DE3634753A1 - Kontinuierliche spinnverfahren fuer acrylnitrilfaeden und -fasern mit daempfung des spinngutes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung gekräuselter Fäden und Fasern aus Acrylnitrilpolymerisaten oder Copolymerisaten mit mindestens 40 Gew.-% Acrylnitrileinheiten. Unter "kontinuierlichem Verfahren" wird erfindungsgemäß verstanden, daß die Fäden in einem Arbeitsgang ohne Unterbrechung nach der Methode des Trockenspinnens ersponnen, präpariert, gedämpft, verstreckt, gekräuselt, geschrumpft und gegebenenfalls zu Stapelfasern geschnitten werden. Die Fäden mit einem beliebigen Gehalt, insbesondere relativ hohem Gehalt an Spinnlösungsmitteln (soweit sie fadenbildende Konsistenz haben) werden kontinuierlich und ohne Berührung mit flüssigen (Wasser)Bädern einer im wesentlichen spannungsfreien durchgeführten Dämpfung vor der Verstreckung unterworfen. Es werden dabei (Mod)Acrylfasern und -fäden mit einer Dichte von mindestens 1,180 g/cm³ und riefenfreier, schuppenfreier, praktisch glatter und vakuolenfreier sowie vakuolenstabiler Struktur, sehr hohem, stabilem Glanz, und praktisch ohne oder mit einstellbar niedrigem Kochschrumpf erhalten. Gegenstand der Erfindung sind auch diese nach dem Verfahren zugänglichen (Mod)Acrylfasern und -fäden.

Die Herstellung von Acrylfasern erfolgt üblicherweise nach Naßspinn-, Trockenspinn- und Schmelzspinn-Technologien. Während bei der Herstellung von Acrylfasern nach der Naßspinn- und Schmelzspinn-Technik bereits kontinuierlich arbeitende Verfahren bekannt geworden sind, beispielsweise der Naßspinnprozeß nach Textiltechnik 26 (1976), Seiten 479-483 oder das Schmelzextrusionsverfahren nach DE-A 26 27 457, die keinerlei Beschränkung hinsichtlich der Bandgewichte unterworfen sind, ist bisher nur ein kontinuierlich arbeitendes Verfahren zur Erzeugung von Acrylfasern nach dem Trockenspinnprozeß bekannt geworden, das nur für Multifilamentgarne mit niedrigen Bandgewichten, sogenannter Acrylseide, anwendbar ist und bei dem bestimmte Bedingungen erfüllt sein müssen (US-A 28 11 409). Dieses Verfahren ist zur Herstellung von Acrylkabeln mit hohen Bandgewichten nicht geeignet.

Die beiden heute großtechnisch verwendeten Verfahren, das Naß- und das Trockenspinnverfahren, sind im Laufe ihrer Entwicklung unterschiedliche Wege gegangen. Beim Naßspinnverfahren, bei dem die Spinnlösung in ein Fällbad gesponnen wird, wo sie zu Fäden koaguliert, die ohne Unterbrechung des Verfahrens gewaschen, verstreckt, getrocknet und präpariert werden, werden Düsen mit hoher Lochzahl von ca. 10 000 verwendet. Die Spinngeschwindigkeit ist mit 5 bis 20 m/min relativ niedrig. Beim Trockenspinnverfahren kann wegen der Gefahr der Verklebung der Fäden im mehrere Meter langen Spinnschacht nur mit Düsen niedrigerer Lochzahlen, normalerweise 200 bis 1000 Loch, gesponnen werden, jedoch sind wesentlich höhere Abzugsgeschwindigkeiten, üblicherweise zwischen 200 und 1000 m/min möglich, so daß im Prinzip ähnlich hohe Produktionsleistungen wie beim Naßspinnverfahren erzielt werden. Wegen der hohen Spinngeschwindigkeiten ist es jedoch beim Trockenspinnverfahren nicht möglich, das Gesamtverfahren bei hohen Bandgewichten kontinuierlich durchzuführen, da durch das Verstreckverhältnis von etwa 1 : 4 Endgeschwindigkeiten resultieren würden, die technisch nur sehr schwierig oder gar nicht zu bewältigen sind. Das Spinngut kann in diesem Geschwindigkeitsbereich nicht nachbehandelt werden, da ein wesentlicher Faktor für das Auswaschen des Restlösungsmittels die Verweilzeit ist. Das Trockenspinnverfahren wird daher vor der Verstreckung unterbrochen, das Spinngut wird in Kannen gesammelt, aus denen es dann der weiteren Nachbehandlung zugeführt wird (Bela von Falkai, Synthesefasern, Verlag Chemie, Weinheim/Deerfield Beach, Florida/Basel (1981), S. 204-206; R. Wiedermann, Acrylfaser Spinn- und Nachbehandlungsverfahren in Chemiefasern/ Textilindustrie, Juni 1981, S. 481-484, insbesondere S. 482 linke Spalte oben).

Da die Ablage des Spinngutes in Kannen sowohl bezüglich der Gleichmäßigkeit des Spinngutes als auch aus ökonomischen ökologischen Gründen nachteilig ist, war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Acrylfasern nach der Trockenspinnmethode zur Verfügung zu stellen, bei dem sämtliche Verfahrensstufen von der Fadenbildung bis zur versandfertigen Faser in einem Arbeitsprozeß ohne irgendeine Unterbrechung oder Zwischenlagerung ablaufen, und das sich auf Spinnkabel mit hohen Bandgewichten anwenden läßt. Vorzugsweise sollte die Herstellung der Spinnlösung in den kontinuierlichen Prozeß einbindbar sein.

In der DE-A-32 25 266/EP-A-98 477 wurde bereits ein Verfahren beschrieben, wonach diese Aufgabe gelöst werden kann, wenn man eine Spinnlösung bestimmter Viskosität verwendet, im Spinnschacht den Anteil des Lösungsmittels im Spinngut durch die Art der Lösungsmittelentfernung unter bestimmte Werte drückt, die Fäden vor dem Verstrecken mit einer Präparation versieht, die ein Gleitmittel und ein Antistatikum enthält, vorzugsweise eine wäßrige Präparation ist, wobei jedoch die Wasseraufnahme (Feuchte) der Fäden unter bestimmten Werten bleibt, und die Fäden vor dem Verstrecken mit keiner weiteren Lösungsmittelextraktionsflüssigkeit als dem Wasser der Präparation in Kontakt bringt. Wesentlich für dieses bekannte Verfahren ist, daß das Spinngut, d. h. das Spinnkabel, das den Spinnschacht verläßt, einen Restlösungsmittelgehalt von unter 40 Gew.-%, insbesondere zwischen 2 uns 10 Gew.-%, bezogen auf Faserstoff- Trockengewicht aufweist, denn Spinngut mit Restlösungsmittelgehalten über 40 Gew.-%, beispielsweise an Dimethylformamid, verklebt beim anschließenden Heißverstrecken über Galetten bei Bandtemperaturen ab etwa 120°C. Ferner treten unkontrollierte Verbackungen des Faserkabels beim Kräuseln in einer Stauchkammer oder mit einer Blasdüse auf, die mit Heißluft oder mit überhitztem Dampf betrieben wird. Dies führt in der Regel zu unsauberen, mit "Borsten" behafteten Garnen in der Sekundärspinnerei.

