DE60031138T2

DE60031138T2 - Synthetische faser aus acrylonitril und herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE60031138T2
Application number: DE60031138T
Authority: DE
Inventors: Yukio Otake KASABO; Katsuhiko Otake IKEDA; Yasuyuki Otake FUJII; Yoshihiko Mishina; Ryo Otake OCHI
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1999-06-25
Filing date: 2000-06-23
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2020-06-24
Also published as: US6733881B2; KR20020015059A; US6696156B2; TR200103698T2; WO2001000910A1; KR100417265B1; DE60031138D1; TW588129B; CN1270005C; US20030207109A1; CN1519402A; MXPA01013400A; EP1209261B1; US6610403B1; US20030203201A1; EP1209261A1; CN1170016C; US20040155377A1; ES2269153T3; CN1519401A

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Acrylfaser, die sich ganz allgemein für Anwendungen wie Kleidungsstücke und Heimausstattung, insbesondere für Flortextilien, eignet.
Stand der Technik
Eine für Kleidungsstücke geeignete Acrylfaser sollte eine gute Ausgewogenheit zwischen ihrer Festigkeit, Dehnung und Färbbarkeit aufweisen.
Acrylfasern werden im Allgemeinen mit einem Nassspinnverfahren hergestellt. Dabei ist es herkömmliche Praxis gewesen, das Verhältnis von (Ziehgeschwindigkeit eines koagulierten Filaments)/(Austrag-Lineargeschwindigkeit der Spinnzuführlösung aus der Spinndüsenkapillare) in einem Koagulationsbad sowie das Ziehverhältnis in der anschließenden Stufe zur Herstellung einer Faser hoher Festigkeit mit hoher Orientation zu steigern.
Allerdings bedeutet die Steigerung des Verhältnisses von (Ziehgeschwindigkeit des koagulierten Filaments)/(Austrag-Lineargeschwindigkeit der Spinnzuführlösung aus der Spinndüsenkapillare) im Koagulationsbad, d.h. die Steigerung der Ziehgeschwindigkeit des koagulierten Filaments, eine kürzere Koagulationszeit für die Spinnzuführlösung im Koagulationsbad. Koagulation und Streckung bzw. Reckung erfolgen daher gleichzeitig im Koagulationsbad, wodurch eine Hautschicht im koagulierten Filament gebildet wird, was wiederum zu einem unangemessenen Austausch von Lösungsmittel im Inneren der Faser führt.
Somit weist die Oberfläche der Faser eine höher fibrillierte und hoch orientierte Struktur auf, wogegen in ihrem inneren eine grobe Struktur ohne Fibrillation vorliegt. Bei (St)(R)eckung mit hohem (St)(R)eckverhältnis entsteht als Produkt eine Faser mit nur geringer Dehnung, was auf den Stoff ein steifes Handgefühl überträgt. Eine Faser mit ungleichmäßiger Orientation zwischen ihrer Oberfläche und ihrem Innenraum gibt eine nur wenig elastische Stapelfaser, die auf den Stoff eine unangemessene Abstoßung überträgt.
Eine Faser mit übermäßig orientierter Oberfläche weist zudem den Nachteil einer verschlechterten Färbbarkeit auf, weil durch die hoch orientierte Oberfläche die Diffusion des Farbstoffs beim Färben inhibiert wird.
In JP-A 61-119 707 ist ein Spinnverfahren in einem Koagulationsbad mit hinreichend höherer Konzentration in einem Konzentrationsbereich beschrieben worden, so dass eine Hautschicht nicht gebildet wird. Allerdings ist bei der Verwendung einer wässrigen Lösung eines organischen Lösungsmittels als Koagulationsbad der Konzentrationsbereich des organischen Lösungsmittels, bei dem sich die Hautschicht nicht bildet, um so viel höher, dass die Koagulationsgeschwindigkeit zu spät kommt, um die Ziehgeschwindigkeit des koagulierten Filaments zu steigern, was nicht nur zu einer extrem niedrigen Ausbeute, sondern auch zu Problemen wie Unregelmäßigkeiten und Schmelzvorgängen zwischen den Fasern führt.
In Heimausstattungsanwendungen, besonders für Hochflor- oder Boa-Erzeugnisse, wird der Faserquerschnitt verändert, um ein Handgefühl zu ergeben, das enger an Lebewesenhaaren liegt. Bei diesen Anwendungen werden ein guter Bürsteffekt, eine höhere Flexibilität, Weichheit usw. gefordert. Der Bürsteffekt wird noch mehr verbessert, da die Reibung auf der Faseroberfläche niedriger ist. Somit sollte ein dunkles Material, worin ein Additiv wie Titandioxid zur Aufhellung verwendet worden ist, ganz allgemein einen verbesserten Bürsteffekt zeigen und ergeben. Bei dieser technischen Vorgehensweise werden allerdings die Farb-Entwicklungseigenschaften einer Acrylfaser durch das Additiv beeinträchtigt.
In JP-A 11-21 769 ist eine Verfahrenstechnik beschrieben worden, wobei aufscheinender Glanz und Faser-Farbentwicklung in angemessener Weise ausgewählt sind und ein Organopolysiloxan gebunden ist, um einen schmeichelnden und glatten Griff wie bei Lebewesenhaaren auf die Faseroberfläche zu übertragen. Mit dieser Verfahrenstechnik kann, während der schmeichelnde und glatte Griff betont ist, die Faser eine nur geringe Weichheit und weniger gute Farb-Entwicklungseigenschaften aufweisen. Für eine Acrylfaser mit verringertem Glanz, guten Farb-Entwicklungseigenschaften und gutem Bürsteffekt ist es notwendig, dass ihre Oberfläche nicht geglättet, sondern die Kontaktfläche zwischen den Fasern bei der Verarbeitung zu einem Flor- oder Boa-Stoff durch gezielte Wellung/Riffelung der Faseroberfläche verringert werden. Für das Handgefühl ist eine Faser mit gut ausgewogener Festigkeit und Dehnung erforderlich. Im Hinblick auf diese Bedingungen ist in JP-A 64-33 210 ein Verfahren zur Herstellung einer Trockenacrylfaser mit natürlicherem Glanz durch Wellung/Riffelung der Faseroberfläche beschrieben worden. In dem Verfahren weist die Spinndüse allerdings ein Mündungsloch mit spezieller Form zur Wellung/Riffelung der Oberfläche auf. Somit wird die Faseroberflächenwellung deutlich eingeschränkt.
Flexibilität und Weichheit in einem Boa- oder Hochflor können durch Kombinieren mehrerer Typen von Fasern mit unterschiedlichen Querschnitten erzielt werden. Es wird davon ausgegangen, dass sich in typischer Weise ein flacher oder Y-förmiger Querschnitt der Acrylfaser günstig zur Erzielung der obigen Eigenschaften auswirkt. Insbesondere ergibt eine Acrylfaser mit Y-förmigem Querschnitt ein weiches Handgefühl, weil ihre Spitze aufgespalten ist, wobei sie eine gute Flexibilität aufweist, weil sie einen Y-förmigen Querschnitt in ihrer Wurzel beibehält.
In der in JP-A 10-251 915 offenbarten Acrylfaser weist das Monofilament 20 einen im Wesentlichen Y-geformten Querschnitt auf, worin drei sich radial erstreckende rechteckige Arme 21 unter einem Gelenkwinkel von 120° verbunden sind, wie dies in der beigefügten 7 dargestellt ist. Im Gelenk dieser Arme 21 sind Öffnungen K1 oder Löcher K2 ausgebildet, um die Gelenklänge c auf 30 bis 95% ihrer Breite d anzupassen. Dadurch ist es für das Filament ermöglicht, ganz leicht entlang der Längsrichtung aufgespalten zu werden, um ein weiches Handgefühl zu ergeben. In der in dieser Patentanmeldung offenbarten Acrylfaser kann das Filament vor der Polierverarbeitung zu einem Boa- oder Hochflor wegen der im Gelenk ausgebildeten Öffnungen K1 oder Löcher K2 aufgespalten werden. Somit kann dies dazu führen, dass z.B. eine Flauschware beim Spinnen erzeugt wird. Des Weiteren kann die Faser allerdings nicht ganz einfach wegen in den Öffnungen K1 oder Löchern K2 eingefangenem Wasser getrocknet werden, was zu einer längeren Trocknungsstufe beim Spinnen der Faser und somit zu einer verringerten Produktivität führt.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, für ein Kleidungsmaterial eine Acrylfaser, die mit einem der unten beschriebenen Verfahren erhältlich ist, insbesondere eine Acrylfaser bereitzustellen, die eine gleichmäßige Orientation in ihrer Oberfläche und ihrem Innenraum aufweist und eine Stapelfaser mit angemessener Elastizität ergibt, um eine Stoff- bzw. Tuchware mit Abstoßung herzustellen, wobei insgesamt eine Faser hergestellt wird, die gute physikalische Eigenschaften wie Festigkeit, Dehnung und Färbbarkeit sowie Weichheit durch Modifizieren ihrer Oberflächenform zeigt und ergibt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, für ein Heimausstattungsmaterial eine mit den Verfahren der vorliegenden Erfindung erhältliche Acrylsynthesefaser, die gute Farb-Entwicklungseigenschaften bei verringertem Glanz und gutem Bürsteffekt aufweist, sowie eine mit den Verfahren der vorliegenden Erfindung erhältliche Acrylsynthesefaser bereitzustellen, die einen Zustand beibehält, worin eine Vielzahl flacher Arme, die sich radial vom Zentrum entlang einer Längsrichtung erstrecken, miteinander verbunden sind und die Faserspitze durch Anlegen einer mechanischen Kraft bei der Verarbeitung zu einem flauschigen Erzeugnis rasch und einfach gespalten werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Verfahren zur einfachen und hinreichend guten Herstellung einer Acrylfaser anzugeben und zur Verfügung zu stellen, die eine gleichmäßige Orientation in ihrer Oberfläche und ihrem Innenraum aufweist und gute Eigenschaften wie der Festigkeit, Dehnung und Färbbarkeit zeigt und ergibt, wobei, während der Herstellung des koagulierten Filaments, die Dicke der Hautschicht des koagulierten Filaments gesteuert wird, um eine Faser zu ergeben, die bis in ihr Inneres gleichmäßig koaguliert ist, d.h., indem das Lösungsmittel im Inneren der Faser daran gehindert ist, in unangemessener Weise und somit auch beim Waschen schnell auszudiffundieren.
Die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist auf eine Acrylfaser gerichtet, die (a) aus einem Acrylnitrilpolymer besteht, das die Acrylnitril-Einheit mit mindestens 80 und weniger als 95 Gew.-% umfasst, eine Monofilament-Trockenfestigkeit von 2,5 bis 4,0 cN/dtex aufweist, (c) eine Monofilament-Trockendehnung von 35 bis 50% aufweist und (d) Brüche mit einer Länge von 20 μm oder mehr in ihrer Zugspannungsbruch-Seitenoberfläche entlang der Filamentachsenrichtung bei Bruch des Monofilaments in einem Zugspanntest bildet.
Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist auf eine mit den Verfahren der vorliegenden Erfindung erhältlicher Acrylfaser gerichtet, die (a) Wellungen/Riffelungen auf ihrer Oberfläche umfasst, (b) einen Durchschnittsneigungswinkel von 15 bis 20° zwischen 2 benachbarten Wellungen im Querschnitt senkrecht zur Faserachsenrichtung aufweist, (c) eine maximale Niveaudifferenz von 0,15 bis 0,35 μm zwischen dem Tal und dem Gipfel der Wellungen aufweist und (d) einen Glanzgrad von 10 bis 20% bei einer Glanzgradbestimmungsmethode für eine 45°-Spiegeloberfläche für eine Faserbündeloberfläche zeigt.
In einer Ausgestaltung der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht die Acrylfaser aus (e) einem Acrylnitrilpolymer aus einer Acrylnitril-Einheit mit mindestens 80 und weniger als 95 Gew.-%, weist (f) eine Monofilament-Trockenfestigkeit von 2,0 bis 4,0 cN/dtex auf, weist (g) eine Monofilament-Trockendehnung von 15 bis 40 auf und (h) bildet Brüche mit einer Länge von 20 μm oder mehr in ihrer Zugspannungsbruch-Seitenoberfläche entlang der Filamentachsenrichtung bei Bruch des Monofilaments im Zugspanntest.
