DE1964193B

DE1964193B - Verbundfaden aus Acrylnitrilpolymerisaten

Info

Publication number: DE1964193B
Authority: DE
Inventors: Makoto; Irie Hisashi; Okamoto Kazuo; Osaka Ohki (Japan)
Original assignee: Kanegafuchi Spinning Co Ltd
Current assignee: Kanegafuchi Spinning Co Ltd

Description

Es wurden bislang bereits zahlreiche Untersuchungen angestellt, um schraubenförmig gekräuselte Verbundfäden herzustellen, indem zwei oder mehrere verschiedene Materialien in der Weise gemeinsam versponnen wurden, daß ein einheitlicher Faden gebildet wird, der die Komponenten in exzentrischer Beziehung über den Querschnitt des Fadens enthält. Bei Verwendung von zwei Materialien, die erheblich verschiedene physikalische Eigenschaften, beispielsweise ein verschiedenes restliches Schrumpfen besitzen, wird bei einer geeigneten Nachbehandlung der gesponnenen und verstreckten Verbundfäden eine Kräuselung erzeugt. Bei diesen Untersuchungen hat man sich um die Auswahl und die Kombination der beiden miteinander zu verspinnenden Materialien bemüht. Letztere werden entsprechend dem Ziel und dem Verwendungszweck der gesponnenen Verbundfaden bestimmt. Dabei hat sich herausgestellt, daß zusammengesetzte Polyacrylnitrilfasern im allgemeinen in ihrer Kräuselentwicklungsmöglichkeit schlechter sind. Dies ist auf die folgenden Tatsachen zurückzuführen:

Zum ersten besteht naturgemäß eine erheblich enge Beschränkung hinsichtlich de/ miteinander zu verspinnenden Materialien, die aus Acrylnitril-Polymeren bestehen. Zur Herstellung von Verbundfaden mit ausgezeichneter Kräuselentwicklungsfähigkeit wird es bevorzugt, da^ der Unterschied der Wärmeschrumpfbarkeit der beiden miteinander zu verbindenden Materialien go groß wie möglich ist. so daß in den meisten Fällen zur Erzielung guter Ergebnisse zwei Acrylnitril-Polymere eingesetzt wurden, die sich in dem Polymerisationsgrad unterschieden, oder zwei Spinnlösungen von Polyacrylnitril mit verschiedenen Konzentrationen oder manchmal zwei Acrylnitril-Copolymere, die sich voneinander durch die Menge oder die Art ihrer Copolymeren unterschieden. Zu große Mengen oder zu große qualitative Unterschiede zwischen diesen Acrylnitril-Polymeren. die miteinander versponnen werden sollen, bewirken jedoch entweder eine Verschlechterung der Wärmebeständigkeil oder das Aufspalten der Komponenten der resultierenden Verbundfaden, wodurch ihr Gebrauchswert extrem verringert wird. Es ist daher nicht einfach, eine geeignete Kombination von Spinnmaterialicn aufzufinden, die den Bedingungen einer ausgezeichneten Wärmebeständigkeit und einer gegenseitigen Verträglichkeit genügen und die hinsichtlich der Wärmeschrumpfbarkeit sich stark unterscheiden.

Zum zweiten zeigen Acrylnitril-Polymere einschließlich ihrer Homopolymcren im allgemeinen eine extrem 5" niedrige Schrumpfspannung. wenn sie durch Erwärmen geschrumpft werden. Im Falle, wenn die Wärmeschrumpfbarkeit der Komponente </ höher ist als diejenige der Komponente b, dann bildet der Verbundfaden durch die Wärmebehandlung cine spiralige Kräuselung aus, in welcher naturgemäß die Komponente α mit der höheren Wärmeschrumpfbarkeit im Inneren der Spiralen angeordnet ist. Weiterhin hangen die Krätiseleigenschaften der erhaltenen Verbundfaden, wie die elastischen Eigenschaften und die Kräuselbeständigkeit hauptsächlich von der Natur der Komponente α ab. Es ist daher äußerst wichtig. für die Komponente α ein relevantes Polymeres auszuwählen. Da jedoch die Komponente mit der höheren Wärmeschrumpfbarkeit im allgemeinen eine niedrigere thermische Schrumpfspannung aufweist, haben der artige Verbundfaden oftmals den Nachteil, daß die Kräuselentwicklungsfähigkeit erheblich vermindert 3..

wird oder daß-tfie aus solchen Fäden zusammengesetzten Garne oder Flächengebilde nicht gleichförmig sind, was zum großen Teil auf die Tatsache zurückzuführen ist, daß die Fäden zusammengedrückt werden und in dem Garn oder dem Flächengebilde die Freiheit zur Bewegung verlieren. Dies fuhrt zu Garnen oder Flächengebilden mit verminderter Deckkraft so daß von den Eigenschaften der Acryltasern nicht' der beste Gebrauch gemacht werden kann.

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen neuen zusammengesetzten Polyacrylnitnlfaden zur Verfügung zu stellen, der eine ausgezeichnete Kräuselentwicklungsfähigkeit sowie bessere Kräuseleigenschaften, wie Kräuselfrequenz, Kräuselelastizuäi und Kräuselbeständigkeit aufweist und bei dem die vorstehei.J aufgeführten Nachteile vollständig beseitigt sind.

Gegenstand der Erfindung sind daher Verbundfaden aus zwei faserbildenden Acrylnitril-Polymerisatkomponenten die exzentrisch angeordnet und miteinander iii Seite-an-Seite oder in Hülle-und-Kern-Beziehung durch die eesamte Länge der Fäden verbunden sind. Die Verbundfaden sind dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine dieser Komponenten aus einem Acrvlnitril-Copolymerisat aus 65 bis 95 Gewichtsprozent Acrylnitril und 35 bis 5 Gewichtsprozent eines höheren Alkylacrylats mit 5 bis 14 Kohlenstoffatomen in der Alkylcruppe besteht, wobei der Unterschied im Gehalt des höheren Alkylacrylats zwischen den beiden Komponenten mindestens 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polymere, beträgt und die Komponente, die den größeren Anteil des höheren Alkylacrylats enthält, im Vergleich zu der anderen Komponente weniger Acrylnitril enthält, daß das Gewichtsverhältnis der beiden Komponenten 3 : 7 bis 7 ■ 3 beträgt, daß das Produkt aus der Differenz der Schrumpfbarkeit der beider. Komponenten und aus der restlichen Schrumpfspannung mindestens 50 beträgt und daß die Differenz der Schrumpfbarkeit zwischen den beiden Komponenten etwa 2.5 bis 36. die restliche Schrumpfspannung etwa 17 bis 43 und das Produkt daraus etwa 65 bis 1200 ist.

Die erfindungsgemäßen Fäden sind dazu imstande, durch ihre gesamte Länge hindurch nach dem Erwärmen auf 100 C im entspannten Zustand eine gleichförmige schraubenförmige Kräuselung auszubilden, die eine Frequenz von 80 bis 50. insbesondere iC bis 40 pro 25 mm der gekräuselten Länge, einen Flastizitätsgrad unter Belastung entsprechend 50 mg pro Denier von mindestens 75%. insbesondere mindestens 80%. und eine Retention des Elastizitätsgrade; unter Belastung entsprechend 150 mg pro Denier vor mindestens 85%. insbesondere mindestens 90%. bezogen auf den Elastizitätsgrad, unter Belastung ent sprechend 50 mg pro Denier, besitzt. Die erfindungs gemäßen Verbundfaden sind durch eine hohe Kräusel entwicklungsfähigkeit und Kräuselstabilität beim Ver spinnen zu Garn und beim Verweben oder Verwirker zu Flächengebilden charakterisiert.

Der Einfachheit halber soll unter dem Ausdrucl »höheres Alkylacrylat«. wie er hierin verwendet wird eine Struktureinheit mit der allgemeinen Formel

R
-CH₂-C-

COOR'
verstanden werden, worin R Wasserstoff oder eim

Meihylgruppe und R' eine höhere Alkylgruppe mit 5 bis 14 Kohlenstoffatomen bedeutet.