Es gibt nun mehrere Möglichkeiten, um die gewünschten niedrigen Restlösungsmittelgehalte im Spinngut beim Trockenspinnen einzustellen. Durch niedrige Spinngeschwindigkeiten läßt sich die Verweilzeit im Spinnschacht erhöhen, wodurch das Lösungsmittel nahezu vollkommen entfernbar ist. Niedrige Spinngeschwindigkeiten bedeuten jedoch eine starke Einbuße in der Spinnleistung und sind daher unerwünscht. Durch Verwendung von Düsen mit hohen Lochzahlen läßt sich die Spinnleistungsverminderung bei niedrigen Spinngeschwindigkeiten nur teilweise kompensieren. Eine andere Möglichkeit, Restlösungsmittel- arme Fäden zu erzeugen, besteht in der Anwendung hoher Spinnschacht- und Spinnlufttemperaturen. Diese Maßnahmen führen jedoch zu starken Rohtonschädigungen im Faserkabel und beeinträchtigen somit die Faserqualität. Auch hier kann man mit Hilfe von Stabilisatorzusätzen zur Spinnlösung nur graduelle Verbesserungen erzielen.

In der EP-A-1 68 582 wurde eine Vorrichtung beschrieben, mit welcher Reste an Spinnlösungsmitteln durch die Einwirkung von mehrstufig überhitztem Dampf im Gegenstrom zur Kabelbewegung entfernt werden können, so daß keine Kontakte mit wäßrigen Bädern erforderlich sind. Die vorliegende Erfindung kann von einer solchen Dämpf- Vorrichtung (ohne Kräuselung) gleichfalls vorteilhaft Gebrauch machen, jedoch wird das Verfahren in einem anderen Ablauf als in der Vorliteratur (wo ein Heißverstrecken vor dem Dämpfschritt zur Lösungsmittelentfernung erfolgt), vorgenommen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeigt demgegenüber viele Vorteile, wie sie noch aus der Beschreibung hervorgehen werden. Außerdem sind nach dem Verfahren der EP-A-1 68 582 ausschließlich schrumpffreie Fasern zugänglich, da man eine Kräuselung vor der Dämpfung vornimmt. Lösungsmittel- haltige Fäden müssen höher verstreckt werden, ergeben dann aber zu hohe Dehnung und zumeist schlechte Festigkeiten. Bei erfindungsgemäßer, praktisch DMF-freier Verstreckung sind weniger hohe Streckgrade erforderlich, auch mittlere Schrumpfgrade sind leicht einstellbar, die Festigkeit der Fasern ist - selbst bei niedrigem Streckgrad - besser als bei dem Verfahren nach dem Stand der Technik. Auch ist die Verarbeitbarkeit besser und der Griff der erfindungsgemäß hergestellten Fasern weicher.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein Verfahren zur Herstellung von Fäden und Fasern aus Acrylnitrilpolymerisaten in kontinuierlicher Arbeitsweise zur Verfügung zu stellen, welches die genannten Nachteile nicht aufweist und auch bei hohen Spinnleistungen und Produktionsgeschwindigkeiten für hohe Bandgewichte oberhalb 100 000 dtex kontinuierlich durchführbar ist und Fäden mit einem Kochschrumpf unterhalb von 35%, vorzugsweise unterhalb von 25%, zumeist jedoch praktisch Kochschrumpf-freie Fäden (2 bis 0% Kochschrumpf) ergibt.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man diese Aufgabe lösen kann, wenn man eine Spinnlösung mit der Kugelfallviskosität von 10 bis 60 sec. bei 100°C verwendet, die Fäden innerhalb oder direkt außerhalb des Spinnschachtes mit einer Präparation versieht, die ein Gleitmittel und ein Antistatikum enthält, vorzugsweise eine wäßrige Präparation ist, wobei jedoch die Wasseraufnahme der Fäden unter bestimmten Werten bleibt und die Fäden mit keiner weiteren Lösungsmittelextraktionsflüssigkeit als dem Wasser der Präparation in Kontakt bringt und erfindungsgemäß das Spinnlösungsmittel im Spinngut vor dem Verstrecken mit überhitztem Dampf entfernt. Das heißt mit anderen Worten, das kontinuierliche Verfahren zur Herstellung von Acrylfasern nach dem Trockenspinnverfahren arbeitet vollkommen wasserfrei und ist somit besonders kostengünstig von der Energieseite her und besitzt in der gewählten Abfolge der Faserbehandlungen überraschend vorteilhafte Verfahrensbedingungen und liefert außerordentlich günstige Fadeneigenschaftscharakteristiken.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von Fäden und Fasern aus Acrylnitrilpolymerisaten mit mindestens 40 Gew.-% Acrylnitrileinheiten in kontinuierlicher Arbeitsweise durch Verspinnen einer Spinnlösung des Polymerisates in einem Spinnschacht, Verdampfen mindestens eines Teils des Spinnlösungsmittels im Spinnschacht, Präparieren, Verstrecken, Kräuseln, Schrumpfen und gegebenenfalls Schneiden durch Verspinnen einer Spinnlösung, deren Viskosität bei 100°C 10 bis 60 Kugelfallsekunden (4,37 bis 26,22 Pa · s) beträgt, durch Präparieren der Fäden im Spinnschacht oder unmittelbar nach Verlassen des Spinnschachtes in noch heißem Zustand mit einer gegebenenfalls wäßrigen Präparation, die ein Gleitmittel und ein Antistatikum enthält und den Fäden einen Feuchtegehalt von maximal 10 Gew.-%, bezogen auf Faserfeststoffgehalt, verleiht, und die Fadenbündel aus vielen Schächten zu Fadenkabeln zusammenfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) der Spinnverzug beim Trockenspinnen 2 ist,
• b) der Gehalt an Spinnlösungsmitteln vor der Behandlung mit Heißluft oder überhitztem Dampf bis 60 Gew.-%, bezogen auf Feststoff, bevorzugt <10 bis 60 Gew.-%, liegen kann,
• c) die Fäden vor dem Verstrecken durch spannungsfreie oder spannungsarme Behandlung mit heißer Luft oberhalb 200°C oder vorzugsweise mit überhitztem Dampf von 105 bis 150°C von Spinnlösungsmitteln auf Gehalte von <2 Gew.-%, vorzugsweise <1 Gew.-%, insbesondere <0,6 Gew.-% befreit,
• d) das Streckverhältnis von 1 : 2 bis 1 : 15, vorzugsweise 1 : 3 bis 1 : 12, beträgt,
• e) die Bandtemperatur beim Verstrecken 105 bis 150°C ist,
• f) die Fäden während des gesamten Verfahrens mit keiner weiteren Extraktionsflüssigkeit für das Spinnlösungsmittel als gegebenenfalls dem Wasser der Präparation in Kontakt treten.
• g) der Kochschrumpf der Fäden <35%, vorzugsweise <25% beträgt, besonders bevorzugt aber praktisch Null (bis 2 Gew.-%) beträgt und
• h) die Dichte der Spinnlösungsmittel-freien Fäden (vor dem Kochen) 1,180, bevorzugt 1,183 ist.