Die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist auf eine mit den Verfahren der vorliegenden Erfindung erhältliche Acrylfaser gerichtet, die (a) eine Vielzahl flacher Arme umfasst, die sich radial aus dem Zentrum entlang einer Längsrichtung erstrecken, und (b) Brüche mit einer Länge von 200 μm oder mehr im Zentrum ihrer Zugspannungsbruch-Seitenoberfläche entlang der Filamentachsenrichtung bei Bruch des Filaments im Zugspanntest bildet.
In einer Ausgestaltung der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht die Acrylfaser aus (c) einem Acrylnitrilpolymer aus einer Acrylnitril-Einheit mit mindestens 80 und weniger als 95 Gew.-%, weist (d) eine Monofilament-Trockenfestigkeit von 2,0 bis 4,0 cN/dtex und (e) eine Monofilament-Trockendehnung von 15 bis 40% auf.
Durch die vorliegende Erfindung wird ferner das Verfahren zur Herstellung der Acrylfaser angegeben und zur Verfügung gestellt, wobei das Verfahren die Stufen umfasst, in denen man: eine Spinnzuführlösung aus einem Acrylnitrilpolymer aus 80 Gew.-% oder mehr und weniger als 95 Gew.-% Acrylnitril-Einheiten in einem organischen Lösungsmittel in ein erstes Koagulationsbad, das aus einer wässrigen organischen Lösungsmittellösung besteht, bei 30 bis 50°C ausfließen lässt, wobei die Lösung 20 bis 70 Gew.-% organisches Lösungsmittel enthält, das das gleiche wie für die Spinnzuführlösung sein oder sich davon unterscheiden kann, um ein koaguliertes Filament zu bilden, man das Filament aus dem ersten Koagulationsbad mit einer Geschwindigkeit vom 0,3- bis 2,0-Fachen der Austrag-Lineargeschwindigkeit der Spinnzuführlösung zieht, das Filament um das 1,1- bis 2,0-Fache in einem zweiten Koagulationsbad reckt, das aus einer wässrigen organischen Lösungsmittellösung von 30 bis 50°C besteht und 20 bis 70 Gew.-% organisches Lösungsmittel enthält, das das gleiche wie die beiden organischen Lösungsmittel sein oder sich davon unterscheiden kann, und man anschließend eine Nass-Wärmereckung des Filaments um das 3-Fache oder mehr durchführt.
In einer Ausgestaltung des obigen Herstellverfahrens wird das Verfahren so durchgeführt, dass die Konzentration des organischen Lösungsmittel im ersten Koagulationsbad 40 bis 70 Gew.-% beträgt, die Ziehgeschwindigkeit des koagulierten Filaments aus dem ersten Koagulationsbad das 0,3- bis 0,6-Fache der Austrag-Lineargeschwindigkeit der Spinnzuführlösung ausmacht und die Konzentration des organischen Lösungsmittels im zweiten Koagulationsbad 40 bis 70 Gew.-% beträgt.
In einer weiteren Ausgestaltung des obigen Herstellverfahrens wird das Verfahren so durchgeführt, dass die Konzentration des organischen Lösungsmittels im ersten Koagulationsbad 20 bis 60 Gew.-% beträgt, die Ziehgeschwindigkeit des koagulierten Filaments aus dem ersten Koagulationsbad das 0,6- bis 2,0-Fache der Austrag-Lineargeschwindigkeit der Spinnzuführlösung ausmacht und die Konzentration des organischen Lösungsmittel im zweiten Koagulationsbad 20 bis 60 Gew.-% beträgt.
Es ist beim Herstellverfahren der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass die organischen Lösungsmittel in der Spinnzuführlösung, im ersten Koagulationsbad und im zweiten Koagulationsbad Dimethylacetamid sind und die ersten und zweiten Koagulationsbäder die gleiche Temperatur und die gleiche Zusammensetzung aufweisen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm auf der xy-Ebene mit den Geraden, die durch die folgenden Gleichungen dargestellt sind: Y = –X + 105 (Gleichung 1) Y = –(1/2)X + 77,5 (Gleichung 2) Y = –4X + 315 (Gleichung 3),worin Y die Koagulationsbadtemperatur (°C) und X die Konzentration des organischen Lösungsmittels (Gew.-%) sind.
2 zeigt schematisch den Status eines Bruchstücks, gebildet in einer Zugspannungsbruch-Seitenoberfläche eines Monofilaments in einem Zugspanntest, betrachtet mit einem Rasterelektronenmikroskop, worin der Bruch relativ lang ist.
3 zeigt schematisch den Status eines Bruchteilstücks, gebildet in einer Zugspannungsbruch-Seitenoberfläche eines Monofilaments in einem Zugspanntest, beobachtet mit einem Rasterelektronenmikroskop, worin der Bruch relativ kurz ist.
4 ist ein Konzeptdiagramm, das ein Teilstück einer Faseroberflächenform darstellt, worin (a) der Neigungswinkel (der Durchschnittsneigungswinkel wird durch Messung des Neigungswinkels für jede Wellung und deren anschließende Durchschnittswertbildung bestimmt) und (b) die Niveaudifferenz (die maximale Niveaudifferenz ist die Differenz zwischen den höher und nieder gelegenen Teilen) sind.
5(a) ist eine Konzeptdarstellung zur Bestimmung des Glanzes, und 5(b) zeigt ein Probenmodell zur Bestimmung des Glanzes.
6 ist eine Frontansicht, worin ein Beispiel der Form einer Spinndüsenkapillare in einer Spinndüse zur Anwendung in einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zur Herstellung einer Acrylfaser dargestellt ist.
7 zeigt schematisch den Querschnitt einer herkömmlichen Acrylfaser.
8(a) ist ein Rasterelektronenmikroskop (scanning electron microscope = SEM)-Foto, das eine Schrägansicht der in Beispiel 1 erhaltenen Faser zeigt. 8(b) ist ein SEM-Foto, das die seitliche Oberfläche der in Beispiel 1 erhaltenen Faser zeigt, die im Zugspanntest gebrochen wurde.
9(a) ist ein SEM-Foto, das eine Schrägansicht der in Vergleichsbeispiel 1 erhaltenen Faser zeigt. 9(b) ist ein SEM-Foto, das die seitliche Oberfläche der in Vergleichsbeispiel 1 erhaltenen Faser zeigt, die im Zugspanntest gebrochen wurde.
10 ist ein SEM-Foto, das eine Schrägansicht der in Beispiel 3 erhaltenen Faser zeigt.
11 ist ein SEM-Foto, das eine Schrägansicht der in Vergleichsbeispiel 5 erhaltenen Faser zeigt.
12(a) ist ein SEM-Foto, das eine Schrägansicht der in Beispiel 7 erhaltenen Faser zeigt. 12(b) ist ein SEM-Foto, das die Oberfläche der in Beispiel 7 erhaltenen Faser zeigt.
13(a) ist ein SEM-Foto, das eine Schrägansicht der in Vergleichsbeispiel 6 erhaltenen Faser zeigt. 13(b) ist ein SEM-Foto, das die Oberfläche der in Vergleichsbeispiel 6 erhaltenen Faser zeigt.
14(a) ist ein SEM-Foto, das eine Schrägansicht der in Beispiel 9 erhaltenen Faser zeigt. 14(b) ist ein SEM-Foto, das die seitliche Oberfläche der in Beispiel 9 erhaltenen Faser zeigt, die im Zugspanntest gebrochen wurde.
15(a) ist ein SEM-Foto, das eine Schrägansicht der in Vergleichsbeispiel 11 erhaltenen Faser zeigt. 15(b) ist ein SEM-Foto, das die seitliche Oberfläche der in Vergleichsbeispiel 11 erhaltenen Faser zeigt, die im Zugspanntest gebrochen wurde.
Beste Ausführungsform der Erfindung
Die Acrylfaser eignet sich gemäß der vorliegenden Erfindung für Kleidungsstücke wie einen Pullover und für Heimausstattungsanwendungen wie eine Florware. Im Hinblick auf die Löslichkeit des Polymer und die Stabilität der Spinnzuführlösung bei Fibrillation durch Nassspinnen ist es bevorzugt, ein Copolymer mit einer etwas geringeren Menge der Acrylnitril-Einheit, d.h. von weniger als 95 Gew.-% Acrylnitril, als Fasermaterial zu verwenden. Ist die Menge der Acrylnitril-Einheit zu niedrig im als Fasermaterial verwendeten Acrylnitrilpolymer, kann sich ein wollartiges Handgefühl ergeben, das für die Erfordernisse einer Acrylfaser für Anwendungen wie diejenigen eines Pullover und einer Florware weniger angebracht ist. Die entsprechende Konzentration beträgt daher vorzugsweise 80 Gew.-%, aber nicht weniger.
Das Material kann eine Mischung aus Acrylnitrilpolymeren sein, welches mindestens 80 Gew.-% und weniger als 95 Gew.-% Acrylnitril enthält.
Das Acrylnitrilpolymer ist ein Copolymer aus Acrylnitril mit einem mit Acrylnitril polymerisierbaren Monomer. Monomere, die als Copolymerkomponente verwendet werden können, schließen, ohne aber darauf eingeschränkt zu sein, (Meth)acrylate wie Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat und Hexyl(meth)acrylat, Vinylhalogenide wie Vinylchlorid, Vinylbromid und Vinylidenchlorid, Säuren mit einer polymerisierbaren Doppelbindung und deren Salze wie (Meth)acryl-, Itacon- und Crotonsäure, Maleimid, Phenylmaleimid, (Meth)acrylamid, Styrol, α-Methylstyrol, Vinylacetat, Sulfon-haltige polymerisierbare ungesättigte Monomere wie Natriumstyrolsulfonat, Natriumallylsulfonat, β-Natriumstyrolsulfonat, Natriummethallylsfulfonat und Pyridin-haltige polymerisierbare ungesättigte Monomere wie 2-Vinylpyridin und 2-Methyl-5-vinylpyridin ein.
Das Acrylnitrilpolymer als Fasermaterial kann unmittelbar und ohne Weiteres durch z.B. eine Redox-Polymerisation in wässriger Lösung, eine Suspensionspolymerisation in einem heterogenen System, eine Emulsionspolymerisation mit einem Dispergiermittel oder mit jedem weiteren Polymerisationsverfahren hergestellt werden.
Die Acrylfaser weist in der ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung eine Monofilament-Trockenfestigkeit von 2,5 bis 4,0 cN/dtex, sowie eine Monofilament-Trockendehnung von 35 bis 50% auf und bildet einen Bruch von 20 μm oder mehr in ihrer Zugspannungsbruch-Seitenoberfläche entlang der Filamentachsenrichtung bei Bruch des Monofilaments im Zugspanntest.
Betragen die Monofilament-Trockenfestigkeit weniger als 2,5 cN/dtex oder die Trockendehnung mehr als 50% in der Acrylfaser, kann viel Flaum wegen Filamentbruch beim Spinnen erzeugt werden, was zu einem verschlechterten Verarbeitungsablauf und zu signifikanter Verschlechterung der Spinnbarkeit führt.
Betragen die Monofilament-Trockenfestigkeit mehr als 4,0 cN/dtex oder die Trockendehnung weniger als 35%, kann sich dadurch ganz oft ein wollartiges Handgefühl einstellen, das für die Erfordernisse einer Acrylfaser für Anwendungen wie als Kleidungsstücke, z.B. für einen Pullover, und als Heimausstattung, z.B. für eine Florware, weniger angebracht ist.
Die Länge des entlang einer Faserachse im Zugspanntest gebildeten Bruchs ist ein Index, der die Differenz der Orientation zwischen der Oberfläche und dem Innenraum der Faser anzeigt. Das Merkmal eines Bruchs mit einer Länge von 20 μm oder mehr in der Zugspannungsbruch-Seitenoberfläche des Monofilaments entlang der Filamentachsenrichtung in der Acrylfaser zeigt gemäß der vorliegenden Erfindung eine Struktur an, worin die Orientation gleichmäßig nicht nur in deren Oberflächenschicht, sondern auch in deren Innenraum verläuft.
