DE1494543C - Verfahren zur Herstellung stark schrumpffahiger Acrylnitnlfasern - Google Patents
Verfahren zur Herstellung stark schrumpffahiger AcrylnitnlfasernInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung haltenen Fasern bei einer Temperatur unterhalb von
stark schrumpffähiger Polyacrylnitrilfasern, die ein 95° C, bei dem die Faser unmittelbar nach dem zweiten
gewünschtes und bestimmtes Schrumpfvermögen auf- Verstrecken und vor dem endgültigen Trocknen in
weisen und als Rohmaterialfasern zur Herstellung Wasser unter Zugspannung auf eine Temperatur unterhochvoluminöser
Garne geeignet sind. 5 halb von 90° C und unterhalb der Temperatur des
Bisher sind verschiedene Verfahren zur Herstellung zweiten Verstreckungsbades abgekühlt und dann nach
stark schrumpffähiger Polyacrylnitrilfasern bekannt. dem Vorerhitzen auf eine Temperatur zwischen 9O0C
Es ist z. B. ein Verfahren zu erwähnen, bei dem Fäden- und der obengenannten Kühltemperatur mit Hilfe
kabel unter Streckung geschnitten werden, nachdem einer mechanischen Kräuselvorrichtung kräuselt,
sie mit Hilfe eines Turbostaplers, der mit einer Trocken- io Die im heißen Wasserbad gestreckten Fasern be-Heißverstreckungsvorrichtung versehen ist, heißver- finden sich sozusagen in einer Art von metastabilem streckt worden sind, um stark schrumpffähige Zustand und zeigen ein Schrumpfungsverhalten, das Polyacrylnitrilfasern zu erhalten, oder ein Verfahren, den Bedingungen der nachfolgenden Behandlung entwie es in der japanischen Patentveröffentlichung spricht. Von diesem Standpunkt aus gesehen ist es 8111/61 (japanische Patentschrift 285 003) beschrieben 15 daher notwendig, die Bedingungen, wie oben ausgeist, d. h. ein Verfahren, bei dem Acrylnitrilpolymerisat führt, zu begrenzen, um stark schrumpffähige PoIyin einem Lösungsmittel gelöst wird, die erhaltene Lö- acrylnitrilfasern zu erhalten, die die geforderte, einen sung in ein wäßriges Fällbad ausgepreßt wird, die er- bestimmten Wert übersteigende Schrumpfung haben haltenen Fasern zur Entfernung des Lösungsmittels mit und deren Schrumpfung gleichzeitig den geforderten Wasser gewaschen werden, die erhaltenen Fasern der 20 konstanten Wert strikt beibehält,
ersten Trocknung unterworfen werden, nachdem sie in Das heißt, daß das Abkühlen unmittelbar nach der feuchtem Zustand heißverstreckt worden sind, dann die zweiten Streckung eines der wichtigsten Merkmale der so getrockneten Fasern der Entspannungsbehandlung vorliegenden Erfindung darstellt. Wenn das Abkühlen in Gegenwart von Wasser bei einer Temperatur ober- nicht erfolgt, wird die Schrumpfung der Fasern beachthalb 1200C unterworfen werden, um sie zu schrump- 25 lieh vermindert, und es erfolgen gleichzeitig Verändefen, ferner die so geschrumpften Fasern einer zweiten rungen entsprechend den Veränderungen der äußeren Streckung in heißem Wasser bei einer Temperatur Bedingungen. Es wird dann schwierig, so stark oberhalb 100°C unterworfen werden und schließlich schrumpffähige Polyacrylnitrilfasern mit einer kondie so gestreckten Fasern getrocknet werden, um stanten Schrumpfung wie in der vorliegenden Erfindung stark schrumpffähige Polyacrylnitrilfasern zu erhalten. 30 zu erhalten.