Bisher waren bei der Herstellung von zusammengeseizten Acrylnitrilfasern die ausgewählten Komponenten im allgemeinen auf diejenigen beschränkt, die s aus einem Copolymensat oder einem Terpolymerisat von Acrylnitril und mindestens einem Comonomeren des neutralen oder hydrophilen «,/ϊ-monoäthylenischen Additionstyps, wie Vinylacetat, Acrylamid, Acrylsäure, Aerylsulfonat, niedere Alkylacrylate, z. D. Methylacrylat und Methylrnethacrylat u. dgl. bestanden. Solche Fasern sind z. B. in den belgischen Patentschriften 654 086, 679 314, 715 834 beschrieben. In der niederländischen Ausiegeschrift 6 704 323 werden krü'-iselbare Acrylnitril-Verbundfäden beschrieben, die ims zwei Copolymerisaten bestehen, die im wesentlichen aus 85 bis 95 Gewichtsprozent Acrylnitril und 5 bis 15 Gewichtsprozent eines ein hydrophobes. picht kristallines Polymerisat bildendes Monomeren. ·/.. B. Meihylacrylat oder Vinylacetat, bestehen. Die in den jeweiligen Copolymerisate! enthaltenen Mengen unterscheiden sich jedoch nur um 0,5 bis 3 Gewichtsprozent. In der bekanntgemachten japanischen Patentanmeldung !1,136/1966 sind stark schrumpfende Fasern beschrieben, die durch alleiniges Verspinnen eines Copolymerisats aus Butylacrylat, Octylvinyläther, Laurylvinyläiher od. dgl. erhalten werden. In der japanischen Patentanmeldung 19,554,1968 ist die homogene Emulsionspolymerisation von 2-Äthylhex}lacrylat beschrieben. Auf die Herstellung von Verbundfaden beziehen sich diese Veröffentlichungen jedoch nicht.

Geeignete höhere Alkylacrylate. d. h. Acrylsäureester höhere Alkohole mit 5 bis 14 Kohlenstoffatomen umfassen beispielsweise die Verbindungen Amylacryla*, Hexylacrylat, 2-ÄthylhexyLicryIat, Octylacrylat. Decylacrylat, Laurylacrylat, Myrstylacrylat, Amylmethacrylat, Hexylmethacrylat, Octylmethacrylat. 2-Äthylhexylmethacrylat. Decylmeihacrylat. Laurylmethacrylat und deren Derivate. Bei Verwendung eines niederen Alkylacrylats mit 4 oder weniger Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe besitzen die resultierenden Verbundfaden nicht die zufriedenstellende Kräuselenlwicklungsfähigkeit und die erwünschten Kräuseleigenschaften, die die Merkmale der vorliegenden Erfindung darstellen bzw. es findet manchmal ein Aufspalten der Komponenten nach dem Verstrecken statt. Andererseits werden bei Verwendung von höheren Alkylacrylaten mit 15 oder mehr Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe die Copolymercn nicht nur für den Verspinnprozeß nicht anpassungsfähig, was auf die extreme Erniedrigung ihrer Löslichkeit in den bislang zur Auflösung von Polyacrylnitril verwendeten üblichen Lösungsmitteln zurückzuführen ist. sondern ergeben auch Fasern. die erheblich schlechtere physikalische und mechanische Eigenschaften, wie Glanz, Zugfestigkeit, Bruchdehnung u. dgl. besitzen, was auf die erhöhte Entglasung zurückzuführen ist. Im allgemeinen sind Acrylnitril-Copolymierc mit höheren Alkylestern der Methacrylsäure hinsichtlich der Löslichkeit in Lösungsmitteln den mit höheren Alkyleitern der Acrylsäure etwas unterlegen, wobei es insbesondere so ist. daß, je größer die Anzahl der Kohlenstoffatome der Alkylgruppe ist, desto opaker oder trüber die Lösungen sind. Insoweit jedoch, als die Anzahl der Kohlenstoffatome der Alkylgruppe in dem obengenannten Bereich sich befindet, ergibt das Copolymere eine

Lösung mit guter Filtrierbarkeit und guter Verspinnbarkeit im« ist als Spinnmaterial zufriedenstellend geeignet.

Da die Kriluselentwicklungsfähigkeit und die Kräuseleigenschaften der Verbundfaden im großen Ausmaß von der Natur der Komponenten mit der höheren Wärmeschrumpfbarkeit, die naturgemäß im Inneren der Spiralen angeordnet ist, abhängt, sind deren physikalische Eigenschaften von sehr großer Bedeutung. Die Komponente mit der höheren Wärmeschrumpfbarkeit sollte daher, um die Ziele der Erfindung zu erreichen, eine hohe Schrumpfspannung, eine hohe Wärmebeständigkeit und eine ausgezeichnete Verträglichkeit mit der anderen Acrylnitril-Polymerkomponente mit niedrigerer Wärmeschrumpfbarkeit besitzen. Diese Erfordernisse werden vollständig durch eine höher schrumpfende Komponente erfüllt, die aus einem Acijinitril-Copolymeren oder -Terpolymeren aus 65 bis 95 Gewichtsprozent gebundenem Acrylnitril und 35 bis 5 Gewichtsprozent eines gebundenen höheren Alkylacryliits besteht oder das ferner noch eine geringe Menge eines anderen gebundenen a^-monoäthylenisch ungesättigten Comonomeren enthält.

Die polymerisierbaren «,(i-monoäthylenisch ungesättigten Comonomere, die sogenannte Färbungsverbesserer darstellen, schließen saure und basische Comonomere ein, wie p-Styrolsulfonsäure, Allylsulfonsäure. Methallylsulfonsäure und deren Salze; Vinylpyridin. Vinylimidazol, Vinylpyrrolidon u. dgl. Diese Comonomeren können in Mengen bis zu 5 Gewichtsprozent eingesetzt werden. Folglich kann der größte Gehalt des höheren Alkylacrylats 30 bis 35 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polymere sein, wobei einer der Vorteile der vorliegenden Erfindung darin besteht, daß eine derartige große Menge des höheren Alkylacrylats in das Copolymere eingeführt werden kann. Das bedeutet, es können, da je nach dem beabsichtigten Zweck beliebige Komponenten mit gewünschter Schrumpfbarkeit erhältlich sinci, verschiedene Verbundfaden hergestellt werden, die innerhalb eines weiten Bereichs hinsichtlich ihrer Kräuseleigenschaften unterschiedlich sind und die bisher noch nicht hergestellt werden konnten. Somit sind die Verbundfaden gemäß der Erfindung für verschiedene Einsatzzwecke von Acrylnitrilfasern gut geeignet.

Die Komponente mit einer geringeren Menge von gebundenem Acrylnitril sollte das höhere Alkylacrylat in einer größeren Menge im Vergleich zu der anderen Komponente mit einer größeren Menge von kombiniertem Acrylnitril enthalten, wobei die Differenz im Gehalt des höheren Alkylacrylats zwischen den beiden Komponenten mindestens 5%, vorzugsweise 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polymere betragen sollte, um bei der. resultierenden gekräuselten Fasern eine zufriedenstellende Kräuselfrequenz zu gewährleisten.

Ein weiteres Kennzeichen der erfindungsgemäl: eingesetzten Acrylnitril-Copolymerkomponente isi ihre hohe Wärmebeständigkeit. Wenn ein nicht kristallisierbares Comonomeres in ein Acrylnitril-Poly· meres eingeführt wird, dann wird gewöhnlich da; Phänomen beobachtet, daß die Wärmebeständigkci des Polymeren entsprechend der Menge des eingc führten Comonomeren erheblich erniedrigt wird Tatsächlich schrumpfen Garne aus einem Acrylnitril Copolymere, welches mehr als 15 bis 16 Gewichts prozent Methylacrylat enthält, bei der Wasserdampf

behandlung bei 130⁰C extrem stark ein. und die einzelnen Fäden der Oarne kleben aneinander. Demgegenüber ist es nicht vorhersehbar, daß die Einführung von 35 Gewichtsprozent des höheren Alkylacrylats, das eine Hexylgruppe enthält, ein derartiges Verkleben der erhaltenen Fasern nicht bewirkt. In diesem Zusammenhang kann darauf hingewiesen werden, daß in dem obengenannten Fall die Menge des einverleibten Methacrylats etwa 10 Molprozent beträgt, während diejenige des höheren Alkylacrylats ro etwa 14 Molprozent ist. Aus dieser Tatsache ergibt sich die Überlegenheit der Wärmebeständigkeit der Komponente, die aus dem höheren Alkylacrylat-Copolymeren besteht.

