DE3832873A1 - Hydrophile acrylfasern und -faeden mit verbesserten faerberischen echtheiten und querschnitten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur diskontinuier­ lichen und (bevorzugt) kontinuierlichen Herstellung von trockengesponnenen, hydrophilen Acrylfasern und -fäden mit Kern/Mantelstruktur, die verbesserte färberische Echtheiten, gleichmäßigere Querschnitte und bessere Ver­ arbeitbarkeit aufweisen. Durch eine neue Nachbehand­ lungskombination von intensiver Gegenstromwäsche, Streckung in Dampf, Fixierung in Dampf und schonender Trocknung in geschnittener Faserform, werden verbesser­ te, hydrophile Fasern mit Wasserrückhaltevermögen <30% bereits aus Spinnlösungen zugänglich, welche wesentlich weniger Nichtlösungsmittel enthalten als nach dem Stand der Technik bisher für die Erzielung hoher Wasserrück­ haltevermögen der gekennzeichneten Größenordnung notwen­ dig war.

Hydrophile Acrylfasern mit einem Wasserrückhaltevermögen von mindestens 10% erhält man nach DE-PS 25 54 124, in­ dem man dem Spinnlösungsmittel (Dimethylformamid) 10 bis 50 Gew.-%, bezogen auf Lösungsmittel und Feststoff, einer Flüssigkeit (vorzugsweise Glycerin oder Tetra­ ethylenglykol) zusetzt, die einen um 50°C oder mehr höheren Siedepunkt hat als das Spinnlösungsmittel, mit dem Spinnlösungsmittel und Wasser gut mischbar ist sowie für das Polymere ein Nichtlösungsmittel darstellt, und diese Spinnlösung bei relativ niedrig begrenzten Spinn­ schachttemperaturen verspinnt, die 5 bis 30°C über der Siedetemperatur des Dimethylformamids liegen.

Als Nichtlösungsmittel für Polyacrylnitril werden dabei bevorzugt mehrwertige Alkohole oder ein- und mehrfach substituierte Alkylether und -ester mehrwertiger Alkohole, z.B. Diethylenglykol, Triethylenglykol, Tetra­ ethylenglykol oder auch hochsiedende Alkohole wie z.B. Glycerin verwendet.

Lösungsmittel für Polyacrylnitril ist bevorzugt Di­ methylformamid (DMF); auch Dimethylacetamid kann verwendet werden.

Die Acrylfasern sollen 85 Gew.-% Acrylnitril, vorzugs­ weise 92 Gew.-% Acrylnitril im Acrylnitil(co)polymeren enthalten. Der Copolymeranteil liegt für textile Anwen­ dungen bei <15 bis etwa 2 Gew.-%, insbesondere 8 bis 3 Gew.-%.

Für einen guten Tragekomfort von Textilien, die aus der­ artigen Fasern hergestellt worden sind und die zumeist hautnah getragen werden, hat sich in der Praxis ein Wasserrückhaltevermögen von ca. 35% (30 bis 40%) als optimal erwiesen, vgl. W. Körner: Chemiefasern/Textil­ industrie 29/81 (1979), Seiten 452 bis 462 und 31/82 (1981), Seiten 112 bis 116.

Um hydrophile Acrylfasern mit Kern/Mantelstruktur und mit einem solchen Wasserrückhaltevermögen (WR) von ca. 35 Gew.-% zu erhalten, muß man einen relativ hohen Nichtlösungsmittelanteil im System Polyacrylnitril/- Nichtlösungsmittel/Lösungsmittel wählen, d.h. in der Regel höchstens ein PAN-Feststoff/Nichtlöserverhältnis von ca. 1,3/1 benutzen, um ein entsprechend hohes Poren­ volumen zu erzeugen, das ein solches Wasserrückhalte­ vermögen ergibt. Hohe Anteile an Nichtlöser bereiten jedoch u.a. Probleme beim möglichst weitgehenden Aus­ waschen derselben und der Porenstabilisierung der Faser.

Beim Färben derartiger hydrophiler, porenhaltiger Kern/Mantel-Fasern ist zu berücksichtigen, daß die Porenstuktur die Lichtstreuung auf der Faser verstärkt. Gefärbte, hydrophile Acrylfasern mit einem Wasserrück­ haltevermögen von ca. 35% weisen durch das erhöhte Streulicht daher eine geringere Farbtiefe und Brillanz auf, als eine mit gleicher Rezeptur gefärbte, handels­ übliche Acrylfaser (vgl. D. Heinkes, Chemiefasern/Tex­ tilindustie 36/88 (1986), Seiten 911 bis 912.

