzeugnisses, sein Griff, seine Bauschelastizität,

- die Gebrauchseigenschaften des daraus resultierenden Erzeug nisses»

der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, neue Fasern mit hochwertigen Kräuselungseigenschaften aufzuzeigen, die aus zwei Bestandteilen bestehen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, neue Fasern zu entwickeln, die durch die Wahl ihrer Einzelbestandteile höhere Gebrauc.hswerteigensc.haften aufweisen als bekannte Acrylfasern«,

Die Erfindung betrifft Fäden und Fasern mit zv/ei Bestandteilen mit natürlicher Kräuselung, welche zum Kardieren, Reißen und Konvertieren geeignet sind, welche aus einem Gemisch einschichtiger, zweischichtiger und mehrschichtiger Einzelfäden bestehen und die aus zwei Polymeren A und B zusammengesetzt sind, wobei das Polymere A wenigstens 83 Gew«~% Acrylnitril,

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4 bis 15 Gew.-% eines nicht-ionisierbaren plastifizierenden Comonomeren und bis zu 2 Gew.~% eines sauren, mit dem Acrylnitril gut copolymerisierbaren Comonomeren besteht und das Polymere B wenigstens 94 Gew.~% Acrylnitril, O bis 4 Gew.~% eines nicht-ionisierbaren plastifizierenden Comonomeren und bis zu 2 % eines sauren, mit dem Acrylnitril copolymerisierbaren Comonomeren umfaßt, wobei die Differenz des Gehalts an plastifizierenden Comonomeren der Polymeren A und B zwischen 4 und 15 Gevr.-% liegt und die Gesamtmenge der Säuremilliäquivalente der beiden Polymeren wenigstens 50/kg Polymeres beträgt, wobei die Fäden und Fasern eine dreidimensionale Kräuselung aufweisen, deren Richtung von den unterworfenen thermischen und/oder mechanischen Behandlungen abhängt, wobei der Bestandteil B im Inneren der Schraube bzw. Spirale gelegen ist, die durch die Filamente nach Behandlung ohne Spannung bei einer Temperatur unter etwa 110 ⁰C und wenigstens gleich der Umgebungstemperatur gebildet ist (Kräuselung F 1) und am Äußeren der Schraube bzw. Spirale nach der Behandlung unter Druck oder nach thermischer Behandlung bei einer Temperatur höher als 110 ⁰C gelegen ist (Kräuselung F 2), wobei die Einkräuselung und die Häufigkeit der beiden Kräuselungstypen gleichzeitig von einem Einzelfaden zum anderen und denselben Einzelfaden entlang variiert.. Vorzugsweise besitzt die Kräuselung F 1 eine ausgebreitete Einkrauselung und zwischen 3 bis 35 % umfassend und eine ausgebreitete Kräuselungsfrequenz und zwischen 4 und 40 Halbwellen/cm umfassend.

In der folgenden Beschreibung versteht man unter "einschichtigen Einzelfäden" Fäden bzw. Einzelfäden, welche aus einem einzigen und demselben Polymeren bestehen, unter "zweischichtigen Einzelfäden" oder "Einzelfäden mit Seite-an-Seite-Verteilung" Endlosfilamente mit zwei verschiedenen Bestandteilen, die untereinander und mit der Außenseite im wesentlichen über die gesamte Länge der Filamente eine Kontaktfläche haben, und unter "mehrschichtigen Einzelfäden" Fäden,

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worin einer der Bestandteile wenigstens mehr als einmal im Querschnitt und im wesentlichen über die gesamte Länge vorhanden ist«

Im allgemeinen umfaßt ein Filamentenkabel gemäß der Erfindung im Durchschnitt 15 bis 30 % einschichtige Einzelfäden, 40 bis 60 % zweischichtige Einzelfäden und 20 bis 45 % mehrschichtige Einzelfäden, wobei die Zusammensetzung ein und desselben Einzelfadens Variationen aufweisen kann, so daß ein derartiger Faden von einem Einzelfaden zum anderen und über die gesamte Länge dieser Einzelfäden heterogen ist« Die Figur 1 zeigt die Heterogenität der Einzelfäden im Schnitt unter dem Mikroskop mit einer 365fachen Vergrößerung»

Die Acrylmischfäden mit zwei Bestandteilen gemäß der Erfindung werden durch statistisches Verspinnen von zwei Acrylpolymeren A und B erhalten:

Das Polymere A enthält mindestens 83 Gew.~% und vorzugsweise mindestens 90 Gew»-% Acrylnitril, 4 bis 15 Gew.-% und vorzugsweise 6 bis 9 Gew«,~% eines nicht-ionisierbaren, mit dem Acrylnitril copolymerisierbaren plastifizierenden Comonomeren, bis zu 2 Gew*-% eines Comonomeren, das fähig ist, die sauren Gruppen zu.liefern·

Das Polymere B enthält wenigstens 94 Gew.-% und vorzugsweise wenigstens 97 Gew„~% Acrylnitril, 0 bis 4 Gew»-% und vorzugsweise 0 bis 2'Gew*-% eines mit dem Acrylnitril copolymerisierbaren plastifizierenden Comonomeren und bis zu 2 Gew.—% eines saure Gruppen liefernden Comonomeren.

