DE2009708C3 - Naßspinnverfahren zur Herstellung von Fäden aus einer Spinnlösung von Acrylnitrilmischpolyrnerisaten - Google Patents

Description

55

M- 417 < X

^ 100 log Y + 5 M - 434

erfülU, worin M der Gehalt an gebundenem Acryl- „ nitril in Gewichtsprozent des AcrylnitrHrnisch-Polymerisats und Y die Schrumpfung in Prozent 5er Länge bedeutet, wobei der Wert von, r inner halb des Bereiches von 15 bis 45./„ hegt, kont. nuierhch entspannt. .._iA , ν „„

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Aquagel-Faden-Maler.al be, einer Stufe, die nicht nach der Trocknungsstufe

SATSS ΪΑ

von Acrylnitrilmischpolymerisaten mit einem Gehalt ^von oc üc QS Gewichtsprozent an gebundenem U Pol^rStn^olekül in einer wäßrigen Lösung von Zinkchlorid oder einer *°?~=„,„.„„ _von Zinkchlorid mit einer geringen balzmise e^^ _{odef Erdalka}i_ichlorids, wobei die ¹^"* _Salzkonzentration des wäßrigen Lösungsge««» weniger als 54 Gewichtsprozent beträgt. ^ml"^ei? - _Naßspinnverfahren zur Herstellung von "lnitrilDolymerisatfäden, insbesondere unter Ver-Acryin ν , _wäßrigen) Polyacrylnitril auflösenden

™""^fc _na_Smittels allgemein bekannt, bei welchem ^ * _von Acrylnitrilpolymerisat in dem

^osungsmittel durch eine Spinndüse in _ieTbad_ _bestehend aus einer das nicht lösenden Zusammensetzung von 7^ Lösungsmittel, gesponnen wird, die ge-

d-ir1 gieren |_{äden mit Wasser} gewaschen und

sponnenen ge. _{n Fä(Jen dner Nac}hbehand-

die 8^^as™ _f ^_{erden< die im} allgemeinen mehrere lung,un«rworfen ^ Heißstrecken, Heiß^Be™"„' 'l^S _Aufbrineen einer Emulsion eines ober- ^^ntsP^annen' _MiUef Kräuseln und Trocknen. Es ^™™™^™^ bekannt, daß die Eigenschaften war »"ner auge _NaBspinnprodukte wesentlich

oder die ^uai J _{und Arbeitsbe}dingungen der

von.derι Arte« _{sdbst wenn die glcichen}

Nac;^h~^ha"?'^ung _dje ~ _vaschcn wurden, verwendet gelierten 1 aden, a.e y

*^e™^e"· . Verfahren zum Verspinnen von

** "t je „ 1 seinen Copolymere,! oder

™\^_v Jerisaten bekannt (vgl. CH-PS 3 03 233), ^'sa x ymensaten beKa ^ _ffihrt

be welchem erne me * _{dem frjschgcspon}.

w,d,wöbe, d.e er t ^ ^ _Nachverstrek.

"^e"^en ^^e"^fi des Fadens vorgenommen XJrd dabei eine Verstreckung _{jedoch nicht meh}r als 300%, t' Faden wird in der ersten Stufe

_befreit, _das wieder zurück- ^^ g^^ ^_{kannlen Verfahren}

handelt es sich jedoch nicht um ein Naßspinnverfahren, sondern um ein Trockenspinnverfahren. Das zwei- ~^^_{εη wird} angewendet, um die Gefahr von

Fadenbruch^^^^^S^and^Γ

^sof°^rtlgⁿ _f ™^a _c^^lg _Verfahren zur Herstellung von Es '^ ^fe™« ^c·" ver.a

Po.yac^,tnjj^ bAannt^,^„„,,^ _und wooe^e^ P^ _{po]yacrylnitri| besteht( in ein} W.sser