2 zeigt eine gebrochene Acrylfaser, worin die Orientation gleichmäßig nicht nur in deren Oberflächenschicht, sondern auch in deren Innenraum beim Zugspannungstest verläuft. Eine Acrylfaser mit gleichmäßiger Orientation bis zu ihrem Innenraum, d.h., worin die Orientation gleichmäßig sowohl in deren Oberfläche als auch in deren Innenraum verläuft, wird in einem Zugspannungsbruchtest so gebrochen, dass sich eine Vielzahl von Bruchpunkten im Zugspannungsbruchabschnitt ergibt. Es wird daher ein langer Bruch in der Zugspannungsbruch-Seitenoberfläche entlang der Faserachsenrichtung gebildet. Es ist vorauszusehen, dass die Faser eine Struktur aufweist, die nicht nur in ihrer Oberflächenschicht, sondern auch in ihrem Innenraum gleichmäßig orientiert ist, falls die Länge L vom Boden B zum Scheitel S des Bruchs 20 μm oder mehr beträgt, wie dargestellt in 2.
Auf der anderen Seite ist in 3 eine gebrochene Acrylfaser dargestellt, worin beim Zugspannungstest deren Oberfläche orientiert ist, wogegen deren Innenraum eine grobe Struktur aufweist. Eine derartige Faser wird im Zugspannungsbruchtest so gebrochen, dass 1 Bruchpunkt im Zugspannungsbruchabschnitt auftritt. Es wird daher kein Bruch in der Zugspannungsbruch-Seitenoberfläche des Monofilaments der Faserachsenrichtung gebildet, oder falls er überhaupt gebildet wird, ist er ziemlich kurz. Die Länge L vom Boden B zum Scheitel S des Bruchs beträgt weniger als 20 μm, wie dargestellt in 3. Eine aus der Faser hergestellte Stapelfaser weist eine unangemessene Elastizität auf. Als Ergebnis, weist der Stoff nach der Verarbeitung keine entsprechende Abstoßung auf und zeigt somit kein hinreichend gutes Handgefühl, wie es für einen Stoff erforderlich wäre, der in Anwendungen wie einem Kleidungsstück, z.B. einem Pullover, und einer Heimausstattungstextilie, z.B. einer Florware, verwendet wird.
Der Status der Zugspannungsbruch-Seitenoberfläche eines Monofilaments wird für eine Bruchoberfläche betrachtet, die nach Bruch des Monofilaments bei einer Deformationsgeschwindigkeit von 100%/min unter den Bedingungen von 23°C und 50% RH gebildet würde.
In der Acrylfaser ist gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Faserquerschnitt bevorzugt ein perfekter oder im Wesentlichen perfekter Kreis im Hinblick auf die Spinnbarkeit, die Farb-Entwicklungseigenschaften und die wollartige Elastizität. In spezifischer Weise beträgt das Verhältnis der langen/kurzen Achsen im Faserquerschnitt vorzugsweise 1,0 bis 2,0 und bevorzugter 1,0 bis 1,2, was einen mehr oder weniger perfekten Kreis bedeutet. Eine Faser mit einem derartigen Querschnitt eignet sich für ein Kleidungsstück wie einen Pullover.
Als Nächstes wird eine Acrylfaser gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die Acrylfaser weist gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Wellungen auf ihrer Oberfläche auf, die als Falten anzusehen sind. In den faltenartigen Wellungen betragen der Durchschnittsneigungswinkel zwischen benachbarten Wellungen (nachfolgend bezeichnet als "Durchschnittsneigungswinkel") 15 bis 20° im Querschnitt senkrecht zur Faserachsenrichtung und die maximale Niveaudifferenz zwischen dem Boden und dem Scheitel der Wellungen (die maximale Niveaudifferenz zwischen dem Boden und dem Scheitel der Falten; nachfolgend bezeichnet als "maximale Niveaudifferenz") 0,15 bis 0,35 μm.
Erfüllt die Acrylfaser die Bedingungen eines Durchschnittsneigungswinkel von 15 bis 20° und einer maximalen Niveaudifferenz von 0,15 bis 0,35 μm, werden die Kontaktfläche zwischen den Fasern verringert, der Bürsteffekt verbessert, die Weichheit nach Verarbeitung zu einer Flor- oder Boaware hergestellt und die Oberflächenwellungen zur Erstellung des Glanzes in der Faser gesteuert. Beträgt der Durchschnittsneigungswinkel weniger als 15°, erhöht sich die Zahl der Wellungen oder Falten und kann zur Steigerung der Kontaktfläche zwischen den Fasern und dadurch zur Verschlechterung des Bürsteffekts führen. Beträgt der Durchschnittsneigungswinkel mehr als 25°, verringern sich die Wellungen oder Falten, so dass die Kontaktfläche zwischen den Fasern erhöht wird.
Beträgt die maximale Niveaudifferenz weniger als 0,15 μm, besteht die Tendenz, dass der Bürsteffekt (d.h. die Haarhandhabungseigenschaften) geringwertig und ein schmeichelnder und glatter Griff, der das Handgefühl nachteilig beeinflusst, verursacht werden können. Beträgt andererseits die Differenz mehr als 0,35 μm, kann die Faser leicht und rasch gespalten werden, was zu Problemen bei der Verarbeitbarkeit wie der Spinnbarkeit führt.
Die Acrylfaser zeigt gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (d) einen Glanz von 10 bis 20% in einer Glanzbestimmungsmethode für eine 45°-Spiegeloberfläche für eine Faserbündeloberfläche. Der Ton nach der Verarbeitung zu einer Flor- oder Boaware kann weniger tief sein, wenn der Glanz zu hoch ist, wogegen die Farbentwicklung verringert wird, wenn der Glanz zu niedrig ist. Somit ist der obige Bereich bevorzugt.
Bevorzugt besteht gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Acrylfaser ferner (e) aus einem Acrylnitrilpolymer aus Acrylnitril-Einheiten mit mindestens 80 und weniger als 95 Gew.-%, weist (f) eine Monofilament- Trockenfestigkeit von 2,0 bis 4,0 cN/dtex, eine (g) Monofilament-Trockendehnung von 15 bis 40% auf und kann (h) einen Bruch mit einer Länge von 20 μm oder mehr in ihrer Zugspannungsbruch-Seitenoberfläche entlang der Filamentachsenrichtung bei Bruch des Monofilaments im Zugspanntest bilden.
In der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann, falls die Monofilament-Trockenfestigkeit der Acrylfaser weniger als 2,0 cN/dtex oder deren Trockendehnung mehr als 40% betragen, viel Flausch wegen Filamentbruch beim Spinnen erzeugt werden, was zu einer Verschlechterung des Verarbeitungsablaufs und einem geringerwertigen Handgefühl wegen der Faserdehnung bei der Boa- oder Hochflor-Verarbeitung führt.
Betragen die Monofilament-Trockenfestigkeit mehr als 4,0 cN/dtex oder die Trockendehnung weniger als 15%, kann sich ganz oft ein wollartiges Handgefühl ergeben, das für die Erfordernisse einer Acrylfaser zur Anwendung wie für ein Kleidungsstück, z.B. einen Pullover, und für eine Heimausstattungstextilie, z.B. eine Florware, weniger angebracht wäre.
Wie oben bereits angemerkt, zeigt das Merkmal des Bruchs mit einer Länge von 20 μm oder mehr in der Zugspannungsbruch-Seitenoberfläche des Monofilaments entlang der Filamentachsenrichtung eine Struktur an, worin die Orientation nicht nur in deren Oberflächenschicht, sondern auch in deren Innenraum gleichmäßig verläuft. Daher wird, nach entsprechender Verarbeitung, ein Stoff mit angemessener Abstoßung bereitgestellt, der das Handgefühl trifft, das für einen Stoff für ein Kleidungsstück wie einen Pullover und eine Heimausstattungstextilie wie eine Florware erforderlich ist.
In der Acrylfaser der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für ein Heimausstattungsmaterial wie eine Flor- und Boaware beträgt das Lang/Kurz-Achsenverhältnis in deren Querschnitt (Flachheit) vorzugsweise 5 bis 15 im Hinblick auf das Handgefühl und die Flexibilität nach der Verarbeitung zu der Flor- oder Boaware. Die Flexibilität ist nicht angemessen, wenn die Flachheit weniger als 5 nach der Verarbeitung zu der Flor- oder Boaware beträgt, wogegen die Faser dazu neigt, gespalten zu werden und z.B. Reizungen zu verursachen, wenn die Flachheit mehr als 15 beträgt.
Es wird nun die Acrylfaser gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die Acrylfaser dieser Ausführungsform umfasst eine Vielzahl flacher Arme, die sich radial aus einem Monofilamentzentrum entlang einer Längsrichtung erstrecken. In anderen Worten, weist der Querschnitt des Monofilaments eine verzweigte Form, die sich radial aus dem Zentrum erstreckt, wie einen im Wesentlichen Y-förmigen Querschnitt auf. Der durch benachbarte flache Arme gebildete Winkel kann gleich oder verschieden sein. Beispielsweise können sich in einer weitgehenden Y-Form 3 flache Arme zueinander unter einem Winkel von 120° erstrecken. Der Querschnitt (die Länge in der Achsenrichtung und die Breite) jedes flachen Arms, die das Monofilament darstellen, kann untereinander gleich oder verschieden sein. Unterschiedliche Querschnitte können ein verschiedenenartiges zusätzliches Handgefühl vermitteln.
Das Monofilament aus der Vielzahl der flachen Arme, die sich radial aus einem Monofilamentzentrum entlang einer Längsrichtung erstrecken, kann nach der Verarbeitung ein flauschiges Erzeugnis mit genügend guter Weichheit und Flexibilität ergeben. Insbesondere liegt der Filamentquerschnitt bevorzugt im Wesentlichen in einer Y-Form oder in einer Querschnittsform mit 3 oder 4 flachen Armen vor, um eine angemessene Flexibilität in deren Wurzel zu gewährleisten, wenn deren Spitze gespalten wird. Ein Anstieg der Zahl der Arme kann Probleme bei der Herstellung der entsprechenden Spinndüse sowie bei der Faserherstellung wie festgehaltenes Wasser in der Armwurzel, was die Trocknung nachteilig beeinflusst, und verringerte Spinnbarkeit verursachen. Das Monofilament weist am meisten bevorzugt im Wesentlichen eine Y-Form auf, die aus 3 flachen Armen besteht.
Die Acrylfaser der dritten Ausführungsform bildet einen Bruch mit einer Länge von 200 μm oder mehr im Zentrum ihrer Zugspannungsbruch-Seitenoberfläche entlang der Filamentachsenrichtung bei Bruch des Monofilaments im Zugspanntest. Wiederum wird der Status der Zugspannungsbruch-Seitenoberfläche des Monofilaments an einer Bruchoberfläche betrachtet, die nach Bruch des Monofilaments bei einer Deformationsgeschwindigkeit von 100%/min unter den Bedingungen von 23°C und 50% RH gebildet wurde.
In dieser Hinsicht zeigt das Merkmal der Bildung eines langen Bruchs in der Zugspannungsbruch-Seitenoberfläche des Monofilaments entlang der Filamentachsenrichtung wiederum eine Struktur an, worin die Orientation nicht nur in ihrer Oberflächenschicht, sondern auch in ihrem Innenraum gleichmäßig verläuft. Allerdings weist die Faser der dritten Ausführungsform flache Arme auf und tendiert dazu, aus ihrem Zentrum gespalten zu werden. Ein Bruch in einer Länge von mindestens 20 μm ist daher nicht angemessen, sondern es muss ein Bruch von mindestens 200 μm aus ihrem Zentrum gebildet werden.
Eine solche Acrylfaser zeigt und ergibt eine gute Weichheit, weil die Monofilamentspitzen auf eine angemessene Länge gespalten werden, wobei sie eine angemessene Flexibilität beizubehalten vermag, ohne in einer Filamentwurzel gespalten zu werden. Übermäßig größere Spaltungen können die Weichheit verbessern, die Flexibilität aber verringern und ergeben somit nicht das geforderte Handgefühl. Daher beträgt die im Zugspanntest gebildete Bruchlänge bevorzugt weniger als 1000 μm.
Die Acrylfaser der dritten Ausführungsform besteht vorzugsweise aus (c) einem Acrylnitrilpolymer aus einer Acrylnitril-Einheit mit mindestens 80 und weniger als 95 Gew.-% und weist (d) eine Monofilamentstärke von 2,0 bis 4,0 cN/dtex und (e) eine Monofilamentdehnung von 15 bis 40 auf.