Die Komponente mit der höheren Schrumpfbar- '5 keit, welche gemäß der Erfindung verwendet wird, weist den Vorteil einer Fähigkeit zur festen Verbindung bzw. einer ausgezeichneten Verträglichkeit mit der anderen Komponente mit niedrigerer Schrumpfbarkeit auf. so daß es nicht notwendig ist, die letztere Acrylnitril -Copolymerkomponente vom Gesichtspunkt der gegenseitigen Verträglichkeit her zu spezifizieren. Diese Tatsache erleichtert gleichfalls die Herstellung von verschiedenen Verbundfaden, die hinsichtlich ihrer Kräuseleigenschaften in einem weiten Bereich variieren. Dieser Umstand stellt einen wesentlichen Vorteil der vorliegenden Erfindung dar.

Es wird jedoch vom Standpunkt der Qualität der Verbundfaden bevorzugt, daß die Komponente mit niedrigerer Schrumpfharkeit im wesentlichen aus einem Acrylnitril-Homopolymeren oder aus einem Copolymeren oder Terpolymeren. welches mindestens 75 Gewichtsprozent gebundenes Acrylnitril und bis zu 25 Ciewichtsprozent mindestens eines Monomeren vom monoäthylenischen Additionstyp, daß damit mit Einschluß des höheren Alkylacrylats verbunden ist. enthält. Falls der Acrylnitrilgehalt weniger als 75 Gewichtsprozent beträgt, dann wird der Initialmodul, sowie der Kräuselelastizitätsgrad der erhaltenen Verbundfaden erniedrigt, wodurch der sögenannte »Acrylgriff«. die Dimensionsstabilität und die Voluminosität des daraus hergestellten Flachengebildes verschlechtert wird.

Ferner muß die Kombination aus der obengenannten höher schrumpfenden Komponente und aus der niedrigerer schrumpfenden Komponente, die den Verbundfaden der Erfindung bildet, dem Erfordernis geniigen, daß das Produkt aus der Differenz der Schrumpfharkeit der beiden Komponenten ( l· °n)und der restlichen Schrumpfspannung ( I Fmg den) min- .->" 'destens 50. vorzugsweise mindestens 100 beträgt.

Unter der Bezeichnung »restliche Schrumpfspannung« soll eine Schrumpfspannung der höher schrumpfenden Komponente, die dem Unterschied der Schrumpfbarkeit zwischen den beiden Komponenten entspricht ode/ mit anderen Worten eine Schrumpfspannung, die in der höher schrumpfenden Komponente nach der Beendigung der Kontraktion der niecirieerer schrumpfenden Komponente zurückbleibt, verstanden werden. ⁶Q

Die Schrumpfbarkeit einer Komponente wird bestimrnt. indem man die Schrumpfung eines Fadens aus der Monokomponeiite. der aus dem betreffenden Polymeren gesponnen und sonst auf praktisch die "leiche Art und bei praktisch gleichen Bedingungen. wie der Bikomponentenfaden behandelt worden ist. nach dem Eintauchen in kochendes Wasser bei verschiedenen Spannungen bestimmt. Dies geht nach folgender Arbeitsweise vor sich: Es werden mehrere Proben von dem wie oben hergestellten Monokomponentenfaden genommen. Ein einziges Ende der Probe wird mit einem Gewicht, das einem Dreißigstel Gramm pro Denier entspricht, belastet, worauf die Länge im Belastezustand bei 25°C und 65% r. F. genau gemessen wird, Nachdem man das Gewicht durch ein anderes Gewicht, das 0 bis 700 mg pro Denier entspricht, ersetzt hat. wird der Probefaden 10 Minuten in kochendem Wasser bei IfM)⁰C zum Schrumpfen eingeweicht. Der geschrumpfte Probefaden wird dann im belasteten Zustand 24 Stunden bei 25 C und 65% r. F. an der Luft getrocknet. Die Messungen werden unter Verwendung jedes Differenzgewichtes in der Schrumpfungsbehandlung bei einer genügend großen Probenzahl des gleichen Monokomponentenfaden durchgeführt, bis praktisch kein Schrumpfen mehr beobachtet wird, was auf das Gleichgewicht der Belastung mit der Schrumpfspannung zurückzuführen ist. Nachdem man das Gewicht wieder durch das Ursprungsgewicht ersetzt hat. bestimmt man die Länge des getrockneten Probefadens.

Die Schrumpfung wird als prozentualer Verlust der ursprünglichen L;inge nach dem Schrumpfen, d. h. als prevntualer Unterschied zwischen der Länge vor dem Schrumpfen und der Länge nach dem Schrumpfen gegenüber der ersteren Länge, angegeben. Die in verschiedenen Meßreihen erhaltenen Schrumpfungen werden als Belastungs-Schrumpfungskurve grafisch dargestellt, aus welcher die Differenz der Schrumpfbarkeit der beiden Komponenten und die restliche Schrumpfspannung erhältlich ist.

Im folgenden wird auf die Zeichnung Bezu;' genommen. Das Diagramm der Zeichnung zeigt die Beziehung zwischen den Schrumpfungen der beiden Komponenten und der aufgebrachten Last und veranschaulicht den Unterschied zwischen der Schrumpfbarkeit und der restlichen Schrumpfspannung.

In der Figur beziehen sich die Kurven A und R auf die Schrumpfungen des Fadens A' aus der höher schrumpfenden Komponente und des Fadens B' aus der niederer schrumpfenden Komponente. Die Linie OX zeigt die Schrumpfbarkeit des Fadens A': die Linie OX die Schrumpfbarkeit des Fadens B . Bei der Kombination aus dem Faden A' und dem Faden B zeigt die Linie XX' die restliche Schrumpfbarkeit. die in dem Faden A' noch zurückbleibt, nachdem der Faden B' geschrumpft ist. d. h. die Differenz der Schrumpfbarkeit ( h%) zwischen den beiden Fadenkomponenten. Die Ausdehnung der horizontalen geraden Linie in der Kurve B schneidet die Kurve .4 beim Punkt }'. Die den Schnittpunkt Y durchlaufende Senkrechte schneidet die Abszisse bei dem Punkt Z. Die Belastung (mg/den), die dem Schnittpunkt Z entspricht, stellt die restliche Schrumpfspannung ( IF) dar.

Die Kräuselentwicklungsfähigkeit der Verbundfaden ist durch die Beziehung zwischen der Differenz der Schrumpfbarkeit der beiden Komponenten und der restlichen Schrumpfspanr.ung charakterisiert. Vom Standpunkt des praktischen Betriebs her ist es von größerem Vorteil. Verbundfaden mit der Kombination von Komponenten die eine große restliche Schrumpfspannung zeigen, herzustellen, als Verbundfaden mit großer Unterschiedlichkeit eier Schrumpfbarkeit zwischen deren beiden Komponenten zu bilden. Der Hauptgrund hierfür ist der. daß die

erstgenannten Verbundfaden eine stabilere Kräuselung entwickeln.

Es ist sciion herausgestellt worden, daß die Wahrscheinlichkeit zur Deformation bei Polyacrylnitril-Kräusclfasern mit dem Problem verbunden ist. die Lörang in der Wärmebehandlung, wie der Kräuselentwicklungsbehan'Mung und dem Färben zu erwarten.