„_nH Äthvlencarbonat enthaltendes Fällbad gesponnen ^{und A}^X"^C^ _d^ _Fällflüssigkeit verlassenden, etwa *'^rd« *°^^d^X_ht™ „t Äthylencarbonat ent-7 ^'^^Ε' de? Luft bei einer Temperatur

al_k;i»gl,kol. Pol>alk»lpol,.mmd«n«.ttn und einer Mischung von Polyo<yä.h,l_cnalk»l«ther mit Fern«

e brtannl

ΡοΙ,-α,Ιηί.πΙ-

^werden·

Schließlich war es allgemein bekannt, daß bei der Herstellung eines schrumpffähigen Acryigarnes die

reichender Spannung rasch gekühlt werden, um keine getrocknete fadenartige Material in einem heißen Entspannung vor dem Schneiden der Fäden und dem wäßrigen Medium auf eine Länge von dem 4- bis Spinnen der Stapelfasern zu Garn hervorzurufen. Die 8fachen seiner Länge, di~ es unmittelbar vor der BeFäden haben dann ein solches Schrumpfvermögen, handlung in dem heißen wäßrigen Medium aufweist, daß sie auf ihre ursprüngliche Länge vor dem Heiß- 5 kontinuierlich streckt, und das so erhaltene gestreckte strecken geschrumpft werden, wenn sie mit Wasser- fadenartige Material unter einer Spannung von wedampf oder heißem Wasser in einem frei entspannten nigstens 2 mg/den in im wesentlichen gesättigtem Zustand in Berührung gelangen. Hierbei hängt der Wasserdampf bei einer Temperatur von X⁰C zwischen Prozentsatz an Schrumpfung in Wasserdampf oder 100 bis 160°C und innerhalb eines Bereiches, der die heißem Wasser des hergestellten schrumpffähigen io folgende Bedingung
Garnes bzw. der schrumpffähigen Fäden hauptsächlich

von dem Grad der Heißstreckung ab. Jedoch neigen 55 log Y + 5 M — 417 ^ X ΐί 100 log Y + 5 M — 434 die für das schrumpffähige Garn als Ausgangsmaterial

verwendeten Fäden, die der genannten Trockenstreck- erfüllt, worin M der Gehalt an gebundenem Acrylbehandlung unterworfen worden waren, zu einem 15 nitril in Gewichtsprozent des Acrylnitrilmischpoly-Brüchigvverden, und außerdem wird deren Knoten- merisats und Y die Schrumpfung in Prozent der Länge festigkeit und Dehnung mit zuneh.nendem Grad der bedeutet, wobei der Wert von Y innerhalb des Be-Heißverstreckung verschlechtert, wobei die Brüchig- reiches von 15 bis 45 % Hegt, kontinuierlich entspannt. keit und die geringe Knotenfestigkeit und Dehnung Die Transparenz, die einen charakteristischen Parader Faser zu einer wesentlichen Störung beim Ver- so meter bei dem Verfahren gemäß der Erfindung darspinnen und zu Garn von schlechter Qualität führt. stellt, wird praktisch in der Weise bestimmt, daß

