DE2339381C3

DE2339381C3 - Mattierte Acrylfasern und Modacrylfasern

Info

Publication number: DE2339381C3
Application number: DE19732339381
Authority: DE
Inventors: Donald Harold Charleston W.Va. Ashmus (V.St.A.)
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1972-08-04
Filing date: 1973-08-03
Publication date: 1976-01-08
Also published as: JPS4957116A; DE2339381B2; DE2339381A1

Description

Spinnlösung notwendig ist, um die Verstopfung der förmigen Teilchen 1 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugs-

Spinndüsenbohrungen durch große Teilchen zu ver- weise 3 bis 5 Gewichtsprozent.

hindern. Das reine Ergebnis besteht hier darin, daß _ . .

durch diese Arbeitsweise zwar zunächst das gewünschte Beispie! 1

Ergebnis erreicht wird, die Methode jedoch schlecht 5 Eine Spinnlösung wurde hergestellt, indem 30 Teile

und unbrauchbar ist, weil sie durch die von ihr ge- eines Copolymerisats von 40% Acrylnitril und 60%

schaffenen Filtrationsprobleme unwirksam wird. Vinylchlorid in 70 Teilen Aceton gelöst wurden. Eine

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Vormischung, die blättchenförmigeE Talkum als

mattierte Acrylfasern und Modacrylfasern zu schaffen, Zusatzstoff enthielt, wurde dieser Spinnlösung in einer

die eine rauhe Oberfläche auFweisen und bei denen die io solchen Menge zugesetzt, daß die aus der Spinnlösung

rauhe Oberfläche diese rauhe Oberfläche aufrecht- hergestellte Faser 5% des Zusatzstoffs enthielt. Diese

erhalten werden kann, so daß sich ein geringerer Spinnlösung wurde durch Filter einer Maschenweite

Glanz ergibt. von 88 μ geleitet und dann durch eine Spinndüse

Gegenstand der Ei findung sind daher mattierte gesponnen, die 936 Bohrungen mit einem Durch-

Acrylfasern und Modacrylfasern, die im Lösungsmittel 15 messer von 0,280 mm enthielt. Die gesponnenen Fäden

der Spinnlösung und dem Koaguliermittel unlösliche wurden koaguliert, gewaschen, getrocknet und auf

anorganische Materialien enthalten, die dadurch ungefähr ihre dreifache ursprüngliche Länge gereckt,

gekennzeichnet sind, daß die unlöslichen anorganischen Die erhaltenen Fäden hatten vor dem Färben einen

Materialien in Form von flachen, blättchenförmigen Glanzwert von 5,2. Nachdem sie dunkelbraun gefärbt

Teilchen in einer Menge von wenigstens 0,5 Gewichts- 20 waren, betrug der Glanzwert 4,2. Diese Faser leuchtete

prozent vorhanden sind, wobei die durchschnittliche und flimmerte nicht bei Lampenlicht oder Sonnenlicht

Oberfläche einer flachen Seite der blättchenförmigen und zeigte keine durch den Zusatzstoff bedingte

Teilchen 0,001 bis 10% der Querschnittsfläche der Venchlcchterung der physikalischen Eigenschaften. Faser beträgt.

Die Substanzen, die für die Zwecke der Erfindung 25 B e i s ρ i e 1 2
geeignete Blättchenform aufweisen, sind Talkum vom

Blättchentyp, Glimmer, Vermiculit und Graphit. Im Eine Faser wurde auf die in Beispiel 1 beschriebene

allgemeinen sind kugelförmige oder stückige Teilchen, Weise hergestellt, jedoch unter Zusatz eines anderen

z. B. Titandioxid und die Siüciumdioxide unwirksam handelsüblichen blältchenförmigen Talkums mit sehr

ebenso wie die äußerst unregelmäßig geformten 30 ähnlichen Teilchen. Die hergestellte Faser enthielt

Dialomeenerden und die nadelförmigcn Talkumtypen. 4,6% Zusatzstoff, bezogen auf die getrocknete Faser,

Vorzugsweise beträgt die Oberflächengrößc des und hatte einen Glanzwert von 4,8 vor dem Färben.

Blättcheiis 0,001 bis 1 % der Querschniltsfläche des Nachdem sie dunkelbraun gefärbt worden war, hatte

Faserfilaments. Die Blättchen sollten eine durch- die Faser einen Glanzwert von 4,9 und leuchtete und

schnittliche Breite der flachen Seite haben, die größer 35 flimmerte selbst bei Sonnenlicht nicht.

ist als das Vierfache der Dicke des Teilchens. Die . . .

