DE1435498A1 - Verfahren zur Garnherstellung - Google Patents

Description

Verfahren zur Garaherstellung Priorität: Japan vom 12. Juli 1962, Hr, 29293/62

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur. Herstellung voluminöser, unter heißen, feuchten Bedingungen stabiler Garne und Sextilerzeugnisae aus synthetischen Acrylfaser^.

Zur Herstellung eines voluminösen Garnes' oder fertileraeugnissee geht man heute so vor, daß man Acrylfasera sveier Arten mit sswel verschiedenen Bigenechaften vermischt} und zwar einer ersten Faserart, die bei Anwendung von Wärme eine hohe Schrumpfung zeigt» und einer zweiten Faser-, art» die bei Anwendung von Wärme eine niedrige Schrumpfung zeigt. Die Garne und !Textilien, die aus einer derartigen versponnenen Fasermischung hergestellt wurden, werden einer Wärmebehandlung unterworfen» damit die stark schrumpfenden fasern schrumpfen können. Biesee bekannte

(Art 711 Μ», Ζ Nr, I Sate 3 dee toruneaew. ν- 4.9. \%<H7\

■-.. ■■ .-■ ■*■<■■ ■'■■ ι

Verfahren bat jedoch insofern einem soogs teil, dass da* Garn, wenn «μι ·· «It hei··«· wasser oder Dampf behandelt, um es roluainös xu swohan, und/oder wenn ■an da« Garn be la Farben und »ons ti gen Verfahren der Wärmt aussetzt, dazu neigt, an VoltHwn au verlieren· Die gleich*. Tendens seift »ich während der aYastdhAbamg und Srwärsfting bum Beispiel bei der Wäsche· \

Ziel der Erfindung ist die festwloklaag e&n·· Verfahren» xur Heretellune roluadlntfaer Harn« mmd Textilien« dl· «in ansprechendem Aussehen habe« vmA nicht daau neigen. nachfolgender Behandlung bei erhöh ton Teapera türen* Beispiel bei« Färben und Vaschen, an Voluaen Jtu verlier ι

Erfiadungsgeaiäse werden solche Garsse oder Textilien herge stellt, indem auin Mehrkostponemtenfasera ans swei verschiedenen PolTBorrlnitril-Konpoaenten, die exsentrls«h in bsvtiaeiten, über dl« ganse Fassrläasge reichenden und alt den Kontalctflächen innig aneinander haftenden Zonen angeordnet sind, alt wenig schrumpfenden Fasern vervischt und die MiseJtaag verspiimt. Die Xoe^ponenten in den MehrkoHponentenfasera aelgem als gesponneme Fasern einen Unterschied in der thersdsotoem IcJuroHspfwsg, end dieser Unterschied lässt die Fasern bei eimer Värmebe« hradluttg durch Bildung dreldlaensieimaler iCräue®!windungen gut Toluminös ^er(ien«Venn »*a Je «Sbc!» die Va>aebelundiung

1024

_; . BAD ORfQ/NAL

Temperaturen durohftlhrt, die genügend hoch sind, um die erhaltenen warne oder Textilien sufriedenstellend volumlnfts su maohen, kann man Jedooh diese Mehrkomponenten-

ttioht befriedigend auf herkömmlichen Textllmaeohi-Lt sum Beispiel den konventionellen Spinnanlagen, ver-

eaderee Siel der Erfindung ist die üntwioklung elnee Terfakrene nur Herstellung von Gexnen und Textilien aus Kenrkoen>onentenfa8ern unter Verwendung herkömmlicher Spinneiavlontungen·

mt den ttbliohen Spinnanlegen let ee nicht nur eohvierig, ungekrllueelte lasern «u verepinnen (was allgemein bekannt ist), sondern auch eine ttbemaseige Kräuselung macht das Terspinnen ebenfalls luderet sohvierig. Dies gilt besonders fur MehrkwapottMitenfaeern, denn wenn derartige Fasern bsi ihrer Heretellung hohen Temperaturen ausgeeetst werden, wie es bei konventionellen Aorylfeeern der fall ist, entetehen In den fasern eine Vlelsahl τοη Kräuselwindungen. Venn diese fasern dann versponnen worden, kriechen sie leicht um den Zylinder der Garde herum, bis sohlieBlioh der SpinnproseeB unterbrochen werden mufl.

SrfindungsgemäS gelingt es nun, dieses Problem zu lösen, indem man das Auftreten von au vielen Krttuselwindungen

BAD ORIQINAL

909804/1024

während der Hers te llung der Mehrkojnponentenfaeern zunächst verhindert durch Auswahl der Zusammensetzungen der beiden Fa3erkomponenten hinsichtlich geeigneter Schrumpfungeverhältnisse bei verschiedenen Temperaturen und durch Kontrollierung der Temperatur, bei der die Fasern während ihrer Herstellung wähoebehandelt werden, so dass einer vollen Ausbildung der Kräuselung vorgebeugt wird, und indem man dann die Kräuseln in den Fasern sioh .im Verlauf einer nachfolgenden Wärmebehandlung vollkommen entwickeln lässt_T die narh Verarbeitung der Mehrkomponentenfanern zu Garnen oder Textilien durchgeführt wird,,

