EP0029949B1 - Verfahren zur Herstellung von querschnittstabilen, hygroskopischen Kern/Mantelstruktur aufweisenden Fasern und Fäden nach einem Trockenspinnprozess - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von querschnittstabilen, hygroskopischen Kern/Mantelstruktur aufweisenden Fasern und Fäden nach einem Trockenspinnprozess Download PDF

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EP0029949B1
EP0029949B1 EP80107098A EP80107098A EP0029949B1 EP 0029949 B1 EP0029949 B1 EP 0029949B1 EP 80107098 A EP80107098 A EP 80107098A EP 80107098 A EP80107098 A EP 80107098A EP 0029949 B1 EP0029949 B1 EP 0029949B1
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EP
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solvent
spinning
polymer
filaments
fibers
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Ulrich Dr. Reinehr
Toni Herbertz
Hermann-Josef Jungverdorben
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Bayer AG
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    • Y10T428/2973—Particular cross section
    • Y10T428/2975—Tubular or cellular

Definitions

  • threads and fibers obtainable by this process have the round or oval cross-sectional shapes expected for a wet-spun product.
  • threads and fibers with such cross sections can only be obtained if certain conditions are met which again influence the desired water absorption capacity. Threads and fibers with round to oval cross sections show advantages in further processing, which lie in the avoidance of fluffy and hairy yarns, a rough handle or an increased proportion of short fibers due to breaks in the yarn.
  • the present invention was therefore based on the object of producing hygroscopic fibers and threads with largely uniform round to oval fiber cross sections by a dry spinning process, since a plant suitable for dry spinning cannot be converted to a wet spinning process.
  • the spinning process is carried out in such a way that the non-solvent essentially does not evaporate in the spinning shaft and is washed out of the solidified threads after spinning.
  • Substances that meet these requirements are e.g. polymeric compounds from the series of polycarbonates, polystyrenes, polyvinyl acetates and cellulose esters.
  • threads and fibers are obtained from hydrophobic polymers which, in addition to the desired uniform round to oval cross-sectional profiles, have a water retention capacity of at least 10% and a core / shell structure in which the core is highly microporous, the pores predominantly with one another are connected and the jacket surrounding the core is considerably more compact compared to the core, but is penetrated by channels which allow the access of liquids to the pore system of the core.
  • polycarbonate is used as the polymeric additional compound, it can subsequently be recovered quantitatively from, for example, hygroscopic polyacrylonitrile fibers, for example by extraction with methylene chloride. If compounds are used which do not meet the stated conditions, there is no cross-sectional stabilizing effect.
  • an acrylonitrile homopolymer is used as the polymeric additive, this is probably soluble in the DMF spinning solvent, but not in the non-solvent, for example in glycerol or glycols.
  • the non-solvent for example in glycerol or glycols.
  • Another important advantage of the present invention is that such fibers not only no longer have the disadvantages mentioned at the outset, but that they additionally have a very stable pore system which is far less sensitive to manufacturing processes such as steaming, ironing and the like. Furthermore, the additives spun in increase the water retention capacity, which contributes to the comfort properties of such fibers.
  • the water retention capacity is determined on the basis of DIN regulation 53 814 (cf. Melliand Textile Reports 4, 1973, page 350).
  • the suspension was fed to a heating device via a gear pump and heated to 130.degree.
  • the residence time in the heating device was 3 minutes.
  • the spinning solution was then filtered and dry-spun in a spinning shaft in a manner known per se from a 240-hole nozzle.
  • the spinning material with a titer of 1580 dtex was collected on spools and folded into a band with a total titer of 110 600 dtex.
  • the fiber cable was then stretched 1: 4.0 times in boiling water, washed with water at 80 ° C., provided with antistatic preparation and dried in a sieve drum dryer at 100 ° C. under tension.
  • the fiber cable leaves the dryer with a moisture content of 41.5%.
  • the cable is then crimped in a stuffer box and then cut into fibers with a stack length of 60 mm.
  • the individual fibers with a final titer of 2.6 dtex have a strength of 2.2 centi Newton / dtex and an elongation of 32%.
  • the water retention capacity is 46%.
