DD150765A1

DD150765A1 - METHOD FOR PRODUCING IMPROVED BICOMPONENT FIBROUSES ON ACRYLNITRILE POLYME BASE

Info

Publication number: DD150765A1
Application number: DD22059080A
Authority: DD
Inventors: Walter Tretner; Eberhard Peter; Siegfried Hartig; Martin Dunke; Monika Burghardt; Gerhard Siegemund
Original assignee: Walter Tretner; Eberhard Peter; Siegfried Hartig; Martin Dunke; Monika Burghardt; Gerhard Siegemund
Priority date: 1980-04-21
Filing date: 1980-04-21
Publication date: 1981-09-16

Abstract

Verfahren zur Herstellung von verbesserten Bikomponentfaserstoffen auf Acrylnitrilpolymerbasis im Rahmen eines Naszspinnverfahrens aus Loesungen von Acrylnitrilpolymeren oder von solchen enthaltenden Polymermischungen in organischen Polymerloesungsmitteln unter Verwendung waeszriger Faellbaeder. Ziel ist eine verbesserte Nachreckbarkeit und daraus resultierende verbesserte Kraeuselungseigenschaften der Biokomponentfaserstoffe. Es war eine neue Behandlung der Faser in den kontinuierlichen Herstellungsgang des Spinnverfahrens einzugliedern, die die elastischen Eigenschaften der Faser im gewuenschten Sinne zu beeinflussen vermag. Die verstreckten, noch gelfeuchten Bikomponentfaeden werden durch ein Schrumpfbad aus Wasser und dem verwendeten organischen Polymerloesungsmittel bei Temperaturen von mindestens 45 Grad C gefuehrt. Die Behandlungsdauer betraegt maximal 20 s. Die Fasern koennen vor oder nach der Trocknung einer Nachreckung unterzogen werden. Die Erfindung kann bei der Herstellung hochgekraeuselter Bikomponentfaserstoffe auf Acrylbasis angewendet werden.A process for the preparation of improved acrylonitrile polymer based bicomponent fibers in a nascent spinning process from solutions of acrylonitrile polymers or such containing polymer blends in organic polymer solvents using aqueous batter. The aim is improved recoverability and resulting improved ruffling properties of the biocomponent fibers. It was a new treatment of the fiber in the continuous production process of the spinning process incorporate, which is able to influence the elastic properties of the fiber in the desired sense. The stretched, still wetted bicomponent threads are passed through a shrink bath of water and the organic polymer solvent used at temperatures of at least 45 degrees Celsius. The treatment duration is a maximum of 20 s. The fibers may be subjected to stretching before or after drying. The invention can be used in the manufacture of highly-blown acrylic-based bicomponent fibers.

Description

(72) Tretner, Walter; Peter, Eberhard, Dipl.-ehem.; Hartig, Siegfried, Dr. Dipl.-Chera.; Dunke, Martin; Burghardt, Monika, Dipl.-Ing.; Siegemund, Gerhard, Dr. Dipl.-Chem., DD(72) Tretner, Walter; Peter, Eberhard, Dipl.-ehem .; Hartig, Siegfried, dr. Dipl.-Chera .; Dunke, Martin; Burghardt, Monika, Dipl.-Ing .; Siegemund, Gerhard, dr. Dipl.-Chem., DD

(73) siehe (72)(73) see (72)

(74) VEB Chemiefaserwerk ,,Friedrich Engels*·, 1832 Premnitz(74) VEB manmade fiber plant ,, Friedrich Engels * ·, 1832 Premnitz

(54) Verfahren zur Herstellung von verbesserten Bikoraponentfaserstoffen auf Acrylnitrilpolymerbasis(54) Process for the preparation of improved acrylonitrile polymer based bicorapon fiber

