DE1435498B - Verfahren zur Herstellung von voluminösen Garnen und Textilien - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung arbeitung zu Garn oder Textilware derart getroffen, von voluminösen Garnen aus einer Mischung von daß das Garn zunächst beim Verspinnen, Wirken oder Polyacrylfäden unterschiedlicher Schrumpfung, mit Weben eine geringe Kräuselung aufweist, während das

Verbundfäden aus zwei verschiedenen Polyacrylnitril- Garn nach den Verarbeitungsvorgängen durch die

komponenten, die exzentrisch zueinander ih bestimm- 5 abschließende Wärmebehandlung bei über 115°C eine

ten, über die ganze Fadenlänge reichenden und an starke Kräuselung entwickelt. Somit werden einerseits

ihren Berührungsflächen innig aneinanderhaftenden Störungen bei den Verarbeitungsvorrichtungen durch

Zonen durch gleichlaufendes Ausspinnen, Koagu- zu starke Kräuselung vermieden, andrerseits zeigt das

lieren, Verstrecken und Wärmebehandeln der beiden fertige Produkt nach der Wärmebehandlung besonders

verschiedenen Polyacrylkomponenten angeordnet sind, io gute wollartige Eigenschaften,

wobei die zwei verschiedenen Komponenten einen Die beiden Komponenten können Acrylnitrilpoly-

Untersclüed der thermischen Schrumpfung von wenig- jtnerisate, "-mischpolymerisate und -pfropfmisthpoly-

stens etwa 5,5% bei 115° C aufweisen und alle Wärme- merisate sowie Mischungen davon sein, die "immer

behandlungen nach der letzten Verstreckung bei Tem- wenigstens 80 Gewichtsprozent Acrylnitril enthalten

peraturen unter etwa 100⁰C durchgeführt werden. '' 15 sollen. Der Unterschied in der thermischen Sc%rump-

Für viele Zwecke will man stark wollähnliche, also fung der Komponenten wird durch Einbringen eines voluminöse Garne oder Textilien aus Äcrylfäden oder mehrerer zusätzlicher Bestandteile in irgendein haben. Dazu werden die Fäden stark gekräuselt. Die derartiges Polymeres kontrolliert. "'■'
Kräuselung kann auf .verschiedene Weise erzielt Beispiele von Mischpolymerisatkomponenten, die werden. Man geht oft so vor, daß man zwei Faden- 2° von Wert bei der Durchführung der Erfindung an arten mit verschiedener Wärmeschrumpfung mischt. Acrylmischpolymerisaten sind, sind Verbindungen mit Die Garne und Textilien aus solchen Fadenmischungen einer Vinylgruppe, z. B. die Vinylester, insbesondere werden dann mit heißem Wasser oder Dampf behan- von gesättigten aliphatischen ■ Monocarbonsäuren, delt und durch die unterschiedliche Schrumpfung ge- Ester von Allyl-, mit Allyl- und anderen ungesättigten bauscht. Wenn man jedoch derartige Garne oder 35 einwertigen Alkoholen mit einbasischen Säuren, unTextilien wieder der Wärme aussetzt, z. B. beim gesättigten Carbonsäuren, kohlenwasserstoffsubstitu-Färben, Waschen oder Bügeln, verlieren sie an Vo- ierte Acrylnitril, wie .Methacrylnitril und Äthacryllumen. Besonders wollähnlich sind Verbundfäden mit nitril, ungesättigte aliphatisch^ Kohlenwasserstoffe Schraubenkräuselung, bei denen die zwei unterschied- mit einer Vinylgruppe, z. B. Isobutylen und zahlreiche liehen Komponenten in einer Faser der Länge nach 3° andere bekannte Vinyl-, Acryl- und sonstige.,Verbinvereinigt sind. Stark gekräuselte Fäden, insbesondere düngen mit einer Viiiylgruppe, die sich mit Acrylnitril solche mit Schraubenkräuselung, lassen sich aber sehr zu thermoplastischen Mischpolymerisaten jx>lymerischlecht verspinnen. Um dem Garn oder der Ware sieren lassen, sowie Allylester von «,^-ungesättigten eine genügende Bauschigkeit zu verleihen, sollten die mehrwertigen Carbonsäuren.