Hydrophile PAN-Fasern enthaltenden Textilien werden, wie bereits erwähnt, aufgrund ihres hohen Tragekomforts als Sport- und Freizeitbekleidung vorzugsweise hautnah ge­ tragen, wobei Mischungen, insbesondere mit Baumwolle und Wolle, bevorzugt sind. Ein besonderes Problem stellt die Naßechtheit derartiger gefärbter Artikel dar, die auf­ grund ihres hydrophilen Charakters als hautnah ge­ tragene, schweißaufsaugende Textilien häufig auch einer 60°C Wäsche ausgesetzt werden. Unter diesen, für eine Acrylfaser verschärften Waschbedingungen kommt es nun vor, daß ein unerwünschtes Anbluten von Begleitgeweben oder -fasern, wie z.B. Wolle, Baumwolle, Viskose, Poly­ amid oder Polyestergewebe stattfindet. Dies ist in der Praxis ein kaum akzeptierbares Faserverhalten.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man das PAN-Feststoff/Nichtlöser-Verhältnis von ca. 1,3/1 für ein Wasserrückhaltevermögen von ca. 30 bis 60% für derartige hydrophile, Kern/Mantel-Acrylfasern ganz er­ heblich zugunsten des PAN-Feststoffgehaltes (d.h. ver­ minderten Nichtlöseranteil) verändern kann, ohne daß das Wasserrückhaltevermögen unterhalb 30% absinkt und ohne, daß das sonst übliche Anbluten gefärbter Artikel bei 60°C-Wäsche auftritt, wenn man die hydrophilen Fasern einer speziellen Nachbehandlungskombination, insbeson­ dere einer sehr intensiven Waschbehandlung mit Entfer­ nung der (Nicht)Lösungsmittel unter bestimmte Werte, Streckung in Dampf, anschließender Fixierung in Dampf in Form einer Dämpfung und einer milden, spannungsarmen Trocknung in Form einer geschnittenen Faserflocke (nicht Faserkabel) unterzieht.

Hierdurch war es erstmals möglich, das PAN-Feststoff/- Nichtlöserverhältnis vorteilhafterweise bis auf 3,25/1 anzuheben, ohne daß das Wasserrückhaltevermögen unter­ halb 30 bis 35% absinkt. Dies führte zu erheblichen Kosteneinsparungen im Herstellungsprozeß, zur Verwendung geringerer Mengen an Nichtlösungsmitteln, zu wesentlich günstigeren (minimalen) Restlösungsmittelgehalten in der hydrophilen Faser und zu wesentlich besseren Färbeecht­ heiten (geringes Ausbluten) und sehr gut stabilisiertem Porenvolumen in der hydrophilen Faser. Andere Vorteile werden im Laufe der Beschreibung noch aufgezählt.

Trotz des vermutlich geringeren Porenvolumens infolge Absenkung der Menge des die Porenstruktur verursachen­ den Nichtlöseranteilzusatzes, gelingt es durch eine intensivere Auswaschung des Nichtlöseranteils, Ver­ streckung in Dampf und Fixierung des Porenvolumens mit Sattdampf, bei nur begrenzt hohen Temperaturen und einer schonenden, spannungsarmen Trocknung von geschnittenen Fasern (z.B. auf einem Siebbandtrockner) das in den Fasern vorliegende Porenvolumen aus dem Spinnprozeß über die verschiedenen Nachbehandlungsstufen hinweg zu erhal­ ten und zu stabilisieren und somit einer Feuchteaufnahme zugänglich zu machen, d.h. ein hohes Wasserrückhalte­ vermögen zu erhalten.