Bei der Nachbehandlung von gesponnenen gelierten 80 mg der Stapelfasern in eine transparente Glas- oder Acrylpolymerisatfäden gibt es Arbeitsweisen, bei wel- Quarzzelle für die Bestimmung der Lichtabsorption chen der Entspannungsvorgang in einem überhitzten von flüssigen Proben eingebracht werden, wobei die Wasserdampf oder in Luft bei hohen Temperaturen 25 Lichtwegstrecke zwischen den beiden parallelen Innenoberhalb 180 bis 200°C ausgeführt wird. Diese Ar- wänden der Zelle so ausgebildet ist, daß sie genau eine beitsweise kann in ihrer Durchführung einfach sein, Länge von 20 mm aufweist. Nach Zugabe von 15 ml sie führt jedoch zur Erzeugung von Faden produkten der homogenen flüssigen Mischung wird langsam mit einem schlechten Weißgrad auf Grund der Hitze- gerührt, um eine homogene Suspension der Stapelverfärbung, so daß ein Entspannen in gesättigtem 30 faserprobe in der flüssigen Mischung ohne Erzeugung Wasserdampf oder in einer wäßrigen Flüssigkeit bei von irgendwelchem Luftschaum zu bilden. Der Unter-Temperaturen, die beträchtlich unterhalb 180°C schied im Lichtdurchgang zwischen der Suspensionsliegen, und vorzugsweise niedriger als 160"C sind, für probe und der homogenen flüssigen Mischung selbst die Erzielung von weißen Produkten zweckmäßig und wird gemessen. Der Lichtdurchgang durch die Suspenvorteilhaft ist. Andererseits besteht bei einem Naß- 35 sion relativ zu dem Lichtdurchgang durch die homoentspannungsverfahren in gesättigtem Wasserdampf gene Flüssigkeit, ausgedrückt in Prozent, ist als die oder in einer wäßrigen Flüssigkeit unter einem be- Transparenz des Fadenmaterials definiert.
trächtlich über atmosphärischem Druck liegenden Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ist es mög-Druck die Gefahr einer unerwünschten Entglasung der lieh, trotz der Anwendung einer Naßentspannungs-Acrylpolymerisalfäden, insbesondere beim Naßspinn- 40 behandlung in im wesentlichen gesättigtem Wasserverfahren von Acrylnitrilpolymerisatfäden aus einer dampf von oberhalb 100⁰C auf die naßgesponnenen wäßrigen anorganischen Salzlösung in ein wäßriges fadenartigen Materialien die Entglasung derselben zu Koagulierbad. vermeiden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, Fäden, die Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ist fol-

nach dem eingangs beschriebenen Verfahren erhalten 45 gcndes von Bedeutung:

werden, so zu verbessern, daß sie eine ausgezeichnete (a) Die Streckbehandlung besteht aus zwei unab-Knotenfestigkeit und Knotendehnung, und eine ge- hängigen Stufen. Die erste Streckbehandlung des ringere Sprödigkeil, einen verbesserten Weißgrad fadenartigen Aquagelmaterials wird in Wasser während sowie keinerlei Entglasung aufweisen und zur Her- oder nachdem das Material von dem restlichen Salz stellung von schrumpffähigen Fasern bzw. Garnen 50 im wesentlichen freigewaschen wird bzw. ist, durchgeeignet sind. geführt. Die zweite Streckbehandlung wird in einem

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man das heißen wäßrigen Medium nach dem Trocknen des aus dem wäßrigen Koagulierbad erhaltene Aquagel- Aquagelmaterials angewendet. Die Trocknung des Faden-Material in Wasser auf eine Länge von dem Aquagel-Fadenmaterials zwischen der ersten und der 1,5- bis 4fachen seiner Länge, die es nach dem Ver- 55 zweiten Streckbchandlung ist bei dem Verfahren gemäß lassen des Koagulierbades besitzt, streckt, das ge- der Erfindung von wesentlicher Bedeutung,
streckte Aquagel-Faden-Material auf einen Wasser- (b) Es ist wichtig, in der Trocknungsstufe den gehalt von weniger als 5 Gewichtsprozent, bezogen Wassergehalt des getrockneten fadenartigen Materials auf das Trockengewicht des Fadens, und auf eine auf weniger als 5 Gewichtsprozent und die TransTransparenz von wenigstens 70% kontinuierlich 60 parenz auf nicht weniger als 70% zu regeln, damit das trocknet, wobei die Transparenz unter Verwendung fadenartige Material keinerlei Entglasung aufweist,
von 80 mg Stapelfasern von einer Länge von 15 mm (c) Die Entspannung des fadenartigen Materials, in 15 ml einer homogenen flüssigen Mischung von das getrocknet und in einem heißen wäßrigen Medium 72 Gewichtsprozent flüssigem Paraffin und 28 Ge- gestreckt worden war, wird kontinuierlich in im wewichtsprozent ix-Bromnaphthalin in einer Zelle mit 65 scntlichen gesättigtem Wasserdampf bei oder oberhalb einer Lichtwegstrecke von 20 mm relativ zu der ge- 100⁰C unter einer Spannung von wenigstens 2 mg/den nannten homogenen flüssigen Mischung mit Licht des fadenartigen Materials ausgeführt. Gewöhnlich einer Wellenlänge von 610 ΐημ bestimmt wird, das kann ein gestrecktes Fadenmaterial mit abnehmender

