DE1494731A1

DE1494731A1 - Artificial fiber

Info

Publication number: DE1494731A1
Application number: DE19631494731
Authority: DE
Inventors: Ole-Bendt Rasmussen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1962-05-11
Filing date: 1963-05-09
Publication date: 1969-12-11
Also published as: GB1037765A; DK103449C; NL292661A; FI40195B; ES287900A1; BE632181A; SE306389B; NO127111B; CH427137A; FI40195C

Description

Dr. A. ULLRICH · Dr. T. ULLRICHDr. A. ULLRICH Dr. T. ULLRICH

69 HEIDELBERG, PottOnOa 30 69 HEIDELBERG, PottOnOa 30

F«m»pr«eh«ri 2SM5 - Talagrawnadrat··) UUPATOITF «m» pr «eh« ri 2SM5 - Talagrawnadrat ··) UUPATOIT

Künstlicher FaserstoffArtificial fiber

Gegenstand der Erfinaung ist ein künstlicher Textilfaserstoff mit einer hydrophilen Oberfläche und ein Verfahren zu seiner Herstellung aus einem orientierten Fiimmaterial. The subject of the invention is an artificial textile fiber material with a hydrophilic surface and a method for its production from an oriented film material.

Das Erzeugnis des Verfahrens vereinigt die Vorteile von hydrophoben synthetischen Faserstoffen mit den Eigenschaften der hydrophilen Faserstoffe, d.h. mehrere natürliche Fasern sind für die Absorption von Feuchtigkeit, für den Widerstand gegen elektrostatische Aufladung und zur leichten Aufnahme von Farbe vorgesehen. Der neue Faserstoff trocknet leicht; weitere Vorteile sind seine Fähigkeit, beim Waschen mit heissem Wasser nicht zu schrumpfen und seine- Unabhängigkeit von der ihn umgebenden Feuchtigkeit in Bezug auf Festigkeit und Elasti- | zität. jThe product of the process combines the advantages of hydrophobic synthetic fibers with the properties of hydrophilic fibers, i.e. several natural fibers are responsible for the absorption of moisture, for the resistance designed to protect against electrostatic charges and for easy absorption of paint. The new fiber dries easily; further advantages are its ability not to shrink when washing with hot water and its independence from the surrounding moisture in terms of strength and elasticity | ity. j

Es ist schon vorgeschlagen worden, diese Eigenschaften zu vereinigen, indem man hydrophobe Fasern mit einem Überzug von hydrophilen Polymeren versieht, z.B. durch Überziehen von Nylonfasern mit Polyvinylalkohol. Eine zufriedenstellende Verbindung zwischen den beiden Stoffen wurde aber nicht erhalten, so dass der überzug zu leicht abgenutzt wurde. ιIt has already been proposed to combine these properties by using hydrophobic fibers with a coating of hydrophilic polymers, e.g. by coating nylon fibers with polyvinyl alcohol. A satisfactory connection however, there was no retention between the two fabrics, so the coating was worn too easily. ι

Bei Versuchen, die der Erfindung vorausgingen, wurde von J dem Spaltverfahren (splitting process) Gebrauch gemacht, um j einen verhältnismässig gut haftenden hydrophilen Überzug auf I ^bestimmten, ausgesuchten kristallinen Polymeren, wie z.B. Polycaprolactam, aufzubringen. Bei diesen Versuchen wurde zu-In experiments which preceded the invention, J made use of the splitting process in order to j a relatively well-adhering hydrophilic coating on I. ^ to apply certain selected crystalline polymers such as polycaprolactam. In these experiments,