Bei der relativ milden Trocknung sollen die Fasern in Flocke- oder Vliesform, d.h. als Schnittfasern und nicht als gefaltetes, gekräuseltes Spinnkabel vorliegen. Bei diesem Vorliegen in Flockeform hat sich gezeigt, daß man beim Trocknen ein gleichmäßiges Vlies auf dem Siebband­ trockner und somit auch eine gleichmäßige Durchwärmung und Trocknung der Fasern unter schonenden Bedingungen erzielen kann. Werden die Fasern hingegen in gekräusel­ ter, gefalteter, endloser Kabelform und technisch übli­ cher, hoher Belegdichte (z.B. 10 kg/m² effektiver Trock­ nerfläche) getrocknet, so treten häufig Dichte- und Feuchteunterschiede (sogenannte Feuchtenester) zwischen Kabel-Außen- und -Innenschichten auf. Man erhält nicht­ poröse, glänzende Kabelabschnitte neben porösen, mat­ tierten Kabelanteilen infolge unterschiedlicher Wärme­ einwirkung und Masseverteilung auf dem (Siebband)Trock­ ner (vgl. Beispiel 3). Werden die Fasern statt mit hoher Belegdichte (z.B. 1,26 kg/m² effektiver Trocknerfläche in Beispiel 3a mit deutlich verringerter Belegdichte (z.B. bis 0,6 kg/m²)) unter schonenden Bedingungen durch den Trockner gefahren, so lassen sich diese Unterschiede in der Faserqualität zwar stark vermindern oder beseiti­ gen. Derartige Belegungsdichten sind jedoch energiemäßig und aus Wirtschaftlichkeitsgründen unerwünscht und im allgemeinen nicht tragbar.

Für die erfindungsgemäßen, hydrophilen, porenhaltigen Polyacrylnitrilfäden mit Kern/Mantelstruktur, welche unter geringeren Nichtlöserzusätzen ersponnen werden, mußten die Verfahrensbedingungen wie geschildert neu ge­ wählt/begrenzt werden, um die hier vorliegende (Primär) - Porenstruktur nach dem Trockenspinnen in der Nachbe­ handlungsstufe nicht kollabieren zu lassen bzw. zu be­ einträchtigen. In der Nachbehandlung darf in keiner Stufe (außer in der Dampfkräusel in ihrem Kräusel­ bereich) eine Behandlungstemperatur <125°C in Dampf, vorzugsweise <109° in Dampf, angewendet werden.

Als besonders günstig hat sich die Einbindung der Nach­ behandlung derartiger hydrophiler Kern/Mantelstuktur aufweisender Acrylfasern in einen kontinuierlichen Spinn- und Nachbehandlungsprozeß erwiesen, wie er etwa in der EP 1 19 521 für nicht-hydrophile PAN-Fäden erst­ mals beschrieben wurde. Es sind jedoch hier auch Modifi­ zierungen erforderlich geworden.

Gegenüber den früher veröffentlichten Verfahren werden erfindungsgemäß bei gleichen Nichtlösergehalten sehr viel höhere Wasserrückhaltevermögenswerte erzielbar. Das bedeutet, daß man für den technisch wichtigen Bereich von WR= 30 bis 60%, bevorzugt 33 bis 40%, nur einen sehr viel geringeren Anteil an Nichtlöser verwenden muß. Das führt zu Primär-Porenstrukturen nach dem Spinnen, die im Verlauf der Nachbehandlungschritte offensichtlich sehr viel einfacher weiterhin stabilisiert werden können, wobei auch der in den Fäden noch vorhandene Ge­ halt an Nichtlöser und Lösungsmittel bereits nach der ersten Intensivwaschstufe um einen Faktor 3 bis 5 (oder mehr) geringer ist als in den bisher bekannt gewordenen Verfahren und wobei der Gehalt unter 2 Gew.-%, vorzugs­ weise jeweils unter 1 Gew.-% liegt.

Eine unerwartete Folge war die Querschnittsform der nach dem neuen Verfahren erhaltenen Fäden. Diese ist erheb­ lich gleichmäßiger, im wesentlichen ovaler geworden (vgl. Abb. 1 - entsprechend Beispiel 1), gegenüber den sehr viel ungleichmäßigeren, undefinierteren, teil­ kollabierten Fadenquerschnitten nach dem bisherigen Ver­ fahren (vgl. Beispiel 2 - Abb. 2). Diese gleich­ mäßigeren, runderen Querschnittsformen wirken sich auch in den aus den Fasern produzierten Garnen bzw. Flächen­ gebilden daraus mit einem deutlich besserem, weicherem Griff (und auch verbesserten Echtheiten) aus, während die Fäden nach den bisherigen Verfahren des Standes der Technik "rauher" waren und "kratzigere" Garne ergeben haben.

Auch im erfindungsgemäßen Verfahren liegen Kern/Mantel­ fasern mit einem porösen Innenkern vor, wie dies bei den bekannten Fasern nach dem Stand der Technik gleichfalls der Fall war (vgl. Abb. 3 und 4).