Unter den plastifizierenden Comonomeren_s welche bei der Zu~ sammensetzung der.Polymeren A und B verwendbar sind, kann man nennen das Methacrylnitril, die Vinylester wie Vinylacetat, die Amide und Ester von Acryl- und Methacry!säuren wie Acrylamid und Methacrylamid, gegebenenfalls substituiert,

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Methylacrylat und vorzugsweise Methylmetharcrylat.

Das Comonomere, das saure Gruppen liefern kann, wird vorteilhaft ausgewählt unter den Vinylsulfonverbindungen vae die Allyl- und Methallylsulfonsäuren, die aromatischen sulfonierten Derivate wie die Styrolsulfonsaure, Vinyloxyarylsulfonsäure oder die Verbindungen mit saurer Carboxylfunktion wie die Itaconsäure, die Acrylsäure oder Methacrylsäure usw.

Es ist nicht notwendig, daß die Polymeren A und B eine Differenz im Gehalt an Säuremilliäquivalenten aufv/eisen, sie können davon einen identischen oder unterschiedlichen Gehalt aufweisen, ohne daß die Färbeaffinität der erfindungsgemäßen Fäden wesentlich modifiziert wird. Jedoch ist es, damit die Fäden und Fasern eine hinreichende Färbeaffinität aufweisen, erforderlich, daß das Mengenverhältnis an sauren Comonomeren in den Polymeren A und B derart ist, daß die Gesamtmenge an Säuremilliäquivalenten, welche in den beiden Polymeren enthalten ist, wenigstens gleich 50 Säuremilliäquivalenten und vorzugsweise wenigstens 70/kg Polymeres beträgt.

Im Gegensatz dazu soll die Differenz im Gehalt des plastifizierenden Comonomeren zwischen den Polymeren A und B zwischen 4 und 15 Gew.-/o, vorzugsweise' zwischen 5 und 9 Gew.-^, liegen, damit die Fäden nach dem Verspinnen und den anschließenden Behandlungen die besonderen Kräuselungseigenschaften gemäß der Erfindung erlangen können.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß die erfindungsgemäßen Fäden zwei verschiedene Kräuselungstypen besitzen können, wobei jeder davon verschiedene Verwendungsbereiche besitzt. Die Kräuselung F 1 ist dadurch charakterisiert, daß der Bestandteil B im Inneren der Schraube, welche durch die Filamente gebildet wird, gelegen ist; dieser Kräuselungstyp wird nach einer Behandlung ohne Spannung bei einer Temperatur unter etwa 110 ⁰C

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und mindestens gleich der Umgebungstemperatur beispielsweise nach dem Trocknen des Fadens unter den weiter oben angegebenen Bedingungen erhalten; diese Temperatur ist dann die Temperatur des Fadens selbst«,

Diese Kräuselung ist durch eine sehr ausgebreitete, entfaltete Einkrauselung und Kräuselungsfrequenz charakterisiert. Dies bedeutet, daß die Einkräuselungswerte und die Kräuselungsfrequenz stark variieren, sowohl von einem Einzelfaden zum anderen, als auch längs desselben Einzelfadens. Vorzugsweise beträgt die ausgebreitete Einkrauselung zwischen 3 und 35 %_t und die ebenfalls ausgebreitete Kräuselungsfrequenz ist zwischen 4 und 40 Halbwellen/cm· Die Kräuselung F 1 ist vom Typ, wie dies in Figur 2 dargestellt ist, wo man die Heterogenität von einem Einzelfaden zum anderen und längs jedes Einzelfadens bemerkt, wobei das bekannte Phänomen der Synchronisierung der Kräuselung auf den zweischichtigen Fäden ausgeschaltet ist, wenn alle Schrauben dieselbe Steigung aufweisen* Im übrigen wird die Kräuselung F 1 größtenteils nach Ermüdung beibehalten·

Die Kräuselungsfrequenz ist die Anzahl der Halbwellen, gerechnet auf der gekräuselten Faser und bezogen auf 1 cm der entkräuselten Faser*

Die Einkräuselung wird mittels eines bekannten handelsüblichen Geräts, das unter der Marke Kräuselwaage von Hoechst im Handel ist, gemessen und ist durch die Formel

«^L1 * ^Lo K = —!—Ρ— χ 100

gegeben, wobei L ein Einzelfaden von 5 cm Länge ist, während er unter einer Kraft von 18 mg/tex gehalten wird, und L₁ ist die Länge desselben Einzelfadens unter der mittleren Ent-

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kräuselungskraft (vorher auf HiSTRON gemessen).

Man wertet auch die Resteinkräuselung nach Ermüdung der Paser unter der mittleren Entkräuselungskraft während einer Minute und einer Minute Entspannung aus· Man erhält den Wert Kp.