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nächst ein Film des Polymeren hergestellt und alsdann orientiert, worauf das Polymere gequollen und schliesslich eine Aufspaltung durchgeführt wurde, z.B. mit Hilfe von Ultraschall während der Zeit, in der das Polymere noch unter der Einwirkung des Quellmittels stand. Da Stoffe von der Art des Polycaprolactam aus kristallinen und amorphen Teilen bestehen und es in der Hauptsache die amorphen Teile sind, die durch das Quellmittel angegriffen werden, erfolgt die Aufspaltung in der Hauptsache in den letzteren. Aus diesem Grund wird die Oberfläche der durch Spaltung hergestellten Faserstoffe wesentlich mehr amorph als die übrigen Teile des Fasermaterials sein, und da das Polycaprolactam in der Hauptsache mehr hydrophil in amorpher als in kristalliner Form ist, erhält man Fasern mit einem hydrophilen überzug, der fest verbunden ist mit dem relativ hydrophoben Kern. Diese Art der Herstellung einer überwiegend hydrophilen Oberfläche auf überwiegend hydrophoben Fasern kann jedoch nur angewendet werden bei Stoffen, wie Polycaprolactam, die ein Zwischenglied sind zwischen hydrophilen und hydrophoben Polymeren und die als Folge davon eine teilweise kristalline Struktur haben.next made a film of the polymer and then oriented, whereupon the polymer swelled and finally a split was carried out, e.g. with the help of ultrasound during the time when the polymer was still under the action of the swelling agent. Since substances of the type of Polycaprolactam consist of crystalline and amorphous parts and it is mainly the amorphous parts that pass through the swelling agent are attacked, the splitting takes place mainly in the latter. Because of this, the The surface of the fiber material produced by splitting is much more amorphous than the other parts of the fiber material and since the polycaprolactam is mainly more hydrophilic in amorphous than in crystalline form, fibers are obtained with a hydrophilic coating that is firmly attached to the relatively hydrophobic core. This type of manufacture a predominantly hydrophilic surface on predominantly hydrophobic fibers can only be used for fabrics such as polycaprolactam, which are an intermediate link between hydrophilic and hydrophobic polymers and which result from them have a partially crystalline structure.

Die Faserstoffe gemäss der Erfindung sind sogenannte Splitfaserstoffe, d.h. einzelne Fasern oder ein Netzwerk von Fasern werden hergestellt, indem man ein orientiertes organisches synthetisches Polymer einem Spaltprozess (splitting process) unterwirft.The fibrous materials according to the invention are so-called Split fibers, i.e. individual fibers or a network of Fibers are made by splitting an oriented organic synthetic polymer process).

Die Faserstoffe gemäss der Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Zweiphasenstruktur haben mit Teilen eines klar orientierten hydrophoben Polymeren abwechselnd mit Teilen eines anderen Polymeren mit ausgesprochen hydrophilen oder latent hydrophilen Eigenschaften. Die Fasern haben einen überwiegend hydrophoben Kern und eine Anhäufung von ausgesprochen hydrophilen oder latent hydrophilen Polymeren· an Stellen der Oberfläche.The fibrous materials according to the invention are characterized in that they have a two-phase structure with parts of a clearly oriented hydrophobic polymer alternating with parts of another polymer with pronounced hydrophilic or latently hydrophilic properties. The fibers have a predominantly hydrophobic core and an accumulation of extremely hydrophilic or latently hydrophilic polymers in places on the surface.

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Diese Zweiphasenstruktur kann ε.Β. dadurch erhalten werden, dass man eine Lösung der zwei Polymeren herstellt und einen Film aus dieser Lösung giesst, wobei während der Trocknung erst das eine Polymer, das in der Lösung ein Gel bildet, und nachher bei fortschreitender Trocknung das andere Polymer ausfällt.This two-phase structure can be ε.Β. be obtained by preparing a solution of the two polymers and a film is poured from this solution, whereby during drying only the one polymer that forms a gel in the solution, and afterwards the other polymer precipitates as the drying progresses.

