DE2625908C2

DE2625908C2 - Hydrophile Bikomponentenfäden aus Acrylnitrilpolymerisaten und ihre Herstellung

Info

Publication number: DE2625908C2
Application number: DE2625908A
Authority: DE
Inventors: Peter Dr. 4047 Dormagen Kleinschmidt; Christian Dr. 4040 Neuss Pieper; Ulrich Dr. 4047 Dormagen Reinehr
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1976-06-10
Filing date: 1976-06-10
Publication date: 1985-08-14
Also published as: JPS583050B2; IE44939L; NL7706310A; FR2354402A1; BE855577A; IT1077235B; LU77502A1; US4163078A; DD132506A5; DE2625908A1; ATA407577A; IE44939B1; DK255677A; GB1540941A; AT355184B; FR2354402B1; CA1106562A; JPS52152515A

Description

a) für das zu verspinnende Polymere ein Nichtlösungsmittel darstellt und

b) mit dem Spinnlösungsmittel und mit Wasser oder einer anderen das Polymere nichtlösenden Flüssigkeit gut mischbar ist,

dadurch gekennzeichnet, daß Bikomponentenfaden oder -fasern gemäß Anspruch 1 aus zwei verschiedenen, in bestimmten Zonen exzentrisch zueinander angeordneten fadenbildenden Acrylnitrilpolymerisaten mit mindestens 50 Gew.-% Acrylnitrileinheiten erhalten werden.

Die Erfindung betrifft hydrophile Bikomponentenfasern und -fäden aus fadenbildenden Acrylnitrilpolymerisaten mit mindestens 50 Gew.-% Acrylnitrileinheiten sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Bei der Entwickung synthetischer Fasern wurden große Anstrengungen unternommen, Pflegeleichtheit, gute Verarbeitbarkeit und ausgezeichnete mechanisch-technologische Werte mit der Kräuselfähigkeit der Wolle zu kombinieren. Artikel aus diesen Fasern zeichnen sich durch ihr klares Maschenbild, durch guten Bausch, ihren wolligen Griff, durch ihre Elastizität und ihre gute Erholung bei mechanischer Beanspruchung aus. Durch die Entwicklung von Fasern mit bifilarer, spiralförmiger, permanenter Kräuselung ist es gelungen, einen textlien Rohstoff zu erzeugen, der nc^en den vorteilhaften Eigenschaften der Wolle gegenüber diesen Naturfasern verbesserte Festigkeits- iⁱnd Formänderungseigenschaften besitzt

Für den Transport von texi' ;n Artikeln spielen Konstruktions-Einstellungen wie Dicke, Porenvolumen, Luftdurchlässigkeit und Griffverhalten eine wesentliche Rolle. Eine Feuchteaufnahmefähigkeit vor? Fasern ist in diesem Zusammenhang aber bei hautnah getragenen Textilien von bekleidungsphysiologischem Vorteil.

Danebem gibt es zahlreiche Einsatzgebiete, für die sich nur Fasern mit hoher Wasseraufnahmefähigkeit

eignen. Hierzu gehören neben Frottierartikeln auch Sportbekleidung oder ganz allgemein Kleidung, die in der Lage sein muß, bei verstärkter Transpiration infolge starker körperlicher Leistung (z. S. spoi .!."ehe Betätigung)

Vo Schweiß in flüssiger Form von der Haut anzunehmen. Dadurch wird die Haut längere Zeit relativ trocken gehalten und ein angenehmes Tragegefühl erzeugt.

Wolle hat z. B. eine Feuchtigkeitsaufnahme von itwa 13—15% bei einer relativen Luftfeuchte von 65% und 21°C und ein Wasserrückhaltevermögen von ca. 40%. Bisher isl es nicht gelungen, diese Werte an synthetischen Fasern mit bifilarer, spiralförmiger, wollähnlicher Kräuselung zu erzielen.
Zwar sind aus DE-AS 21 24 473 schon poröse Acrylfasern mit einer ausgeprägten Feuchteaufnahmefähigkeit

bekannt, jedoch sind diese Fasern keine Bicomponentfasern und es fehlt ihnen aufgrund des andersartigen I Herstellungsverfahrens die erfindungsgemäß wesentliche Kern-Mantel-Struktur. |

Die DE-OS 14 69 159 beschreibt zwar die Herstellung von porösen Fasern unter Benutzung eines Nichtlösers für das Polymer, es handelt sich aber dort um PVC-Fäden, von denen keine hydrophilen Eigenschaften bekannt | sind, und die keine Kern-Mantel-Struktur aufweisen.

