DE1769653A1 - Verbesserte Acrylnitrilfaser und Verfahren zur Herstellung dieser Faser - Google Patents
Verbesserte Acrylnitrilfaser und Verfahren zur Herstellung dieser FaserInfo
- Publication number
- DE1769653A1 DE1769653A1 DE19681769653 DE1769653A DE1769653A1 DE 1769653 A1 DE1769653 A1 DE 1769653A1 DE 19681769653 DE19681769653 DE 19681769653 DE 1769653 A DE1769653 A DE 1769653A DE 1769653 A1 DE1769653 A1 DE 1769653A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- fiber
- acrylonitrile
- fibers
- threads
- orientation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
- D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
- D01F8/08—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one polyacrylonitrile as constituent
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/02—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D01F6/18—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from polymers of unsaturated nitriles, e.g. polyacrylonitrile, polyvinylidene cyanide
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/28—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D01F6/38—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds comprising unsaturated nitriles as the major constituent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine verbesserte Faser aus Acrylnitrilpolymeren,
die wenigstens 50 Gewichtsprozente Acrylnitril enthält.
Fasern dieser Art mit vorzugsweise mehr als 85 Gewichtsprozenten Acrylnitril werden in der Textiltechnik aufgrund ihrer hervorragenden
physikalischen und chemischen Eigenschaften in größerem
Umfang benutzt. Acrylnitrilfasern weisen jedoch ebenso wie andere synthetische Fasern einen sogenannten künstlichen
Glanz auf und unterscheiden sich hierdurch von natürlichen Fasern. Sie fühlen.«ich auch anders an als natürliche Fasern.
009651/1999
Diese Eigenschaften der Acrylnitrilfasern stimmen in vielen
Fällen nicht mit den Wünschen der Verbraucher überein. Während also Acrylnitrilfasern im allgemeinen Eigenschaften haben, die
den Eigenschaften von Wollfasern fast gleichkommen, fühlen
sie sich nicht so angenehm an wie Wollfasern, Außerdem spalten sich bei aus Acrylnitrilfasern hergestellten Textilien
leicht die Pasern, und manchmal fallen bei Gebrauch Fasern ab, so daß das sogenannte "Verkalkungsphänomen" bei dem
Textilerzeugnis auftritt. Dies ist eine Folge der leichten Zerfaserung von Acrylnitrilfasern. Außerdem wird infolge
der Neigung,während des Gebrauchs Knötchen zu bilden, das
Aussehen gewebter oder geknüpfter Stoffe aus Acrylnitrilfasern leicht unansehnlich. Aufgrund dieser Nachteile von
Acrylnitrilfasern ist der Umfang ihrer praktischen Anwendung in der Textiltechnik bisher begrenzt geblieben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Faser aus Acrylnitril-Polymeren, die wenigstens 50 Gewichtsprozente
Acrylnitril enthält, in der Weise zu verbessern, daß sie einen weichen Griff, einen eleganten Glanz und einen hervorragenden
Widerstand gegen Zerfaserung und Knötchenbildung
besitzt.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Faser eine mittels der Jod-Methode bestimmte Orientierung unterhalb 3,5 und eine Kiiotendehnung zwisfcen 10 % und 45 %t
vorzugweise zwischen 15 % und kO % besitzt.
000951/1999
BAD OHiGiNAl, 3 .
Vollkommenheit, wie sie bei konventionellen Acrylnitrilfasern
nicht erwartet werden konnte.
Der benutzte Ausdruck "Jodorientierung" (Orientierung, gemessen durch die Jod-Methode) entspricht den Maß der Orientierung,
das durch die folgende Gleichung definiert ist:
1 . 1
Jodorientierung (N) = -r— x rr—
Jodorientierung (N) = -r— x rr—
wobei 1 = Länge der Probe vor den Eintauchen in
die Jodlösung
1 ε Länge der Probe nach den Eintauchen in
1 ε Länge der Probe nach den Eintauchen in
die Jodlösung
1 ,s Länge der isotropen Nornalprobe vor dem
1 ,s Länge der isotropen Nornalprobe vor dem
eintauchen in die Jodlösung 1 ,e Länge der isotropen Noraalprobe nach den
Der verwendete Ausdruck "Knotendehnung" entspricht einem Wert, der durch die folgende Gleichung bestiaat ist:
L2 - Ll
Knotendehnung in % = χ 100
Knotendehnung in % = χ 100
wobei L1 = Verlängerung der Probe in na unter einer
Anfangslast
L„ s= Verlängerung der Probe in na bis zum Bruch,
L„ s= Verlängerung der Probe in na bis zum Bruch,
009851/1009 k
"Tensiron-II" der Firma Toyosokki in Übereinstimmung mit den
Prüfvorschriften L-IO69 der japanischen Industrienorm bestimmt.
Der benutzte Ausdruck "Auspreß-Zugverhältnis" entspricht dem
Verhältnis der Abzuggeschwindigkeit der. Fäden aus einem koagulierenden Bad, bezogen auf die Preßgeschwindigkeit der
Spinnmasse durch eine Spinndüse.
Die Erfindung wird durch bevorzugte Aueführungebeispiele an Hand von sechs Figuren näher erläutert. Es zeigen
zwischen der Trockendehnung und dem Verstreckverhältnis von Acrylnitrilfasern für verschiedene
Auspreß-Zugverhältnisse,
zwischen der Trockendehnung und der Jodorientierung von Acrylnitrilfasern für verschiedene
Auspreß-Zugverhältnisse,
Fig. 3 eine graphische Darstellung, die für verschiedene Faserarten die Kombinationsbereiche des Young-Moduls
in Abhängigkeit vom Nachgiebigkeitsverhältnis veranschaulicht,
zwischen der Knotendehnung und der Jodorientierung
von Acrylnitril!asern vor und nach einer Wärmebehandlung für verschiedene Auspreß-Zugv«
1 Iiä J t ni sse ,
Pig. 5 eine graphische Darstellung, die die Auswirkung
des Verstreckverhältnisses auf die Jodorientierung für verschiedene Aufnahmegeschwindigkeiten
der verstreckten Fäden veranschaulicht,
Fig. 6 eine graphische Darstellung, die die Auswirkung des Verstreckverhältnisses auf die Jodorientierung
für verschiedene Auspreß-Zugverhältnisse veranschaulicht.
Ik allgemeinen besitzen orientierte Fasern oder Folien aus
Polyacrylnitril oder Acrylnitril-Mischpolymeren mit wenigstens
50 Gewichtsprozenten Acrylnitril eine große Reißfestigkeit
in Orientierungsrichtung. Ih allgemeinen ist die Orientierung
der Fasern von dem Verstreckverhältnis der Fäden abhängig. Demzufolge werden die Eigenschaften der Fasern
oder Folien weitgehend durch das Verstreckverhältnis der
Fäden beeinflußt.
Als ein Ergebnis unserer Untersuchung wurde jedoch festgestellt, daß selbst bei einest konstanten Verstreckverhältnis
die Jodorientierung merklich bei Änderungen der Spinnbedingungen variiert. So ist z. B. unter der Voraussetzung
eines konstanten Verstreckungsverhältnisses beim Naß-Spinnverfahren die Jodorientierung der Fasern umso größer, je
größer das Auspreß-Zugverhältnis ist.
Es kann aus dieser Tatsache geschlossen werden, daß die Orientierung der Fasern schon vor den Verstrecken gebildet
worden ist oder daß die Zunahme der Orientierung je nach
00Ö8S1/1ÖÖQ _6 _
Die Bestimmung der definierten Jodorientierung wird auf die folgende Weise durchgeführt. Hierbei wird von der Tatsache
Gebrauch gemacht, daß eine Jodlösung enthaltende PoLyacrylnitrilfaser
angeschwollen ist und in einem maximal angeschwollenen Zustand innere Spannungen in der Faser völlig
beseitigt sind, so daß die Faser ein isotropes Gefüge besitzt. Das Anschwellen durch die Jodlösung wird dadurch bewirkt,
daß die Testproben in eine wässerige Jodlösung einer Konzentration von 1 mol./l, die 2 mol./l Jodkali enthält, getaucht
werden. Die Temperatur beträgt 20 C, die Behandlung dauert 120 Minuten. Die Längen der Testproben 1 (vor dem Eintauchen)
und 1 (nach dem Eintauchen) werden durch visuelle Messung
1..
erhalten, während der Wert von y— (das Verhältnis der Länge
o1 der isotropen Normalprobe nach dem Eintauchen zu seiner
Länge vor deM Eintauchen) aus dem Anschwellen einer isotropen Folie durch eine Jodlösung abgeschätzt werden kann, wobei
die Folie aus einer Dimethylformamidlösung eines Acrylnitril-PolyMers
hergestellt ist. Die so erhaltene Jodorientierung zeigt die Molekulare Orientierung sowohl in kristallinen
Bereichen als auch in nichtkristallinen Bereichen und kann als eines der besten Kennzeichen zur Darstellung des Durchschnittswertes
der Molekularen Orientierung in den Fasern angesehen werden.