Spannung, die auf das Fadenmaterial angelegt wird, Koagulierbad abgezogen, mit Wasser von dem rest insbesondere bei einer Spannung von im wesentlichen liehen Salz im wesentlichen freigewaschen und ir gleich Null, leichter entspannt werden. Jedoch erwies Wasser auf eine Länge von dem 1,5- bis 4fachen seinei sich bei einer kontinuierlichen Entspannungsbehand- ungestreckten Länge gestreckt. Dieses Strecken kanr lung, bei welcher ein fadenartiges Material durch ein 5 auch während des Waschens ausgeführt werden und Medium von gesättigtem überatmosphärischem Druck kann auch in mehreren Stufen erfolgen, während dieses geführt wird, die praktische Ausführung der Entspan- durch eine Reihe von Waschbädern geführt wird. Das nung häufig als schwierig, wenn die angelegte Span- Verstreckverhältnis, nämlich 1,5- bis 4fach, dieser nung niedriger als etwa 2 mg/den war. Eine sehr ersten Streckung wird als äquivalent mit dem Geschwache Spannung von weniger als 2 mg/den führte io schwindigkeitsverhältnis des fadenartigen Materials zu einem instabilen Entspannungsvorgang oder zur unmittelbar vor dem Trocknen zu demjenigen unErzeugung eines fadenartigen Materials von schlechter mittelbar nach dem Abziehen aus dem Koagulierbad Qualität. Ferner ist die Temperatur des gesättigten definiert. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ist Wasserdampfmediums bei der kontinuierlichen Ent- es nicht erwünscht, diese erste Streckung außerhalb spannung in einem Bereich zu halten, der von dem 15 des angegebenen Bereiches von dem 1,5- bis 4fachen Prozentsatz des Gehalts an gebundenem Acrylnitril auszuführen. Im Falle eines Streckausmaßes von des zu entspannenden Fadenmaterials abhängt, um weniger als 1,5 ist das gestreckte Aquagelfadenmaterial die vorstehend genannten Zwecke gemäß der Erfindung im wesentlichen schlecht hinsichtlich seiner Festigkeit zu erzielen. Der Wasserdampftemperaturbereich wurde und neigt zu einem teilweisen Abbrechen während vorstehend angegeben und ist außerdem in der Zeich- *"> seiner Nachbehandlung. Wenn das Streckausmaß das nung in F i g. 1 dargestellt. 4fache übersteigt, ist das sich ergebende Produkt hin-(d) Das Verfahren gemäß der Erfindung ist durch ' sichtlich seiner Fähigkeit zur Herstellung eines die Kombination der vorstehend beschriebenen Ar- schrumpffähigen Faser- oder Garnmaterials von guter beitsweisen und Behandlungen (a) bis (c) gekennzeich- Qualität nicht geeignet.