Als Folge der neuen, erfindungsgemäßen Verfahrensweise konnten nicht nur die Herstellkosten aufgrund des deut­ lich reduzierten Nichtlöseranteils erheblich gesenkt werden, sondern auch die Naßechtheiten der hydrophilen Kern/Mantelacrylfasern deutlich verbessert werden.

Gegenstand der Erfindung sind somit Verfahren zur Her­ stellung von hydrophilen Kern/Mantel-Strukturen mit dichteren Mantel als Kern aufweisenden Fäden oder Fasern aus Acrylnitril-Homo- oder Copolymerisaten, mit einem Wasserrückhaltevermögen von mindestens 30, z.B. 30 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 50 Gew.-%, insbesondere 33 bis 46 Gew.-% und verbesserten färberischen Echt­ heiten sowie vergleichmäßigten Fadenquerschnitten, durch Verspinnung von Polyacrylnitrillösungen mit hochpolaren Spinnlösungsmitteln, Nichtlöserflüssigkeiten mit einem um 50°C oder mehr höheren Siedepunkt als das verwendete Spinnlösungsmittel, welche mit dem Spinnlösungsmittel und mit Wasser gut mischbar sind und für das zu ver­ spinnende Polymere ein Nichtlösungsmittel darstellen, durch Verspinnen dieser Spinnlösung in einen Heißluft­ schacht, Waschen, Verstrecken, Kräuseln, Präparieren, Dämpfen, Schneiden und Trocknen, dadurch gekennzeichnet, daß man

• a) die Nichtlöserflüssigkeit im Verhältnis von PAN- Feststoff zu Nichtlöserflüssigkeit von 3,25/1 bis 1,7/1, vorzugsweise 3,0/1 bis 2,0/1 zusetzt, die Trockenverspinnung vornimmt und das erhaltene Spinnband, gegebenenfalls nach Zusammenfassung mehrerer Spinnbänder aus Einzelschächten zu einem Spinnkabel,
• b) einer Intensivwäsche nach dem Gegenstromprinzip in mehreren Stufen unter Bebrausung des Spinnkabel unterwirft, wobei die Restanteile an Nichtlösungs­ mittel und Spinnlösungsmittel für Polyacrylnitril bis jeweils kleiner 2 Gew.-%, vorzugsweise jeweils kleiner 1 Gew.-%, bezogen auf Feststoff entfernt werden,
• c) in Sattdampf, gegebenenfalls in mehreren Stufen, verstreckt, durch Druckdampfeinwirkung in einer Blasdüse kräuselt und mit einer Präparation ver­ sieht und
• d) das verstreckte, gekräuselte und präparierte Faser­ band in gefalteter Form spannungsarm in einen Fixierapparat transportiert und dort mit Sattdampf beaufschlagt,
• e) das so gedämpfte Faserband einer Schneidvorrichtung zuführt,
• f) und das geschnittene Flockematerial anschließend spannungsarm mit warmer Luft von 50 bis 125°C, vorzugsweise 80 bis 109°C trocknet, vorzugsweise auf einen Feuchtegehalt <3%.

Die Abbildungen stellen Querschnittsaufnahmen von hydro­ philen Kern/Mantel-Acrylfasern mit einem Titer von etwa 1,1 dtex dar.

Abb. 1 sind nach dem erfindungsgemäßen Verfahren (Beispiel 1) hergestellte Fasern. Sie zeichnen sich durch relativ gleichmäßige, im wesentlichen ovale Quer­ schnitte aus (Vergrößerung 500fach).

Abb. 2 stellt Fasern nach dem Stand der Technik (vgl. Beispiel 2/Vergleich) dar. Diese Fasern besitzen sehr ungleichmäßige Faserquerschnitte, die durch teil­ weises Kollabieren der gesponnenen Fäden in der Nach­ behandlung entstanden sind (Vergrößerung 500fach).

Beide Faserquerschnitte besitzen jedoch typische Kern/Mantelstrukturen mit porösem Innenkern und durch­ lässigem Kern:

Abb. 3 entspricht Abb. 1 - Vergrößerung 7200­ fach,

Abb. 4 entspricht Abb. 2 - Vergrößerung 7200­ fach.

