FI64658B - Smaeltspunnen akrylnitrilpolymerfiber och foerfarande foer framstaellning av denna - Google Patents

Description

ΓβΙ m|KWULUTUSJULKAISU , . , c O

J&PL [Bj (11) UTLAGGNINGSSKRIPT 64000 ?||§ C <4S) PatonllL?ätUy 12 1?33 (51) Ky.»c.^nt.a3 D 01 F 6/18 SUOMI —FINLAND (21) P»t*nttlh«l«*mu* — Ptt*nt»i»eknlnf 783173 (22) Htktmltpllvl — An»öknlnf»d*j l8.10.78 <FI) (23) AlkupSIvi —Glltl(hetsdag l8.10.78 (41) Tullut julkiseksi — Bllvtt offtntllj l8.05.79

Patentti· ja rekisterihallitus (44) N»ht4vikslp«H>n j. kuuLjullui™ pvm.- Qo

Patent· och regirterrty reiser Ansökan utlt|d oeh utUkrtfwn pubtlcered 31 · o o. oi (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Bejlrt prlorltet 17*11.77 12.0U.78 USA(US) 85301U, 895576 (71) American Cyanamid Company, Wayne, New Jersey, USA(US) (72) William Edward Streetman, Pensacola, Florida, USA(US), Shashikumar Harilal Daftary, El Portal, Gulf Breeze, Intia-Indien(lN) (7U) Oy Kolster Ab (5U) Sulakehrätty akryylinitriilipolymeerikuitu ja menetelmä sen valmistamiseksi -Smältspunnen akrylnitrilpolymerfiber och förfarande för framställning av denna

Keksintö koskee sulakehrättyä akryylinitriilipolymeeri-kuitua, jolla on parantuneet värjääntymisominaisuudet. Erityisesti tämän keksinnön kohteena on sellainen kuitu, jolla on parantunut värjääntymisvoimakkuus ja jonka kuuma-märkä-käsittelystä aiheutuva vivahduksen muutos on vähentynyt. Keksintö koskee myös menetelmää tällaisen akryylinitriilipolymeerikuidun valmistamiseksi, jolloin kriittisten vaiheiden säätelyllä voidaan oleellisesti estää ontelorakenteen muodostuminen, joka rakenne häiritsee sula-kehrätyn kuidun värjääntymisominaisuuksia.

Akryylinitriilipolymeerikuidun kaupallinen tuotanto käsittää yleensä märkäkehruu- tai kuivakehruumenetelmät. Kummassakin menetelmässä akryylinitriilipolymeeri liuotetaan sopivaan liuottimeen, suulakepuristetaan kehruusuuttimen läpi koaguloimisväliaineeseen polymeeriliuottimen poistamiseksi ja saatetaan sellaiseen lisäkä-sittelyyn, jota tarvitaan kuidun saamiseksi, jolla on halutut omi- 64658 naisuudet. Kaupallisesti haluttava kuitu on kuitu, jolla on täys-laaja värjäytyvyys kaikissa värisävyissä ja miellyttävät tekstiili-ominaisuudet. Polymeeriliuottimen tarve on kuitenkin ei-toivottava piirre näissä prosesseissa, koska se tekee välttämättömäksi liuottimen talteenottojärjestelyt ympäristön saastumisen välttämiseksi, mikä tekee käsittelyn monimutkaiseksi. Edullinen menetelmä akryyli-nitriilikuidun valmistamiseksi olisi sulakehruu, mutta koska akryy-linitriilipolymeeri pilaantuu tai hajoaa lämpötiloissa sulamispisteensä alapuolella, ei tavanomaisia sulakehruumenetelmiä, jotka sopivat muille polymeerityypeille voida käyttää.

Viimeaikainen kehitys tällä alalla, kuten on kuvattu US-patentissa 3 896 204, ja US-patentissa 3 984 601, osoittavat, että kun akryylinitriilipolymeeriä ja vettä kuumennetaan sopivissa suhteissa lämpötiloihin, jotka ovat veden kiehumapistettä korkeampia, ja paineessa, joka on riittävä pitämään veden nestetilassa, saadaan homogeeninen yksifaasinen fuusiosulate lämpötilassa, joka on akryy-linitriilipolymeerin vahingoittamis- tai hajoamispisteen alapuolella. On myös tunnettua, että tätä akryylinitriilipolymeerin ja veden fuusiosulatetta voidaan sulakehrätä kuiduiksi ja välttää liuottimen talteenotto-ongelmat, jotka liittyvät märkäkehruuseen tai kuivakeh-ruuseen. Näillä muunnetuilla sulakehruumenetelmillä saaduille akryy-linitriilipolymeerikuiduille on ominaista, että niillä on kuori/si-sus-rakenne, tiheysgradientti kuoren poikki, merkittävä onteloraken-ne ja sisäisesti heijastuneesta valosta alkunsa saanut kiilto.

Tunnettua tekniikkaa kuvaavina voidaan lisäksi mainita DE-hakemusjulkaisu 2 403 947 ja US-patentit 3 991 153, 3 256 252, 3 484 419 sekä 3 873 508.

Merkittävän ontelorakenteen läsnäolo akryylinitriilipolymeeri-kuidussa aiheuttaa sulakehrätyn akryylinitriilipolymeerikuidun kaksi vakavaa puutetta, jotka vaikuttavat haitallisesti sen hyötyarvoon. Ontelorakenne, jonka seurauksena saadaan kuitu, joka ei ole läpikuultava, alentaa rajusti värjääntyrnisvoimakkuutta, mikä seuraavas-sa kuvataan yksityiskohtaisemmin, eikä ainoastaan lisää värjäämis-vaatimuksia jollekin nimenomaislle värisävylle, vaan tekee myös raskaat vivahdukset, kuten mustat ja laivastonsiniset mahdottomaksi saavuttaa. Koska ontelorakenne ei kestä kuuma/märkä-käsittelyä se aiheuttaa myös suuria vivahdusmuutoksia (määritellään myös seuraa- 3 64658 vassa) värjätyssä kuidussa, kun tämä saatetaan kuuma/märkä-käsitte-lyyn, mikä edelleen kärjistää tällaisen sulakehrätyn akryylinitrii-lipolymeerikuidun värjäysongelmia.

Edellä kuvatut värjäytymispuutteet voidaan parhaiten arvioida vertaamalla tällaisen sulakehrätyn akryylinitriilipolymeerikuidun värjääntymisominaisuuksia samasta polymeeristä tehdyn tavanomaisen märkäkehrätyn akryylinitriilipolymeerikuidun värjääntymisomaisuuk-siin. Vertailua varten annettu painomäärä molempia kuituja värjätään eri värjäyksissä samanlaisissa olosuhteissa samoilla määrillä samaa väriainetta 100 %:sen väriaineen vastaanoton saavuttamiseksi molemmilla kuitunäytteillä. Märkäkehrättyyn kuituun saadulle sävyn syvyydelle eli värjääntymisen voimakkuudelle annetaan mielivaltaisesti arvo 100 ja sulakehrättyyn kuituun saatu sävyn syvyys mitataan suhtessa tähän arvoon. Tällaisten värjäysten tulokset osoittavat, että tavallisesti sulakehrättyjen akryylinitriilipolymeeri-kuitujen värjääntymisvoimakkuus on vain noin 35-40 suhteessa märkäkehrättyyn kuituun. Tällaiset arvot ovat runsaasti niiden arvojen alapuolella, joita pidetään välttämättöminä kaupallista hyväksyttävyyttä varten.