Man stellt fest, daß die Paser nach Ermüdung nicht mehr als 25 % Einkräuselung verliert· Dies bedeutet, daß eine derartige Kräuselung stabil ist und nur wenig während der nachfolgenden mechanischen Behandlungen, welchen sie während der Verwendung beim textlien Verspinnen sowie beim Gebrauch des daraus entstehenden Erzeugnisses unterworfen wird, beeinträchtigt wird·

Man wertet schließlich die Resteinkräuselung nach Ermüdung . unter einer Kraft, die höher ist als die Entkräuselungskraft während 1 Minute und Entspannung v/ährend 1'Minute aus und erhält den Wert Κ'₂·

Man stellt ebenfalls fest, daß die Kräuselung noch in großen Teilen beibehalten wird, was ebenfalls für das Durchleiten durch Apparate für die weitere textile Umwandlung wichtig ist.

Die Kräuselung P 2 wird erhalten nach thermischer Behandlung der Päden und Pasern bei einer Temperatur über 110 ⁰C, beispielsweise während der Stabilisierungsbehandlungen, welche oft in Gegenwart von Wasserdampf bei Temperaturen bis zu 120 oder 140 ⁰C oder mehr stattfinden und die an den Päden, Pasern oder Gespinsten sowie bestimmten textlien Erzeugnissen wie Gewirken oder Gewesen oder v/ährend der weiteren textlien Umwandlungsbehandlungen, die unter Spannung erfolgen, realisiert werden, beispielsweise das Reißen und anschließend Fixierung beispielsweise bei wenigstens 95 ⁰C, um die Kräuselung anzuheben.

Die Kräuselung P 2, in der der Bestandteil A im Innern der durch die Filamente gebildeten Schraube ist, wird in Pigur 3

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dargestellt nach Trocknen und Reißen bei einer Temperatur von etwa 100 ⁰G und dann Fixieren bei einer Temperatur von 110 ⁰C. Gemäß Figur 3 beobachtet man deutlich, daß dieser Kräuselungstyp von demjenigen, der in Figur 2 gezeigt ist, sehr verschieden ist; in diesem Fall existieren gleichzeitig eine Mikrokräuselung, welche von feinen Wellen längs der Einzelfäden gebildet ist, und eine Makrokräuselung, welche durch die Anordnung in langen Wellen eines jeden Einzelfadens mit feiner Kräuselung besteht,, Diese doppelte Kräuselung eignet sich besonders gut für Erzeugnisse, wo eine Volurninosität nötig ist«

Die erfindungsgemäßen Fäden und Fasern können zunächst eine Kräuselung F 1 besitzen, welche die Richtung wechselt, wenn die Fasern einer Behandlung, wie weiter oben definiert, unterworfen werden, um die Kräuselung F 2, welche dann definitiv ist, zu bilden«

Das Verfahren zur Erzielung von Fäden und Fasern gemäß der Erfindung besteht darin, ein Naßverspinnen der beiden Lösungen der Acrylpolymeren, wie sie oben definiert sind, in statistischer Verteilung der beiden Lösungen, ein Verstrecken der Filamente an der Luft bei Umgebungstemperatur auf einen Wert zwischen 1,3- und 3fach, ein Waschen mit Wasser, eine Entspannung von 15 bis 25 % in siedendem Wasser, ein Verstrecken in siedendem Wasser auf einen Wert zwischen 2,5- und 4fach, Schmälzen, Trocknen ohne Spannung bei einer Trockentemperatur zwischen 50 und 140 ⁰G und einer Feuchttemperatur zwischen 40 und 70 ⁰C und dann ein erneutes Schmälzen zu bewirken.

Zur statistischen Verteilung der beiden Polymereillösungen kann man beispielsweise das Verfahren und die Vorrichtung verwenden, welche in dem französischen Patent 1 359 880 beschreiben sind, oder das Verfahren und die Vorrichtung, welche in der französischen Patentanmeldung 77/39 248 vom

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22. Dezember 1977 beschrieben sind, das darin besteht, daß ein dichotomisches Mischsystem, bestehend aus Röhren, die mit derselben Anzahl abwechselnd linksdrehender und rechtsdrehender Schraubenelemente versehen sind, wobei die beiden Lösungen vorzugsweise in'im wesentlichen identischen Mengenverhältnissen eingesetzt werden, verwendet wird.

Die Polymerenlösungen werden in Lösungsmitteln hergestellt, welche üblicherweise zum Verspinnen von Acrylverbindungen verwendet werden, organische Lösungsmittel wie Dimethylformamid, Dimethylacetamid, Dimethylsulfoxid oder auch bekannte mineralische Lösungsmittel allein oder in wäßrigen Lösungen. Das Verspinnen erfolgt in ein Koagulationsbad, das im allgemeinen aus Wasser und Lösungsmittel besteht, bewirkt; im bevorzugten Pail der organischen Lösungsmittel enthält das Koagulationsbad vorzugsweise 40 bis 60 Gew.-% desselben Lösungsmittels, das zur Auflösung der Polymeren verwendet wird.