Acrylfasern mit einer im Dünnschnitt ausgeprägten Mantelzone werden in »Chemiefasern, Textilindustrie«, 1974, Seite 51 ff., beschrieben. Es sind aber unverstreckte und ansonsten übliche Fasern, an denen dieser Befund ermittelt wurde.

Nach DE-OS 21 12 877 werden Acrylfäden unter Zusatz geringer Mengen bestimmter Verbindungen zur Spinnlösung und Auswaschen dieser Verbindungen nach dem Spinnen hergestellt. Die Fasern zeigen verbesserte Anschmutzeigenschaften und keine erhöhte Hydrophilie, sind keine Bikomponentenfaden und weisen keine Kern-Mantel-Struktur auf.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, solche Bikomponentenfasern und -fäden und ein Verfahren zu ihrer Herstellung zur Verfugung zu stellen, die bezüglich ihrer Feuchtigkeitsaufnahme und ihres Wasserrückhaltevermogens gegenüber den bisher bekannten synthetischen Bikomponentenfasern verbessert sind.

Es wurde nun gefunden, daß man diese gewünschte Verbesserung dann erzielt, wenn man in einem Lösungsspinnprozeß zum Lösungsmittel für das Polymere eine Substanz, die bestimmte Eigenschaften aufweist, zufügt.

Gegenstand der Erfindung sind daher Kern-Mantel-Struktur aufweisende hydrophile Bikomponentenfaden oder -fasern aus fadenbildenden Acrylnitrilpolymerisaten mit mindestens 50 Gew.-% Acrylnitrileinheiten mit einer Feuchtigkeitsaufnahme von mindestens 1,5% bei 65% relativer Luftfeuchtigkeit und 21°C und von mindestens 5% bei 90% relativer Luftfeuchtigkeit und 21 °C und einem Wasserrückhaltevermögen von mindestens 10%,
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung solcher Fäden und Fasern nach einem

Lösungsspinnprozeß, indem man dem Spinnlösungsmittel 5 bis 50 Gew.-°/o, bezogen auf Lösungsmittel und Polymerfeststoff, einer Substanz zusetzt, die

a) für das zu verspinnende Polymere ein Nichtlösungsmittel darstellt und

dadurch gekennzeichnet, daß Bikomponentenfaden oder -fasern gemäß Anspruch 1 aus zwei verschiedenen, in bestimmten Zeiten exzentrisch zueinander angeordneten fadenbildenden Acrylnitrilpolymerisaten mit mindestens 50 Gew.-% Acrylnitrileinheiten erhalten werden.

Die Herstellung der Bikomponentenfasern geschieht in bekannter Weise durch konjugiertes Verspinnen von mindestens zwei unterschiedlichen Polymerlösungen in Seite an Seite oder in Kern-Mantel-Struktur. Vorzugsweise werden Acrylnitrilpolymerisate versponnen, die mindestens 85 Gew.-% Acrylnitrileinheiten enthalten.

Daneben können sie ein oder rnshree der in der Acrylfasertechnik bekannten Comonomeren «!polymerisiert enthalten. Unter diesen sind beispielsweise zu nennen Acrylsäure und Methacrylsäure sowie deren Derivate, wie z. B Ester, vorzugsweise Alkyle&er wie (Meth)acrylsäuremethyl- oder -äthylester, substituierte oder unsubstituierte Amide, wie z. B. (Meth)acrylamid, N-Methyl(meth)acrylamid, N,N-Dimethyl(meth)acrylamid, ferner Vinylester wie Vinylacetat Ebenso können Comonomere mit farbstoffaffinen Gruppen, vorzugsweise sauren Gruppen, copolymerisiert sein. Unter diesen sind bevorzugt zu nennen (Meth)allyhulfonsäure, Vinylsulfonsäure, Styrolsulfonsäure und deren Salze, vorzugsweise AlkalisaJze.

Bei der Auswahl der Polymerisate, die gegeneinander konjugiert versponnen werden, ist darauf zu achten, daß die Polymerisate so verschieden sind, daß der ochrumpfunterschied der Einzelkomponente im Mehrkomponentenfaden mindestens 1% beträgt Dies läßt sich über den Comonomergehait erreichen, wie z. B. in der DE-AS 14 94 677 oder der US-PS 30 39 524 beschrieben ist, jedoch sollte, wenn die beiden Komponenten unterschiedliehe Gehalte an sauren Gruppen aufweisen, der Unterschied vorzugsweise weniger als 500 Milliäquivalente, insbesondere weniger als 250 Milliäquivalente pro kg Polymerisat betragen.