Edellä kuvatussa vertailussa saadut värjätyt kuidut kuivataan värjäämisen jälkeen ilmassa huoneen lämpötilassa (25°C). Osaa kaikista näin kuivatuista kuiduista kuivataan lisäksi uunissa 149°C: ssa 20 minuuttia. Ilmakuivattujen ja uunikuivattujen näytteiden heijastumissuhteet mitataan ja määritellään vivahdusmuutokset. Tulokset osoittavat, että tavallisella tavalla sulakehrättyjen akryyli-nitriilipolymeerikuitujen vivahdusmuutokset ovat 25-30 tai enemmän, kun taas tavanomaisella tavalla märkäkehrättyjen akryylinitriili-polymeerikuitujen vivahdusmuutokset ovat 0-3. Tavallisella tavalla suolakehrättyjen akryylinitriilipolymeerikuitujen vivahdusmuutokset ovat liian suuria ollakseen kaupallisesti hyväksyttäviä.

Sentähden on ollut tarve saada aikaan sulakehrätty akryyli-nitriilipolymeerikuitu, jolla on parantunut värjääntymisvoimakkuus ja vähentyneet vivahdusmuutokset.

On myös ollut tarve saada aikaan menetelmä akryylinitriilipolymeerikuidun sulakehräämiseksi, jolla menetelmällä vältetään nykyisten menetelmien puutteet ja joka antaa onteloista olellises-ti vapaan akryylinitriilipolymeerikuidun, jolla on parantunut vär- 4 64658 jääntymisvoimakkuus ja jonka kuuma/märkä-käsittelystä aiheutuva vivahdusmuutos on vähentynyt.

Keksintö koskee sulakehrättyä akryylinitriilipolymeerikui-tua, jolle on tunnusomaista, että sen värjääntymisvoimakkuus on vähintään noin 60 ja vivahdusmuutos on alle noin 15, kun se saatetaan kuuma/märkä-käsittelyyn.

Keksintö koskee myös menetelmää tällaisen akryylinitriili-polymeerikuidun valmistamiseksi, jossa menetelmässä veden ja ak-ryylinitriilipolymeerin homogeeninen yksifaasinen fuusiosulate suulakepuristetaan kehruusuuttimen läpi suoraan höyryllä paineistettuun jähmettämisvyöhykkeeseen, joka pidetään kyllästetyn höyryn muodostaman paineen alaisena, jolloin jähmettämisvyöhykkeen lämpötila on 10-45°C alempi kuin polymeeri-vesi-seoksen sulamispiste, ja suulakepuristetulle tuotteelle suoritetaan orientoiva venytys. Menetelmälle on tunnusomaista, että käytettävä akryylinitriilipoly-meeri sisältää vähintää 50 paino-% akryylinitriiliä ja 1-10 pai-no-% hydrofiilista monomeeriä, jolloin mahdollinen loppuosa koostuu yhdestä tai useammasta akryylinitriilin kanssa polyraeroituvasta monomeerista, ja että käytetään polymeeri-vesi-seosta, joka sisältää 10-20 paino-% vettä ja 80-90 paino-% polymeeriä, ja että kuivataan venytetty, suulakepuristettu tuote kuiva-anturi - lämpötilassa 120-180°C ja märkäanturi - lämpötilassa 60-100°C.

Keksinnön mukaisella sulakehrätyllä akryylinitriilipolymeeri-kuidulla on parantunut värjääntymisvoimakkuus vivahdusmuutos verrattuna alan aikaisempaan sulakehrättyyn akryylinitriilipolymeeri-kuituun, jonka värjääntymisvoimakkuus arvot tyypillisesti ovat 35-40 ja kuuma-märkä-käsittelystä aiheutuvat vivahdusmuutokset 25-30 tai enemmän. Edullisissa tapauksissa tämän keksinnön sulakehrätyn akryylinitriilipolymeerin värjääntymisvoimakkuusarvo on ainakin noin 75 ja kuuma/märkä-käsittelystä aiheutuva vivahdusmuutos noin 10 tai vähemmän.

Keksinnön mukaisella menetelmällä saadaan sulakehrätty, onteloista oleellisesti vapaa akryylinitriilipolymeeri.

Menetelmä johtaa kaupallisesti hyväksyttävään sulakehrättyyn akryylinitriilipolymeerikuituun ja tekee siten mahdolliseksi sula-kehruun etujen soveltamisen siihen käytännöllisellä tavalla. Yllättäen keksinnön mukaisella menetelmällä vältytään kuituominai- 5 64658 suuksista, jotka erottavat nykyiset sulakehrätyt akryylinitriili-polymeerikuidut tavanomaisista märkäkehrätyistä tai kuivakehrä-tyistä akryylinitriilipolymeerikuiduista.

"Värjääntymisvoimakkuudella", kuten tätä termiä tässä ja oheisissa patenttivaatimuksissa käytetään, tarkoitetaan suhteellista väriarvoa, joka on saatu värjäämällä sulakehrätty akryyli-nitriilikuitu annetulla määrällä valittua väriainetta, verrattuna väriarvoon, joka on saatu värjäämällä märkäkehrätty akryylinit-riilipolymeerikuitu samasta polymeeristä samalla määrällä samaa väriainetta, jolloin märkäkehrätyn akryylinitriilipolymeerikuidun värjääntymiselle annetaan mielivaltaisesti suhteellinen arvo 100. Erojen värjääntymisvoimakkuudessa märkäkehrättyjen ja sulakehrät-tyjen akryylinitriilipolymeerikuitujen välillä katsotaan aiheutuvan eroista niiden läpikuultavuudessa ja erojen läpikuultavuudes-sa katsotaan puolestaan johtuvan eroista kuitujen ontelorakentees-sa, märkäkehrätyn akryylinitriilipolymeerikuidun ollessa pääasiallisesti vapaa ontelorakenteesta.

"Kuuma/märkä-käsittelystä aiheutuvalla vivahdusmuutoksella", kuten tätä termiä tässä ja oheisissa patenttivaatimuksissa käytetään, tarkoitetaan määrää, johon asti värjätyn sulakehrätyn akryylinitriilipolymeerikuidun väriarvo vaihtelee tuloksena sen saattamisesta kuuma/märkä-käsittelyn alaiseksi, suhteessa ilma-kuivattuun värjättyyn kuituun. Kuuma/märkä-käsittelyn aiheuttaman vivahdusmuutoksen katsotaan johtuvan muutoksista ontelorakenteessa, joka ei kestä kuuma/märkäkäsittelyä.