(57) Verfahren zur Herstellung von verbesserten Bikomponentfaserstoffen auf Acrylnitrilpolymerbasis im Rannen eines Naßspinnverfahrens aus Lösungen von Acrylnitrilpolymeren oder von solchen enthaltenden Polymermischungen in organischen Polymerlösungsmitteln unter Verwendung wäßriger Fällbäder. Ziel ist eine verbesserte Nachreckbarkeit und daraus resultierende verbesserte Kräuselungseigenschaften der Bikomponentfaserstoffe. Es war eine neue Behandlung der Faser in den kontinuierlichen Herstellungsgang des Spinnverfahrens einzugliedern, die die elastischen Eigenschaften der Faser im gewünschten Sinne zu beeinflussen vermag. Die verstreckten, noch gelfeuchten Bikomponentfäden werden durch ein Schrumpfbad aus Wasser und dem verwendeten organischen Polymerlösungsmittel bei Temperaturen von mindestens 45 ⁰C geführt. Die Behandlungsdauer beträgt maximal 20 s. Die Fasern können vor oder nach der Trocknung einer Nachreckung unterzogen werden. Die Erfindung kann bei der Herstellung hochgekräuselter Bikomponentfaserstoffe auf Acrylbasis angewendet werden.(57) A process for the preparation of improved acrylonitrile polymer based bicomponent fibers in a wet spinning process from solutions of acrylonitrile polymers or such containing polymer blends in organic polymer solvents using aqueous precipitation baths. The aim is improved recoverability and resulting improved crimping properties of the bicomponent pulps. It was a new treatment of the fiber in the continuous production process of the spinning process incorporate, which is able to influence the elastic properties of the fiber in the desired sense. The stretched, still wetted bicomponent threads are passed through a shrink bath of water and the organic polymer solvent used at temperatures of at least 45 ⁰ C. The treatment duration is a maximum of 20 s. The fibers may be subjected to stretching before or after drying. The invention can be used in the production of highly crimped acrylic based bicomponent fiber.

7 Seiten7 pages

Title of the invention:

Verfahren zur Herstellung von verbesserten Bikomponentfaserstoffen auf AcrylnitrilpolymerbasisProcess for the preparation of improved acrylonitrile polymer based bicomponent fibers

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von im wesentlichen aus Acrylnitrilpolymeren oder -copolymeren bestehenden Bikomponentfaser-Btoffen nach einem Haßspinnverfahren. Die aus organischen Lösungsmitteln ersponnenen Faserstoffe können in bekannter Weise nach dem Seite- an Seite-Typ oder nach dem Matrix-Fibrillen-'fyp (auch als Bikonstituentenfaser bezeichnet) zusammengesetzt sein. Die beiden Komponenten stellen unterschiedlich zusammengesetzte Acrylnitrilpolymere oder -copolymere mit einem Anteil von mindestens 50 Masse-$, vorzugsweise mindestens 35 Masse-Ja Acryliiitrileinheiten im Polymermolekül dar. Eine oder beide Komponenten können auch Polymermischungen darstellen, die neben einem über-The invention relates to a process for the preparation of bicomponent fiber bicomposites consisting essentially of acrylonitrile polymers or copolymers by a hate spinning process. The fibers spun from organic solvents may be conventionally side-by-side or matrix-fibril-type (also referred to as biconstituent fibers). The two components are differently composed acrylonitrile polymers or copolymers with a proportion of at least 50 mass%, preferably at least 35 mass% acrylonitrile units in the polymer molecule. One or both components can also be polymer blends which, in addition to a

'-' wiegenden Anteil eines Acrylnitrilpolymeren oder -copolymeren ein Polymeres anderer Art, wie beispielsweise Polyvinylacetat, Polyurethan und dgl. m. enthält.'-' weighing proportion of an acrylonitrile polymer or copolymer of a polymer of another kind, such as polyvinyl acetate, polyurethane and the like. m. contains.

Characteristic of the known technical solutions

Es ist bekannt, die Kräuselungseigenschaften von Acrylfaserstoffen da- _Oq durch zu verbessern, daß man Bikomponentfäden aus zwei Komponenten mit unterschiedlichexa Schrumpfvermögen erspinnt. Die "Selbstkräuselung" deraritiger Faserstoffe wird durch eine abschließende hydrotherrnische Behandlung ausgelöst.It is known that the crimp of acrylic fibers DA _O q by improving that one erspinnt Bikomponentfäden of two components with unterschiedlichexa shrinkability. The "self-crimping" deraritiger fibers is triggered by a final hydrothermal treatment.