Die Jodorientierung nimmt zu, wenn das Verstreckungsverhältnis zunimmt, und wird von dem Gefüge der unverstreckten Fäden
beeinflußt. Dies ist auch der Fall bei der Beziehung zwischen
OOÖÖS1/106O _ 7 _
der Festigkeit und der Orientierung der Faaern nach dem Verstrecken.
Aufgrund dieser Tatsachen ist es verständlich, daß die unverstreckten Fäden entsprechend der Spinnbedingung ein
unterschiedliches teilweise orientiertes Gefüge besitzen, oder daß die Zunahme der Orientierung bei« Verstrecken von Typus
der unverstreckten Fäden abhängt.
Ein Beispiel für diese Schlußfolgerung ist in den Figuren 1 und 2 dargestellt. Bei den Beispiel wurde eine 23 %ige Spinnlösung
in der Veise hergestellt, daß man ein Mischpolymer, das 9Ί Gewichtsprozente Acrylnitril und 6 Gewichtsprozente
Vinylacetat enthielt und ein· Viskosität tj von 1,63 besaß
(gemessen mit einer Diaethylforaamidlösung bei 25°C), durch
Dimethylacetamid löste. Die Lösung wurde eit konstanter Geschwindigkeit
durch eine Spinndüse in ein wässeriges Fällbad ausgepreßt. Hierfür eignet sich ein Fällbad, das 50 Gewichtsprozente
Dimethyl acetamid enthält und dessen Temperatur auf kO C gehalten wird, oder ein wässeriges Fällbad, das kO Gewichtsprozente
Calciumchlorid enthält und dessen Temperatur auf <)ü C gehalten wird. Die so gebildeten Fäden wurden mit
verschiedenen Auspreß-Zugverhältnissen aus dem Fällbad abgezogen
und mit verschiedenen Verstreckungsverhältnissen verstreckt, in Figur 1 ist von der erhaltenen Faser auf der
Ordinate die Trockendehnung in % und auf der Abszisse das
Verstipckungsverhältnis aufgetragen. In Figur 2 ist von der
erhaltenen Faser auf der Ordinate die Trockendehnung in % und auf der Abszisse die Jodorientierung aufgetragen. Die
in der Zeichnung dargestellten Kurven sind in Tabe]Jr 1
Γ 0 9 8 $ 1 / 1 ',.·. 0 0
BAD ut*u»
klassifiziert. Bei dea vorliegenden Beispiel wurde die Verstreckung
der Fäden beifei Waschen derselben in kochendem Wasser vorgenoaaen.
Bezeichnung der Kurve |
Fällbad | Auspreß-Zug- rerhältnis |
a | Di»«thyl«cet««id- Lösung |
0,35 |
b | dto. | 0,80 |
C | CaIcluachlorid- Lösung |
0,80 |
d | dto. | 1,60 |
Wenn die Ausfällbedingung und das AuspreB-Zugverhältnis
konstant gehalten werden und das Veretreckungsverhältnis, wie in Figur 1 dargestellt, verändert wird, ist die Trockendehnung
der Fasern lsi Bereich des Verstreckungsverhältnisses
von 1,0 bis 2,0 aaxiMal und niaert ±m Bereich oberhalb 2,0
silt wachsendeai Verstreckungsverhältnis al IaAhI ich ab« Das der
aaxismlen Trockendehnung der Faser entsprechende Verstreckungsverhältnis
ist von den Spinnbedingungen abhängig, d.h. je gröfier das Ausprefi-Zugverhältnis 1st, desto kleiner 1st das
Verstreckungsverhältnis. Dies geht unmittelbar aus den in
Figur 1 dargestellten Ergebnissen hervor. Die Spitze der Kurve "b", deren AuspreB-Zugverhältnis nach Tabelle 1 Ο,βΟ
beträgt, befindet sich links von der Spits· der Kurv· "a",
deren Auspren-Zugverhältnis nach Tabelle 1 0,55 beträgt..
0098E1/1ÖÖ9
Ahnlich ist es zwischen der Kurve "c", deren Auapreß-Zugverhältnis
O,8o ist, und der Kurve "d", deren Auspreß-Zugverhältnis
l,6o beträgt.
Wenn andererseits, wie in Figur 2 dargestellt, die Trockendehnung
der Faser über der entsprechenden Jodorientierung der erhaltenen Fasern aufgetragen wird, fällt das der maximalen
Trockendehnung entsprechende Verstreckungsverhältnis innerhalb eines Bereiches der Jodorientierung zwischen 1,5
und 2,0 ohne Rücksicht auf das Auspreß-Zugverhältnis. Es
wurde daher festgestellt, daß zwischen der Trockendehnung der Faser und der Jodorientierung unabhängig vom Auspreß-Zugverhältnis
eine Wechselbeziehung besteht.
Es wurde auch festgestellt, daß die Acrylnitrilfaser viele
hervorragende Eigenschaften besitzt - sie sind einleitend
beschrieben -, wenn sie eine Jodorientierung unterhalb 3,5 in Verbindung mit einer Knotendehnung zwischen 10 % und k5 %
hat.
Die Beziehung zwischen den Eigenschaften der Acrylnitrilfasern
und den charakteristischen Merkmalen der oben beschriebenen Fasern wird nun im einzelnen erläutert.
In einem Trocken-, Naß- oder Trocken-Naß-Spinnverfahren wird eine Spinnlösung eines Acrylnitril-Polysters durch eine
Spinndüse ausgepreßt und bildet Fäden* Die so gebildeten Fäden werden alt Wasser gewaschen und zusi Zweck einer molekularen
Orientierung verstreokt. Falls nötig, werden die
009851/1909
\■ ' - 10 -
verstreckten Fäden derart einer Helaxationawärmebehandlung
ausgesetzt, daß sie danach eine Jodorientierung unterhalb 3,5 und eine Knotendehnung zwischen 10 % und h5 % besitzen.
Das Verstrecken wird ein- oder mehrstufig durchgeführt. Üie so erhaltenen Polyacrylnitrilfaaern besitzen eine geringere
Festigkeit als die konventionellen Acrylfasern. Die Festigkeit
liegt unterhalb 2,8 g/denier oder in einigen Fällen unterhalb 2,0 g/denier. Die Faser fühlt sich im Gegensatz zu
konventionellen Acrylnitrilfasern bemerkenswert weich und
glatt an. Der Griff ist den erfindungsgemäfien Fasern eigen
und nicht nur vorübergehend, wie beim Einölen oder ähnlichen Behandlungen.
Wenn die Acrylnitrilfasern eine Jodorientierung unterhalb
3,5» vorzugsweise unterhalb 3,0, insbesondere aber unterhalb 2,5 haben und die Knotendehnung zwischen 10 % und k5 %% vorzugsweise
zwischen 13% und kO %, liegt, ist die zweite Neigung
der Last-Dehnungskurve der Fasern im wesentlichen horizontal.
Das nach der Last-Dehnungskurve abgeschätzte Federungsverhältnis ist bei den erfindungsgemäßen Acrylnitrilfasern in
den meisten Fällen größer als 0,7 denier/gt während es bei
den konventionellen. Acrylnitrilfasern zwischen 0,40 und
0,70 denier/g liegt. Der Young-Modul der erfindungegemäßen
Acrylnitrilfaser ist in den meisten Fällen kleiner als 50 g/denier, d.h. etwas kleiner als der Young-Modul der konventionellen
Acrylnitrilfasern.