Vaikka ontelorakenne sulakehrätyssä akryylinitriilipoly-meerikuidussa vaikuttaa vahingollisesti sekä värjääntymisvoimak-kuuteen että kuuma/märkä-käsittelystä aiheutuvaan vivahdusmuutok-seen, suhde ontelorakenteen ja näiden värjääntymisominaisuuksien välillä ei ole yksinkertaisesti käänteinen aritmeettinen suhde. Sensijaan näyttää siltä, että vain pieni määrä ontelorakennetta tilavuudesta voi aikaansaada päähäviön värjääntymisvoimakkuudessa tai kuuma/märkä-käsittelystä aiheutuvan vivahdusmuutoksen suurimman osan. Joissakin tapauksissa on mahdollista parantaa värjään-tymisvoimakkuutta ilman että aikaansaadaan kuuma/märkä-käsittelystä aiheutuvan vivahdusmuutoksen haluttu alhainen arvo. Keksinnön mukaisesti haluttu nimenomainen tulos on, että saadaan sekä pa- 6 64658 rantunut värjäytyrnisvoimakkuus että kuuma/märkä-käsittelystä aiheutuneen vivahdusmuutoksen aleneminen, sulakehrätyn akryylinit-riilipolymeerikuidun valmistamiseksi, jolla on hyväksyttävä hyötyarvo .

Tämän keksinnön sulakehrätyllä akryylinitriilipolymeerikui-dulla on lankamainen tai säiemäinen rakenne, joka on tyypillinen luonnonkuiduille ja tekokuiduille. Se on sulakehrätty tekokuitu, jossa on rakenteen muodostava aines on akryylinitriilipolymeeri-yhdistelmä, jota toisin nimitetään polymeerimatriisirakenteeksi. Tässä kuidussa polymeerimatriisirakenne on pääasiallisesti homogeeninen. Ilmaisulla "homogeeninen polymeerimatriisirakenne" tarkoitetaan, että kuiturakenne on pääasiallisesti sauna sen kaikissa pisteissä. Tämä tarkoittaa, että kuitu on pääasiallisesti vapaa onteloista, on pääasiallisesti vapaa kuori/sisus-rakenteesta eikä sillä ole merkittävää tiheysgradienttia poikkileikkauksensa poikki. Tuloksena tästä kuitu on pääasiallisesti läpikuultava ja se on kuuma/märkä-käsittelyn kestävä. "Pääasiallisesti läpikuultavalla" tarkoitetaan, että kuitu antaa värjääntymisvoimakkuudeksi ainakin noin 60 ja edullisesti ainakin noin 70. "Kuuma/märkä-käsittelyn kestävyydellä" tarkoitetaan, että värjätyn kuidun vi-vahdusmuutos on pienempi kuin noin 15, edullisesti pienempi kuin noin 10, saatettaessa altiiksi kuuma/märkä-käsittelyvaiheelle. Koska kuitu on pääasiallisesti läpikuultava, se on luonnostaan kiiltävä eikä kiilto riipu sisäisestä heijastumisesta kiillon lähteenä.

Toteutettaessa tämän keksinnön menetelmää on olemassa 4 kriittistä kohtaa, jotka täytyy tyydyttää, mikäli aiotaan päästä haluttuun kuituun. Yhden näistä kohdista poistaminen johtaa merkittävään ontelorakenteeseen, alentuneeseen värjääntyrnisvoimak-kuuteen, kuuma/märkä-käsittelystä aiheutuvan vivahdusmuutoksen kasvuun ja siten tämän keksinnön tavoitteen mitätöitymiseen.

Tämän keksinnön menetelmän ensimmäinen kriittinen kohta on tarve käyttää kuitua muodostavan akryylinitriilipolymeerinä polymeeriä, joka sisältää sopivan määrän hydrofiilejä osia. Akryyli-nitriilipolymeerien, joista hydrofiilit osat puuttuvat, käyttö ei anna onteloista vapaata kuiturakennetta sulakehrättäessä fuu-siosulatteena veden kanssa vaikka muut käsittelykohdat ovatkin 64658 tyydytetyt.

Tämän keksinnön toinen kriittinen kohta on tarve käyttää yksifaasisessa fuusiosulatteessa vesimäärää, joka on alemmassa puolikkaassa sillä alueella, joka antaa tällaisen sulatteen aiotuissa pursotusolosuhteissa. Liian vähällä veden käytöllä ei tietenkään onnistuta saamaan yksifaasista fuusiosulatetta, kun taas liiallisen veden käytöstä on seurauksena merkittävä ontelorakenne kuidussa silloinkin kun muut käsittelykohdat ovat tyydytetyt.

Kolmas kriittinen kohta on se, että syntyvä purse suoraan viedään höyryllä paineistettuun jähmettämisvyöhykkeeseen, jota pidetään sopivissa kyllästysolosuhteissa ja paineessa. Syntyvän purseen viemisestä suoraan jähmettämisvyöhykkeisiin, joita pidetään muissa olosuhteissa, on seurauksena veden hillitsemätön vapautuminen siitä, mikä aiheuttaa purseen vaahtoamista ja johtaa erillisen vesifaasin muodostumiseen siinä, mikä jatkokäsittelyssä johtaa merkittävään ontelorakenteeseen. Epäonnistumisesta syntyvän purseen viemisessä suoraan höyryllä paineistettuun jähmettämisvyöhykkeeseen on seurauksena merkittävä ontelorakenne kuidussa silloinkin kun muut käsittelykohdat ovat tyydytetyt.

Neljäs kriittinen kohta on jähmettämisvyöhykkeestä vapautuneen jähmetetyn purseen kuivaaminen sopivissa lämpötila- ja kosteusolosuhteissa jäämäveden poistamiseksi siitä. Silloinkin, jos kaikki edellä luetellut kolme kriittistä kohtaa ovat tyydytetyt, epäonnistuminen tämän neljännen kriittisen kohdan tyydyttämisessä johtaa vielä merkittävään ontelorakenteeseen syntyneessä kuidussa.

Tämän keksinnön menetelmää tässä edelleen käsiteltäessä käytetään tiettyjä ilmaisuja, jotka vaativat määrittelyä ja nämä määrittelyt annetaan tässä nyt.

Ilmaisulla "akryylinitriilipolymeeri" tarkoitetaan polymeeriä, joka sisältää ainakin 50 paino-% akryylinitriili-yksiköitä lopun käsittäessä yhden tai useampia monomeeri- tai polymeeri-yksiköitä, joiden kanssa akryylinitriili on polymeroituva, niin pitkälle, kun hydrofiilien osien tarve on tyydytetty.

Ilmaisulla "hydrofiilit osat" tarkoitetaan akryylinitriili-polymeerin niitä osia, jotka helposti hydratoituvat normaaleissa lämpötila- ja paineolosuhteissa. Tällaiset osat pystyvät sitomaan vettä lämpötila- ja paineolosuhteissa, joissa nitriilit eivät sido vettä tai menettävät sitoutuneen veden korkeammissa lämpötila- 8 64658 ja paineolosuhteissa. Tyypillisiä hydrofiilejä osia ovat esimerkiksi sulfonihapporyhmät, polyvinyylialkoholilohkot, karbonihapporyh-mät, amidiryhmät, hydroksyyliryhmät, imidiatsoliiniryhmät jne.