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer hochwertigen Mehrkomponentenfaser zu entwickeln, die während ihrer Herstellung nicht zu viele Kräuselwindungen bildet, jedoch während einer Wärmebehandlung bei erhöhter Temperatur nach Verarbeitung zu Garnen oder Textilien e;ne erheblich grössere Zahl solcher Kräuselungen ergibc und die ferner Eigenschaften besitzt, welche für eine Verwendung in Textilprodukten besonders wünechenewert sindc

JfUr eine klarere und ins einzelne gehende Beschreibung der Erfindung und ihres Zusammenhanges mit dem bisher bekannten Verfahren zur Herstellung voluminöser Garne, und

909804/1024

BAD

U35498

Textilien wird auf die nachfolgende Beschreibung und die Zeichnungen verwiesene

Pig. 1 1st ein Querschnitt durch ein Bündel von Mehrkomponentenfaaern, wie eie bei der praktischen Durchführung der Erfindung verwendet werden können.

Fig. 2 let eine sohematische Darstellung der bisher bekannten Art von voluminösem Garn aus einer Mischung von stark und schwach schrumpfenden Fasern«

91g. 3 ist eine achematieohe Darstellung eines voluminösen Garneβ gemäas der Erfindung.

Die bei der praktischen Durchführung der Erfindung verwendeten Mehrkomponentenfasern sind jeweils zusammengesetzt aus zwei verschiedenen Polyacrylnitrilkoaponenten, die exzentrisch aneinander liegen und In deutlichen Zonen über die ganze Länge der Fasern verlaufen, wobei ihre susammenetossenden Flächen innig aneinander haften. Vorzugsweise haben die Fasern einen Querschnitt, wie er etwa in Fig. 1 gezeigt 1st, worin die punktierte Zone eine Komponente und die nicht punktierte Zone die andere Komponente darstellt. Diese Mehrkomponentenfasern werden durch gleichlaufendes Verspinnen der beiden verschiedenen Polyaoryl-

90 980kl 1 02 A ^BAD original

komponenten, zu i?aaern unter Verprassen, Koagulieren» Ziehen und Wärmebehandeln hergestellt« Das Vorpressen und die Koagulierung werden mit Einrichtungen durchgeführt, dia heute dem Fachmann bekannt ei&&· Beispiele solcher

Einrichtungen finden sich in des· amerikanischen Patent-

ν schrift 2 386 173 vom 2, Oktober 1945» der amerikanischer* Patentschrift 3 006 028 vom 31. Oktober 1961 und der amerikanischen Patentanmeldung 208 884 von 10. Juli 1962«

Die beiden Komponenten, die die Mehrkoaponentenfasern bilden« können Acrylnitrilpolymerifmie, -miβcopolymerisate und -pfropfmischpolymerisate sowie Mischungen davon sein, wobei sie immer wenigstens etwa 80 Gewichtsprozent Acrylnitril enthalten sollen, wie im nachstehenden noch näher beschrieben werden wird, kontrolliert man den Unterschied in der thermischen Schrumpfung der Komponenten durch Einverleibung eines oder mehrerer zusätzlicher Bestandteile in Irgend ein derartiges PolymereS₀

Als Beispiele von Verbindungen, die mit Acrylnitril zm Aorylnltrilpolymerisationsprodukten polymerisiert weräen können, welche für die praktische Durchführung der Erfindung von Wert sind, seien genannt: Verbindungen mit eiaer einsigen CH₂-¹C Gruppe, s.B. die Vinylester und besondere die Vinylester von gesättigten aliphatischen Uonooarbon-

909804/1024

U35AS8

säuren wie Vinylacetat, Vinylpropionat» Vinylbutyrat uaw.» Vinyl- und Vinylidenhalogenide wie Vinyl- und Vinylidenchlorid, -bromid und -fluorld. Allylalkohol« wie Allylalkohol, Methallylalkohol, Athallylalkohol usw.; Ester ▼on Allyl-» Methallyl- und anderen ungesättigten einwertigen Alkoholen mit einbasischen Säuren wie Allyl- und Uethallylaeetat» -laurat, -oyanid usw.; ungesättigte Carbonsäuren (b.B. Acrylsäure, Itaoonsäure und Alkaorylsäuren wie Methacrylsäure, Xthaorylsäure usw., und Ester und Amid solcher Säuren (s.B. Methyl-, Äthyl-» Propyl-, Butyl- usw., -acrylate und naethaorylate, Aorylamid, Methacrylamid» S-Methyl, -Äthyl, -Propyl» -Butyl- usw. -aorylamid und -methacrylamide uswo); Methacrylnitril, Äthaorylnitrile und andere kohlenwaeeeratoffeubstitulert· Aorylnitrile; ungeeättigte aliphatisohe Kohlenwasserstoffe mit einer einsigen Cf^CH-Gruppe, s.B· Isobutylen usw.; und sahlrelohe andere Vinyl-, Aoryl- und sonstige Verbindungen mit einer einsigen CILg^CH-Gruppe, die eioh mit Acrylnitril su thermoplastischen Mischpolymerisaten oopolymerlsleren lassen. Alkylester von alpha» beta-ungeettttigten mehrwertigen Carbonsäuren kunnen ebenfalls mit Acrylnitril su Mischpolymerisaten oopolymerlsiert werden» s.B. die Dimethyl-» -äthyl-» -propyl-,-butyl- usw. -ester Ton Malein, Pusmr-, Cltracon- usw. -säure.

