DE2350632C3 - Verfahren zur Herstellung selbstkräuselnder Polyacrylnitril-Verbundfäden mit verbesserten Kräuseleigenschaften - Google Patents
Verfahren zur Herstellung selbstkräuselnder Polyacrylnitril-Verbundfäden mit verbesserten KräuseleigenschaftenInfo
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Description
"S VeTfahre'gemäß der Erfindung wird wie folgt
h Alverbundfäden mit einer Seite-an-
' 5
20
35
40
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von selbstkräuselnden Polyacrylnitril-Verbundfäden
durch Seite-an-Seite-Verspinnen zweier verschiedener Acrylnitrilpolymerisate in Dimethylformamid-Lösung
im Trockenspinnverfahren, Verstrecken der noch lösungsmittelhaltigen Fäden in einem heißen Wasserbad
auf mindestens das Dreifache der ursprünglichen Länge und Trocknung der verstreckten Fäden unter
Spannung oder teilweisem Einschrumpfen.
Ein derartiges Verfahren ist z. B. aus der FR-PS 87 562 bekannt.
In bezug auf die Gebrauchseigenschaften der aus den bekannten Verbundfasern hergestellten Textilartikel
sind bisher jedoch noch immer Wünsche offengeblieben,
wenn es darum geht, einen annähernd gleichwertigen Ersatz für die Wolle zu schaffen. Für einen Einsatz von
Verbundfasern, z. B. auf dem Gebiet der Strickgarne und Wirkwaren, ist es notwendig, daß die Kräuselung
der Rohfaser nicht von vornherein zu stark ist und möglichst erst in einem spaten Stadium der Textilverarbeitung
voll entwickelt wird. Eine zu starke Faserkräuselung kann nämlich aufgrund erhöhter Faserhaftung
beim Kardierprozeß oder durch Verzugsschwierigkeiten beim Spinnen zu einem ungleichmäßigen Warenausfall
führen und ist besonders im Hinblick auf einen vorteilhaften ästhetischen und grifflichen Eindruck
(Lüster, Weichheit, Bauschigkeit, Elastizität, Stand) der fertigen Acrylware nachteilig. Weiterhin ist der
Zusammenhang zwischen einer zu starken Faserkräuselung und der Neigung zur Knötchenbildung oder zum
Verfilzen im Fertigartikel allgemein bekannt.
Eine wirtschaftlich wertvolle Acrylverbundfaser sollte daher in Textilform eine mittelstarke, dauerhafte und
weiche Kräuselung aufweisen, wobei unter »weich« das Vermögen der eingebundenen Fasern (z. B. in Garn,
Zwirn oder Masche), weitgehend elastisch und ohne Verfilzung deformierbar zu sein, verstanden werden
soll.
Der vorliegenden Erfindung iag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Acrylnitrilverbundfasern
zur Verfügung zu stellen, die die obengenannten Bedingungen erfüllen.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die
sames Verspinnen uci. ^^..6— — .„...rin
Dimethylformamid mittels geeigneter Spinndüsen erzeugt. Die Spinnfäden werden in heißem
Wasser auf ein Mehrfaches ihrer Ausgangs ange
!Streckt wobei die Konzentration an Dimethylform-1m™,Wasser
bei mindestens 12 Gewichtsprozent Sen la Das Streckverhältnis soll mindestens 1 :3
befrage™ damit die Acrylfaser« gute Fest.gke.tseigenschaffen
und Kräuselbelastbarkeit aufweisen. Vorzugswefse
arbeket man mit 3,0- bis 4.5facher Verstreckung. Anschließend werden die Fäden einer Feuchth.tzebehandlung
unter Spannung oder teilwe.sem E.nschrumpien
unterworfen. Zur Ausbildung der Eigenkrauselung
en urne P„_prn dann - eventuell nach einer
uTSchde mFeacSharnn,scha e nnnKräuse.ung in einer Stauchkamme?
- im spannungslosen Zustand mit Dampf oder Hdßwasser behandelt und anschließend getrocknet
We Gegenwart von wesentlichen Mengen Dimethylformamid
im Streckbad ist das wichtigste Merkmal des erSngsgemäßen Herstellungsverfahrens. Man regu-UeTt
die Konzentration und Einwirkungsdauer des Dimethjlformamids so, daß die Fäden vor der
Trocknung einen gegenüber der normalen NachbehaXg
erhöhten Restgehalt an diesem Losungsmittel besitzen Zweckmäßigerweise bewegt man sich m
Konzentrationsbereich zwischen 16 und 26 Gewichtsprozent bezogen auf die gesamte Flüssigke.tsmenge.
