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Verfahren zur Veredelung von Fasern aus synthetischen linearen Hochpolymeren
In der deutschen Patentschrift 7q.a 818 ist ein Verfahren zur Herstellung
von Fasern aus synthetischen linearen Polyamiden beschrieben, welches dadurch gekennzeichnet
ist, daß man die Fasern krempelt, zusammenpreßt und die zusammengepreßten Fasern
durch Erhitzen in Gegenwart eines milden Quellungsmittels wie Wasserdampf und Alkohol
formfest macht. Mit dem in der genannten Patentschrift beschriebenen Verfahren erzielt
man eine sehr gute Kräuselung, jedoch keine Oberflächenveränderung. Die Oberfläche
bleibt nach wie vor glatt und die Faser im Querschnitt rund.
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Bei der Verarbeitung der Fasern nach der Art der Baumwolle macht bei
derartigen Fasern ihre Weichheit und ihre glatte Oberfläche Schwierigkeiten. Infolge
ihrer Weichheit schmiegen sich die Fasern eng aneinander und berühren sich auf der
ganzen Fläche, wodurch beim Verziehen von Lunten Schwierigkeiten auftreten. Es ist
daher zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten erwünscht, den Fasern
eine
sogenannte Oberflächenstruktur, d. h. eine gerauhte Oberfläche zu geben, so daß
die Berührungsflächen der Fasern unterbrochen werden und eine bessere Verzugsfähigkeit
erreicht wird. Durch den gleichzeitig entstehenden kernigeren, fülligeren Griff
und die höhere Standfestigkeit kommen die Eigenschaften der Fasern denen der Wolle
näher.
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Es wurde nun gefunden, daß man den Fasern in einfacher Weise ohne
Beeinträchtigung der physikalischen Eigenschaften eine Oberflächenstruktur verleihen
kann, wenn man die geöffneten Fasern zweckmäßig bei erhöhter Temperatur und in Gegenwart
von Quellmitteln einem so hohen Druck unterwirft, daß sich die Fasern an den Kreuzungsstellen
oberflächlich verformen. Derartige - oberflächlich veränderte Fasern besitzen eine
stark verbesserte Spinnfähigkeit. Bei gekräuselten Fasern tritt außerdem eine Verstärkung
der Kräuselung ein, indem durch das Zusammenpressen der Fasern auf engen Raum die
ursprüngliche Bogigkeit in beständige Knickstellen umgewandelt wird. Die Oberflächenveränderung
beim Zusammendrücken der Fasern wird begünstigt durch Anwendung von trockener Wärme
von etwa ioo bis iSo° und durch die Einwirkung von Quellmitteln, wie Wasser, Wasserdampf
oder andere milde Duellmittel, die üblicherweise zum Formfestmachen verwendet werden.
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Man kann bei Verwendung derartiger Hilfsmittel mit geringeren Drücken
arbeiten als in der Kälte mit ungequollenen Fasern. Erforderlich sind sie jedoch
für die Durchführung des Verfahrens nicht.
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Es ist nicht notwendig, bei der Druckbehandlung erst ein Krempelflor
herzustellen, sondern es genügt eine Voröffnung der Fasern in einer der üblichen
Öffnungsvorrichtungen wie in einem Reißwolf oder einem Crighton-Öffner. Ausschlaggebend
ist, daß die Parallellage der Fasern weitgehend aufgehoben wird und daß genügend
Kreuzungsstellen entstehen, an denen die Fasern sich gegenseitig verformen können.
Der anzuwendende Druck, mit dem die Fasern aneinandergepreßt werden müssen, um eine
Oberflächenstruktur zu erzielen, richtet sich nach der Härte des Kunststoffes, aus
dem die Fasern hergestellt worden sind, der Temperatur, der Art der angewendeten
Duellmittel, der Schichtdicke des Preßkuchens und auch nach dem Einzeltitel. Die
anzuwendenden Drücke dürfen nicht zu hoch gewählt werden, damit die Fasern sich
noch ohne Schädigung voneinander trennen lassen.
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Aus Vorstehendem ergibt sich" daß der Druck in weiten Grenzen schwanken
kann, allerdings muß er viel größer sein als die beispielsweise in der Patentschrift
742818 angegebenen Drücke; er muß. also mindestens 30 Atmosphären betragen. Nach
oben hin ist der anzuwendende Druck begrenzt durch die Möglichkeit des leichten
Wiederöffnens des Preßkuchens. Größenordnungsmäßig dürfen hier Drücke bis zu 40o
Atmosphären in Frage kommen.