Nach dem Passieren des Koagulationsbades, das bei einer Temperatur nahe der Umgebungstemperatur gehalten wird, v/erden die Filamente an der Luft bei Umgebungstemperatur auf einen Wert zwischen 1,3- und 3fach, vorzugsweise zwischen 1,8- und 2,3-fach, verstreckt und anschließend mit Wasser im allgemeinen im Gegenstrom und bei Umgebungstemperatur gewaschen, um 15 bis 25 % in einem Bad siedenden Wassers entspannt und von neuem auf einen-Wert zwischen 2,5- und 4fach in siedendem Wasser, vorzugsweise 3- bis 3,5fach, verstreckt, in üblicher Weise geschmälzt und dann getrocknet und von neuem geschmälzt. Das Trocknen wird ohne Spannung bei einer Trockentemperatur · zwischen 50 und 140 ⁰C und bei einer Feuchttemperatur zwischen 40 und 70 ⁰C im allgemeinen während der Dauer von 3 bis 30 Minuten bewirkt.

Je nach den genauen Bedingungen der Trocken- und Feuchttemperatur kann das Trocknen von einer ausgezeichneten Entwicklung

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der Kräuselung begleitet sein, wenn man die Fäden und Pasern mit einem gewissen Typ von Kräuselung, insbesondere die Kräuselung P 1, zu erhalten wünscht, die zum Passieren zur Karde bestimmt sind.

Zu diesem Zv/eck führt man eine Trocknung-Entwicklung bei einer Trockentemperatur zwischen 50 und 108 C durch,, wobei die Trockentemperatur zur Arbeitsbeginn vorzugsweise zwischen 50 und 75 ⁰C liegt und die Feuchttemperatur zwischen 40 und 60 ⁰C beträgt, die Differenz zwischen der Trockentemperatur und der Feuchttemperatur unter 40 C, vorzugsweise unter 20 ⁰C, beträgt, während wenigstens 2 Minuten zu Beginn des Arbeitsganges.

In diesem Fall kann der Arbeitsgang in 10 bis 20 Minuten leicht bewirkt sein. Die Entwicklung der Kräuselung im Verlaufe dieser Behandlung ist sehr gut.

Die oben erwähnte Arbeitsweise eignet sich auch für spezielle Anwendungen, wie die Erzielung von Gespinsten durch das open~ end-Verfahren*

Wenn man ein Pilamentenkabel zu erhalten wünscht, das zum Reißen bestimmt ist, ist es nicht notwendig, eine so gute Entwicklung im Verlaufe des Trocknens zu bewirken, und die Temperaturregelungen brauchen nicht so präzise zu sein wie im Falle der Trocknung-Entwicklung der Fasern bzw. der Fäden für die Karde. In diesem Falle werden die Fäden im allgemeinen direkt bei höheren Temperaturen, beispielsweise bei einer Trockentemperatur zwischen 80 und 130 C und.bei einer Feuchttemperatur zwischen 50 und 70 G, behandelt.

Das Trocknen der Fäden und Fasern gemäß der Erfindung ist zweimal so schnell wie dasjenige eines anderen Typs von Acrylfasern; so ist beispielsweise in einem gegebenen Bandtrockner die spezifische Verdampfung in kg verdampftes

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Wasser/Stunde/m /⁰C höher als 0,4 und geht bis zu 1 oder mehr, während sie in der Größenordnung von 0,2 bis 0,4 im Falle der gewöhnlichen Acrylfaser v/ährend der Zeitdauer, wo die Verdampfung am wichtigsten ist (d. h# bis zu einem V/assergehalt der Paser von etwa 20 %), beträgt·

Die so direkt erhaltene Kräuselung ist relativ weniger bedeutend, was nicht stört, denn die latente Kräuselung der Fasern wird durch die thermische Behandlung nach dem Reißen auf dem Gespinst oder dem Pertigerzeugnis entwickelt, beispielsweise während der Färbebehandlung, Außerdem stellt diese weniger beträchtliche Kräuselung der Kabel einen großen Vorteil für deren Transport dar, da eine Masse mit zu großem Volumen zu Schwierigkeiten und teurerem Preis bei gleichem Gewicht führt.

Was die Schnittfaser (für die Karde) anbelangt, welche, der Behandlung Trocknung-Entwicklung unterworfen war und die demnach eine gute Kräuselung besitzt, so kann sie nach dem Schnitt leicht verpackt werden mittels einer Presse, ohne daß die Flocke ein zu großes Volumen einnimmt, und die Parallelisierung der Fasern kann später bewirkt werden.

Beim Ausgang vom Trocknen werden die Fäden und Fasern gemäß · der Erfindung entweder roh erhalten oder gefärbt nach jedem bekannten kontinuierlichen Färbeverfahren in der Masse oder im Verlaufe des Verspinnens, beispielsweise nach dem Verfahren, das in dem französischen Patent 2 076 516 beschrieben ist.