Ilmaisulla "pääasiallisesti vapaa onteloista" ja samankaltaisilla ilmaisuilla tarkoitetaan, että purse eli kuitu on riittävän vapaa ontelorakenteesta, mikä tekee mahdolliseksi värjääntymis-voimakkuuden ainakin vähimmäisarvon saavuttamisen ja kuuma/märkä-käsittelystä aiheutuvan vivahdusmuutoksen arvon saamisen, joka on noin alle 10.

Ilmaisulla "homogeeninen yksifaasinen fuusiosulate" tarkoitetaan nestemäistä yhdistelmää, jossa sen komponentit ovat tasaisesti jakautuneet siinä antamaan jakamattoman järjestelmän, jossa yksittäiset aineosat ovat erottamattomasti sulautuneet yhteen. Tällaisia akryylinitriilipolymeerin ja veden yhdistelmiä tunnetaan tekniikan tasolla.

Akryylinitriilipolymeereissä läsnäolevien tämän keksinnön menetelmässä käyttökelpoisten hydrofiilien osien pitoisuus vaih-telee laajasti riippuen käytettyjen hydrofiilien osien luonteesta, akryylinitriilin pitoisuudesta polymeerissä, useamman kuin yhdentyyppisen hydrofiilin osan läsnäolosta tai poissaolosta, polymeerin molekyylipainosta, akryylinitriilipolymeerin luonteesta jne. Hyödyllisten akryylinitriilipolymeerien laajaan valikoimaan nähden kuitua muodostavina polymeereinä ei ole mahdollista määrätä hydrofiilien osien pitoisuuden merkitsevää aluetta, joka olisi sovellettavissa kaikille tarkastelluille akryylinitriilipolymeereille. Käyttökelpoinen pitoisuus voidaan kuitenkin helposti määrittää seuraten tässä esitettyjä periaatteita.

Hydrofiilien osien sisältö hyödyllisessä akryylinitriili-polymeerissä voi saada alkunsa monilla eri tavoilla. Ensimmäinen menetelmä tällaisten osien tuomiseksi akryylinitriilipolymeeriin käsittää akryylinitriilin kopolymeroimisen sopivien määrien kanssa hydrofiiliä komonomeeriä, kuten akryyliamidia, akryylihappoa, akryyliamidometyylipropaanisulfonihappoa, hydroksipropyyliakrylaat-tia ja allyylialkoholia. Toinen menettelytapa on polymeroida mono-meeri-sisältö, joka antaa akryylinitriilipolymeerin, hapetus-pel-kistys-initiaattorijärjestelmän läsnäollessa, joka tuo hydrofii-lejä pääteryhmiä polymeeriketjujen päihin, kuten sulfonihapporyh-miä. Vielä eräs menetelmä on polymeroida monomeerisisältö ennalta <1 9 64658 muodostetun hydrofiilin polymeerin/ kuten polyvinyylialkoholin/ polyakryylihapon, polyvinyylipyrrolidonin/ polyetyleeniglykolin/ polyakryyliamidin ja polypropyleeniglykolin läsnäollessa. Edelleen käsittää eräs menetelmä sopivan annoksen ennalta muodostetun akryylinitriilipolymeerin akryylinitriili-yksiköitä hydrolysoi-misen hydrofiilien osien, kuten karbonihapon ja/tai amidiryhmien saamiseksi. Lisäksi voidaan erä ennalta muodostetun akryylinitriilipolymeerin akryylinitriiliyksiköitä modifioida sopivalla reaktiolla hydrofiilien yksiköiden muodostamiseksi, kuten esimerkiksi reaktiolla etyleenidiamiinin kanssa imidiatsoliiniryhmien saamiseksi. Näitä ja muita alaan perehtyneiden tuntemia menetelmiä voidaan käyttää yksinään tai yhdistettyinä antamaan tai lisäämään hydrofiilien osien sisältöä akryylinitriilipolymeerissä.

Annetussa akryylinitriilipolymeerissä tarpeellisten hydrofiilien osien pitoisuus on se määrä, joka hillitsee veden vapautu-misnopeutta syntyvästä purseesta ontelomuodostuksen, joka johtuu vesihöyryn nopeasta vapautumisesta siitä, estämiseksi tai erillisen vesifaasin muodostumisen estämiseksi siinä, kun syntyvä purse jähmetetään höyryllä paineistetussa jähmettämisvyöhykkeessä. Tällaisten akryylinitriilipolymeerissä läsnäolevien hydrofiilien osien määrän tulisi olla riittävä hillitsemään veden vapautumista syntyvästä purseesta, kuten esitettiin prosessiolosuhteiden yhteydessä, mutta sen ei tulisi olla niin suuri, että se vaikuttaisi haitallisesti akryylinitriilipolymeerin kuidunmuodostamisominaisuuksiin. Uskotaan, että hydrofiilit osat pystyvät sitomaan ja vapauttamaan, ts. kuljettamaan vettä kuiturakenteen sisältä säädettävillä nopeuksilla. Kun akryylinitriilipolymeerin ja veden yhdistelmä on sulatuslämpötilassa ja paineessa, sitovat nitriiliryhmät sekä myös hydrofiilit osat vettä. Kun lämpötila ja paine alenevat, kun syntyvä purse on höyryllä paineistetussa jähmettämisvyöhykkeessä, vapautuu nitriiliryhmistä vettä, jonka hydrofiilit osat kuljettavat purserakenteen ulkopuolelle estäen ontelorakenteen syntymisen veden nopean vapautumisen vaikutuksesta purseyhdistelmästä, sekä erillisen vesifaasin muodostumisen purserakenteen sisällä. Tämä veden kuljettaminen purserakenteen sisältä sen ulkopuolelle jatkuu purseen pysyessä höyryllä paineistetussa jähmetyksessä kunnes vesipitoisuus tilapäisesti vakiintuu ilman että muodostuu merkittävää ontelorakennetta tai erillistä vesifaasia purseen sisälle. Näin jäh- 10 64658 metetty ja osittain kuivattu purse voidaan sitten turvallisesti poistaa ilmakehään ja käsitellä edelleen kuten poistamalla siitä jäämävesi.

Akryylinitriilipolymeeri sisältää ainakin 50 paino-% akryy-linitriiliä ja riittävästi hydrofiilejä osia, kuten esitettiin. Loput yhdistelmästä voi käsittää yhden tai useampia seuraavista monomeereistä:

Hydrofobisia monomeerejä

Metyylimetakrylatti, etyyliakrylaatti, butyyliakrylaatti, metoksimetyyliakrylaatti, beeta-kloorietyyliakrylaatti, sekä meta-kryylihapon ja klooriakryylihapon vastaavat esterit; vinyyliklori-di, vinyylifluoridi, vinyylibromidi, vinylideenikloridi, vinyli-deenibromidi, allyylikloridi, 1-kloori-1-bromietyleeni; metakryyli-nitriili; metyylivinyyliketoni; vinyyliformiaatti, vinyyliase-taatti, vinyylipropionaatti, vinyylistearaatti, vinyylibentso-aatti; N-vinyyliftaali-imidi, N-vinyylisukkiini-imidi; metyleeni-malonihappoesterit; itakonihappoesterit; N-vinyylikarbatsoli? vinyylif uraani; alkyylivinyyliesterit; dietyylisitrakonaatti, dietyy-limesakonaatti; styreeni, dibromistyreeni; vinyylinaftaleeni; 2-metyyli-1-vinyyli-imidatsoli, 4-metyyli-1-vinyyli-imidiatsoli, 5-metyyli-1-vinyyli-imidiatsoli; jne.