909804/1024 "°°™«N«.

14354S8 - β -

Es let ferner möglich, in das besagte Polymerisat andere Verbindungen einzuverleiben, die die Vlnylgruppe enthalten« 8.B. ein Vinylpyridin oder eine ungesättigte SuI-foneäure mit polymeren Xthylenblndungen· ,

Bei den Vinylpyridine^ die sttr Herstellung von Mlsohpolymeriaaten mit Acrylnitril verwendet und wie hier be« schrieben eingesetzt werden können, handelt es sich um Vinylpyridine der Formel

(D

CH-CH,

also 2-Vinylpyridin, 3-Vinylpyridin und 4-Vinylpyridinj MethylTinylpyridin der formel

(II)

also 2-Hethyl-3-vinylpyridin, 3-Vinyl-4-aethylpyridin, 3-Vinyl-5"nethylpyridln_f 2-Vinyl-3-methylpyridin, 2-Vinyl« 4-methylpyridin, 2-Vinyl>5-«ethylpyrldin_> 2-Vinyl-6-methy: pyridin, 2-Methyl-4-vinylpyridin und 3-Methyl-4-vinyl-

pyridin. Die der Pormel II entsprechenden Vinylpyridine 909804/1024

U35A98 J

sind eine bevorzugte Untergruppe innerhalb einer grosser Klasse von Vinylpyridine», die mit Vorteil zur Herstellu von Copolymerisateη verwendet werden, welohe in Padenfor zur praktischen Durchführung der Erfindung benutzt werde: Diese Vinylpyridine lassen aioh durch die Formel

(III) ^ JJBNQH₂

darstellen, worin R ein niederes Alkylradikal ist, insbesondere ein Methyl-, Äthyl-, Propyl- (einschlieaslioa n-Propyl- und Isopropyl-) oder Butyl (einschliesslioh n-Butyl, Ieobutyl-, sec«-Butyl- und tert.-Butyl-)-Radikal weitere Beispiele sind 2-Yinyl-4,6-dimethylpyridin, die 2-und 4-Vinylchinoline, 2-Vinyl-4,6-diäthylpyridin- und andere Verbindungen der Formel ί

Π>

in der R ein niederes Alkylradikal ist, wie oben und η eine ganze Zahl von 1 bis 5 einsohlieealion bedeutet.

lypisohe ungesättigte Sulfonsäuren, die sich verwenden lassen, sind z.B. Vinylsulfoneäure, Allyleulfoneäure, Met:

allyleulfoneäure, Styroleulfoneäur· usw. 909804/1024

^BAD

U35.498

Gewöhnlich liegt das Molekulargewicht (das durchschnitt liehe Molekulargewicht) des homopolymeren oder copolyne Aerylnitrils, aus deA die Polyacrylnitril-JPormkörper he gestellt werden, im Bereich von 25 000 oder 30 000 bis 200 OOü oder 300 000 oder höher, und ist vorzugsweise γ der örössenordnung von 50 000 bis 100 000, zum Seispiel etwa 70 000 bis 80 000, berechnet aus einer Viskos!täte

messung des Polymerisationsproduktes in Dirnethylformami unter Verwendung der Staudinger Gleichung (siehe die am kanische Pat3ntschrift 2 404 713 vom 23» Juli 1946*

Um für die praktische Durchführung der Erfindung geeign zu sein_? sollten die beiden Komponenten, die den Mehrkompcnentenfaden bilcten, als gesponnene Fasern einen Un schied in der thermischen Schrumpfung von weniger als e 4 > hai. 100⁰O und wenigstens etwa 5,5 # bei 115⁰O auf we · sen, so dass während der Durchführung des erfindungegemässen Verfahrens eine relativ kleine Zahl von Kräuseln entwickelt werden kann, bevor die entstandenen fasern z' einem Garn oder Textil verarbeitet werden, Während eine erheblich grissere Zahl Kräuseln duroh eine nachfolgend« Wärmebehandlung des Garnes oder Textile bei einer höher· Temperatur entwickelt werden kann_o Diese beiden verschi< denen Polyacrylnitril komponenten können insofern voneinander abweichen, als bei ihnen verschiedene Monomere mi ^:- ι·*· iriiiiii

&09804/Ί02Α

U35498

Acrylnitril mi iihpol.'m risiert sind oder ale das gleiche Monomere In ve oociiede .en Verhältnissen mit Acrylnitril raisohpolyoierielert itit so dass sich der richtige Unterschied in der fchenuino'en Schrumpfung ergibt· Das K-rite-r rj.ua ist, d&sa dia boi en Komponenten eine Mehrkomponente faser ergeben niüaaen, vie bei einer für die* befriedigende Wärmebehandlung der Partern^naeh dta Streoken ausreichend hohen Temperatur nicht mehr alt etwa 5 Kräuselwindungen pro 25 mm bildon, jedo< h bei einer entsprechenden Wärmebehandlung nach ihrer verarbeitung zu Garnen oder Geweben mindestens etwa 10 Kräuselwindungen pro 25 mm» Diese kritische Bedingung folgt aus der Schwierigkeit, auf Spinneinrichtungen Fasern m't mehr als etwa 5 Kräuselwindungen pro 25 bot zu vorarbeiten und aus dem Umstand, dass wenige:, als etwa 10 Krüus'ilwindungen pro 25 am im Endprodukt kein ausreichendes "••'clumen rteilen.