Zur Verstärkung des durch hydrothermische Behandlung auslösbaren Kräuseleffektes werden die Bikomponentfäden verschiedentlich noch einerIn order to enhance the crimping effect which can be triggered by hydrothermal treatment, the bicomponent filaments still become one and the same

Nachreckung in getrockneten Zustand unterzogen. Voraussetzung für eine gute Nachreckbarkeit sind gute elastische Eigenschaften der Faser, wie sie unter anderem durch ^Relaxation der durch Verstreckung orientierten Fäden unter hydrothermischen Bedingungen erzielt werden. So ist es aus ^q der DE-OS 2 403 420 bekannt, verstreckte Bikomponentfäden in heißem Wasser oder in Dampf zu relaxieren, anschließend zu trocknen und dann .der Hacareckung zuzuführen.Subjected to stretching in the dried state. Prerequisites for good recoverability are good elastic properties of the fiber, as achieved, inter alia, by relaxation of the draw-oriented yarns under hydrothermal conditions. Thus, it is known from DE-OS 2 403 420 to relax stretched bicomponent threads in hot water or in steam, then to dry them and then to supply them to the hawaii cover.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, Acrylfaserstoffe mit verstärktem wollähnlichein Charakter zur Verfügung zu stellen, die sich durch eine verbesserte Kräuselung und eine erhöhte Kräuselungsbeständigkeit auszeichnen. Die Kräuselung soll dabei durch kurzzeitige nachträgliche hydrothermische Behandlung unter relativ milden Bedingungen in vollem Umfange ausgelöst v/erden können.The object of the invention is to provide acrylic wool fabrics having a reinforced wool-like character which are distinguished by improved crimping and increased crimp resistance. The crimping should be triggered by short-term subsequent hydrothermal treatment under relatively mild conditions in full extent v / ground.

Barlepurif; des V/esens der ErfindungBarlepurif; of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Behandlung der Acrylfaser zu finden, die bei Einbau in den kontinuierlichen Herstellungsgang der Bikomponentfaser deren elastische Eigenschaften in dem Sinne zu verbessern vermag, daß sie leicht nachreckbar ist*und bei anschließenden hydrothermischen Behandlungen im Bereich von 100 ⁰C eine starke und beständige Kräuselung ausbildet.The invention has for its object to find a treatment of the acrylic fiber, which is capable of improving their elastic properties in the sense that it is easily nachreckbar * and subsequent hydrothermal treatments in the range of 100 ⁰ C when installed in the continuous production cycle of the bicomponent fiber forming a strong and stable ripple.

Erfindung sgeiaäß werden naßersponnene Bikomponentfaserstoffe aus Acrylnitrilpolyraeren oder -copolymeren und/oder Acrylnitrilpolymere oder -copolymere enthaltenden Polymermischungen nach ihrer Koagulation im wäßrigen Fällbad und nach ihrer Verstreckung noch im gelfeuchten Zustand durch ein Schrumpfbad geführt, das aus V/asser und einem organischen Polymerlösungsmittel zusammengesetzt ist und das eine Temperatur von mindestens 45 C aufweist.According to the invention, wet-spun bicomponent fiber fabrics of polymer mixtures containing acrylonitrile polyureas or copolymers and / or acrylonitrile polymers or co-polymers are coagulated in the aqueous coagulation bath and, after being drawn, passed through a shrink bath composed of water and an organic polymer solvent in the wetted state and which has a temperature of at least 45 C.