Die Komponente mit der höheren Schrumpfbarkeit In dem Verbundfaden der Erfindung zeigt immer •inen höheren Wert der restlichen Schrumpfspannimg im Vergleich mit beliebigen Komponenten bei beliebigen herkömmlichen zusammengesetzten Polyacryliiitrilfäden. die eine unterschiedliche Schrumpfbarkeit twischen den beiden Komponenten haben, die derjenigen des Verbundfadens der Erfindung gleich ist. folglich kann der Verbundfaden gemäß der Erfindung Kräusel mit ausgezeichneter Stabilität im Vergleich tu den herkömmlichen zusammengesetzten PoIyncrylnitrilfäden erzeugen.

In diesem Zusammenhang kann gesagt werden. daß die Fadenkomponenten so ausgewählt und kombiniert werden sollten, daß das Produkt aus der Differenz in der Schrumpfbarkeit und aus der höher schrumpfenden Komponente mindestens 50. vorzugsweise mindestens 100. betragen kann. Falls dieses weniger als 50 ist. dann entwickelt der Verbundfaden so eine geringe Kräuselung, bzw. die Kräuselung ist Tu, praktische Zwecke nicht brauchbar.

Die Ausbildungsfähigkeit einer Kräuselung mit ausgezeichneter Stabilität und hoher Frequenz hängt von dem obengenannten Produkt l· · If ab. Jedoch beeinflussen auch andere physikalischen und mechanischen Faktoren, wie der Biegemodul. die relativen Anteile der Komponenten und die Querschnittsgcstalt des Verbundfadens die Kräuselstabilität und die Kräuselfrequcn/ im gewissen Ausmaß, und können somit eine Variicrung in der Differenz der Schrumpfbarkeit genauso wie die restliche Schrumpfspannung mit sich bringen. Bei der Arbeitsweise gemäß der vorliegenden Erfindung werden zufriedenstellende Friiebnisse bei einer Differenz der Schrumpfbarkeit 1.· \on etwa 2.5 bis 3 (V einer restlichen Schrumpfspannung If von etwa 17 bis 43 und einem Prcciukt I, I/· von 65 bis 1200 erhalten.

Im folgenden soll das Verfahren zur Herstellung der Verbundfäden näher beschrieben werden.

Die Herstellung des Acrylnitril-Copolymeren. d.is ein höheres Alkylacrylat enthält, kann mit zufriedenstellenden Ergebnissen nach den herkömmlichen Verfahren durchgeführt werden, wobei jedoch auf Grund der iienneen ~ Wasserlöslichkeit des Monomeren aus «lern höheren Alk>lacrylat die Emulsionspolymerisation und die Lösungspohmerisation bevorzugt werden, hin höherei, Alkylacrylat hat eine ziemlich gute Fähigkeit für die Copolymerisation mit Acrylnitril. wobei die Ausbeute des Copolymeren oftmals. je nach den Polymerisationsbedingungen, über 95° η hinausseht, so daß die Menge der nicht umgesetzten Monomeren, die abgetrennt werden müssen, vorteilhafterweise sehr klein gehalten wird. Es brauchen mit Ausnahme der herkömmlichen Zusatzstoffe, wie Katalysatoren. Emulgatoren u. dgl. für die Polymerisation keine speziellen" Additive verwendet werden. Das durch die Polymerisation erhaltene Polymere wird im Falle der Lösungspolymerisation direkt dem Spinnvorgang unterworfen.

Sonst geschieht dies nach dem Reinigen. Trocknen und dem Auflösen in einem Lösungsmittel. Die Spinnlösung stellt eine 15 bis 25%ige (Gewicht) Lösung des Polymeren in einem organischen oder anorganischen Lösungsmittel dar und besitzt gewöhnlich eine Viskosität von 100 bis 500 Poise.
Bei dem Spinnverfahren kann entweder eine Seitean-Seite-Verbindung oder eine exzentrische Hüllen-Kern-Anordnung gewählt werden. Die erstere verleiht den erhaltenen Fasern bessere Kräuseleigenschaften. Die gemäß der Erfindung hergestellten Fasern

ίο enthalten ferner vorzugsweise etwa gleiche Teile der beiden Komponenten, obwohl man auch gute Ergebnisse mit zusammengesetzten Fasern erhält, die mindestens 30% oder insbesondere mindestens 40% (Gewicht) einer Komponente und bis zu 70%, insbesondere bis zu 60% (Gewicht) der anderen Komponente enthalten. Zur Herstellung der Verbundfaden kann jede beliebige bekannte Spinndüse für das gemeinsame Verspinnen eingesetzt werden.

Die Verspinnung kann nach dem Naßverfahren.

Trockenverfahren oder nach dem Semi-Schmelz-Verfahren durchgeführt werden. Im Falle der Naßverspinnung ist eine besondere Berücksichtigung der Fällungsbedingungen erforderlich. Einer der verschiedenen Gründe, warum bis jetzi noch keine

höheren Alkylacryla.te. zumindest in der Faserindustrie, noch nicht technisch hergestellt worden sind, stellt ihren Nachteil der unbefriedigenden Spinnbarkeit oder Verstreckbarkeit. der auf ungeeignete FaI-lungsbedingungen zurückzuführen ist. sowie die F.ntglasung der erhaltenen Fasern, die dadurch bewirkt wird und den unzulänglichen Glanz und die unzulängliche Qualität dar. Insbesondere, wenn das Lösungsmittel für die Polymermischling ein organisches Lösungsmittel, z. B. Dimethylformamid ist und wenn das Fällungssystem eine wäßrige Lösung desselben oder ein Gemisch damit darstellt, dann findet es nicht selten statt, daß obwohl es auch in gewissem Maße von der Natur der Polymermischung abhängen kann, daß die Durchführung des Spinnbetriebs unmöglich wird, so daß die geeigneten Bedingungen der Fällung auf einen extrem engen Bereich eingeschränkt sind.

Die Fällungssysteme, die für die Herstellung der

Verbundfaden der Erfindung gut geeignet sind, stellen wäßrige Lösungen von bestimmten niederen Alkoholen, wie Methanol. Äthanol. Propanol. Isopropanol. Butanol. Äthylenglykol. Glycerin u. dgl., von anorganischen Salzen, wie Rhodanaten. Kalziumchlorid, Zinkchlorid u. dgl. und von anorganischen Säuren, wie Salpetersäure. Schwefelsäure u. dgl., dar. Welche Lösungsmittel für die Spinnlösung auch immer verwendet werden, eine gute Verspinnbarkeit und Fasern mit ausgezeichneter Qualität sind bei derartigen Fällungssystemen erhältlich. Schließlich kann es noch notwendig sein, die Koagulationsbedingungen so auszuwählen und zu regeln, daß das Lösungsmittel in der gesponnenen fadenartigen Lösung extrahiert und soweit wie möglich in das Fäilungsbad hineindiffundiert werden kann, wodurch sowohl im inneren Teil als auch in dem Umfangsteil der Faser eine

^⁰ homogene Fällung stattfinden kann. Von diesem Standpunkt aus gesehen, ist es für die Verbundfaden der Erfindung vorzuziehen, diese nach einem Trockenspinnverfahren herzustellen.

Nach dem auf diese Weise erfolgten Herstellen des Fasergefüges werden die verfestigten Faserr. auf die herkömmliche Weise heiß verstreckt, getrocknet und gegebenenfalls auf einem Rohr aufgewickelt. Das bevorzugte Verstreckungsverhältnis beträgt beim Trok-

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kenspinnen im allgemeinen 4 bis 8 x, sonst 6 bis 12 x. Auf Grund der guten Verträglichkeit findet bei den Verbundfaden der Erfindung während oder nach dem Verstrecken kein Aufspalten der einzelnen Komponenten statt.