Hydrofiilejä monomeerejä

Akryylihappo, metakryylihappo, alfa-klooriakryylihappo, ita-konihappo, vinyylisulfonihappo, styreenisulfonihappo, metallyyli-sulfonihappo, p-metoksi-allyylibentseenisulfonihappo, akryyliami-dometyylipropaanisulfonihappo, etyleeni-0^, β -dikarbonihapot sekä niiden suolat; akryyliamidi, metakryyliamidi, dimetyyliakryyli-amidi, isopropyyliakryyliamidi; allyylialkoholi; 2-vinyylipyridii-ni, 4-vinyylipyridiini, 2-metyyli-5-vinyylipyridiini; vinyyli-pyrrolidoni; vinyylipiperidoni; 1,2-dihydroksipropyylimetakrylaat-ti, hydrosietyylimetakrylaatti; 1-trimetyyliammonium-2-hydroksi-propyylimetakrylaatti-metosulfaatti; jne.

Kun sopiva akryylinitriilipolymeeri, joka sisältää hydro-fiiiejä osia kuten esitettiin, on valittu, on seuraavaksi tarpeen valmistaa homogeeninen yksifaasinen fuusiosulate käyttäen pienintä mahdollista vesimäärää, joka tarvitaan tällaisen sulatteen saamiseksi aiotuissa pursotusolosuhteissa. Sopiva menettelytapa fuusio-- 11 64658 sulatteen oikean koostumuksen määrittämiseksi on laatia faasidia-gramma polymeerin ja veden eri yhdistelmistä lämpötilan funktiona riittävässä paineessa veden pitämiseksi nestetilassa. Tällainen diagramma antaa fuusiosulatteen minimisulamispisteen, lämpötilan, jonka alapuolella polymeeri ei sula huolimatta läsnäolevasta vesimäärästä. Tässä fuusiosulatteen minimisulamispisteessä on olemassa vain yksi tarkka vesimäärä, joka antaa yksifaasisen fuusiosulatteen, alempien vesimäärien antaessa kaksifaasisen järjestelmän, joka sisältää fuusiosulatteen toisena faasina ja toisena faasina sulamattoman polymeerin, ja suuremmat vesimäärät antavat kaksifaasisen järjestelmän, joka sisältää toisena faasina fuusiosulatteen ja toisena faasina vettä. Kun lämpötila nousee yli fuusiosulatteen minimisulamispisteen, muodostaa vesimäärä, joka antaa yksifaasisen fuusiosulatteen, sarjan arvoja, jolloin tämä sarja kasvaa lämpötila-arvojen kasvaessa. Käyttökelpoisten vesimäärien sarja muodostaa minimiarvon, jonka alapuolella yksifaasista fuusiosulatetta ei voida saada, ja maksimiarvon, jonka yläpuolella yksifaasista fuusiosulatetta ei saada.

Yksifaasisen fuusiosulatteen koostumuksen kuvaamiseksi lämpötilan kohotessa on seuraava hypoteettinen tilanne sopiva. Oletetaan, että tyypillisellä polymeeriyhdistelmällä on yksifaasisen fuusiosulatteen minimisulamispistelämpötila 150°C ja se muodostaa tällaisen sulatteen koostumuksella, jossa on 100 osaa polymeeriä ja 25 osaa vettä. Jos sulatteen lämpötila nostetaan 160°C:seen, olisi vesimäärä, joka voisi antaa yksifaasisen fuusiosulatteen väliltä 20-30 osaa 100 osaa kohti polymeeriä. Tämän keksinnön mukaisesti vesimäärä, jota käytetään muodostettaessa yksifaasinen fuusiosulate on alemmassa puolikkaassa sillä alueella, joka on tarpeen käytettävässä pursotus-lämpötilassa. Siten hypoteettisessa tilanteessa vesimäärä on noin 20-25 paino-osaa 100 paino-osaa kohti polymeeriä, kun pursottaminen suoritetaan 160°C:ssa.

Senjälkeen kun yksifaasisen fuusiosulatteen koostumus sekä myös polymeeriyhdistelmä ja pursotuslämpötila on määritetty kuten esitettiin, fuusiosulate pursotetaan kehruusuuttimen läpi suoraan höyryllä paineistettuun jähmettämisvyöhykkeeseen. Jähmettämisvyöhyke on ilmakehän painetta korkeammassa paineessa höyrynpaineen ansiosta ja sen lämpötila ja kyllästys ovat riittävät antamaan jähmetetyn syntyvän purseen ja estämään erillisen vesifaasin muodostumisen jähmetet- 64658 12 tyyn purseeseen, samalla kun siitä poistetaan vettä. Höyryn paineen tulisi antaa lämpötila, jossa purse jähmettyy ja tällainen lämpötila riippuu käytetystä polymeeriyhdistelmästä, fuusiosulatteen vesipitoisuudesta ja pursotuslämpötilasta. Käytettäessä höyryllä paineistettua jähmettämisvyöhykettä vältetään nopea vesihöyryn vapautuminen syntyvästä purseesta, mikä tapahtuu, kun syntyvä purse tulee suoraan ilmakehään tai muuhun ympäristöön. Vesimäärien alemman alueen käyttö muodostettaessa fuusiosulate auttaa välttämään vesihöyryn nopeata vapautumista ja alensi purseesta poistettavan veden kokonaismäärää välttämällä erillisen vesifaasin muodostumisen siinä. Hydro-fiilejä osia sisältävän polymeeriyhdistelmän käyttö tekee mahdolliseksi veden kuljettamisen syntyvän purseen sisäpuolelta sen ulkopuolelle samalla kun vältetään erillisen vesifaasin muodostuminen siinä.

Jähmettämisvyöhykkeessä käytetty höyrynpaine määrää lämpötilan siinä ja niinmuodoin säätää purseen lämpötilaa sen ollessa jähmettämisvyöhykkeessä. Koska fuusiosula^teessa ja polymeeriyhdistel-mässä läsnäoleva vesimäärä vaikuttaa lämpötilaan, jossa syntyvä purse jähmettyy, ei ole mahdollista määrätä höyrynpaineiden merkitsevää aluetta, joka sulkisi sisäänsä polymeeriyhdistelmien ja fuusiosulatteen vesipitoisuuksien kaikki yhdistelmät. Veden ja polymeeri-yhdistelmän faasidiagrammasta, jota edellä käytettiin vähimmäis-vesipitoisuuden ja pursotuslämpötilan määrittämiseen, voidaan kuitenkin sopiva jähmettämislämpötila todeta. Yleensä jähmettämislämpötila on ainakin noin 10° käytetyn vesisisällön ja polymeerisisällön fuusiosulatteen sulamispisteen alapuolella, mutta yleensä ei enenpää kuin 45° tällaisen sulamispisteen alapuolella. Tällä alueella tapahtuu sopiva jähmettyminen ilman että muodostuu erillistä vesifaasia, ja käsittely on helppo suorittaa.