Bei Einhaltung dieser Bedingung ist es auch möglich, im
AnscMuB an die Verstreckung oder zwischen zwei
Anritten der Verstreckung zur Vergleichmaß.gung
d!fadenkabel zusätzliche Wasserbäder zu durchlaufen
die dann 12 bis 20 Gewichtsprozent Dimethylformten,
aie udiiii rw„w Tmrknune der feuchten,
Kräuselung kann dann durch Ausschrumpfen der Faser, vorteilhaft durch Dämpfung nach dem Schneiden der
Fadenkabel auf die gewünschte Stapellänge, erreicht werden Dabei wird die Kräuselung auch stabilisiert.
Für die Anwendung des Verfahrens eignen sich besonders solche Polyacrylnitril-Verbundfäden deren
Komponenten sich durch ihren Gehalt an einpolymensiertem
Carbonsäureester vorn Acrylester- und Vinylester^ unterscheiden. In jedem Falle sollten die
Polymerisate mindesten. 85 Gewichtsprozent an copolymerisiertem Acrylnitril enthalten Man erhalt
dann Fasern mit ausgezeichneter Sple.ßfest.gkeU und
guter Anfärbbarkeit. Textilartikel aus diesen rasen, besitzen einen schönen Glanz. .
Es kommen jedoch auch Kombinationen zwischen Acrvlnitrilhomopolymer, Mischpolymeren unfoder
Poiymermischungen für das erfindungsgemäße Verfah-
ren in Frage, soweit die daraus erspinnbaren Fäden zu
ausreichender Eigenkräuselung befähigt sind. Beispiele für mit Acrylnitril mischpolymerisierbare Verbi agen
sind Methylacrylat, Vinylacetat, Methacrylnitril Acrylamid,
Vinylchlorid, Styrol, N-Vinylpyrrolidon, N1N-Dimethylaminoäthylmethacrylat,
Methallylsulfonsäure u. a. Im Rahmen der Erfindung liegen auch Bikomponentenfasern,
die spezielle Zusätze wie Mattierungsmittel, Spinnfarben, Stabilisatoren, Flammschutzmittel etc.
enthalten, sofern diese Stoffe keine nachteiligen '° Griffveränderungen hervorrufen.
Anders als bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird üblicherweise bei der Nachbehandlung von
Trockenspinngut aus wirtschaftlichen Gründen stets versucht, das Lösungsmittel während des Naßstreckpro- '5
zesses weitgehend auszuwaschen. Es ist daher neu, eine verminderte Auswaschung des Lösungsmittels anzustreben
und die Entfernung der Restmengen an Lösungsmittel im verstreckten Kabel durch Trocknen
bzw. Dämpfen zu bewirken, was bei geeigneter Wiedergewinnungstechnik sogar wirtschaftliche Vorteile
bringt. Daß als Folge dieses Verfahrens die Kräuseleigenschaften und die Gebrauchsqualität von
Acrylverbundfasern verbessert werden, war nicht vorauszusehen.
Die Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt sich bei Fasern mittleren bis feinen Titers (ca. 7 bis
2 dtex) daran, daß die hieraus hergestellten Erzeugnisse ohne Zuhilfenahme von bauschfördernden Faserbeimischungen
beim Färben weich, füllig und elastisch werden, während Artikel aus den gleichen Fasern mit
der herkömmlichen Nachbehandlung der Dimethylformamid-Auswaschung einen rauheren, dichteren und
weniger sprungfähigen grifflichen Eindruck machen. Der vorzügliche Gebrauchswert von Textilfaserartikeln
der erfindungsgemäßen Herkunft läßt sich durch milde Waschbehandlung immer wieder herstellen.