Andere Arten, diese Zweiphasenstruktur zu erhalten, sind die, dass man eine Mischung der zwei Polymeren extrudiert oder einen Film aus einer Mischung oder Suspension der beiden Poly- > meren giesst. "Other ways of obtaining this two-phase structure are by extruding or extruding a mixture of the two polymers a film made from a mixture or suspension of the two poly-> meren pours. "

Eine bevorzugte Art, die Faserstoffe gemäss der Erfindung herzustellen, ist dadurch gekennzeichnet, dass zunächst ein Filnmaterial hergestellt wird, das aus einem synthetischen polymeren Stoff besteht, der eine ausgesprochen hydrophobe und eine ausgesprochen hydrophile Komponente hat, gegebenenfalls mit einer latenten Hydrophilität. Hierauf wird dieser Film mit einem stark wirkenden Quellmittel für die ausgesprochen hydrophile Komponente behandelt; das gequollene Produkt wird danach in bekannter Weise zu einzelnen Fasern oder zu einem zusammenhängenden Netzwerk ron Fasern aufgespalten. Wenn eine Komponente einen latent hydrophilen Charakter hat, werden die Faserstoffe noch zwecks Entwicklung der Hydrophilität einer | Behandlung unterworfen·A preferred type, the fibrous materials according to the invention produce, is characterized in that a film material is first produced, which is made of a synthetic polymeric substance is made, which has a markedly hydrophobic and a markedly hydrophilic component, optionally with a latent hydrophilicity. Then this becomes Film treated with a strong swelling agent for the extremely hydrophilic component; the swollen product becomes then split into individual fibers or a coherent network of fibers in a known manner. When a Component has a latent hydrophilic character, the fibers are still used for the purpose of developing the hydrophilicity of a | Subject to treatment

Es wurde gefunden, dass nach einer starken Orientierung das Filmmaterial dieser Art, das aus einer ausgesprochen hy- | drophoben und einer ausgesprochen hydrophilen Komponente be- _: steht, eine feinfaserig· Zweiphasenmikrostruktur hat. Durch ' Quellung wird das Material in den hydrophilen Fibrin en geschwächt. Die Oberflächen der ,Spaltprodukte, die bei dem folgenden Spaltprozess entstehen, bestehen daher hauptsächlich aus hydrophilen Verbindungen, so dass die Fasern eine Anhäufung yon hydrophilen Stoffen auf ihrer Oberfläche haben. Auf diese Weise erhält man eine Kombination, die die Eigenschaften der hydrophilen und der hydrophoben Fasern hat. .It has been found that after a strong orientation the film material of this kind, which consists of a decidedly hy- | drop rose and a very hydrophilic component _loading: stands, has a close-grained · two-phase microstructure. The material in the hydrophilic fibrins is weakened by swelling. The surfaces of the cleavage products that arise in the subsequent cleavage process therefore consist mainly of hydrophilic compounds, so that the fibers have an accumulation of hydrophilic substances on their surface. In this way a combination is obtained which has the properties of the hydrophilic and the hydrophobic fibers. .

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Die Orientierung und das Spalten wird nach bekannten Methoden ausgeführt. Der Spaltprozess wird im allgemeinen vorteilhafterweise so durchgeführt, dass man lueret mit der Herstellung von mikroskopischen Spaltstücken beginnt, und zwar werden Stoffe, nachdem sie dem Ausgangsmaterial einverleibt wurden, zur Ausdehnung gebracht. Gegebenenfalls kann dies vor der Behandlung mit dem Quellmittel erfolgen· Die sich daraus ergebende Auflockerung der Struktur erleichtert die sich daran anschliessende mechanische Aufspaltung. Vorteilhafterweise wird die Aufspaltung in bekannter Weise vorgenommen, indem man den Film zwischen zwei Gummiplatten oder endlosen Gummibändern legt und letztere in rechtem Winkel zur Richtung der Filmbahn streckt. Man fährt mit der Spaltbehandlung fort, beispielsweise durch Ultraschallmittel in einem Flüssigkeitsbad.Orientation and splitting are carried out according to known methods. The cleavage process is in general advantageously carried out in such a way that one lueret with the The production of microscopic split pieces begins, namely, substances are made to expand after they have been incorporated into the starting material. If necessary, can this should be done before the treatment with the swelling agent · The resulting loosening of the structure facilitates the subsequent mechanical splitting. The splitting is advantageously carried out in a known manner, by placing the film between two rubber sheets or endless rubber bands and the latter at right angles to the direction the film web stretches. The gap treatment is continued, for example by ultrasonic means in a liquid bath.