Die Hydrophilie der Fasern kann noch dadurch gesteigert werden, daß man Copolymerisate einsetzt welche Comonomere mit hydrophilen Amino-, Sulfo-, Hydroxyl· N-methylol- oder Carboxylgruppen enthalten. Beson- · ders geeignete Verbindungen sind beispielsweise Acrylsäure, Methacrylsäure, Methallylsulfonsäure, Acrvlamide und die N-Methylolverbindungen eines ungesättigten Säureamides, wie z. B. N-Methylolacrylamid undN-Methylolmethacrylamid. Auch Gemische von Polymeren können verwendet werden.

Als Spinnlösungsmittel kommen die beim Lösungsspinnen bekannten Lösungsmittel in Frage, besonders Dimethylacetamid, Dimethylsulfoxid, N-Methylpyrrolidon, vorzugsweise aber Dimethylformamid.

Werden die erfindungsgemäßen Bifilarfäden nach den bekannten Standardarbeitsweisen trocken gesponnen, so soll die Substanz, die dem Spinnlösungsmittel zugesetzt wird, vorzugsweise einen höheren Siedepunkt aufweisen als das Spinnlösungsmittel selbst Dabei sind Substanzen bevorzugt, deren Siedepunkt um 50⁰C und mehr über dem des Spinnlösungsmittels liegt

Solche Substanzen sind z. B. die folgenden Flüssigkeiten: ein- und mehrfach substituierte Alkyläther und -estt/ mehrwertiger Alkohole, wie beispielsweise Diäthylenglykolmono- oder -dimethyl, -äthyl und -butyläther, Diäthylenglykoi, Triäthylenglykol, Tripropylenglykol, Triäthylenglykoldiacetat Tetraäthylenglykol, Tetraäthylenglykoldimethyläiher. Glykolätheracetate, wie z. B. Butylglykolaoetat Ferner sind hochsiedende Alkohole, wie z. B. 2-ÄthyIencyclohexanoi, Ester oder Ketone, oder auch Gemische, z. B. aus Äthylenglykolacetaten geeignet. Vorzugsweise wird Glycerin verwendet

Natürlich kann man neben einer einzelnen Flüssigkeit auch Flüssigkeitsgemische verwenden. Wichtig ist nur, daß die eingesetzten Flüssigkeiten gut wasserlöslich sind, damit sie im Zuge der Nachbehandlung der Fasern wieder entfernt werden können.

Weiterhin ist es vorteilhaft. Flüssigkeiten zu verwenden, die mit dem eingesetzten Spinnlösungsmittel keine azeotropen Gemische bilden, so daß man sie wie im Falle von DMF-Glyzerin oder DMF-Diäthylenglykolmischungen nahezu vollständig durch fraktionierte Destillation zurückgewinnen kann.

Diese Flüssigkeiten werden dem Spinnlösungsmittel in Mengen von 5—50, vorzugsweise 10—20 Gew.-%, bezogen auf Lösungsmittel und Feststoff, zugesetzt. Der obere Grenzgehalt an zuntischbarer Flüssigkeit wird in der Praxis durch die Spinnbarkeit der Polymerlösung bestimmt. Je höher der Gew^chtsanteil an zugesetzter Flüssigkeit zum Spinnlösungsmittel ist, desto stärker wird dh Porösität im Faserkern und um so höher die Hydrophilie von Fäden, die aus derartigen Spinnlösungsgemischen hergestellt werden.

Im Falle von Glyzerin lassen sich bis zu ca. 16 Gew.-% zu einer 17gewichtsprozcntigen PolyacrylnitrillösL'ng in DMF zumischen. Um eine gute Durchmischung der Spinnlösung zu erreichen, mischt man zweckmäßigerweise erst das Spinnlösungsmittel, z. B. DMF mit der höher siedenden Flüssigkeit und versetzt erst dann die gut verrührte Lösung mit dem polymeren Pu! -er, da bei direkter Zugabe von Glyzerin zu Polyacrylnitrillösungen in DMF Ausfällungen beobachtet werden.