Fäden eine Kräuselzahl von wenigstens vier und vor- 35 . Außerdem kann man in das Polymerisat andere, zugsweise mehr als acht Kräusel pro Zentimeter Faser- vinylgruppenhaltige Verbindungen einverleiben, z. B. länge haben. Bei einer solchen Kräuselzahl sind die Vinylpyridine oder ungesättigte Sulfonsäuren mit polyFasern sehr schwierig zu verspinnen, und der Spinn- meren Äthylenbindungen. ,Bevorzugte Vinylpyridine prozeß muß oft unterbrochen werden. sind die drei isomeren Formen dieser Verbindung selbst

Aufgabe der Erfindung ist nun ein Verfahren zur 4° sowie die neun isomeren Formen der Methyl-vinyl-

Herstellung von voluminösen Garnen und Textilien pyridine, die bevorzugt werden'; aber auch die sonstigen

aus Polyacrylverbundfäden, die ein ansprechbares Aus- .niedrig-Alkyl-Vinylpyridine und die niedrig-Alkyl-

sehen haben, ohne Schwierigkeit herzustellen sind, aber pyridine mit 1 bis 5. Kohlenstoffatomen im Alkyl-

bei nachfolgenden Behandlungen bei erhöhter Tempe- substituenten. Typische ungesättigte verwendbare SuI-

ratur nicht an Volumen verlieren. 45 fonsäuren sind z. B. Vinylsulfonsäure, Allylsulfon-

Dies wird dadurch erreicht, daß die Komponenten ' . säure, Metallylsulfonsäure und Styrolsulfonsäure.

der frisch gesponnenen Verbundfäden einen Unter- Das durchschnittliche Molekulargewicht des PoIy-

schied in der thermischen Schrumpfung von weniger oder Copolyacrylnitrils liegt gewöhnlich im Bereich

als 4°/o bei 100⁰C aufweisen, die so erhaltenen Fasern von 25 000 oder 30 000 bis 200 000 oder 300 000 oder

in an sich bekannter Weise mit weniger schrumpfenden 5° noch höher, vorzugsweise, jedoch zwischen 50.Ό00 und

Fasern vermischt werden und die Fadenmischung zu 100 000, insbesondere etwa 70 000 bis 80 000, berechnet

Garn verarbeitet und schließlich das Garn oder das aus der Viskosität in Dimethylformamid nach der

daraus hergestellte Textilerzeugnis bei einer Tempe- Staudinger-Gleichung gemäß der USA.-Patentschrift

"rätür"oberhalb 115°C erneut wärmebehandelt wird.' 2404 713. * '

Auf diese Weise kann das Verspinnen mit Fäden 55 -Die Eigenart der Kräuselungin einem Verbundfaden

od. dgl. erfolgen, deren Kräuselzahl nicht größer als hängt von der Unterschiedlichkeit der Zusammen-

2,5 pro Zentimeter ist, während in der fertigen Ware Setzung und der thermischen Schrumpfung der beiden

oder im fertigen Garn dann eine ausreichende Kräusel- einen solchen Fäden ausmachenden Komponenten,

zahl, also mindestens vier und vorzugsweise acht pro der Temperatur, bei der die .Faser wärmebehandelt

Zentimeter vorliegt. Dieser Weg weicht ab von den 60 wird, und der Denierzahl der Faser ab. Der Grad der

üblichen Herstellungsweisen, wo zwar auch Fäden mit thermischen Schrumpfung der beiden Komponenten

unterschiedlichem Schrumpfvermögen, insbesondere einer Mehrkomponentenfaser läßt sich durch Ein-

durch unterschiedliche Quellfähigkeit, verwendet wer- stellung des Verhältnisses der in jeder Komponenten

den, um eine stark gebauschte Fertigware zu erzielen. enthaltenen Bestandteile, d. h. Acrylnitril und andere

Gemäß der Erfindung wird die Auswahl hinsichtlich 65 Monomere, die mit diesem mischpolymerisiert sind

des Unterschiedes der thermischen Schrumpfung und und von denen Beispiele oben angegeben sind, kon-

hinsichtlich der Temperatur der Wärmebehandlung trollieren. Das Schrumpfungsverhältnis der beiden

nach dem Verstrecken des Fadens und nach der Ver- Komponenten steigt gewöhnlich an, wenn der Anteil