Es kann oft vorteilhaft sein, diese feinfaserige Zweiphasenstruktur durch Erhitzen vor der Quellung noch stärker , hervorzurufen.It can often be advantageous to strengthen this fine-fiber two-phase structure by heating it before swelling to evoke.

Gemüse einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Film hergestellt durch Mischen eines hydrophoben synthetischen Polymers mit einer geringeren Menge eines hydrophilen Polymers und Zusatz eines Propf- oder Blockpolymerisats, das durch seine oberflächenaktive Wirkung die Verbindung zwischen den beiden Komponenten verstärkt.Vegetables of one embodiment of the invention become a film made by blending a hydrophobic synthetic polymer with a minor amount of a hydrophilic polymer and addition of a graft or block polymer which, through its surface-active effect, strengthens the bond between the two components.

Beispiele von Polymeren mit ausgesprochen hydrophilen Eigenschaften sind Polyoxyäthylen, Polyvinylalkohol und Copolymerisate auf der Basis von Acrylsäure oder Methacrylsäure·Examples of polymers with pronounced hydrophilic properties are polyoxyethylene, polyvinyl alcohol and copolymers based on acrylic acid or methacrylic acid

Wie schon gesagt, kann die Hydrophilität auch latent sein. Verwendet man einen Komponenten, der im wesentlichen keine hydrophilen Eigenschaften hat, der aber durch Behandlung eine ausgesprochen hydrophile Eigenschaft erhalten kann, ohne dass gleichseitig seine hydrophoben Bestandteil· wesentlich angegriffen werden» so kann'diese Umwandlung nach der Spaltung durchgeführt «erden. Der Vorteil hiervon ist, dass sowohl das , Mischverfahren als auch die Quellung erleichtert werden· EsAs already said, the hydrophilicity can also be latent. One uses a component that essentially has no hydrophilic properties, but which can be given a pronounced hydrophilic property by treatment without that at the same time its hydrophobic constituents are essentially attacked, so this transformation after the cleavage can take place carried out «earth. The advantage of this is that both , Mixing process as well as the swelling are facilitated · It

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ist also so, da·· die hydrophilen Gruppen während diese· Prozesses verdeckt sind» Unter anderem können Ester der Polysäuren, wie Polyacrylate oder Polymethacrylate, oder Ester oder Acetale des Polyalkohols, wie Polyvinylester, Polyallylester und Polyvinylacetal verwendet werden, wobei die Quellung mit Hilfe von nichtwässriger Flüssigkeit durchgeführt wird, die fähig ist, die hydrophobe Komponente leicht zu durchdringen, während die Hydrophilität durch vollständige oder teilweise Hydrolyse oder Alkoholyse nach d·*¹ Spaltung entwickelt wird· Gemäss der Erfindung wird es oft vorteilhaft sein, so au verfahren, dass das Filmmaterial aus einem hydrophoben synthetischen Polymer und einem Propf- oder Blookpolymeren hergestellt wird, die Gruppen enthalten, die geeignet Sind, dem letzteren eine ausgesprochen hydrophile Eigenschaft zu geben.is so that ·· the hydrophilic groups are hidden during this · process »Among other things, esters of polyacids, such as polyacrylates or polymethacrylates, or esters or acetals of polyalcohols, such as polyvinyl esters, polyallyl esters and polyvinyl acetal can be used, whereby the swelling with the help is carried out by non-aqueous liquid which is capable of easily penetrate the hydrophobic component, while the hydrophilicity ¹ cleavage is developed by complete or partial hydrolysis or alcoholysis to d · * · according to the invention it will often be advantageous to au, procedures that the film material is made from a hydrophobic synthetic polymer and a graft or blook polymer which contain groups which are suitable for giving the latter an extremely hydrophilic property.