Tämän keksinnön eräässä edullisessa suoritusmuodossa syntyvä purse saatetaan suuntaamisvenytykseen sen ollessa höyryllä paineistetussa jähmettämisvyöhykkeessä siinä vallitsevien olosuhteiden siten hyväksi käyttämiseksi. Ollessaan höyryllä paineistetussa jähmettämisvyöhykkeessä purse on, vaikkakin jähmettyneenä, plastisessa tilassa ja voi helposti reagoida venytysvoimille. On yleensä mahdollista käyttää venytyssuhteitä suuruusluokaltaan noin 25 tai suurempia yhdessä tai useammassa venytyksessä. Tällainen venyttäminen ei ai- 13 64658 noastaan paranna myöhemmän kuidun fysikaalisia ominaisuuksia, vaan tekee myös mahdolliseksi kuitudenierin saamisen laajalta alueelta annetun kokoisesta kehruusuutinaukosta.

Kun purse poistuu höyryllä paineistetusta jähmettämisvyöhykkeestä se tulee ilmakehään sopivan painetta pidättävän poistoaukon läpi. Purse sisältää jäämävettä yhdessä ainoassa polymeeri/vesi-faasissa, joka on jatkokäsittelyt kestävä. Jäämävesi täytyy poistaa purseesta kosteus- ja lämpötilaolosuhteissa, joilla vältetään erillisen vesifaasin muodostuminen purseeseen. Yleensä tällaiset olosuhteet käsittävät kuiva-anturilämpötiloja väliltä noin 120- noin 180°C ja märkäanturilämpötiloja väliltä noin 60-100°C riittävän pitkän ajan jäämäveden poistamiseksi, joka voisi muodostaa erillisen vesi-faasin lopulliseen kuiturakenteeseen. Vaikkakin muut käsittelyvaiheet voidaan suorittaa ennen jäämäveden poistamista jähmettyneestä purseesta, on välttämätöntä suorittaa jäämäveden poisto ennen kuin valvomatonta tai jännityksetöntä purseen kutistumista on tapahtunut. Tämä vedenpoistovaihe voidaan suorittaa purseella kutistumiseen vapaassa tilassa tai jännityksen alaisena. Jäämäveden poistamisen jälkeen, kuten esitettiin, voidaan sellaiset lisäkäsittelyvaiheet, jotka ovat tavanomaisen käsittelyn mukaisia, suorittaa kuten halutaan.

Keksintöä valaistaan täydellisemmin seuraavilla esimerkeillä, joissa kaikki osat ja prosentit on laskettu painosta, ellei toisin ole ilmoitettu.

Seuraavissa esimerkeissä annetaan värjääntymisvoimakkuus- ja vivahdusmuutosarvot. Nämä arvot saadaan seuraavien menetelmien mukaisesti .

Värjääntymisvoimakkuus

Kuitunäyte värjätään väriaineella Basic Blue^. 0,5 paino-%:lla, laskettuna kuidun painosta, täydelliseen tyhjäksi imeytymiseen. Värjätty näyte kuivataan sitten ilmassa huoneen lämpötilassa ja tehdään sitten heijastussuhdemittaus vertailua vastaan käyttäen Color-Eye?^ laitetta 620 millimikronilla. Vertailunäyte on kaupallinen märkäkeh-rätty akryylikuitu, jolla on sama denieri ja joka on värjätty ja käsitelty samalla tavalla kuin koekuitu. Tulos ilmaistaan heijastus-prosenttina vertailulla saadusta heijastuksesta. Tapauksessa, jolloin koekuidulla on enemmän ontelorakennetta kuin vertailulla, tapahtuu enemmän valon hajaantumista ja värjätty koekuitu osoittaa vähemmän 14 64658 i » kuin 100 %:n heijastusta 620 millimikronissa. Kuitu näyttää myös silmämääräisesti olevan vaaleampi väriltään kuin vertailu.

Vivahdusmuutos 20 g:n näyte karstattua ja puhdistettua kuitua värjätään 0,5 paino-%:lla väriainetta Basic Blue laskettuna kuidun painos ta, kiehuvana, kunnes täydellinen imeytyminen tapahtuu. Yksi osa värjätyistä kuiduista kuivataan ilmassa huoneen lämpötilassa. Toista osaa kuivataan uunissa 149°C:ssa 20 minuuttia. Kummankin näyt- ill) teen heijastumissuhteet saadaan käyttäen Color-Eye^laitetta 620 millimikronissa. Muutos uunikuivatun näytteen heijastumissuhteessa suhteessa ilmakuivatun näytteen heijastumissuhteeseen on vivahdusmuutos .

Esimerkki 1

Polymeeri, jossa oli 89,3 paino-% akryylinitriili-yksiköitä ja 10,7 paino-% metyylimetakrylaatti-yksiköitä, jotka oli valmistettu käyttäen initiaattorina natriumpersulfaatin ja natriummetabi-sulfiitin hapetus-pelkistys-systeemiä, valmistettiin suspensio-polymeroimalla, jolloin saatiin polymeeri, jonka molekyylipaino oli 48 000 (Mk). Polymeerin pääteryhmät sisälsivät riittävästi sul-fonihapporyhmiä antamaan rikkipitoisuudeksi 0,167 paino-%.

82,3 osaa polymeeriä lisättiin 17,7 osaan vettä antamaan yhdistelmä fuusiosulatetta varten. Yhdistelmää kuumennettiin kie-räsuulakepuristimessa antamaan yksifaasinen fuusiosulate, joka suulakepuristettiin kehruusuuttimen läpi, jossa oli 9060 reikää, joista jokaisen läpimitta oli 120 mikronia. Suulakepuristimen sula-tevyöhykkeen lämpötila oli 190°C ja lämpötila poistoaukolla oli 200°C. Tuotatantonopeus oli 27,2 kg/tunti. Suulakepuristus suoritettiin suoraan höyryllä paineistettuun jähmettämisvyöhykkeeseen, jota pidettiin kyllästetyn höyryn paineessa 1,4 aty. Suulakepuris-tustettu tuote venytettiin sen ollessa höyryllä paineistetussa jähmettämisvyöhykkeessä ensimmäisessä vaiheessa suhteella 3,7 ja toisessa vaiheessa suhteella 12,0 suhteessa fuusiosulatteen lineaariseen nopeuteen kehruusuuttimen läpi antamaan kokonaisvenytys-suhteeksi 44,3. Tuotetun kuidun denieri oli 2,4 säiettä kohti. Kuidut jaettiin kolmeen osaan ja käsiteltiin edelleen seuraavasti:

Ensimmäistä osaa käsiteltiin tavanomaisesti vertailutarkoi-tuksia varten. Venytetyt säikeet saatettiin höyrytykseen autoklaa- 15 64658 vissa höyryn paineessa 0,75 aty 15 minuutiksi, jolloin säie oli kutistumiseen vapaassa tilassa. Tapahtui 30 %:n kutistuminen, jolloin saatiin 3,4 denierin säie kuitu. Tämän kuidun värjääntymisvoimak-kuus oli 40 ja vivahdusmuutos 13 kuuma/märkäkäsittelyyn saatettuna.

