DE2639499C2

DE2639499C2 - Ruß enthaltende Gemische aus synthetischen Fasern oder Fäden

Info

Publication number: DE2639499C2
Application number: DE2639499A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr. Engelhardt; Ekkehard Dr. 4047 Dormagen Frohberg; Martin Dr. Wandel
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1976-09-02
Filing date: 1976-09-02
Publication date: 1982-05-27
Also published as: FR2363646B1; IE45577B1; ATA627777A; BE858277A; DK390177A; DE2639499A1; NL7709654A; ES462035A1; GB1562461A; PT66967B; IE45577L; CH619339GA3; CH619339B; FR2363646A1; LU78061A1; PT66967A; AT370452B; DD135219A1

Description

Die Erfindung betrifft Faser- und Fädengemische gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die DE-OS 21 06 784 beschreibt eine derartige Mischfaserstruktur mit antistatischen Eigenschaften aus synthetischen Fäden oder Fasern mit einem hohen elektrischen Widerstand und »gerade gesponnenen« Polyamid- und Polyesterfasern, die zwischen 5 und 20 Gew.-% leitenden Ruß enthalten.

Die »gerade gesponnenen« Fasern sind im wesentlichen unverstreckt, haben daher keine Festigkeit und Dimensionstabilität, was bei der Garn- und Artikelherstellung zu Schwierigkeiten führt.
• Außerdem verleihen die rußhaltigen Fasern den mit ihnen hergestellten Artikeln einen nachteiligen visuellen Eindruck, insbesondere bei hellen Färbungen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein Faser- oder Fädengemisch zu schaffen, das ohne Schwierigkeiten zu Garnen und weiter zu Fertigartikeln wie Veloursteppichen oder auch Maschenwaren, die gute antistatische Eigenschaften aufweisen, verarbeitbar ist, wobei das visuelle Erscheinungsbild der Fertigartikel durch die Ruß enthaltenden Fasern nicht erheblich beeinträchtigt ist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Merkmale der Ansprüche 2 und 3 sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Faser- und Fädengemische liegen darin, daß neben einer für die Praxis ausreichenden Antistatik die textil-technologischen Mindestwerte (Festigkeit, Dehnung usw.) erhalten bleiben und überraschenderweise die Sichtbarkeit der Ruß enthaltenden Acrylfasern oder -fäden im Fertigartikel verringert oder sogar gänzlich vermieden ist, wenn dafür gesorgt wird, daß diese Ruß aufweisenden, mittel- bzw. hochschrumpfenden Fasern bzw. Fäden im textlien Artikel ausschrumpfen können. Bei Veloursteppichen zieht sich dabei durch die Auslösung des Schrumpfes der rußhaltige Faden von der Teppichoberfläche zurück.

Ebenso tritt bei Maschenware bei geringer Zumengung der rußhaltigen Fasern oder Fäden keine Störung des visuellen Erscheinungsbildes auf. Der Schrumpf wird durch Behandlungen wie Kochen, Färben, Dämpfen, Bedrucken, Latexieren und alle übrigen bei erhöhter Temperatur (ca. 100⁰C) stattfindenden Ausrüstungsprozesse ausgelöst.

Fadengarne aus zwei verschiedenen Fadensorten, die ein unterschiedliches Schrumpfvermögen aufweisen, sind aus der DE-OS 16 60 147 lediglich zur Erzielung eines gebauschten Garnes bekannt

Der Kochschrumpf der Ruß enthaltenden Fäden oder Fasern beträgt vorzugsweise 20 bis 50%.
Zur Herstellung der Ruß enthaltenden Acryl- bzw. Modacrylfasern mischt man Ruß mit einer Lösung eines Acrylnitrilcopolymerisats und sorgt durch schnelles Rühren für eine feine Verteilung, wobei sich als Hilfsmittel geringe Zugaben eines Emulgators bewähren können. Dann verspinnt man unter den bekannten Bedingungen des Trocken- oder Naßspinnverfahrens. Andererseits kann man auch einen getrennten Ansatz aus der gesamten Menge des benötigten Rußes und einem Teil des erforderlichen Acrylnitrilcopolymerisats in dem entsprechenden Lösungsmittel vorbereiten, die viskose Suspension filtrieren und dann hiervon im richtigen Verhältnis zur gelösten Restmenge des Polymerisats einen Strom zudosieren, wobei diese entweder kurz vor der Spinndüse über einen statischen Mischer oder aber auch in einem Kessel erfolgen kann.

Als Lösungsmittel kommen alle dem Fachmann geläufigen in Frage, wie z. B. die bevorzugten Lösungsmittel Dimethylformamid und Dimethylactamid. Lösungsvermittler sind nicht erforderlich. Die Spinnbänder werden dann anschließend auf bekannte Weise durch Auswaschen des Lösungsmittels, Verstrekken, Präparieren, Trocknen, Kräuseln und Dämpfen zu Fäden bzw. zusätzliche Verfahrensschriite zu Fasern verarbeitet. Dabei wendet man. um Endschrümpfe von 10—70% zu gewinnen, niedrige Trocknertemperaturen an und läßt nur- äußerst wenig Dampf während des Dämpfprozesses zu oder fährt den Dämpfer als Trocknungsaggregat.