Der hydrpphobe polymere !Component kann vorteilhaft Polyäthylen mit einem hohen spezifischen Gewicht, kristallines Polypropylen oder Polyvinylidenchlorid einschliesslich der Copolymerisate des letzteren sein; ausserdem kann irgendein spezifisch hydrophobes synthetisches Polymeres benutzt werden. Die erwähnten drei Polymere sind sehr billig, besonders Polyäthylen, und so löst die Erfindung das Problem, verfeinerte , Textilfasern aus diesen Verbindungen durch einfache Verfahren " und Mittel herzustellen. . ,The hydrophobic polymer component can advantageously be polyethylene with a high specific weight, crystalline polypropylene or polyvinylidene chloride including the copolymers be of the latter; furthermore any can be specific hydrophobic synthetic polymer can be used. The three polymers mentioned are very cheap, especially polyethylene, and so the invention solves the problem of refined, Textile fibers made from these compounds by simple processes " and means to manufacture. . ,

Bekanntlich hat Polyvinylidenchlorid den besonderen Vorteil, dass es die Verbrennung nicht unterhält. Trotzdem ist es bis jetzt in irgendeinem besonderen Ausmass zur Herstellung von Textilien wegen seiner Unfähigkeit, die Feuchtigkeit des Körpers zu absorbieren, nicht verwendet worden. Polypropylen. hat, wie bekannt, eine besonders hohe Jüerreiesfeetigkeit und auch andere gute Textileigenschaften, Sie Benutzung dieses Stoffes für textile Zwecke war jedoch durch die Jftnlende, FÄhigkeit, die Körperfeuchtigkeit zu absorbieren, gehemmt. -.As is well known, polyvinylidene chloride has the particular advantage that it does not sustain the combustion. Still it is up to now to any particular extent for manufacture of textiles has not been used because of its inability to absorb moisture from the body. Polypropylene. As is known, has a particularly high degree of juiciness and also other good textile properties, you use this one Fabric for textile use was, however, due to its ability to the body's ability to absorb moisture is inhibited. -.

In Bezug, auf die Propf- oderBlorckpolyraerieafce, die benutzt werden können, kann dar Fachmann im Hinblick auf dieRegarding the Propf or Bleckpolyraerieafce that is used can be, the skilled artisan with regard to the

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wissenschaftliche Literatur, die die Herstellung und die Eigenschaften dieser Stoffe zum Gegenstand hat, leicht die richtige Auswahl treffen. Im allgemeinen werden Stoffe dieser Art gewählt, bei denen ein Komponent identisch oder nahezu identisch ist »it dem verwendeten hydrophoben Komponenten. Falls der zu spaltende Film unter Benutzung eines Propf- oder Blockpolymerisats hergestellt wurde, wird vorzugsweise ein billiger Stoff derselben Art gewählt, wobei zu bemerken ist, dass Propfpolymerisate, die auf Polypropylen basieren, sowQhl billig als auch in anderer Weise für den Zweck gut geeignet sind.scientific literature describing the manufacture and properties of these substances, it is easy to make the right choice. In general, substances of this type are used chosen in which a component is identical or nearly identical is »with the hydrophobic components used. If the film to be split is made using a graft or block polymer an inexpensive fabric of the same kind is preferably chosen, it being noted that Graft polymers based on polypropylene, as well as cheap as well as in other ways are well suited for the purpose.

Beispiel ,, . _c Example ,, . _c

Ein 0,06 mm dicker Film wird aus einer 20 $igen heissen lylollösung von Polyäthylen mit einer hohen Dichte und Polyvinylacetat im Verhältnis 3 i 1 Gew.-^ durch Giessen hergestellt. Bei der Konzentration der Lösung fällt zuerst das Polyäthylen als Gel aus, so dass die Lösung noch Polyvinylacetat gelöst enthält. Der getrocknete Film, der bei Raumtemperatur sehr zerbrechlich ist, wird durch Dehnen bei 110° im Verhältnis von 10 : 1 orientiert, so dass er eine hohe Zerreissfestigkeit erhält und sich leicht spalten lässt.A 0.06 mm thick film is made from a 20 $ film Lylene solution of high density polyethylene and polyvinyl acetate in the ratio 3 i 1 wt .- ^ produced by casting. When the solution is concentrated, the polyethylene first precipitates as a gel, so that the solution is still polyvinyl acetate contains dissolved. The dried film, which is very fragile at room temperature, is made by stretching at 110 ° oriented in a ratio of 10: 1, so that it has a high tensile strength and can be easily split.