Betragen in der dritten Ausführungsform die Monofilament-Trockenfestigkeit der Trockenacrylfaser weniger als 2,0 cN/dtex oder deren Trockendehnung mehr als 40%, kann viel Flausch wegen Filamentbruch beim Spinnen erzeugt werden, was zu verschlechterten Verfahrensabläufen und einer signifikanten Verschlechterung der Spaltungseigenschaften der Spitzen wegen der erhöhten Trockendehnung der Faser beim Polierverfahren zur Boa- oder Hochflor-Bildung führt.
Betragen die Monofilament-Trockenfestigkeit mehr als 4,0 cN/dtex oder die Trockendehnung weniger als 15%, kann sich ganz oft ein wollartiges Handgefühl ergeben, das für die Erfordernisse einer Acrylfaser für Anwendungen wie ein Kleidungsstück, z.B. einen Pullover, und eine Heimausstattungstextilie, z.B. eine Florware, nicht angemessen ist.
In der Acrylfaser der dritten Ausführungsform beträgt der Young-Modul vorzugsweise 5800 N/mm² oder mehr, weil ein zu niedriger Young-Modul eine unangemessene Abstoßung des Stoffs nach Verarbeitung zu einer Florware ergeben kann, was dann zu einem weniger flexiblen Erzeugnis führt. Im Hinblick auf das Handgefühl in der Florware beträgt der Young-Modul bevorzugter 7000 bis 12000 N/mm² zur Erzielung von sowohl Flexibilität als auch Weichheit.
Ferner beträgt in der Acrylfaser der dritten Ausführungsform das Verhältnis von a/b vorzugsweise 2,0 bis 10,0 worin "a" bzw. "b" die Monofilamentlänge von deren Zentrum zur Spitze des flachen Arms bzw. die Breite des flachen Arms sind. Ein zu niedriges Verhältnis von a/b kann zu unangemessener Flexibilität führen, wogegen ein zu hohes Verhältnis eine übermäßige Flexibilität verursachen kann, so dass gleichmäßig gespaltene Filamentspitzen eine angemessene Weichheit nicht zu ergeben vermögen.
Als Nächstes wird das Herstellverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Das Verfahren zur Herstellung der Acrylfaser umfasst die Stufen, in denen man eine Spinnzuführlösung aus einem Acrylnitrilpolymer aus 80 Gew.-% oder mehr und weniger als 95 Gew.-% Acrylnitril-Einheit in einem organischen Lösungsmittel in das erste Koagulationsbad, das aus einer wässrigen organischen Lösungsmittellösung besteht, bei 30 bis 50°C ausbringt, wobei die Lösung 20 bis 70 Gew.-% eines organischen Lösungsmittels enthält, das das gleiche wie das des organischen Lösungsmittels für die Spinnzuführlösung sein oder sich davon unterscheiden kann, um ein koaguliertes Filament zu bilden, man das Filament aus dem ersten Koagulationsbad mit einer Geschwindigkeit vom 0,3- bis 2,0-Fachen der Austrag-Lineargeschwindigkeit der Spinnzuführlösung zieht, das Filament um das 1,1- bis 2,0-Fache im zweiten Koagulationsbad, das aus einer wässrigen Lösungsmittellösung besteht, bei 30 bis 50°C reckt, wobei die Lösung 20 bis 70 Gew.-% eines organischen Lösungsmittels enthält, das das gleiche wie das der beiden organischen Lösungsmittel sein oder sich davon unterscheiden kann, und man anschließend eine Nass-Wärmereckung des Filaments um das 3-Fache oder mehr durchführt.
Die organischen Lösungsmittel, die im Herstellverfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, lösen das Acrylnitrilpolymer auf, wie z.B. Dimethylacetamid, Dimethylsulfoxid und Dimethylformamid. Dimethylacetamid ist besonders bevorzugt, weil es nicht hydrolysiert wird und eine gute Spinnbarkeit ergibt.
Die Bedingungen für das erste Koagulationsbad, die Bedingungen für das zweite Koagulationsbad und für die Streckung/Reckung im zweiten Koagulationsbad sind wichtig zur Verbesserung der Orientation in der erzeugten Acrylfaser.
Es ist für eine gleichmäßige Koagulation bei der Bildung des koagulierten Filaments bevorzugt, dass beide Koagulationsbäder die im Wesentlichen gleiche organische Lösungsmittelkonzentration aufweisen. In spezifischer Weise liegt die etwaige Differenz der organischen Lösungsmittelkonzentration zwischen diesen Koagulationsbädern innerhalb 5 und vorzugsweise innerhalb 3 Gew.-%.
Ebenfalls bevorzugt für eine gleichmäßige Koagulation bei der Bildung des koagulierten Filaments ist es, dass beide Koagulationsbäder bei einer im Wesentlichen gleichen Temperatur gehalten werden. Eine etwaige Temperaturdifferenz zwischen den ersten und zweiten Koagulationsbändern liegt innerhalb 5°C und bevorzugter innerhalb 3°C.
Auch ist es bevorzugt, dass diese Bäder das gleiche organische Lösungsmittel umfassen. Es ist ganz besonders bevorzugt, dass die Spinnzuführlösung, das erste Koagulationsbad und das zweite Koagulationsbad das gleiche organische Lösungsmittel zur gleichmäßigen Koagulation bei der Bildung der koagulierten Filaments, zur leichten Zubereitung dieser Koagulationsbäder und zur leichten Rückgewinnung des Lösungsmittels umfassen.
Somit umfassen am meisten bevorzugt die Spinnzuführlösung, das erste Koagulationsbad und das zweite Koagulationsbad Dimethylacetamid als organisches Lösungsmittel. Es ist besonders bevorzugt, Dimethylacetamid als organisches Lösungsmittel für diese 3 Lösungen und eine wässrige Dimethylacetamid-Lösung bei im Wesentlichen der gleichen Temperatur und mit im Wesentlichen der gleichen Zusammensetzung im ersten und zweiten Koagulationsbad zu verwenden.
Im Verfahren zur Herstellung der Acrylfaser gemäß der vorliegenden Erfindung liegt das aus dem ersten Koagulationsbad gezogene koagulierte Filament in einem halbkoagulierten Zustand vor, worin nur deren Oberfläche koaguliert ist, da die in der Flüssigkeit enthaltene Lösungsmittelkonzentration im koagulierten Filament höher als diejenige im ersten Koagulationsbad ist. Das Filament lässt sich daher in der nächsten Stufe gut (st)(r)ecken. Das gequollene koagulierte Filament, das die Koagulationslösung enthält, kann, nachdem es aus dem ersten Koagulationsbad gezogen worden ist, an der Luft gereckt werden, es wird aber bevorzugt im zweiten Koagulationsbad zur Beschleunigung der Koagulation des koagulierten Filaments und zur leichteren Steuerung der Temperatur der Reckstufe gereckt.
Ein Ziehverhältnis von weniger als 1,1 im zweiten Koagulationsbad kann dazu führen, dass ein gleichmäßig orientiertes Filament nicht gebildet wird, wogegen bei einem Ziehverhältnis von mehr als 2,0 die Tendenz besteht, einen Filamentbruch zu verursachen, was zu einer verringerten Spinnbarkeit und verschlechterten Reckeigenschaften in der anschließenden Nass-Wärmereckstufe führt.
In einer Ausgestaltung des Herstellverfahrens der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Konzentration des organischen Lösungsmittels im ersten Koagulationsbad 40 bis 70 Gew.-%, die Ziehgeschwindigkeit des koagulierten Filaments aus dem ersten Koagulationsbad das 0,3- bis 0,6-Fache der Austrag-Lineargeschwindigkeit der Spinnzuführlösung und die Konzentration des organischen Lösungsmittels im zweiten Koagulationsbad 40 bis 70 Gew.-% betragen. Unter diesen Bedingungen stellt die Ziehgeschwindigkeit des koagulierten Filaments aus dem ersten Koagulationsbad ein besonders charakteristisches Merkmal dar. Dadurch wird es ermöglicht, dass die Dicke der Hautschicht im aus dem ersten Koagulationsbad gezogenen koagulierten Filament auf 0,05 bis 0,15 μm eingestellt wird. Bei einer Hautschicht, die dünner als 0,05 μm im aus dem ersten Koagulationsbad gezogenen koagulierten Filament ist, besteht die Tendenz, dass eine Adhäsion der Filamente sowie eine unregelmäßige Koagulation im Koagulationsbad verursacht werden, was zu einer Faser mit nur geringwertigen Baumwolleigenschaften führt, wogegen eine Hautschicht von mehr als 0,15 μm die Koagulation des koagulierten Filaments inhibieren kann und den Innenraum des Filaments vergröbert, was eine Faser ergibt, die auf ihrer Oberfläche dann mehr orientiert ist.
Im Verfahren der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die ersten und zweiten Koagulationsbäder die gleiche Temperatur und die gleiche Zusammensetzung aufweisen und die Koordinate (X, Y) innerhalb einer Fläche liegt, die durch Geraden abgesteckt ist, die durch die folgenden Gleichungen (1) bis (3) dargestellt sind: Y = –X + 105 (Gleichung 1) Y = –(1/2)X + 77,5 (Gleichung 2) Y = –4X + 315 (Gleichung 3),worin Y die Koagulationsbadtemperatur (in °C) und X die Konzentration des organischen Lösungsmittels (in Gew.-%) sind.
Die durch diese 3 Geraden abgesteckte Fläche ist das Dreieck auf der xy-Ebene in 1. Durch die Koordinate (X, Y) innerhalb dieses Dreiecks wird es ermöglicht, dass eine Synthesefaser mit einem perfekten oder im Wesentlichen perfekten Kreisquerschnitt noch genauer herzustellen ist, wodurch sich das Verfahren der vorliegenden Erfindung zur Herstellung einer Acrylfaser für eine Tuchware eignet. Es ist besonders bevorzugt, dass die Ziehgeschwindigkeit des koagulierten Filaments aus dem ersten Koagulationsbad das 0,3- bis 0,6-Fache der Austrag-Lineargeschwindigkeit der Spinnzuführlösung ausmacht.
In einer weiteren Ausführungsform des Herstellverfahrens der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Konzentration des organischen Lösungsmittels im ersten Koagulationsbad 20 bis 60 Gew.-%, die Ziehgeschwindigkeit des koagulierten Filaments aus dem ersten Koagulationsbad das 0,6- bis 2,0-Fache der Austrag-Lineargeschwindigkeit der Spinnzuführlösung und die Konzentration des organischen Lösungsmittel im zweiten Koagulationsbad 20 bis 60 Gew.-% betragen. Unter diesen Bedingungen stellt die Ziehgeschwindigkeit des koagulierten Filaments aus dem ersten Koagulationsbad wiederum ein besonders charakteristisches Merkmal dar. Eine höhere Ziehgeschwindigkeit des koagulierten Filaments führt zu einer schnelleren Koagulation. Somit eignet sich das Verfahren zur Herstellung einer Faser mit verzweigten Flacharmen wie einer im Wesentlichen Y-geformten Struktur oder einer flachen Faser, bei der ein scharfer Querschnitt erforderlich ist.
Zur Bildung einer Faser mit flachen Armen, die sich radial aus dem Zentrum eines Monofilaments erstrecken (in typischer Weise mit einer im Wesentlichen Y- oder kreuzweise geformten Struktur) ist es bevorzugt, dass die Spinndüsenkapillare in der Spinndüse eine derartige Form aufweist. Beispielsweise ist es bevorzugt, eine Spinndüse mit einer Spinndüsenkapillare zu verwenden, worin das Verhältnis A/B 2,0 bis 10,0 beträgt, worin "A" bzw. "B" die Länge jedes radial verzweigten Öffnungsarms aus seinem Zentrum bzw. die Breite des verzweigten Öffnungsarms sind.
Zur Bildung einer Flachfaser mit einem großen Verhältnis der Lang/Kurz-Achsen (mit Flachheit) im Faserquerschnitt ist es bevorzugt, eine Spinndüse mit einer Spinndüsenkapillare zu verwenden, worin das Lang/Kurz-Achsenverhältnis (die Flachheit) 5,0 bis 15,0 beträgt.