Der Lösungsmittelgehalt der Spinnbäder bzw. des Spinnkabels nach Verlassen der Schächte liegt vorzugsweise bei 20 bis 60%. Vorzugsweise liegt der Spinnverzug des Verfahrens zwischen 2 und 12.

Der Spinnverzug V ist definiert als Verhältnis von Abzugsgeschwindigkeit A zur Ausspritzgeschwindigkeit S:

Die Ausspritzgeschwindigkeit S ergibt sich zu: mit

F = Fördermenge (cm³/min) Z = Anzahl der Düsenlöcher pro Düse d = Düsenlochdurchmesser (cm)

Die Fördermenge (Pumpenvolumen mal Umdrehungen pro Minute) läßt sich nach folgender Gleichung rechnen:

G _ST = Gesamtspinntiter (dtex = g/10 000 m) P = Pumpenvolumen (cm³) U = Umdrehungen pro Minute (min^-1) K = Konzentrationen der Spinnlösung (g/cm³) A = Abzugsgeschwindigkeit (m/min) N = Anzahl der Spinnschächte

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Spinnlösung bei 100°C eine Viskosität von 15 bis 50 Kugelfallsekunden (6,56 bis 21,85 Pa · s) auf, der Lösungsmittelgehalt der Fäden beim Verlassen des Spinnschachtes kann beliebig hoch sein und die Bandtemperatur beträgt beim Verstrecken 100 bis 180°C. Die Verstreckverhältnisse liegen insbesondere zwischen 2 und 12, wobei für Acrylnitril-Copolymerisate der bevorzugte Bereich 3 bis 6 und für Homopolymerisate 5 bis 12 ist.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, Spinnkabel mit einem Bandgewicht von 100 000 dtex und mehr mit so niedrigem Gehalt an Restlösungsmittel zu erzeugen, daß nach einer Heißverstreckung und einem anschließenden Kräusel- und Schrumpfprozeß, der Restlösungsmittelgehalt in der fertigen Faser bzw. im Endloskabel deutlich unter 1 Gew.-% liegt, ohne daß das Spinngut mit einem flüssigen Extraktionsmittel für das Spinnlösungsmittel in Berührung gekommen ist, sieht man von den Wasseranteilen der Spinnpräparation ab. Die erfindungsgemäß erhaltenen Fäden weisen Faserfestigkeiten von über 2 cN/dtex auf.

Das neue Verfahren erlaubt nunmehr die kontinuierliche Verarbeitung trockengesponnener Fäden praktisch unabhängig vom Restgehalt an Spinnlösungsmitteln, der bevorzugt <10 bis 60 Gew.-% betragen kann (der Restgehalt ist soweit tolerabel, wie er noch handhabbare Spinnfäden ergibt) und somit den Einsatz rationeller Trockenspinnbedingungen für das Verfahren erlaubt.

Durch die praktisch vollständige Entfernung der Spinnlösungsmittelreste unmittelbar nach dem Verspinnen und Präparieren unter den angegebenen Bedingungen und erst dann folgendes Verstrecken und Weiterbehandeln, ohne Wassereinwirkung läßt sich überraschend eine außerordentlich stabile, kompakte Fadenstruktur erzielen. Diese enhält keine Vakuolen und es bilden sich auch bei anschließenden Koch- oder Dampfbehandlungen keine Vakuolen mehr nach. Dies führt auch insgesamt zu einer stabilen und glatten Faserstruktur mit hohem und stabilem Glanz. Letztere Eigenschaften werden bei Galettenverstreckung bei der hohen Temperatur, bevorzugt 105 bis 150°C noch durch eine Art "Bügeleffekt" auf den Galetten verstärkt. Nach der Verstreckung wird die Kräuselung vorgenommen. Bei Dampfeinwirkung wird dabei sowohl gekräuselt als auch (zu praktisch kochschrumpfarmen Fasern) relaxiert oder - bei Kräuselung ohne Dampfeinwirkung oder ohne thermische Relaxierung, zu Fasern mit einem mittleren Kochschrumpf und Bauschcharakteristik verarbeitet.

Als Acrylnitrilpolymerisate sind alle sogenannten Acrylfasern, bzw. Modacrylfasern verspinnbare Acrylnitrilhomo- und -copolymerisate geeignet, vorzugsweise Acrylnitrilcopolymerisate mit mindestens 85 Gew.-% Acrylnitrileinheiten. Besonders bevorzugt sind Homopolymerisate und Terpolymerisate aus 89 bis 95 Gew.-% Acrylnitril, 4 bis 10 Gew.-% eines nicht ionogenen Comonomeren und 0,5 bis 3 Gew.-% eines ionogenen Comonomeren, wobei als Comonomere zum einen Acrylsäuremethylester, Methacrylsäuremethylester und Vinylacetat und zum anderen Methallylsulfonat und Styrolsulfonat bevorzugt sind. Die Polymerisate sind bekannt.

Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich von dem Verfahren der US-A 28 11 409 durch die unterschiedliche Viskosität der Spinnlösung, die dort nicht unter 400 Poise bei 100°C, entsprechend 91 Kugelfallsekunden bei 100°C betragen soll, wobei einzelne Beispiele auch auf 300 Poise, entsprechend 69 Kugelfallsekunden, heruntergehen, sowie durch den Verzug, der überwiegend zwischen 0,5 und 1,5 liegt. Beispiele mit höheren Verzügen weisen extrem hohe Viskositäten auf. Das Verfahren ist, wie erwähnt, auf sehr niedrige Bandgewichte beschränkt und bedarf eines komplizierten Spinnschachtes.

Erfindungsgemäß kann zwar auch mit niedrigen Verzügen gefahren werden, jedoch liegt der wirtschaftliche Vorteil gerade darin, daß im Gegensatz zum Stand der Technik hohe Verzüge von 10 und mehr möglich sind. Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise mit einem Spinnschacht ausgeführt, bei dem die zur Verdampfung des Spinnlösungsmittels benutzte Heißluft am Kopf des Spinnschachtes, maximal 50 cm unterhalb der Spinndüse in Längs- und/oder Querrichtung zu den Fäden eingeblasen wird vorzugsweise unter Queranblasung aus dem Inneren über eine Vorrichtung mit zylindrischen, gasdurchlässigen (Metalldraht)-Wänden, entsprechend DE-A 34 24 343.

Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren ist, daß das Spinngut, d. h. das Spinnkabel, das den Spinnschacht verläßt, in noch heißem Zustand, vorzugsweise am Ende des Spinnschachtes, entweder innerhalb oder unmittelbar hinter dem Spinnschacht, mit einer Präparation zu benetzen, die ein Gleitmittel und ein Antistatikum enthält, um einen guten Bandschluß für die Aufgabe auf eine Konditioniervorrichtung zu erhalten und eine Abkühlung zu vermeiden. Das aufgebrachte Gleitmittel erlaubt nach der erfindungsgemäßen Dämpfung zur Entfernung der Spinnlösungsmittelreste eine einwandfreie Verstreckung, selbst dicker Kabel von 100 000 dtex und mehr. Die Präparation kann auch Wasser als Bestandteil enthalten, jedoch ist darauf zu achten, daß das Kabel nicht über ca. 10 Gew.-% Feuchte aufnimmt, weil dieses Wasser den zu kondensierenden lösungsmittelbeladenen Dampf der Konditioniervorrichtung unnötigerweise verdünnt und zusätzliche Rückgewinnungskosten verursacht.

Als geeignete Gleitmittel kommen beispielsweise Glykole, deren Derivate, Silikonöle, Polyethersiloxane, ethoxylierte Fettsäuren, -alkohole, -ester, -amide, -alkylethersulfate sowie deren Mischungen infrage.

Die Präparation kann als Antistatikum ein entsprechendes handelsübliches Präparat enthalten, beispielsweise eine übliche kationaktive, anionenaktive oder nichtionogene Verbindung, wie einen langkettigen ethoxylierten, sulfierten und neutralisierten Alkohol.

Zweckmäßigerweise hat die Präparation eine Temperatur von 50 bis 90°C, um eine Abkühlung der heißen Fadenschar zu verhindern.

Die von einer Spinnmaschine mit beispielsweise 60 Spinnschächten ersponnenen Schachtbändchen werden auf diese Weise präpariert, gebündelt zu Kabeln vom Gesamttiter 500 000 dtex und mehr (z. B. 1000 ktex oder sogar 1500 ktex) und über einem Abzugsorgan einem dampfdicht geschlossenen Siebbanddämpfer (z. B. entsprechend DE-A 34 18 942) zugeführt. Dort wird mit überhitztem Dampf von 105 bis 150°C und Verweilzeiten von beispielsweise 1 bis 20 Minuten, vorzugsweise 8 bis 16 Minuten, je nach Durchsatzmenge und Belegdichte, das Restlösungsmittel, z. B. Dimethylformamid, dampfförmig ausgetrieben. Die Behandlung erfolgt vorzugsweise gegenläufig zur Förderrichtung des Kabels durch Eintragen von Frischdampf am Ende des Dämpfers, wobei der (zunehmend lösungsmittelhaltige) Dampf in einer Reihe hintereinandergeschalteter Dämpfersegmente dem Faserband entgegenströmt, in einzelnen Segmenten (Dämpfkammern) jeweils durch Ventilatoren abgesaugt und nach Durchleiten über Nacherhitzer im überhitztem Zustand wieder (vielfach) durch das Fadenkabel über dem Siebband geleitet wird. Ein Teil des lösungsmittelbeladenen Dampfes wird jeweils aus den Teil-Dämpfkammern entnommen. Eine geeignete Vorrichtung dieser Art wird beispielsweise in der DE-A 34 18 942 oder in der EP 1 68 582 oder der DE-A 34 46 556 beschrieben. Das nahezu lösungsmittelfreie Spinngut wird über ein Galettenstreckwerk, z. B. über ein Streckseptett auf Strecktemperatur erwärmt. Als zweiter Klemmpunkt dient ein zweites temperierbares Galettenstreckwerk, z. B. Streckseptett, wobei durch entsprechend höher eingestellte Geschwindigkeit die Verstreckung des Kabels erfolgt.

Die Entfernung des Spinnlösungsmittels, beispielsweise DMF, aus dem Spinnkabel wird vorteilhafterweise in einer dampfdichten Konditioniervorrichtung mit umlaufenden Siebband und mindestens zweistufig überhitztem Dampf von 105 bis 150°C vorgenommen, wie sie in der DE-A 34 18 942 beschrieben ist.

Die Verwendung einer Konditioniervorrichtung zur spannungsarmen Spinngutdämpfung hat den Vorteil, daß hierdurch ein zusätzlicher Puffer bei Störungen in dem erfindungsgemäß beschriebenen Kontiverfahren erhalten wird.

Für das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich die beim Trockenspinnprozeß üblichen Spinnabzugsgeschwindigkeiten von etwa 150 bis 500 m/min ohne weiteres anwenden. Die Streckgrade liegen bei 250 bis 1000% und es wurden Endgeschwindigkeiten von ca. 350 bis 1500 m/min erzielt, die technisch noch beherrschbar sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird das Kabel anschließend, je nach Bedarf, in einer Stauchkammer gekräuselt oder bei Geschwindigkeiten oberhalb ca. 200 m/min einer Hochleistungstexturierdüse zugeführt, in der vorzugsweise mit Hilfe von überhitztem Dampf von mindestens 105°C gekräuselt wird. Im weiteren kontinuierlichen Verfahrensablauf wird das gekräuselte Kabel zwecks Schrumpfentfernung mit Sattdampf, überhitztem Dampf oder auch (kurzfristig) in Trockenhitze bei Temperaturen bis 380°C, vorzugsweise 250°C relaxiert, beispielsweise über einem Siebband oder U-rohr- förmigen Dämpfstiefel. Das ausgeschrumpfte Kabel wird anschließend, je nach Bedarf, verpackt oder zu Stapelfasern geschnitten und in Ballen gepreßt. Das Verfahren ist insbesondere für die Herstellung kleiner Partiegrößen geeignet, da durch die kontinuierliche Nachbehandlung keine An- und Abfahrmengen entstehen.

Wird die Entfernung des Restlösungsmittels aus dem Spinngut anstelle des bevorzugt verwendeten überhitzten Dampfes mit Heißluft, gemäß Beispiel 5 vorgenommen, so hat sich die Zugabe von max. 0,2 Gew.-% Ethylendiamintetraessigsäure zur Spinnlösung, gemäß DE-A 34 18 943, sehr gut bewährt, um eine Rohtonschädigung des Kabels zu verhindern.