Die Rräu.älausbildung der Verbundfaden kann durch Verwendung der beliebigen bekannten Schrumpfmittel durchgeführt werden. Die Kräusel-■usbildung wird gewöhnlich durch Verwendung von leißem wäßrigem Medium, wie heißem oder kochendem Wasser, Wasserdampf oder einer heißen hochleuchtcn Atmosphäre durchgeführt, oder durch die Verwendung von heißer Luft oder anderer heißer |asförmiger oder flüssiger Medien, die gegenüber den

'efUhi

arbeitung durchgeführt werden. Sehr interessante Anwendungsarten für die endlosen Garne sind beispielsweise die Herstellung von Kammgarnflächengebildtn, die aus den ungekräuselten Garnen, die die potentielle Kräuselung enthalten, hergestellt werden und die nach dem Verweben und Fertigstellen gekräuselt werden. Die Kammgarnflächengebilde haben ein Aussehen und eine Griffigkeit, die derjenigen von Produkten, die aus Stapelgarnen hergestellt sind, sehr ähnlich sind. Sie besitzen aber nicht die Nachteile bei der Verarbeitung und bei der Verwendung dieser Flächengebilde.

In den nachstehenden Beispielen, die die Erfindung erläutern, sind die prozentualen Angaben, wenn nicht

olymeren der Verbundfaden chemisch inert sind. 15 anders angegeben, auf das Gewicht bezogen. Ferner

t)ie Temperaturen der Kräuselausbildung liegt ge- wurden in sämtlichen Beispielen die Polymeren in

*öhnlich in der Nachbarschaft von 100" C, kann aber Form ihrer Lösungen in gleichen Volumina der

iuch höher oder niedriger sein, wobei sie jedoch den Spinndüse zugeführt.

Schmelzpunkt der niederer schmelzenden Polymer- Die Kräuselfrequenz und der Elastizitätsgrad unter

komponente der Faser nicht übersteigt. Auf diese 20 Belastung entsprechend 50 mg pro Denier der erfin-

Weise erhält der gekräuselte Faden durch seine ge- dungsgemäßen Fasern wurde nach dem folgenden

»amte Länge hindurch eine gleichförmige und stabile. Versuch erhalten:

lchraubenförmige Kräuselung mit einer Frequenz Ein Ursprungsgewicht von 5 mg, wenn die schcin-

Von 8 bis 50, insbesondere 10 bis 40 pro 25 mm der bare Denierzahl des Fadens weniger als 5 ist. bzw.

gekräuselten Länge, einem Elastizitätsgrad unter Be- 25 ein Ursprungsgewicht von 10 mg, wenn die scheinbare

Denierzahl des Fadens 5 oder mehr beträgt, wird an das eine Ende eines gekräuselten Fadens angebracht. Die Gesamtzahl der Kräusel in 25 mm der gekräuselten Länge unter der obengenannten Belastung, d. h. die Kräuselfrequenz wird abgezählt.

Die Fadenlänge /_n unter dem obengenannten Urrprungsgewicht wird bestimmt. Hierauf wird, nachdem der Faden 30 Minuten mit einem Gewicht, cla^ 50 mg pro Denier entspricht, belastet worden war die Länge des belasteten Fadens /, bestimmt. Nacli dem Entfernen der Belastung wird der Faden 2 Mim: ten schrumpfen gelassen, worauf die Länge /, di> gekräuselten Fadens unter dem obengenannten Ii sprungsgewicht erneut bestimmt wird. Der Grad cki

Tastung entsprechend 50 mg pro Denier von minde-Itens 75%. insbesondere mindestens 80% und einer Retention des Elastizitätsgrads unter Belastung entsprechend 150 mg pro Denier von mindestens 85%. Insbesondere mindestens 90%. bezogen auf den Elastifcitätsgrad unter Belastung entsprechend 50 mg pro Denier.

Bei vielen Anwendungsarten der kontinuierlichen oder der stapelfaserförmigen Verbundfaden für Textilmatenalien werden auf die Flächengebilde und somit 35 auf die einzelnen Häden bei der täglichen Verwendung dieser Materialien relativ hohe Zugspannungen ausgeübt. Eine selbst bei hohen Spannungen hohe Kräuselstabihtät. die für die Dimensionsstabilität der Kammgarn- oder Wirkprodukte aus diesen Kräusel- 40 Kräuselelastizität wird nach der folgenden Gleichtun;, fäden notwendig ist. ist somit für die praktische erhalten: Verwendung der Fäden sehr wichtig. Die Eigenschaft der erfindungsgemäßen Verbundfaden, daß sie eine intensive Kräuselbarkeit unter Ausbildung von stabilen und dauerhaften Kräuseln auch nach 45 der Anwendung von hohen Zugspannungen oder hohen Belastungen auf die Fäden haben, macht sie für viele Textilanwendungen besonders geeignet, bei denen hoch gekräuselte voluminöse Fäden gewünscht

«ind und wo eine hohe Kräuselretention unt^r hoher 5° des Gewichts, das 50 mg pro Denier entspricht, ei Spannung von großer Wichtigkeit ist. Dies trifft auch Gewicht, welches 150 ms pro Denier entsnru auf die Kräuselfaden zu. die zu Stapellängen zerschnitten werden und die gewöhnlich zu Garnen >ersponnen und nach den bekannten Textilverfahren zu gewirkten oder gewebten Waren weiterverarbeitet 55 »erden. Die Stapelfasern dieser Erfindung können gekräuselt werden, bevor sie weiterverarbeitet werden oder in einem beliebigen Verarbeitungsstadium, beispielsweise nachdem sie zu Garnen versponnen wor-

Grad der Kräuselelastizität (%) =

Zur Bestimmung des Grads der Kräuselelastizität unter einer Belastung, die 150 mg pro Deniet entspricht, wird die obige Arbeitsweise in der gleichen Weise durchgeführt, mit der Ausnahme, daß an Stc!'·

verwendet wird.

Beispiel 1

Durch Schlamm- oder Emulsions-Polymerisatior wurden verschiedene Acrylnitril-Copolymere als niederer schrumpfende Komponenten und verschiedene Acrylnitril-Copolymere mit höherem Alkylmethaery at als höher schrumpfende Komponenten hergestellt

den sind oder nachdem die gewebten oder gewirkten ^6o Diese Polymeren wurden in Dimethylformamid auf Waren aus diesen Garnen hergestellt worden sind Eine weitere wichtige Anwendung stellt die Verarbeitung der endlosen Fäden zu voluminösen Flächenecbüd^n dar. die wiederum mit den endlosen Fäden im gekräuselten oder im ungekräuselten Stadium ⁶5 durchgeführt werden kann. Im letzteren Falle kann die Kräuseluna nach dem Verweben oder Verwirken der Garne oder in jedem beliebigen Stadium der Ver-

geiöst. um die jeweiligen Spinnlösungen mit einei Polymerkonzentration von 25% herzustellen. Dn Spinnlösungen wurden aus einer Spinndüse mi 50 öffnungen mit einem Durchmesser von 0.16 mn trocken versponnen, wodurch die jeweiligen Mono komponenten-f ädengarne gebildet wurden. Die Lo sungen wurden bei 105C extrudiert. Durch di< Spinnzelle wurde parai'-el zur Laufrichtung des ge

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sponn^nen Games vorgewärmtes Stickstoffgas mit 235°C geblasen. Die Oarne wurden mit 25Om pro Minute aufgewickelt.

Die gesponnenen Garne wurden in kochendem Wasser auf die 4fache ursprüngliche Länge verstreckt. Die verstreckten Garne wurden dann mit Wasser gewaschen und bei 12O⁰C in siner Trockeneinrichtung getrocknet. Die erhaltenen Garne hatten eine Deniertahl pro Faden von 3. Nach bestimmten Kombinationen aus den erhaltenen Fäden für die niederer schrumpfende Komponente und denjenigen für die höher Ichrumpfende Komponente wurde die Differenz der Schrumpfbarkeit ( Ii) und die restliche Schrumpfspannung (I F) bestimmt. Die entsprechenden Werte sind in Tabelle 1 angegeben.

Auf der anderen Seite wurden Vefbundfäden aus den Kombinationen aus den beiden Fädenkompo-

nenten in der gleichen Weise wie oben hergestellt, nur mit der Ausnahme, daß eine Spinndüse für ein Seite-an-Seite gemeinsames Verspinnen verwendet wurde, die 50 öffnungen mit einem Durchinesser von 0,16 mm enthielt. Die erhaltenen Verbundfäden

'ο wurden zur Ausbildung ihrer Krause! in Wasser von 100" C erhitzt, worauf die Kräuseleigenschaften bestimmt wurden. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengestellt.