Teilchen des Typs, mit dem die Anmelderin arbeitete, Beispiel

und die zum Teil in den Beispielen beschrieben werden, Eine Faser wurde auf die in Beispiel 1 beschriebene

gehören zu den natürlich vorkommenden Talkum- Weise, jedoch im technischen Maßstab hergestellt,

typen in Blältchenform. Diese Typen unterscheiden 40 Der Spinnlösung wurde eine Talkum gemäß Beispiel 1

sich in der Tcilchcngrößenverteiliing, jedoch haben sie enthaltende Vormischung in einer solchen Menge

sämtlich die Blättchenform. zugesetzt, daß der Gehalt des Zusatzstoffs in der

Die Erfindung ist auf alle Acrylfasern und Modacryl- Faser 5,2%, bezogen auf das Gewicht der getrockneten

fasern einschließlich der Fasern aus Acrylnitril- Faser, betrug. Die ungefärbte Faser hatte einen Glanz-

Vinylchlorid-Copolymerisatcn, Acrylnitril-Vinyliden- 45 wert von 3,9. Nachdem die Faser dunkelschwarz

Copolymerisaten u.dgl. anwendbar. Der Titer der gefärbtworden war, ging der Glanzwert auf 1,6 zurück,

Fasern, die für die Erfindung in Frage kommen, kann und die Faser zeigte kein Leuchten oder Flimmern,

im Bereich von einem hohen Wert von 220 den/Faden _R . -14

oder mehr bis hinab zu 3 den/Faden liegen. Bei u e 1 s ρ 1 e

Zusatz der erfindungsgemäß verwendeten blättchen- 50 Die Faser wurde auf die in Beispiel 3 beschriebene

förmigen Teilchen können die Acrylfasern und Weise im technischen Maßstab hergestellt. Mit Hilfe

Modacrylfasern unter üblichen Spinnbedingungen und der Vormischung wurde als Zusatzstoff Talkum gemäß

unter Verwendung üblicher Lösungsmittel hergestellt Beispiel 1 in einer solchen Menge zugesetzt, daß die

werden. Faser 4,8% Zusatzstoff enthielt. Diese Faser hatte

Durch Zusatz der Blättchen wird ein verhältnis- 55 vordem Färben einen Glanzwert von 4,2 und, nachdem

mäßig geringer Glanz in der Faser eingestellt, und sie dunkclschwarz gefärbt worden war, einen Glanz-

dieser geringe Glanz bleibt nach der Färbung erhalten. wert von 3,4. Diese Faser leuchtete selbst im Sonnen-

Dcr tatsächliche Glanzwert ist natürlich verschieden licht nicht,

in Abhängigkeit von einer Anzahl von Faktoren Beispiel 5
einschließlich der Art der Faser, dem jeweils verwen- 60

deten Blättchen und dem zugesetzten Anteil der Die Faser wurde wiederum im technischen Maßstab

blättchenförmigen Teilchen. Bei den durchgeführten auf die in Beispiel 3 und 4 beschriebene Weise herge-

und in den Beispielen beschriebenen Versuchen führte stellt. Als Zusatzstoff wurde Talkum gemäß Beispiel 1

der Zusatz der Blättchen gemäß der Erfindung zu mit Hilfe einer Vormischung in einer solchen Menge

einem Glanzwert, der fast immer unter 5 auf der 65 zugesetzt, daß eine Faser, die 6,4% Zusatzstoff enthielt,

Skala von 1 bis 10 lag, und das Leuchten und Flimmern erhalten wurde. Vor dem Färben hatte diese Faser

wurde in fast jedem Fall ausgeschaltet. einen Glanzwert von 3,1. Nachdem die Faser dunkel-

Zweckmäßigerweise beträgt der Anteil der plättchen- braun gefärbt worden war, betrug der Glanzwert 1,9.

Diese Faser leuchtete und flimmerte auch im Sonnenlicht nicht.

Beispiel 6

Eine Faser wurde auf die in den vorstehenden drei Beispielen beschriebene Weise hergestellt, jedoch enthielt sie als Zusatzstoff 6,6% Talkum gemäß Beispiel 1. Die ungefärbte Faser hatte einen Glanzwert von 3,2. Dfs Glanzwert der gefärbten Faser betrug 3,9. Diese Faser leuchtete und flimmerte auch im Sonnenlicht nicht.

Beispiel 7

Eine Faser wurde in der technischen Anlage auf die in den vorstehenden vier Beispielen beschriebene Weise hergestellt, jedoch enthielt sie als Zusatzstoff 5,7% Talkum gemäß Beispiel 1, bezogen auf das Gewicht der Faser. Die ungefärbte Faser hatle einen Glanzwert von 3,4. Nachdem die Faser dunkelbraun gefärbt worden war, betrug der Glanzwert 3,5. Diese Faser leuchtete und flimmerte auch im Sonnenlicht nicht.