Um nach dem Verfahren gemäß der Erfindung Fasern möglichst hoher Hydrophilie zu erhalten, wählt man die Spinnbehandlung so, daß möglichst wenig der zugemischten Flüssigkeit während des Trockenspinnprozesses i;n Spinnschacht verdampft bzw. durch das verdampfende Spinnlösungsmittel mitgerissen wird. Möglichst niedrige Spinnschachttemperaturen, die nur knapp oberhalb des Siedepunktes des zu verdampfenden Spinnlösungsmittels liegen, kurze Spinnschächte und hohe Spinnabzüge und somit kurze Verweifceiten im Spinnschacht, haben sich als äußerst vorteilhaft erwiesen. Die Spinnschachttemperatur soll aus diesen Gründen maximal 8O⁰C, vorzugsweise 5—30⁰C, über der Siedetemperatur des verwendeten Spinnlösungsmittels liegen.

Durch diese Maßnahm-i bleibt der wesentliche Anteil (in der Regel 90%) der zugemischten Flüssigkeit im Spinnband bzw. in den Fäden. Er wird erst im Zuge der Nachbehandlung durch Auswaschen entfernt.

Die dem Spinnlösungsmittel zugesetzte Substanz kann aber auch ein Feststoff (unter Normalbedingungen)

sein. An diesen Feststoff werden prinzipiell die gleichen Anforderungen hinsichtlich seiner physikalischen Eigenschaften gestellt wie an eine flüssige Substanz, d. h. er muß mit dem Spinnlösungsmittel und mit einer Waschflüssigkeit, vorzugsweise Wasser, unbegrenzt mischbar sein und sollte einen Siedepunkt bzw. Sublimationspunkt haben, der über dem des Spinnlösungsmittels liegt.

Solche unter Normalbedingungen feste Substanzen sind z. B. ein- oder mehrwertige Alkohole, Ester oder Ketone wie z. B. Hexandiol-1,6, Zucker und seine Homologen, anorganische oder organische Salze und Säuren, wie beispielsweise Zinkchlorid und Pyromellitsäure.

Auch im Falle der Feststoffe kann man statt einer einzelnen Substanz auch Substanzgemische verwenden, Wichtig ist nur, daß die eingesetzten Substanzen gut wasserlöslich sind, damit sie im Zuge der Nachbehandlung aus der Faser wieder entfernt werden können.

Werden die erfindungsgemäßen Bifilarfasern naßgesponnen, so können die für das Trockenspinnverfahren beschriebenen Substanzen auch hier verwendet werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es nicht erforderlich, daß beiden Spinnlösungen, die zur Herstellung eines Bifilarfadens benutzt werden, eine Substanz wie beschrieben zugesetzt wird, sondern es wird vorteilhafterweise lediglich einer der Spinnlösungen diese Substanz zugefügt.

Die Hydrophilie der so hergestellten Bikomponentenfasern, weiche eine Kern-Mantel-Struktur aufweisen, läßt sich ferner durch die Art und Weise der Nachbehandlung beeinflussen.

Werden z. B. Acrylfasem aus einem DMF-Glyzeringemisch nach dem erfindungsgemäßen Spinnprozeß in Dampf oder Wasser verstreckt und dann erst gewaschen, getrocknet und fertig nachbehandelt, so wird auch die ursprüngliche kompakte Mantelfläche der Fasern oder Fäden durch ausdiffundierendes Glyzerin stark mikroporös, wodurch man Acrylfasem mit besonders hoher Hydrophilie erhält.

Werden die Kern-Mantelfasern jedoch zuerst gewaschen und dann verstreckt, so bleibt die kompakte Mantelstruktur erhalten, weil das Glyzerin vor dem Verstrecken ausgewaschen und die durch ausdiffundierendes Glyzerin entstehenden Hohlräume durch den Streckprozeß wieder geschlossen werden. Man erhält Acrylfasem mit einer dichten Mantelfläche und dementsprechend geringerer Hydrophilie.

Der Waschprozeß der Kern-Mantelfasern kann bei Temperaturen bis zu 100⁰C durchgeführt werden. Die Verweilzeit soll mindestens 10 Sekunden betragen, um die zugesetzte Substanz gut auszuwaschen.

Bei dem Waschprozeß hat es sich ferner als zweckmäßig erwiesen, die Faserbänder oder Fäden nur unter schwacher Spannung bzw. bei geringer Schrumpfzulassung zu halten, um die Entfernung der zugesetzten Substanz zu maximieren.

Die weitere Nachbehandlung der Faserbänder oder Fäden kann nach den in der Technik üblichen Nachbehandlungsschritten: Präparieren — Kräuseln — Trocknen — Schneiden — vorgenommen werden, wobei die Trocknungsbedingungen der Faser einen weiteren Einfluß auf die Hydrophilie ausüben.

Möglichst milde Trocknungsbedingungen von maximal 16O⁰C, vorzugsweise 80—140⁰C, und kurzen Verweilzeiten von maximal 1 —3 Minuten im Trockner führen zu Kern-Mantelfasern mit sehr hoher Hydrophilie.