Die F-J se mir t An :Crä;s· Iu ag in einer Mehrkomponentenfaser hän^t vor: der \ rt«?re^h: ediiohkeit der Zusammensetzung* und der Itit-rmiichtm ;»el·ruapfung der beiden eine solche ''aeor auciiachßi.deii Komronenten, der Temperatur, bei der die JPasex- wäructe'ianeie: t wird, und der Denierzahl der Past ab ο Der Grad der ihe.-m:. sehen Schrumpfung der beiden Komponenten einer Mehrkcaponentenfaaer lässt sich duroh Einstellung des Vf rhill tni nee β der in jeder Komponenten ent-

90980A/1024

BAD

12 ~ ■-'·..■:,■■■■

haltenen Bestandteile, ά,L, Acrylnitril und andere Monomere, die mit diesem miechpolymerisiert sind und von denen Beispiele oben angegeben sind, kontrollierenο Allgemein gesprochen 8teigt das Schrumpfungeverhältnis der beiden Komponenten gewöhnlich aii_K wenn dfr Anteil deV mit dem Acrylnitril miechpolymerlsieri^tt iweiten Vlnyllcomponente erhöht wird. Auaserdem nimmt dii^r^ahrumpfung der beiden Komponenten zu, wenn die Tempemtw, _r bei der die Faser wärmebehandelt wird, steigt. Ee iet eoÄit leicht möglich, Paare von Komponenten auszuwählen* die eine unterschiedliche thermische Schrumpfung von weniger Ale einem bestimmten Grad bei einer Temperatur und «inen gröeseren Grad bei höherer Temperatur

Zahl eier Krauee.lv indue ^en, die bei der Wärmebehandlung einer solchen Mohz %oii:poner/tenfaeer erzeugt werden, ist eine Funktion des Untersohiedee in der thermischen Schrumpfung cer Komponenten der Faser jowie.dee Deniers der Paser₀ Für eine fassr gegebener Stärke wird eine umso grössere Zahl an Kräuaelwind\u:gen pro Längeneinheit erzeugt, je höher der Unterschied in dor thermischen Schrumpfung ist» Die Auswahl eines Paares von Komponenten, die weniger als eine bestimmte Differenz in der thermischen Schrumpfung bei einer ersten Temperatur und mehr als eine höhere Differenz der thermischen Schrumpfung bei einer höheren Tempera-

9098GA/1024

tür aufweisen, gestattet θ emit die Erzeugung von Fasern, die relativ wenig Krause!windungen haben, indem sie unterhalb einer solchen bestimmten Temperatur wärmebehandelt werden, während eine nachfolgend· Brhuhung der Zahl der Kräuselwindungen möglich ±»\ durch spätere Wärmebehandlung bei einer Temperatur ober halbier besagten höheren Temperatur· ^ '

Die Tabellen- 1 und 2 zeiger die Kräueelungsoharakterietiken von Mehrkomponentenfauern, die aus Mieohpolymerisäten von 90 # Acrylnitril und 10 # Ifethylacrylat (Vorschrift A), 92 v^rü Acrylnitril und i> ^ Me thylacrylat (Vorschrift B) und 9? ^lk Acrylnitril urd 7 $ Methylacrylat (Vorschrift C).hergiJStQllt «nix deru

909804/102A

BAD OR!8IN_AL

. be ils ι

ο
ro

Temperatur der Wärmebehandlung	Schrumpfung (y») Vorschrift B Vorschrift	2C,8	A	A-E	7	Zahl	der	Kräusexwindungen nro <r"5 aun < f. t 0Λ
100	17,1	22,2		3,				-.*. . «-. ■
110	17 O	24,4		4»	*	—.	—
115	18,9	30,4			5	10,6	9»	δ — —~
125	20,9	37,6		9,	3	24,2	14,	2 9.7 a.O
130	24,3		14,			5 H., 9 ^v?