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der mit dem Acrylnitril mischpolymerisierten zweiten weniger als eine bestimmte Differenz in der thermischen

.Vinyikomponente erhöht wird. Außerdem nimmt die Schrumpfung bei einer ersten Temperatur und mehr

.Schrumpfung der beiden Komponenten zu, wenn die als eine höhere Differenz der thermischen Schrumpfung

Temperatur, bei der die Faser wärmebehandelt wird, bei einer . höheren Temperatur aufweisen, gestattet

steigt. Es ist somit leicht möglich, Paare von Κοπίρο- 5 somit die Erzeugung von Fasern, die relativ wenig

nenten auszuwählen^ die eine unterschiedliche ther- Kräuselwindungen haben, wenn sie unterhalb" einer

mische Schrumpf ung von weniger als einem bestimmten bestimmten Temperatur wärmebehandelt werden,

Grad .bei einer Temperatur und einem größeren Grad während eine nachfolgende .Erhöhung der Zahl der

bei'Jb.önerer.'Temperatur aufweisen. ^;~ .Kräuselwihdungen möglich'ist'durch'spätke,Wärme-

Die Zahl der Kräuselwindurigen, die bei der ,Wärme- io behandlung bei einer Temperatur oberhalb der ~b'e-

behandlung einer solchen Mehrkomponentenfaser sagten höheren Temperatur. -.._...-.,

erzeugt werden, ist eine Funktion des Unterschiedes Die .Tabellen.1 und 2 zeigen die ,Kräuselungs-

der thermischen Schrumpfung der Komponenten Charakteristiken von Verbundfaden, die aus 'Misch-

,sowie des Deniers der Verbuncif äden. Für einen Faden polymerisaten von 90° J₀ 'Acrylnitril und "1.0 ⁶/₀ Käetfiyl-

gegeberier Stärke wird "eine um so größere Zahl an 15 acrylat CVörschrift' A), 92% ÄcrylnitrÜ UHd^ ί°/₀

.Kräuselwindungenpro Längeneinheit erzeugt, je höher ' .Methylacrylat" (Vorschrift B) und ,93°/₀ Acrylnitril

'der .Unterschied in der thermischen Schrumpfung ist. und .7% Methylacrylat (Vorschrift JG) ,!hörgestellt

{Die Auswahl eines ..Paares von Komponenten, die wurden. " "■■'' ·'""".;'*"■'"■

...Tabelle

,Temperatur der Wärmebehandlung	Schrumpfung (%)	20,8	A-B	2den	Zahl der Kräuselwindungen • "' '■·'pro'25-"nim:· "·"■■■'"■"	•:- öden	lOden
	Vorschrift B | Vorschrift A	-22,2	3,7		3den ;:;
100	i7;i" ·	•24,4	4,3	—		—	—
110	17,9	27,5	5,5	10,8	'—	—	—
:115 '■■	18,9	30,4	7,6	13,9	9,8	-6,4 ;·	"—
:120	19,9	37;6	9,5 ι	■24,2 '■	12,6	9,7 !	■8,0
125 ;	■20,9		14,3	■■:L± ;i	14,2 .	14,9 ■	10,9
130	24,3		19,6 ■

Tabelle

— Temperatur der—- . Wärmebehandlung	Schrumpfung (%)	Vorschrift C	Vorschrift A	~_. . ...	2den	Zahl der Kräuselwindungen- pro 25 mm ..	öden	lüden
CO			A-C		3den
	16,9	20,8		.2,1 .		:	—
100	.18,0	22,2	3,9	-7,8	.2,1	— :	—
.110	,18,9 '	24,4	4,2	-15,6 r	5,2	~9>5 ,
.115 :	;i9,5	27,5 ,	■5,5	.19,5 .;	12,2	.12,1 :	7,6
120	,20,4	30,4	8,0	— '!	1.5,8	14,4 ::	,11,5
125 ■	.21,5 i	37,6	10,0 ::	"—-	21,6	22,7	16,5
130	16,1 :