Die Gesamtheit des erfindungsgemäßen Verfahrens besitzt den Vorteil, daß es vollkommen kontinuierlich durchgeführt werden kann, von der Auflösung der Polymeren an bis zur Erzielung des Kabels aus Endlosfilamenten, was ein beträchtliches ökonomisches Interesse darstellt. Darüber hinaus weist ein derartiges Verfahren den Vorteil auf, daß es besonders stabil

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ist: Die Zahl der Paserbrüche ist in allen Stadien des Verfahrens sehr gering»

Die Paser gemäß der Erfindung ist in allen bekannten textlien Umwandlungstechniken verwendbar; dies stellt eine Besonderheit dar; außerdem ist es möglich, den Kräuselungstyp auszuwählen, den man zu erhalten wünscht, je nach der Verwendung, für die die Paser bestimmt ist, da die Kräuselung P 2 anstelle der Kräuselung P 1, welche üblicherweise beim Trocknen während der Herstellung erhalten wird, treten kann«,

Eine der hauptsächlichen Formen, unter der die erfindungsgemäßen Päden und Pasern verwendbar sind, ist die Flocke, insbesondere die, welche zum Kardieren bestimmt ist; eine derartige Flocke passiert aufgrund ihrer heterogenen Kräuselung auf den Kardiervorrichtungen mit großer Produktivität und dann in den textlien Spinnvorrichtungen sowohl nach der konventionellen Technik als auch nach der Technik "open-end"«

Nach dem Lauf über die Karde sind die Fasern aufgrund der Heterogenität der Kräuslung nicht mehr in der gleichen Phase und ergeben so die Gespinste großer Voluminosität, was bei den daraus erhaltenen textlien Erzeugnissen zu einer großen Leichtigkeit und zu angenehmem Griff führt*

Die erhaltenen Gespinste besitzen ein großes Deckungsvermögen, insbesondere im Falle des Verspinnens "open-end"*

Die Filamente mit zwei Bestandteilen gemäß der Erfindung werden beim Austreten aus dem Trockner auch vorteilhaft in Form von Kabeln zum Reißen und Konvertieren verwendet. Das Reißen · kann in sehr bequemer Form erfolgen, denn der Unterschied der Bruchdehnungen der verschiedenen Einzelfäden erlaubt es, den Augenblick des Reißens von einem Einzelfaden zum anderen auszudehnen, und man benötigt weniger große augenblickliche Energien, wodurch sich eine beträchtliche Erhöhung der Produkti-

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-i £.Ό J J jg _{D 01} p/217 289

vität der Reißvorrichtungen ergibt.

Die so erhaltenen Pasern sind ganz besonders zur Herstellung von "high-bulk"-Gespinsten geeignet, welche aus Gemischen aus geschrumpften und nicht geschrumpften gekreppten Pasern erhalten werden, deren Kräuselung dann während der endgültigen thermischen Schrumpfungsbehandlung entwickelt wird·

In der Pigur 4 ist beispielsweise eine graphische Darstellung angegeben, welche die Voluminosität eines "high-bulk"-Gespinstes zeigt, das aus erfindungsgemäßen Acrylfasera erhalten wurde, mit einem Titer von 3,3 dtex, wovon 60 % der Pasern durch thermische Behandlung bei 105 C geschrumpft sind, wobei die Voluminosität des Gespinstes in siedendem Wasser entwickelt wurde, im Vergleich zu einem "high-bulk"-Gespinst, das unter den gleichen Bedingungen erhalten wurde, jedoch mit einer Schrumpfung bei 125 ⁰C und aus Acrylfasern mit einem Einzelfadentiter von 3»3 dtex, welche von dem Copolymeren A allein stammen und dessen Voluminosität ebenfalls in siedendem Wasser entwickelt wurde.

An beiden Gespinsten M und M¹ wurde eine Anfangsmessung unter einer Last von 0,55 g/cm (M 1 und ΜΊ) der Voluminosität, ausgedrückt in cm /g, und eine Voluminositätsmessung nach 3 Minuten unter einer Last von 10 g/cm (M2 und M'2) und schließlich der Voluminosität nach Wegnahme dieser Last und von neuem unter der Anfangslast (M 3 und.M^f3) durchgeführt·

Auf dieser graphischen Darstellung ist festzustellen, daß trotz der Differenz der Schrumpfungstemperatüren, welche für die Voluminosität des "high~bulk"~Gespinstes gemäß der Erfindung ungünstig ist, dieses H ein Volumen besitzt, das deutlich höher gegenüber dem Kontroll-high-bulk-Gespinst M¹ liegt und daß sich dieses Volumen in geringerem Maße nach Er-

müdung 3 Minuten unter Last von 10 g/cm vermindert·

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Derartige Gespinste besitzen eine breite Anwendung bei Kurzwaren und Wirkwaren· Im übrigen kann die Entwicklung während des Pärbevorgangs durchgeführt werden·

Das Konvertieren, welches an üblichen Acrylkabeln schwer zu realisieren ist aufgrund des Fehlens von Kohäsion der Pasern untereinander beim Austritt aus der Maschine, ist an den erfindungsgemäßen Kabeln aufgrund der Kohäsion, welche durch die besondere heterogene Kräuselung der Pasern zustande kommt, vollkommen realisierbar·

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern. Die Teile sind Gewichtsteile«

Ausführungebeispiel

Man stellt eine Lösung von 21,5 % in Dimethylformamid eines Polymeren her, bestehend aus:

Acrylnitril 99 %

Natriummethallylsulfonat 1 %

(Säureäquivalente/kg Polymeres: 90)

mit einer spezifischen Viskosität von 0,305 (gemessen an .einer 0,2 %igen Lösung des Polymeren in Dimethylformamid) und enthaltend 500 ppm Oxalsäure, bezogen auf das Polymere; und eine Lösung von 24*5 % in Dimethylformamid eines Copolymeren, bestehend aus: " - .