Auch die Lösungsbereitung läßt sich ohne Mühe in das kontinuierliche Verfahren integrieren, wobei konventionelle Lösungsbereitungen oder insbesondere das folgende Verfahren Verwendung finden:

Zunächst wird bei Raumtemperatur aus dem Spinnlösungsmittel, dem Polymeren und gegebenenfalls einem Nichtlösungsmittel für das Polymer, das mit dem Spinnlösungsmittel mischbar ist, beispielsweise Wasser in einer Menge von 2 bis 20 g pro 100 g Polymer, eine Suspension hergestellt. Diese Suspension wird auf eine Temperatur aufgeheizt, die mindestens 30 und höchstens 60°C über den Temperaturen liegt, bei der die Suspension optisch homogen wird und unter dem Siedepunkt, vorzugsweise 5°C unter dem Siedepunkt des verwendeten Spinnlösungsmittels liegt, also eine Lösung entsteht, 1 bis 15 Minuten bei dieser Temperatur gehalten und danach unmittelbar der Verspinnung zugeführt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird eine Lösungsmittelpolymerisation im verwendeten Spinnlösungsmittel, z. B. Dimethylformamid, vorgeschaltet, so daß nach entsprechender Aufkonzentration und Monomerentfernung über Dünnschichtverdampfer erstmals ein kontinuierlich arbeitendes Verfahren zur Herstellung von Acrylfasern auch in höheren Banddicken nach einem Trockenspinnprozeß mit höchstmöglichem Automatisierungsgrad erreicht wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich auch zur kontinuierlichen Herstellung von Bikomponentenfäden und -fasern, bei denen die Nachbehandlungsschritte entsprechend der bekannten Technologie für Bikomponentenfäden entsprechend modifiziert werden.

Die Viskosität in Kugelfallsekunden, gemessen bei 100°C, wurde nach der Methode von K. Jost, Rheologica Acta, Band 1 (1958), Seite 303, bestimmt. Es gilt dabei die Umrechnungsformel: 1 Kugelfallsekunde entspricht 4,37 Poise (437 m Pa · s).

Sämtliche Temperaturen, die im Zuge des kontinuierlichen Herstellprozesses von Acrylfasern ab der Spinnmaschine erfaßt wurden, sind mit dem Strahlungsthermometer KT 15 (Hersteller: Fa. Heimann GmbH, 6200 Wiesbaden, BRD) berührungslos gemessen worden.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung, ohne sie jedoch einzuschränken. Alle darin enthaltenen Teil- und Prozentangaben beziehen sich, wenn nicht anders vermerkt, auf das Gewicht.

Beispiel 1

700 g Dimethylformamid (DMF) werden in einem Kessel bei Raumtemperatur unter Rühren mit 300 kg eines Acrylnitrilcopolymerisates (K-Wert 81) aus 93,6% Acrylnitril, 5,7% Acrylsäuremethylester und 0,7% Natriummethallylsulfonat vermischt. Die Suspension wird über eine Zahnradpumpe in einen mit einem Rührwerk versehenen Spinnkessel gepumpt. Dann wird die Suspension in einem doppelwandigen Rohr mit Dampf von 4,0 bar erhitzt. Die Verweilzeit im Rohr beträgt 5 Minuten. Die Spinnlösung, welche am Rohrausgang eine Temperatur von 138°C aufweist und eine Viskosität von 19 Kugelfallsekunden (8,30 Pa · s), gemessen bei 100°C, besitzt, wird nach Verlassen der Aufheizvorrichtung auf 90°C abgekühlt, filtriert und direkt einer Spinnanlage mit 60 Spinnschächten zugeführt.

Die Spinnlösung wird aus 592-Lochdüsen, Düsenlochdurchmesser 0,25 mm, mit einer Abzugsgeschwindigkeit von 257 m/min und einem Spinnverzug von 7,6 trocken versponnen. Die Schachttemperatur liegt bei 190°C und die Lufttemperatur beträgt 320°C. Die durchgesetzte Luftmenge beträgt 35 m³/h für jeden Schacht, die am Kopf des Schachtes in Längsrichtungen zu den Fäden eingeblasen wird.

Innerhalb der Spinnschächte, ca. 50 mm vom unteren Spinnschachtende entfernt, wurden die Spinnbändchen jeweils über zwei höhenversetzt einander gegenüberstehende Schlitzdüsen, wie sie in der deutschen Patentanmeldung P 35 15 091.2 der Anmelderin beschrieben sind, mit einer 80-90°C warmen, wäßrigen, ölhaltigen, antistatischen Präparation derart benetzt, daß der Ölgehalt der Fäden ca. 0,16 Gew.-%, der Gehalt an Antistatikum bei ca. 0,04 Gew.-% und die Feuchte 1,1 Gew.-%, bezogen auf den Faserfeststoffgehalt, ausmacht. Das Kabel (Fadenschar der Schachtbändchen aus vielen Spinnschächten) hatten einen Gesamttiter von 640 000 dtex und einen Restlösungsmittelgehalt von 22,7 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt.

Dann wird das warme Kabel über eine Eintäflervorrichtung einer dampfdichten Konditioniervorrichtung mit einem umlaufenden endlosen Siebband zugeführt. Das gefaltete Kabel wird mit überhitztem Dampf auf 130°C behandelt. Die Verweilzeit im Dämpfer beträgt 12 Minuten. Die eingespeiste Dampfmenge betrug 247 kg/h bei einem berechneten Faserkabeldurchsatz von 986,9 kg/h, so daß sich ein spezifischer Dampfverbrauch von 0,25 kg Dampf pro kg Faserkabel einstellte. Dann wurde das warme Kabel, welches noch einen Restlösungsmittelgehalt von 0,4 Gew.-% an DMF aufweist, über ein auf 150°C beheiztes Streckseptett zur Temperaturangleichung geschickt. Das Kabel nahm dabei eine Bandtemperatur von 115°C, gemessen mit dem Strahlungsthermometer KT 15 an. Das Kabel wurde um 350% verstreckt, wobei als zweiter Klemmpunkt ein Streckseptett mit temperierbaren Walzen diente. Die Bandtemperatur nach dem Streckvorgang betrug 76°C. Unmittelbar hierauf wurde das verstreckte Kabel einer Blaskräusel zugeführt, die in einem kurzen Siebbanddämpfer dampfdicht integriert ist und mit überhitztem Dampf von 130°C betrieben wird. Der in der Blaskräusel eingesetzte Dampf dient sowohl zur Kräuselung als auch zur Relaxierung des Faserkabels. Die Verweilzeit im Dämpfer betrug 1,2 Minuten. Das fertig ausgeschrumpfte Kabel wird anschließend gekühlt und zu Stapelfasern von 60 mm Schnittlänge geschnitten, verblasen und einer Packpresse zugeführt. Die auf diese Art und Weise in einem kontinuierlichen Prozeß hergestellten Acrylfasern haben einen Einzelfaserendtiter von 6,7 dtex. Die Faserfestigkeit beträgt 2,8 cN/dtex und die Dehnung 22%. Die Fasern sind vollkommen vakuolenfrei und nach Koch- oder Sattdampfbehandlungen auch vollkommen vakuolenstabil, und haben eine nahezu glatte, strukturlose Faseroberfläche. Die Fasern besitzen keinen Kochschrumpf mehr. Die Dichte der Fasern beträgt 1,191 g/cm³ und nach einer 10-minütigen Behandlung in kochendem Wasser 1,185 g/cm³.

Aus den Fasern auf einer Hochleistungskarde mit 120 m/min hergestellte Garne besitzen eine Garnfestigkeit von 13,1 RKm, eine Dehnung von 13,9% und einen Garnkochschrumpf von 2,4%.