  • the fibers have a pronounced core / cladding structure with completely uniform round cross-sectional profiles, as shown by light microscope images in 700x magnification. As scanning electron micrographs in 1000x magnification also show, the pore system with strong cell walls is 2 - 5 ⁇ . Strength enforced.
  • the fiber cable left the dryer with a moisture content of 51%.
  • the fibers have a pronounced core / cladding structure with uniform round cross-sectional shapes, as shown by light microscope images at a magnification of 700 times. In the scanning electron microscope, strong cell walls of 2 - 5 ⁇ thickness in the pore system can be seen at a magnification of 1000 times.
  • Example 1 60 kg of dimethylformamide with 2.5 kg of cellulose ester based on butyric acid (Cellit BP 900), 17.5 kg of glycerol and 20 kg of an acrylonitrile copolymer with the chem.
  • the composition from Example 1 is stirred at room temperature in a kettle to form a suspension and then converted into a spinning solution as described in Example 1, filtered and the spinning solution is spun into threads and aftertreated into fibers with a final titer of 2.3 dtex.
  • the fiber cable left the dryer with a moisture content of 54%.
  • the fiber strength is 2.6 centi Newton / dtex, the elongation 29% and the water retention 45%.
  • the fibers have a core / man, as shown by light microscope images in 700x magnification tel structure with uniform round cross-sectional profiles. In the scanning electron microscope, strong cell walls of 2 - 5 ⁇ thickness in the pore system can be seen at a magnification of 1000 times.
  • the fibers have a distinctive core / shell structure with strange to asterisk-shaped, non-uniform cross-sectional profiles.
  • the scanning electron microscope at 10OOf magnification relatively thin cell walls of 1 - 2 ⁇ thickness can be seen in the pore system.
  • Example 1 62.5 kg of dimethylformamide with 2.5 kg of acrylonitrile homopolymer with a K value of 90, 15 kg of triethylene glycol and 20 kg of an acrylonitrile copolymer with the chem.
  • the composition from Example 1 is stirred into a suspension at room temperature in a kettle and then, as described in Example 1, transferred to a spinning solution, filtered and the spinning solution is spun into threads.
  • the acrylonitrile homopolymer used as a cross-section stabilizing additive in triethylene glycol is completely insoluble even in the heat.
  • the threads are collected again, folded into a cable and, as stated in Example 1, treated to give fibers with a final titer of 2.3 dtex.
  • the fiber cable left the dryer with a moisture content of 83%.
  • the fibers have a core / shell structure with non-uniform worm to rod-shaped strange cross-sectional profiles, as shown by light microscope images in 700x magnification. In the scanning electron microscope, at 1000x magnification, relatively thin cell walls of 1 - 2 ⁇ thickness in the pore system can be seen.

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Description

  • In der DE-A-2 607 996 ist bereits vorgeschlagen worden, hygroskopische Fäden und Fasern aus hydrophoben fadenbildenden, synthetischen Polymeren nach einem Nassspinnverfahren herzustellen, indem man dem Spinnlösungsmittel 5 - 50 Gew.-%, bezogen auf Lösungsmittel und Feststoffe, einer Substanz zusetzt, die für das Polymere im wesentlichen ein Nichtlösungsmittel darstellt, die einen höheren Siedepunkt hat als das verwendete Lösungsmittel und die mit dem Spinnlösungsmittel und einer als Waschflüssigkeit für die Fäden geeigneten Flüssigkeit gut mischbar ist und anschliessend dieses Nicht- lösungsmittel aus den hergestellten Fäden wieder auswäscht. Bevorzugte Nichtlösungsmittel in diesem Verfahren sind mehrwertige Alkohole, wie Glycerin, Zucker und Glykole.
  • Die nach diesem Verfahren erhältlichen Fäden und Fasern weisen die für ein nassgesponnenes Produkt erwarteten runden oder ovalen Querschnittsformen auf. Entsprechendes gilt für die DE-A-2 854 314. Nach Trockenspinnverfahren (DE-A-2 719 019) lassen sich Fäden und Fasern mit solchen Querschnitten nur unter Einhaltung bestimmter Bedingungen, die wieder Einfluss auf die gewünschte Wasseraufnahmefähigkeit ausüben, erhalten. Fäden und Fasern mit runden bis ovalen Querschnitten zeigen Vorteile bei der Weiterverarbeitung, die in der Vermeidung von flusigen und haarigen Garnen, von rauhem Griff oder von erhöhtem Kurzfaseranteil durch Bruchstellen im Garn liegen.
  • Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, hygroskopische Fasern und Fäden mit weitgehend einheitlichen runden bis ovalen Faserquerschnitten nach einem Trockenspinnverfahren herzustellen, da eine für das Trockenspinnen geeignete Anlage nicht auf ein Nassspinnverfahren umgerüstet werden kann.
  • Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass man derartige hygroskopische Kern/Mantel- Struktur aufweisende Fasern und Fäden mit weitgehend einheitlichen runden bis ovalen Faserquerschnitten nach einem Trockenspinnprozess dadurch herstellen kann, dass man zu dem Spinnlösungsmittel eine Substanz zugibt, die
    • a) einen höheren Siedepunkt als das verwendete Spinnlösungsmittel aufweist,
    • b) mit dem Spinnlösungsmittel und mit Wasser gut mischbar ist und
    • c) ein Nicht-Lösungsmittel für das zu verspinnende Polymerisat ist

    und vor dem Spinnprozess zusätzlich eine Substanz einbringt, die folgende Bedingungen erfüllt:
    • 1. Sie ist löslich im Nichtlösungsmittel für den Polymerfeststoff, z.B. Glykole,
    • 2. sie ist löslich im Spinnlösungsmittel, z.B. DMF,
    • 3. sie ist löslich im Nichtlösungsmittel auch während der Fadenverfestigung,
    • 4. sie ist unlöslich in Wasser und
    • 5. sie verdampft nicht während des Spinnprozesses.
  • Der Spinnprozess wird so geführt, dass das Nicht- lösungsmittel im Spinnschacht im wesentlichen nicht verdampft und nach dem Spinnen aus den verfestigten Fäden ausgewaschen wird.
  • Substanzen, welche diese Anforderungen erfüllen, sind z.B. polymere Verbindungen aus der Reihe der Polycarbonate, Polystyrole, Polyvinylacetate und Celluloseester.
  • Nach diesem Verfahren werden aus hydrophoben Polymeren Fäden und Fasern erhalten, die neben den erwünschten gleichmässigen runden bis ovalen Querschnittsprofilen ein Wasserrückhaltevermögen von mindestens 10% besitzen und eine Kern/Mantel- Struktur besitzen, in der der Kern stark mikroporös ist, wobei die Poren überwiegend untereinander in Verbindung stehen und der den Kern umgebende Mantel im Vergleich zum Kern wesentlich kompakter ist, jedoch von Kanälen durchsetzt ist, die den Zutritt von Flüssigkeiten zu dem Porensystem des Kerns gestatten.
  • Dadurch, dass die beim erfindungsgemässen Verfahren verwendeten weiteren Spinnzusätze im Nichtlösungsmittel für den Polymerfeststoff, z.B. Glycerin für Polyacrylnitril, während der Fadenverfestigung gelöst bleiben und erst beim Kontakt mit Wasser gefällt werden, füllen sie die entstehenden Poren aus, die durch Auswaschen des Nichtlösungsmittels in den Fäden entstehen. Durch die eingelagerten Zusätze in das Porensystem der Fasern wird die Hohlraumstruktur derartiger Fäden, wie rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen zeigen, durch Bildung starker Zellwände im Innern der Fasern stabilisiert. Dieser Effekt setzt sich vom Faserkern nach aussen hin fort, so dass einheitliche Querschnittsstrukturen erhalten werden. Als Beweis dafür, dass derartige polymere Zusätze im Nichtlösungsmittel während der Fadenverfestigung gelöst bleiben, dient folgende Beobachtung:
  • Untersucht man Spinngutproben im Mikroskop bei Durchlicht, so erscheinen sie hellweiss, solange sie nicht mit Wasser in Berührung kommen. Bei Wasserzugabe erhält man jedoch infolge Fällung der polymeren Zusatzsubstanz einen dunklen Faserkern und hellen Aussenmantel. Verwendet man als polymere Zusatzverbindung beispielsweise Polycarbonat, so lässt es sich anschliessend aus z.B. hygroskopischen Polyacrylnitrilfasern, z.B. durch Extraktion mit Methylenchlorid, quantitativ zurückgewinnen. Setzt man Verbindungen ein, welche die genannten Bedingungen nicht erfüllen, so erreicht man keinen querschnittsstabilisierenden Effekt. Verwendet man beispielsweise als polymeren Zusatz ein Acrylnitrilhomopolymerisat, so ist dieses wohl im Spinnlösungsmittel DMF löslich, nicht jedoch im Nichtlösungsmittel beispielsweise in Glycerin oder Glykolen. Nach Durchführung der Spinngut-Nachbehandlung zu Fasern oder Fäden liegen bizarre, bis wurmförmige Querschnittsprofile vor. Wie Versuchsreihen mit unterschiedlichen Konzentrationen an polymeren Zusatzstoffen zeigten, reichen 1 - 5 Gew.-%, vorzugsweise 1,5 - 4 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Systems Polymerfeststoff/Spinnlösungsmittel und Nichtlösungsmittel aus, um bereits einen querschnittsstabilisierenden Effekt der Fasern zu erreichen.