Der Film wird alsdann für 1-2 Minuten in ein Bad aus Aceton gebracht, das die Quellung des Polyvinylacetats, aber nicht des Polyäthylens verursacht.The film is then placed in an acetone bath for 1-2 minutes, but this prevents the polyvinyl acetate from swelling not caused by polyethylene.

Nach dem Trocknen der Oberfläche wird der gequollene Film au einem zusammenhängenden Netzwerk von Fasern aufgespalten, indem man ihn zwischen ein Paar endloser Gummibftnder legt, die durch einen Druck von 5 Atm. zusammengehalten werden. Durch graduelle seitliche Ausdehnung der bewegten Gummibahnen, die den orientierten Film enthalten, wird die Aufspaltung des letzteren vervollkommnet.After the surface has dried, the swollen film is split up on a coherent network of fibers, by placing it between a pair of endless elastic bands sets that by a pressure of 5 atm. be held together. By gradual lateral expansion of the moving Rubber sheets containing the oriented film, the splitting of the latter is perfected.

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Um den Film während der Spaltung in gequollenem Zustand BU halten, wird eine Paste von pulverisiertem Silicagel in Aceton auf die Guamibahnen gebracht·In order to keep the film in a swollen state during the cleavage, a paste of powdered silica gel is in Acetone brought to the guami tracks

Zum Schluss wird das Fasernetz durch ein heisses Säurebad geführt, um die Hydrophilität der Faseroberfläche durch teilweise Hydrolyslerung der Stellen von Polyvinylacetat zu Polyvinylalkohol su bewirken·Finally, the fiber network is passed through a hot acid bath to ensure the hydrophilicity of the fiber surface partial hydrolysis of the sites of polyvinyl acetate too Polyvinyl alcohol su cause

Da die hydrophilen Stellen im Gegensatz zu den hydrophoben Stellen leicht gefärbt werden können, kann eine Färbung erfolgen, um die Zweiphasenstruktur' des Faserstoffes und die Anhäufung der hydrophilen Komponente auf der Oberfläche der einzelnen Fasern zu zeigen· Ein gewöhnlicher Baumwollfarbstoff, wie er üblich ist, ist für diese Färbung geeignet.Since the hydrophilic areas, in contrast to the hydrophobic areas, can easily be colored, coloring can be carried out around the two-phase structure of the fiber material and to show the accumulation of the hydrophilic component on the surface of the individual fibers. An ordinary cotton dye as usual is suitable for this dyeing.

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Claims

1.) Artificial fiber made from synthetic organic polymers, with split fibers, characterized by a two-phase structure with parts from an oriented pronounced hydrophobic polymers that alternate with parts of another decidedly hydrophilic or latent ^ hydrophilic polymers, a mainly hydrophobic ^ core and an accumulation of extremely hydrophilic or latently hydrophilic polymers on areas of its surface.

2.) A method for producing a fiber material according to claim 1, characterized in that a film is made of a synthetic polymers, consisting of one extremely hydrophobic and one extremely hydrophilic, if necessary latently hydrophilic component, with a swelling agent that has a strong effect on the hydrophilic component treated, the swollen product in a known manner into individual fibers or a coherent fiber network * splits and optionally the latent hydrophilicity of one component through an appropriate treatment Brings development.

3 ») Method according to claim 2, characterized in that the film is made by mixing a hydrophobic synthetic polymer with a minor amount of a hydrophilic polymer with the addition of a graft or block polymer with surface-active effect for the purpose of connecting the two Manufactures components.

4.) Method according to claim 2 and 3 t, characterized in that that a hydrophobic synthetic

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Table polymer and a graft or block polymer used which contains groups which give it a hydrophilic character or which can be made to give it a pronounced hydrophilicity.

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