Als Spinnlösmigsmittel v/erden organische Polymerlösungsmittel verwendet, wie Dimethylformamid, Dimethylacetamid oder Dimethylsulfoxid. Die Srspinnung der Faserstoffe erfolgt nach bekannten Ilaßspinnverfahren, bei denen die Polymerlösungskomponenten durch geeignete Bücomponent-Spinndüsen in wasserhaltige Koagulationsbäder gespritzt werden. Die nach den Seitean Seite-Typ oder dem Katrix-Pibrillen-Typ zusammengesetzten Fäden werden in bekannter Weise in einer oder mehreren Stufen an eier Luft und/ oder in wäßrigen Bädern verstreckt. Das Gesamtreckverhältnis beträgt dabei in der llegcl etwa, 1:3 bis 1 : 10, vorzugsweise 1 : 5 bis 1 : 7.Spinning solvent used is organic polymer solvent such as dimethylformamide, dimethylacetamide or dimethylsulfoxide. The Srspinnung of the fibers is carried out by known Ilaßspinnverfahren in which the polymer solution components are injected by suitable Bücomponent spinnerets in aqueous coagulation baths. The side-by-side or matrix-pincushion-type filaments are drawn in known manner in one or more stages on air and / or in aqueous baths. The total stretch ratio is in the llegcl about, 1: 3 to 1:10, preferably 1: 5 to 1: 7.

Die erf indurig-gemäße Behandlung kann vor oder nach dem V/aschon der vorstreckten Fäden durchgeführt werden. Hierbei werden die verctreckten,The treatment according to the invention may be carried out before or after the stretching of the prestretched sutures. Here are the verreckreckten,

noch gelfcuchten Fäden durch ein Schrumpfbad geführt, das aus Wasser und dem für das Naßspinnverfahren verwendeten organischen Polymerlösungsmittel besteht. Die Konzentration des organischen Lösungsmittels im Bad beträgt 10 bis 90 blasse-^, vorzugsweise 55 bis 75 blasse-^. Das Bad wird auf einer Temperatur von mindestens 45 °C gehalten. Sie beträgt vorzugsweise 70 bis 100 C und kann bis zur Kochtemperatur der Badflüssigkeit angehoben werden. Die Länge des Bades bzw. die von den Fäden innerhalb des Bades zu passierende Strecke wird so bemessen, daß die Verweilzeit der Fäden im Bad maximal 20 s beträgt. Im allgemeinen sind Verweilzeiten von 1 bis 10 s ausreichend, abhängig von der angewandten Badtemperatur. threads still passed through a shrink bath consisting of water and the organic polymer solvent used for the wet spinning process. The concentration of the organic solvent in the bath is 10 to 90 pale- ^, preferably 55 to 75 pale ^. The bath is kept at a temperature of at least 45 ° C. It is preferably 70 to 100 C and can be raised to the boiling temperature of the bath liquid. The length of the bath or to be passed by the threads within the bath route is such that the residence time of the threads in the bath is a maximum of 20 s. In general, residence times of 1 to 10 s are sufficient, depending on the bath temperature used.

Außer durch Einstellung der Badkonzentration, der Badtemperatur und der Verweilseit kann die Höhe der eintretenden Schrumpfung durch das Verhältnis der Umdrehungsgeschwindigkeiten von Einlauf- und Abzugsaggrega/t gesteuert v/erden. Durch die Voreilung des Einlauf aggregates, die Im Bereich von etwa 10 bis 150 /S gegenüber dem Abzugsaggregat variiert wird, kann die erzielte Schrumpfung sehr genau vorgegeben werden.In addition to adjusting the bath concentration, the bath temperature and the residence time, the amount of shrinkage that occurs can be controlled by the ratio of the speeds of rotation of inlet and outlet units / t. Due to the lead of the inlet aggregate, which is varied in the range of about 10 to 150 / S compared to the take-off unit, the shrinkage achieved can be specified very precisely.

Im Anschluß an die Schrumpfbehandlung werden die Fäden gewaschen und getrocknet und können v/eiteren bekannten ITachbehandlungsoperationen unterworfen werden. Insbesondere können die Fäden vor oder nach den Trocknen einer Nachreckung unter bekannten Bedingungen unterzogen v/erden.Following the shrinkage treatment, the threads are washed and dried and may be subjected to other known post-treatment operations. In particular, the threads may be subjected to stretching under known conditions before or after drying.