net, wobei die Wirkungen bei der praktischen Aus- «5 Das Aquagelfadenmaterial wird nach dem Waschen führung des Verfahrens erhöht werden, wenn man das und Strecken im Wasser einer Trocknung unterworfen, gewaschene gestreckte Aquagelfadenmaterial unmittel- Dieses Trocknen erfolgt bei dem Verfahren gemäß der bar vor dem Trocknen in innige Berührung mit einer Erfindung in der Weise, daß der Wassergehalt des sich wäßrigen Emulsion irgendeines oberflächenaktiven ergebenden Fadenmaterials niedriger als 5 Gewichts-Mittels, wie nachstehend angegeben, gebracht wird. 3° prozent, vorzugsweise niedriger als 3 Gewichtsprozent, Es wird daher nur für die Gesamtheit der im An- ist und die Transparenz nicht geringer als 70% und spruch 1 angeführten Verfahrensschritte und nicht für vorzugsweise oberhalb 80% ist. Die Definition der Einzelmerkmale oder Teilkombinationen Schutz be- Transparenz eines Fadenmaterials wurde vorstehend gehrt. gegeben. Bei der Herstellung eines Fadenmaterials, das Das bei der praktischen Ausführung des Verfahrens 35 eine bestimmte Menge einer unlöslichen Substanz, beigemäß der Erfindung verwendete Acrylnitrilmisch- spielsweise eines Mattierungsmittels, eines gefärbten polymerisat kann irgendeines der allgemein bekannten Pigments oder eines Farbstoffes, enthält, wird die faserbildenden Mischpolymerisate sein, das in dem Transparenz als äquivalent zu derjenigen eines faden-Polymerisatmoleküi 85 bis 95 Gewichtsprozent Acryl- artigen Materials angenommen, das ohne einen dernitril mit wenigstens einem anderen äthylenisch unge- 40 artigen Zusatz hergestellt wird. Gemäß der Erfindung sättigten Monomeren, das mit Acrylnitril mischpoly- wurde festgestellt, daß beim Trocknen von Acrylmerisierbar ist, polymerisiert enthält. Eine Mischung aquagelfäden keine einfache zahlenmäßige Beziehung von wenigstens zwei Arten der vorstehend genannten zwischen dem Wassergehalt und der Transparenz der Mischpolymerisate kann ebenfalls zur Anwendung sich ergebenden getrockneten Fäden besteht. Wenn gelangen. 45 z. B. Acrylaquagelfäden sehr langsam bei mäßiger Das bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ver- Temperatur unterhalb etwa 70⁰C getrocknet werden, wendete Polyacrylnitril auflösende Lösungsmittel be- bis sie einen Wassergehalt von weniger als 5% besteht aus einer wäßrigen konzentrierten Lösung von sitzen, sind die sich ergebenden Fäden häufig undurch-Zinkchlorid oder von einer Salzmischung von Zink- sichtig, und deren Transparenz kann 70% nicht erchlorid mit einer geringeren Menge eines Alkali- oder 50 reichen. Wenn sie andererseits rasch bei einer ver-Erdalkalichlorids, wobei die Gesamtsalzkonzentration hältnismäßig hohen Temperatur von oberhalb etwa des wäßrigen Lösungsmittels auf nicht weniger als 120 bis 130⁰C getrocknet werden, ist deren Trans-54 Gewichtsprozent, vorzugsweise nicht weniger als parenz nach Trocknung bis auf einen Wassergehalt 57 Gewichtsprozent, geregelt wird. Die zu verwen- von unterhalb 5 Gewichtsprozent stets höher als 70 %. dende Spinnlösung wird hergestellt, indem man ein 55 Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung werden die Pulver eines Acrylnitrilmischpolymerisats in dem ge- Aquagelfadenmaterialien vorzugsweise bei einer Temnannten Lösungsmittel auflöst oder indem man Acryl- peratur zwischen etwa 100 und 160⁰C während einer riitril mit wenigstens einem anderen äthylenisch unge- Zeitdauer zwischen etwa 5 und 30 min getrocknet, sättigten Monomeren in dem genannten Lösungsmittel und das Beibehalten der vorstehend angegebenen Belomogen polymerisiert. 6° dingungen bei dem Trocknungsarbeitsgang ist für die Bei der praktischen Ausführung des Verfahrens Herstellung von Acrylfadenmaterialien, die keinerlei jemäß der Erfindung wird ein fadenartiges Aquagel- Entglasung aufweisen und eine verringerte Sprödigkeit naterial eines Acrylnitrilmischpolymerisats durch beim Heißverstrecken besitzen, sehr wichtig,
slaßspinnen der Spinnlösung durch wenigstens eine Das fadenartige Material, das nach dem Verfahren !pinndüse in ein wäßriges Koagulierbad, bestehend 65 gemäß der Erfindung, wie vorstehend beschrieben, in Lus einer das Polymerisat nicht auflösenden Zu- Wasser gestreckt und getrocknet wurde, wird dann ammensetzung des gleichen Salzbestandteils, herge- der zweiten Streckung in einem heißen wäßrigen Metellt. Das fadenartige Aquagelmaterial wird aus dem dium, nämlich in heißem Wasser oder Wasserdampf,