Beispiel 8

Eine Faser, die 5,9% Talkum gemäß Beispiel 1 enthielt, wurde auf die in den vorstehenden fünf Beispielen beschriebene Weise in großtechnischen Apparaturen hergestellt. Die ungefärbte Faser hatte einen Glanzwert von 3,2. Nachdem sie dunkelbraun gefärbt worden war, betrug der Glanzwert 2,2. Diese Faser leuchtete und flimmerte auch im Sonnenlicht nicht.
Beispiel 9

Fasern wurden auf die in Beispiel 1 beschriebene

Weise, jedoch unter Zusatz unterschiedlicher Mengen Talkum mit blättchenförmigen Teilchen einer anderen

ίο handelsüblichen Sorte hergestellt. Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten:

Versuch	Talkum	B e i s ρ i	Glanzwert	gefärbt
	(⁰W	natürlich	2,5
A	10	2,6	2,9
B	10	2.9	4,6
C	5	4,8	4,2
D	3	4,8	4,3
E	10	2,8
	el 10

Talkum gemäß Beispiel 1 wurde verschiedenen Fasern zugesetzt. Der Glanz dieser Fasern wurde mit dem Glanz von Fasern verglichen, denen kein Talkum zugesetzt wurde. Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten:

Fasertyp

Talkum-Zusatz Glanzwert
Natur

gefärbt

Leuchten

Lösungsmittel für Spinnlösung

Acrylfaser auf Acrylnitrilbasis

	5%	11
Acrylfaser auf Acrylnitrilbasis
(85 %) mit Vinylacetat	5%
Acrylfaser, reines Polyacryl
nitril	5%
Acrylfaser auf Acrylnitrilbasis
(85%) mit Vinylacetat	5%
Modacrylfaser auf Acrylnitril
basis mit Methacrylsäureamid	5%
Beispiel

Eine Spinnlösung mit einem Feststoffgehalt von 30% wurde auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise hergestellt.

Talkum gemäß Beispiel 1 wurde dieser Spinnlösung während ihrer Herstellung in einer solchen Menge zugesetzt, daß 5% Zusatzstoff nach dem Spinnen in der Faser enthalten waren. Diese Spinnlösung wurde durch 88^-Filler geführt und dann durch eine Spinndüse mit 50 Bohrungen in ein Koagulierungsbad gesponnen. Die gesponnenen Fäden wurden dann koaguliert, gewaschen, getrocknet und auf ungefähr ihre dreifache ursprüngliche Länge gereckt. Die hierbei erhaltenen Fäden hatten einen Einzeltiter von 12 den und einen Glanzwert von 5,2. Diese Faser leuchtete und flimmerte nicht bei Lampenlicht oder Sonnenlicht

8 3

7 3

7
1

7 5

etwas
wenig

Dimethylformamid

Aceton

und zeigte keine auf den Zusatzstoff zurückzuführende Verschlechterung der physikalischen Eigenschaften.

Beispiel 12

Eine Faser wurde auf die in Beispiel 11 beschriebene Weise hergestellt mit dem Unterschied, daß ein höheres Reckverhältnis im Koagulierungsbad angewandt wurde und hierdurch dünnere Fäden erhalten wurden. Diese Fäden hatten einen Einzeltiter von 6 den und einen Glanzwert von 5,5. Sie leuchteten oder flimmerten ebenfalls nicht bei Kunstlicht und Sonnenlicht.

Beispiel 13

Mehrere Versuche wurden auf die in Beispiel 11 beschriebene Weise durchgeführt, wobei jedoch die zugesetzte Talkummenge über einen weilen Bereich verändert wurde, wie die folgende Tabelle zeigt.

Versuch

Talkum

Dehnung

Glanz Reißfestigkeit
(g/den)

Leuchten

Titer pro

Faden

(den)

A
B
C
D
E

0	B e i sp	23
5
10
20	13
30	12
	iel 14

8,5
5,5
4,2
2,0
1,5

1,04
1,50
1,52
0,71
0,66

ja

nein

50
50
50
50
50

Eine Faser wurde auf die in Beispiel 9 beschriebene Weise, jedoch unter Verwendungeines anderen Zusatzstoffs mit plättchenförmigen Teilchen hergestellt. Als Zusatzstoff wurde Vermiculit als blättchenförmige Teilchen mit einer Teilchengröße von 5 bis 10 μ verwendet. Die Faser hatte einen Einzeltiter von 217 den und einen Glanzwert von 3,8. Ihr Durchmesser betrug 155 μ, so daß das Verhältnis von Faserdurchmesser zu Teilchendurchmesser 15 bis 30 betrug. Die Faser zeigte kein Leuchten und Flimmern.