In Figur 3 ist für verschieden· natürlich· und synthetische
Fasern der Young-Modul in Abhängigkeit vom Federungeverhältnis
00ββδ1/10ββ . tt m
dargestellt. Der Young-Modul ist auf der Ordinate aufgetragen,
während da« Federungsverhältnia auf der Abszisse
aufgetragen ist. Da· Diagraaa ist entsprechend der Klassifizierung des Griffs der Fasern in 3 Zonen unterteilt. Die
linke untere Kechteckzone entspricht einest schlaffen Griff,
die linke obere Zone einen harten Griff und die rechte Zone eine« federnden bzw. elastischen Griff. Die ait "a" bezeichnete
schraffierte Zone entspricht der Hanffaser, "b" der
Tetororf^-Faser, die eine der ron den japanischen Firsten
Toyo Rayon Co., Ltd. oder Teijin Co., Ltd. hergestellten
Polyesterfasern ist, "c" entspricht der Bausnrollfaaer, "d"
der Nylonfaser, "e" der Polypropylenfaeer, "f" der Acrylnitrilfaser
des konrentionellen Typs, "g" der βrfindungsgemäßen
Acrylnitrilfaser, "hn der Acetatfaser und "i" der Paser der
Merinowolle. Wie aus der Zeichnung klar hervorgeht, liegt der von der erfindungageaäßen Acrylnitrilfaacr eingenosMsene
Bereich, bei der also die Jodorientierung unterhalb 3,5« vorzugsweise unterhalb 3,0,ist, in der Nähe des Bereiches der
Merinowollfaser und abseits des Bereichs der konventionellen Acrylnitrilfaser. Dieses Ergebnis wird praktisch durch die
Tatsache bestätigt, daft ia Griff eine bemerkenswerte Ähnlichkeit
zwischen der erfindungsgeaäßen Acrylnitrilfaser und der Merinowollfaser besteht. Dies ist eines der hervorstehenden
Merkaale der erfindungsgeaäßen Acrylnitrilfaser.
Bin weiteres hervorstechendes Merkaal der erfindungsgeaäßen
Acrylnitrilfaser ist ihre glatte Oberfläche, die sich von der der konventionellen Acrylnitrilfaser wesentlich unterscheidet.
Ia allgeaeinen ist die hohe Orientierung der
009851/1999
- 12 -
Acrylnitrilfaser begleitet von einer Bildung von Riesen an
der Oberfläche der Paser, und diese Neigung besteht insbesondere dann in erhöhten Maße, wenn der Widerstand des Verstreckmittels
gegenüber der Paser groß ist. Venn dagegen die Orientierung der Acrylnitrilfaaer unterhalb 3t5i vorzugsweise
unterhalb 3,0, liegt, besitzt die Paser eine bemerkenswert
glatte Oberfläche, und eine solche glatte Faseroberfläche
hat einen außerordentlich erhöhten Glanz, einen ausgezeichneten Farbentwicklungeeffekt und einen schlüpfrigen
oder glatten Griff zur Folge. Dieser Griff konnte bei einer Acrylnitrilfaser nicht erwartet werden.
Ein weiteres hervorstehendes Merkmal der erfindungsgemäßen
Acrylnitrilfaser liegt in dem erhöhten Widerstand gegen Zerfaserung
der Fasern. Wie bereite beschrieben, tritt bei aus Acrylnifcrilfasern hergestellten Textilien während des praktischen
Gebrauchs aufgrund der leichten Zerfaserung das "Verkalkungephänomen" auf. Wie in den folgenden Beispielen
im einzelnen gezeigt wird, besitzt jedoch eine Acrylnitrilfaser mit einer Jodorientierung unterhalb 3t5 wad einer
Knotendehnung zwischen 10 % und %5 % im allgemeinen einen
merklich erhöhten Widerstand gegen Zerfaserung.
Ia der bisherigen Beschreibung war nur die Bestimmung der
Jodorientierung erforderlich, um die Eigenschaften der Acrylnitrilfaser wie Glanz, Griff und Widerstand gegenüber
Zerfaserung zu verbessern. Um jedoch die Eigenschaften der Acrylttitrilfaaern wie z. B. Widerstand gegenüber KnÖtchenbildung
noch weiter zu verbessern, ist es auch erforderlich, ;
00Ö8S1/1999
- 13 -
sich für eine geeignete Definition für die Knotendehnung zu entscheiden. Nach wiederholtem Studium dieses Punktes wurde
festgestellt, daß Acrylnitrilfasern mit einer Jodorientierung unterhalb 3,5, vorzugsweise unterhalb 3*0, und einer Knotendehnung
zwischen 10 % und 45 %t vorzugsweise zwischen 15 %
und 45 %t einen bemerkenswerten Widerstand gegen Knötchenbildung
besitzen.
Es soll jedoch bemerkt werden, daß Acrylnitrilfaaern mit
einer Knotendehnung unterhalb 10 % und einer Jodorientierung
unterhalb 3,5 leicht einem Bruch oder einem Zerreißen der Pasern während des Spinnens des Garns oder des Webens des
Stoffes ausgesetzt sind. Dies hat eine Plugbildung oder Unregelmäßigkeiten in den Eigenschaften des erzeugten Garns
zur Polge.
Die erfindungsgemäße Acrylnitrilfaser besitzt hervorragende
Eigenschaften, da die Jodorientierung der Paser unterhalb 3t5 uad die Knotendehnung zwischen 10 % und 45 % liegt.
Diese kombinierten Merkmale der erfindungsgemäßen Acrylnitrilfasern stellen bei den aus ihnen hergestellten Textilien einen
ausgezeichneten Widerstand gegen Zerfaserung und Knötchenbildung während des praktischen Gebrauchs sicher, der im Pail
konventioneller Acrylnitril-Textilerzeugnisse kaum beobachtet werden könnte.
Die Einzelheiten eines Verfahrens zum Herstellen der erfindungs· gemäßen Acrylnitrilfaser werden im folgenden beschrieben.
00Ööß1/1ÖÖ9 - ** -
Wie bereits gesagt, kann das Spinnen des Acrylnitril-Polymers
durch ein Trocken-, ein Naß- oder ein Trocken-Naß-Spinnverfahren ausgeführt werden. Ia Fall eines Trocken- oder Trocken-Naß-Spinnverfahrens
ist das Auspreß~Zugverhältnis, d.h. das Verhältnis der Abzuggeschwindigkeit der Fäden aus de« Fällbad
bezüglich der Auspreßgeschwindigkeit der Spinxuaasse durch
eine Spinndüse, ±m allgemeinen weitaus größer als la Falle des Naß-Spinnverfahrens. Aufgrund der Tatsache, daß ein orientiertes
Gefüge oder ein teilweise orientiertes Gefüge, das - wie geschätzt wird - aufgrund des Ausprefi-Zugverhältnisses
in den unverstreckten Fäden gebildet worden ist, einen Einfluß
auf die nachfolgende Orientierung der Fasern hat, ist es erforderlich, das Verstrecken in den Stufen einzuschränken,
die auf das Aufnehaen der koagulierten Fäden folgen, uai eine
Jodorientierung unterhalb 3$5 i" Falle des Trocken- oder
Trocken-Naß-Spinnverfahrens zu erhalten. Bei einen Beispiel
wurde eine 25 JÜge Dinethylacetaaid-Lösung eines Acrylnitril-Polymers
durch eine Spinndüse in ein Fällbad ausgepreßt, das eine 50 Sige Dinethylacetaaid-Lösung enthielt, welche auf
einer Temperatur von 4O0C gehalten wurde. Die so gebildeten
Fäden wurden «it einer Abzugsgeschwindigkeit von 20 a/ain.
und einen Auspreß-Zugverhältnis von 2,0 abgezogen. Daraufhin wurden die Fäden ±m Verhältnis 2,6 verstreckt. Die Jodorientierung
war dann 3,5· Obwohl irgendein Streckverfahren für Acrylnitrilfaaern angewandt werden kann, werden die Fasern
vorzugsweise einer Trocken-Heiß-VerStreckung unterzogen,
wobei der Widerstand des Verstreckungsaediuaa gegenüber der
Faser relativ klein ist, wenn es erforderlich ist, die Fasern ■it einer Merklichen sanften Oberfläche und einen gelartigen
009851/1999 15
Griff zu versehen. Das Trockenverstrecken kann entweder nur
einen Teil oder den gesamten Verstreckvorgang umfassen.
Als Folge wiederholter Untersuchungen wurde festgestellt, daß zwischen der Jodorientierung (N), dem Auspreß-Zugverhältnis
(J) und dem Verstreckverhältnis (S) dia folgende Beziehung besteht:
1 b" N β aJ χ cS
In der Gleichung sind dia Konstanten "a", "b" und "c" unabhängig
von Bedingungen wie dar Spinxuaethode, der Zusaaaensetzung
oder TeMperatur des Fällbades, Läng· dar Koagulation*· zeit, Spinngeschwindigkeit und Art odar TeMperatur das Vtstreckungsmittels.