Beim Herstellverfahren der vorliegenden Erfindung wird nach der Streckung/Reckung im zweiten Koagulationsbad eine Nass-Wärmereckung des Filaments um das 3-Fache oder mehr zur weiteren Verbesserung der Orientation in der Faser durchgeführt. Die Nass-Wärmereckung kann durch Recken einer gequollenen Faser kurz nach der Reckung im zweiten Koagulationsbad bei deren Wäsche mit Wasser oder durch deren Reckung in heißem Wasser durchgeführt werden. Zur Verbesserung der Produktivität ist eine Reckung in heißem Wasser bevorzugt. Noch bevorzugter wird die Faser beim Waschen mit Wasser und anschließend in heißem Wasser gereckt. Beträgt das Reckverhältnis in der Nass-Wärmereckstufe weniger als 3, lässt sich die Faserorientation nur unzureichend verbessern. Das Reckverhältnis in der Nass-Wärmereckstufe kann entsprechend ausgewählt werden, solange es mehr als 3 beträgt, wobei es aber im Allgemeinen ca. 8 oder weniger beträgt.
Die Faser kann nach der Streckung/Reckung im zweiten Koagulationsbad vor der erneuten Streckung/Reckung getrocknet werden. Eine Reckung nach Trocknung kann allerdings oft statische Elektrizität erzeugen, was die Konvergenz der Filamente deutlich verschlechtert. Andererseits lässt sich die signifikante Verschlechterung der Konvergenz im Zusammenhang mit der Streckstufe gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung vermeiden, wobei die Nass-Wärmereckung nach der Reckung im zweiten Koagulationsbad angewandt wird.
Im Verfahren der vorliegenden Erfindung zur Herstellung der Acrylfaser ist es bevorzugt, den Quellgrad der gequollenen Faser nach der Nass-Wärmereckstufe und vor der Trocknung auf 70 Gew.-% oder weniger einzustellen.
Eine gequollene Faser nach der Nass-Wärmereckung und vor der Trocknung, deren Quellgrad 70 Gew.-% oder weniger beträgt, zeigt an, dass die Orientation sowohl auf deren Oberfläche als auch im Innenraum gleichmäßig verläuft. Durch Absenken des Verhältnisses von (Ziehgeschwindigkeit des koagulierten Filaments)/(Austrag-Lineargeschwindigkeit der Spinnzuführlösung aus der Spinndüsenkapillare) während der Herstellung des koagulierten Filaments im ersten Koagulationsbad wird das koagulierte Filament gleichmäßig im ersten Koagulationsbad gebildet. Dann kann das Filament im zweiten Koagulationsbad gereckt werden, um eine Faser herzustellen, deren Orientation gleichmäßig bis in ihren Innenraum verläuft. Dadurch lässt sich der Quellgrad der gequollenen Faser nach der Nass-Wärmereckstufe und vor der Trocknung auf 70 Gew.-% oder weniger einstellen.
In anderen Worten, erfolgt, bei Steigerung des Verhältnisses von (Ziehgeschwindigkeit des koagulierten Filaments)/(Austrag-Lineargeschwindigkeit der Spinnzuführlösung aus der Spinndüsenkapillare) während der Herstellung des koagulierten Filaments im ersten Koagulationsbad, die Koagulation des koagulierten Filaments gleichzeitig mit seiner Reckung im ersten Koagulationsbad wird das koagulierte Filament nur ungleichmäßig im ersten Koagulationsbad koaguliert. Daher ist, sogar bei der Reckung im zweiten Koagulationsbad, der Quellgrad der gequollenen Faser nach der Nass-Wärmereckstufe und vor der Trocknung hoch. Dies bedeutet, dass die Orientation der entstandenen Faser nicht gleichmäßig bis zu ihrem Innenraum verläuft.
Der Quellgrad der gequollenen Faser vor der Trocknung wird gemäß der folgenden Gleichung berechnet: Quellgrad (%) = (w – wo) × 100/wo, worin "w" das Fasergewicht nach der Entfernung durch Zentrifugation (3000 U/min, 15 min) von an der gequollenen Faser anhaftender Flüssigkeit und "w_o" das Fasergewicht nach Trocknung der zentrifugierten Faser in einem Heißlufttrockner bei 110°C über 2 h sind.
Wie oben beschrieben, wird die Faser nach Reckung im zweiten Koagulationsbad und anschließender Nass-Wärmereckung mit einem bekannten Verfahren zur Herstellung der gewünschten Acrylfaser getrocknet.
Es wird nun in ganz spezifischer Weise die Acrylfaser gemäß der vorliegenden Erfindung und das Herstellverfahren dafür unter Bezug auf Beispiele beschrieben.
Zugspannungsbruchtest
Unter Anwendung eines Tensilon UTM-II wurde ein Test-Monofilament mit einer Länge von 20 mm bei einer Deformationsgeschwindigkeit von 100%/min unter den Bedingungen von 23°C und 50% RH zur Herstellung einer Testprobe gebrochen. Die äußere Oberfläche der Testprobe wurde auf eine Probenplatte zur SEM geklebt und dann wurde die Probe mit Au auf ca. 10 nm besprüht. Die Probe wurde für die SEM mit einem XL 20-Rasterelektronenmikroskop (PHILIPS) unter den Bedingungen einer Beschleunigungsspannung von 7,00 kV und eines Arbeitsabstands von 31 mm betrachtet.
Bestimmung des Lang/Kurz-Achsenverhältnisses des Faserquerschnitts, der Länge des flachen Arms bis zu seiner Spitze "a" zu dessen Breite "b"
Das Lang/Kurz-Achsenverhältnis des Faserquerschnitts wurde durch Einsetzen der zu messenden Acrylfaser in ein Röhrchen aus Vinylchlorid mit einem Innendurchmesser von 1 mm, durch Schneiden zu Ringen mit einem Messer zur Herstellung einer Testprobe, Verkleben der Testprobe auf einer Probenplatte zur SEM, und zwar mit dem Querschnitt der Acrylfaserflächen nach oben, Besprühen der Probe mit Au auf ca. 10 nm und dann durch Betrachten der Probe mit einem XL 20-Rasterelektronenmikroskop (PHILIPS) unter den Bedingungen einer Beschleunigungsspannung von 7,00 kV und eines Arbeitsabstands von 31 mm bestimmt. Die Länge des flachen Arms bis zu dessen Spitze "a" und dessen Breite "b" werden in gleicher Weise bestimmt.
Bestimmung des Durchschnittsneigungswinkels und der maximalen Niveaudifferenz
Die Faser wird auf einem Objektträgerglas mit einem doppelseitigen Klebeband ohne Spannung fixiert und mit einem Sondenmikroskop Nanopics (Seiko Instruments Inc.) vom Typ mit einer kleinen Bank (Seiko Instruments Inc.) betracht. Der Durchschnittsneigungswinkel und die maximale Niveaudifferenz werden wie folgt bestimmt. Wie in 4 gezeigt, ist die Faseroberfläche in Wellenform dargestellt, worin eine Gerade ausgewählt ist, die als Wellung durch den Boden als Basislinie geht, und worin die Ordinate bzw. Abszisse die Höhe der Wellung bzw. deren Länge entlang des Faserumkreises darstellen. Entlang der Absizze werden Senkrechten mit einem Feinintervall (0,015 μm Zwischenraum) gezogen, die Abschnitte der Senkrechten mit der Wellenform verbunden und alle Winkel (a) von weniger als 90°, gebildet durch die Gerade und die Senkrechte, gemittelt, um einen Durchschnittsneigungswinkel zu ergeben. Die Differenz (b) zwischen dem höchsten konvexen Punkt und dem niedrigsten konkaven Punkt ist die maximale Niveaudifferenz. Messbedingungen

Messmodus: Dämpfungsmodus

Betrachtungsbereich: 4 μm

Rastergeschwindigkeit: 90 s/Rahmen

Messpunktzahl pro Bild: 512 Pixel × 256 Geraden
Bestimmung des Glanzes in einem Faserbündel mit einem 45°-Spiegeloberflächen-Glanzverfahren
Wie dargestellt in 5(a) und 5(b), wurde ein Faserbündel (Spinnseil) 3 mit einem Gesamt-Denierwert von 150 bis 200 d fest um eine Acrylharzplatte 4 mit einer Breite von 50 mm und einer Dicke von 3 mm ohne Überlappungen gewickelt, um eine Probe mit einer Breite von 40 mm zu ergeben. Mit einem VGS-300A (NIPPON DENSHOKU) wurde die Einfallsrichtung eines Lichtstrahls aus einer Lichtquelle 1 gegenüber der Senkrechten zur Faserachse der Probe eingestellt. Ferner wurde durch Einstellen des Einfallswinkels des Lichtstrahls aus der Lichtquelle 1 bzw. des Ausfallwinkels am Empfänger 2 auf 45° zur Senkrechten der Glanz mit einem 45°-Spiegeloberflächen-Glanzverfahren gemäß JIS-Z-8741 bestimmt.
Bestimmung der Dicke der Hautschicht in einem koagulierten Filament
Ein aus dem ersten Koagulationsbad gezogenes koaguliertes Filament wurde in eine wässrige organische Lösungsmittellösung mit der gleichen Zusammensetzung wie im ersten Koagulationsbad getaucht. Dann wurde das Filament im Anschluss daran bei Raumtemperatur in Mischungen aus einer wässrigen organischen Lösungsmittellösung/Ethanol getaucht, wobei das Verhältnis von "wässriger organischer Lösungsmittellösung/Ethanol" stufenweise abgeändert wurde. Die Lösung wurde schließlich durch Ethanol ersetzt. Das Filament wurde im Anschluss daran in eine Mischung aus Ethanol/Spurr-Harz (ein Epoxyharz zur Einbettung einer Elektronenmikroskopprobe) unter stufenweiser Abänderung des Verhältnisses und des Spurr-Harzes (d.h. Ersatz durch das Spurr-Harz) getaucht. Dann wurde das Filament über Nacht stehen gelassen, um es der Polymerisationseinbettung zur Zubereitung der Probe zu unterziehen. Die Probe wurde zu Ringen mit einem Mikrotom geschnitten, von denen einer dann mit einem Transmissionselektronenmikroskop bei einer Beschleunigungsspannung von 40 kV betrachtet wurde, um die Dicke der Hautschicht im koagulierten Filament zu bestimmen.
Beispiel 1
Eine Monomerzusammensetzung aus 92 Gew.-% Acrylnitril und 8 Gew.-% Vinylacetat wurde durch wässrige Dispersionspolymerisation mit Ammoniumpersulfat/-Natriumhydrogensulfit polymerisiert, um ein Acrylnitrilpolymer mit einem Durchschnittsmolekulargewicht von 130.000 herzustellen. Das Polymer wurde in Dimethylacetamid gelöst, um eine Spinnzuführlösung von 24 Gew.-% zuzubereiten.
Die Spinnzuführlösung wurde in das erste Koagulationsbad aus einer Dimethylacetamid-Lösung von 50 Gew.-% bei 40°C durch eine Spinndüse mit 40.000 Mündungslöchern und einem Mündungslochdurchmesser von 60 μm ausgeleitet, um koagulierte Filamente herzustellen. Die Filamente wurden aus dem ersten Koagulationsbad mit einer Ziehgeschwindigkeit vom 0,4-Fachen der Austrag-Lineargeschwindigkeit der Spinnzuführlösung gezogen. Dann wurden die koagulierten Filamente in das zweite Koagulationsbad aus einer wässrigen Dimethylacetamid-Lösung von 50 Gew.-% bei 40°C getaucht und auf das 1,5-Fache im Bad gereckt. Unter waschen mit Wasser wurden die Filamente auf das 2,7-Fache und in heißem Wasser auf das 1,9-Fache noch weiter gereckt. Dann wurden die Filamente geölt, auf einer Heißwalze bei 150°C getrocknet, gekräuselt, erwärmt und zugeschnitten, um Stapelfasern mit einem Monofilament-Denierwert von 3,3 dtex zu ergeben.
Bezüglich des obigen Verfahrens, wurde der Monofilamentquerschnitt der aus dem ersten Koagulationsbad gezogenen koagulierten Filamente mit einem Transmissionselektronenmikroskop betrachtet. Die Dicke der Hautschicht betrug 0,1 μm. Das Monofilament ergab eine Trockenfestigkeit von 3,2 cN/dtex und eine Trockendehnung von 45%, und die Stapelfaser zeigte guten Glanz und ein gutes Handgefühl.