Beispiel 15

Eine Faser wurde auf die in Beispiel 9 beschriebene Weise, jedoch unter Verwendung von Graphit als Zusatzstoff hergestellt. 5% Graphit einer Teilchengröße von 10 bis 20 μ wurden verwendet. Die Fasei hatte einen Einzeltiter von 50 den und einen Glana von 1,2. Ihr Durchmesser betrug 74 μ, so daß das Verhältnis von Faserdurchmesser zu Teilchendurchmesser 4 bis 7 betrug. Die Faser zeigte kein Leuchter und Flimmern.

Beispiel 16

Eine Faser wurde auf die in Beispiel 9 beschriebene Weise, jedoch unter Verwendung von feinteiligerr Glimmer hergestellt. 5% Glimmer, dessen blättchen förmige Teilchen eine Größe von 20 bis 50 μ hatten wurden verwendet. Die erhaltene Faser hatte einer Einzeltiter von 199 den und einen Glanzwert von 4,2 Ihr Durchmesser betrug 150 μ, so daß das Verhältnii von Faserdurchmesser zu Teilchendurchmesser 3 bis " betrug. Die Faser zeigte kein Leuchten und Flimmern

9D9 682/31

Claims

Flimmern und Leuchten im Sonnenlicht sind erklärbar. Patentansprüche: Der Glanz der Faser hat zwei Ursachen: Reflexion des Lichts von der Oberfläche der Faser und Reflexion des

1. Mattierte Acrylfasern und Modacrylfasern, die Lichts aus dem Innern der Faser. Wenn der Spinnim Lösungsmittel der Spinnlösung und dem Koagu- 5 lösung des Polymerisats TiO₂ zugesetzt wird, gelangt liermittel unlösliche anorganische Materialien ent- dieses in die Faser hinein. Es zerstreut das aufgehalten, dadurch gekennzeichnet, daß nommene und die Faser durchdringende Licht auf die unlöslichen anorganischen Materialien zu Grund des Unterschiedes im Brechungsindex zwischen wenigstens 0,5 Gewichtsprozent in Form von TiO₂ und der Faser. Das gesamte in das Auge fallende flachen blättchenförmigen Teilchen vorhanden io Licht besteht somit aus diffusem Licht aus dem Innensind, wobei die durchschnittliche Oberfläche einer teil der Faser und dem von der Faserobtrfläche flachen Seite der blättchenförmigen Teilchen reflektierten Licht. Das hierdurch überwiegende diffuse 0,001 bis 10% der Querschnittsfläche der Faser Licht läßt die Faser matt erscheinen. Wenn die Faser beträgt. jedoch dunkel gefärbt wird, absorbiert der Farbstoff

2. Mattierte Fasern nach Anspruch 1, dadurch 15 das cie Faser durchdringende Licht und vermindert gekennzeichnet, daß der Anteil der blättchenförmi- das diffuse Licht. Der größte Teil des Lichts, das gen Teilchen 3 bis 5 Gewichtsprozent beträgt. nunmehr das Auge erreicht, ist das von der Faser-

3. Mattierte Fasern nach Anspruch 1 und 2, oberfläche reflektierte Licht. Elektronenmikroskopdadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der aufnahmen zeigen, daß diese Oberfläche verhältnisblättchenförmigen Teilchen 0,001 bis 1 % der 20 mäßig glatt ist, so daß wenig Zerstreuung des Lichts Querschnittsfläche der Fasern beträgt. zu erwarten ist. Da also das in das Aug.; fallende Licht

4. Mattierte Fasern nach Anspruch 1 bis 3, nicht zerstreut ist, erscheint die Faser nunmehr dadurch gekennzeichnet, daß sie als anorganisches leuchtend. Ferner ist es diese glatte Oberfläche, die Material in Form von blättchenförmigen Teilchen das Leuchten und Flimmern der Faser verursacht, Talkum, Glimmer, Vermiculit oder Graphit ent- 25 besonders wenn sie in dunklen Tönen gefärbt ist. halten. Eine weitere Methode zur Mattierung von Fasern