Tabelle I

Nr.

Niedriger schrumpfende
Komponente

AN,₄—M6₅—MAS,

AN_Q

M 6_S — MAS,

ANq,-MI2₆—MAS,

AN«

M 12,

MAS,

Holier schrumpfende Komponente	ι,	If" (mg/den)	1.1 [
AN₈₄- M 6,₅ — MAS, AN₈₉-^_n-MAS₁ AN₈₇-M 12,J-MAS₁ AN₈₇-4,, —MAS,	6,4 6,3 3,8 3.9	33,2 6,8 17,4 11,2	212,5 42,8 66.1 43,6

'): In den Tabellen sämtlicher Beispiele bedeuten die Abkürzungen folgende gebundene Comonomcrc:

AN = Acrylnitril.

M 6 = 2-Athylhcxylmcthacrylat.

NtAS — Nalriummethacryisulfonat.

M 12 = l.aurylmcthacrylat.

2 = Äthyiacrylat.

4 = Butylacrylat.

²I: Die als Index angegebenen Zahlen bedeuten den prozentualen Gehalt des jeweiligen gebundenen Comonomcren.

Tabelle 2

Nr.	Denier	Zugfestigkeit heim Bruch (g den I	Hruch- delinun CnI
I'	3.2	2.6	32
T	3.0	2.8	35
y	3.0	2.4	29
4'	3.0	2.7	33

Kräiiselfrequen/
(Nr 25 mmI

(irad der K iiiselelasti/itäl (%,
unter einer Belastung von

29
4
19

50 mg den

88
78

150 mg den
S3

Retention des

Kn'iiisclelasti/ität-

grades

("•»I

94.3
97.4

In der Tabelle 1 ist die Schrumpfspannung für die Nrn. 1 und 2 sowie für die Nm. 3 und 4. die praktisch gleiche Unterschiede der Schrumpfbarkeit feigen, zu vergleichen. Wie aus der Tabelle 1 ersichtlich Ist. sind die restlichen Schrumpfspannungen der Nrn. 1 und 3 hoch, und die Produkte aus der Differenz der Schrumpfbarkeit und der restlichen Schrumpftpannung( I. · IF) übersteigen den Wert 50. Diese Werte spiegeln sich in den in Tabelle 2 dargestellten Kräuseleigenschaft wider, worin die Nrn. Γ und 3' hinsichtlich der Kräuselfrequenz, des Grades der Kräuselelastizität und der Rentention des Kräuselelastizitätsgrades überragende Werte zeigen. Diese Proben haben somit ausgezeichnete Kräuseleigenschaften.

Dazu im Gegensatz weisen, da das Produkt aus der Differenz der Schrumpfbarkeit und aus der restlichen Schrumpfspannung auf Grund der schlechten restlichen Schrumpfspannung bei den Nm. 2 und 4 weniacr als 50 beträgt, die entsprechenden Verbundfaden Nrn. 2' und 4'. die aus den Polymeren der Nrn. 2 und 4 hergestellt sind, eine derartig niedrige Kräuselbarkeit. daß sie für den praktischen Geblauch nicht geeignet sind.

so B e i s ρ i e 1 2

Durch Schlamm- oder Emulsions-Polymerisation wurden verschiedene Acrylnitril-Polymcre als nieder schrumpfende Komponenten und höher schrumpfende Komponenten hergestellt. Diese Polymeren wurden in Dimethylformamid aufgelöst, um ihre jeweiligen Spinnlösungen mit einer Polymerkonzentration von 20% herzustellen. Die Spinnlösungen wurden aus einer Spinndüse in ein Isopropylalkoholbad mit 20 C

fio naß versponnen, um ihre jeweiligen Monokomponenten-Fädengarne zu bilden. Die gesponnenen Garne wurden in einer 50%igcn wäßrigen Lösung von Isopropylalkohol bei 45" C 2.5 χ und dann 3.5 χ in kochendem Wasser weiter verstreckt. Die verstreckten Garne wurden mit Wasser gewaschen und dann 1.2 χ bei 150C in einer Trockeneinrichtung verstreckt. Die erhaltenen Garne mit 300 Denier von 100 Fäden wurden mit 42 m pro Minute aufgewickelt

⁰I

I 14

Nach bestimmten Kombinationen der erhaltenen Fäden für die niedriger schrumpfende Komponente und denjenigen für die höher schrumpfende Komponente wurde die Differenz der Schrumpfbarkeit ( I?) und die restliche Schrumpfspannung (IF) bestimmt. Diese Werte sind in Tabelle 3 zusammengestellt.

Auf der anderen Seite wurden aus den Kombinationen der beiden Fädenkomponenten Verbundladen mit 300 Denier von 100 Fäden in der gleichen Weise wie oben hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, daß die beiden Spinnlösungen gleich-/eitiü in Seite-an-Seite-Anordnung aus den gleichen öffnungen einer Spinndüse extrudiert wurden. Die erhaltenen Verbundfäden wurden in Wasser von 100 C zur Ausbildung ihrer Kräusel erhitzt. Die Kräuseleigenschaften wurden bestimmt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 4 zusammengestellt.

Tabelle

Mr	Ni	■driger schrumpfende	Hoher schrumpfende	Komponente	I..	I F	ι,- if
IN Γ-		Komponente		— 6-₅ — MAS,	["..I	Img dciii
5	AN₉,	— 6, — MAS₂	AN,n._s	- 65 — MAS,	2,4	11,1	27
6	AN_Q8	— MAS,	ANq₃ -	- K₅-MAS,	3,0	25.5	77
7	AN«	— 6₅ — MAS,	AN₈₄-	- VAc₁₀ — MAS,	3.7	12.2	45
8	A Nq₀	_ä— I_7-5-MAS₂	AN_8R -	- I₁₀-MAS,	4.2	11.3	47
9	AN₄₈	— MAS,	AN₈₈-	— 6- 5 — MAS,	5.0	27.1	136
10	AN_qH	— MAS,	AN_9n-5	-6₁₀—MAS,	5.4	37.6	203
11	ANg₃	— 65 — MAS,	AN₈₈-	- 6₁₀— MAS,	5.5	21.0	116
12	ANg₈	— MAS,	AN₈₈-	8.5	42.4	360

fi =

VAc =

i-Äthylhcxylacrylat.

Methylaeryhit.

Vinylacetat.

Tabelle

Denier

] Zugfestigkeit
beim Bruch
(g dem

	3.0
6'	3.1
T	2,8
S'	3.0
9'	3,4
(V	2,9
II'	3.0
2'	3.0

Bruchdehnung

CnI

3.4	25
3.6	24
3.2	28
1.5	26
3.5	29
3.5	26
3,1	30
3.3	"(0

kräusclfrequenz 1 Nr. 25 mm I

16 6 Grad der KräuselclasliYität (%l
unter einer Belastung von

50 mg den

I5nms den

84

Retention des

Kräuselelastizitäts-

virades

99

(nicht bestimmbar, weil sich die Komponenten aufspalten)

21 18 28

In der obigen Tabelle 3 wird die Differenz, der Schrumpfbarkeit ( l·) um so größer, je größer die Probeniiummcr wird. Die Nrn. 6. 10. 11 und 12. die gemäß der Erfindung verwendbare Kombinationen darstellen, zeigen hohe restliche Schrumpfspannungen. Die Produkte aus der Differenz der Schrumpfbarkeit und der restlichen Schrumpfspannung gehen hierbei über 50 hinaus, so daß die daraus hergestellten Fäden eine ausgezeichnete Schrumpfbarkcit aufweisen.