An Acrylnitrilcopolymerisaten können alle dem Fachmann geläufigen, zur Herstellung synthetischer Acrylfasern oder -fäden benutzbaren, für den Zweck der Erfindung angewandt werden. Es handelt sich dabei hauptsächlich um solche Substrate, die zu mindestens 85 Gew.-% aus Acrylnitril bestehen und daneben noch (Meth)-Acrylate,Vinylcarboxylate,(Meth)-Allylcarboxylate, (Iso)-Butencarboxylate, Maleinate, Fumarate, (Meth)-Acrylamide sowie N-substituierte Derivate, Vinylether, Styrol und Abkömmlinge, Alkene, Methacrylnitril, ferner Färbeadditive, wie z. B. (Meth)-Acrylsäure, Itaconsäure, Maleinsäure, Vinyl-, (Meth)-Allyl-, Styrolsulfonsäure, Sulfoalkyl(meth)-acrylate, Vinyl-, (Meth)-Allylphosphonsäure, N-Sulfoalkyl(meth)-acrylamid u. a. enthalten.

Da durch die Zumischung von Ruß sich der Gesamtgehalt an Acrylnitril rechnerisch verringert, kann durchaus der Fall eintreten, daß je nach Menge des eindosierten Rußes und Art des zugrunde gelegten Acrylnitrilcopolymerisats der Gesamtacrylnitrilanteil der mit Ruß modifizierten Fasern oder Fäden kleiner als 85 Gew.-% wird.

Es ist natürlich auch möglich, Acrylnitrilcopolymerisate einzusetzen, deren Gehalt an Acrylnitril weit unter 85 Gew.-% liegt, d. h. sogenannte Modacryle, z. B. solche aus Acrylnitril oder Vinyl- bzw. Vinylidenhaloge-

nid mit Mengen von 60 bzw. 40 Gew.-% Acrylnitril.

Besonders durch den Comonomeranteil des Substrates iäßt sich die Schrumpfhöhe der den Ruß enthaltenden Typen günstig beeinflussen.

Beispiel 1
a) Zubereiten eines Ruß-Stammansatzes

18,2 kg Dimethylformamid (DMF) und 3,1 kg eines käuflichen, leitfähigen Rußes, der für elektrisch leitfähige Lacke und Kunststoffe verwendet wird, mit einer mittleren Teilchengröße von 23 μηι und einer Oberfläche von 150 m²/g wurden 24 Stunden unter Kühlung heftig gerührt Danach wurden zu dieser Suspension 11,3 kg einer 29,5 gew.-°/oigen Lösung eines AcrylnitrilcopolymeriEats in DMF zugegeben und weitere 3 Stunden ohne Kühlung gerührt. Das Acrylnitrilcopolymerisat bestand aus 94 Gew.-% Acrylnitril, 5,5 Gew.-°/oMethylacrylat,0,5 Gew.-%Natrium-Methallylsulfonat und hatte einen K-Wert von 83 (Fikentscher, Cellulosechemie 13, 1932, Seite 58). Zur Entfernung von Quellkörpern drückte man diesen Ansatz durch eine mit Tüchern belegte Filterpresse.

b) Trocken-Verspinnung

15,1 kg des filtrierten Stammansatzes, 4,7 kg des oben angegebenen Acrylnitrilcopolymerisates, 7,1 kg DMF und 0,1 kg Isononylphenolpolyglykolether wurden zürn Lösen des Polymerisats während 2 Stunden auf 8O⁰C erwärmt. Zur Verspinnung pumpte man die Suspension durch einen Wärmeaustauscher, in welchem sie auf ca. 130⁰C erwärmt wurde, zu einer Spinndüse, welche 90 Löcher von je 0,25 mm Durchmesser/Loch aufwies. Die Düse befand sich am oberen Ende eines 4,5 m langen Spinnschachtes vom Durchmesser 280 mm. Zur Entfernung des Lösungsmittels aus den die Düse verlassenden Fäden war der Schacht auf 210⁰C erwärmt und wurde mit 380⁰C heißer Luft zu 40 m³ beaufschlagt. Die Fäden zog man mit 180 m/min ab und wickelte sie auf. Der Spinntiter betrug 32 dtex. Das Spinnband verstreckte man in heißem Wasser im Verhältnis 1 : 2,3 wusch das anhaftende Lösungsmittel aus, präparierte, trocknete ohne Zulassung von Schrumpf bei 7O⁰C, kräuselte und schnitt zu Fasern von 150 mm Länge. Abschließend wurden diese durch Anblasen mit Luft von Restfeuchte befreit.

Die Fasern zeigten folgende Eigenschaften:

Titer (durch Auswaage bestimmt): 17,7 dtex

Rußgehalt

(durch N-Analyse ermittelt): 18,4 Gew.-%

Kochschrumpf: 45%

Oberflächenwiderstand der

ausgeschrumpften Faser

(nach 10 Wäschen): 7 · 10³ Ohm.

