DD159090B1

DD159090B1 - Verfahren zur Herstellung von Acrylnitrilfaserstoffen mit erhöhtem Heißluftschrumpf

Info

Publication number: DD159090B1
Authority: DD
Publication date: 1984-12-19

Description

Titel der Erfindung

Verfahren zur Herstellung von Acrylnitrilfaserstoffen mit erhöhtem HeiBluftschrumpf

Anwendungsgebiet der Erfindung;

Me Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Fasern, Fäden und ähnlichen für die textile Anwendung geeigneten Formkörpern aus Acrylnitrilcopplymerisaten, die sich durch ein hohes Schrumpfvermögen, insbesondere durch einen hohen Heißluftschrumpf auszeichnen und die z» B. vorteilhaft bei der Herstellung von Flörwaren und anderer textiler Erzeugnisse verwendet werden·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zur Herstellung hochschrumpfender Acrylfasern sind Verfahren bekannt, die ausgehen von der Verwendung von Copolymerisate^ ait gegenüber den normalen Acrylfasern erhöhten Anteilen an Comonomeren wie z.B. Acrylaten oder Methacrylaten(DD-PS 9^309) oder auch von der Anwendung spezieller Faserbehandlungen, die als zusätzliche Operationen zu einer erhöhten Anzahl technologischer Verfahrensstufen führen und teilweise zur Diskontinuität des Heratellungsablaufes zwingen. Solche Fasern haben in der Regel bei einer Behandlung in kochendem Wasser ein hohes Schrumpfvermögen. Für bestimmte Einsatzzwecke ist es von Vorteil, wenn Fasern auch bei einer 'Trockenwärmebe— handlung ein hohes Schrumpfvermögen aufweisen. Zum Beispiel erfordert die Herstellung von Ede'ipelzimitationen aus Synthese— , fasern wegen des spezifischen Pelzaufbaus im Unterhaar einen Anteil schrumpffähiger Fasern, der bei einer Heißluftbehandlung von ca 130^uC und/oder Kontakthitze von etwa 120⁰C und gegebenenfalls noch durch milde Sattdampfeinwirkung auf Grund

ЗО des SchrumpfVermögens zu einer Verdichtung der Pelzware führt, wodurch im Zusammenwirken mit den anderen Faseranteilen

Grannen- und .",iittelhaar der Edelpelzcharaktar hervorgerufen wird· Zur Erzielung eines solchen Yerdichtungseffektes ist es notwendig, daß der He iß luft schrumpf bei mindestens 20% liegt, damit die als Unterhaar wirkenden schrumpffähigen Fasern im PeIzinneren angeordnet werden. Aus der DE - 08 2 532 120 ist ein Verfahren bekannt, nach dem .Fasern mit hohen Kochschrumpfwerten erhalten werden, wenn die ungereckten Fäden mit Sattdampf mindestens 1 min fixiert und danach 1 : 3»5 bis 1 : 5>0 gereckt werden· Die Fasern weisen in Abhängigkeit vom Reckverhältnis, der Heckbadtemperatur, der Dämpfzeit und- temperatur Schrumpfwerte bis zu 52,5 % auf

Weiterhin ist bekannt (DE - OS 1 435 5^9), daß hochschrumpfende Acrylfasern hergestellt werden können, wenn die naßgesponnenen Fäden bis 1 : 2,5 vorverstreckt, zwischengetrocknet, danach mit Dampf behandelt und bis 1 : 3»ö nachverstreckt werden· Each einem anderen Verfahren (DD - AP І44 080) erhält man naßgesponnene Acrylfasern mit bis zu 50 % Schrumpf in

siedendem Wasser, wenn die Fasern in Luft von umgebungstemperatur zwischen 1 : 1,3 bis 1 : 3₅O verstreckt, anschließend gewaschen und in siedendem Wasser von 1 : 1,0 bis 1 : 2,5 nachgereckt werden. Es ist jedoch dabei er- ^5 forderlich, die Fasern nach einer 'Trocknung mit "Wasserdampf zu behandeln und zusätzlich in trockener Luft bei 90° bis 100°cnachzuverstrecken.

Diese Verfahren beinhalten eine relativ große Zeitspanne für die Dämpfstufe, bzw. arbeiten mit Zwischentrocknung, '60 wodurch sie technologisch komplizierter und schwerer beherrschbar werden. Außerdem werden die zum 'Zeil noch wenig vergereckten Fasern mechanisch bereits stark belastet und dabei geschädigt, was erhöhte Faserbruchanteile nach sich zieht.