Die Merkmale des verbesserten grifflichen Wareneindrucks sind durch Prüfpersonen im Vergleich mit Ware
üblicher Herstellungsart leicht festzustellen und qualitativ zu bewerten. In den Versuchsbeispielen wurden
Rohgarne (Nm 16/4) zur vollen Entwicklung ihres Volumens und ihrer Oberflächenstruktur in einem
Strangfärbeapparat gefärbt, getrocknet, zu einheitlichen Strickstücken verarbeitet, klimakonditioniert und
dann der subjektiven Prüfung durch eine Gruppe von Personen unterworfen. Im folgenden verstellen sich
Mengenangaben in Gewichtsprozent:
Vergleichsbeispiel zu 1 Die Polymerisate der Zusammensetzung
A) 93,4% Acrylnitril, 5,6% Methylacrylat,
1,0% Methacroylaminobenzol-benzoldisulfonimid
und
B) 893% Acrylnitril, 9,8% Vinylacetat, 0,9%Methacroylaminobenzol-benzoldisulfonimid
55
60
wurden im Verhältnis 50/50 zu Seite-an-Seite-Verbundfäden mit einem Lösungsmittelgehalt von ca. 18%
Dimethylformamid im Trockenspinnverfahren versponnen. Ein Fadenkabel der Gesamtstärke 88 g/m wurde in
frischem Wasser von 98° C zweistufig im Gesamtverhältnis
von 1 :3,6 verstreckt, durch ein Präparationsbad geführt und bei 12O0C unter Spannung getrocknet. Das
Kabel wurde mechanisch gekräuselt, geschnitten und die Stapelfaser bei HO0C unter Normaldruck gedämpft.
Der Restlösungsmittelgehalt betrug dann 1,5%, der verbleibende Kochschrumpf 2,4%. Die Faser hatte
einen Titer von 4,8 dtex, eine Reißfestigkeit von 2,5 g/dtex und eine Reißdehnung von 50%. Sie
entwickelte nach Abkochen und Trocknung bei 8O0C 8,9
Kräuselbögen/cm.
Die obige Verfahrensweise wurde geändert, indem zwischen die Streckabschnitte eine weitere Passage
eingeschoben wurde, wobei die Dimethylformamid-Gehalte
in Vorstreckwanne, Zusatzwanne und Hauptstreckwanne in der Reihenfolge 24,1, 12,6 und 14,5%
betrugen. Die Fasern erhielten nach dem Trocknen 3,9, nach dem Dämpfen 1,3% Dimethylformamid. Der
Restkochschrumpf war 0,4%, die Kräuselungsentwicklung 7,0 Kräuselbögen/cm. Der Fasertiter betrug 5,0
dtex, die Reißfestigkeit 2,8 g/dtex und die Reißclehnung 44%.
Aus Fasern des Beispiels 1 und des Vergleichsbeispiels wurden über die Stufen Kammgarnausspinnung
und Strangfärbung Strickstücke hergestellt. Das Muster aus Beispiel 1 mit einem Rohgarnkochschrumpf von
4,8% hatte gegenüber dem Vergleichsmuster mit 8,5% Garnkochschrumpf den offeneren, weicheren Griff und
einen stärkeren Glanz.
Vergleichsbeispiel zu 2
Aus gleichen Teilen der Polymerisate der Zusammensetzung
C) 93,5% Acrylnitril, 5,5% Methylacrylat,
1,0% Methacroylaminobenzol-benzoldisulfonimid und
D) 89,5% Acrylnitril, 9,5% Methylacrylat,
1,0% Methacroylaminobenzol-benzoldisulfonimid
wurden im Trockenspinnverfahren Seite-an-Seite-Verbundfäden mit einem restlichen Lösungsmittelgehalt
von ca. 16% Dimethylformamid erzeugt und zu einem Fadenkabel der Gesamtstärke 203 g/m vereinigt. Das
Kabel wurde in kochendem Wasser mit einem Gehalt von maximal 8% Dimethylformamid im Verhältnis
1 -.1,2 verstreckt, dann in Wasser von 78° C mit einem
Gehalt von maximal 5% Dimethylformamid gewaschen, nochmals in frischem Wasser von 98° C im Verhältnis
1 :2,5 verstreckt, so daß die Gesamtverstreckung 1 :3,0
betrug, mit Präparationsauftrag versehen und unter Spannung bei 1300C getrocknet. Sein Gehalt an
Dimethylformamid betrug noch 2,0%. Schnittfasern aus dem mechanisch gekräuselten Kabel wurden bei
Atmosphärendruck und einer Temperatur von 13O0C gedämpft. Sie hatten dann einen Restgehalt von 1,1%
Dimethylformamid. Der restliche Kochschrumpf betrug 1,0%, der Fasertiter 6,0 dtex, die Reißfestigkeit
2,1 g/dtex und die Reißdehnung 43%. Die Faser entwickelte nach dem Abkochen und Trocknen bei
8O0C 6,9 Kräuselbögen/cm.
Das Verfahren des vorhergehenden Beispiels wurde derart abgeändert, daß die Vorvcrstreckung des
Fadenkabels in einem kochenden Bad mit einem Gehalt von 28,5% Dimethylformamid durchgeführt wurde, das
»Waschen« in Gegenwart von 18,0% Dimethylformamid stattfand und bei der Nachverstreckung eine
Badkonzentration von 16,6% Dimethylformamid ange-
wendet wurde. Die Fasern enthielten nach dem Trocknen 4,4%, nach dem Dämpfen 1,5% Dimethylformamid.