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unterworfen. Dieses Strecken soll sich auf das 4- bis weiteren Schlitz oder Satz von Abdichtungsrollen für Sfache der Länge des Fadenmaterials unmittelbar das Herausziehen des entspannten Materials aus der nach dem Trocknen belaufen. Das Strecken kann in Kammer. Ein Druckrohr- oder -schlauch, worin ein mehreren aufeinanderfolgenden Stufen ausgeführt Satz von Rollen für das Führen der Fäden vorgesehen werden; beispielsweise werden die getrockneten Fäden 5 ist und dessen beide Enden jeweils mit einer Labyrinthin heißem Wasser bei etwa 95^UC auf das 2fache ihrer abdichtung versehen sind, ist in vorteilhafter Weise Ausgangslänge und in im wesentlichen gesättigtem zusammen mit zwei Sätzen von Antriebsrollen, die in Wasserdampf bei 115^tJC aui das 3,5fache der Länge Nähe von jedem Ende der Schütze angeordnet sind, der in heißem Wasser gestreckten Fäden erneut ge- anwendbar.

streckt Bei der praktischen Ausführung des Ver- io Bei der praktischen Ausführung des Verfahrens fahrens gemäß der Erfindung wird es auch bevorzugt, gemäß der Erfindung können beliebige Entspannungsdaß das gesamte Strecken, bestehend aus der genannten vorrichtungen zur Anwendung gelangen, wobei jedoch ersten Streckung in Wasser und der genannten zweiten die Spannung des fadenartigen Materials, das entStreckung in einem heißen wäßrigen Medium, sich auf spannt werden soll, bei wenigstens 2 mg/den während wenigstens das lOfachc der Länge der Aquagelfaden- 15 ihrer kontinuierlichen Entspannung unabhängig von materialien unmittelbar vor dem genannten ersten der Art der Entspannungsvorrichlung gehalten wird, Strecken beläuft ^{um ein} fadenartiges Produkt von konstanten physika-Das der zweiten Streckung unterworfene Faden- lischen Eigenschaften und einer gleichförmigen Gematcrial wird in im wesentlichen gesättigtem Wasser- stall (d. h. ohne jede Unregelmäßigkeit) in den e.ndampf kontinuierlich entspannt. Dabei ist es wesent- 20 zelnen Faden zu erhalten.

lieh das genannte Fadenmaterial unter einer Kombi- Es wurde gefunden, daß die Entspannungsneigung nation von solchen Bedingungen, wie vorstehend be- eines Acrylfadenmaterials nicht nur von seiner Herschrieben zu entspannen um ein zufriedenstellendes stellungsweise bis unmittelbar vor seiner Entspannung, Acrylfadenmaterial herzustellen. Dabei wird die Ent- beispielsweise von den Spinn-, Wasch-, Trocknungsspannungsbehandlung ausgeführt, indem man die auf 25 und Heißstreckbedingungen, abhängt, sondern auch das getrocknete heißverstreckte Fadenmaterial auf- erheblich von seiner chemischen Zusammensetzung, gebrachte Spannung bei 2 mg/den oder darüber wäh- Es ist ferner, zumindest qualitativ, ersichtlich daß die rend des Entspannen beibehält und die Temperatur Entspannungsneigung mit einer Erhöhung der Ent- X "Q des im wesentlichen gesättigten Wasserdampfes Spannungstemperatur beachtlich wird. Die Beschranin dem Bereich der den vorstehend angegebenen Be- 3° kungsbedingung mit Bezug auf die Entspannungsgrenzungszustand in Übereinstimmung mit dem Ge- temperatur, die gemäß der Erfindung getunden wurde, halt an gebundenem Acrylnitril M % des Mischpoly- wird nachstehend an Hand der Zeichnung naher ermerisatfadenmaterials und dem Prozentsatz an Ent- läutert. .

spannung Y erfüllt hält F'g-1 ze'gt ·" graphischer Darstellung den ge-

Bei dem Verfahren zur Herstellung von Acrylfasern 35 samten Bereich der Bedingungen der Entspannung bei

war es allgemein bekannt, daß eine Heißverfestigungs- der praktischen Ausfuhrung des Verfahrens gemäß der

und Heißentspannungsbehandlung nach dem Heiß- Erfindung; die

verstrecken erforderlich ist, um die Eigenschaften der F, g. 2 bis 6 zeigen in graphischer Darstellung die Produktfasern zu verbessern. Untersuchungen zeigten Bedingungen der Entspannung bei einem gebundenen nunmehr diß beim Naßspinnen von Acrylpolymeri- 4° Acryln.trilgehalt M des zu entspannenden Acrylfadensatfäden 'au en\r wäßrigen Salzlösung eine Heiß- materials von 95 92, 89 87 bzw. 85 Gewichtsprozent, entspannung von wenigstens 15 % und nicht oberhalb Mit Bezug auf Fi g. 1 bedeutet die Oberflache, be-45" der Länee der heißverstreckten Fäden für die stehend aus der Ebene A-B-C und der gekrümmten Her°ste, ing Z brauchbaren Acry.fäden notwendig Oberfläche A-C-D-E, die obere Grenze der Wasserist Bei einer niedrigen Entspannung von weit unterhalb 45 dampftemperatur fur die Entspannung, wahrend die 15- wu de ."Α " Saß dai Produkt zu spröde oder Oberfläche, bestehend aus der Ebene H-I-J und der brüch^ st fm technisch brauchbar zu sein" während gekrümmten Oberfläche F-G-H-I die untere Grenze bei einer übermäßigen Entspannung von oberhalb der Wasserdampftemperatur fur die Entspannung 45°' lediglich die Bildung von unbrauchbaren Fäden anzeigt. Außerdem zeigen die Linien («), (β), (γ), (δ) nfii'^'nwSS¹ iSÄ Jedoch einer über- 50 undI (_e) die Lagen, bei welchen M jeweils 95, 92, 89, mäßigen Dehnuni, erhalten wird. Bei der praktischen 87 bzw 85/äquivalent ist.

Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird Kontinuierliche Entspannungsbehandlungen bei den

ÄÄSÄ^ntS^ntn-nnung innerhalb Temperaturen oberhalb und unterhalb des in den

des Bereiches von 15 bis 45°/_o und insbesondere zwi- F 1 g. 1 bis 6 veranschaulichten Temperaturbereiches sehen 20 und 30V geregelt 55 sind, wie gefunden wurde, nicht erwünscht. Be. einei

Das der zweit!⁸ StSkung unterworfene faden- Temperatur unterhalb der unteren Grenze ist es

artige Material wird in im wesentlichen gesättigtem schwierig, eine ausreichende Entspannung.η Nahe vor

Wasserdamp bei einer Temperatur zwischen 100 und oder oberhalb 15% Schrumpfung praktisch auszu-

160⁰C in kontinuierlicher Weise entspannt. Der Druck fuhren, wahrend die Anwendung einer Entspannung» von ge ättigtem Wasserdampf steigt mit zunehmender 60 temperatur oberhalb der oberen Grenze ein häufige!

WassSmp temperatur über lOO'C über atmosphä- Brechen der Faden verursacht oder zur Erzeugun*

rischem Druck hinaus an. Bei der praktischen Aus- von unnormal ste.fen Faden fuhrt,

führung der kontinuierlichen Entspannung wird daher Die praktische Ausfuhrung des Vertahrens gemaf

zweckmäßig eine Druckvorrichtung benutzt, beispiels- der Erfindung wird erleichtert und e.n optimale! weise e™e soEhe Vorrichtung mit einer Wasserdampf- 6₅ Ergebnis wird erzielt, wenn das Aquagelfadenmatena

. ,_ j. _CV _mlt .;.„,,. Schlitz oder unmittelbar vor dem Trocknen kontinuierlich einei

kammer fur die ^^^^«Π^ηϊθ£ι innigen Berührung mit einer wäßrigen Emulsion ein.