Acrylnitril . . 91 %

Methylmethacrylat 8 %

Natriumine thallylsülfonat 1 %

(Säuremilliäquivalente/kg Polymeres: 90)

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mit einer spezifischen Viskosität von 0,325» gemessen wie oben und enthaltend 160 ppm (bezogen auf das Polymere) Oxalsäure.

Man läßt die beiden Lösungen gleichzeitig in ein dichotomisches Mischsystem eintreten, das aus sieben gleichen untereinander und zur Spinnachse parallelen Röhren besteht, wobei jedes sechs schraubenförmige Elemente von 19 mm Länge und 11,3 mm Breite aufweist und jedes Element um 90°, bezogen auf die Austrittskante des vorhergehenden, versetzt ist.

Man extrudiert diese beiden Lösungen in gleichen Mengenverhältnissen durch eine Spinndüse mit 7 500 Öffnungen von 0,08 mm Durchmesser. . ·

Die aus der Spinndüse austretenden Filamente werden in einem Bad koaguliert, das aus 60 % Dimethylformamid und 40 % Wasser besteht und bei 20 ⁰C gehalten wird, dann werden sie in Luft auf einen Wert von 2,Ofach verstreckt, mit Wasser im Gegenstrom bei gewöhnlicher Temperatur gewaschen, in siedendem y/asser um 22 % entspannt, in siedendem Wasser auf einen Wert von 3»80fach verstreckt, geschmälzt und dann unter folgenden Bedingungen getrocknet*

Die Trockentemperatur variiert zwischen 100 und 110 ⁰C, die Feuchttemperatür variiert zwischen 65 und 45 ⁰C, die Differenz zwischen der Feuchttemperatur und der Trockentemperatur zu Beginn der Trocknung beträgt 35 ⁰C während 6 Minuten, Gesamttrocknungsdauer: .20 Minuten.

Die aus dem Trockner austretenden Kabel mit der Kräuselung F werden geschmälzt: Man mißt auf diesen Fasern die Werte der Kräuselungsfrequenz und der Schrumpfung und unterwirft sie einer Behandlung unter Druck in Gegenwart von Wasserdampf bei 130 ⁰C während 10 Minuten. Die Filamente besitzen dann die Kräuselung F 2.

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In der folgenden Aufstellung sind die Werte für Kräuselungsfrequenz und Schrumpfung der Kräuselung F 1 (Austritt beim Trocknen) und der Kräuselung F 2 nach der Behandlung bei 130 ⁰G der erhaltenen Filamente zusammengestellt« Der Titer beträgt 6,7 dtex/Einzelfaden.

Kräuselung F 1 : Beim Austritt vom Trocknen

minimal maximal

Kräuselungsfrequenz

(Halbwellen/cm) 4,8 24,4

% Einkräuselung K₁ (gemessen unter

der Entkräuselungskraft) 7 24,2

% Einkräuselung K~ (nach Ermüdung

unter der Entkräuselungskraft:

f = 2,1 g/tex) 8,3 14

% Einkräuselung K'₉ (nach Ermüdung

unter 4,8 g/tex) ^ά 5,8 15,2

Mittlerer Verlust K_o/K^ λγ\ α

c- I IU /ο

Mittlerer Verlust K^f ₂/K.j 17,8 %

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Kräuselung F 2:

Kräuselungsfrequenz (Halbwellen/cm)

% Einkräuselung K₁ (gemessen unter der Entkräuselungskraft

% Einkräuselung Kp (nach Ermüdung unter der Entkräuselungskraft: f = 2 g/tex)

% Einkräuselung K^f ₂ (nach Ermüdung unter 4,9 g/tex)

Mittlerer Verlust Mittlerer Verlust K» /K,

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minimal maximal 4,4 22

5,6

16,9

5,5

5,7

11,4

10,3

₂/K.j

20 % 22 %

Beispiel 2

Man verspinnt dieselben Lösungen wie in Beispiel 1 unter denselben Mengenverhältnissen durch eine Spinndüse mit 15 000 Öffnungen mit 0,055 mm Durchmesser und unter den gleichen Bedingungen, ausgenommen, daß das Trocknen unter folgenden Bedingungen durchgeführt wird:

Die Trockentemperatur variiert zwischen 58 und 108 ⁰C, die Feuchttemperatur variiert zwischen 40 und 50 ⁰C, die Differenz zwischen der Trockentemperatur und der Feuchttemperatur beträgt 18 C während 3 Minuten zu Beginn der Trocknung, Gesamtdauer des Trocknens: 10 Minuten.