In der folgenden Tabelle I wird für Spinnfäden aus verschieden konzentrierten Spinnlösungen eines Acrylnitrilcopolymerisates der Zusammensetzung aus Beispiel 1 (K-Wert 81) das Spinn- und Nachbehandlungsverfahren und die Faserfestigkeiten und Dehnungen wiedergegeben. Es wurde jeweils der gleiche Gesamttiter von 640 000 dtex durch Variation der Fördermenge der Spinnpumpe bei verschiedenen Konzentrationen eingestellt. Die Spinn- und Nachbehandlungsparameter entsprechen ansonsten den Angaben von Beispiel 1. Die Viskosität der Spinnlösungen, gemessen in Kugelfallsekunden, wurden wiederum bei 100°C ermittelt. Dem Fachmann ist bekannt, daß sich die Konzentrationen der Spinnlösungen in Abhängigkeit vom K-Wert der Polymerisate auch außerhalb der Angaben von Tabelle I beeinflussen lassen. So lassen sich beispielsweise um so höhere Spinnlösungskonzentrationen zu Fäden verspinnen, je niedriger der K-Wert ist und umgekehrt.

Entscheidend für die Fadenbildung ist jedoch jeweils die Viskosität. Hier wurden die in Tabelle I aufgeführten Grenzwerte für das Verspinnen von Spinnlösungen aus Acrylnitrilpolymerisaten zu Fäden gefunden.

Anmerkung:

Zur Bestimmung des Vakuolengehalts und der Vakuolenstabilität:
Man bettet Acrylfasern in einem Medium von etwa gleichem Brechungsindex (n = 1,52), z. B. Anisol, ein. Vakuolenfreie Acrylfasern werden darin optisch ausgelöscht, während vakuolenhaltige Provenienzen milchig trüb sind (vgl. P. A. Koch: Rezeptbuch für Faserstoff-Laboratorien, Springer- Verlag, Berlin, 1960 Seite 50-61).

Zur Ausprüfung der Acrylfäden auf ihre Beständigkeit gegen Vakuolenbildung werden die Fäden 10 Minuten in kochendem Wasser behandelt, 12 Stunden bei 40°C im Vakuum getrocknet und anschließend in eine Glasküvette mit Anisol (n = 1,517) getaucht, die von der Seite mittels einer Mikroskopierlampe durchleuchtet wird. Vakuolenfreies Material verschwindet dabei optisch. Vakuolenhaltige Fasern erscheinen entsprechend strahlend weiß. Anhand der Stärke des Effektes bei stets gleicher Fasermenge kann eine halbquantitative Abschätzung des Vakuolenbefalls erfolgen. Parallel hierzu wird ein Teil der in kochendem Wasser vorbehandelten Acrylfäden 20 Minuten einer Sattdampfatmosphäre von 140°C ausgesetzt, wiederum 12 Stunden bei 40°C im Vakuum getrocknet und ebenfalls in Anisol geprüft.

Tabelle I

Beispiel 2

Eine Spinnlösung, gemäß Beispiel 1, wird aus 240-Lochdüsen, Düsenlochdurchmesser 0,3 mm, mit einer Abzugsgeschwindigkeit von 285 m/min und einem Spinnverzug von 10,7 aus 60 Schächten trocken versponnen. Die Schachttemperatur liegt bei 170°C und die Lufttemperatur beträgt 280°C, die durchgesetzte Luftmenge liegt bei 40 m³/h für jeden Schacht. Die Viskosität der Spinnlösung liegt wieder bei 19 Kugelfallsekunden (8,30 Pa · s), gemessen bei 100°C. Die Spinnfäden vom Gesamttiter 263 000 dtex, welche noch einen Restlösungsmittelgehalt von 49,4 Gew.-% an DMF besitzen, werden innerhalb der unteren Schachtverschlüsse mit einer wäßrigen, ölhaltigen, antistatischen, 80-90°C warmen Präparation angesprüht. Der Ölgehalt der Fäden beträgt 0,18 Gew.-%, der Gehalt an Antistatium bei bei 0,04 Gew.-% und die Feuchte 1,9 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt. Dann wird das warme Kabel wiederum, wie im Beispiel 1 beschrieben, einer dampfdichten Konditioniervorrichtung zugeführt und mit überhitztem Dampf von 120°C behandelt. Die Verweilzeit im Dämpfer beträgt 15 Minuten. Die eingespeiste Dampfmenge betrug 135 kg/h bei einem berechneten Faserkabeldurchsatz von 450,4 kg/h, so daß sich ein spezifischer Dampfverbrauch von 0,3 kg Dampf pro kg Faserkabel einstellte. Dann wurde das warme Kabel, welches noch einen Restlösungsmittelgehalt von 0,5 Gew.-% an DMF aufweist, wie in Beispiel 1 beschrieben, fertig nachbehandelt.

Anschließend wird das ausgedampfte Kabel zu Stapelfasern von 60 mm Schnittlänge geschnitten, verblasen und einer Packpresse zugeführt. Die auf diese Weise nach einem kontinuierlichen Verfahren hergestellten Acrylfasern haben einen Einzelfaserendtiter von 6,7 dtex. Die Festigkeit beträgt 2,6 cN/dtex und die Dehnung 23%. Die Faseroberfläche ist nahezu glatt und riefenfrei. Die Dichte beträgt 1,189 g/cm³ und nach 10-minütigem Kochen 1,184 g/cm³. Die Fäden sind vollkommen vakuolenfrei und auch nach Abkochen oder Dampfbehandlung vollkommen vakuolenstabil (Anisol-Methode).

Der Kochschrumpf beträgt <1%. Aus den Fasern auf der Hochleistungskarde mit 130 m/min hergestellte Garne besitzen eine Garnfestigkeit von 12,2 RKm, eine Dehnung von 14,7% und einen Garnkochschrumpf von 3,0%.

Beispiel 3

Eine Spinnlösung, gemäß Beispiel 1, wird aus 1264- Lochdüsen, Düsenlochdurchmesser 0,2 mm, mit einer Abzugsgeschwindigkeit von 50 m/min und einem Spinnverzug von 7,1 aus 60 Spinnschächten trocken versponnen. Die Schachttemperatur liegt bei 175°C und die Lufttemperatur beträgt 320°C. Die durchgesetzte Luftmenge beträgt 35 m³/h für jeden Schacht.