Gefärbte Artikel aus hydrophilen Acrylfasern, welche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden sind, weisen den Nachteil des Anblutens, der in der Praxis eine erhebliche Rolle spielt, nicht oder nur noch in deutlich abgeschwächter Weise auf (siehe Beispiele).

Das Anblutverhalten wird in Anlehnung an DIN 54 017 C1 wie folgt beurteilt:

1 Teil Textil, bestehend aus 4 Teilen farbiger, hydro­ philer Artikel und 1 Teil weißes, ungefärbtes Begleit­ gewebe wird mit 6 Teilen Wasser und 5 g/l Vollwasch­ mittel, wie z.B. Dixan® oder Persil® 30 Minuten bei 60°C im Rollenbad behandelt. Das weiße, ungefärbte Begleitge­ webe wird in Form eines Multifibre-Streifens, bestehend aus gleichen Teilen Baumwolle, Viskose, Polyester, Poly­ amid und Wolle, eingesetzt.

Die Beurteilung des "Anblutens" wird anschließend anhand des Graumaßstabes zu Bewertung des Anblutens nach DIN 54 002 in Noten vorgenommen. Die Echtheitsnote 5 bedeutet anblutfreies, weißes Gewebe mit keinerlei Farb­ unterschied. Die Echtheitsnoten 4 -1 stellen, wie in DIN 54 002 festgelegt, Farbstufen mit zunehmenden Farb­ unterschieden in CIELAB-Einheiten dar. Der wahrgenommene Farbunterschied zwischen angeblutetem und nicht-ange­ blutetem Begleitgewebe wird dabei mit den Kontraststufen des Graumaßstabes für die Bewertung des Anblutens ver­ glichen. Als Echtheitsnote wird diejenige Stufe des Graumaßstabes festgestellt, die mit dem Unterschied zwi­ schen dem angeblutetem und nicht-angeblutetem Begleit­ gewebe übereinstimmt. Liegt dieser in der Mitte zwischen zwei Stufen des Maßstabes, so werden Zwischennoten angegeben.

In allen Fällen wurden die erfindungsgemäßen, hydro­ philen Acrylfasern mit kationischen Farbstoffen einer Trichromie-Färbung mit einer Fasersättigung von min­ destens 50% in den Farben "Bordeauxrot" und "Marineblau" unterzogen und anschließend das Anblutver­ halten untersucht. Die "Bordeauxrot-Färbung" wurde mit einer Kombination der Farbstoffe:

0,4 Gew.-% Astrazongoldgelb® GLE 200%,
2,0 Gew.-% Astrazonrot® BBL 200% und
0,04 Gew.-% Astrazonblau® FGGL 300%

durchgeführt. Die "Marineblau-Färbung" ergab sich durch Kombination von:

0,48 Gew.-% Astrazongoldgelb® GLE 200%,
0,45 Gew.-% Astrazonrot® BBL 200% und
1,9 Gew.-% Astrazonblau® FGGL 300%.

Gefärbt wurden jeweils 10 g Garn mit einer Faserabsätti­ gung von mindestens 50%, bestehend aus 100% hydro­ philer Acrylfaser, 60 Minuten bei Kochtemperatur und einem pH-Wert von 5, bis zur Baderschöpfung. Dann wurde mit 1 g/l Blankit®-IN 30 Minuten bei 60°C nachgereinigt und nach erfolgter Zwischentrocknung der Waschtest bei 60°C durchgeführt. Abschließend wurde zur Beurteilung der Naßechtheiten das Anbluten der Begleitgewebe mit Hilfe des Graumaßstabes nach DIN 54 002 bewertet.

Das Wasserrückhaltevermögen wurde 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 mit einer Beschleunigung von 10 000 m/sec² zen­ trifugiert 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 Gew.-% ist:

m _f = Gewicht des feuchten Fasergutes,
m _tr = Gewicht des trockenen Fasergutes.