Nach diesen Verfahren lassen sich Bikomponentenfaden und -fasern mit Kern-Mamei-Siruiciur erbauen, obwohl diese Seite an Seite versponnen wurden. Sie weisen im Inneren jedoch die typische exzentrische Seite an Seite Struktur auf, die für die permanente Kräuselung verantwortlich ist.

Bei diesen Kern-Mantel-Strukturen ist der Kern mikroporös, wobei der durchschnittliche Porendurchmesser maximal 1 μ beträgt Im allgemeinen liegt er zwischen 0,5 und 1 μ. Die Fläche des Kernes in einem Querschnitt durch die Faser beträgt im allgemeinen ca. 70% der Gesamtquerschnittsfläche.

Zur Ermittlung der mikroporösen Struktur wurden folgende Stoffwerte experimentell bestimmt:

1. die wahre Dichte (sogenannte Heliumdichte) durch Volumenmessung mit Helium mit einem Gasvergleichspyknometer,

2. die scheinbare Dichte durch Volumenmessung in Quecksilber bei 10 bar Überdruck,

3. die spezifische Oberfläche nach der BET-Methode durch ^-Adsorption bei — 196°C

Die Porosität (P) w^;rd wie folgt berechnet:

wahre Dichte — scheinbare Dichte

wahre Dichte

^{x 1U0}

Der Mantel kann, je nach Wahl der Nachbehandlungsbedingungen, kompakt oder ebenfalls mikroporös sein.

Die erfindungsgemäßen Fäden und Fasern weisen pilz-, lippen-, trilobale- oder hantelförmige Querschnittsfora men auf. Welche Querschnittsform jeweils überwiegt hängt von den gewählten Spinnbedingungen ebenso ab,

\ wie von der Menge der dem Spinnlösungsmittel zugesetzten Substanz, wobei die letztgenannte Maßnahme den

stärkeren Einfluß ausübt

Die erfindungsgemäßen Bikomponentenfaden und -fasern zeigen neben der beschriebenen Hydrophilie gute Fasereigenschaften, wie hohe Reißfestigkeit, Reißdehnung und gute Anfärbbarkeit

Gegenüber Wolle, Baumwolle und anderen Naturfasern besitzen diese Fasern durch die Kern-Mantel-Struktur den Vorteil, daß sie bei hoher Wasseraufnahme ein relativ trockenes Hautgefühl erzeugen, da das Wasser im wesentlichen vom Faserkern aufgenommen wird.

Sie zeigen ferner gute Kräuseieigenschaften. Die Zahi der Kräuseibögen und die Einkrauselirng wurden nach Standardarbeitsvorschriften bestimmt (vgL zum Beispiel F. Strecker, Faserkräuselungen, Chemifasern, ϊ 974, Seite 852). Die Kräuselreversibilität ^fap-c. (^cp.c. = Änderung der Zahl der Kräuseibögen pro cm) wurde nach US-PS 30 38 236 ermittelt:

j Zahl der Kräuselbögen (25° C trocken) — Zahl der Kräuselbögen (70° C naß)

^cp' " ⁼ Länge der gekräuselten Faser

Die Kräuselung der Bikomponentenfaden ist, wenn sie einmal entwickelt ist, schraubenartig und dauerhaft und stellt für die Fasern den Zustand der minimalen Energie dar. Sie ist auch dann permanent und elastisch, wenn sie Verformungen ausgesetzt ist. Wird sie bis zum Reißen durch mechanische Verformung herausgezogen, so springt sie bei spannungsloser Wärmebehandlung wieder ein.

Ehr weiterer sehr großer Vorteil der erfindungsgemäßen Fasern hinsichtlich des Tragekomforts ergibt sich aus ihrer Kern-Mantel-Struktur. Während natürliche Fasern wie etwa Wolle bei starker Wasseraufnahme sich durch Und durch naß anfühlen, ist dies bei den erfindungsgemäßen Fasernjiicht der Fall. Es wird angenommen, daß dies io j \

darauf zurückzuführen ist, daß das aufgenommene Wasser in den mikroporösen Kern diffundiert. Hierdurch fühlen sich die Fasern nach außen hin nicht naß an, was mit einem trockenen behaglichen Tragegefühl verbunden ist.

Das Wasserrückhaltevermögen von Fasern ist eine wichtige bekleidungs-physikalische Meßgröße. Ein hohes Wasserrückhaltevermögen bewirkt, daß hautnah getragene Textilien bei vermehrter Schweißbildung die Haut relativ trocken halten können und somit den Tragekomfort verbessern.