Man erhält die folgenden Ergebnisse: Einzelfadentiter 3,3 dtex:

10, 3. 1980

56 474/12

AP D 01 P/217

Kräuselung· P 1 : Beim Austritt aus dem Trockner

minimal maximal Kräuselungsfrequenz

(HalbwellenZcin)

% Einkräuselung K- (gemessen unter der Entkräuselungskraft)

% Einkräuselung Kp (nach Ermüdung unter der Entkräuselungskraft: f = 2 gZtex)

% Einkräuselung K'g (nach Ermüdung unter 3,6 gZtex)

Mittlerer Verlust

Mittlerer Verlust K^f ₂/K

₂/K.j

^ P_

Kräuselungsfrequenz (Halbwellen/cm)

/S Einkräuselung K₁ (gemessen unter der Entkräuselungskraft)

% Einkrauselung Kp (nach Ermüdung unter der Entkräuselungskraft: f = 2 g/tex)

% Einkräuselung K' (nach Ermüdung unter 4,6 g/tex)

Mittlerer Verlust Kg Mittlerer Verlust K' 6,4 3,4

6,8

6,4 9,45

8,7

24

20,6

14,4

12,2

15,	7 ί	maximal
29,	9 $
minimal

25,6

23,2

17,5

2 1 5,2 12,8

26₅5 % 37,6 %

10. 3. 1980 56 474/12

9 AP D 01 F/217 289

Beispiel 3:

Man verspinnt dieselben Lösungen wie in Beispiel 1 mit denselben Mengenverhältnissen durch eine Spinndüse mit 18 000 Öffnungen von 0,04 mm Durchmesser und unter den gleichen Bedingungen, ausgenommen, daß das Trocknen unter folgenden. Bedingungen durchgeführt wird: ' ·

Die Trockentemperatur variiert zwischen 55 und 105 °C, die Feuchttemperatur variiert zwischen 41 und 47 ⁰C, die Differenz zwischen der Peuchttemperatur und der Trockentemperatur variiert von 14 bis 20 ⁰C während 3 Minuten zu Beginn des Trocknens, die Gesamtdauer der Trocknung beträgt 10 Minuten,

Man erhält die folgenden Resultate: Einzelfadentiter 1,5 dtex:

Kräuselung F 1 : Beim Austritt vom Trocknen

minimal maximal

Kräuselungsfrequenz (Halbwellen/cm) 5»6 35»6

% Einkräuselung K-. (gemessen unter der Entkräuselungskraft) 5*5 28,5

% Einkräuselung K₂ (nach Ermüdung

unter der Entkräuselungskraft: .

f β 1,6 g/tex) 7,9 11,9

% Einkräuselung K'g (nach Ermüdung

unter 3,7 g/tex) 5,75 13,6

Mittlerer Verlust Kg/K., .29,3 %

Mittlerer Verlust K'₂/K., 22,6 %

10, 3. 1980 56 474/12 £ / du 7 ~ AP D 01 P/217

Kräuselung F 2:

minimal maximal

Kräuselungsfrequenz (Halbwellen/cm) 5,2 41,2

% Einkrause lung K.. (gemessen unter

der Entkräuselungskraft) ' 8 30,8

% Binkräuselung Kp (nach Ermüdung unter der Entkräuselungskraft:

f = 1,5 g/tex) 4,5 19,9

% Einkrauselung K'p (nach Ermüdung

unter 3,7 g/tex) 7,8 20,4

Mittlerer Verlust Kg/K-j ' - 22,75 %

Mittlerer Verlust K'g/K-j 26,9 %

Beispiel 4

Man bereitet eine Lösung von 21,5 % in Dimethylformamid eines Polymeren, begehend aus:

Acrylnitril 99 %

Katriummethallylsulfonat 1 %

(Säuremilliäquivalente/kg Polymeres: 90 )

mit einer spezifischen Viskosität von 0,305 (gemessen an einer 0,2%igen Lösung des Polymeren in Dimethylformamid) und enthaltend 500 ppm Oxalsäure, bezogen auf das Poljnnere, und eine Lösung von 24_}5 % in Dimethylformamid eines Copolymeren, bestehend aus:

Acrylnitril 92,35 %

Vinylacetat 6,65 %

Hatriummethallylsulfonat 1 %

(Säuremilliäquivalente/kg Polymeres: 90 )

10. 3. 1980 21 -

21 728 9 _ ^{56 474/12}

AP D 01 P/217 289

mit einer spezifischen Viskosität von 0,325, gemessen wie oben und enthaltend 160 ppm (bezogen auf das Polymere) Oxalsäure·

Man läßt die beiden Lösungen gleichzeitig in ein dichotomisches Mischsystem eintreten, das aus sieben gleichen, untereinander und zur Spinnachse parallelen Röhren besteht, welche jeweils 6 Schraubenelemente mit einer Länge von 19 mm und einer Breite von 11,3 mm aufweisen, wobei jedes Element um 90 , bezogen auf die Hinterkante des vorhergehenden, angeordnet ist.

Man extrudiert die beiden Lösungen in identischen Mengenverhältnissen durch eine Spinndüse mit 7 500 Öffnungen und einem Durchmesser von 0,08 mm.

Die aus der Spinndüse kommenden Filamente werden in einem Bad koaguliert, das aus 60 % Dimethylformamid und 40 % Wasser besteht und bei 20 ⁰C gehalten wird; dann werden sie auf einen Wert von 2,Ofach in Luft verstreckt und dann mit Wasser im Gegenstrom bei gewöhnlicher Temperatur gewaschen, in siedendem V/asser um 22 % entspannt, in siedendem Wasser auf einen Wert von 3,8Ofach verstreckt, geschmalzt und dann unter den folgenden Bedingungen getrocknet:

Die Trockentemperatur variiert zwischen 100 und 110 ⁰C, die Feuchttemperatur variiert zwischen 65 und 45 ⁰C, die Differenz zwischen der Feuchttemperatür und der Trockentemperatur zu Beginn des Trocknens beträgt 35 ⁰C während 6 Minuten, die Gesamtdauer des Trocknens: 20 Minuten,.