Unter diesen Bedingungen hat dia Spinngeschwindigkait
einen gewissen Einflufi auf die Konstanten·
Üblicherweise wurden die Meisten Acrylnitrilfasern nach den
Verstrecken ist entspannten oder gespannten Zuatand einer Wärmebehandlung unterzogen, um innere Spannungen zu eliminieren,
die die Fasern während des Spinnens und Verstreckens erhalten. Hierdurch wird die Knotenfestigkeit, dia Knotendehnung,
die Färbbarkeit oder der Widerstand gegenüber Zerfaserung verbessert. In den Meisten Fällen nisMit die Orientierung
der Faser leicht ab, wenn sie einer Relaxations-Wärmebehandlung ausgesetzt wird. Im Gegensatz hierzu iat Im
Falle einer Jodorientierung zwischen 1,5 und 2,5 eine
RelaxationswärMebehandlung nicht iMMer erforderlich, weil die Acrylnitrilfaser dieser Jodorientierung Im wesentlichen
009851/1999
- 16 -
ausgezeichnete Färbbarkeit und großen Widerstand gegenüber Zerfaserung besitzt. Dies hat eine Senkung der Herstellungskosten
zur Folge. Wenn jedoch' die Jodorientierung der Faser größer als 2,5 ist, ist es insbesondere im Fall einer Knotendehnung
der Faser<. 10 % erforderlich, die Fasern einer
Relaxationswärmebehandlung auszusetzen, tun derartige Nachteile wie Sprödigkeit, schlechte Färbbarkeit und schlechte thermische
Maßhaltigkeit zu überwinden. Im Hinblick auf die Tatsache, daß die Knotendehnung der Fasern nach Anwendung einer
Relaxationswärmebehandlung in den meisten Fällen zugenommen hat, ist hinsichtlich der Bedingungen bei einer Relaxationswärmebehandlung Vorsicht geboten.
Obgleich es nicht sehr schwierig ist, Acrylnitrilfasern mit
einem Jodgehalt unterhalb 3t5 herzustellen, nüssen bestimmte
Bedingungen eingehalten werden, um eine Acrylnitrilfaser zu
erhalten, die die erwähnte Jodorientierung und eine Knotendehnung zwischen 10 % und k5 % besitzt.
Ähnlich den in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ergebnissen, d.h. daß eine Trockendehnung der Faser auch ron den Spinnbedingungen
abhängig ist, besteht.auch zwischen der Knotendehnung der erhaltenen Faser und den Spinnbedingungen ein
enger Zusammenhang. Dieser Zusammenhang ist in Figur 4 dargestellt, wobei auf der Ordinate die Knotendehnung und auf
der Abszisse die Jodorientierung aufgetragen ist. In dem Diagramm entsprechen die mit "a" und "b" bezeichneten Kurren
den Bedingungen, die durch die gleichen Bezeichnungen in Tabelle 1 angegeben sind, während die mit "c" und "d"
009851/1999
- 17 -
bezeichneten Kurven den Fasern entsprechen, die durch Anwendung einer Relaxationswärmebehandlung auf Fasern der
Kurven "a" und "b" erhalten worden" sind, wobei überhitzter
Dampf mit 2 atü bzw. 1 atü verwendet worden ist.
Im Hinblick auf das Spinnverfahren wird ein Naß-Spinnverfahren mit eine« Fällbad aus Wasser und einem Lösungsmittel
zum Auflösen des Acrylnitril-Polymers oder auch eine Mischung eines solchen Lösungsmittels mit einem niedrigeren Alkohol
vorgezogen. Obwohl - wie Figur k erkennen läßt - die Knotendehnung
der Acrylnitrilfasern durch die Relaxationswärmebehandlung zunimmt, besitzt die durch das erwähnte Naß-Spinnverfahren
erhaltene Acrylnitrilfaser eine relativ so niedrige Knotendehnung, daß die Knotendehnung nicht über den Wert k5 %
(obere Grenze) ansteigt, selbst wenn die Faser einer Relaxationswärmebehandlung ausgesetzt wird, um die Färbbarkeit und
den Widerstand gegenüber Zerfaserung zu verbessern.
Im Gegensatz hierzu besitzt ein· Acrylnitrilfaser, die gewonnen worden ist durch ein Trockenspinnverfahren und ein Naß-Spinnverfahren
mit einem organischen Lösungsmittel zum Aufläsen des Polymers und einer hochkonzentrierten wässerigen Lösung
eines anorganischen Salzes als Koagulator, eine relativ höhere
Knotendehnung. Die Knotendehnung kann durch die Relaxationswärmebehandlung
%5 % überschreiten.
Aus diesem Grund ist das Trockenspinnen und das NaA-Spinnen unter Verwendung eines anorganischen Salzes nicht immer für
Herstellung der erfindungsgemäften Acrylnitrilfaser au
empfehlen. Wenn jedoch die Knotendehnung der Faser vor Anwendung der Wärmebehandlung kleiner als k5 %t vorzugsweise
kleiner als kO % ist, kann diese Art des Spinnens als Herstellungsverfahren
der vorliegenden Erfindung angewandt werden, wenn die Faser in einem angespannten Zustand erwärmt
wird. In angespannten Zustand ist nämlich der Zuwachs der Knotendehnung bein Erwärmen der Faser weit geringer als im
lockeren Zustand, so daß es in einigen Fällen möglich ist, die Knotendehnung unterhalb k5 % zu halten, selbst wenn eine
Faser höherer Knotendehnung erwärmt wird. Auch die Jodorientierung verändert sich bei einer Wärmebehandlung in angespannten
Zustand wenig.
Das Gefüge des unverstreckten Fadens ist von den Spinnbedingungen abhängig, und dies wird als Grund dafür angesehen,
weshalb die Knotendehnmng oder Trockendehnung von den Spinnbedingungen
abhängig ist. Sie wird auch wesentlich durch die Bedingungen des Verstreckens oder der Wärmebehandlung beeinflußt.
Wie in Kurve "a" der Figur h dargestellt ist, ist die
Knotendehnung einer Acrylnitrilfaser, die aus einer wässerigen Dimethylacetamidlösung als Koagulator gewonnen worden ist,
im allgemeinen niedrig. Die Beziehung zwischen der Trockendehnung oder Knotendehnung und der Jodorientierung der durch
dieses Verfahren erhaltenen Faser kann der Beziehung einer Faser angenähert werden, die unter Verwendung einer wässerigen
Calciumchloridlösung als Koagulator erhalten wird und welche durch Kurve "b" in Figur % dargestellt ist, wenn die unverstreckten
Fäden in einem angespannten Zustand getrocknet, die getrockneten Fäden in einem lockeren Zustand erwärmt und
QMMWtII!
die erwärmten Fäden in kochendes Wasser verstreckt werden. Diese Tatsache beweist die Abhängigkeit der Knotendehnung
des verstreckten Fadens von dee Gefüge des unverstreckten
Fadens. Demzufolge ist es auch möglich, die erfindungsgemäße
Acrylnitrilfaser herzustellen, indem man in geeigneter Weise den unverstreckten Faden zusätzlich behandelt, wenn dieser
durch Trockenspinnen oder Naß-Spinnen hergestellt ist, bei dem ein organisches Lösungsmittel zum Lösen des Polymers
verwendet ist und eine hochkonzentrierte wässerige Losung
eines anorganischen Salzes als Koagulator benutzt worden ist.
Im Hinblick auf die vorliegende Erfindung umfaßt der Ausdruck
Acrylnitril-Polymer Polyacrylnitril und Mischpolymere, welche zusätzlich zu Acrylnitril weniger als 50 Gewichtsprozente,
vorzugsweise weniger als 15 Gewichtsprozent· anderer mischpolymerisierbarer
ungesättigter Monomere enthalten. Geeignete mischpolymerisierbare ungesättigte Monomere sind Methylacrylat,
Methylmetacrylat und Vinylacetat. Es können jedoch auch solche
Monomere wie Acrylamid, Methacrylamid, Acrylsäure, Methacrylsäure, Styrol, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylbromid,
Methacrylnitril und Vinylpyrrolidon in der vorliegenden Erfindung benutzt werden. Um Fasern mit einer verbesserten Aufnahmefähigkeit
für basische Farbstoffe zu erhalten, ist es für das erfindungsgemäße Acrylnitril-Polymer günstig, wenn
.es Allylsulfosäure, Methallylsulfosäure, Vinylbenzolsulfosäure,
Methallyloxybenzolsulfosäure oder Salze dieser Säuren enthält.
Als Lösungsmittel zum Lösen des oben genannten Acrylnitril-
«
Polymers wird gemäss vorliegender Erfindung vorzugsweise
Dimethylformamid, Dimethylacetamid oder Dimethylsulfoxyd
verwendet. Es ist auch vorteilhaft, die Polymerisationsmasse
in einen Koagulator auszupressen, der das Lösungsmittel enthält, welches zum Auflösen des Polymere verwendet
worden ist. Im Falle des Naßspinnens ist es besonders
günstig, die Bedingung in einer solchen Weise festzulegen, dass das Auepress-Zugverhältnis (J) im Bereich
zwischen 0,3 und 2,0 und das Verstreckverhältnis
(S) zwischen 1,03 und 4,50 liegt und dass der Wert von
S χ ^O kleiner als 3,5 ist.