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

Beispiel 1 Kontinuierliches Spinn- und Nachbehandlungsverfahren

587,5 Teile DMF werden mit 137,5 Teilen Tetraethylengly­ kol (TEG) in einem Kessel unter Rühren vermischt. An­ schließend werden 275 Teile eines Acrylnitrilcopolymeri­ sates aus 93,6% Acrylnitril, 5,7% Acrylsäuremethyl­ ester und 0,7% Natriummethallylsulfonat mit dem K-Wert 81 eingetragen. Die entstehende Suspension weist ein PAN-Feststoff/Nichtlöser-Verhältnis von 2:1 und eine Feststoffkonzentration von 27,5% auf. 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 bar bei einer Verweilzeit im Rohr von 3 Minuten, erhitzt. Die Spinnlösung, welche am Rohrausgang eine Temperatur von 131°C aufweist, wird nach Verlassen der Aufheizvorrich­ tung auf 90°C abgekühlt, filtriert und direkt einer Spinnanlage mit 60 Spinnschächten zugeführt. Die Spinn­ lösung wird aus 540-Lochdüsen mit einer Abzugsgeschwin­ digkeit von 300 m/min trockenversponnen. Die Schachttem­ peratur liegt bei 170°C und die Lufttemperatur beträgt 220°C. Die Einzelspinnbänder (aus je 1 Schacht) wurden zusammengeführt und das Kabelband vom Gesamttiter 1 00 800 dtex (ohne Kannenablage) kontinuierlich nachbe­ handelt, d.h. in gefaltetem Zustand in einem Waschap­ parat mit 20 Waschstufen unter Bebrausung gewaschen, wobei als transportierende Unterlage eine Schwingrinne benutzt wird (Vorrichtung entsprechend DE-A 33 08 657). Die Verweilzeit des Spinnbandes in der Wäsche betrug ca. 3 Minuten, die Waschwassertemperatur ca. 90°C, die ein­ gesetzte Frischwassermenge 3,5 kg Wasser/kg Fäden. Das Spinnband verließ mit einer Geschwindigkeit von 250 m/min den Waschapparat und zeigte einen sehr nie­ drigen Restlösungsmittelgehalt, d.h. einen DNF-Gehalt von 0,7% und einen Gehalt an Tetraethylenglykol von 0,9 Gew.-%. Das Spinnband wurde im Anschluß an die Wäsche in zwei Stufen in Sattdampf bei etwa 100°C ver­ streckt. Das Streckverhältnis der ersten Stufe betrug 1 : 1,3, das Streckverhältnis der zweiten Stufe 1 : 3,25 und die Auslaufgeschwindigkeit ca. 1050 m/min. Nach dem Strecken wurde das Faserband mit einer Dampfdüse mit 7 bar Sattdampf gekräuselt und im Seitenstrom über zwei Bohrungen eine 10 gew.-%ige Öl-in-Wasser-Emulsion über zwei Zahnradpumpen in einer solchen Menge zudosiert, daß 0,3 Gew.-% Öl, bezogen auf Faserfeststoff, aufgetragen wurden. Nach dem Kräuseln wurde der Kräuselkuchen in einem Dämpfapparat mit dem aus der Kräuseldüse ent­ weichenden und entspannten Dampf gedämpft. Die Verweil­ zeit in der Dampfatmosphäre von ca. 100°C betrug 60 Sekunden. Anschließend wurde das gekräuselte Faserband, welches noch einen Kochschrumpf von ca. 3% besitzt, auf einer Rotorschneide zu Stapelfasern von 40 mm Länge ge­ schnitten. Dann wurde das Faservlies auf einem Sieb­ bandtrockner 2 Minuten bei 120°C spannungsarm getrocknet und die Schnittfasern in einer Ballenpresse zu fertigen Fasern verpackt.

Die so hergestellten hydrophilen Acrylfasern vom End­ titer 1,4 dtex besitzen ein Wasserrückhaltevermögen von 55%; Reißfestigkeit = 2,4 cN/dtex; Reißdehnung = 27%.

Die hydrophilen Acrylfasern, welche eine ausgesprochene Kern/Mantelstruktur bei nur leicht unregelmäßigem, meist ovalen bis trilobalen Querschnittsformen besitzen (vgl. Abb. 1) lassen sich auf einer Karde mit einer Kardiergeschwindigkeit von 100 m/min verarbeiten. Der Griff von Garnen aus den erfindungsgemäßen Fasern er­ scheint deutlich weniger rauh als von Garnen, die nach früheren Verfahren, z.B. nach DE-OS 25 54 124, herge­ stellt wurden.

Ein Teil der Fasern wurde in den Farben Bordeauxrot und Marineblau mit einer Faserabsättigung von <50% gefärbt und anschließend einer 60°C-Wäsche im Beisein von unge­ färbtem Begleitgewebe unterzogen.