sie mit Hilfe eines Turbostaplers, der mit einer Trocken- io Die im heißen Wasserbad gestreckten Fasern be-Heißverstreckungsvorrichtung versehen ist, heißver- finden sich sozusagen in einer Art von metastabilem streckt worden sind, um stark schrumpffähige Zustand und zeigen ein Schrumpfungsverhalten, das Polyacrylnitrilfasern zu erhalten, oder ein Verfahren, den Bedingungen der nachfolgenden Behandlung entwie es in der japanischen Patentveröffentlichung spricht. Von diesem Standpunkt aus gesehen ist es 8111/61 (japanische Patentschrift 285 003) beschrieben 15 daher notwendig, die Bedingungen, wie oben ausgeist, d. h. ein Verfahren, bei dem Acrylnitrilpolymerisat führt, zu begrenzen, um stark schrumpffähige PoIyin einem Lösungsmittel gelöst wird, die erhaltene Lö- acrylnitrilfasern zu erhalten, die die geforderte, einen sung in ein wäßriges Fällbad ausgepreßt wird, die er- bestimmten Wert übersteigende Schrumpfung haben haltenen Fasern zur Entfernung des Lösungsmittels mit und deren Schrumpfung gleichzeitig den geforderten Wasser gewaschen werden, die erhaltenen Fasern der 20 konstanten Wert strikt beibehält,
ersten Trocknung unterworfen werden, nachdem sie in Das heißt, daß das Abkühlen unmittelbar nach der feuchtem Zustand heißverstreckt worden sind, dann die zweiten Streckung eines der wichtigsten Merkmale der so getrockneten Fasern der Entspannungsbehandlung vorliegenden Erfindung darstellt. Wenn das Abkühlen in Gegenwart von Wasser bei einer Temperatur ober- nicht erfolgt, wird die Schrumpfung der Fasern beachthalb 1200C unterworfen werden, um sie zu schrump- 25 lieh vermindert, und es erfolgen gleichzeitig Verändefen, ferner die so geschrumpften Fasern einer zweiten rungen entsprechend den Veränderungen der äußeren Streckung in heißem Wasser bei einer Temperatur Bedingungen. Es wird dann schwierig, so stark oberhalb 100°C unterworfen werden und schließlich schrumpffähige Polyacrylnitrilfasern mit einer kondie so gestreckten Fasern getrocknet werden, um stanten Schrumpfung wie in der vorliegenden Erfindung stark schrumpffähige Polyacrylnitrilfasern zu erhalten. 30 zu erhalten.
Wenn jedoch stark schrumpffähige Polyacrylnitril- Ferner müssen die Fasern im allgemeinen mit einer
fasern mit Hilfe eines Turbostaplers hergestellt werden, solchen Kräuselung versehen sein, die für das Verwerden
die Spinnkosten hoch, und die abgeschnittenen spinnen benötigt wird. Zu diesem Zweck ist es üblich,
Enden sind im allgemeinen lang. Die Fasern sind die Fasern, nachdem sie erhitzt wurden, in einen
schief geschnitten. Als Folge davon, wird es schwierig, 35 Kräuselapparat, z. B. einen Walzenkräuseler, zu
die so hergestellten stark schrumpffähigen Acrylnitril- leiten. Für einen solchen Fall sind verschiedene Verfasern
mit anderen Fasern von definierter Länge ge- fahren zum Erhitzen der Fasern bekannt, wie z. B.