Die Fadenschar vom Gesamttiter 930 000 dtex, welche noch einen Restlösungsmittelgehalt von 23,3 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt, besitzt, war wie in Beispiel 1 beschrieben, präpariert und wird mit überhitztem Dampf von 115°C behandelt. Die Verweilzeit im Dämpfer beträgt 15 Minuten. Die eingespeiste Menge betrug 84 kg/h bei einem berechneten Faserkabeldurchsatz von 279 kg/h, so daß sich ein spezifischer Dampfverbrauch von 0,3 kg Dampf pro kg Faserkabel einstellte. Dann wurde das warme Kabel, welches noch einen Restlösungsmittelgehalt von 0,15 Gew.-% an DMF aufweist, wie in Beispiel 1 beschrieben, um 350% verstreckt. Anschließend wurde das verstreckte Kabel einer Stauchkammer zugeführt, die in einem kurzen Siebbanddämpfer dampfdicht integriert ist und mit überhitztem Dampf von 130°C ausgeschrumpft. Die Verweilzeit im Dämpfer betrug 1 Minute. Das ausgeschrumpfte Kabel wird gekühlt und zu Stapelfasern von 60 mm Schnittlänge geschnitten, verblasen und zu Ballen gepreßt. Die auf diese Art und Weise kontinuierlich hergestellten Acrylfasern haben einen Einzelfaserendtiter von 3,3 dtex. Die Faserfestigkeit beträgt 2,7 cN/dtex und die Dehnung 24%. Die Fasern sind vollkommen vakuolenfrei und haben eine Dichte von 1,190 g/cm³ nach 10 Minuten Kochen 1,184 g/cm³, sowie eine nahezu glatte strukturlose Faseroberfläche und sind praktisch vollständig ausgeschrumpft. Die Fäden sind vakuolenfrei und auch nach Abkochen oder Dampfbehandlung vollkommen vakuolenstabil und glänzend.

Aus den Fasern auf einer Hochleistungskarde mit 130 m/min hergestellte Garne besitzen eine Garnfestigkeit von 12,8 RKm, eine Dehnung von 17,5% und einen Garnkochschrumpf von 1,8%.

Beispiel 4

755 kg Dimethylformamid (DMF) wurden in einem Kessel bei Raumtemperatur unter Rühren mit 245 kg eines Acrylnitrilhomopolymerisates vom K-Wert 91 vermischt. Die Suspension wird, wie im Beispiel 1 beschrieben, gelöst, filtriert und direkt einer Spinnanlage mit 30 Spinnschächten zugeführt. Die Viskosität der Spinnlösung, gemessen bei 100°C, beträgt 38 Kugelfallsekunden (16,6 Pa · s). Die Spinnlösung wird aus 180-Lochdüsen, Düsenlochdurchmesser 0,25 mm, mit einer Abzugsgeschwindigkeit von 200 m/min und einem Spinnverzug von 5,0 trocken versponnen. Die Schacht- und Lufttemperaturen entsprechen den Angaben von Beispiel 1. Die Luftmenge liegt bei 35 m³/h.

Das Spinngut vom Gesamttiter 121 500 dtex, welches noch einen Restlösungsmittelgehalt von 16,7 Gew.-% an DMF besitzt, war wieder direkt im unteren Spinnschachtende mit einer 80-90°C warmen, wäßrigen, ölhaltigen, antistatischen Präparation benetzt worden, so daß der Ölgehalt bei 0,22 Gew.-%, der Gehalt an Antistatikum bei 0,07 Gew.-% und die Feuchte bei 1,9 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt, liegt. Dann wurde das Kabel wiederum in einer dampfdichten Konditioniervorrichtung mit überhitztem Dampf von 135°C 10 Minuten behandelt. Die eingespeiste Dampfmenge betrug 73 kg/h bei einem berechneten Faserkabeldurchsatz von 145,8 kg/h, so daß sich ein spezifischer Dampfverbrauch von ca. 0.5 kg Dampf pro kg Faserkabel einstellte. Dann wurde das warme Kabel, welches noch einen Restlösungsmittelgehalt von 0,1 Gew.-% an DMF aufwies, über ein auf 175°C beheiztes Streckseptett zur Temperaturangleichung geschickt, um 600% verstreckt, und wie in Beispiel 1 weiter beschrieben, gekräuselt, relaxiert und zu Stapelfasern von 60 mm Schnittlänge geschnitten. Die auf diese Weise in einem kontinuierlichen Prozeß hergestellen Acrylfasern haben einen Faserendtiter von 4,6 dtex, eine Faserfestigkeit von 4,3 cN/dtex und eine Dehnung von 17%. Die Fasern sind vollkommen vakuolenfrei und haben eine Dichte von 1,191 g/cm³ (nach 10-minütigem Kochen 1,190 g/cm³) und keinen Kochschrumpf.

Aus den Fasern auf der Hochleistungskarde mit 100 m/min hergestellte Garne besitzen eine Garnfestigkeit von 20,4 RKm, eine Garndehnung von 15,6% und einen Garnkochschrumpf von 2,4%.

Beispiel 5

10 kg Dimethylformamid werden in einem Kessel mit 300 g Ethylendiamintetraessigsäure 20 Minuten unter Rühren auf 150°C erhitzt und anschließend auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Lösung wird gemäß DE-A 34 18 943 unter Rühren in einem anderen Kessel, der 690 kg Dimethylformamid von Raumtemperatur enthält, eingetragen und mit 300 kg eines Acrylnitrilcopolymerisates mit der chemischen Zusammensetzung von Beispiel 1, wie dort beschrieben, aus 60 Spinnschächten trocken versponnen, präpariert und das warme Kabel einer dampfdichten Konditioniervorrichtung zugeführt. Die zugesetzte Stabilisatormenge an Ethylendiamintetraessigsäure, bezogen auf Polymerfeststoffgehalt, betrug somit 0,1 Gew.-%. Anstelle von Dampf wird das Kabel in der Blasdüse mit Heißluft von 200°C behandelt. Die Verweilzeit im Dämpfer beträgt 15 Minuten. Die eingespeiste Luftmenge betrug 180 kg/h bei einem berechneten Faserkabeldurchsatz von 450,4 kg/h. Dann wurde das warme Kabel, welches noch einen Restlösungsmittelgehalt von 0,8 Gew.-% an DMF aufwies, wie in Beispiel 1 beschrieben, fertig nachbehandelt.

Anschließend wird das ausgeschrumpfte Kabel zu Stapelfasern von 60 mm Schnittlänge geschnitten, verblasen und einer Packpresse zugeführt. Die auf diese Weise von einem kontinuierlichen Verfahren hergestellten Acrylfasern haben einen Einzelfaserendtiter von 6,8 dtex. Die Festigkeit beträgt 2,5 cN/dtex und die Dehnung 26%, der Kochschrumpf <1%. Die Fasern sind wiederum vollkommen vakuolenfrei und vakuolenstabil auch beim Kochen, haben eine Dichte von 1,188 g/cm³ (nach 10-minütigem Kochen 1,185 g/cm³) und eine fast glatte riefenfreie, strukturlose Faseroberfläche. Aus den Fasern auf einer Hochleistungskarde mit 80 m/min hergestellte Garne besitzen eine Garnfestigkeit von 12,7 RKm, eine Dehnung von 14,3 und einen Garnkochschrumpf von 3,8%.