Der restliche Kochschrumpf betrug 1,6%, der Fasertiter 5,5 dtex, die Reißfestigkeit 2,3 g/dtex, die
Reißdehnung 41% und die Kräuselungsentwicklung 5,5 Kräuselbögen/cm.
Kammgarn aus den Fasern gemäß ßeispiel 2 und dem Vergleichsbeispiel wurde einbadig im Strang gefärbt,
wobei Garnschrümpfe νυη 4,0% für Beispiel 2 und 6,1% für den Vergleich gemessen wurden. Von dem
Gestrickten wurde Beispiel 2 als deutlich weicher, glänzender und sprungelastischer beurteilt.
Vergleichsbeispiel zu 3
Aus den Polymerisaten der Zusammensetzung
Aus den Polymerisaten der Zusammensetzung
E) 93,6% Acrylnitril, 5,8% Methylacrylat,
0,6% Natriummethallylsulfonat und
0,6% Natriummethallylsulfonat und
F) 99,4% Acrylnitril, 0,6% Natriummethallylsulfonat
20
wurden im Verhältnis E/F = 52/48 Seite-an-Seite-Verbundfäden
mit einem Lösungsmittelgehalt von ca. 16% Dimethylformamid im Trockenspinnverfahren ersponnen.
Ein Fadenkabel der Ausgangsstärke 53 g/m wurde in kochendem Wasser mit einem Gehalt von maximal
6% Dimethylformamid im Verhältnis 1 :4,4 verstreckt, in Wasser von 80°C in Gegenwart von maximal 3%
Dimethylformamid gewaschen, avi viert, bei 130° C unter
10% Schrumpfung getrocknet, in einer Stauchkammer gekräuselt und auf ca. 120 mm Stappcllänge geschnitten.
Durch Dämpfen bei 106°C unter Normaldruck erhielt
man Fasern mit einem Restgehalt von 0,4% Dimethylformamid und einem Restkochschrumpf von 0,5%. Der
Fasertiter betrug 2,8 dtex, die Reißfestigkeit 2,7 g/dtex, die Reißdehnung 49%. Nach Kochen und Trocknen bei
80°C entwickelte die Faser 11,8 Kräuselbögen pro cm.
Mit dem Fadenkabel aus dem zugehörigen Vergleichsbeispiel wurde die Verstreckung 1 :4,4 in einem
kochenden Wasserbad mit einem Gehalt von 14,6% Dimethylformamid durchgeführt. Das Band wurde
danach aviviert und in gleicher Art getrocknet, gekräuselt und geschnitten. Die Fasern enthielten nach
dem Trocknen 2,5%, nach dem Dämpfen 1,8% Dimethylformamid.
Der Restkochschrumpf war 0%, die Kräuselungsentwicklung 8,5 Kräuselbögen/cm, der Fasertiter 2,9 dtex,
die Reißfestigkeit 2,7 g/dtex, die Reißdehnung 48%.
Der Rohgarnkochschrumpf von Beispiel 3 betrug 4,8%, derjenige des Vergleichsbeispiels 6,3%. In
gestrickter Form war das Muster aus Beispiel 3 weicher, glatter und etwas weniger voluminös als der mehr
füllige, aber rauhere und stumpfere Artikel aus dem Vergleichsbeispiel.
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von selbstkräuselnden Polyacrylnitril-Verbundfäden durch Seite-an- 5
Seite-Verspinnen zweier verschiedener Acrylnitrilpolymerisate in Dimethylformamid-Lösung imTrokkenspinnverfahren,
Verstrecken der noch lösungsmittelhaltigen Fäden in einem heißen Wasserbad auf mindestens das Dreifache der ursprünglichen Länge 10
und Trocknung der verstreckten Fäden unter Spannung oder teilweisem Einschrumpfen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstrekkung
in einem Wasserbad durchgeführt wird, das 12 bis 30 Gewichtsprozent Dimethylformamid enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden nach der Verstreckung bzw.
zwischen zwei Verstreckstufen durch heiße Wasserbäder geführt werden, die 12 bis 20 Gewichtsprozent
Dimethylformamid enthalten.
iurch die vorliegende Erfindung ist es möglich
Worden, Verbundfaser
Z a UufwSneünddiesicherbdeaSher zu Strickgarnen und
Wiikwaren mit verbesserten Gebrauchse.genschaften
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