Zur Herstellung von Fäden wurde analog gearbeitet und ein Kräuselband erhalten.

c) Herstellung einer Velourware

Aus einer Mischung von 0,5 Gew.-% der oben beschriebenen Faser mit 99,5 Gew.-% einer Nylon-6-Faser vom Titer dtex 20 wurde ein Garn gesponnen (Nm 3,8/1). Dabei wurde ohne weiteres nach den herkömmlichen Verfahren der Kammgarnspinnerei

ohne zusätzliche Hilfsmittel ein Halbkammgarn erhalten, in dem die Faseranteile homogen gemischt waren. Aus diesem Garn wurde auf einer '^''-Tuftingmaschine ein Teppich mit 600 g Poleinsatzgewicht und 6 mm Polhöhe hergestellt Die fertige Veloursware wurde mit einer Kombination handelsüblicher saurer Farbstoffe in einem sehr hellen Beigeton gefärbt wobei auch der Schrumpf der rußhaltigen Faser ausgelöst wu^rde, und anschließend rückseitig mit einem handelsüblichen Verfestigungsstrich sowie einem Schaum, beide auf Basis SBR-Latex, beschichtet wobei dem Vorstrichcompound zur Verbesserung der Eigenleitfähigkeit 4% eines handelsüblichen Anti-Statikum hinzugesetzt worden waren. Bei der Abmusterung des Teppichs war eine Beeinträchtigung des optischen Erscheinungsbildes durch den Anteil an schwarzen Fasern nicht festzustellen. Antistatisches Verhalten: Es wurden Personenaufladungen von < 500 Volt gemessen.

Beispiel 2

20,1 kg des nach Beispiel 1 hergestellten Acrylnitrilcopolymerisat-R'iß-Stammansatzes, 15 kg des dort beschriebenen Arrylnitrilcopolymerisats und 35 kg DMF wurden 4 Stunden bei 80°C kräftig gerührt. Zur Trockenverspinnung wurde die Suspension nach Passieren eines Wärmeaustauschers, in welchem sie auf 120⁰C aufgeheizt wurde, zu einer 180-Lochdüse mit 0,25 mm Durchmesser/Loch gedrückt.

Die Schachtabmessungen betrugen 8,5 m Länge und 280 mm Durchmesser, die Schachttemperatur war auf 180⁰C eingestellt und durchgeleitet wurden 40 m³/h Luft von 300°C. Die Fäden wurden mit 200 m/min abgezogen. Das Spinnband verstreckte man in heißem Wasser im Verhältnis 1 :3,0, wusch das anhaftende Lösungsmittel aus, präparierte, trocknete bei 7O⁰C ohne Zulassung von Schrumpf, kräuselte, schnitt zu Fasern von 100 mm und 60 mm Länge und entfernte die Restfeuchte der Fasern durch Anblasen mit Luft.

Die Fasern zeigten folgende Eigenschaften:

Titer	3,5 dtex
Rußgehalt:	9,8 Gew.-%
Kochschrumpf:	37%
Oberfiächenwiderstand der
ausgeschrumpften Faser
(nach 10 Wäschen):	6 · 10°Ohn

Herstellung einer Maschenware

Aus einer Mischung von 1 Gew.-% der beschriebenen Faser mit 99 Gew.-% einer Polyacrylnitrilfaser (94% Acrylnitril, 5,5% Methylacrylat, 0,5% Natrium-Methallylsulfonat) in dtex 3,3 60 mm, die zuvor in der Flocke in einem »Gold«-Farbton gefärbt worden war, wurde nach Herstellung einer homogenen Faser-Mischung in der 3-Zylinderspinnerei ein Garn Nm 28/2 gesponnen, das zu einer dichten Maschenware verarbeitet wurde.

Bei visueller Abmusterung nach der üblichen Fixierung der Ware (Dämpfen), wobei der Schrumpf der rußhaltigen Faser ausgelöst wurde, ergab sich ein völlig einheitlicher Farbausfall; durch die schwarzen Faseranteile wurde die Warenoptik nicht beeinträchtigt.

Antistatisches Verhalten: Nach zehnmaliger Haushaltswäsche wurde ein Oberflächenwiderstand von 6 · 10¹⁰ Ohm gemessen.

Claims

Patentansprüche:

1. Faser- oder Fädengemische aus 99,8 bis 95 Gew.-% üblichen synthetischen Fasern oder Fäden aus Polyamid, Polyester, Polyalkylen oder Poly(mod)acryl und 0,2 bis 5 Gew.-% leitfähigen Ruß enthaltenden synthetischen Fasern oder Fäden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruß enthaltenden Fasern oder Fäden verstreckte, hochschrumpfende (Mod)Acrylfasern oder -fäden sind.

2. Faser- oder Fädengemische nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruß enthaltenden synthetischen Fasern oder Fäden einen Kochschrumpf von 10 bis 70% aufweisen.

3. Faser- und Fädengemische nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die üblichen Fasern oder Fäden Fasern oder Fäden aus

Poly-s-Caprolactam,
Polyhexamethylenadipamid,
Polyethylenglykolterephthalat,
Polycyclohexan-l^-dimethyJolterephthalat,
Poly(acrylnitril-methacrylat)oder
Polypropylen
sind.