Anmerkungi In der vorstehenden Tabelle bedeutet "d" da/Denier jedes fadens. ν

CM

I I ί

νο

I I (T M * W

τ- η— CM

τ- CM CM CO VO

CM IT» CM IfN «- I τ- τ- CM α δ

U35498

Öl CMl

4»

I'

τ- CO VO U\ CM f- IfN

R I^X<

ON CM «Λ Ο Ο τ»

• · » «k ■· · · KN « IA Q O «

co cm

u\ «♦ vo

O cm ^t-Or-

CM CM CM CM KN KN

On O (T UN ^

VO CO CO CTN O f-T- τ- τ- «- CM CM

O ITt O ΙΛ O r- τ- CM CM K

- 15 -

BAD ORISlNAL

909804/ 1

14354G8

Aus den vorstehenden Tabellen ist ersichtlich, dase bei diesen Oopolyinerisatfäden cer Unterschied in der Schrumpfung nach einer Wärmebehandlung bei 100⁰C weniger als etwa 4 ^lß> und nach eines· ,Wärmebehandlung bei 115⁰C oder mehr grosser als etwa 5»5'ty ist. Man ersieht ferner, dass im allgemeinen für jede gegeben· ftuaperatur der Wärmebehandlung ein faden mit grosser·* Denieraahl weniger Krause !windungen pro 25 mm annimmt, und dase mehr Kräuselwindungen pro 25 mm in jeder faser¹ τοη gegebenem Denier erzeugt werden, je hoher die Temperatur der Wärmebeliandlung J st*

Uei dera bekannten Verfahren ftir'die Herstellung von Fasern aus Aery.lnitrill-PolymerisatAon wird es als wesentlich betrachtet, daos iliess Faser nach der Trocknung und Orientierung in entspanntem Zustand wärmebehandelt werden, und die niedrigste Behandlung«temperatur be-i^einein solchen Verfahren lieg?; über 1Q5⁰ö„ Eine derartige Relaxation wird in den ameriksnisciKJn Patentschriften 2 883 260 vom 21« April 1959 und 2 61A 2ö9 vor. 21. Oktober 1952 beschrieben»

In dem Vorfahren zur Erzeugung von Mehrkomponentenfasern geiüäss der Erfindung ist die vorgenannte Wärmebehandlung in entspanntem Zustand ebeneο wie in dem Verfahren zur
Herstellung der herkömmlichen Einkomponenten-Aory1fasern

909804/1024

BAD

~ 17 -,

ein wesentlicher Teil dee Prozesses* Die Schwierigkeit ist jedoch, daß3 tei der Wärmebehandlung eines Ifehrkomponentenfadena bei hinreichend halter Temperatur (beispielsweise über 100⁰O) in^ieeem frühen Stadium des Verfahrens zuviele Kräuaelwicdungen auftreten» Derartige Fasern mit übermäseigen dreidimenaionaleftf lDrtluselwindungen haben verschiedene Macht?lle, zum Beispiel dl«Tendena, um die Carde herumzukriechen* woduroh ein Tersplnasti dieser Fasern su Fäden praktisch unmöglich wird· *

Ea wurde nun ein interessanter Zusam,rmnhang BWlschen der Temperatur der \mrraobehandluig und den Kräuselungachai'oktoristJketi d;jr beiden losponenten einer Hehrkompon#ntenfaaer aufgrund iee Untere;hiedee ihrer Schrumpfung« wie in den vo^abeheado ι Tabellen 1 und 2 gezeigt ist, aufgefunden.

909804/1024

Auf der Basis dieser Erkenntnis wurde ein Verfahren zur Herstellung voluminöser Garne und Textilien aus einer Mi» schung von Mehrkomponentenfasern und wenig schrumpfenden Fasern entwickelt» das eine solche Auswahl der Zusammensetzung der beiden Acrylnitril-I?olymerisat«Komponenten der Mehrkoraponentenfasern vorsieht, daß der Unterschied zwischen ihrer Schrumpfung hei 115⁰C wenigstens etwa 5,5$ aus« macht ι bo daß eine angemessene Zahl von Eräueelwindungen in dem Endprodukt ersielt wird, bei 100⁰C jedoch weniger als et== wa 4$ ist ο Fach diesem Verfahren wird das Auftreten einer übergroßen Zahl von Kräuselwindungen während der Herstellung des? Fasern verhindert, indem die Behandlungstemperaturen in allen Stufen des Verfahrens nach dem Spinnen und Strecken und vor dem larden (und besonders die Temperatur, bei der die Faser in entspanntem Zustand wärmebehandelt wird) unter etwa 100⁰G gehalten werden, so daS die Verarbeitung der Fasern auf der Karde erleichtert wird. Im Anschluß; hieran wird das Textilprodukt bei einer Temperatur über 115^0 wärmebehandelt, um so eine genügende Zahl von Kräuselwindungen zu erzeugen und den Mischfasern ein gutes Volumen au erteilen und gleichseitig die physikalischen Gesamteigenschaften der Mehrkomponentenfasern zu verbessern.

Ea trifft zwar zu, daß in der Faser umso mehr Kräuselwinäungen gebildet und deshalb das Volumen umso größer ist, je höher

90980471024 bad o_R(9(fML

die Temperatur ist, bei der diese abschließende Wärmebehandlung durchgeführt wird, aber der bevorzugte !temperaturbereich ist H^⁰C bis etwa 130⁰C, da übermäßig höhere Temperaturen die Fasern beeinträchtigen oder unter Umständen eine gelbliche Verfärbung der Fasern verursachen könnten. Diese Wärmebehandlung kann entweder unter heiß=»trockenen oder unter heiß-nassen Bedingungen durchgeführt werden, z.B. mit Hilfe von erhitzter luft oder anderen Gasen, überhitztem Dampf, gesättigtem Dampf bei überatmosphärischem Druck, kochendem Wasser unter überatmosphärischem Druck, erhitzten nicht«wässerigen .Flüssigkeiten usw.