Aus den vorstehenden Tabellen ist ersichtlich, daß bei den untersuchten Fäden der Unterschied in der ' Schrumpfung nach einer Wärmebehandlung bei 100⁰C weniger als etwa 4% und nach einer Wärmebehandlung bei 115°.C oder mehr größer als etwa 5,5°/₀ ist. Man ersieht ferner, daß im allgemeinen für jede ge-'gebene Temperatür der Wärmebehandlung ein Faden mit größerer Denierzahl weniger Kräuselwindungen annimmt und daß mehr Kräuselwindungen in jedem Faden von gegebenem Denier erzeugt werden, je höher die Temperatur der Wärmebehandlung ist.

Auf der Basis dieser Angaben kann die Auswahl der ' Zusammensetzung der beiden Acrylnitril-Poiymerisat- : Komponenten der Verbundfasern so getroffen werden, daß der Unterschied zwischen ihrer Schrumpfung bei 115°C wenigstens 5,5%, jedoch bei 100⁰C weniger als 4% ausmacht. Das Auftreten einer zu großen Kräuselzahl während der Faserherstellung oder -verarbeitung wird verhindert, indem die Behandlungstemperaturen in allen Stufen des Verfahrens nach dem Spinnen und Strecken bis zum Kardieren und besonders die Temperatur, bei der die Fasern in entspanntem Zustand wärmebehandelt werden, unter 100° C gehalten werden, so daß die Verarbeitung der Fasern auf der Karde

erleichtert wird. Das Textilprodukt wird dann bei einer Temperatur über 115° C zur Ausbildung .der genügenden Kräuselzahl .für die Bauschigkeit und zur Verbesserung der physikalischen Gesamteigenschaften "der Verbundfasern wärmebehandelt. - ■

' Der bevorzugte' .Temperaturenbereich .für diese abschließende Wärmebehandlung "beträgt ,115 bis 1130⁰C, obwohl die Fasern um so mehr.Kräusel ausbilden, je höher die Temperatur ist ■ Vorzugsweise wird die erneute Wärmebehandlung bei 115 bis 130° C bis zur Ausbildung von mindestens 'vier Kfäusel pro Zentimeter durchgeführt. Die Wärmebehandlung kann entweder unter trockenen oder.feuchten Bedingungen durchgeführt werden, z. B.' mit erhitzter ,Luft öder anderen Gasen, überhitztem Dämpf, gesättigtem Dampf bei Überdruck, kochendem Wasser unter Überdruck oder erhitzten nichtwäßrigen Flüssigkeiten.

Bei dem nach dem Verfahren der Erfindung erhaltenen Textilprodukt sind die schwach und stark schrumpfenden Fäden oder Fasern gekräuselt, und durch die volle Ausbildung der Kräuselung ergibt sich ein guter Zusammenhalt der Faden- oder Fasermischung. Als weniger schrumpfende Fäden werden gewöhnlich normale Acrylf äden und andere natürliche

oder synthetische Fasern, wie Wolle, Baumwolle, Reyon, Nylon, Polyester oder Vinylpolymere und -copolymere, aber auch Glasfasern verwendet. Die Mischung von wenig schrumpfenden Fäden und Verbundfäden gemäß der Erfindung sollte vorzugsweise wenigstens 30 und noch besser mehr als 50 % Verbundfäden enthalten. Wenn weniger als 30°/₀ Verbundfäden in der Mischung verwendet werden, wird das erhaltene Garn nach voller Ausbildung der Kräusel der Verbundfäden im Aussehen und im Griff nicht hinreichend bauschig. Das Garn nach dem Verfahren der Erfindung hat über die ganze Länge eine gleichmäßige Fadendichte und eine hohe Volumenstabilität während nachfolgender Wärmebehandlung. Ein besonderer Vorteil

Ferner stellte man ein voluminöses Garn her, indem man Fasern C und A in einem Verhältnis von 70: 30 zu Garn verspann und dieses Garn 5 Minuten in gesättigtem Wasserdampf bei 120⁰C behandelte.