Beispiel 6 Herstellung von Fäden mit einem begrenzten Schrumpf

Die Spinnlösung gemäß Beispiel 1 wird aus 1264-Lochdüsen mit einem Düsenlochdurchmesser von 0,2 mm mit einer Abzugsgeschwindigkeit von 100 m/min und einem Spinnverzug von 12,8 trocken versponnen. Die Schachttemperatur liegt bei 180°C und die Lufttemperatur beträgt 350°C. Die durchgesetzte Luftmenge beträgt 35 m³/h für jeden Schacht. Die Fadenschar aus 60 derartigen Spinnschächten vom Gesamttiter 553 800 dtex, welche noch einen Restlösungsmittelgehalt von 23,8 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt, besitzt, war wie in Beispiel 1 beschrieben präpariert und wird mit überhitztem Dampf von 125°C spannungsarm behandelt. Die Verweilzeit im Dämpfer beträgt 15 Minuten. Die eingespeiste Dampfmenge betrug 83 kg/h bei einem berechneten Faserkabeldurchsatz von 332,3 kg/h, so daß sich ein spezifischer Dampfverbrauch von 0,25 kg Dampf pro kg Faserkabel einstellte.

Dann wurde das warme Kabel, welches noch einen Restlösungsmittelgehalt von 0,20 Gew.-% an AMF aufwies, bei 105°C um 350% verstreckt. Anschließend wurde das verstreckte Kabel einer Stauchkammer zugeführt wie sie in der deutschen Patentanmeldung Le A 24 690 beschrieben wird, wobei die die Öffnung des Kräuselkammeraustritts größer ist, als die Öffnung des Kräuselkammereintritts. Die Stauchkräuselkammer ist in einem kurzen Siebbanddämpfer integriert. In diesem wird das gekräuselte Material mit nur sehr schwach angewärmter, umgewälzter Luft von etwa 20 bis 25°C behandelt und anschließend zu schrumpffähigen Stapelfasern von 60 mm Länge geschnitten.

Die auf diese Art und Weise in einem kontinuierlichen Prozeß hergestellten schrumpffähigen, jedoch nicht Hochschrumpf-Acrylfasern haben einen Einzelfadentiter von 3,3 dtex. Der Faserkochschrumpf, ermittelt in kochendem Wasser beträgt 21,0%. Die Dichte vor dem Kochen liegt bei 1,197 g/cm³ und nach dem Kochen bei 1,180 g/cm³. Diese Fasern sind vakuolenstabil und besitzen eine nahezu glatte Fadenoberfläche bei ausgezeichnetem, glasklarem Glanz. Die Faserfestigkeit beträgt 2,4 cN/dtex und die Faserdehnung 24%. Zur Prüfung auf Vakuolenstabilität wurde eine Faserprobe 10 Minuten in kochendem Wasser behandelt und eine andere Probe zusätzlich mit Sattdampf während 20 Minuten bei 140°C. Beide Proben zeigen nach 12-stündigem Trocknen im Vakuum bei 40°C und Einbetten in Anisol im Vergleich zu einer unbehandelten Probe keinerlei Unterschied im Trübungsverhalten.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung von Fäden und Fasern aus Acrylnitrilpolymerisaten mit mindestens 40 Gew.-% Acrylnitrileinheiten in kontinuierlicher Arbeitsweise durch Verspinnen einer Spinnlösung des Polymerisates in einem Spinnschacht, Verdampfen mindestens eines Teils des Spinnlösungsmittels im Spinnschacht, Präparieren, Verstrecken, Kräuseln Schrumpfen und gegebenenfalls Schneiden,
durch Verspinnen einer Spinnlösung, in hochpolaren, organischen Lösungsmitteln (vorzugsweise DMF) deren Viskosität bei 100°C 10 bis 60 Kugelfallsekunden (4,37 bis 26,22 Pa · s) beträgt,
durch Präparieren der Fäden im Spinnschacht oder unmittelbar nach Verlassen des Spinnschachtes mit einer gegebenenfalls wäßrigen Präparation, die ein Gleitmittel und ein Antistatikum enthält und den Fäden einen Feuchtegehalt von maximal 10 Gew.-%, bezogen auf Faserfeststoffgehalt, verleiht,
dadurch gekennzeichnet, daß

• a) der Spinnverzug beim Trockenspinnen 2 ist
• b) der Lösemittelgehalt im Spinngut <2%, vorzugsweise <1%, ist,
• c) die Fäden vor dem Verstrecken spannungsarm oder spannungslos durch Behandlung mit Heißluft von mindestens 200°C oder vorzugsweise mit überhitztem Dampf von 105 bis 150°C von Restlösungsmitteln befreit und
• d) das Streckverhältnis von 1 : 2 bis 1 : 15, vorzugsweise 1 : 3 bis 1 : 12, beträgt,
• e) die Bandtemperatur beim Verstrecken 105 bis 150°C beträgt,
• f) die Fäden während des gesamten Verfahrens mit keiner weiteren Extraktionsflüssigkeit für das Spinnlösungsmittel als gegebenenfalls dem Wasser der Präparation in Kontakt treten und
• g) der Kochschrumpf der Fäden <35%, vorzugsweise <25% beträgt, besonders bevorzugt aber praktisch Null (bis 2 Gew.-%) beträgt und
• h) die Dichte der Spinnlösungsmittel-freien Fäden (vor dem Kochen) 1,180 bevorzugt 1,183 ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinnlösung eine Viskosität von 15 bis 50 Kugelfallsekunden bei 100°C (6,56 bis 21,85 Pa · s) aufweist, der restliche Lösungsmittelgehalt der Fäden nach der Behandlung mit überhitztem Dampf maximal 1 Gew.-%, bezogen auf Faserfeststoffgehalt, und die Bandtemperatur beim Verstrecken 100 bis 130°C beträgt.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstreckverhältnis 3 bis 12 beträgt.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenkabel in Stufe c) mit Verweilzeiten von 5 bis 20 Minuten der Einwirkung von Dampf oder Heißluft ausgesetzt werden.

5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfbehandlung im Gegenstrom mit überhitztem Dampf erfolgt.

6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinnlösungsherstellung, vorzugsweise durch Lösungspolymerisation im verwendeten Spinnlösungsmittel erfolgt und in den kontinuierlichen Prozeß eingebunden wird.

7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verdampfung des Spinnlösungsmittels benutzte Heißluft am Kopf des Spinnschachtes, maximal 50 cm unterhalb der Spinndüse in Längs- und/oder Querrichtung zu den Fäden eingeblasen wird.

8. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man das kontinuierliche Verfahren mit Kabeln von mindestens 100 000 dtex durchführt.

9. Acrylfasern und -fäden nach den Verfahren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Faserdichte von mindestens 1,180 g/cm³, vorzugsweise 1,183 g/cm³ aufweisen, vakuolenfrei und vakuolenstabil sind und praktisch strukturlose, glatte Oberflächen besitzen.

10. Acrylfasern und -fäden nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Kochschrumpf <35%, vorzugsweise 25%, aufweisen.