Bestimmung des Wasserrückhaltevermögens (WR)

Das Wasserrückhaltevermögen wird in Anlehnung an die DIN-Vorschrift 53 814 (vgl. Melliand.Textilberichte, 4,1973, Seite 350) bestimmt

Die Faserproben werden 2 Stunden in Wasser getaucht, das 0,1 Netzmittel enthält. Danach werden die Fasern 10 Minuten zentrifugiert mit einer Beschleunigung von lOOOOm/sec² und die Wassermenge gravimetrisch ermittelt, die in und zwischen den Fasern zurückgehalten wird. Zur Bestimmung des Trockengewichtes werden |

die Fasern bis zur Feuchtekonstanz bei 105°C getrocknet. Das Wasserrückhaltevermögen (WR) in Gewichiisprozent ist:

WR = x 100
m_lr

iTir «* Gewicht des feuchten Fasergutes
m,r - Gewicht des trockenen Fasergutes

Bestimmung des Feuchteaufnahmevermögens (FA)

35 Es wird die auf Trockengewicht bezogene Feuchteaufnahme der Faser gravimetrisch bestimmt. Hierfür

WS!*—2Π ίίΐβ ΡΓΟΪ35Π 24· StUFKJSH 5!HSITl »ΪΗΠ£1 ^ωΛϋ ^ °Ο ^ιιη/^ SS^^A Ö'¹" QnQj^ ralatiuAi· I nfiföiinkio aneoecot7i 7ΐϊί*

Ermittlung des Trockengewichtes werden die Proben bei 105°C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet Die

Feuchteaufnahme (FA)'m Gewichtsprozent ist:

X 100
m„

mr = Gewichtsfeuchte der Faser bei 21°C und 65% bzw. 90% relativer Feuchte mir = Trockengewicht der Faser

Die Abbildungen stellen dar:

A b b. 1: Lichtmikroskopische Querschnittsaufnahme von Bikomponentenfasern nach Beispiel 4, A b b. 2: Lichtmikroskopische Längsschnittaufnahme von Fasern nach Beispiel 6. I

Die folgenden Beispiele dienen der näheren Erläuterung der Erfindung. Teil- und Prozentangaben beziehen so sich, wenn nicht anders vermerkt auf das Gewicht

Beispiel 1

5,7 kg eines Acrylnitrilcopolymerisats aus 93,6% Acrylnitril, 5,7% Acrylsäuremethylester und 0,7% Natriummethallylsulfonat wurden bei 90°C in einem Gemisch aus 19,8 kg Dimethylformamid und 4,5 kg Glyzerin bei 90° C gelöst 7,5 kg einer weiteren Acrylnitrilcopolymerisatmischung, bestehend aus 5,5 kg Acrylnitrilh'omopolymerisat und 2 kg eines Acrylnitrilcopolymerisates aus 91% Acrylnitril, 5,6% Acrylsäuremethylester und 3,4% Natriummethallylsulfonat wurden bei 100°C in Dimethylformamid gelöst Beide Lösungen wurden einer Bifilardüse zugeführt und Seite an Seite im Verhältns 1 :1 trockenversponnen. Die Fasern wurden zu einem Kabel zusammengefaßt 1 :3,6fach in kochendem Wasser verstreckt, gewaschen, präpariert unter Spannung bei 110°C getrocknet, gekräuselt, geschnitten und in 1,5 Minuten in Dampf fixiert Die Fasern hatten einen Einzeltiter van 33 dtex, eine Festigkeit von 1,9 p/dtex bei einer Dehnung von 48%. Die Fasern besitzen, wie lichtmikroskopische Aufnahmen der Querschnitte zeigen, eine ausgesprochene Kern-Mantel-Struktur mit pilzförmigem Querschnitt. Die Saumbreite des Mantels beträgt etwa 2 um und ist kompakt gegenüber dem feinporigen Kern. Die Bikoimponentenfasern wurden zu Garnen Nm 16/4 versponnen, die eine Stunde in kochender Farbflotte stranggefärbt und spannungslos getrocknet wurden. Die Feuchteaufnahme des gefärbten Garnes betrug bei 65% relativier Luftfeuchtigkeit und 21°C 2,0% und bei 90% relativer Luftfeuchte und 21°C 9,5%. Das Wasserrückhaltevermij-

gen betrug 26%. Fasern aus dem Garn hatten etwa 10 Kräuselbögen pro Zi-ntimeter und eine Einkräuselung von 11,2%. Die Fasern hatten eine Kräuselreversibilität von 0,2, eine Porosität von 21,4% und eine spezifische Oberfläche von 8,8 (m²/g).