Das Anblutverhalten wurde nach DIN 54 002 wie folgt be­ wertet:

Gewebeart
Echtheitsnote
Baumwolle
4
Viskose	4-5
Polyester	5
Polyamid	3-4
Polyacryl	5
Wolle	4

Beispiel 2 - Diskontinuierliches Spinnverfahren -

Vergleich nach Stand der Technik/im wesentlichen DE-OS 25 54 124.

Ein Teil des Spinnbandes vom Gesamttiter 1 00 800 dtex wurde in einer Spinnkanne gesammelt und anschließend einer herkömmlichen Verfahrensweise unterzogen. Das Spinnband wurde zu diesem Zweck in Waschwannen in Wasser von 90°C gewaschen (Restlösungsmittelgehalte: 7,5% TEG und 1,7% DMF (bezogen auf PAC-Feststoff) in zwei Stufen 1 : 1,3-fach und 1-3,25-fach (in zweiter Stufe) in sieden­ dem Wasser verstreckt und mit antistatischer Präparation versehen. Dann wurde in einem Siebtrommeltrockner (unter Zulassung von 20% Schrumpf) bei 120°C und einer Beleg­ dichte von 1,26 kg/m² mit einer Stauchkammer gekräuselt und zu Fasern von 40 mm Stapellänge geschnitten.

Die so hergestellten hydrophilen Acrylfasern vom End­ titer 1,3 dtex besitzen ein Wasserrückhaltevermögen von 27% (etwa die Hälfte des Wertes nach Beispiel 1!); Reißfestigkeit = 2,5 cN/dtex; Reißdehnung = 24%. Die hydrophilen Fasern, welche wiederum eine ausgesprochene Kern/Mantelstruktur, jedoch sehr unregelmäßigen Quer­ schnittsformen aufweisen (vgl. Abb. 2), ließen sich auf einer Karde mit 100 m/min weiterverarbeiten.

Ein Teil der Fasern wurde wiederum in den Farben Bordeauxrot und Marineblau mit einer Faserabsättigung von <50% angefärbt, bei 60°C mit ungefärbten Begleit­ artikeln gewaschen und das Anblutverhalten nach DIN 54 002 wie folgt bewertet:

Gewebeart
Echtheitsnote
Baumwolle
2-3
Viskose	3
Polyester	3-4
Polyamid	2-3
Polyacryl	3-4
Wolle	2-3

Beispiel 3 - Kontiverfahren - (nicht erfindungsgemäß)

Ein Teil des Spinnbandes vom Gesamttiter 1 00 800 dtex wurde nach dem Waschen, Strecken, Kräuseln, Präparieren und Dämpfen als gefaltetes, endloses Faserband, welches noch einen Kochschrumpf von ca. 3% besitzt, auf einen Siebbandtrockner spannungsarm abgelegt und bei 120°C ge­ trocknet. Die Verweilzeit im Trockner betrug 2 Minuten. Das Faserband wurde mit 650 m/min abgezogen, auf einer Rotorschneide zu Stapelfasern von 40 mm Länge ge­ schnitten und in einer Ballenpresse zu fertigen Ballen verpackt. Die Belegdichte auf dem Trockner betrug ca. 1,26 kg/m².

Die so hergestellten Acrylfasern vom Endtiter 1,4 dtex liegen teilweise in glänzender, teilweise in "mattierter" Form vor. Die glänzenden Fasern besitzen ein Wasserrückhaltevermögen von 9% mit bizarren, un­ regelmäßigen Querschnittsformen. Die mattierten Fasern hingegen weisen ein Wasserrückhaltevermögen von 54% mit relativ gleichmäßigen ovalen bis trilobalen Quer­ schnitten, mit Kern/Mantelstruktur auf.

Wird wie oben verfahren, die Belegdichte des endlosen Faserkabels beim Trockenprozeß jedoch deutlich ver­ mindert und für eine gute Durchdringung der Wärme im Kabel während des Trockenvorgangs gesorgt, so werden auch hier überwiegend mattierte Fasern erhalten. Bei Belegdichten <0,6 kg/m² ist jedoch die technische Durch­ führbarkeit sehr unwirtschaftlich und praktisch unpraktikabel.

