DE1769653A1 - Verbesserte Acrylnitrilfaser und Verfahren zur Herstellung dieser Faser - Google Patents

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.

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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.

Diese Faser besitzt die angestrebten Eigenschaften in einer

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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—

wobei 1 = Länge der Probe vor den Eintauchen in

die Jodlösung
1 ε Länge der Probe nach den Eintauchen in

die Jodlösung
1 ,s Länge der isotropen Nornalprobe vor dem

eintauchen in die Jodlösung 1 ,e Länge der isotropen Noraalprobe nach den

Eintauchen in die Jodlösung.

Der verwendete Ausdruck "Knotendehnung" entspricht einem Wert, der durch die folgende Gleichung bestiaat ist:

^L2 - ^Ll
Knotendehnung in % = χ 100

wobei L₁ = Verlängerung der Probe in na unter einer

Anfangslast
L„ s= Verlängerung der Probe in na bis zum Bruch,

Beide Verlängerungen werden auf einen Dehnungsprüfgerät

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"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

Fig. 1 eine graphische Darstellung der Beziehung

zwischen der Trockendehnung und dem Verstreckverhältnis von Acrylnitrilfasern für verschiedene Auspreß-Zugverhältnisse,

Fig. 2 eine graphische Darstellung der Beziehung

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,

Fig. k eine graphische Darstellung der Beziehung

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

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Gefüge der unverstreckten Fäden verschieden ist.

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

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BAD ut*u»

klassifiziert. Bei dea vorliegenden Beispiel wurde die Verstreckung der Fäden beifei Waschen derselben in kochendem Wasser vorgenoaaen.

Tabelle 1

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..

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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

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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/g_t 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

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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 3_t5i 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 3_t5 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, ;

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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.

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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

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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

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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"

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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

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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

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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-

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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.

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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.

Grad der Zerfaserung = Optische Dichte der Dimethy1-

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

formamid-Lösung der nichtabge-

Wenngleich der nininale Wert des Grades der Zerfaserung theoretisch gleich Null ist, wird eine Faser mit einen

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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:

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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 .

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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

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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

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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

Beispiel 3

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.

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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

Acrylnitrilfasern eine Jod-Orientierung unterhalb 3,5 M

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.

Beispiel 4

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

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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

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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.

Beispiel 5

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

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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-

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sehen im wesentlichen einem aus Merino-Vollfasern hergestellten gewebten Tuch.

7 Ansprüche
6 Figuren

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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

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9

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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

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Jf ON

VH

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ON ON

O

ON VM

H VM

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VM -Nl

-Nl

Jf Jf

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On vn

VM to

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to VM

A3

VM

A3

IO

H

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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

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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

VM ON

CD CD CJ)

cn

CO

Claims (6)

. Patentansprüche

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-

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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

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