Die gefärbten Garne zeigten ein gutes Volumen bei einem wollartigen Griff.
5

Beispiel 2

Ein Teil des Faserkabels aus Beispiel 1 wurde nach der Präparation unter Schrumpfzulassung von 25% bei 110⁰C getrocknet, gekräuselt und zu Stapelfasern geschnitten. Die Bikomponentenfasern hatten einen Einzeltito ter von 3,3 dtex, eine Festigkeit von 2,1 p/dtex und eine Dehnung von 53% bei gleicher Querschnittsstruktur. Die entsprechend hergestellten und gefärbten Garne hatten eine Feuchtigkeitsaufnahme von 2,1 % bzw. 8,1 % bei 65 bzw. 90% relativer Luftfeuchte und ein Wasserrückhaltevermögen von 20%. Fasern aus dem Garn hatten etwa 12 Kräuselbögen pro Zentimeter und eine Einkräuselung von 14,7%. Die Fasern hatten eine Kräuselreversibilität von 0,3, eine Porosität von 17,9% und eine spezifische Oberfläche von 3,8 (m²/g).
Die gefärbten Garne zeigten ein sehr gutes Volumen bei einem etwas härteren Griff.

Beispiel 3

5,3 kg einer Acrylnitrilpolymerisatmischung, bestehend aus 4,5 kg Acryinitrühomopoiymerisai und ö,S kg eines Acrylnitrilcopolymerisates aus 91% Acrylnitril, 5,6% Acrylsäuremethylester und 3,4% Natriummethallylsulfonat wurden bei 90⁰C in einer Lösung aus 20,6 kg DMF und 4,2 kg DL-Sorbose gelöst. 5,3 kg sines weiteren Acrylnitrücopolymerisates aus 93,6% Acrylnitril, 5,7% Acrylsäuremethylester und 0,7% Natriummethallylsulfonat wurden bei 90⁰C in 12,7 kg DMF gelöst. Beide Lösungen wurden einer Bifilardüse zugeführt und Seite an Seite im Verhältnis 1 :1 versponnen. Die Fäden wurden zu einem Kabel zusammengefaßt, 1 :3,6fach in kochendemWasser verstreckt, gewaschen, präpariert und spannungslos bei 130^a C getrocknet.

Die Fasern vom Einzeltiter von 4,6 dtex hatten eine Festigkeit von 2,1 p/dtex und bei einer Dehnung von 42%. Die Fasern besitzen ebenfalls eine Kern-Mantel-Struktur bei pilz- bis lippenförmigem Querschnitt Die Saumbreite des Mantels beträgt 1 bis 2 μηι. Die Bikomponentenfasern hatten eine Feuchteaufnahme von 1,9 bzw. 9% bei 65 bzw. 90% relativer Luftfeuchte und 21°C. Das Wasserrückhaltevermögen betrug 36%. Die Fasern hatten 12 Kräuselbögen pro cm und eine Einkräuselung von 15,5%. Die Fasern hauen eine Kräuselreversibilität von 0,2, eine Porosität von 41 % und eine spezifische Oberfläche von 13,2 (m²/g).

Beispiel 4

5,7 kg einese Acrylnitrilcopolymerisates aus 93,6% Acrylnitril, 5,7% Acrylsäuremethylester und 0,7% Natriummethallylsulfonat wurden bei 90⁰C in einem Gemisch aus 19,8 kg DMF und 4,5 kg Glyzerin gelöst. 5,3 kg des gleichen Acryinitriicopoiymerisates wurden analog in 12,7 kg DmF gelöst. Die erste Lösung wurde auf SO⁰C ur.d die zweite auf 100⁰C gebracht, und beide Lösungen wurden mit einer Bifilardüse im Verhältnis 1 :1 Seite an Seite trockenversponnen. Die Fäden wurden zu einem Kabel zusammengefaßt, 1 :2,5fach bei 75⁰C verstreckt, gewaschen und spannungslos bei 13O⁰C getrocknet. Die Fasern vom Endtiter 53 dtex hatten 8 Kräuselbögen pro cm und eine Einkräuselung von 10%. Die Feuchteaufnahme betrug 1,8% bzw. 7,2% bei 65% jzw. 90% relativer Luftfeuchte und 21⁰C. Das Wasserrückhaltevermögen lag bei 35%. Die Fasern besitzen, wie die lichtmikroskopische Aufnahme der Querschnitte in A b b. 1 in 500facher Vergrößerung zeigt, eine ausgesprochene Kern-Mantel-Struktur mit pilzförmigem Querschnitt. Die Saumbreite des Mantels beträgt etwa 4 μω und ist kompakt gegenüber dem feinporigen Kern. Die Fasern hauen eine Kräuselreversibilität von 0,01, eine Porosität von 40,5% und eine spezifische Oberfläche von 12,4 (m²/g)