Insbesondere kann trotz der Tatsache, daß die Nr. 6 im Vergleich zu den Nm. 7 und 8 eine geringere Diflerenz der Schrumpfbarkeit zeigt, die erstere doch ihre ausgezeichneten Kräusel ausbilden, was auf die hohe restliche Schrumpfspannung der höher schrumpfenden Komponente zurückzufuhren ist, während die letzteren Nummern praktisch keine Kräusel ausbilden können, was auf die schlechteren restlichen Schrumpfspannungen ihrer höher schrumpfenden Komponenten zurückzuführen ist. Somit sind diese für den praktischen Gebrauch nicht geeignet.

Diese Ergebnisse werden durch die in Tabelle 4 angegebenen Kräuseleigenschaften voll bestätigt. Die Kräuselfrequenz sowie der Orad der Kräuselelastizität 84
81
80

78 76 77

93 94 96

ist nämlich bei den Nrn. 6'. 10'. 11' und 12' groß. Insbesondere ist bei diesen Nummern die Retention des Kräuselelastizitätsgrads unter einer Belastung, die 150 mg pro Denier entspricht, und die in hohem Maß die Stabilität der Kräusel repräsentiert, erheblich hoch. Im Gegensatz dazu entwickeln die Nrn. 7' und 8'. wie aus der Kräuselfrequenz in der Tabelle 4 hervorgeht. Kräusel mit wenig zufriedenstellenden Eigenschaften. Ferner besitzen trotz der Tatsache, daß das Produkt aus der Differenz der Schrumpfbarkeit und der restlichen Schrumpfspannung mehr als 50 beträgt, die Fädenkomponenten in dem Verbundfaden der Nr. 9' keine gegenseitige Verträglichkeit, so daß bei diesem Verbundfaden eine teilweise Entschichtung oder ein Aufspalten der Komponenten beobachtet wird, wodurch die gebildeten Kräusel nicht durch die gesamte Länge des Fadens gleichförmig sind. Ein derartiges Entschichtungsphänomen wurde beobachtet, als Zähigkeit und die Dehnung des Fadens auf einem Instron Tensile Tester gemessen wurde. Es wurde auch durch die Belastungs-Dehnungs-Kurven, die auf einem Meßblatt automatisch aufgenommen werden und die gesonderte Brüche

Io

der jeweiligen individuellen Komponenten zeigten, bestätigt.

Beispiel 3

Durch Schlamm- oder Emulsions-Polymerisation wurden verschiedene Acrylnitril-Polymere als nieder ichrumpfende Komponenten und Acrylniiril-C'opolymere mit höherem Alkylacrylat als höher schrumpfende Komponenten hergestellt. Die Polymere wurden in Dimethylformamid aufgelöst, um ihre jeweiligen Spinnlösungen mit einer Polymerkonzentration von 20% herzustellen. Die Spinnlösungen wurden aus einer Spinndüse mit öffnungen mit einem Durchmesser von 0,09 mm in ein Fällungsbad aus Isopropylalkohol naß versponnen, um ihre jeweiligen Jvlonokomponenten-Fädengarne zu bilden. Die getponnenen Garne wurden 2 χ bei 60'C in einem heißen Wasserbad verstreckt und in kochendem Wasser weiter verstreckt. Die verstreckten Garne wurden mit Wasser gewaschen, bei 150°C getrocknet

und mit 38 m pro Minute aufgewickelt. Die erhaltenen Garne hatten 300 Denier von 100 Fäden. Das gesamte Verstreckungsverhältnis betrug 9 χ .

Nach bestimmten Kombinationen der erhaltenen Fäden für die niedriger schrumpfende Komponente und denjenigen für die höher schrumpfende Komponente wurde die Differenz der Schrumpfbarkeit ( If) und die restliche Schrumpfspannnng (IF) bestimmt. Die erhaltenen Ergebnisse sind 1 Tabelle 5 zusammengestellt.

Auf der anderen Seite wurden aus Kombinationen der beiden Fädenkomponenten in der gleichen Weise wie oben Verbundfaden hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, daß die beiden Spinnlösungen aus denselben öffnungen einer Spinndüse gleichzeitig in Seite-an-Seite-Anordnung extrudiert wurden. Die erhaltenen Verbundfaden wurden in heißem Wasser bei 100²C zur Ausbildung ihrer Kräusel erhitzt. Die Kräuseleigenschaften wurden bestimmt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 6 angegeben.

Tabelle

Nr	Niedriger schrumpfende	■Componente	Höher schrumpfende	Komponente	<%)	IF	Ir· I P
		-MAS,		— I₅-MAS,	2.3	(mg/den)	IF I Γ
13	AN₉₈-	- MAS₂	AN,,	— 3j — MAS,	2,5	10,9	25
14	AN₉₈-	- MAS₂	AN,,	— 5₅ — MAS,	2.9	16.5	41
'-5	AN₉₈ -	- MAS₂	AN,,	— S₅ — MAS₂	3.3	22.6	66
16	AN_9S-	- MAS,	AN,,	— 1O₅-MAS₂	3.1	35.7	118
17	AN₉₈-	- MAS,	AN₉,	— 12, — MAS,	3.0	34.8	108
18	AN₉₈ -	- MAS,	AN₉,	— 14j—MAS₂	2.5	30.9	93
19	AN₉₈-	- MAS₂	AN,,	— I65— MAS₂	1.8	26,0	65
20	AN₉₈ -	AN,,		20.1	36

IO =

Propylacrylat.

Amylacrviat.

Octylacr'ylal.

Dccylacrylat.

Lnuryliicrylat.

Myristyliicrylat.

Cetylacrylat.

Tabelle

Nr	Denier	Zugfestigkeit heim Bruch	Bruch dehnung iB/ I	Kräusclfrequenz (Nr. 25 mm)	Grad der Kräuselelasti/ität \|%\| unter einer Belastung von	150 mg den	Retention des Krause lclastizitäts- grades
		Ij! UCiI J	I ⁷O I		50 mg den		(%)
LV	3.0	3.6	27	3
14'	3.2	3.5	25	4		83
15'	3.4	3.3	24	10	85	79	98
16'	2.8	3.5	26	22	82	79	96
17'	2.7	3.7	26	20	81	80	98
18'	3,1	3,0	27	17	83	80	96
19'	3,0	3,2	25	12	81	—	99
20'	2,9	3.3	24	2	—	__

Die Tabelle 5 zeigt verschiedene Verbundfaden, bei denen die niedriger schrumpfenden Komponenten aus dem gleichen Polymeren und die höher schrumpfenden Komponenten aus Acrylnitril-Copolymeren mit 5% Acrylat, welches sich in der Anzahl der Kohlen' stoffatome unterscheidet, bestehen. Solche Kombi' 6< nationcn, wie sie in den Nrn 13 und 14 gezeigt sind, bei denen das Copolymere ein gebundenes niedriges Alkylacrylat enthält, ergeben eine geringere Differenz der Schrumpfbarkeit und eine niedrigere restliche Schrumpfspannung im Vergleich zu den Kombi' nationen, die Copolymere mit einem gebundenen höheren Alkylacrylat enthalten. Demgemäß besitzen die ersteren ein Produkt aus der Differenz der Schrumpfbarkeit und aus der restlichen Schrumpf' spannung von weniger als 50, so daß die daraus her' gestellten Verbundfaden eine geringe Kräuselung entwickeln, im Gegensatz hierzu zeigen die Korn'

binationen, die eine höher schrumpfende Komponente mit einem höheren Alkylacrylat enthalten, zufriedenstellend große Werte sowohl der Differenz der Schrumpfbarkeit als auch der restlichen Schrumpfspannung. Wie aus der Tabelle 6 hervorgeht, bilden daher die daraus hergestellten Verbundfäden ihre Kräuselung rasch aus, und die gekräuselten Fäden sind auf Grund ihrer hohen Retention des Kräuselelastizitätsgrads, d. h. ihrer hohen Kräuselstabilität für die Praxis gut geeignet.

Die Polymerkomponente, die als ihr Comonomeres ein Acrylat mit der höheren Alkylgruppe mit 16 Kohlenstoffatomen enthält, liefert keine klare Spinnlösung, sondern eine leichte opake, trübe Lösung mit unzureichender Verspinnbarkeit.