Es können auch durch Mehrfachspinnen von Acrylnitrilpolymeren
erfindungegemässe Fasern erhalten werden. Im allgemeinen wird das Mehrfachspinnen durchgeführt, um
eine Faser mit festen Kräuseln zu erhalten. Acrylnitril-Fasern mit zahlreichen Kräuseln sind wesentlich rauher
und steifer anzufühlen als Acrylnitrilfasern mit weniger
Kräuseln. So ist es durch Herstellen der erfindungsgemessen
Acrylnitrilfaeern mittels des Mehrfachspinnens möglich,
gekräuselte Acrylnitrilfasern zu erhalten, die einen geschmeidigen Griff besitzen.
In dem Fall, dass die erfindungsgemässen Acrylnitrilfasern
mittels einer Waise mit unregelmässiger Oberfläche gepresst werden, um eine sogenannte geprägte
Faser zu erhalten, kann auch ein Verfilzungeeffekt, ein
- 21-
0 0 9 8 51/19 9 9
optischer Effekt, ein dekorativer Effekt und eine Verbesserung bei der Spinnbarkeit zu Garnen aufgrund einer
Zunahme der Kohäsion der Faser erwartet werden. Das Prägen wird an günstigsten in der Weise durchgeführt,
dass die Fasern mittels einer Gunnipresswalze mit einen Druck von 6 bis 50 kg/cm gegen eine Walze gepresst
werden, deren Oberfläche zahlreiche feine Knötchen .
besitzt und die auf eine Temperatur zwischen l80 und 300° C erwärmt worden ist.
Zur Erläuterung der Erfindung werden noch einige Beispiele gegeben.
Beispiel 1
Durch Auflösen eines Acrylnitrilniachpolyners aus 9k Gewichtsprozenten Acrylnitril und 6 Gewichtsprozenten
Vinylacetat mittels Dinethylacetatanid wurde eine
23#-ige Spinnnasse hergestellt. Die Viskosität η
(genessen in Dimethylformamid) des Acrylnitrilmischpolymers,betrug
1,63. Die so hergestellte Spinnnasse
wurde nit konstanter Geschwindigkeit durch eine Spinndüse in ein wässriges Fällbad ausgepresst, das 50
Gewichtsprozente Dinethylacetanid enthielt und auf
kO C gehalten wurde. Die so gebildeten unverstreckten Fäden wurden aus den Fällbad nit einen Auspress-Zugverhältnis
von 0,35 und Ο,8θ abgesogen. Daraufhin
wurden die betreffenden Fäden in einen kochenden Vasser-
- 22 -
00.851/1ÖIÖ
bad in Verstreckungsverhältnis von 1,5 bis 5,0 verstreckt,
während das Lösungsmittel entzogen wurde und danach wurden die Fäden getrocknet, während sie eine
auf 130° C erhitzte Valze paaaierten. Schliesslich wurde ein Teil der betreffenden Fäden in lockeren Zustand
nit überhitzten Danpf von 20 atü wärnebehandelt. Die hieraus resultierenden Eigenschaften wie Jodorientierung,
Festigkeit, Dehnung, Knotenfestigkeit, Knotendehnung, Joungnodul, Federungsverhältnis, Grad
der Zerfaserung, Grad der Knötchenbildung und Glanz der erhaltenen Faser für die verschiedenen Bedingungen
sind in Tabelle 2 angegeben. Vie aus der Tabelle hervorgeht, führt trotz Gleichheit in Veratreckungsverhältnis
ein Unterschied in Auspress-Zugverhältnia zu einer grossen Differenz in der Jod-Orientierung.
In der Tabelle sind die Proben Nr. 2 bis 8, Nr. 13 bis
l6, Nr. l8 und 20 erfindungsgenäaae Acrylnitrilfasern. Sie besitzen ein grosses Federungsverhältnia und eine
glatte Oberfläche. Denzufolge sind die aus diesen Fasern hergestellten Textilerzeugnisse geschneidig
anzufühlen, besitzen einen eleganten Glanz und einen glatten Griff. Darüberhlnaus haben die erfindungsgenässen
Acrylnitrilfasern einen benerkenswerten Widerstand gegenüber Zerfaserung und Knötchenbildung.
- 23 -
008051/1911
Um die funktioneilen Eigenschaften der erhaltenen Acrylnitrilfasern zahlenmässig zu bestiOMnen, wurde
nach den folgenden Verfahren der Grad der Zerfaserung genessen.
Es wurde eine Probe aus einen Spinnkabel dadurch hergestellt, dass sie zu einer Länge von 8 cm geschnitten,
entfettet, mit Deorleif*^ blau 56 gefärbt und eingeseift
wurde. 0,5 g der so hergestellten Probe wurden bei 2.000 Heibvorgängen unter einer Belastung von 100 g/qcm
auf einen Scheuerprüfgerät des sogenannten "Gakushin"
Typs auf einen Nylons-Tuch abgerieben. Nach den Abscheuern
wurden die zerfaserten Fasern, die in der Oberfläche des Nyloir^·Tuches steckten mittels Dimethylformamid
aufgelöst. Ein weiterer Satz der Probe von bestimmter Menge wurde mittels Dimethylfornanid aufgelöst,
ohne sie den Scheuervorgang zu unterziehen. Es wurden die optischen Dichten der betreffenden Proben
mittels eines Kolorineters genessen und der Grad der
Zerfaserung durch die folgende Gleichung bestinnt.
fornamid-Lösung der Fasern, die _ . . .
in Nylon-Tuch steckten Gewicht der Probe,
. deren Fasern nicht
Optische Dichte der Dimethyl- abgescheuert sind formamid-Lösung
riebenen Fasern
riebenen Fasern
formamid-Lösung der nichtabge-
Wenngleich der nininale Wert des Grades der Zerfaserung theoretisch gleich Null ist, wird eine Faser mit einen
- 2k -
009851/1999
Grad an Zerfaserung kleiner als 1 praktisch als Faser •angesehen, die einen verbesserten Widerstand gegenüber
Zerfaserung besitzt.
Der zur Beurteilung der erfindungsgemässen Fasern benutzte
Grad der Knötchenbildung wird auf die folgende Weise bestimmt.
Eb wurden unter den in Tabelle 2 angegebenen Bedingungen Fäden von etwa 5 Denier hergestellt. Hierbei wurden die
Lochgrösse der Spinndüse, die Auspressgeschwindigkeit,
der Spinnmasse in das Fällbad und die Spinngeschwindigkeit der Fäden leicht verändert, um ein Schwanken der
Denierzahl der einzelnen Fäden zu verhindern. Hieraus wurden durch Schneiden der Fäden in einem gewöhnlichen
synthetischen Spinnsystem auf eine Länge von 120 mm Stapelfasern erhalten, aus denen ein verdrilltes Garn
von 20 Denier mit einer ersten Verdrillung von 2,6 Windungen/cm und einer zweiten Verdrillung von 3,74
Windungen/cm hergestellt wurde. Aus dem so erhaltenen gesponnen Garn wurde ein geknüpftes Tuch von 20 Bahnen
und l6 Striemen hergestellt.. Dann wurde das so hergestellte geknüpfte Tuch auf einem Scheuerprüfgerät
des Sheffer Typs unter ähnlichen Bedingungen wie sie in der Praxis auftreten, einem Scheuervorgang unterworfen.
Die Oberflachenbeechaffenheit der Probe wurde in die folgenden 5 Klassen eingestuft:
- 25 -
009851/1999
Klasse 1 entspricht einer erheblichen Knötchenbildung
begleitet von einer grossen Änderung im Erscheinungsbild des Tuches,
Klasse 2 entspricht einer grossen Knötchenbildung, begleitet von einer grossen Änderung im Erscheinungsbild
des Tuches,
Klasse 3 entspricht einer massigen Knötchenbildung
und einer massigen Änderung im Erscheinungsbild,
Klasse k entspricht einer geringeren Knötchenbildung
und einer kleineren Änderung im Erscheinungsbild,
Klasae 5 entspricht einer geringfügigen Knötchenbildung
und einer geringfütigen Änderung im Erscheinungsbild .
In der Tabelle entspricht Klasse 5 einer geringfügigen
Knötchenbildung. Es wurde jedoch eine kleine Menge kurzer Fasern bei dem Scheuervorgang von der Probe abgetrennt
.