meinsam zu verspinnen, z. B. mit Baumwolle, Rayon- das Verfahren, das auf das Eintauchen der Fasern in
Fasern oder anderen synthetischen Fasern. ein heißes Wasserbad, auf das Einblasen von Wasser-Ferner
war das in der japanischen Patentanmeldung 40 dampf, auf heißen Platten usw. beruht. Nach jedem
8111/61 offenbarte Verfahren nicht hinreichend be- dieser Erhitzungsverfahren schrumpfen die Fasern
friedigend, um den Fasern die gewünschte Schrump- etwas beim Erhitzen. Wenn keine ausreichende Tempefung
zu verleihen und sie bei einer konstanten Schrump- raturkontrolle erfolgt, schwankt die Schrumpfung der
fung zu belassen. Faser während des Erhitzens, und es wird folglich
Dementsprechend ist das erste Ziel der vorliegenden 45 schwierig, die Schrumpfung der stark schrumpffähigen
Erfindung, stark schrumpffähige Polyacrylnitrilfasern Polyacrylnitrilfasern strikt auf einem konstanten Wert
herzustellen, die eine konstante, einen bestimmten zu halten. In dieser Hinsicht ist das Verfahren des Ein-
Wert übersteigende Schrumpfung haben und die auch tauchens in ein heißes Wasserbad in Übereinstimmung
die zum Verspinnen benötigte Kräuselung aufweisen. mit der vorliegenden Erfindung das Beste. Die anderen
Das zweite der vorliegenden Erfindung ist es, stark 50 obenerwähnten Erwärmungsverfahren sind wegen der
schrumpffähige Polyacrylnitrilfasern herzustellen, die - schwierigen Temperaturkontrolle nicht geeignet, die
zur Herstellung von hochvoluminösen gesponnenen Schrumpfung konstant zu halten. Ferner ist der Grund
Garnen geeignet sind. dafür, daß die Erwärmungstemperatur in der vorlie-
Das dritte Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, genden Erfindung unterhalb 90° C festgesetzt wird, der-
das Verfahren, das in der japanischen Patentveröffent- 55 jenige, daß beim Überschreiten dieser Temperatur die
lichung 8111/61 offenbart ist, zu verbessern. Schrumpfung der Fasern während des Erwärmens
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Ver- merklich abnimmt und es folglich schwierig wird,
fahren zur Herstellung stark schrumpffähiger Fasern stark schrumpffähige Polyacrylnitrilfasern zu erhalten,
aus Acrilynitrilpolymerisaten durch Verspinnen der deren geforderte Schrumpfung einen bestimmten Wert
Lösung eines Acrylnitrilpolymerisates in ein wäßriges 60 übersteigt.
Fällbad, Freiwaschen der erhaltenen Fasern vom Ferner ist es möglich, diesem heißen Wasserbad ein
Lösungsmittel mit Wasser, erstes Verstrecken der öliges Mittel zum Verspinnen zuzusetzen, so daß ein
Fasern in einem heißen wäßrigen Medium, erstes erforderlicher Anteil dieses öligen Mittels auf den
Trocknen der gestreckten Fasern, Entspannen der Fasern verbleibt.
■Fasern in Gegenwart von Wasser durch Erhitzen bei 65 Außerdem ist die Trocknungstemperatur der zweiten
einer Temperatur oberhalb HO0C, zweites Verstrecken Trocknung nach dem Kräuseln ebenfalls ein wichtiger
der Fasern in heißem Wasser bei einer Temperatur Faktor, um die Schrumpfung der stark schrumpffähi-
unterhalb von 1000C, zweites Trocknen der er- gen Polyacrylnitrilfasern unter Kontrolle zu halten. Es
ist schwierig, stark schrumpffähige Polyacrylnitrilfasern, deren gewünschte Schrumpfung einen bestimmten
Wert übersteigt, zu erhalten, wenn diese Trocknungstemperatur unterhalb einer Temperatur von
95°C gehalten wird.
Die Ergebnisse der vorliegenden Erfindung sind, daß stark schrumpffähige Polyacrylnitrilfasern leicht
erhalten werden können, deren geforderte Schrumpfung einen bestimmten Wert übersteigt, daß gleichzeitig die
Schrumpfung strikt auf einem konstanten Wert gehalten wird, daß sie eine Kräuselung, wie sie beim Verspinnen
gefordert wird, aufweisen, daß hochvoluminöse gesponnene Garne von hervorragender Qualität
erhalten werden können, da jede Schnittlänge erhältlich ist, und demzufolge ein gemeinsames Verspinnen
der Faser mit anderen Fasern erfolgen kann, und daß die Verspinnkosten der Fasern auf diese
Weise herabgesetzt werden können.