Die Fig. 2 und 3 sind schematische Darstellungen eines voluminösen herkömmlichen Garnes bzw. eines voluminösen Garnes, das gemäß der Erfindung hergestellt weiften ist. Wie in Fig. Bchematisch gezeigt, besteht das herkömmlich voluminöse Garn aus zwei verschiedenen Arten von Fasern, nämlich stark

schrumpfenden Fasern, die durch die dickeren Linien wiedergegeben sind, und wenig schrumpfenden Fasern,*die als feine Linien dargestellt sind und dazu neigen, das Garn zu umhüllen. Da die schwach schrumpfenden Fasern während des Auflockems die üSendenz haben, aus dem Garnbündel nach außen zu wandern, lösen sie sich leicht aus dem voluminösen Garn während der nachfolgenden Behandlung. Außerdem neigt dieses Garn dazu* im Verlauf verschiedener nachfolgender Verarbei-

BAD ORIGINAL 909804/1024

tung, denen Textilprodukte unterworfen werden können, an Volumen zu verlieren, z.B. bei der Wärmebehandlung zwecks Auflockerung, beim Färben, beim Waschen und bei anderen Er« hitzungsprosessen_t und sie fallen umso stärker zusammen, je. öfter diese Behandlungen wiederholt werden.

Im Gegensatz besteht, wie schematise]* in Pig» 3 gezeigt ist» das voluminöse Garn gemäß der Erfindimg aus einer Vielzahl von Mehrkoaponententfasern, die sämtlich Kräuselwindungen ausbilden, und einer Mehrzahl von wenig schrumpfenden Fasern, Die oben beschriebenen Mehrkozaponentenfasern werden vor der Entwicklung ihrer vollen Kräuselung mit den wenig schrumpfenden Fasern vermischt. Beispiele von hierfür geeigneten wenig schrumpfenden Fasern sind gewöhnliche Acrylfaser^ wie sie z.B. aus den vorgenannten Acrylnitrilpolymeren versponnen werden, und andere natürliche oder synthetische Fasern wie Volle, Baumwolle ρ Beyon, NyI on _? Polyester, Tinylpolyaiere» und copolymere, Glas usw. Die Mischung von wenig schrumpfenden Fasern und Mehrkomponentenfasern gemäß der Erfindung soll« te vorzugsweise wenigstens 30 und besser noch mehr ©la,50$ Mehrkomponentenfasern sein. Wenn weniger als etwa J>Ofo solcher Fasern in einer Mischung mit wenig schrumpfenden Einkomponentenfasern verwendet werden_t wird das erhaltene Garn nach voller Entwicklung der Krauselwindungen in den Mehrkompoixentenfasern unzureichend voluminös sein imd einen Griff haben „ wie er im allgemeinen bei Abwesenheit von voluminösen Crsji vorliegt.

8 0 4 /1 0 2 A _{gAD ömmAL}

Sa durch die große Zahl der in den Mehrkomponentenfasern erzeugten Kräuselwindungen sich jede dieser Pasern derart mit benachbarten Fasern verwindet, ist es für einzelne fasern äußerst schwierig« sich aus dem voluminösen Garn zu lösen*

Aas diesen Gründen ist das erfindungsgemäße Garn zusätzlich charakterisiert durch die über das gange Garn gleichförmige F« serdichte und- was noch wichtiger ist» durch die hohe Stabilität des Volumens während nachfolgender Wärmebehandlung, da die Kräuselwindungen durch Wärmebehandlung nicht beseitigt werden, ob diese nun trocken-heiß oder feucht -heiß durchgeführt werdeno Das voluminöse Garn gemäß der Erfindung fällt also nicht wieder zusammen, wenn es erst einmal volumoninös gemacht ist, ungeachtet wie oft die Erhitzung wiederholt wird. Dieses Garn besitzt deshalb eine hohe Beständigkeit, so daß es wiederholten Färbungen und Wäschen widerstehen kann.

Ein anderer Vorteil der Erfindung ist, daß das voluminöse Garn gemäß der Erfindung einen Anstieg der Gamfestigkeit zeigt, wenn es zwecks Erzeugung des Volumens einer Behandlung ' unterwerfen wird, während das herkömmliche voluminöse Garn bei der gleichen Behandlung einen Verlust an Gamfestigkeit erleidet.