Beispiel 4

Durch Emulsions-Polymerisation wurden verschiedene Acrylnitril-Copolymere als niedriger schrumpfende Komponenten und höher schrumpfende Komponenten hergestellt. Wie in dem vorstehenden Beispiel 3 wurden diese Polymere in Dimethylformamid aufgelöst, um ihre jeweiligen Spinnlösungen mit einer Polymerkonzentration von 20% herzustellen. Die Spinnlösungen wurden getrennt aus einer Spinndüse mit öffnungen mit einem Durchmesser von 0,09 mm eine 40%ige '-'äßrige Kalziumchloridlösung naß

versponnen und zu ihren jeweiligen Monokomponenten-Garnen verfestigt. Die gesponnenen Garne wurden 2 :< bei 60^;C in einer 30%igen wäßrigen Kalziunichloridlösung verstreckt und hierauf weiter bei 90 C in einem Äthylenglykolbud verstreckt Die verstreckten Garne wurden mit Wasser gewaschen, bei 150"C getrocknet und mit 37 m prc Minute aufgewickelt. Die erhaltenen Garne haben 300 Denier von 100 Fäden. Das gesamte Verstreckungsverhältnis betrug 8,5 χ.

Nach bestimmten Kombinationen der erhaltenen Fäden für die niedriger schrumpfende Komponente und denjenigen Tür die höher schrumpfende Komponente wurde die Differenz der Schrumpfbarkeit (I; 1 und die restliche Schrumpfspannung (IF) bestimmt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 7 zusammengestellt.

Auf der anderen Seite wurden Verbundfaden mit 300 Denier von 100 Fäden aus den Kombinationen der beiden Fädenkomponenten in der gleichen Weise wie oben hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, daß die beiden Spinnlösungen gleichzeitig aus den gleichen öffnungen einer Spinndüse in Seite-an-Seite-Anordnung gemeinsam versponnen wurden. Die erhaltenen Verbundfaden wurden in heißem Wasser bei 100'C zur Ausbildung ihrer Kräusel erhitzt. Die Kräuseleigenschaften wurden bestimmt.Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 8 zusammengestellt.

Tabelle

Mr	Niedriger schrumpfende	Komponente	Höher schrumpfende	Komponente	Il	IF	\ 1 ■ \ F	30.9	20.7	640
IN Γ.		- 1 ,„ — MAS,		- Ij₀-MAS₂	(%)	(mg den)		35,2	32,8	1155
21	ΛΝ-,-	- S₃₀ — MAS₂	AN,._S -		(nicht besti		mmbar. weil ein Zusammen	33,4	31.8	1062
	AN_hH-	},,, MAS.		- 3.V, — MAS₂		kleben stattfand;	31.0	27,5	853
T)	AN-,	- 5_2O - MAS₂	AN_hH-	-5,„ —MAS,	desgl.	24.9	22.5	560
23	AN₇₈ -	- 8_2O — MAS₂	ANm -	- S₃₀ — MAS₂		nicht ver
24	AN₇₈ -	- 1O₂₀-MAS₂	AN,,, -	- 1O₃₀-MAS₂
25	AN-, -	- 12,_n—MAS₂	AN_M-	- 12_3O—MAS₂
26	AN₇₈-	- H₂₀-MAS₂	AN₆₈ -	- H₃₀-MAS₂
27	AN₇₈-	- 16_2O— MAS₂	AN„₈ -	- IO₃₀-MAS₂
28	AN₇₈-		AN_M -		(wegen geringer Löslichkeit
			spinnbar)

Tabelle

Nr.	Denier	Zugfestigkeit beim Bruch (g den)	Bruch dehnung	Kräuselfrequcnz (Nr. 25 mm)	Grad der Kräusclclastizitat (%) unter einer Belastung von	150 mg den	Retention des Kräuselelsstizitäts- grades
		--	(/0)		50 mg/den	_.	(%l
IV IT	—	2.8	—	...		73	_.
23'	2,7	2,7	48	39	80	69	91
24'	3,0	2,9	45	48	78	69	88
25'	3,1	3,2	43	47	79	70	87
26'	2,8	3,1	46	43	78	74	90
27'	3,1	—	44	34	81		91
28'	—

Wie aus der Tabelle 7 hervorgeht, sind die Polymer- Garne bei dem Verstreckungsprozeß in heißem Wasser

komponenten, die eine große Menge des gebundenen 65 oder in der Trockeneinrichtung klebrig werden,

niedrigeren Alkylacrylats enthalten, hinsichtlich ihrer wodurch ein Zusammenkleben der einzelnen Fäden

Wärmebeständigkeit so extrem unterlegen, daß die erfolgt und den Garnen eine steife Griffigkeit vereine derartige Polymerkomponente enthaltenden

ichaften und die Schrumpfung der Verbundladen, die |us einer solchen Polymerkomponente hergestellt lind, unmöglich zu bestimmen. Ferner ergibt die poJymerkomponente^iealsComonomereseinAcrylat fntt einer höheren Alkylgruppt mit 16 Kohlenstoffftornen enthält, ein opake, trübe Spinnlösung, die flicht nur sehr rasch koaguliert, sondern auch eine Ungenügende Verstreckbarkeit und führt zu Fasern mit geringem praktischem Wert.

Auf der anderen Seite sind die Fäden gemäß der Erfindung, deren niedriger schrumpfende Komponente pin höheres Alkylacrylat enthält, mit einer ausgezeichneten Kräuselentwicklungsfähigkeit versehen und ergeben für die Praxis geeignete Kräuselfaden mit Überlegenen Kräuseleigenschaften, wie aus Tabelle 8 hervorgeht.

Claims

Patentansprüche:

1. Verbundfaden aus zwei faserbildenden Acrylnitril-Polymerisatkomponeiiten. die exzen- ^o trisch angeordnet und miteinander in Seiie-an-Seite- oder in Hülle-und-Kern-Beziehung durch die gesamte Länge des Fadens verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine dieser Komponenten ans einem Acrylnitril-Copolymerisat aus 65 bis 95 Gewichtsprozent Acrylnitril und 35 bis 5 Gewichtsprozent eines höheren Alkylacrylats mit 5 bis 14 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe besteht, wobei der Unterschied im Gehalt des höheren Alkylacrylats zwischen den beiden Komponenten mindestens 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polymere, betraut und die Komponente, die den größeren AnSdes höheren AlkyUicrylut* enthalt, im Ver-Se ch *u der anderen Komponente weniger Acryniiril enthält daß das Gewichtsverhaltnis der hei-3en K" onenten 3:7 bis 7 3 beträgt, daß das Produkt aus der Differenz der Schrumpftvirke.t der beiden Komponenter, und aus der resthchen Schrumpfspunnung mindestens 50 betragt und ßdfe Differenz der Schrumpfbarkeit zwischen den beiden Komponenten etwa 2 5 bis 36, die restliche Schrumpfspannung etwa 17 bis 43 und Η·,ς Produkt daraus etwa 65 bis lilKj ist.

2 Verbundfäden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das an der Bildung der Copolymerisat-Komponente beteiligte, höhere Alkylacry-L\ AmylacrylLt. Hexylacrylat, 2-Athylhexylucrylat, Octylacrylat. Decylacrylat, Laurylacrylat, Mynstylacrykt. Amylmethacrylat. Hexylmethacrylat Octylmethacrylat, 2-Ath^exylrnethacrylat, Deeylmethacrvlat. Laurylmetha:rylat bzw. ein Der.vat davon ist und gegebenenfalls an der Bildung der Acrvlnitril-Copolymerisatkomponente ferner noch eine geringe Menge eines «,/Mnonoäthylcnisch uneesätticten Comonomeren aus der Gruppe p-Stvrolsulfonsäure, Allylsulfonsäure Methallylsulfonsäure und deren Salzen und Vinylpyridin, Vinylimidazol und Vinylpyrrolidon beteiligt ist.

3 Verbundfaden nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des „,/i-monoiithylenisch ungesättigten Comonomeren bis zu 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polymere, beträgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen