DD150765A1 - Verfahren zur herstellung von verbesserten bikomponentfaserstoffen auf acrylnitrilpolymebasis - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Herstellung von verbesserten Bikomponentfaserstoffen auf Acrylnitrilpolymerbasis im Rahmen eines Naszspinnverfahrens aus Loesungen von Acrylnitrilpolymeren oder von solchen enthaltenden Polymermischungen in organischen Polymerloesungsmitteln unter Verwendung waeszriger Faellbaeder. Ziel ist eine verbesserte Nachreckbarkeit und daraus resultierende verbesserte Kraeuselungseigenschaften der Biokomponentfaserstoffe. Es war eine neue Behandlung der Faser in den kontinuierlichen Herstellungsgang des Spinnverfahrens einzugliedern, die die elastischen Eigenschaften der Faser im gewuenschten Sinne zu beeinflussen vermag. Die verstreckten, noch gelfeuchten Bikomponentfaeden werden durch ein Schrumpfbad aus Wasser und dem verwendeten organischen Polymerloesungsmittel bei Temperaturen von mindestens 45 Grad C gefuehrt. Die Behandlungsdauer betraegt maximal 20 s. Die Fasern koennen vor oder nach der Trocknung einer Nachreckung unterzogen werden. Die Erfindung kann bei der Herstellung hochgekraeuselter Bikomponentfaserstoffe auf Acrylbasis angewendet werden.

Description

(72) Tretner, Walter; Peter, Eberhard, Dipl.-ehem.; Hartig, Siegfried, Dr. Dipl.-Chera.; Dunke, Martin; Burghardt, Monika, Dipl.-Ing.; Siegemund, Gerhard, Dr. Dipl.-Chem., DD

(73) siehe (72)

(74) VEB Chemiefaserwerk ,,Friedrich Engels*·, 1832 Premnitz

(54) Verfahren zur Herstellung von verbesserten Bikoraponentfaserstoffen auf Acrylnitrilpolymerbasis

(57) Verfahren zur Herstellung von verbesserten Bikomponentfaserstoffen auf Acrylnitrilpolymerbasis im Rannen eines Naßspinnverfahrens aus Lösungen von Acrylnitrilpolymeren oder von solchen enthaltenden Polymermischungen in organischen Polymerlösungsmitteln unter Verwendung wäßriger Fällbäder. Ziel ist eine verbesserte Nachreckbarkeit und daraus resultierende verbesserte Kräuselungseigenschaften der Bikomponentfaserstoffe. Es war eine neue Behandlung der Faser in den kontinuierlichen Herstellungsgang des Spinnverfahrens einzugliedern, die die elastischen Eigenschaften der Faser im gewünschten Sinne zu beeinflussen vermag. Die verstreckten, noch gelfeuchten Bikomponentfäden werden durch ein Schrumpfbad aus Wasser und dem verwendeten organischen Polymerlösungsmittel bei Temperaturen von mindestens 45 ⁰C geführt. Die Behandlungsdauer beträgt maximal 20 s. Die Fasern können vor oder nach der Trocknung einer Nachreckung unterzogen werden. Die Erfindung kann bei der Herstellung hochgekräuselter Bikomponentfaserstoffe auf Acrylbasis angewendet werden.

7 Seiten

Titel der Erfindung:

Verfahren zur Herstellung von verbesserten Bikomponentfaserstoffen auf Acrylnitrilpolymerbasis

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von im wesentlichen aus Acrylnitrilpolymeren oder -copolymeren bestehenden Bikomponentfaser-Btoffen nach einem Haßspinnverfahren. Die aus organischen Lösungsmitteln ersponnenen Faserstoffe können in bekannter Weise nach dem Seite- an Seite-Typ oder nach dem Matrix-Fibrillen-'fyp (auch als Bikonstituentenfaser bezeichnet) zusammengesetzt sein. Die beiden Komponenten stellen unterschiedlich zusammengesetzte Acrylnitrilpolymere oder -copolymere mit einem Anteil von mindestens 50 Masse-$, vorzugsweise mindestens 35 Masse-Ja Acryliiitrileinheiten im Polymermolekül dar. Eine oder beide Komponenten können auch Polymermischungen darstellen, die neben einem über-

'-' wiegenden Anteil eines Acrylnitrilpolymeren oder -copolymeren ein Polymeres anderer Art, wie beispielsweise Polyvinylacetat, Polyurethan und dgl. m. enthält.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, die Kräuselungseigenschaften von Acrylfaserstoffen da- _Oq durch zu verbessern, daß man Bikomponentfäden aus zwei Komponenten mit unterschiedlichexa Schrumpfvermögen erspinnt. Die "Selbstkräuselung" deraritiger Faserstoffe wird durch eine abschließende hydrotherrnische Behandlung ausgelöst.

Zur Verstärkung des durch hydrothermische Behandlung auslösbaren Kräuseleffektes werden die Bikomponentfäden verschiedentlich noch einer

Nachreckung in getrockneten Zustand unterzogen. Voraussetzung für eine gute Nachreckbarkeit sind gute elastische Eigenschaften der Faser, wie sie unter anderem durch ^Relaxation der durch Verstreckung orientierten Fäden unter hydrothermischen Bedingungen erzielt werden. So ist es aus ^q der DE-OS 2 403 420 bekannt, verstreckte Bikomponentfäden in heißem Wasser oder in Dampf zu relaxieren, anschließend zu trocknen und dann .der Hacareckung zuzuführen.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, Acrylfaserstoffe mit verstärktem wollähnlichein Charakter zur Verfügung zu stellen, die sich durch eine verbesserte Kräuselung und eine erhöhte Kräuselungsbeständigkeit auszeichnen. Die Kräuselung soll dabei durch kurzzeitige nachträgliche hydrothermische Behandlung unter relativ milden Bedingungen in vollem Umfange ausgelöst v/erden können.

Barlepurif; des V/esens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Behandlung der Acrylfaser zu finden, die bei Einbau in den kontinuierlichen Herstellungsgang der Bikomponentfaser deren elastische Eigenschaften in dem Sinne zu verbessern vermag, daß sie leicht nachreckbar ist*und bei anschließenden hydrothermischen Behandlungen im Bereich von 100 ⁰C eine starke und beständige Kräuselung ausbildet.

Erfindung sgeiaäß werden naßersponnene Bikomponentfaserstoffe aus Acrylnitrilpolyraeren oder -copolymeren und/oder Acrylnitrilpolymere oder -copolymere enthaltenden Polymermischungen nach ihrer Koagulation im wäßrigen Fällbad und nach ihrer Verstreckung noch im gelfeuchten Zustand durch ein Schrumpfbad geführt, das aus V/asser und einem organischen Polymerlösungsmittel zusammengesetzt ist und das eine Temperatur von mindestens 45 C aufweist.

Als Spinnlösmigsmittel v/erden organische Polymerlösungsmittel verwendet, wie Dimethylformamid, Dimethylacetamid oder Dimethylsulfoxid. Die Srspinnung der Faserstoffe erfolgt nach bekannten Ilaßspinnverfahren, bei denen die Polymerlösungskomponenten durch geeignete Bücomponent-Spinndüsen in wasserhaltige Koagulationsbäder gespritzt werden. Die nach den Seitean Seite-Typ oder dem Katrix-Pibrillen-Typ zusammengesetzten Fäden werden in bekannter Weise in einer oder mehreren Stufen an eier Luft und/ oder in wäßrigen Bädern verstreckt. Das Gesamtreckverhältnis beträgt dabei in der llegcl etwa, 1:3 bis 1 : 10, vorzugsweise 1 : 5 bis 1 : 7.

Die erf indurig-gemäße Behandlung kann vor oder nach dem V/aschon der vorstreckten Fäden durchgeführt werden. Hierbei werden die verctreckten,

noch gelfcuchten Fäden durch ein Schrumpfbad geführt, das aus Wasser und dem für das Naßspinnverfahren verwendeten organischen Polymerlösungsmittel besteht. Die Konzentration des organischen Lösungsmittels im Bad beträgt 10 bis 90 blasse-^, vorzugsweise 55 bis 75 blasse-^. Das Bad wird auf einer Temperatur von mindestens 45 °C gehalten. Sie beträgt vorzugsweise 70 bis 100 C und kann bis zur Kochtemperatur der Badflüssigkeit angehoben werden. Die Länge des Bades bzw. die von den Fäden innerhalb des Bades zu passierende Strecke wird so bemessen, daß die Verweilzeit der Fäden im Bad maximal 20 s beträgt. Im allgemeinen sind Verweilzeiten von 1 bis 10 s ausreichend, abhängig von der angewandten Badtemperatur.

Außer durch Einstellung der Badkonzentration, der Badtemperatur und der Verweilseit kann die Höhe der eintretenden Schrumpfung durch das Verhältnis der Umdrehungsgeschwindigkeiten von Einlauf- und Abzugsaggrega/t gesteuert v/erden. Durch die Voreilung des Einlauf aggregates, die Im Bereich von etwa 10 bis 150 /S gegenüber dem Abzugsaggregat variiert wird, kann die erzielte Schrumpfung sehr genau vorgegeben werden.

Im Anschluß an die Schrumpfbehandlung werden die Fäden gewaschen und getrocknet und können v/eiteren bekannten ITachbehandlungsoperationen unterworfen werden. Insbesondere können die Fäden vor oder nach den Trocknen einer Nachreckung unter bekannten Bedingungen unterzogen v/erden.

Durch die erjfindungsgenäße Behandlung tritt eine schnelle Strukturdeformierung der bereits verstreckten Gelfäden ein, wodurch sich diese ausgezeichnet für die Nachreckung vor oder nach der Trocknung eignen. Die entsprechend behandelten Bikomponentfasern bilden bei anschließender hydrothennischer Auslösung des Schrumpfes eine verstärkte Kräuselung bei verbesserter Kräuselungsstabilität aus und sind für die Herstellung von Textilien mit wollähnlichem Griff hervorragend geeignet.

Ausführung bei spiel

Eine Spinnlösung eines Polymeren aus 93»5 Masse-$ Acrylnitril, 5_f6 Masse-^ Kethylacrylat und 0,9 Hasse-¹/« Hatriumallylsulfonat in Dimethylformamid rait einein Polymergehalt von 22 ^c/j und eine zweite Spinnlösung

-ч-

eines Polymeren aus 88,6 Masse-iS Acrylnitril, 10,8 blasse-^ Llethylacrylat und 0,6 Uasse-fj Hatriumallylsulfonat in Dimethylformamid mit einem Polymergehalt von 22,3 f» werden gemeinsam durch eine 600-Lochdüse zu einer Bikomponentfaser vom m/f-Typ mit der Feinheit 0,34 tex versponnen. Die Erspinnimg erfolgt mit Hilfe einer in der DD-PS 120 885 beschriebenen Mischvorrichtung. Das Koagulationsbad besteht aus 50 ^c;o Dimethylformamid und 50 ^c/o Wasser und wird auf 25 C temperiert. Die Paden werden von einem V/alzenpaar mit einer Geschwindigkeit von 7 m/min abgezogen und in swei nachfolgenden, aus 50 % Dimethylformamid und 50 £> Wasser bestehenden Bädern bei einer Badtemperatür von 100 G um das 6,5fache ihrer Länge verstreckt. Das Heckverhältnis beträgt im ersten Bad 1 : 5, im zweiten 1 : 1,3· Das verstreckte Fadenkabel wird anschließend durch ein Schrumpf bad aus 60 # Dimethylformamid und 40 ^c/o Wasser geführt. Die Temperatur des Bades beträgt 9ß C, die Verweil seit des Kabels beträgt 3 s. Die Kabelspannung wird mit Hilfe der Abzugswalzen so eingestellt, daß das Kabel das Schrumpfbad gerade ohne Schlaufenbildung passiert. Das Kabel wird in anschließenden Bädern lösungsmittelfrei gewaschen, in üblicher Weise präpariert und getrocknet.

ITach der Trocknung v/erden die Fäden über einem Bügeleisen bei einer Temperatur von 150 G auf das 2,2fache ihrer bange nachgereckt und dann auf 100 mm lange Stapel geschnitten. Diese werden in einer offenen Dampfatmosphäre 2 min bei 100 G behandelt und bei 50 C nachgetrocknet, Die Pasern zeigen eine wolleähnliche Kräuselung von 12 Bogen/cm, eine Entkräuselung von 23 fo und eine Kräuselungsbeständigkeit von 64 £. Vergleichsweise wurde die gleiche Paser unter sonst gleichen Bedingungen durch die Bandstraße gesogen und behandelt, wobei an Stelle des erfindungsgemäßen Schrumpfbades ein kochendes Wasserbad eingeschaltet wurde.

K-^e hierbei erhaltene Paser besitzt eine Kräuselung von 6 Bogen/cm, eine Entkräuselimg von 12 ^c/o und eine Kräuselungsbeständigkeit von 58 ^C,O.

Claims (7)

1. -S-

   Brfindun^sanspruch

   1. Verfahren zur Herstellung von verbesserten Bikoniponentfaserstoffen

   auf Acrylnitrilpolymerbasis durch Raßspinnen von Lösungen von PoIy-шегеп oder Copolymeren des Acrylnitrils und/oder von Acrylnitrilpolymere oder -copolymere enthaltenden Polymermischungen in organischen Polyrnerlb'sungsmitteln in wäßrige Fällbäder und anschließendes Verstrecken, Waschen, Relaxieren und Trocknen der erhaltenen Fäden, gekennzeichnet dadurch, daß die Päden nach ihrer Verstreckung im gelfeuchten Zustand durch ein Schrumpfbad geführt werden, welches aus einem Gemisch von Wasser und dem zur Fasererspinnung verwendeten organischen Polymeriösungsmittel besteht und das auf eine Temperatur von mindestens 45 C eingestellt wird.
2. 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Fäden nach HO ihrer Verstreckung durch ein Schrumpf bad aus 10 bis 90 blasse-^ Wasser und 10 bis 90 Masse-/» des sur Fasererspinnung verwendeten organischen Polymerlösungsmittels bei einer Badtemperatur von 45 C bis zur Hochtemperatur der Badflüssigkeit und mit einer Verweilzeit von 1 bis 20 s geführt v/erden.

   3· Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Fäden nach ihrer Verstreckung durch ein Schrumpf bad aus 10 bis 90 blasse-/* Wasser und 10 bis 90 Kasse-'# Dimethylformamid bei einer Badtemperatur von 45 C bis zur Kochtemperatur der Badflüssigkeit und mit einer Verweilzeit von 1 bis 20 s geführt v/erden.

   4· Verfahren nach Punkt 1 bis 3» gekennzeichnet dadurch, daß die Fäden nach ihrer Verstreckung durch ein Schrumpf bad aus 25 bis 45 I<lasse-/S Wasser und 55 bis 75 Masse-/» Dimethylformamid bei einer Badtemperatur von 70 C bis zur Kochteiaperatur der Badflüssigkeit und mit einer Verweilzeit von 1 bis 10 s geführt werden.

   ^* Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Fäden unmittelbar im Anschluß an ihre in einer oder mehreren Stufen erfolgten Verstreclcung durch das Schrumpf bad geführt, anschließend mit Wasser gewaschen und getrocknet werden.
3. 6. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Päden nach ihrer in einer oder mehreren Stufen erfolgten VerStreckung zunächst gewaschen, dann durch das Schrumpfbad geführt und abschliessend nochmals gewaschen und dann getrocknet v/erden.
4. 7. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die verstreckten Fäden spannungslos durch das Schrunpfbad geführt werden.
5. 8. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Höhe des Schrumpfes der Päden im Schrumpfbad durch Einstellen dei* Umdrehungsgeschwindigkeiten des Einlauf- und Abzugsaggregates gesteuert wird.
6. 9. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die ausgeschrumpften Päden vor der Trocknung einer Kachreckung unterworfen werden.
7. 10. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die ausge-EChrumpften Päden nach ihrer Trocknung einer Hachreckung unterworfen v/erden.