Eine Betrachtung mit Rasterelektronenmikroskopie erfolgte für den Monofilamentquerschnitt und die Zugspannungsbruch-Seitenoberfläche des Monofilaments. Der Filamentquerschnitt war eine Ellipse mit einem Lang/Kurz-Achsenverhältnis von 1,8. 4 Brüche mit Längen von 25, 20, 20 und 18 μm entlang der Faserachsenrichtung wurden in der Zugspannungsbruch-Seitenoberfläche festgestellt.
Beispiel 2
Eine Stapelfaser mit einem Monofilament-Denierwert von 3,3 dtex wurde wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Temperaturen der ersten und zweiten Koagulationsbäder 46°C und die Konzentration des organischen Lösungsmittels 60 Gew.-% betrugen.
Bezüglich dieses Verfahrens, betrug die Dicke der Hautschicht im aus dem ersten Koagulationsbad gezogenen koagulierten Filament 0,08 μm. Das Monofilament ergab eine Trockenfestigkeit von 3,5 cN/dtex und eine Trockendehnung von 37%, und die Stapelfaser ergab guten Glanz und ein gutes Handgefühl.
Der Filamentquerschnitt war ein im Wesentlichen perfekter Kreis mit einem Lang/Kurz-Achsenverhältnis von 1,1. 5 Brüche mit Längen von 25, 24, 20, 18 und 15 μm entlang der Faserachsenrichtung wurden in der Zugspannungsbruch-Seitenoberfläche festgestellt.
Beispiel 3
Die in Beispiel 1 beschriebene Spinnzuführlösung wurde in ein erstes Koagulationsbad aus einer wässrigen Dimethylacetamid- Lösung von 67 Gew.-% bei 40°C durch eine Spinndüse mit 40.000 Mündungslöchern und einem Mündungslochdurchmesser von 60 μm ausgeleitet, um koagulierte Filamente herzustellen. Die Filamente wurden aus dem ersten Koagulationsbad mit einer Ziehgeschwindigkeit vom 0,3-Fachen der Austrag-Lineargeschwindigkeit der Spinnzuführlösung gezogen. Dann wurden die koagulierten Filamente in das zweite Koagulationsbad aus einer wässrigen Dimethylacetamid-Lösung von 67 Gew.-% bei 40°C getaucht und auf das 1,5-Fache im Bad gereckt. Unter Waschen mit Wasser wurden die Filamente auf das 2,7-Fache und in heißem Wasser auf das 1,9-Fache noch weiter gereckt. Dann wurden die Filamente geölt, auf einer Heißwalze bei 150°C getrocknet, gekräuselt, erwärmt und zugeschnitten, um Stapelfasern mit einer Monofilamentdicke von 2,2 dtex zu ergeben.
Bezüglich des obigen Verfahrens, betrug die Dicke der Hautschicht im aus dem ersten Koagulationsbad gezogenen koagulierten Filament 0,07 μm. Das Monofilament ergab eine Trockenfestigkeit von 3,4 cN/dtex, eine Trockendehnung von 40%, und die Stapelfaser zeigte guten Glanz und ein gutes Handgefühl.
Der Filamentquerschnitt war ein im Wesentlichen perfekter Kreis mit einem Lang/Kurz-Achsenverhältnis von 1,05. 6 Brüche mit Längen von 30, 26, 22, 21, 18 und 15 μm entlang der Faserachsenrichtung wurden in der Zugspannungsbruch-Seitenoberfläche festgestellt.
Beispiel 4
Eine Stapelfaser mit einem Monofilament-Denierwert von 2,2 dtex wurde wie in Beispiel 3 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Temperaturen in den ersten und zweiten Koagulationsbädern 46°C und die Konzentration des organischen Lösungsmittels 60 Gew.-% betrugen.
Bezüglich des obigen Verfahrens, betrug die Dicke der Hautschicht im aus dem ersten Koagulationsbad gezogenen koagulierten Filament 0,09 μm. Das Monofilament ergab eine Trockenfestigkeit von 2,9 cN/dtex, eine Trockendehnung von 37%, und die Stapelfasern zeigten guten Glanz und ein gutes Handgefühl.
Der Filamentquerschnitt war ein im Wesentlichen perfekter Kreis mit einem Lang/Kurz-Achsenverhältnis von 1,1. 3 Brüche mit Längen von 26, 24 und 21 μm entlang der Faserachsenrichtung wurden in der Zugspannungsbruch-Seitenoberfläche festgestellt.
Beispiel 5
Eine Stapelfaser mit einem Monofilament-Denierwert von 2,2 dtex wurde wie in Beispiel 3 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Temperaturen in den ersten und zweiten Koagulationsbändern 45°C und die Konzentration des organischen Lösungsmittels 58 Gew.-% betrugen.
Bezüglich des obigen Verfahrens, betrug die Dicke der Hautschicht im aus dem ersten Koagulationsbad gezogenen koagulierten Filament 0,1 μm. Das Monofilament ergab eine Trockenfestigkeit von 2,8 cN/dtex und eine Trockendehnung von 37%, und die Stapelfaser zeigte guten Glanz und ein gutes Handgefühl.
Der Filamentquerschnitt war ein im Wesentlichen perfekter Kreis mit einem Lang/Kurz-Achsenverhältnis von 1,2. 2 Brüche mit Längen von 25 und 20 μm entlang der Faserachsenrichtung wurden in der Zugspannungsbruch-Seitenoberfläche festgestellt.
Beispiel 6
Eine Stapelfaser mit einem Monofilament-Denierwert von 2,2 dtex wurde wie in Beispiel 3 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Temperaturen in den ersten und zweiten Koagulationsbändern 38°C und die Konzentration des organischen Lösungsmittels 65 Gew.-% betrugen.
Bezüglich des obigen Verfahrens, betrug die Dicke der Hautschicht im aus dem ersten Koagulationsbad gezogenen koagulierten Filament 0,06 μm. Das Monofilament ergab eine Trockenfestigkeit von 3,3 cN/dtex und eine Trockendehnung von 39%, und die Stapelfaser zeigte guten Glanz und ein gutes Handgefühl.
Der Filamentquerschnitt war ein im Wesentlichen perfekter Kreis mit einem Lang/Kurz-Achsenverhältnis von 1,15. 5 Brüche mit Längen von 31, 27, 23, 20 und 18 μm entlang der Faserachsenrichtung wurden in der Zugspannungs-Seitenoberfläche festgestellt.
Beispiel 7
Eine Monomerzusammensetzung aus 92 Gew.-% Acrylnitril und 8 Gew.-% Vinylacetat wurden durch wässrige Dispersionspolymerisation mit Ammoniumpersulfat/Natriumhydrogensulfit polymerisiert, um ein Polymer mit einem Durchschnittsmolekulargewicht von 130.000 herzustellen. Das Polymer wurde in Dimethylacetamid gelöst, um eine Spinnzuführlösung von 24 Gew.-% zuzubereiten.
Die Spinnzuführlösung wurde in ein erstes Koagulationsbad aus einer wässrigen Dimethylacetamid-Lösung von 30 Gew.-% bei 40°C durch eine Spinndüse mit 10.000 Mündungslöchern und einer Mündungslochgröße von 0,035 mm × 0,3 mm unter der Bedingung eines Verhältnisses von "Ziehgeschwindigkeit des koagulierten Filaments/Austrag-Lineargeschwindigkeit der Spinnzuführlösung aus der Spinndüsenkapillare" von 0,73 ausgeleitet und bei einer Ziehgeschwindigkeit des koagulierten Filaments von 5,0 m/min gezogen, um koagulierte Filamente herzustellen. Dann wurden die koagulierten Filamente in das zweite Koagulationsbad mit der gleichen Zusammensetzung bei der gleichen Temperatur wie im ersten Koagulationsbad getaucht und auf das 1,6-Fache im Bad gereckt. Unter Waschen mit Wasser wurden die Filamente auf das 3,0-Fache und in heißem Wasser auf das 1,67-Fache noch weiter gereckt. Dann wurden die Filamente geölt, auf einer Heißwalze bei 150°C getrocknet, gekräuselt, erwärmt und zugeschnitten, um Stapelfasern mit einem Monofilament-Denierwert von 5,5 dtex zu ergeben. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
Beispiel 8
Eine Acrylfaser wurde wie in Beispiel 7 hergestellt, mit der Ausnahme, dass koagulierte Filamente in das erste Koagulationsbad unter der Bedingung des Verhältnisses von "Ziehgeschwindigkeit des koagulierten Filaments/Austrag-Lineargeschwindigkeit der Spinnzuführlösung aus der Spinndüsenkapillare" von 0,98 ausgeleitet und bei einer Ziehgeschwindigkeit der koagulierten Filamente von 6,0 m/min gezogen wurden, um koagulierte Filamente herzustellen, und dass sie dann auf das 1,2-Fache im zweiten Koagulationsbad mit der gleichen Zusammensetzung bei der gleichen Temperatur wie im ersten Koagulationsbad gereckt wurden. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 1 angegeben.
Beispiel 9
Eine Monomerzusammensetzung aus 92 Gew.-% Acrylnitril und 8 Gew.-% Vinylacetat wurde durch wässrige Suspensionspolymerisation mit Ammoniumpersulfat/Natriumhydrogensulfit polymerisiert, um ein Acrylnitrilpolymer mit einem Durchschnittsmolekulargewicht von 130.000 herzustellen. Das Polymer wurde in Dimethylacetamid gelöst, um eine Spinnzuführlösung von 24 Gew.-% zuzubereiten.
Die Spinnzuführlösung wurde in das erste Koagulationsbad aus der Spinndüse mit 6000 Mündungslöchern ausgeleitet. In der Spinndüse wies das Mündungsloch 10 eine im Wesentlichen Y-Form auf, worin sich 3 verzweigte Öffnungen 11 radial aus dem Zentrum erstreckten, wie dargestellt in 6, und das Verhältnis A/B betrug 120 μm/40 μm (= 3,0), worin "A" bzw. "B" die Länge jedes verzweigten Öffnungsarms 11 aus seinem Zentrum bzw. die Breite der verzweigten Öffnung darstellen. Das erste Koagulationsbad bestand aus einer wässrigen Dimethylacetamid-Lösung von 30 Gew.-% bei 40°C, und die koagulierten Filamente wurden aus dem ersten Koagulationsbad mit einer Ziehgeschwindigkeit vom 1,6-Fachen der Austrag-Lineargeschwindigkeit der Spinnzuführlösung gezogen.
Dann wurden die koagulierten Filamente in das zweite Koagulationsbad aus einer wässrigen Dimethylacetamid-Lösung von 30 Gew.-% bei 40°C getaucht und auf das 1,5-Fache im Bad gereckt. Unter waschen mit Wasser wurden die Filamente auf das 2,7-Fache und in heißem Wasser auf das 1,9-Fache gereckt. Dann wurden die Filamente geölt und auf einer Heißwalze bei 150°C getrocknet. Die so erhaltene Acrylfaser wurde gekräuselt, erwärmt und zugeschnitten, um Stapelfasern mit einem Y-geformten Querschnitt und einer Monofilamentdicke von 6,6 dtex zu ergeben.
Das Monofilament ergab einen Young-Modul von 6370 N/mm², und die Stapelfaser zeigte guten Glanz und ein gutes Handgefühl. Der Monofilamentquerschnitt wurde betrachtet, um die Länge vom Filamentzentrum zur Spitze "a" des flachen Arms und die Breite "b" zu bestimmen. Das Verhältnis von (Länge a)/Breite b) betrug 5,0.
Die Acrylfaser wurde durch Anlegen einer Zugspannung gebrochen und die Bruch-Seitenoberfläche wurde betrachtet. In der Bruch-Seitenoberfläche wurde ein Bruch mit einer Länge von 200 μm entlang der Faserachsenrichtung im Zentrum der Faser festgestellt.
Bezüglich der Acrylfaser in diesem Beispiel, wies der obige Bruch eine Länge von 200 μm auf, und die Orientation war sowohl in deren Oberfläche wie auch in deren Innenraum angemessen gut ausgeprägt. Die Acrylfaser wurde zu einer Florware mit gutem Handgefühl mit sowohl Weichheit als auch angemessen guter Flexibilität verarbeitet, weil die Filamentspitzen völlig gespalten, wogegen deren Wurzeln nicht gespalten waren.