Beispiele 4 bis 6 (nicht erfinderisch) und Beispiele 6 bis 17 (Verfahren A erfindungsgemäß, Verfahren B nicht erfindungsgemäß)

In der folgenden Tabelle sind weitere Beispiele von hydrophilen Acrylfasern mit unterschiedlichen PAN-Fest­ stoff/Nichtlöser-Verhältnissen für die erfindungsgemäße Herstellung im Vergleich zu einer herkömmlichen Nach­ behandlung aufgeführt. Es wurde in allen Fällen das gleiche Acrylnitrilcopolymerisat (nach Beispiel 1) verwendet. Die Spinn- und Nachbehandlungsbedingungen wurden sowohl gemäß der Erfindung nach Beispiel 1 (Fahr­ weise A) als auch nach dem herkömmlichen Verfahren nach Beispiel 2 (Fahrweise B) durchgeführt. Die hydrophilen Acrylfasern wurden wiederum einer Trichromiefärbung in den Farben Bordeaux-Rot und Marineblau mit einer Faser­ absättigung von <50% unterzogen und anschließend das Anblutverhalten nach DIN 54 002 gegenüber ungefärbten Begleitgeweben nach einer 60°C-Wäsche nach DIN 54 002 bewertet.

Wie man der Tabelle entnehmen kann, lassen sich bis zu einem PAN-Feststoff/Nichtlöser-Verhältnis von 3/25 und Fahrweise A (erfindungsgemäß) hydrophile Acrylfasern mit einem WR von mindestens 30% herstellen, mit einem deutlich verbesserten färberischen Verhalten nach einer 60°C-Wäsche gegenüber Fasern nach herkömmlicher Nachbe­ handlungsfahrweise (Fahrweise B, nicht erfindungsgemäß).

Claims (2)

1. Verfahren zur Herstellung von hydrophilen Kern/ Mantel-Strukturen mit dichteren Mantel als Kern aufweisenden Fäden oder Fasern aus Acrylnitril- Homo- oder Copolymerisaten, mit einem Wasserrück­ haltevermögen von mindestens 30, z.B. 30 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 50 Gew.-%, insbesondere 33 bis 46 Gew.-% und verbesserten färberischen Echtheiten sowie vergleichmäßigten Fadenquerschnit­ ten, durch Verspinnung von Polyacrylnitrillösungen mit hochpolaren Spinnlösungsmitteln, Nichtlöser­ flüssigkeiten mit einem um 50°C oder mehr höheren Siedepunkt als das verwendete Spinnlösungsmittel, welche mit dem Spinnlösungsmittel und mit Wasser gut mischbar sind und für das zu verspinnende Po­ lymere ein Nichtlösungsmittel darstellen, in einen Heißluftschacht, Waschen, Verstrecken, Kräuseln, Präparieren, Dämpfen, Schneiden und Trocknen, da­ durch gekennzeichnet, daß man

• a) die Nichtlöserflüssigkeit im Verhältnis von PAN-Feststoff zu Nichtlöserflüssigkeit von 3,25/1 bis 1,7/1, vorzugsweise 3,0/1 bis 2,0/1 zusetzt, die Trockenverspinnung vornimmt und das erhaltene Spinnband, gegebenenfalls nach Zusammenfassung mehrerer Spinnbänder aus Einzelschächten zu einem Spinnkabel,
• b) einer Intensivwäsche nach dem Gegenstrom­ prinzip in mehreren Stufen unter Bebrausung des Spinnkabel unterwirft, wobei die Restan­ teile an Nichtlösungsmittel und Spinnlösungs­ mittel für Polyacrylnitril bis jeweils kleiner 2 Gew.-%, vorzugsweise jeweils kleiner 1 Gew.- %, bezogen auf Feststoff entfernt werden,
• c) in Sattdampf, gegebenenfalls in mehreren Stufen, verstreckt, durch Druckdampfeinwirkung in einer Blasdüse kräuselt und mit einer Präparation versieht und
• d) das verstreckte, gekräuselte und präparierte Faserband in gefalteter Form spannungsarm in einen Fixierapparat transportiert und dort mit Sattdampf beaufschlagt,
• e) das so gedämpfte Faserband einer Schneidvor­ richtung zuführt,
• f) und das geschnittene Flockematerial anschlie­ ßend spannungsarm mit warmer Luft von 50 bis 125°C, vorzugsweise 80 bis 109°C trocknet, vorzugsweise auf einen Feuchtegehalt <3%.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Spinngut aus dem Trockenspinnverfahren ohne Unterbrechung des Verfahrensablaufs zwischen Spinn- und Nachbehandlung in die folgenden Nachbe­ handlungsstufen einführt.