BAD ORISJNAL

909804/102A

. 1435Λ98

Baispiel 1

Eine Spinnlösimg aus einem Oopolymerisat von 90$ Acrylnitril und 10$ Methylacrylat in einer konzentrierten wässerigen Lösung von Hatriumthiocyanat wurde in eine 8#-ige wässerige Lösung von Hateiumthiocyanat gepreßt» Der so erhaltene Paserstrang wurde in Wasser gewaschen, in kochendem Wasser auf

800$ seiner ursprünglichen Länge gestreckt und in der Luft

ο ο

in trockener Wärme "bei 105 C und in feuchter Wänae bei 70 0 getrocknet, bis die 3?äd©n weniger als 5$ feuchtigkeit enthieV ten» Die getrockneten Fäden wurden in entspanntem Zustand 10 Minuten in gesättigtem Wasserdampf von 120⁰O "behandelt, und anschließend zur Erseugiaaag normaler Fasern A von 5 denier mechanisch gekräuselt, mit öl behandelt, geschnitten und getrocknet. Sin anderer S'aserstrang wurde unter ähnlichen Bedingungen wie vorher hergestellt, 130$ zwischen heißen Platten "bei 120⁰O gestreckt und geschnitten«, tun naehgaetr^okte Fasern B herzustellen* Perser wurde sin Misehpolymerisat aus ·

Acrylnitril und 10$ Methylacrylat und ein anderes Mischpolymerisat aus 95$ Acrylnitril und 50$ Mathylacrylat in einer konzentrierten wässerigen Lösung von Hätriumthiocyanat gelbst, so daß zwei verschiedene Spinnlösungen entstanden« Gleiche Mengen der beiden Lösungen wurden gleichseitig in eine 8$»ige wässerige Hatriumthiocyanat-Lösung gepreßt₉ und zwar mit Hilfe einer Einrichtung, die der in der amerikanischen Patentanmeldung 208 884 vom 10. Juli 1962, mit zwei

SAD ORSSINAL M9&Ö4/102 4

MeeBpumpen ausgerüsteten Spinneinrichtung ähnlich war· Die so erhaltenen Fäden wurden mit Wasser gewaschen und mit kochendem Wasser auf 800% der ursprünglichen Länge geetreckt. Die Spinndüse hatte 500 Löcher von je 0,08 mm Durchmesser.

Sie Fäden wurden dann in einer sehr feuchten Atmosphäre getrocknet, nämlich in trockener Wärme bei 100⁰C und in feuchter Wärme bei 70⁰C, so daß die Fäden weniger als 3# Feuchtigkeit enthielten«) Me Fäden wurden ferner in entspanntem Zustand 10 Minuten in kochendem Wasser behandelt und anschließend mechanisch gekräuselt, mit öl behandelt und geschnitten, um eine Mehrkomponenten-Stapelfaser C zu erzeugen.

Man stellte ein voluminöses Garn her, intern man A und B in einem Verhältnis von 50 t 50 zusammen verspann und dsan das entstandene Garn in gesättigtem Wasserdampf 5 Minuten bei 12O⁰C behandelte. ·. ,

Ferner stellte man ein voluminöses Garn her, indem man C und A

ι in einem Verhältnis von 70 : 30 zu Garn verspenn und dieses Garn

5 Minuten in gesättigtem Wasserdampf bei 120⁰C behandelte.

Festigkeit und Dehnung der so erhaltenen beiden voluminösen Garne vor und nach der Auflookerungsbehandlung in gesättigtem Was-

BAD ORIQJNAL

S09804/102A .

serdampf von 12O⁰C sind in der nachstehenden Tabelle gezeigt;

Zahl

A+B vor der Auflockerung 2/33 750 7„4

nach der Auflockerung 2/25 516 24»9

C vor der Auflockerung 2/32 720 12,7

nach der Auflockerung 2/25 992 26,5

Während das aus der Mischung von A und £ erzeugte voluminöse Garn an verschiedenen Stellen susanaiaengefallen war; war das erfindungsgemäße G-arn aus der Mischung von A und C gleichmäßig voluminös und zeigte einen besseren Griff wegen der in. ihm gebildeten Kräuselwindungen.

Beispiel 2

Im Anschluß ©n das Verfahren, von Beispiel 1 wurden normale Pasern D von 3 denier und nachgestreckte Fasern E von 5 denier hergestellt aus einem Mischpolymerisat von 90$ Acrylnitril, 9,25# Methylaerylat und 0*75$ Methallylsulfonsäure. Ferner wurden Mischpolymerisate aus 90$ Acrylnitril _s 9_S25$ Methyl-=· acrylat und O_P75$ MethaXlyisulfonsäure Tbsw₀ 94$ Acrylnitril, 4,5$ Methylacrylat und 1,5$ Hethallylsnlfonsäure getrezmt aufgelöst.

BAD ORiQSNAL 909804/1-024

Gleiche Mengen der Spinnlösungen wurden mittels einer Mehrkomponenten^Spinneinrichtung, die mit zwei Hesspumpen ausgerüstet war, verpreßt, und Mehrkomponentenfasern 3? von 3 denier wurden in der gleichen Weise hergestellt, wie es oben hinsichtlich der Mehrkomponentenfasern von Beispiel 1 beschrieben ist.

voluminöses Garn wurde hergestellt, indem die Fasern D und in einem Verhältnis von 40 : 60 gemischt, versponnen und die versponnenen Fasern anschließend in kochendem Wasser behandelt wurden, um sie aufzulockern.

Bin anderes voluminöses Garn wurde hergestellt, indem die ? und D im Verhältnis 30 : 50 versponnen wurden* Das erhaltene Garn wurde in gesättigtem Wasserdampf 5 Minuten bei 125⁰O behandelt, um den fasern dreidimensionale Kräuselwindungen zu erteilen.