Während das aus der Mischung von A und B erzeugte voluminöse Garn an verschiedenen Stellen zusammengefallen war, war das erfindungsgemäße Garn aus der Mischung von A und C gleichmäßig voluminös und zeigte einen besseren Griff wegen der in ihm gebildeten Kräuselwindungen.

Beispiel 2

Im Anschluß an das Verfahren von Beispiel 1 wurden normale Fasern D von 3 den und verstreckte

ist, daß solche Garne bei einer Behandlung, welche 15 Fasern E von 5 den hergestellt aus einem Mischpoly-

bei herkömmlichen Bauschgarnen einen Verlust an Garnfestigkeit zur Folge haben, einen Anstieg der Garnfestigkeit zeigt.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Wärmebehandlungen im Anschluß an die letzte Verstreckung 20 Acrylnitril, 4,5% Methylacrylat und 1,5% Methallyleine Relaxation einschließen, die bei einer erhöhten sulfonsäure getrennt aufgelöst. Temperatur unterhalb etwa 100° C durchgeführt wird,
insbesondere in siedendem Wasser.

merisat von 90 % Acrylnitril, 9,25 Methylacrylat und 0,75 % Methallylsulf onsäure. Ferner wurden Mischpolymerisate aus 90% Acrylnitril, 9,25% Methylacrylat und 0,75 % Methallylsulf onsäure bzw. 94%

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Beispiel 1 Gleiche Mengen der Spinnlösungen wurden mittels einer Mehrkomponenten-Spinneinrichtung, die mit zwei Meßpumpen ausgerüstet war, ausgepreßt, und Verbundfäden F von 3 den wurden in der gleichen Weise hergestellt, wie es im Beispiel 1 beschrieben ist. Die Verbundfäden wurden zu Fasern F geschnitten.

Ein voluminöses Garn wurde hergestellt, indem die Fasern D und E in einem Verhältnis von 60: 60 ge-

Eine Spinnlösung aus einem Copolymerisat von
90.% Acrylnitril und 10% Methylacrylat in einer konzentrierten wäßrigen Lösung von Natriumthiocyanat 30 mischt, versponnen und die versponnenen Fasern anwurde in eine 8%'g^e wäßrige Lösung von Natrium- schließend in kochendem Wasser behandelt wurden,

um sie aufzulockern.

Ein anderes voluminöses Garn wurde hergestellt, indem die Fasern F und D im Verhältnis 50: 50 ver-35

thiocyanat gepreßt. Der so erhaltene Fadenstrang wurde im Wasser gewaschen, in kochendem Wasser auf 800% seiner ursprünglichen Länge gestreckt und in der Luft getrocknet, bis die Fäden weniger als 3 % Feuchtigkeit enthielten. Die getrockneten Fäden wurden in entspanntem Zustand 10 Minuten in gesättigtem Wasserdampf von 120° C behandelt, und anschließend zur Erzeugung normaler Fäden A von 3 den mechanisch gekräuselt, mit Öl behandelt, geschnitten und getrocknet. Ein anderer Fadenstrang wurde unter ähnlichen Bedingungen hergestellt, 130% zwischen heißen Platten bei 120⁰C gestreckt und geschnitten, um verstreckte Fäden B herzustellen.

Ferner wurde ein Mischpolymerisat aus 90 % Acrylnitril und 10% Methylacrylat und ein anderes Mischr polymerisat aus 95% Acrylnitril und 5% Methylacrylat in einer konzentrierten wäßrigen Lösung von Natriumthiocyanat gelöst, so daß zwei verschiedene Spinnlösungen entstanden. Gleiche Mengen der beiden Lösungen wurden gleichzeitig in eine 8%'ge wäßrige Natriumthiccyanatlösung gepreßt. Die so erhaltenen Verbundfäden wurden mit Wasser gewaschen und mit kochendem Wasser auf 800% der ursprünglichen Länge gestreckt. Die Spinndüse hatte 500 Löcher von je 0,08 mm Durchmesser.

Die Fäden wurden dann in einer sehr feuchten Atmosphäre getrocknet, so daß die Fäden weniger als 3% Feuchtigkeit enthielten. Die Fäden wurden ferner in entspanntem Zustand 10 Minuten in kochendem Wasser behandelt und anschließend mechanisch gekräuselt, mit öl behandelt und geschnitten, um eine Verbundfaser C zu erzeugen.