  • Ein weiterer wichtiger Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass derartige Fasern nicht nur bei der Weiterverarbeitung die eingangs erwähnten Nachteile nicht mehr aufweisen, sondern dass sie zusätzlich ein sehr stabiles Porensystem aufweisen, welches bei Konfektionierungsprozessen, wie Dämpfen, Bügeln und dergleichen weitaus unempfindlicher ist. Ferner bewirken die eingesponnenen Zusätze eine Erhöhung des Wasserrückhaltevermögens, welcher die Komforteigenschaften derartiger Fasern mitträgt.
  • Ein zusätzlicher Vorteil ergibt sich aus der Tatsache, dass die erfindungsgemässen Fasern auch gegenüber Schrumpfprozessen beim Trocknen unempfindlicher sind und ihre Querschnittsstruktur weitgehend beibehalten. Auf diese Weise ist es möglich, hydrophile Kern/Mantel-Struktur aufweisende Fasern und Fäden auch in Kabelform grosstechnisch herzustellen.
  • Bei Versuchen stellte sich ferner als grosser Vorteil heraus, dass derartige Faserbänder durch einen Trocknungsprozess weitaus rascher und stärker Feuchte verlieren als Faserbänder ohne derartige Zusätze. Hierdurch liess sich die Flockenaufmachung verbessern und die Produktionsleistung nicht unwesentlich erhöhen.
    • Bestimmung des Wasserrückhaltevermögens (WR):
  • Das Wasserrückhaltevermögen wird in Anlehnung an die DIN-Vorschrift 53 814 (vgl. Melliand Textilberichte 4, 1973, Seite 350) bestimmt.
  • Die Faserproben wurden 2 Stunden in Wasser getaucht, das 0,1 % Netzmittel enthält. Dann wurden die Fasern 10 Minuten zentrifugiert mit einer Beschleunigung von 10 000 m/sec2 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 WR in Gewichtsprozent ist:
    Figure imgb0001
    • mf = Gewicht des feuchten Fasergutes
    • mt, = Gewicht des trockenen Fasergutes
  • Die folgenden Beispiele dienen der näheren Erläuterung der Erfindung. Wenn. nicht anders vermerkt, beziehen sich Teil- und Prozentangaben auf das Gewicht.
    • Beispiel
  • a) 10 kg Dimethylformamid werden mit 2,5 kg Polycarbonat aus 2,2-Di-(4-hydroxyphenyl)-propan und Phosgen, (MG. ca. 80 000) in einem Kessel unter Rühren bei 130°C gelöst. Anschliessend wird diese Lösung zu einem Gemisch aus 50 kg DMF und 17,5 kg Tetraethylenglykol unter Rühren bei Raumtemperatur zudosiert. Dann werden 20 kg eines Acrylnitrilcopolymerisates der chem. Zusammensetzung 93,6% Acrylnitril, 5,7% Acrylsäuremethylester und 0,7% Natriummethallylsulfonat unter Rühren bei Raumtemperatur hinzugegeben. Die zugesetzte Menge an Polycarbonat beträgt 2,5%, bezogen auf Polymerfeststoff/Spinnlösungsmittel/Nichtlösungsmittel. Die Suspension wurde über eine Zahnradpumpe einer Aufheizvorrichtung zugeführt und auf 130°C erhitzt. Die Verweilzeit in der Aufheizvorrichtung betrug 3 Minuten. Anschliessend wurde die Spinnlösung filtriert und in einem Spinnschacht in an sich bekannter Weise aus einer 240-Loch-Düse trockenversponnen. Das Spinngut vom Titer 1580 dtex wurde auf Spulen gesammelt und zu einem Band vom Gesamttiter 110 600 dtex gefacht. Das Faserkabel wurde anschliessend in kochendem Wasser 1 : 4,0fach verstreckt, mit Wasser bei 80 °C gewaschen, mit antistatischer Präparation versehen und im Siebtrommeltrockner bei 100°C unter Spannung getrocknet. Das Faserkabel verlässt mit einem Feuchtgehalt von 41,5% den Trockner. Anschliessend wird das Kabel in einer Stauchkammer gekräuselt und hierauf zu Fasern von 60 mm Stapellänge eingeschnitten. Die Einzelfasern vom Endtiter 2,6 dtex haben eine Festigkeit von 2,2 centi Newton/dtex und eine Dehnung von 32%. Das Wasserrückhaltevermögen beträgt 46%. Die Fasern besitzen, wie lichtmikroskopische Aufnahmen in 700facher Vergrösserung zeigen, eine ausgesprochene Kern/- Mantelstruktur bei völlig einheitlichen runden Querschnittsprofilen. Wie raster-elektronenmikroskopische Aufnahmen in 1000facher Vergrösserung ferner zeigen, ist das Porensystem mit starken Zellwänden von 2 - 5µ. Stärke durchsetzt.
  • b) Ein Teil des Faserkables wurde abgezweigt, 1 : 4,0fach in siedendem Wasser verstreckt, gewaschen, mit antistatischer Präparation versehen und anschliessend bei verschiedenen Temperaturen unter Spannung bzw. 20% Schrumpfzulassung getrocknet, gekräuselt und zu Stapelfasern verarbeitet. Die einzelnen Messgrössen gehen aus Tabelle I hervor. Wie man der Tabelle 1 entnehmen kann, werden in allen Fällen einheitlich runde bis ovale Querschnittsformen erhalten.
  • c) In einer weiteren Versuchsreihe wurde der Gehalt an zugesetzter Menge Polycarbonat variiert, um festzustellen, ab welchen Gewichtsmengen an zugesetzter Substanz ein querschnittsstabilisierender Effekt bei den hygroskopischen Kern/Mantelfasern erreicht wird. Die Spinnversuche wurden, wie unter a) beschrieben, durchgeführt. Die Faserquerschnitte wurden lichtmikroskopisch in 700facher Vergrösserung beurteilt. Die Querschnitte wurden durch Einbettung in Methacrylsäuremethylester erhalten. Wie aus Tabelle 11 hervorgeht, tritt ein querschnittsstabilisierender Effekt ab etwa 1 Gew.-% an zugesetzter Substanz auf.
    Figure imgb0002
    Figure imgb0003
    • Beispiel 2
  • a) 10 kg Dimethylformamid werden mit 2,5 kg Polyvinylacetat (Movilith 30) in einem Kessel unter Rühren bei 120°C gelöst. Anschliessend wird diese Lösung zu einem Gemisch aus 50 kg DMF und 17,5 kg Triethylenglykol unter Rühren bei Raumtemperatur zudosiert. Dann werden 20 kg eines Acrylnitrilcopolymerisates mit der chem. Zusammensetzung aus Beispiel 1 unter Rühren bei Raumtemperatur hinzugegeben. Die zugesetzte Menge an Polyvinylacetat beträgt 2,5%, bezogen auf Polymerfeststoff/-Spinnlösungsmittel/Nichtlösungsmittel. Die Suspension wurde anschliessend, wie in Beispiel 1 beschrieben, in eine Spinnlösung überführt, filtriert und, wie dort beschrieben, zu Fäden versponnen und zu Fasern vom Endtiter 2,2 dtex nachbehandelt. Das Faserkabel verliess mit einem Feuchtegehalt von 51 % den Trockner. Die Faserfestigkeit beträgt 2,6 centi Newton/dtex, die Dehnung 30% und das Wasserrückhaltevermögen = 52%. Die Fasern besitzen, wie lichtmikroskopische Aufnahmen in 700facher Vergrösserung zeigen, eine ausgesprochene Kern/- Mantelstruktur bei einheitlichen runden Querschnittsformen. Im Rasterelektronenmikroskop erkennt man bei 1000facher Vergrösserung wieder starke Zellwände von 2 - 5µ Dicke im Porensystem.
  • b) Ein Teil des Faserkabels wurde wiederum abgezweigt, 1 : 4,Ofach verstreckt, gewaschen, mit antistatischer Präparation versehen und bei verschiedenen Temperaturen unter Spannung und Schrumpfzulassung getrocknet, gekräuselt und zu Stapelfasern verarbeitet. Die einzelnen Messgrössen gehen aus Tabelle 111 hervor. Wie man Tabelle 111 entnehmen kann, werden in allen Fällen wiederum einheitliche runde bis ovale Querschnittsprofile erhalten.
    Figure imgb0004
    • Beispiel 3
  • a) 60 kg Dimethylformamid werden mit 2,5 kg Celluloseester auf Basis Buttersäure (Cellit BP 900), 17,5 kg Glycerin und 20 kg eines Acrylnitrilcopolymerisates mit der chem. Zusammensetzung aus Beispiel 1 bei Raumtemperatur in einem Kessel zu einer Suspension verrührt und anschliessend wie in Beispiel 1 beschrieben in eine Spinnlösung überführt, filtriert und die Spinnlösung zu Fäden versponnen und zu Fasern vom Endtiter 2,3 dtex nachbehandelt. Das Faserkabel verliess den Trockner mit einem Feuchtegehalt von 54%. Die Faserfestigkeit beträgt 2,6 centi Newton/dtex, die Dehnung 29% und das Wasserrückhaltevermögen 45%. Die Fasern besitzen, wie lichtmikroskopische Aufnahmen in 700facher Vergrösserung zeigen, eine Kern/Mantelstruktur bei einheitlichen runden Querschnittsprofilen. Im Rasterelektronenmikroskop erkennt man bei 1000facher Vergrösserung wieder starke Zellwände von 2 - 5µ Stärke im Porensystem.
  • b) Ein Teil des Faserkabels wurde wiederum abgezweigt und, wie in Beispiel 1 b beschrieben, verschiedenartig nachbehandelt. Die einzelnen Messgrössen gehen aus Tabelle IV hervor. Als Ergebnis erhält man wiederum in allen Fällen einheitlich runde bis ovale Querschnittsstrukturen.
    Figure imgb0005
    • Beispiel4 Vergleich
  • a) 60 kg Dimethylformamid werden mit 17,5 kg Tetraethylenglykol bei Raumtemperatur unter Rühren in einem Kessel vermischt. Dann werden 20 kg eines Acrylnitrilcopolymerisates mit der chem. Zusammensetzung aus Beispiel 1 hinzugegeben und die Suspension, wie in Beispiel 1 ausgeführt, in eine Spinnlösung überführt, filtriert und zu Fäden versponnen. Das gesammelte Spinngut wird anschliessend, wie in Beispiel 1 dargelegt, zu Fasern vom Endtiter 2,7 dtex nachbehandelt. Das Faserkabel verliess den Trockner mit einem Feuchtegehalt von 75%. Die Faserfestigkeit beträgt 2,5 centi Newton/dtex, die Dehnung 39% und das Wasserrückhaltevermögen = 30%. Die Fasern besitzen, wie lichtmikroskopische Aufnahmen in 700facher Vergrösserung zeigen, eine ausgeprägte Kern/Mantel- struktur bei bizarren bis sternchenförmigen uneinheitlichen Querschnittsprofilen. Im Rasterelektronenmikroskop erkennt man bei 10OOf acher Vergrösserung relativ dünne Zellwände von 1 - 2µ Stärke im Porensystem.
  • b) Ein Teil des Faserkabels wurde wiederum abgezweigt und, wie in Beispiel 1 b beschrieben, verschiedenartig nachbehandelt. Die einzelnen Befunde gehen aus Tabelle V hervor. Als Ergebnis erhält man in allen Fällen bizarre uneinheitliche bis sternchenförmige Faserquerschnittsstrukturen.