Beispiel 5
(Vergleich zu 1)

5,3 kg eines Acrylnitrilcopoplymerisates aus 93,6% Acrylnitril, 5,7% Acrylsäuremethylester und 0,7% Natriummethaüylsulfonat wurden bei 9O⁰C in 13,6 kg DMF gelöst. Zusätzlich wurden 53 kg einer Polymerisatmischung, bestehend aus 4,5 kg Acrylnitrilhomopolymerisat und 0,8 kg eines Acrylnitrilcopolymerisates aus 91% Acrylnitril, 5,6% Acrylsäuremethylester und 3,4% Natriummethallylsulfonat in 163 kg DMF bei 100⁰C gelöst.

Beide Lösungen wurden einer Bifilardüse im Verhältnis 1 :1 zugeführt und Seite an Seite versponnen und wie in Beispiel 1 beschrieben zu Fasern und Garnen verarbeitet Die Fasern hatten einen Einzeltiter von 3,4 dtex, eine Festigkeit von 23 p/dtex und eine Dehnung von 44%. Die Fasern besitzen einen pilzförmigen Querschnitt Die Feuchteaufnahme des gefärbten Garnes betrug 1,0 bzw. 1,7% bei 65% bzw. 90% relativer Luftfeuchte und 21⁰C. und das Wasserrückhaltevermögen hatte einen Wert von 8%. Die Fasern hatten etwa 12 Kräuselbögen pro cm und eine Einkräuselung von etwa 7%. Die Kräuselung ist permanent und bleibt bei einer Wasserbehandlung bis Kochtemperatur nahezu unverändert. Die Fasern hatten eine Kräuselreversibilität von 0,02, eine Porosität von 3,8% und eine spezifische Oberfläche von 03 (m²/g).

Beispiel 6
65 (Vergleich 7.0 4)

5,7 kg des Acrylnitrilpolymerisates aus Beispiel 4 wurden einmal in 13,0 kg DMF und einmal in 15,4 kg DMF bei 90⁰C gelöst. Die erste Lösung wurde auf 120°C und die zweite auf 80°C gebracht und beide Lösungen

wurden einer BifilardOse im Verhältnis 1,31 :1 zugefünrt und Seite an Seite trockenversponnen. Die Fäden
wurden wie in Beispiel 4 beschrieben nachbehandelt. Die Fasern vom Einzeltiter 5,5 dtex hatten 9 Kräuselbögen
pro cm und eine Einkräuselung von 11%. Die Feuchteaufnahme der Fasern betrug 1 bzw. 2% bei 65% bzw. 90%
relativer Luftfeuchte und 21°C. Das Wasserrückhaltevermögen hatte einen Wert von 9%. Die Fasern besitzen,
wie die lichtmikroskopischen Aufnahmen in A b b. 2 zeigen, einen hantel- bis pilzförmigen homogene-» Querschnitt. Die Fasern hatten eine Kräuselreversibilität von 0,05, eine Porosität von 6,4% und eine spezifische
Oberfläche von 2,0 (mVg).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kern-Mantel-Struktur aufweisende hydrophile Bikomponentenfaden oder -fasern aus fadenbildenden Acrylnitrilpolymerisaten mit mindestens 50 Gew.-% Acrylnitrileinheiten, gekennzeichnet durch

eine Feuchtigkeitsaufnahnie von mindestens 14% bei 65% relativer Luftfeuchtigkeit und 21°C und von mindestens 5% bei 90% relativer Luftfeuchtigkeit und 21°C und einem Wasserrückhaltevermögen von mindestens 10%.

2. Fäden und Fasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der sauren Gruppen in den beiden Komponenten sich um weniger als 250 m val/kg Polymerisat unterscheiden.

ίο

3. Verfahren zur Herstellung von Fäden oder Fasern nach Anspruch 1 durch einen Lösungsspinnprozeß,

indem man dem Spinnlösungsmittel 5 bis 50 Gew.-%. bezogen auf Lösungsmittel und Polymerfeststoff, einer Substanz zusetzt, die