Toinen erä venytettyjä kuituja kuivattiin kutistumaan vapaassa tilassa kuiva-anturilämpötilassa 150°C ja märkäanturilämpötilas-sa 89°C 20 minuuttia. Säikeitä höyrytettiin sitten autoklaavissa höyrynpaineessa 0,75 aty 15 minuuttia säikeiden ollessa kutistumaan vapaassa tilassa. Tapahtui 30 %:n kutistuminen, mikä antoi 3,4 de-nierin/säie kuidun. Tämän kuidun värjääntymisvoimakkuus oli 62 ja vivahdusmuutos 13.

Venytettyjen säikeiden kolmatta erää ilmastoitiin kutistumaan vapaassa tilassa 150°C:n kuiva-anturilämpötilassa ja 90°C:n märkäanturilämpötilassa 20 minuuttia. Säikeet saatettiin sitten kui-vakuumennukseen 3 minuutiksi 200°C:ssa kutistumaan vapaassa tilassa. Tapahtui 21 %:n kutistuminen, mikä antoi 3,0 denierin/säie kuidun. Tämän kuidun värjääntymisvoimakkuus oli 62 ja vivahdusmuutos 5.

Esimerkki 2 Käytetyn polymeerin molekyylipaino oli 41,000 (Mk) ja se sisälsi :

Monomeeri__'_Paino-%

Akryylinitriiliä 87,0

Metyylimetakrylaattia 2,0

Metakryylinitriiliä 10,0

Akryyliamidometyylipropaanisulfinihappoa 1 ,0 1 osaan polymeeriä lisättiin 18 osaa vettä ja 0,25 osaa sinkkistearaattia voiteluaineeksi. Polymeeri/vesi-seosta käsiteltiin käyttäen kieräsuulakepuristinta ja kehruusuutinta, jossa oli 2 937 reikää, kukin läpimitaltaan 160 mikronia. Sulatteen lämpötila oli 197°C ja lämpötila ulosmenossa oli 171°C. Polymeerisula-tetta suulakepuristettiin nopeudella 16,3 kg/h höyryllä paineistettuun jähmettämisvyöhykkeeseen, joka pidettiin kyllästetyn höyryn paineessa 1,4 aty. Suulakepuristettu tuote venytettiin sen ollessa jähmettämisvyöhykkeessä kahdessa vaiheessa antamaan ensimmäisessä vaiheessa suhteeksi 7,6 ja kokonaisvenytyssuhteeksi 37,1 suhteessa sulatteen lineaariseen nopeuteen kehruusuuttimen läpi, 5 denierin säikeen saamiseksi.

16 64658

Venytettyä säiettä ilmastoitiin kutistumaan vapaassa tilassa 20 minuuttia uunissa, joka pidettiin l50°C:n kuiva-anturiläm-pötilassa ja 90°C:n märkäanturilämpötilasSa. Ilmastoituja kuituja käsiteltiin sitten autoklaavissa höyryn paineessa 0,75 aty 15 minuuttia kutistumaan vapaassa tilassa. Kuidussa tapahtui 23 %:n kutistuminen, jolloin saatiin 7,1 denierin/säie kuitu. Kuidun vär-jääntymisvoimakkuus oli 63 ja vivahdusmuutos 14.

Esimerkki 3

Seurattiin esimerkin 2 menettelyä, lukuunottamatta seuraavaa. Polymeerin molekyylipaino oli 40 000 (Mk) ja sen koostumus oli seu- raava:

Monomeeri__Paino-%

Akryylinitriiliä 87,5

Metyylimetakrylaattia 11,5

Akryyliamidometyylipropaanisulfonihappoa 1,0 86,6 osaan polymeeriä lisättiin 13,4 osaa vettä ja 0,25 osaa glyserolistearaatti-tyyppistä voiteluainetta. Kehruusuuttimessa oli 2937 reikää, kukin läpimitaltaan 120 mikronia, sulatteen lämpötila oli 172°C ja lämpötila ulosmenossa 153°C. Polymeerisulatetta käsiteltiin nopeudella 15,9 kg/h ja venyttäminen tapahtui kahdessa vaiheessa, jolloin venytyssuhde oli 5,5 ensimmäisessä vaiheessa ja yhteensä saavutettiin venytyssuhde 42,9, mikä antoi 3,7 denierin säikeen. Kuitua ilmastoitiin ja käsiteltiin autoklaavissa kuten esimerkissä 2, minkä aikana tapahtui 30 %:n kutistuminen, mikä antoi 5,3 denierin/säie kuidun. Kuidun värjääntymisvoimakkuus oli 72 ja vivahdusmuutos 13.

Esimerkki 4

Seurattiin jälleen esimerkin 2 menettelyä. Polymeerin molekyylipaino oli 49 000 (Mk) ja se oli saatu polymeroimalla akryyli-nitriili ja metyylimetakrylaatti polyvinyylialkoholin läsnäollessa, niin että lopullinen yhdistelmä sisälsi 82,5 osaa akryylinitriiliä, 11,0 osaa metyylimetakrylaattia ja 6,5 osaa polyvinyylialkoholia.

79,5 osaan polymeeriä lisättiin 20,5 osaa vettä ja 0,25 osaa glyserolistearaatti-tyyppistä voiteluainetta. Polymeerisulatteen lämpötila oli 178°C, lämpötila ulosmenoaukolla 161°C. Sulatetta suula-kepuristettiin nopeudella 12,7 kg/h. Kutistamisen kutistussuhde oli 17 64658 ensimmäisessä vaiheessa 3,7 ja yhteensä 34,1, jolloin saatiin 5 denierin säie. Säikeitä ilmastoitiin kuten esimerkissä 2, minkä käsittelyn aikana tapahtui 32 %:n kutistuminen, jolloin saatiin 8,0 denierin säiekuitu. Kuidun värjääntymisvoimakkuus oli 74 ja vivahdusmuutos 5.

Esimerkki 5

Seurattiin jälleen esimerkin 2 menettelyä. Polymeeri valmistettiin jälleen polyvinyylialkoholin läsnäollessa, niin että lopullinen yhdistelmä sisälsi 84,1 osaa akryylinitriiliä, 11,9 osaa metyylimetakrylaattia, 0,5 osaa akryyliamidometyylipropaanisulfo-nihappoa ja 3,5 osaa polyvinyylialkoholia. Polymeerin molekyylipai-no oli 41 900 (Mk). 82 osaan polymeeriyhdistelmään lisättiin 18 osaa vettä ja 0,25 osaa glyserolistearaatti-tyyppistä voiteluainetta. Kehruusuuttimessa oli 2937 reikää, kukin läpimitaltaan 120 mikronia. Polymeerisulatteen lämpötila oli 178°C ja ulosmeno-lämpötila 166°C. Sulatetta suulakepuristettiin 12,7 kg tunnissa. Kutistettaessa oli kutistussuhde ensimmäisessä vaiheessa 3,4 ja kutistussuhde oli yhteensä 18,6, jolloin saatiin 3 denierin säie. Säikeitä ilmastoitiin kuten esimerkissä 4, minkä aikana tapahtui 30 %:n kutistuminen, jolloin saatiin 5 denierin/säie kuitu. Kuidun värjääntymisvoimakkuus oli 81 ja vivahdusmuutos 15.