Beispiel 10
Eine Stapelfaser mit einem Y-geformten Querschnitt wurde wie in Beispiel 9 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Streckverhältnis 1,8 im zweiten Koagulationsbad betrug. Das erhaltene Monofilament wies einen Young-Modul von 6900 N/mm² auf, und es zeigte guten Glanz und ein gutes Handgefühl.
Der Monofilament-Querschnitt und die Monofilament-Zugspannungsbruch-Seitenoberfläche wurden wie in Beispiel 9 betrachtet. Das Verhältnis von a/b betrug 4,0, worin "a" bzw. "b" die Länge vom Filamentzentrum bis zur Spitze des flachen Arms bzw. die Breite des Arms sind. In der Zugspannungsbruch-Seitenoberfläche wurde ein Bruch mit einer Länge von 250 μm entlang der Faserachsenrichtung im Faserzentrum festgestellt.
Die Acrylfaser dieses Beispiels wurde zu einer Florware mit Weichheit und angemessener Flexibilität verarbeitet, weil die Filamentspitzen völlig gespalten, wogegen deren Wurzeln nicht gespalten wurden, wie dies auch in Beispiel 9 der Fall war.
Vergleichsbeispiel 1
Die in Beispiel 1 beschriebene Spinnzuführlösung wurde in das erste Koagulationsbad aus einer wässrigen Dimethylacetamid-Lösung von 50 Gew.-% bei 40°C durch eine Spinndüse mit 40.000 Mündungslöchern und einem Mündungslochdurchmesser von 60 μm zur Herstellung koagulierter Filamente ausgeleitet. Die Filamente wurden aus dem ersten Koagulationsbad mit einer Ziehgeschwindigkeit vom 1,0-Fachen der Austrag-Lineargeschwindigkeit der Spinnzuführlösung gezogen. Dann wurden während einer Wäsche mit Wasser die Filamente auf das 2,7-Fache und in heißem Wasser auf das 1,9-Fache gereckt. Dann wurden die Filamente geölt, auf einer Heißwalze bei 150°C getrocknet, gekräuselt, erwärmt und zugeschnitten, um Stapelfasern mit einem Monofilament-Denierwert von 3,3 dtex zu ergeben.
Bezüglich des obigen Verfahrens, betrug die Dicke der Hautschicht im aus dem ersten Koagulationsbad gezogenen koagulierten Filament 0,4 μm. Das Monofilament ergab eine Trockenfestigkeit von 2,4 cN/dtex und eine Trockendehnung von 45%, und die Stapelfaser zeigte guten Glanz und ein gutes Handgefühl.
Der Faserquerschnitt war im Wesentlichen eine Ellipse mit einem Lang/Kurz-Achsenverhältnis von 1,8. In der Zugspannungsbruch-Seitenoberfläche wurden keine Brüche von 20 μm oder länger entlang der Faserachse festgestellt.
Vergleichsbeispiel 2
Eine Stapelfaser mit einer Dicke von 3,3 dtex wurde wie in Vergleichsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass eine Reckung in trockener Wärme auf das 1,2-Fache nach Reckung in heißem Wasser durchgeführt wurde.
Bezüglich des obigen Verfahrens, betrug die Dicke der Hautschicht im aus dem ersten Koagulationsbad gezogenen koagulierten Filament 0,4 μm. Das Monofilament ergab eine Trockenfestigkeit von 3,2 cN/dtex und eine Trockendehnung von 30%.
Der Faserquerschnitt wies die Form einer breiten Bohne mit einem Lang/Kurz-Achsenverhältnis von 1,8 auf. In der Zugspannungsbruch-Seitenoberfläche wurden keine Brüche von 20 μm oder länger entlang der Faserachse festgestellt.
Vergleichsbeispiel 3
Die Zubereitung einer Stapelfaser wurde in Beispiel 3 als Versuch durchgeführt, mit der Ausnahme, dass Filamente aus dem ersten Koagulationsbad mit einer Ziehgeschwindigkeit vom 1,2-Fachen der Austrag-Lineargeschwindigkeit der Spinnzuführlösung gezogen wurden, das Spinverfahren verlief aber instabil wegen beachtlichem Filamentbruch im ersten Koagulationsbad.
Vergleichsbeispiel 4
Die in Beispiel 1 beschriebene Spinnzuführlösung wurde in das erste Koagulationsbad aus einer wässrigen Dimethylacetamid-Lösung von 67 Gew.-% bei 40°C durch eine Spinndüse mit 40.000 Mündungslöchern und einem Mündungslochdurchmesser von 60 μm zur Herstellung koagulierter Filamente ausgeleitet. Die Filamente wurden aus dem ersten Koagulationsbad mit einer Ziehgeschwindigkeit vom 0,8-Fachen der Austrag-Lineargeschwindigkeit der Spinnzuführlösung gezogen. Dann wurden sie in trockener wärme an der Luft gereckt, der Reckvorgang verlief aber ziemlich instabil wegen beachtlichem Filamentbruch.
Vergleichsbeispiel 5
Die in Beispiel 1 beschriebene Spinnzuführlösung wurde in das erste Koagulationsbad aus einer wässrigen Dimethylacetamid-Lösung von 50 Gew.-% bei 40°C durch eine Spinndüse mit 40.000 Mündungslöchern und einem Mündungslochdurchmesser von 60 μm zur Herstellung koagulierter Filamente ausgeleitet. Die Filamente wurden aus dem ersten Koagulationsbad mit einer Ziehgeschwindigkeit vom 0,9-Fachen der Austrag-Lineargeschwindigkeit der Spinnzuführlösung gezogen. Dann wurden die koagulierten Filamente in das zweite Koagulationsbad aus einer wässrigen Dimethylacetamid-Lösung von 50 Gew.-% bei 40°C getaucht und auf das 1,0-Fache im Bad gereckt. Während einer Wäsche mit Wasser wurden die Filamente auf das 2,7-Fache und in heißem Wasser auf das 1,9-Fache gereckt. Dann wurden die Filamente geölt, auf einer Heißwalze bei 150°C getrocknet, gekräuselt, erwärmt und zugeschnitten, um Stapelfasern mit einem Monofilament-Denierwert von 3,3 dtex zu ergeben.
Bezüglich des obigen Verfahrens, betrug die Dicke der Hautschicht im aus dem ersten Koagulationsbad gezogenen koagulierten Filament 0,3 μm. Das Monofilament ergab eine Trockenfestigkeit von 2,5 cN/dtex und eine Trockendehnung von 45%.
Der Faserquerschnitt wies im Wesentlichen die Form einer breiten Bohne mit einem Lang/Kurz-Achsenverhältnis von 1,8 auf. In der Zugspannungsbruch-Seitenoberfläche wurden keine Brüche von 20 μm oder länger entlang der Faserachse festgestellt.
Die Stapelfaser ergab eine unangemessene Elastizität und somit eine Tuchware mit nur geringer Abstoßung, die kein Handgefühl vermittelte, wie es für ein Kleidungsstück wie einen Pullover oder ein Heimausstattungsmaterial wie eine Florware erforderlich wäre.
Vergleichsbeispiel 6
Eine Acrylfaser wurde wie in Beispiel 7 hergestellt, mit der Ausnahme, dass koagulierte Filamente bei 8,0 m/min unter der Bedingung eines Verhältnisses von "Ziehgeschwindigkeit des koagulierten Filaments im ersten Koagulationsbad/Austrag-Lineargeschwindigkeit der Spinnzuführlösung aus der Spinndüsenkapillare" von 1,18 gezogen, das zweite Koagulationsbad nicht angewandt und bei der Wäsche mit Wasser die Filamente auf das 3,0-Fache und das 1,64-Fache in heißem Wasser gereckt wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
Vergleichsbeispiel 7
Die Acrylfaser wurde in Beispiel 7 hergestellt, mit der Ausnahme, dass koagulierte Filamente bei 10,0 m/min unter der Bedingung eines Verhältnisses von "Ziehgeschwindigkeit des koagulierten Filaments im ersten Koagulationsbad/Austrag-Lineargeschwindigkeit der Spinnzuführlösung aus der Spinndüsenkapillare" von 1,47 gezogen, das zweite Koagulationsbad nicht angewandt und bei der Wäsche mit Wasser die Filamente auf das 3,0-Fache und das 1,33-Fache in heißem Wasser gereckt wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
Vergleichsbeispiel 8
Eine Acrylfaser wurde wie in Vergleichsbeispiel 6 hergestellt, mit der Ausnahme, dass TiO₂ zur Spinnzuführlösung mit 0,5%, bezogen auf das Polymer, zugegeben wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
Vergleichsbeispiel 9
Eine Acrylfaser wurde wie in Beispiel 7 hergestellt, mit der Ausnahme, dass koagulierte Filamente bei 4,0 m/min unter der Bedingung eines Verhältnisses von "Ziehgeschwindigkeit des koagulierten Filaments im ersten Koagulationsbad/Austrag-Lineargeschwindigkeit der Spinnzuführlösung aus der Spinndüsenkapillare" von 0,59 gezogen und dann die Filamente auf das 2,0-Fache im zweiten Koagulationsbad bei der gleichen Temperatur mit der gleichen Konzentration wie im ersten Koagulationsbad gereckt wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
Vergleichsbeispiel 10
Eine Acrylfaser wurde wie in Beispiel 7 hergestellt, mit der Ausnahme, dass koagulierte Filament bei 11,4 m/min unter der Bedingung eines Verhältnisses "Ziehgeschwindigkeit des koagulierten Filaments im ersten Koagulationsbad/Austrag-Lineargeschwindigkeit der Spinnzuführlösung aus der Spinndüsenkapillare" von 1,68 gezogen, die Filamente auf das 1,5-Fache im zweiten Koagulationsbad bei der gleichen Temperatur mit der gleichen Konzentration wie im ersten Koagulationsbad gereckt und während der Wäsche mit Wasser die Filament auf das 2,0-Fache und das 1,16-Fache in heißem Wasser gereckt wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
Vergleichsbeispiel 11
Die Spinnzuführlösung aus Beispiel 9 wurde in das erste Koagulationsbad aus Beispiel 9 mit der Spinndüse von Beispiel 9 ausgeleitet. Die Filamente wurden mit einer Ziehgeschwindigkeit vom 1,6-Fachen der Austrag-Lineargeschwindigkeit der Spinnzuführlösung und ohne Reckung im zweiten Koagulationsbad gezogen, während der Wäsche mit Wasser wurden die Filamente auf das 2,7-Fache und in heißem Wasser auf das 1,9-Fache gereckt. Wie in Beispiel 9 beschrieben, wurden die Filamente geölt und auf einer Heißwalze bei 150°C getrocknet. Die so erhaltene Acrylfaser wurde gekräuselt, erwärmt und zugeschnitten, um Stapelfasern mit einem Y-geformten Querschnitt und mit einem Monofilament-Denierwert von 6,6 dtex zu ergeben.
Das erhaltene Monofilament ergab einen Young-Modul so niedrig wie 5400 N/mm² und wies eine nur geringe Abstoßung auf.
Der Monofilament-Querschnitt und die Monofilament-Zugspannungsbruch-Seitenoberfläche wurden wie in Beispiel 9 betrachtet. Das Verhältnis von a/b betrug 6,0, worin "a" bzw. "b" die Länge vom Filamentzentrum bis zur Spitze des flachen Arms bzw. die Breite des Arms sind. In der Zugspannungsbruch-Seitenoberfläche wurde ein Bruch entlang der Faserachse im Zentrum festgestellt, aber er war nur so kurz wie 150 μm.
Die Acrylfaser wurde zu einer Florware verarbeitet, worin die Filamentspitzen nicht angemessen gut gespalten waren und die Ware nicht weich war, weil die obige Bruchlänge von 150 μm zu kurz war, um eine Faser zu ergeben, die nicht vollkommen bis zu ihrem Innenraum orientiert war. Ferner ergab wegen des so niedrigen Young-Modul wie von 5400 N/mm² die Florware eine unangemessene Abstoßung und eine nur geringe Flexibilität. Tabelle 1

* Verhältnis der Ziehgeschwindigkeit/Austrag-Lineargeschwindigkeit der Spinnzuführlösung aus der Düse

o:: genügend gut
x:: gering

Als Nächstes wurden einige der in den obigen Beispielen und Vergleichsbeispielen erhaltenen Acrylfasern mit einem Rasterelektronenmikroskop (scanning electron microscope = SEM) betrachtet. Die SEM-Bilder sind in 8 bis 15 dargestellt.