3s wurde bereits vorgeschlagen schrumpffähige Fasarn herzustellen, indem die Fäden höchstens 1 : 5»0 verstreckt, unter

Spannung getrocknet und zwischen beheizten Platten bis 1 : 1,5 nachverstreckt werden. Die erhaltenen Fasern weisen einen Heißluftschrumpf von ca 22,5 % bei einer Behandlung

von 5 я.і;а bei 130⁰G auf.

Die so hergestellten Fäden haben den Nachteil, daß sie eine große Streuung der Schxumpfwerte aufweisen, da die für die ITachver st reckung erforderliche Erwärmung der Fäden in einer Heißluftzone infolge der schlechten "wärmeleitung ungleichmäßig ist.

Die direkte Kontakterwärmung auf feststehenden polierten beheizten Flächen ist zwar möglich, führt jedoch wegen der über den Querschnitt des gesamten Faserkabels durch die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Heizfläche und Kabel nicht zu vermeidenden unterschiedlichen Reibung der einzelnen Kapillaren zu ungleichmäßigen Schrumpfwerten der Einzelfasern·

Auch eine hydrothermische Aufheizung des Faserkabels, z. B. unter Verwendung von Dampf als Heizmedium, hat sich für die Herstellung von hpchschrumpfenden Fasern als ungeeignet erwiesen, da die durch den kondensierenden Dampf eingebrachte Energie nach Verlassen der Hachverstreckvorrichtung zum Relaxieren und damit zum teilweisen Ausschrumpfen des Kabels führt.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat die Herstellung einer Schrumpffaser mit hoher Gleichmäßigkeit der Schrumpfwerte, die bereits bei der Behandlung mit heißer, trockner Luft erreicht werden, zum Ziel.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Faser während ihrer Herstellung so zu behandeln, daß die durch eine Nach-

verstreckung der getrockneten Faser erzeugten inneren Spannungen bei einer späteren textlien Verarbeitung durch eine thermische und/oder hydrothermische Behandlung wieder abgebaut werden und die Fasern dabei schrumpfen. 3s wurde gefunden, daß die Aufgabe gelöst wird, wenn Acrylnitrilcopolymerisatfasern, hergestellt nach dem Haßspinnverfahren unter den üblichen Bedingungen, im Verhältnis 1 i 3,5 bis 1 : 8 in einer oder in mehreren Stufen verstreckt, in Bädern das anhaftende Lösungsmittel entfernt, in weiteren Bädern gegebenenfalls gefärbt, präpariert und anschließend in einem Trockenaggregat, z. B. einem Siebtrommeltrockner, bei Temperaturen zwischen 105° und 160⁰C, vorzugsweise zwischen 110° und 140⁰G, getrocknet werden. Die Trocknung erfolgt vorzugsweise unter einer gewissen Spannung, das heißt, die Fasern werden während des Trocknens ganz oder teilweise am Ausschrumpfen gehindert. Nach der Trocknung werden die Fasern von einem Walzenwerk aufgenommen und anschließend über bewegte polierte Heizflächen geführt, deren Geschwindigkeit so eingestellt ist, daß das Geschf/indigkeitsverhältnis zwischen dem Faserkabel und der beheizten Oberfläche während des Aufheiz- und Verstreckvorganges nach Möglichkeit 1 : 1 beträgt und keinesfalls 2 : 1 übersteigt.

Zum Aufheizen für das Nachrecken der Fäden werden vorzugsweise einzeln oder in Gruppen angeordnete, sich drehende Walzen verwendet, deren Umlaufgeschwindigkeiten ebenfalls den sich während des Hachverstreckprozesses einstellenden Kabelgeschwindigkeiten angepaßt werden.

Die Oberflächentemperatur der bewegten Heizflächen beträgt 105 bis 170⁰G, vorzugsweise 125 bis 140⁰G. Durch ein nachgeschaltetes TZalzenwerk, das mit einer höheren Geschwindigkeit läuft als das Lieferwerk, werden die erwärmten Fasern bis zum 2fachen ihrer ursprünglichen Länge verstreckt. "Jährend der Heckphase und dem Transport der Faser üb'er Förder- und Faserleitelemente kühlt die Faser um mindestens 25° G gegenüber der erreichten Temperatur in der Aufheizzone wieder ab, bevor sie gekräuselt wird.