- 26 -
009851/1999
Oi
to
"Ni
tt^ ^att tO (""^ ^^ ^O Oo "^J C^^ ^Λ tft* \A tO 1™^ ^^ ^O QO ^^1 ^T^ ^JI tfi* Vji tO f™' | Proben-Nr. |
O O OO VM O ^n |
Auspress-Zug- Verhältnis |
Uttp-VMtOtOHUlijr-VMtOtOH OOOUiovnoOOUiovn |
VerStreckungsverhältnis |
* BBB1 ^ BaA ^ B^ ^ ^aA Λ B^ ^ B^ ^ B^ ^ B^ ^ B^ m B^ * B^ ^ *■-* k B u. B u B u B u B u B u B u B (^· B '-'· B u B *-*· B Ua U· Ua Ua Ua Ua Ua Ua Ua Ua U* Us B^"* a^^ ^^^ ^m* >^^ ^^^ ¥^^ ^^^ ^^^ ^^^ ^^^ ^^^ B3BBBBBBBÖ33 |
Anwendung von Wärmebehandlung |
1,60 1,41 2,13 1,90 2,65 2,28 3,22 2,76 4,18 3,56 5,08 4,28 2,01 1,73 2,49 2,11 2,96 2,62 3,60 3,09 4,61 4,02 5,47 4,67 |
Jod-Orientierung |
1OVMtOtOHtOHlOHHHHtOVMtOlOHtOHtOHHHH ONVMtO-NlOOvMQSO^-NllOMt-ONtOHUlOOH-NlOVJIOOVM^I HvO ON OO ON UJ Ο VJl vO Ul Ul ONVM OO Vn VO H OnONHISVM-nI-nJ |
Festigkeit in g/Oenier |
•I^Ht^Hi^-tOttr-tOVMVMVMVMttfHtll-IOVMtOVMtOte-VMtA-tp- ONONtO-NlVMtOOVnONOOSM^VM-NJOH-NltO'NjONOHOH |
Dehnung in % |
HOOOOvO ONO ONH *· *· H tO tOvO O O-nIUIUIUIUIiP-VM 4> | Knotenfestigkeit in g/Denier |
VM VM VM VM tOHHHVM VM \AH^j*H\j*H}->^O »•■ONVM-nJVM-oJUIvD CO H VO VM Ul 09-nI Co ON O OO (O *" *- Ul |
Knotendehnung in % |
VMONVnUIHOOOSsOVMOtOHtOOS-NlOvOVMUIOvOHttr- | Young Modul in g/Denier |
OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOHO ONVM-nJ *· -Nl *· -n! *· VO ONsO OO Ov »ft- -Nl m>00UI 09UIvO-nI O03 |
Federungsverhältnis in Denier/g |
HHO*n1OVM IO OvO Ul tO H O O Ui © Vn Vn O UiO O O O |
Grad der Zerfaserung |
HUi tout *· ui ui vn ui vn vn >*>HUiVMVn jr-uiuiuiuivnuivn >M^ >w^ «W^ Nm^ H^ Sm* Va^ |
Grad der Knötchenbildung |
B* M B* (ft O rt- H rf A t - - - - ° *1 B) B) oq 1S S B α α |
Glanz |
cn co cn en co
Beiapi«! 2
Dieselbe Spinnaaeee wie bei Beispiel 1 wurde «it konstanter
Geschwindigkeit durch eine Spinndüse in ein wässeriges Fällbad, welches kO Gewichtsprozente
Calciumchlorid enthielt und auf einer Temperatur von 90° C gehalten wurde, ausgepresst. Die so gebildeten
unverstreckten Fäden wurden aus dem Fällbad mit einem Auspress-Zugverhältnis von O180 und l,6o abgezogen.
Dann wurden die betreffenden Fäden in der gleichen Weise
wie bei Beispiel 1 unter Entzug des Lösungsmittels verstreckt und getrocknet. Ia Anschluss hieran wurde «in
Teil der betreffenden Fäden mit überhitztem Dampf von I1O atü wärmebehandelt. Die sich hieraus ergebenden
Eigenschaften sind in Tabelle 3 dargestellt. Die Ermittlung des Grades der Zerfaserung und des Grades der
Knötchenbildung wurden in der gleichen Weise wie bei Beispiel 1 durchgeführt. In der Tabelle entsprechen die
Proben Nr. 25 bis 28, Nr. 31 bis 32 und Nr. 34 Acrylnitrilfasern
mit einer Jod-Orientierung unterhalb 3,5, einem hervorragenden Griff, einem eleganten Glanz und
einem ausgezeichneten Widerstand gegen Zerfaserung. Es haben jedoch nur die erfindungsgemässen Acrylnitrilfasern,
welche durch die Beispiele Nr. 25, 27, 31 und 3k
repräsentiert werden, neben den erwähnten hervorragenden Eigenschaften auch einen ausgezeichneten Widerstand gegen
Knötchenbildung. Wie bereits erwähnt, überschreitet bei
- 28 -
009851/1999
einer Relaxationswärmebehandlung die Knotendehnung der
Fasern die in dieser Erfindung angegebene obere Grenze. Dies zeigen die Proben 26, 28 und 32, die durch ein
Spinnverfahren hergestellt worden sind, bei den der Entzug des Lösungsmittels der Durchdringung der Fasern durch
die Koagulationslösung vorangeht. Im Falle der Faser der Probe 27 wurde jedoch bei konstanter Länge eine Wärmebehandlung
mit überhitztem Dampf von 1,0 atü vorgenommen. Die so erhaltene Acrylnitrilfaser besass ausgezeichnete
thermische Stabilität, verbunden mit den hervorragenden Eigenschaften der erfindungsgemäeeen Acrylnitrilfaser wie
eine Jod-Orientierung von 3,l8 und eine Knotendehnung von
- 29 -
009851 /1999
co CD cn
co CD
WWWWWWWN tOtO tOJO cnui*-wtoHOvo 03-si cn ui |
Proben-Nr. |
H _ . . O cn co O O |
Auspress-Zug- Verhältnis |
Ul W tO Ul W tO O O O O O O |
Verstreckungsverhältni |
c-uP«-u!3t4.ao.BtJ.t3<-uö Β>Φ»ΦΡ>Φ»ΦΡΦΡΦ ^ h* μ· t*. y*. ^u a u p a ti ν |
Anwendung von Wärmebehandlung |
iP-UlWWtOtOiP-UitOWHtO oo-siouiotP-uitocnto-siH tOW O OOvo-sl H OWUl-sl cn |
Jod-Orientierung |
hui tovo cnwuiui co-siww vOOtP-tOOCnosHUlHUlo |
Knotenfestigkeit in g/Denier |
WHtH-H-slWW UItOOSW enow cnuiwuivoui #· os -si |
Knotendehnung in % |
Ul m it· Ul W W 4S-UI *- Ul *- *■ HW00tO*--slvO03Ult0*-03 |
Young Modul in jc/Denie: |
OOOOOOOOOOHO uito-sios-vo-sicnw-sitt^ocn ^l Cnrfr-t^tO OUlW CO Cn H vO |
Federungeverhältnis in Denier/g |
H tOOHW OH-slOtO OOOO UlOOUi'OOO |
Grad der Zerfaserung |
HUlUlUlWrfC-tOUlWUItOip- | .Grad der Knötchenbildung |
hervorragend Il It Il gut Il hervorragend It Il It gut It |
Glanz |
VO
CO CD CO cn CO
Es wurde durch Lösen des gleichen Mischpolymers wie bei Beispiel 1 mit Dimethylacetamid eine 25tf-ige Spinnmasse
hergestellt. Diese Spinnmasse wurde durch eine Spinndüse in Luft und durch eine Spinndüse in ein wässeriges Fällbad
ausgepresst, das 50 Gewichtsprozente Dimethylacetamid
enthielt und auf einer Temperatur von 40° C gehalten wurde. Die Spinndüse befand sich hierbei 5 mm oberhalb der Oberfläche
des Fällbads. Die so gebildeten unverstreckten Fäden wurden aus dem Fällbad durch eine Führung auf eine Walze
gebracht. Daraufhin wurden die betreffenden Fäden mit einem Verstreckungsverhältnis von 1,5 bis 4,0 verstreckt. Hierbei
wurden sie gewaschen und danach beim Passieren einer auf 130° C gehaltenen Walze getrocknet. Bei diesem Beispiel
wurde das Auspress-Zugverhältnis konstant auf 2,0 gehalten. Die Auspressgeschwindigkeit der Lösung des Polymers und die
Abzugsgeschwindigkeit wurden jedoch geändert. Die sich hieraus ergebende Beziehung zwischen der Jod-Orientierung
der erhaltenen Fasern und dem Verstreckungsverhältnis sowie der Abzugs- bzw. Aufnahmegeschwindigkeit der unverstreckten
Fäden ist in Fig. 5· dargestellt. In Fig. 5 ist auf der Ordinate die Jod-Orientierung und auf der Abszisse das
Verstreckungsverhältnis aufgetragen. Die mit "a" bezeichnete
Kurve entspricht einer Aufnahmegeschwindigkeit der unverstreckten Fäden von 54,8 Metern/min., die Kurve "b"
von 4l,l Metern/min., und die Kurve "c" von 1317 Metern/min.