Die aus dem Trockner kommenden Kabel, welche die Kräuselung

F 1 besitzen, werden geschmälzt: Man mißt an diesen Fasern

die Kräuselungsfrequenz und die Einkräuselung und unterwirft

sie einer Behandlung unter Druck- in Gegenwart von Wasserdampf

bei 130 ⁰C während 10 Minuten. Die Filamente besitzen dann

10· 3. 1980 56 474/12 AP D 01 P/217 289

die Kräuselung P 2.

In der folgenden Tabelle sind die Werte für die Kräuselungsfrequenz und die Einkrauselung der Kräuselung P 1 (Austritt aus dem Trockner) und der Kräuselung P 2 nach der Behandlung der erhaltenen Päden bei 130 ⁰C gemessen. Der Titer beträgt 6,7 dtex/Einzelfaden«

Kräuselung P 1; Beim Austritt vom Trocknen

minimal

Kräuselungsfrequenz (Halbwellen/cm)

% Einkrause lung K.. (gemessen unter der Entkräuselungskraft)

% Einkrauselung Kp (nach Ermüdung unter der Entkräuselungskraftι f s 2 g/tex)

6,2

maximal 25,3

25

Kräuselung P 2;

Kräuselungsfrequenz (Halbwellen/cm)

% Einkräuselung K.. (gemessen unter der Entkräuselungskraft)

% Einkräuselung Ko (gemessen unter der Entkräuselungskraft: f = 2 g/tex)

minimal maximal

4,2

5,2

10

Claims

Erfindungsanspruch

1 % Comonomeres, das saure Gruppen liefern kann, enthält.

5. Fäden und Fasern gemäß Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Bestandteil B wenigstens 97 % Acrylnitril, 0 bis

1· Acrylmischfasern und -fäden aus zwei Bestandteilen mit natürlicher Kräuselung, die zum Kardieren, Reißen und Konvertieren geeignet sind, gekennzeichnet dadurch, daß sie

- aus zwei Polymeren A und B bestehen, wobei das Polymere A mindestens 83 Gew.-% an Acrylnitril, 4 bis 15 Gew.~% eines nicht-ionisierbaren plastifizierenden Comonomeren und bis zu 2 Gew»-?o eines sauren, mit dem Acrylnitril copolymer!- sierbaren Comonomeren umfaßt und das Polymere B mindestens 94 Gew.-% Acrylnitril, 0 bis 4 Gew.-% eines nicht-ionisierbaren plastifizierenden Comonomeren und bis zu 2 Gew.-% eines sauren Comonomeren, das mit dem Acrylnitril copolymerisierbar ist, umfaßt, wobei die Differenz im Gehalt an plastifizierendem Comonomeren der Polymeren A und B zwischen 4 und 15 Gew.-% beträgt und die Gesamtmenge der Sauremilliäquivalente der beiden Polymeren mindestens 50/kg Polymeres beträgt,

- aus einem Gemisch von einschichtigen, zweischichtigen und mehrschichtigen Einzelfäden bestehen,

- eine dreidimensionale Kräuselung besitzen, deren Richtung von der angewandten thermischen und/oder mechanischen Behandlung abhängt, wobei der Bestandteil B im Inneren der Schraube angeordnet ist, die von den Filamenten nach der Behandlung ohne Spannung bei einer Temperatur unter etwa 110 ⁰C und wenigstens der Umgebungstemperatur.gebildet ist (Kräuselung J¹ 1) und an der Außenseite der Schraube befindlich ist, nach Behandlung unter Spannung und/oder thermischer Behandlung bei einer Temperatur über etwa 110 ⁰C (Kräuselung P 2), wobei die Einkräuselüng und die Frequenz der beiden Kräuselungstypen gleichzeitig von einem Einzelfaden zum anderen und längs desselben Einzelfadens variiert.

i -fftQ ö

10. 3. 1980

56 474/12

^{AP D} 01 P/217 289

2· Fäden und Fasern gemäß Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Kräuselung F 1 eine ausgebreitete Einkräuselung zwischen 3 und 35 % und eine ausgebreitete Kräuselungs~ frequenz zwischen 4 und 40 Halbwellen/cm besitzt.

3* Fäden und Fasern gemäß Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß sie 15 bis 30 % einschichtige Einzelfäden,.40 bis 60 % zweischichtige Einzelfäden und 20 bis 45 % mehrschichtige Einzelfäden umfassen.

4« Fäden und Fasern gemäß Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Bestandteil A wenigstens 90 Gew.-$ Acrylnitril, 6 bis 9 Gew,~% plastifizierendes Comonomeres und bis zu

2 Gew_e-% plastifizierendes Comonomeres und bis zu 1 %
eines Comonomeren, das saure Gruppen liefert, enthält.