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Zur Erleichterung der Öffnung des Preßkuchens ist es von Vorteil,
die Fasern vor der Behandlung mit einer in der Zellwollindustrie an sich üblichen,
die Öffnung begünstigenden Präparation zu versehen. Das Verfahren kann in jeder
beliebigen Preßvorrichtung geschehen; es wird vorteilhaft kontinuierlich durchgeführt.
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Beispiel i io kg Polyurethanfasern aus dem Polyurethan aus Butan-i,
4-diol und Hexan-i, 6-diisocyanat vom Einzeltitel 6, Stapellänge ioo mm, werden
so weit geöffnet, daß die Fasern wirr durcheinanderliegen; Die Fasern werden dann
mit i kg Wasser befeuchtet, in einen Zylinder von i o 1 Inhalt gebracht und durch
einen einschraubbaren Kolben stark zusammengepreßt. Der Zylinder wird eine Viertelstunde
auf ioo° geheizt. Nach der Behandlung zeigt die Faser eine stark gerauhte Oberfläche,
die schon mit bloßem Auge zu erkennen ist. Der glatte Griff der Ausgangsfaser ist
kernig und füllig geworden. Die physikalischen Konstanten der Faser haben sich nicht
verändert. Die Festigkeit beträgt vor der Behandlung 29,3 Rkm und nach der Behandlung
29,o Rkm, die Dehnung vor der Behandlung 29,40/0 und nach der Behandlung -29,o °/o.
Außer der Oberflächenveränderung ist eine durch das Öffnen der Faser erhaltene Bogigkeit
in eine beständige Kräuselung umgewandelt worden. Beispiel e 700-g Polyurethanfaser
vom Einzeltitel 6, Stapellänge i09 mm, werden präpariert, getrocknet und in einem
Crighton-Öffner geöffnet. Sie wird dann in einem Zylinder von Zoo mm Durchmesser
und 170 mm Höhe, der allseitig auf ioo° beheizt ist, nach Zugabe von io 1/o
Wasser durch einen Kolben gleichen Durchmessers hydraulisch mit einem Druck von
200 kg/cm2 eine Viertelstunde zusammengepreßt. Der Faserkuchen läßt sich einwandfrei
öffnen. Die Faser hat eine starke Oberflächenstruktur erhalten und läßt sich gut
auf der Krempel verarbeiten. Beispiel 3 700 g auf 4o mm Stapellänge
geschnittene Fasern vom Einzeltitel 44 aus dem Polyamid aus s-Caprolactam werden
mit kochendem Wasser geschwemmt, präpariert, getrocknet und im Crighton-Öffner geöffnet.
Dann wird die Faser wie im Beispiel 2, aber mit 5o kg/cm2, zusammengepreßt. Die
Faser hat eine deutliche Oberflächenstruktur und beständige Kräuselung erhalten,
die viel stärker und beständiger ist als die der Ausgangsfaser.
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Führt man das Verfahren mit einem Druck von 200 kg/cm2 durch, so sind
Oberflächenstruktur und Kräuselung stärker ausgebildet. Der Preßkuchen ist härter
geworden und läßt sich schwerer öffnen. Beispiel 4 Polyurethanfaser wie im Beispiel
i und 2 wird in dünner Schicht lufttrocken bei gewöhnlicher Temperatur zwischen
zwei geschliffenen Eisenplatten mit einem Druck von 300 kg/cm2 hydraulisch
zusammengepreßt.
Die Faser ist nach dem öffnen deutlich oberflächlich
aufgerauht.
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Beispiel s Polyurethanfaser aus dem Polyurethan aus Butan-i,4-diol
und Hexan-i, 6-diisocyanat vom Einzeltiter 3,75, Stapellänge ioo mm, werden präpariert,
getrocknet und dann im Crighton-Offner geöffnet. Dann wird die Faser kontinuierlich
durch eine Stauchkräuselapparatur geschickt, wie sie im Patent 741 io6 beschrieben
ist. Hierbei wird die Faser während der Stauchung und Pressung in der Kammer mit
Dampf behandelt und der Gegendruck der Klappe wird so hoch eingestellt, daß eine
gegenseitige Verformung der Faser eintritt. Die Fasern haben eine sehr feinzähnelige
Kräuselung erhalten, die äußerst stabil ist. Durch die Anrauhung der Oberfläche
hat die Faser einen kernigen fülligen Griff erhalten. Sie ist als Wollersatzfaser
besonders geeignet.