Esimerkki 6

Esimerkin 5 menettely toistettiin käyttäen samaa polymeeri-yhdistelmää. 84,8 osaan polymeeriyhdistelmää lisättiin 15,2 osaa vettä ja 0,25 osaa glyserolistearaatti-tyyppistä voiteluainetta. Polymeerisulatteen lämpötila oli 175° ja ulosmenolämpötila 162°C. Polymeerisulatetta käsiteltiin nopeudella 15,0 kg/h. Ensimmäisessä kutistusvaiheessa oli suhde 3,4 ja kokonaiskutistumissuhde oli 29,2, jolloin saatiin 3 denierin säie. Säikeitä ilmastoitiin kutistumaan vapaassa tilassa 138°C:n kuiva-anturilämpötilassa ja 74°C:n märkä anturilämpötilassa 20 minuuttia, mitä seurasi käsittely autoklaavissa häyrynpaineessa 0,75 aty 15 minuutin ajan, minkä käsittelyn aikana tapahtui 30 %:n kutistuminen, jolloin saatiin 4,5 denierin/säie kuitu. Kuidun värjääntymisvoimakkuus oli 77 ja vivahdusmuutos 12.

Esimerkki 7

Esimerkin 5 menettely toistettiin jälleen käyttäen samaa polymeeriyhdistelmää. 82,7 osaan polymeeriyhdistelmää lisättiin 18 64658 17,3 osaa vettä ja 0,25 osaa glyserolistearaatti-tyyppistä voiteluainetta. Sulatteen lämpötila oli 175°C ja ulosmenolämpötila 158°C. Sulatetta suulakepuristettiin nopeudella 15,0 kg/h. Ensimmäisen vaiheen kutistussuhde oli 3,2 ja kokonaiskutistussuhde oli 28,6, mikä antoi 3 denierin säikeen. Kuituja ilmastoitiin kuten esimerkissä 5 ja tällaisen prosessin aikana taphtui 30 %:n kutistuminen, jolloin saatiin 5,0 denierin/säie kuitu. Kuidun värjääntyrnisvoimakkuus oli 83 ja vivahdusmuutos 9.

Claims (14)

19 Patenttivaatimus 64658

1. Sulakehrätty akryylinitriilipolymeerikuitu, tunnettu siitä, että sen värjääntymisvoimakkuus on vähintään noin 60 ja vivahdusmuutos on alle noin 15, kun se saatetaan kuuma/märkä-käsittelyyn .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuitu, tunnettu siitä, että värjääntymisvoimakkuus on vähintään noin 70 ja vivahdusmuutos on alle noin 10.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuitu, tunnettu siitä, että akryylinitriilipolymeeri sisältää 89,3 paino-% akryyli-nitriili-yksiköitä ja 10,7 paino-% metyylimetakrylaattiyksiköitä sekä sulfonihappopääteryhmiä, jotka antavat rikkipitoisuudeksi 0,167 oaino-%.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuitu, tunnettu siitä, että akryylinitriilipolymeeri sisältää 87,5 paino-% akryyli-nitriiliä, 11,5 Daino-% metyylimetakrylaattia ja 1,0 paino-% akryyli-amidometyylipropaani-sulfonihappoa.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuitu, tunnettu siitä, että akryylinitriilipolymeeri sisältää 87,6 osaa akryylinit-riiliä, 11,9 osaa metyylimetakrylaattia, 0,5 osaa akryyli-amido-metyylipropaani-sulfonihappoa ja 3,5 osaa polyvinyylialkoholia.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuitu, tunnettu siitä, että akryylinitriilipolymeeri sisältää 89 osaa akryylinitrii-liä, 11,0 osaa metyylimetakrylaattia ja 6,5 osaa polyvinyylialkoholia.

7. Menetelmä patenttivaatimuksen 1 mukaisen akryylinitriili-polymeerikuidun valmistamiseksi, jossa menetelmässä veden ja akryy-linitriilipolymeerin homogeeninen yksifaasinen fuusiosulate suula-kepuristetaan kehruusuuttimen läpi suoraan höyryllä paineistettuun jähmettämisvyöhykkeeseen, joka pidetään kyllästetyn höyryn muodostaman paineen alaisena, jolloin jähmettämisvyöhykkeen lämpötila on 10-45°C alempi kuin polymeeri-vesi-seoksen sulamispiste, ja suula-kepuristetulle tuotteelle suoritetaan orientoiva venytys, tunnettu siitä, että käytettävä akryylinitriilipolymeeri sisältää vähintään 50 paino-% akryylinitriiliä ja 1-10 paino-% hydro-fiilista monomeeriä, jolloin mahdollinen loppuosa koostuu yhdestä tai useammasta akryylinitriilin kanssa polymeroituvasta monomeeris-ta, ja että käytetään polymeeri-vesi-seosta, joka sisältää 10-20 oaino-% vettä ja 80-90 paino-% polymeeriä, ja että kuivataan veny- 20 64658 tetty, suulakepuristettu tuote kuiva-anturi - lämpötilassa 120-180°C ja märkäanturi - lämpötilassa 60-100°C.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että akryylinitriilipolymeerissa on sulfonihappopääteryhmiä riittävästi antamaan rikkipitoisuudeksi 0,167 paino-%.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että akryylinitriilipolymeeri sisältää 87 paino-% akryyli-nitriiliä, 2 paino-% metyylimetakrylaattia, 10 paino-% metakryyli-nitriiliä ja 1 paino-% akryyliamidometyylipropaanisulfonihappoa.

10. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että akryylinitriilipolymeeri sisältää 87,5 paino-% akryy-linitriiliä, 11,5 paino-% metyylimetakrylaattia ja 1,0 paino-% ak-ryyli-amidometyylipropaani-sulfonihappoa.

11. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että akryylinitriilipolymeeri saadaan polymeroimalla 82,5 paino-% akryylinitriiliä ja 11,0 paino-% metyylimetakrylaattia, 6,5 paino-% polyvinyylialkoholin läsnäollessa.

12. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että akryylinitriilipolymeeri saadaan polymeroimalla 84,1 paino-% akryylinitriiliä, 11,9 paino-% metyylimetakrylaattia ja 0,5 paino-% akryyliamidometyylipropaani-sulfonihappoa 3,5 paino-% polyvinyylialkoholin läsnäollessa.

13. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suulakepuristettu tuote venytetään sen ollessa höyryllä paineistetussa jähmettämisvyöhykkeessä venytyssuhteen ollessa vähintään 25 yhdessä tai useammassa vaiheessa.

14. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että prosessihappona käytetään glyserolistearaatti-tyyppis-tä voiteluainetta. 21 64658