Der Ausdruck »Acrylnitrilpolymerisat« oder »Polyacrylnitrilfaser«,
wie er in der vorliegenden Erfindung gebraucht wird, beinhaltet ein Polymeres oder Copolymeres
oder geformtes Produkt, das mehr als 85 Gewichtsprozent Acrylnitril enthält. Als Komponenten
des Copolymeren werden die üblicherweise bekannten verwendet, wiez. B. Methylacrylat, Methylmethacrylat,
Acrylamid, Methallylsulfonat, p-Styrolsulfonat, Vinylpyridin
u. ä. Ferner kann die vorliegende Erfindung auf ein Naßspinnverfahren mit einem wäßrigen Fällbad
angewendet werden, bei dem ein organisches Lösungsmittel, wiez. B.Dimethylformamid,Dimethylacetamid,
Dimethylsulfoxyd od. dgl., ein salzartiges Lösungsmittel, wie z. B. Thiocyanat, Zinkchlorid od. dgl., oder
eine anorganische Säure als Lösungsmittel, wie Salpetersäure, Schwefelsäure od. ä., als Spinnlösungsmittel
verwendet wird.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert, die jedoch nicht als Begrenzung des
Erfindungsbereiches aufzufassen sind.
Ein Mischpolymerisat, das aus 92 Gewichtsprozent Acrylnitril und 8 Gewichtsprozent Methylmethacrylat
bestand und ein Molekulargewicht von 55 000 aufwies, wurde in 70gewichtsprozentiger Salpetersäure von 00C
gelöst, aus der die salpetrige Säure entfernt worden war, und zwar mit einer Polymerisatkonzentration von
22 g je 100 ecm Salpetersäure. Die erhaltene Spinnlösung wurde in 31gewichtsprozentige Salpetersäure
von 00C mit einer Auspreßgeschwindigkeit von 5 m
pro Minute ausgepreßt. Die ausgepreßten Fasern wurden mit Wasser gewaschen und in 700C heißem
Wasser auf das 2,5fache und sodann in 1000C heißem
Wasser auf das 3fache verstreckt, so daß insgesamt eine Streckung auf das 7,5fache erzielt wurde. Nach dem
Trocknen in dem ersten Trockner, wonach der Wassergehalt weniger als 3% betrug, wurden die Fasern bei
einer Temperatur von 1300C mit Hilfe gesättigten Wasserdampfes entspannt. Die auf diese Weise behandelten
Fasern wurden in 1000C heißem Wasser auf das l,28fache verstreckt und unmittelbar danach unter
Zugspannung in 500C warmem Wasser abgekühlt. Die
Fasern wurden dann in einem 700C heißen Wasserbad
erhitzt und zum Kräuseln in eine Walzen-Kräuselvorrichtung geleitet, wonach sie schließlich in einem
zweiten Trockner bei 800C getrocknet wurden. Die erhaltenen
Fasern zeigten bei Behandlung in siedendem Wasser von 1000C für einen Zeitraum von 10 Minuten
und in spannungslosem Zustand eine Schrumpfung von 17%· Die Schwankung der Schrumpfung betrug
F±0,7%· Piß auf diese Weise hergestellte Faser
hatte ein Gesamtdenier von 450 000 und ein Einzelfadendenier von 3. Durch Schneiden dieses gekräuselten
Fadenkabels wurde eine schrumpffähige Stapelfaser erhalten.
Wenn die oben beschriebene Kühlstufe nach dem Strecken weggelassen wurde, verringerte sich das
Schrumpfvermögen auf 14%, und die Schwankungen
ίο bei der Schrumpfung waren beträchtlich. Die Schwankung
der Schrumpfung betrug ± 2,0%· Wenn die Temperatur in dem Heißwasserbad unmittelbar vor
der Kräuselvorrichtung variiert wurde, verringerte sich das Schrumpfvermögen der Fasern in dem Maße, wie
sich die Temperatur erhöhte, wie aus der folgenden Tabelle hervorgeht:
Schrumpfung (%) ..