Vergleichsfärbungen, die mit dem voluminösen Garn aus D und E und dem voluminösen Garn aus B und 1 in einem kochenden Ifärbedae durchgeführt wurden, welches einen kationischen Farbstoff enthielt, zeigten, daß das erste Garn an verschiedenen Stellen zu* ' eammenfiel, während das zweite überall vollkommen gleichmäßig voluminös blieb.

BAD OFHQINAL

9,09804/1024 ,

Beispiel 5

Ebenso wie in Beispiel 1 wurden normale Fasern G von 3 denier und nachgestrecfete lasern H von 3 denier aus einem Mischpolymerisat von 85% Arylnitril, 8$ Vinylacetat und 7$ Vinylpyridin hergestellte ferner wurde ein Mischpolymerisat aus 85$ Acrylnitril, 8$ Vinylacetat und 1%> Vinylpyridin sowie ein anderes Mischpolymerisat aus 90$ Acrylnitril, 5$ Vinylacetat und 5$ Vinylpyridin getrennt aufgelöst*

Gleiche Mengen der so erhaltenen Spinnlösungen wurden gleich« laufend mit einer Einrichtung verpreßt _f die der in Beispiel 1 benutzten* mit zwei Messpumpe» ausgerüsteten ähnlich war» So wurden in der gleichen V/eise wie In Beispiel 1 Mehrkomponenten-Pasem I τοπ 3 denier erhalten*

Man erzeugte ein volumisiöses darn, indem pan die fasern G uad H in einem Verhältnis von 5ßGs 50 gemischt verspfcnn und sie dann in kochendem Wasser auflockerte..

Zu Vergleichsswecken stellt man andere voluminöse Garne her, indem man die Fasern I und G in zwei verschiedenen Verhält-=

nissen von 50 ; 50 und 25 s 75 gemischt verspann und die erhaltenen Garne in gesättigtem Wasserdampf bei 115⁰G 5 Minuten

behandelte.

BAD 9098047102k

U35498

Während das aus den fasern Gr und E zusammengesetzte darn etellenweise zusammengefallen war, zeigte das 5O:5Q-Garn J und Or große Festigkeit und fiel bei der nachfolgenden Färbung nicht zusammen. Sas 25:75-Gara aus J und G hingegen entwickelte kein gutes Volumen, sondern fiel bei der Färbung zusammen.

BAD ORIGINAL

909804/1024 .

Claims (5)

1. ί Darf nicht geändert werden ;

   l.i Verfahren zur Herstellung voluminöser Garne und Textilien aus einer Mischung von Polyaorylfasem unterschiedlicher Schrumpfung, dadurch gekennzeichnet, daß man Mehrkomponentenfasern aus zwei verschiedenen polymeren Acrylnltrilkomponenten verwendet, die exzentrisch zueinander In bestimmten, über die ganze Faserlänge reichenden und an ihren Berührungsflächen innig aneinander haftenden Zonen angeordnet sind, und als gesponnene Fasern in der thermischen Schrumpfung einen Unterschied von weniger als etwa 4$ bei 100⁰C und wenigstens etwa 5 j 5/6 bei 115⁰C aufweisen, daß man diese beiden verschiedenen polymeren Acrylkomponenten durch Vorpressen, Coagulieren, Streckung und Wärmebehandeln gleichlaufend verspinnt, wobei man alle Wärmebehandlungen nach der letzten Streckung bei Temperaturen unter etwa 10O⁰C durchführt, daß man die, erhaltenen Fasern mit wenig schrumpfenden Fasern vermischt und die Fasermischung zu Garn oder Textil verarbeitet und schließlich das Garn oder Textil bei einer Temperatur oberhalb etwa 115⁰C wärmebehandelt, um es durch wesentliche Yennehrung der Kräuselung in den Mehrkomponentenfasern voluminös zu machen·

   Neue Unterlagen (Art 7 SU Abs. 'J Ur. I Saf Ι in« Ai 5."ur.q;:iies. ν 4 9. la'

   909804/102A
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlungen im Anschluß, an die letzte Streckung eine Relaxation einschließen, die bei einer erhöhten Temperatur unterhalb etwa 10O⁰C diirchgeführt wird,
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Relaxation in siedendem Wasser durchgeführt wird.
4. 4· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung der Fasermischung die Mehrkomponenten-Pasern mechanisch kräuselt und zu Stapelfasern verarbeitet, und diese dann mit Stapelfasern aus den wenig schrumpfenden Fasern vermischt.

   ir
5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlungen der Mehrkomponentenfasern nach der letzten Streckung bei, Temperaturen durch« geführt werden, die unter der Temperatur liegt, bei welcher etwa 5 Kräuselwindungen pro 25 mm in den Mehrkomponentenfasern gebildet werden, und daß die abschließende Wärmebehandlung dös Garnes oder Gewebes bei einer Temperatur durchgeführt wird, bei der sich mindestens etwa 10 Kräuselwindungen pro 25 mm in den Mehrkomponentenfasern bilden.

   BAD ORiQlNAL

   SU9804/1024