5. Mattierte Modacrylfasern nach Anspruch 1 ist die Verwendung eines örtlichen Überzuges. Die bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern aus Faser wird überzogen, indem sie durch ein Bad geführt einem Copolymerisat von Acrylnitril und Vinj 1- wird, das Teilchen in einem Suspendiermittel enthält. chlorid bestehen. 30 Die Faseroberfläche wird von dieser Suspension

umhüllt, und das Suspendiermittel wird dann abge-

dampft. Die abgeschiedenen Teilchen haften an der

Faseroberfläche und machen diese körnig, und die

körnige Oberfläche zerstreut das Licht und mattiert

35 die Faser. Diese Methode kann zwar den Glanz der

Es wurde gefunden, daß bei gewissen Modacryl-- Faser wirksam verringern, jedoch ergeben sich bei ihr fasern, die für künstliche Haarteile, z. B. Perücken, gewisse Probleme. Ein Problem besteht darin, daß die verwendet werden sollen, und die ohne Zusatz von Teilchen im allgemeinen nicht gut an der Faserober-Mattierungsmitteln hergestellt oder nach üblichen fläche haften, so daß der Überzug beim Waschen oder Methoden, z. B. durch Zusatz von Titandioxyd, 40 Reinigen nicht haltbar ist. Um dieses Problem zu mattiert worden sind, der Glanz des Farbstoffs oder lösen, könnte ein Klebstoff irgendeiner Art der Susder pigmentierten Fasern etwa 6,5 bis 8,5 beträgt, pension zugesetzt werden, um die Teilchen mit der gemessen auf einer Skala von 1 bis 10. Auf dieser Faser zu »verleimen«. Ein Problem bei dieser »Leimungs-Skala bedeutet der Wert 1 sehr matt und stumpf und methode« besteht jedoch darin, daß die meisten Fasern der Wert 10 grell schimmernd. Wenn eine solche 45 als Multifilamente hergestellt werden und bei VerFaser zu Perücken verarbeitet wird, begrenzt dieser wendung eines Klebstoffs bei diesen Fäden diese hohe Glanz von 6,5 bis 8,5 den Bereich von Stilen, Filamente verkleben (die Fasern werden miteinander die ohne spezielle Oberflächenbehandlung hergestellt verleimt). Durch einen örtlichen Überzug kann somit werden können. Ferner hat diese Fasei bei Betrachtung eine Faser mattiert werden, jedoch ist diese Methode bei Lampenlicht oder Sonnenlicht den noch größeren 50 mit gewissen grundlegenden Problemen verbunden. Nachteil, daß sie unter diesen Beleuchtungsbedingun- Nach einer weiteren angewandten Methode zur gen noch glänzender aussieht. Diese Steigerung des Mattierung der Fasern werden der Lösung oder Glanzes wird als Leuchten oder Flimmern bezeichnet. Spinnlösung, aus der die Faser gesponnen wird, feste Um die Faser besser verkäuflich zu machen und ihr Teilchen zugesetzt. Dies geschieht so, daß die Teilchen ein natürlicheres Aussehen zu geben, muß der Glanz 55 das Erscheinen von Erhebungen oder Vorsprüngen der Faser abgeschwächt werden. Ein gebräuchliches auf der Faseroberfläche verursachen, die das Licht Verfahren zur Mattierung der Fasern ist die Ver- zerstreuen und hierdurch den Glanz vermindern, wendung von Titandioxyd, das der Spinnlösung züge- Die Erfahrungen mit diesem Verfahren haben jedoch setzt wird, aus der die Faser gesponnen wird. Es hat gezeigt, daß sowohl die Zahl als auch die Größe der sich gezeigt, daß die Modacrylhaarfasern einen gerin- 60 Teilchenvorsprünge, die erzielt werden können, sehr gen Glanz von etwa 3,0 besitzen, wenn ihnen bei der gering sind. Dies kann auf die Oberflächenspannung Herstellung etwa 0,5% Titandioxid zugesetzt werden. der Spinnlösung zurückzuführen sein, die das Bestreben Wenn diese Faser jedoch in dunklen Farben eingefärbt hat, die Vorsprünge einzuebnen und die Teilchen in wird, steigt der Glanzwert der Faser auf etwa 6,5. die Fasern zurückzuziehen. Wenn größere Teilchen Ferner leuchtet und flimmert die Faser und sieht 65 verwendet werden, um die Sicherheit, daß Erhebungen wieder künllich aus, wenn sie bei Lampenlicht oder und Vorsprünge erscheinen, zu erhöhen, ergibt sich Sonnenlicht betrachtet wird. Der Grund für diese gewöhnlich ein Fillrationsproblem. Dieses Filtrations-Änderung des Glanzes nach der Färbung und das problem entsteht dadurch, daß eine Filtration der