- 31 -
009851/1999
Alle erhaltenen Fasern hatten eine Knotendehnung unterhalb 10 % (untere Grenze). Durch eine Wärmebehandlung
im lockeren Zustand mit überhitztem Dampf von 0,5 bis
3,0 atii auf erf indungsgemäaee Fasern, die eine Jod-Orientierung
von 4,0 oder in einigen Fällen kleiner als 4,3 hatten, bzw. durch eine Wärmebehandlung einer erfindungsgemässen
Faser einer Jod-Orientierung unterhalb 3,3 im angespannten Zustand mit überhitztem Dampf von
1,0 bis 3,5 atü wurde erreicht, dass die erhaltenen
und eine Knotendehnung zwischen 10 % und 45 % hatten.
Die aus diesen Fasern hergestellten Textilieren besessen demnach einen angenehmen Griff, einen eleganten Glanz
und einen bemerkenswerten Widerstand gegen Zerfaserung und Knötchenbildung.
Es wurde durch Lösen eines Acrylnitrilmischpolymers aus 93 Gewichtsprozenten Acrylnitril und 7 Gewichtsprozenten
Methylacrylat mittels Dimethylformamid eine 30 %-ige
Spinnmasse hergestellt. Die Viskosität M des Acrylnitrilmischpolymers betrug 1,69· Die so erhaltene Spinnmasse
wurde mit einer Geschwindigkeit von 30 Metern/min, durch eine Spinndüse in eine Spinnkammer ausgepresst, wobei
der Strom trocknender Luft parallel zu den Fäden gerichtet war und die Decke der Kammer auf 220 C und der Boden der
Kammer aui' 200 C gehalten wurden. Die so gebildeten Fäden
- 32 -
009851/1999
wurden «it ein·· Auspress-Zug-Verhältnis von 2, 6 bzw.
10 aufgenoaaen. Vor de« Verstrecken wurden die Fäden
drei Stunden lang in Wasser ron 50° C getaucht um das Lösungsmittel xu entziehen. Die Menge des in den Fäden
zurückgebliebenen Lösungsmittels wurde.auf weniger als
1 % verringert. Nach de« Trocknen bei.110° C wurden die Fäden bei« Passieren einer auf l60 C gehaltenen Heissluftka««er
verstreckt. Die Abhängigkeit der Jod-Orientierung vo■ Verstreckungsverhältnis und de« Auspress-Zug-Verhältnis
ist in Fig. 6 grafisch dargestellt. Auf der Ordinate ist die Jod-Orientierung aufgetragen, auf
der Abszisse ist das Verstreckungsverhältnis aufgetragen, die «it "a" bezeichnete Kurve entspricht eine« Ausprees-Zug-Verhältnis
von 10, die Kurve "b" eine« Verhältnis von 6 und die Kurve "c" eine« Verhältnis von 2.
Aus den in Fig. 6 dargestellten Ergebnissen gebt klar hervor, dass die Jod-Orientierung der erhaltenen Acryl-Nitrilfaeern
wesentlich durch das Auspress-Zug-Verhältnis
beeinflusst wird. Die aus den verstreckten Fäden oder aus danach noch wäraiebehandelten Fäden «it einer Jod-Orientierung
unterhalb 3» 5 und einer Knotendehnung zwischen 10 % und k5 % hergestellten Textilerzeugnisse
besessen einen angenehaen Griff, einen eleganten Glanz und einen erheblichen Widerstand gegenüber Zerfaserung
und Knötchenbildung.
In einigen Fällen dieses Beispiele ist die Knotendehnung der unverstreckten Fäden, welche eine Jod-Orientierung
- 33 -
009851/1999
unterhalb 3,5 besitzen, in wesentlichen gleich oder grosser als k5%%t die die obere Grenze der Erfindung darstellen.
Venn die Knotendehnung grosser als k5 % ist, ist es
schwierig oder fast unmöglich, den Wert der Knotendehnung durch irgendeine Methode zu verringern. Bei einer Knotendehnung unterhalb k5 % ist es möglich, eine Zunahme der
Knotendehnung infolge einer Wärmebehandlung zu verhindern, wenn die Wärmebehandlung in einem angespannten Zustand
durchgeführt wird.
Es wurden in die Oberfläche von nach der Methode des
Beispieles 1 gewonnenen verstreckten Fäden in der folgenden Weise sahireiche feine Unregelmässigkeiten eingeprägt
.
Nach dem Verstrecken in kochendem Wasser wurde das Faserbündel über eine auf 130 C gehaltene Walze geführt,
so dass der resultierende Feuchtigkeitsgehalt der Faser um kO % lag. Danach wurde das Faserbündel
in der Weise zu einer Folie aufgespreizt, dass die
Folie im wesentlichen aus Doppellagen von Fasern beat and. Sodann passierte die Faserfolie während sie auf
1^0° C erwärmt wurde, zwei Paare metallischer Prägewalzen,
die auf ihrer Oberfläche eine Vielzahl von feinen Knötchen im Maschenabstand 200 besassen. Eine
Gummidruckwalze presst· die Folie gegen die Metallwal«·.
Bei der Anordnung der zwei Walzenpaare war
0098S1/1999 " 3k "
die relative Lage der Metallwalze und der Gunniwalze von
ersten Paar umgekehrt zu der von zweiten Paar us ähnliche Knötchen in die Fäden beider Lagen der Folie einprägen zu
können. Ein Teil der so erhaltenen Fäden wurde dann in lockeren Zustand einer Relaxationswärmebehandlung mit
überhitzten Dampf von 2,0 atü unterzogen* Pie in die Oberfläche der Fäden eingeprägten Knötchen blieben selbst
nach der Relaxationswärmebehandlung erhalten. Pie hieraus resultierenden Eigenschaften der erhaltenen Wa^rnrn sind
in Tabelle 4 angegeben.
In der Tabelle haben die Fasern der Proben Nr. 37 bis 40, 42 und 45 bis 48,die erfindungagemässe Acrylnitrilfasern
darstellen, ein grosses Federungsverhältnis. Panit besitzt
ein aus solchen Fasern gewebtes Tuch einen schmiegsamen Griff, einen eleganten Glanx und einen auegezeichneten
Widerstand gegenüber Zerfaserung. Es fühlt sich gelartig an und besitzt ausserden infolge des Vorbanden*·ins der
zahlreichen feinen Knötchen auf den Oberflächen der Fasern nicht nehr den Nachteil, dass die Fasern abrutschen oder
sich von Fasergefüge trennen. Per Griff bzw. das Oberflächentastempfinden
sind bei einen gewebten Tuch genäss diesen Beispiel weitaus besser als bei einen gewebten
Tuch, das aus erfindungsgemässen Fasern hergestellt ist,
welche keine eingeprägten Knötchen besitzen. Pas gewebte Tuch genäss diesem Beispiel entspricht hinsichtlich
Knitterbeständigkeit, Zerfaaerungsbeständigkeit und Aua-
- 35 -
009851/1999
sehen im wesentlichen einem aus Merino-Vollfasern
hergestellten gewebten Tuch.
7 Ansprüche
6 Figuren
6 Figuren
009851/1999
O O CD OO cn
co CD CO
VJI to |
Va | vn O |
jf | jf OO |
Jf -a |
Jf ON |
VA | jf jf |
VM | A3 | O | Jf O |
VM vO |
VM 00 |
VM -Nl |
Proben-Nr. |
2 | = | - | - | = | - | - | O 00 O |
- | - | - | 9 | = | S | = | 0,35 | Auapreaa-Zug- Verhältnia |
VA O |
jf ο |
3,0 | 2,0 | VA O |
H- 9 |
VM O |
2,0 | Veratreckungaverhältnia | ||||||||
Ct. | a | Ci. | 9 | Ct. | 9 | C | 9 | Ct. | 9 | Ct. | Jf | Ct. | 9 | Ch | 9 | |
H· 9 |
H- 9 |
H· B |
H· 9 |
H- 9 |
A3 03 |
H- a |
S* | H- 9 |
Anwendung von Wärmebehandlung |
|||||||
Jf | vn | VM | Jf | VM | VM | to | A3 | Jf | VA | VM | A3 | IO | VM | M | to | Jod-Orientierung |
Jf ON |
VH | -Nl | ON ON |
O | ON VM |
H VM |
ON O |
VM -Nl |
-Nl | Jf Jf |
VH •Nj |
On vn |
VM to |
Os O |
to VM |
|
A3 | VM | A3 | IO | H | A3 | I- | M | A3 | VM | A3 | A3 O |
M | A3 | M | Ι | Festigkeit in g/Oenier |
ON 00 |
t- VO |
H* OO |
-Nl | o\ VA |
A3 ON |
VA H |
OB O |
H | VM O |
O A3 |
ST*T | ON 00 |
O O |
Jf to |
ΟΝ ON |
Dehnung in % |
VM | VA | νθ | ON | \O | 00 | O | H | VA | 00 | vO | VM Jf |
to O |
M | to | Knotenfeatigkeit in g/Denier |
|
2,21 | O vO- IO |
L.77 | g> | Ul 00 |
VM OB |
VM ON |
L, 33 | 2,19 | 1,00 | 1,79 | VA Jf |
1,46 | 1,44 | IO VM |
1,12 | Knotendehnung in % |
VjI VA |
ON | VM Jf |
OB | A3 vO |
H | VM O |
VM | VM A3 |
OB | VM A3 |
O | VM O |
vO | A3 | Ι Ο |
Young Modul in g/Denier |
Jf | VA SO |
O | VA A3 |
VM O |
Jf ON |
A3 ON |
VM | Jf A3 |
VA VA |
O | VA VM |
VM VM |
Jf 03 |
IO ON |
Jf | Federungsverhältnia |
O | O | O | O | O | O | O | O | O | O | O | 4,0 | O | O | O | O | in Denier/g |
VA -a |
ta so |
•Μ | Jf A3 |
Oo O |
VA 00 |
00 VA |
«N O |
ON VH |
VM | VM | VA | 09 00 |
-vl O |
vO VA |
•Μ ON |
Grad der Zerfaserung |
1.5 | H | 0,5 | 5,0 | O | 3,0 | O | O | 1,0 | 9,0 | 0,5 | O | 2,0 | O | O | Grad der Knötchenbildung | |
H | (5) | jf | 5 | VA | VA | VR | Jf | A3 | (S) | VA | VA | VA | VA | Glanz | ||
= | gut | hervorrag | gut | hervorrag | ||||||||||||
o*
e
e
VM ON
CD CD CJ)
cn
CO
Claims (6)
1. Verbesserte Faser aus Acrylnitrilpolymeren, die wenigstens 50 Gewichtsprozente Acrylnitril enthält,
dadurch gekennzeichnet, dass die Faser eine mittels der Jod-Methode bestimmte
Orientierung unterhalb 3*5 und eine Knotendehnung zwischen 10 % und 45 % besitzt.
2. Faser nach Anspruch 1, dadurch gekenn· zeichnet , dass das Polymer ein Mischpolymer
mit] um** e 85 Gewichtsprozenten Acrylnitril und
bis zu 15 Gewichtsprozenten wenigstens eines anderen ungesättigten Monoäthy1en-Monomers ist, das mit den)
Acrylnitrilpolymer mischpolymerisierbar ist.
3· Faser nach Anspruch 2, dadurch gekennz
e i c h η et , ,dass das ungesättigte Monoäthylen-Monomer
eine Verbindung ist, die aus der Gruppe Methylacrylat, Methylmethacrylat und Vinylacetat
ausgewählt ist.
4. Faser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das Polymer wenigstens eine
Verbindung enthält, die aus der Gruppe Acrylamid, Methacrylamid, Acrylsäure, Methacrylsäure, Styrol,
Vinylchlorid) Vinylidenchlorid, Vinylbromid, Metha-
009851/1999
crylnitril, Vinylpyrrolidon, Allylsulfosäure, Methallyleulfosäure, Vinylbenzolsulfosäure,
Methallyloxybenzolsulfosäure und Salzen dieser Säuren ausgewählt ist.
5* Faser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass sie eine *usammengesetzte
Faser ist.
6. Faser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass in ihre Oberfläche
feine Muster, vorzugsweise in Fora von Knötchen, eingeprägt sind.
7· Verfahren zua Herstellen einer Faser nach Anspruch
1, da durch gekennzeichnet,
dass eine Spinnaiasse durch Auflösen des Polymers mit einen Lösungsmittel aus der
Gruppe Dimethylformamid, Dirnethylacetamid und
Dimethylsulfoxyd gebildet, dass diese Masse in ein wässeriges Fällbad, das das betreffende
Lösungsmittel enthält, ausgepresst wird, so dass Fäden entstehen und dass diese Fäden mit einem
Auspress-Zug-Verhältnis (J) zwischen 0,3 und 2,0 aufgenommen werden und dass sie denn derart
verstreckt werden, dass das VerStreckung·-
verhältnis (S) zwischen 1,05 und 4,50 liegt und der Vert Sjd^J kleiner als 3,5
009861/1999
Leerseite
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4007567 | 1967-06-22 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1769653A1 true DE1769653A1 (de) | 1970-12-17 |
Family
ID=12570790
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19681769653 Pending DE1769653A1 (de) | 1967-06-22 | 1968-06-22 | Verbesserte Acrylnitrilfaser und Verfahren zur Herstellung dieser Faser |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1769653A1 (de) |
FR (1) | FR1585924A (de) |
GB (1) | GB1206376A (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT963571B (it) * | 1972-07-31 | 1974-01-21 | Snam Progetti | Procedimento di stiro di fili con tinui acrilici bicomposti e filo ottenuto mediante detto procedi mento |
-
1968
- 1968-05-28 GB GB2558668A patent/GB1206376A/en not_active Expired
- 1968-06-20 FR FR1585924D patent/FR1585924A/fr not_active Expired
- 1968-06-22 DE DE19681769653 patent/DE1769653A1/de active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR1585924A (de) | 1970-02-06 |
GB1206376A (en) | 1970-09-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1213954C2 (de) | Verbundfasern oder -faeden aus Acrylnitril-polymerisaten | |
DE1223335B (de) | Verfahren zum Herstellen von voluminoesen Textilstoffen | |
DE2948298C2 (de) | ||
DE1435611A1 (de) | Kunstfaser und Herstellung derselben | |
DE2210455C2 (de) | Hochelastisches, federndes Garn | |
DE1410442A1 (de) | Polyamid-Stapelfasergarn fuer Mischungen mit Naturfasern und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE1435463A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines elastischen Polypropylengarnes | |
DE2356897C3 (de) | Acryl-Kunstfaser | |
DE1939015A1 (de) | Fasermaterial aus einem Acrylnitrilpolymerisat und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE3881508T2 (de) | Multischicht-Acryl-Verbundfäden und Verfahren zur Herstellung derselben. | |
DE2922809A1 (de) | Acrylfasern mit grosser schrumpfung und verfahren zu ihrer herstellung | |
DE1769653A1 (de) | Verbesserte Acrylnitrilfaser und Verfahren zur Herstellung dieser Faser | |
DE2504079A1 (de) | Hochschrumpffaehige acrylfasern oder -faeden | |
DE1435499A1 (de) | Verfahren zur Garnherstellung | |
DE1923070B2 (de) | Verfahren zum Herstellen eines elastischen Mischgarns bzw. von textlien Fertigwaren | |
DE2356896A1 (de) | Acrylfaserprodukt | |
DE2356895B2 (de) | Verfahren zur herstellung von acrylnitrilfasern mit tierhaaraehnlichem griff | |
DE2900944A1 (de) | Verfahren zur herstellung von noppengarn | |
DE1660360C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von hochschrumpffähigen und kräuselfähigen PoIyacrylnitrilfäden | |
DE2009708A1 (de) | Naßspinnverfahren zur Herstellung von fadenartigem Material aus einer Spinnlösung von Acrylnitrilmischpolymerisaten | |
AT232637B (de) | Verfahren zum Kräuseln von Fäden aus synthetischen linearen Polymeren | |
DE1959426C (de) | Verfahren zum Herstellen von Verbundfasern oder -fäden aus Acrylnitrilpolymerisaten | |
EP0032215B1 (de) | Bikomponentenfasern und -fäden mit verbesserter Kräuselstabilität gegenüber mechanischer Beanspruchung | |
DE1923270A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Verbundfaeden vom Acrylnitril-Typ | |
DE1435499C (de) | Verfahren zur Herstellung von volumino sen Garnen |