Die Schrägansicht der in Beispiel 1 erhaltenen Faser ist in 8(a) gezeigt. Die Seitenoberfläche der im Zugspanntest gebrochenen Faser ist in 8(b) gezeigt. Brüche mit einer Länge von 20 μm oder länger entlang der Faserachsenrichtung wurden in der Zugspannungsbruch-Seitenoberfläche festgestellt.
Die Schrägansicht der in Vergleichsbeispiel 1 erhaltenen Faser ist in 9(a) gezeigt. Die Seitenoberfläche der im Zugspanntest gebrochenen Faser ist in 9(b) gezeigt. Es wurden nur kurze Brüche entlang der Faserachsenrichtung in der Zugspannungsbruch-Seitenoberfläche festgestellt.
Die Schrägansicht der in Beispiel 3 erhaltenen Faser ist in 10 gezeigt. Wie in dieser Abbildung gezeigt, wurden die Fasern mit runder Form im Filament-Querschnitt erhalten.
Die Schrägansicht der in Vergleichsbeispiel 5 erhaltenen Faser ist in 11 gezeigt. Wie in dieser Abbildung gezeigt, weisen die in diesem Vergleichsbeispiel erhaltenen Fasern einen Querschnitt in der Form einer breiten Bohne im Vergleich mit dem in Beispiel 2 erhaltenen auf.
Die Schrägansicht der in Beispiel 7 erhaltenen Faser ist in 12(a) gezeigt. Es ist festzustellen, dass flache geformte Fasern in diesem Beispiel erhalten wurden. Wie in 12(b) gezeigt, wurden auf der Oberfläche der Faser Wellungen mit großer Niveaudifferenz festgestellt.
Die Schrägansicht der in Vergleichsbeispiel 6 erhaltenen Faser ist in 13(a) gezeigt. Es ist festzustellen, dass flache Fasern in diesem Vergleichsbeispiel wie in Beispiel 7 erhalten wurden. Wie in 13(b) gezeigt, ist, nicht wie in Beispiel 7, die Niveaudifferenz der Wellungen auf der Faseroberfläche kurz, und die Oberfläche war glatt.
Die Schrägansicht der in Beispiel 9 erhaltenen Faser ist in 14(a) gezeigt. Es ist festzustellen, dass Fasern mit Y-Querschnitt in diesem Beispiel erhalten wurden. Brüche mit Längen von 200 μm oder länger entlang der Faserachsenrichtung wurden in der Zugspannungsbruch-Seitenoberfläche festgestellt, wie gezeigt in 14(b).
Die Schrägansicht der in Vergleichsbeispiel 11 erhaltenen Faser ist in 15(a) gezeigt. Es ist festzustellen, dass Fasern mit Y-Querschnitt in diesem Beispiel wie in Beispiel 9 erhalten wurden. Wie in 15(b) gezeigt, wird, nicht wie in Beispiel 9, gefunden, dass nur kurze Brüche entlang der Faserachsenrichtung in der Zugspannungsbruch-Seitenoberfläche festgestellt wurden.
Industrielle Anwendbarkeit
Als Schlussfolgerung, weist die Acrylfaser gemäß der vorliegenden Erfindung eine gleichmäßige Orientation in ihrer Oberfläche und in ihrem Innenraum auf. Die Faser ist bezüglich ihrer Trockenfestigkeit, Trockendehnung und Färbbarkeit signifikant verbessert, zeigt und ergibt ein wollartiges Handgefühl und eignet sich daher ziemlich gut als Synthesefaser für verschiedene Anwendungen wie ein Kleidermaterial, z.B. einen Pullover, und ein Heimausstattungsmaterial wie für eine Florware.
Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zur Herstellung einer Acrylfaser wird die Dicke der Hautschicht im koagulierten Filament gesteuert, um ein Filament zu ergeben, das gleichmäßig bis in seinen Innenraum koaguliert ist. In spezifischer Weise wird eine unangemessene Diffusion des Lösungsmittels im Filamentinnenraum vermieden, um zu verhindern, dass das Lösungsmittel schnell beim Waschen diffundiert, um die Orientation in der Oberfläche und im Innenraum gleichmäßig zu gestalten. Somit ist eine Acrylfaser mit signifikant verbesserter Trockenfestigkeit, Trockendehnung und Färbbarkeit unmittelbar und exakt herstellbar.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Acrylfaser, umfassend: Auslassen einer Spinnzuführlösung, die ein Acrylonitrilpolymer, das 80 Gew.-% oder mehr und weniger als 95 Gew.-% von Acrylonitrileinheiten beinhaltet, in einem organischen Lösungsmittel umfasst, in ein erstes Koagulationsbad, das aus einer wässrigen Lösung eines organischen Lösungsmittels bei 30 bis 50°C besteht, die 20 bis 70 Gew.-% eines organischen Lösungsmittels enthält, das gleich wie oder verschieden von das/dem organischen Lösungsmittel für die Spinnzuführlösung sein kann, um ein koaguliertes Filament zu bilden; Ziehen des Filaments aus dem ersten Koagulationsbad mit einer Geschwindigkeit von 0,3 bis 2,0 mal der linearen Auslassgeschwindigkeit der Spinnzuführlösung; 1,1- bis 2,0-faches Strecken des Filaments im zweiten Koagulationsbad, das aus einer wässrigen Lösung eines organischen Lösungsmittels bei 30 bis 50°C besteht, die 20 bis 70 Gew.-% eines organischen Lösungsmittels enthält, das gleich zu oder verschieden von irgendeinem der zwei organischen Lösungsmittel sein kann; und anschliessendes Durchführen von 3- oder mehrfachem Nass-Wärme-Strecken des Filaments.
Herstellungsverfahren, wie in Anspruch 1 beansprucht, worin die Konzentration des organischen Lösungsmittels im ersten Koagulationsbad 40 bis 70 Gew.-% beträgt; die Zuggeschwindigkeit des koagulierten Filaments aus dem ersten Koagulationsbad 0,3 bis 0,6 mal der linearen Auslassgeschwindigkeit der Spinnzuführlösung beträgt; und die Konzentration des organischen Lösungsmittels im zweiten Koagulationsbad 40 bis 70 Gew.-% beträgt.
Herstellungsverfahren, wie in Anspruch 1 beansprucht, worin die Konzentration des organischen Lösungsmittels im ersten Koagulationsbad 20 bis 60 Gew.-% beträgt; die Zuggeschwindigkeit des koagulierten Filaments aus dem ersten Koagulationsbad 0,6 bis 2,0 mal der linearen Auslassgeschwindigkeit der Spinnzuführlösung beträgt; und die Konzentration des organischen Lösungsmittels im zweiten Koagulationsbad 20 bis 60 Gew.-% beträgt.
Herstellungsverfahren, wie in Anspruch 1 beansprucht, worin die organischen Lösungsmittel in der Spinnzuführlösung, dem ersten Koagulationsbad und dem zweiten Koagulationsbad Dimethylacetamid sind und das erste und das zweite Koagulationsbad im wesentlichen die gleiche Temperatur aufweisen und im wesentlichen die gleiche Zusammensetzung besitzen.
Herstellungsverfahren, wie in Anspruch 2 beansprucht, worin das erste und das zweite Koagulationsbad die gleiche Temperatur aufweisen und die gleiche Zusammensetzung besitzen, und worin eine Koordinate (X, Y) innerhalb des Bereichs liegt, der durch die Linien beschränkt wird, die durch die folgenden Gleichungen (1) bis (3) dargestellt werden: Y = –X + 105 (Gleichung 1) Y = –(1/2)X + 77,5 (Gleichung 2) Y = –4X + 315 (Gleichung 3), worin Y die Koagulationsbadtemperatur (°C) ist und X die Konzentration des organischen Lösungsmittels (Gew.-%) ist.
Herstellungsverfahren, wie in Anspruch 3 beansprucht, worin die verwendete Spinndüse eine Ausflussöffnung mit einem Verhältnis A/B von 2,0 zu 10,0 umfasst, worin "A" und "B" die Länge von jedem radial verzweigten Öffnungsarm von seinem Mittelpunkt bis zu seiner Spitze bzw. die Breite des verzweigten Öffnungsarms ist.
Herstellungsverfahren, wie in Anspruch 3 beansprucht, worin die verwendete Spinndüse eine Ausflussöffnung mit einer Flachheit von 5,0 bis 15,0 umfasst.
Herstellungsverfahren, wie in Anspruch 1 beansprucht, worin die Faser nach dem Strecken und vor dem Trocknen einen Quellgrad von 70 Gew.-% oder weniger aufweist.
Acrylfaser, erhältlich durch irgendeines der Verfahren, wie sie in den Ansprüchen 1 bis 8 beansprucht sind.
Acrylfaser, wie in Anspruch 9 beansprucht, die (a) aus einem Acrylonitrilpolymer besteht, das mindestens 80 Gew.-% und weniger als 95 Gew.-% Acrylonitrileinheiten umfasst, (b) das eine Monofilament-Trockenfestigkeit von 2,5 bis 4,0 cN/dtex aufweist, (c) das eine Monofilament-Trockendehnung von 35 bis 50% aufweist, und (d) das einen Riss mit einer Länge von 20 Dm oder mehr in seiner lateralen Zugbruchoberfläche entlang der Filamentachsenrichtung bildet, wenn das Monofilament in einem Zugtest gebrochen wird.
Acrylfaser, wie in Anspruch 10 beansprucht, worin das Verhältnis lange/kurze Achse im Faserquerschnitt 1,0 zu 2,0 beträgt.
Acrylfaser, wie in Anspruch 9 beansprucht, das (a) Riffeln auf seiner Oberfläche umfasst, (b) einen mittleren Neigungswinkel von 15 bis 20° zwischen zwei angrenzenden Riffeln in einem Querschnitt vertikal zur Faserachsenrichtung aufweist, (c) einen maximalen Höhenunterschied von 0,15 bis 0,35 μm zwischen dem Boden und der Spitze der Riffeln aufweist, und (d) einen Glanz von 10 bis 20% in einem Glanzbestimmungsverfahren für eine 45°-Spiegeloberfläche für eine Faserbündeloberfläche aufweist.
Acrylfaser, wie in Anspruch 12 beansprucht, die weiterhin (e) aus einem Acrylonitrilpolymer besteht, das zumindest 80 Gew.-% und weniger als 95 Gew.-% Acrylonitrileinheiten umfasst, (f) eine Monofilament-Trockenfestigkeit von 2,0 bis 4,0 cN/dtex aufweist, (g) eine Monofilament-Trockendehnung von 15 bis 40% aufweist, und (h) einen Riss mit einer Länge von 20 ⎕m oder mehr auf seiner lateralen Zugbruchoberfläche entlang der Filamentachsenrichtung bildet, wenn das Monofilament in einem Zugtest gebrochen wird.
Acrylfaser, wie in Anspruch 12 oder 13 beansprucht, worin das Verhältnis lange/kurze Achse im Faserquerschnitt 5 zu 15 beträgt.
Acrylfaser, wie in Anspruch 9 beansprucht, die (a) eine Vielzahl von flachen Armen umfasst, die sich von einem Mittelpunkt entlang einer Längsrichtung erstrecken, und die (b) einen Riss mit einer Länge von 200 ⎕m oder mehr im Mittelpunkt seiner lateralen Zugbruchoberfläche entlang der Filamentachsenrichtung bildet, wenn das Monofilament in einem Zugtest gebrochen wird.
Acrylfaser, wie in Anspruch 15 beansprucht, die weiterhin (c) aus einem Acrylonitrilpolymer besteht, das zumindest 80 Gew.-% und weniger als 95 Gew.-% Acrylonitrileinheiten umfasst, (d) eine Monofilament-Trockenfestigkeit von 2,0 bis 4,0 cN/dtex aufweist, und (e) eine Monofilament-Trockendehnung von 15 bis 40% aufweist.
Acrylfaser, wie in Anspruch 15 oder 16 beansprucht, worin das Young-Modul 5.800 N/mm² oder mehr beträgt.
Acrylfaser, wie in Anspruch 15 oder 16 beansprucht, worin das Verhältnis a/b 2,0 zu 10,0 beträgt, worin "a" und "b" die Monofilamentlänge von seinem Mittelpunkt zur Spitze des flachen Arms bzw. die Breite des flachen Arms sind.