Durch die erjfindungsgenäße Behandlung tritt eine schnelle Strukturdeformierung der bereits verstreckten Gelfäden ein, wodurch sich diese ausgezeichnet für die Nachreckung vor oder nach der Trocknung eignen. Die entsprechend behandelten Bikomponentfasern bilden bei anschließender hydrothennischer Auslösung des Schrumpfes eine verstärkte Kräuselung bei verbesserter Kräuselungsstabilität aus und sind für die Herstellung von Textilien mit wollähnlichem Griff hervorragend geeignet.Due to the treatment according to the invention, rapid structural deformation of the already stretched gel filaments occurs, whereby they are excellently suitable for the stretching before or after drying. The correspondingly treated bicomponent fibers form with subsequent hydrothennischer initiation of the shrinkage from increased crimping with improved crimping stability and are ideal for the production of textiles with wollähnlichem handle.

Execution at play

Eine Spinnlösung eines Polymeren aus 93»5 Masse-$ Acrylnitril, 5_f6 Masse-^ Kethylacrylat und 0,9 Hasse-¹/« Hatriumallylsulfonat in Dimethylformamid rait einein Polymergehalt von 22 ^c/j und eine zweite SpinnlösungA spinning solution of a polymer of 93 »$ 5 mass of acrylonitrile, 5 _f ^ 6 mass Kethylacrylat and 0.9 Hasse ¹ /" Hatriumallylsulfonat in dimethylformamide Rait Einein polymer content of 22 ^c / j, and a second spinning solution

-ч--ч-

eines Polymeren aus 88,6 Masse-iS Acrylnitril, 10,8 blasse-^ Llethylacrylat und 0,6 Uasse-fj Hatriumallylsulfonat in Dimethylformamid mit einem Polymergehalt von 22,3 f» werden gemeinsam durch eine 600-Lochdüse zu einer Bikomponentfaser vom m/f-Typ mit der Feinheit 0,34 tex versponnen. Die Erspinnimg erfolgt mit Hilfe einer in der DD-PS 120 885 beschriebenen Mischvorrichtung. Das Koagulationsbad besteht aus 50 ^c;o Dimethylformamid und 50 ^c/o Wasser und wird auf 25 C temperiert. Die Paden werden von einem V/alzenpaar mit einer Geschwindigkeit von 7 m/min abgezogen und in swei nachfolgenden, aus 50 % Dimethylformamid und 50 £> Wasser bestehenden Bädern bei einer Badtemperatür von 100 G um das 6,5fache ihrer Länge verstreckt. Das Heckverhältnis beträgt im ersten Bad 1 : 5, im zweiten 1 : 1,3· Das verstreckte Fadenkabel wird anschließend durch ein Schrumpf bad aus 60 # Dimethylformamid und 40 ^c/o Wasser geführt. Die Temperatur des Bades beträgt 9ß C, die Verweil seit des Kabels beträgt 3 s. Die Kabelspannung wird mit Hilfe der Abzugswalzen so eingestellt, daß das Kabel das Schrumpfbad gerade ohne Schlaufenbildung passiert. Das Kabel wird in anschließenden Bädern lösungsmittelfrei gewaschen, in üblicher Weise präpariert und getrocknet.of a polymer of 88.6% by mass of acrylonitrile, 10.8 g of pale ethyl acrylate and 0.6 g of sodium allyl sulfonate in dimethylformamide having a polymer content of 22.3 g, are mixed together through a 600-hole nozzle to give a bicomponent fiber of m / m. f-type with a fineness of 0.34 tex spun. The Erspinnimg carried out using a mixing device described in DD-PS 120 885. The coagulation bath consists of 50 ^c ; o dimethylformamide and 50 ^c / o water and is heated to 25 C. The pads are withdrawn from a pair of vapors at a rate of 7 m / min and drawn in two consecutive baths consisting of 50 % dimethylformamide and 50 lbs. Of water at a bath temperature of 100 G by 6.5 times their length. The tail ratio is 1: 5 in the first bath and 1: 1.3 in the second. · The drawn tow is then passed through a shrink bath of 60 # dimethylformamide and 40 ^c / o water. The temperature of the bath is 9ß C, the dwell since the cable is 3 s. The cable tension is adjusted by means of the take-off rolls so that the cable passes the shrink bath straight without looping. The cable is washed in subsequent baths solvent-free, prepared in the usual way and dried.