    Figure imgb0006
    • Beispiel 5 Vergleich
  • a) 62,5 kg Dimethylformamid werden mit 2,5 kg Acrylnitrilhomopolymerisat vom K-Wert 90, 15 kg Triethylenglykol und 20 kg eines Acrylnitrilcopolymerisates mit der chem. Zusammensetzung aus Beispiel 1 bei Raumtemperatur in einem Kessel zu einer Suspension verrührt und anschliessend, wie in Beispiel 1 beschrieben, in eine Spinnlösung überführt, filtriert und die Spinnlösung zu Fäden versponnen. Wie man durch Vorversuche feststellen kann, ist das als querschnittsstabilisierender Zusatz verwendete Acrylnitrilhomopolymerisat in Triethylenglykol auch in der Hitze vollkommen unlöslich. Die Fäden werden wieder gesammelt, zu einem Kabel gefacht und, wie in Beispiel 1 ausgeführt, zu Fasern vom Endtiter 2,3 dtex nachbehandelt. Das Faserkabel verliess den Trockner mit einem Feuchtegehalt von 83%. Die Faserfestigkeit beträgt 2,7 centi Newton/dtex, die Dehnung 35% und das Wasserrückhaltevermögen = 38%. Die Fasern besitzen, wie lichtmikroskopische Aufnahmen in 700facher Vergrösserung zeigen, eine Kern/Mantelstruktur bei uneinheitlichen wurm- bis stäbchenförmigen bizarren Querschnittsprofilen. Im Rasterelektronenmikroskoperkenntman bei 1000facher Vergrösserung relativ dünne Zellwände von 1 - 2µ Stärke im Porensystem.
  • b) Ein Teil des Faserkabels wurde wiederum abgezweigt und, wie in Beispiel 1 b dargelegt, verschiedenartig nachbehandelt. Die einzelnen Befunde gehen aus Tabelle Vi hervor. Wie man der Tabelle entnehmen kann, entstehen in allen Fällen uneinheitliche, bizarre, wurmartige Querschnittsprofile. Ein Zusatz zum System Polymerfeststoff/Spinnlösungsmittel/Nichtlösungsmittel übt nur dann einen querschnittsstabilisierenden Effekt aus, wenn er im Nichtlösungsmittel löslich ist, während des Spinnprozesses im System verbleibt, und erst im Zuge der Nachbehandlung, z.B. durch Waschen, gefällt wird und das Porensystem der hydrophilen Kern/Mantelfasern von innen her ausfüllt. Hierdurch erklärt sich auch sie stärkere Gerüststruktur des Porensystems in Form stärkerer Zellwände gegenüber einer porösen Faser ohne derartigen Zusatz.
    Figure imgb0007

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung von hygroskopischen, Kern-Mantelstruktur aufweisenden Fäden oder Fasern mit gleichmässigen runden bis ovalen Querschnittsprofilen aus hydrophoben, fadenbildenden, synthetischen Polymeren nach einem Trockenspinnprozess, in dem man dem Spinnlösungsmittel eine Substanz zusetzt, die
a) einen höheren Siedepunkt hat als das verwendete Spinnlösungsmittel
b) mit dem Spinnlösungsmittel und mit Wasser gut mischbar ist
c) für das zu verspinnende Polymere ein Nichtlösungsmittel darstellt,

den Spinnprozess so führt, dass das Nichtlösungsmittel im Spinnschacht im wesentlichen nicht verdampft, das Nichtlösungsmittel danach aus den verfestigten Fäden auswäscht, dadurch gekennzeichnet, dass man dem System eine weitere Substanz in Mengen von mindestens 1 Gewichtsprozent, bezogen auf Polymerfeststoff/Spinnlösungsmittel/Nichtlösungsmittel, zusetzt, die
a) im Nichtlösungsmittel für das zu verspinnende Polymere löslich ist,
b) im Lösungsmittel für das Polymere löslich ist,
c) während der Fadenverfestigung im Nichtlösungsmittel für das Polymere gelöst bleibt,
d) unlöslich in Wasser ist und
e) während des Spinnprozesses im wesentlichen nicht verdampft.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymere ein Acrylnitrilpolymerisat mit mindestens 40 Gew.-% Acrylnitrileinheiten ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymere ein Acrylnitrilpolymerisat mit mindestens 80 Gew.-% Acrylnitrileinheiten ist.
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