Man stellte ein voluminöses Garn her, indem man die Fasern A und B in einem Verhältnis von 50: 50 zusammen verspann und dann das entstandene Garn in gesättigtem Wasserdampf 5 Minuten bei 120⁰C behandelte.

spönnen wurden. Das erhaltene Garn wurde in gesättigtem Wasserdampf 5 Minuten bei 125⁰C behandelt, um den Fasern dreidimensionale Kräuselwindungen zu erteilen.

Vergleichsfärbungen, die mit dem voluminösen Garn aus D und E und dem voluminösen Garn aus D und F in einem kochenden Färbebad durchgeführt wurden, welches einen kationischen Farbstoff enthielt, zeigten, daß das erste Garn an verschiedenen Stellen zusammenfiel, während das zweite überall vollkommen gleichmäßig voluminös blieb.

Beispiel 3

Ebenso wie im Beispiel 1 wurden normale Fäden G von 3 den und verstreckte Fäden H von 3 den aus einem Mischpolymerisat von 85 % Acrylnitril 8 % Vinylacetat und 7 % Vinylpyridin hergestellt. Ferner wurde ein Mischpolymerisat aus 85 % Acrylnitril, 8 % Vinylacetat und 7 % Vinylpyridin sowie ein anderes Mischpolymerisat aus 90 % Acrylnitril, 5 % Vinylacetat und 5 % Vinylpyridin getrennt aufgelöst.

Gleiche Mengen der so erhaltenen Spinnlösungen wurden gleichlaufend mit einer Einrichtung verpreßt, die der im Beispiel 1 benutzten, mit zwei Meßpumpen ausgerüsteten ähnlich war. So wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 Verbundfäden I von 3 den erhalten, die zu Fasern geschnitten wurden.

Man erzeugte ein voluminöses Garn, indem man die zu Fasern geschnittenen Fäden G und H in einem Verhältnis von 50 : 50 gemischt versponn und sie dann in kochendem Wasser auflockerte.

Zu Vergleichszwecken stellte man andere voluminöse Garne her, indem man die Fasern I und G in zwei verschiedenen Verhältnissen von 50: 50 und 25 : 75 ge-

mischt versponn und die erhaltenen Garne in gesättigtem Wasserdampf bei 115⁰C 5 Minuten behandelte.

Während das aus den Fasern G und H zusammengesetzte Garn stellenweise zusammengefallen war, zeigte das 50: 50-Garn I und G große Festigkeit und fiel bei der nachfolgenden Färbung nicht zusammen. Das 25: 75-Garn aus I und G hingegen entwickelte kein gutes Volumen, sondern fiel bei der Färbung zusammen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von voluminösen Garnen aus einer Mischung von Polyacrylfäden unterschiedlicher Schrumpfung mit Verbundfaden aus zwei verschiedenen Polyacrylnitrilkomponenten, die exzentrisch zueinander in bestimmten, über die ganze Fadenlänge reichenden und an ihren Berührungsflächen innig aneinander haftenden Zonen durch gleichlaufendes Ausspinnen, Koagulieren, Verstrecken und Wärmebehandeln der beiden verschiedenen Polyacrylkomponenten angeordnet sind, wobei die zwei verschiedenen Komponenten einen Unterschied der thermischen Schrumpfung von wenigstens etwa 5,5% bei 115° C aufweisen und alle Wärmebehandlungen nach der letzten Verstrekkung bei Temperaturen unter etwa 100° C durchgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten der frisch gesponnenen Verbundfaden einen Unterschied in der thermischen Schrumpfung von weniger als 4°/o bei 100°C aufweisen, die so erhaltenen Fäden in an sich bekannter Weise mit weniger schrumpfenden Fäden vermischt werden und die Fadenmischung zu Garn verarbeitet und schließlich das Garn oder das daraus hergestellte Textilerzeugnis bei* einer Temperatur oberhalb 115⁰C erneut wärmebehandelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mechanisch gekräuselte und zu Stapelfasern verarbeitete Verbundfaden mit weniger schrumpfenden Fasern vermischt werden.

009 533/256