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Zum Zweck der Aufbringung der für die.textile Weiterverarbeitung notwendigen Kräuselung werden die Fasern anschließend einer Krauselkammer zugeführt. Die so hergestellten Газет besitzen einen latenten Schrumpf, der durch Einwirkung von 130 ⁰G heißer Luft ausgelöst werden kann, mindestens 20 % beträgt und eine hohe Konstanz der Schrumpfwerte sowohl des Gesamtfaserkabels - du auch -.ie? ei.-=sir.5r: Faserkapillaren zeigt. Als C©polymerisatfasern werden solche mit mindestens 80 % Acrylnitril eingesetzt, die außerdem mindestens 5»0 Masse-% einer mit Acrylnitril copolymerisierbaren nichtionogenen . Verbindung und mindestens 0,1 Masse-% einer mit Acrylnitril copolymerisierbaren ionogenen Verbindung enthalten. Unter nichtionogenen Verbindungen sind Acrylsäureester und unter ionogenen Verbindungen ungesättigte saure Verbindungen zu verstehen.

AusführungsbeiSOJel

Sine'Lösung eines Acrylnitrilcopolymeren in Dimethylformamid mit einem Polymergehalt von 22,9 Masse-^, wobei das Acrylnitrilcopolymerisat eine Zusammensetzung aus 86,3 Masse-% Acrylnitril, 12,8 Masse-% Acrylsäuremethylester und 0,90 Masse-$ Natriumallylsulfonat hatte, wurde durch eine 50 000 Lochdüse in ein 53 Masse-% Dimethylformamid und 47 Masse-% Wasser enthaltendes Koagulationsbad von 21 ⁰O versponnen. Die erhaltenen Fäden wurden in einem weiteren, 95 ⁰G heißen, 50 Masse-^ Dimethylformamid und 50 2v!asse-% Wasser enthaltenden Bad um das 4 fache verstreckt, ausgewaschen und in einem weiteren Wasserbad von 95 0 um das 1,1ö fache verstreckt. Bas Gesamtverstreckverhältnis betrug dabei 1 : 4,64.

Nach der Präparation in einer vJanne wurden die !Fäden einem Siebtrommeltrockner zugeführt und die Fasern bei

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Lufttemperaturen von 132 bis 145 G, bei einer Faserkabeleinlaiif geschwindigkeit von 35 m/min getrocknet. Die Kabelaus lauf geschwindigkeit wurde auf 31»5 a/sin eingestellt, so daß die Faser während der Trocknung um 10 % schrumpfen konnte.

Das erhaltene Spinnkabel wurde nach der 'Trocknung von einem Walzenwerk abgezogen und einer Kabelaufheizvorrichtung, bestehend aus 4 beheizten polierten Ketallwalzen zugeführt, auf denen es beidseitig erwärmt; wurde. Die Oberflächentemperatur der beheizten Metallwalzen lag bei 142 ⁰O, Die Umfangsgeschwindigkeit betrug 31»5 m/min, so daß die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Spinnkabel und Aufheizfläche am Einlauf des Kabels in die Aufheizvorrichtung 0 m/min war. Mit Hilfe eines nachgeschalteten Walzenwerkes, mit gekühlten Walzen, deren Abzugsgeschwindigkeit auf 44,2 m/min eingestellt war, wurden die Fasern auf das 1,4-fache nachverstreckt und anschließend einer Stauchkammer zugeführt.

Die Ermittlung des Heißluftschrumpfes (5 min bei ІЗО ⁰C) ergab einen Wert von 23 % mit einem Variationskoeffizienten von unter 15 %·

Yersleichsbeisniel

üiine nach Beispiel 1 hergestellte Faser wurde zwischen feststehenden beheizten Platten bei Temperaturen von 145 ⁰G nachverstreckt. Die Prüfung des Heißluftschrumpfes ergab einen ^ert von '\9,3 % bei einem V'ariationskoeffizienten von 29,4 %»

Claims

Erfindungsanspruch

1. Verfahren zur Herstellung von Äcrylnitrilfaaeratoffen mit erhöhtem Heißluftschrumpf durch Erspinnen der Fäden aua Acrylnitriipolymerisatlösungen in Dimethylformamid mit einer Copolymerisatzusammenaetzung von mindestens 80 Ma.,-% Acrylnitril und mindestens 5 Ha«-% einer oder mehrerer mit Acrylnitril copolymerisierbaren Verbindung in ein wasserhaltiges Koagulationsbad mit anschließender Sin- oder Mehrstufenreckung in wäßrigen Bädern, Waschen, Trocknen und Uachrecken der getrockneten Fäden, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden über aufgeheizte, bewegte polierte Flächen, vorzugsweise sich drehende Walzen, geführt werden, wobei das Geschwindigkeitsverhältiiis zwischen dem Fadenkabel und der beheizten Oberfläche, deren ^temperatur 105 bis 170 ⁰G beträgt, während des Aufheiz- und Nachreckvorganges zwischen T :- 1 und 2 : 1 liegt·

2· Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächentemperatur der bewegten Heizflächen 125 bis 140 ⁰C beträgt.