ITach der Trocknung v/erden die Fäden über einem Bügeleisen bei einer Temperatur von 150 G auf das 2,2fache ihrer bange nachgereckt und dann auf 100 mm lange Stapel geschnitten. Diese werden in einer offenen Dampfatmosphäre 2 min bei 100 G behandelt und bei 50 C nachgetrocknet, Die Pasern zeigen eine wolleähnliche Kräuselung von 12 Bogen/cm, eine Entkräuselung von 23 fo und eine Kräuselungsbeständigkeit von 64 £. Vergleichsweise wurde die gleiche Paser unter sonst gleichen Bedingungen durch die Bandstraße gesogen und behandelt, wobei an Stelle des erfindungsgemäßen Schrumpfbades ein kochendes Wasserbad eingeschaltet wurde.After drying, the threads are ironed over an iron at a temperature of 150 G to 2.2 times their anxiety and then cut into 100 mm long stacks. These are treated in an open steam atmosphere for 2 minutes at 100G and after-dried at 50C. The fibers show a wool-like crimp of 12 sheets / cm, a crimp of 23 fo and a crimp resistance of 64 lbs. By comparison, the same paser was sucked and treated under otherwise identical conditions through the belt line, wherein instead of the shrinkage bath according to the invention, a boiling water bath was turned on.

K-^e hierbei erhaltene Paser besitzt eine Kräuselung von 6 Bogen/cm, eine Entkräuselimg von 12 ^c/o und eine Kräuselungsbeständigkeit von 58 ^C,O. K- ^e Paser thus obtained has a crimp of 6 sheets / cm, a Entkräuselimg of 12 ^c / o and a curling resistance of 58 ^C, O.

Claims

-S

Brfindun ^ sanspruch

1. Process for the preparation of improved biconipentine pulps

acrylonitrile polymer-based by wet spinning of solutions of poly-шегеп or copolymers of acrylonitrile and / or acrylonitrile polymers or copolymers containing polymer blends in organic polymer in aqueous precipitation baths and then drawing, washing, relaxing and drying the resulting filaments, characterized in that the After being stretched, they are passed through a shrink bath which consists of a mixture of water and the organic polymer solvent used for fiber spinning and which is adjusted to a temperature of at least 45 ° C.

2. The method according to item 1, characterized in that the threads after HO their drawing by a shrink bath of 10 to 90 pale water and 10 to 90 mass / »of the fiber spinning organic polymer solvent used at a bath temperature of 45 C to to the high temperature of the bath liquid and with a residence time of 1 to 20 s led v / ground.

Process according to items 1 and 2, characterized in that the filaments, after being stretched by a shrink bath, consist of 10 to 90 pale - / * water and 10 to 90 cash - '# dimethylformamide at a bath temperature of 45 C up to the boiling temperature of Bad liquid and with a residence time of 1 to 20 s led v / earth.

4 * Process according to point 1 to 3 »characterized in that the filaments after their stretching by a shrink bath from 25 to 45 I <lasse- / S water and 55 to 75 mass /» dimethylformamide at a bath temperature of 70 C to Kochteiaperatur the bath liquid and with a residence time of 1 to 10 s out.

^ * Method according to item 1, characterized in that the threads immediately after their carried out in one or more stages Verstreccung passed through the shrink bath, then washed with water and dried.

6. The method according to item 1, characterized in that the Päden after their carried out in one or more stages stretching first, then passed through the shrink bath and finally washed again and then dried v / ground.

7. The method according to item 1, characterized in that the stretched threads are passed through the Schrunpfbad energized.

8. The method according to item 1, characterized in that the amount of shrinkage of the threads in the shrink bath by adjusting dei * speeds of rotation of the inlet and outlet unit is controlled.

9. The method according to item 1, characterized in that the shrunk Päden be subjected before drying a Kachreckung.

10. The method according to item 1, characterized in that the out-EChrumpften Päden subjected after their drying of a Hachreckung v / earth.