Temperatur des Wasserbades (0C)
60 I 70 I 80 I 90 I 100
17 14
12 10
Wenn die Temperatur des zweiten Trockners variiert wurde, verringerte sich das Schrumpfvermögen
der hergestellten Fasern ebenfalls mit steigender Temperatur, wie in der folgenden Tabelle gezeigt wird:
Schrumpfung (%)
des zweiten Trockners (° Q
70 I 80 I 90 j 100 120
.17 17
15
12
Eine Spinnlösung eines Mischpolymerisats aus 91 Gewichtsprozent Acrylnitril und 9 Gewichtsprozent
Methylacrylat in Dimethylacetamid als Lösungsmittel wurde in eine 6,5gewichtsprozentige wäßrige Lösung
von Dimethylacetamid bei 300C mit einer Auspreßgeschwindigkeit
von 6 m pro Minute ausgepreßt. Das Molekulargewicht des Mischpolymerisats hatte einen
Wert von 60000. Die ausgepreßten Fasern wurden in vier aufeinanderfolgenden Streckstufen um das 2-,
1,8-, 1,5- bzw. l,5fache gestreckt, womit eine Gesamtverstreckung auf das 8,lfache erzielt wurde. Die vier
Streckstufen wurden in vier wäßrigen Lösungen von Dimethylacetamid von 50% (400Q, 45% (5O0C),
35% (700C) bzw. 30% (950Q durchgeführt. Im Anschluß
an das Waschen mit Wasser und das Trocknen in dem ersten Trockner, wobei bis auf einen Wassergehalt
von weniger als 3% getrocknet wurde, wurden die Fasern mit Hilfe von gesättigtem Wasserdampf unter
Zugspannung entspannt. Sodann wurde in heißem Wasser von 98°C auf das l,45fache verstreckt. Unmittelbar
danach wurden die Fasern unter Zugspannung in einem Wasserbad von 6O0C abgekühlt. Sodann
wurden die Fasern nach dem Erhitzen in einem Heißwasserbad von 650C durch eine Walzen-Kräuselvorrichtung geleitet, um sie zu kräuseln, und wurden
schließlich in dem zweiten Trockner bei 7O0G getrocknet.
Die auf diese Weise hergestellte Faser hatte ein Gesamtdenier von 250 000 und ein Einzelfadendenier
von 2,5. Die,nach dem gleichen Verfahren wie im Beispiel 1 gemessene Schrumpfung der Faser betrug
26%. Die Schwankung der Schrumpfung betrug ±0,9%.
Wenn das Kühlen in dem Bad von 60° C weggelassen wurde, verringerte sich das Schrumpfvermögen auf
21% mit beträchtlichen Schwankungen/Die Schwankung der Schrumpfung betrug ±.2,5 °/o· Der Einfluß
der Temperatur des Heißwasserbades unmittelbar vor der Kräuselvorrichtung war bemerkenswert, wie aus
den folgenden Daten ersichtlich ist:
Temperatur
des Heißwasserbades (° C)
60 I 70 I 80 I 90 I 97
60 I 70 I 80 I 90 I 97
Schrumpfung (%) .. 26 26 20 , 17 14
Der Einfluß der Trockentemperatur auf das Schrumpf vermögen war ebenfalls beträchtlich:
Schrumpfung (%) · ·
Temperatur
des zweiten Trockners (0C)
des zweiten Trockners (0C)
70 I 80 I 90 I 100 I 120
23 15
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung stark schrumpffähiger Fasern aus Acrylnitrilpolymerisaten durch Verspinnen der Lösung eines Acrylnitrilpolymerisates in ein wäßriges Fällbad, Freiwaschen der erhaltenen Fasern vom Lösungsmittel mit Wasser, erstes Verstrecken der Fasern in einem heißen wäßrigen Medium, erstes Trocknen der gestreckten Fasern, Entspannen der Fasern in Gegenwart von ίο Wasser durch Erhitzen bei einer Temperatur oberhalb von HO0C, zweites Verstrecken der Fasern in heißem Wasser bei einer Temperatur unterhalb von 100° C, zweites Trocknen der erhaltenen Fasern bei einer Temperatur unterhalb von 95° C, d adurch gekennzeichnet, daß man die Fasern unmittelbar nach dem zweiten Verstrecken und vor dem endgültigen Trocknen in Wasser unter Zugspannung auf eine Temperatur unterhalb 900C und unterhalb der Temperatur des zweiten Verstreckungsbades abkühlt und die Fasern dann nach Vorerhitzen auf eine Temperatur zwischen 900C und der obengenannten Kühltemperatur mit Hilfe einer mechanischen Kräuselvorrichtung kräuselt.
Family
ID=
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