Aerials ii die Kammer und einem oberflächenaktiven Mittels aus der Gruppe von Di·

äthanolaminmonoester eines Fetlsäurephosphats, Polyoxyäthylenalkylamin, Alkylphosphat, Polyalkylenglykol, Derivaten von Alkylpolyamin und einer Mischung von Polyoxyäthylenalkyläther mit Polyalkylenglykol in der Weise unterworfen wird, daß 0,2 bis 2,0 Gewichtsprozent des oberflächenaktiven Mittels, bezogen auf das Gewicht des sich ergebenden getrockneten Fadenmaterial, absorbiert werden. Es wurde gefunden, daß eine derartige F.mulsionsbehandlung sehr wirksam nicht nur hinsichtlich der Verhinderung von Störungen bei dem nachfolgenden Trocknungsvorgang auf Grund von statischer Elektrizität, sondern auch hinsichtlich einer noch weiteren Verbesserung der physikalischen Eigenschaften des bei der praktischen Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung erhaltenen Produkts ist. Die absorbierte Menge des oberflächenaktiven Mittels soll 2 Gewichtsprozent nicht übersteigen, da andererseits das Produkt eine unerwünschte Entglasung aufweist. Wenn der Gehalt niedriger als 0,2 Gewichtsprozent ist, wird kein wesentlicher Effekt erhalten.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Beispielen näher erläutert, worin sämtliche Teile und Prozentsätze auf Gewicht bezogen sind, falls nichts anderes angegeben ist.

Beispiel 1

Drei 9 "„ige Lösungen der Acrylnitrilmischpolymerisate A, B und C, gelöst in einem wäßrigen Salzlösungsmittel, bestehend aus 54% Zinkchlorid, 4% Natriumchlorid und 42% Wasser, wurden durch ein Direktlösungs-Polymerisationsverfahren hergestellt, wobei A ein Mischpolymerisat von ''% Vinylacetat, 1%, Natriumallylsulfonat und 92% Acrylnitril, B ein Mischpolymerisat von 9,5% Methacrylat, 1,5% Natriummethallylsulfonat und 89%, Acrylnitril und C ein Mischpolymerisat von 8% Methylacrylat, 4% Acrylamid, 1% Natriummethallylsulfonat und 87% Acrylnitril waren.

Jede der drei Polymerisatlösungen wurde durch Spinndüsen mit 1200 Löchern mit einem Loch- oder Öffnungsdurchmesser von 0,10 mm in ein wäßriges Koagulierbad bei 20⁰C ausgepreßt, das durch Mischen von 1 Teil des genannten Salzlösungsmittels mit 1 Teil Wasser hergestellt worden war, und die so erhaltenen Aquagelfäden wurden fortschreitend auf das 2,43fache ihrer ungeslreckten Länge insgesamt gestreckt, während sie mit Wasser gewaschen wurden. In diesem Fall wurden die Aquagelfäden durch vier Waschbäder geführt, und die Streckbehandlung wurde unter den in der nachstehenden Tabelle I angegebenen Bedingungen ausgeführt:

Tabelle 1

Waschbad-Zusammcnsclzung

Waschbad- Strcck-Tcmpcralur uusmaO
C¹C)

I.Bad etwa 5%ige wäß- 30
rige Lösung des
Salzbestandteils, des
Salzlösungsmittcls

2. Bad etwa 1 %ige wäß- 40

rige Lösung des
Salzbestandteils, des
Salzlösungsmittels

3. Bad Wasser mit einem 60

Spurengehalt an
Zinkchlorid

4. Bad Wasser 75

1,2

1,2

1,3

1,3

Die so gewaschenen und gestreckten Aquagelfäden wurden dann kontinuierlich bei einer Lufttemperatur

von 150°C und während einer Dauer von 10 Minuten getrocknet, bis deren Wassergehalt auf 1 % abnahm und deren Transparenz 94% erreichte, und die getrockneten Fäden wurden kontinuierlich zu einer Länge von dem 5,5fachcn in im wesentlichen gesät-

tigtem Wasserdampf bei 105"C (etwa 0,7 atü) mittels einer Druckstreckvorrichtung gestreckt, die mit einer Wasserdampfkammer und Einlaß- und Auslaßschlitzen einer Labyrinth-Abdichtung ausgestattet war, wobei die Oberflächengeschwindigkeit der Streckrollen in Nähe des Auslaßschlitzes 90 m/min betrug.

Die auf diese Weise heißverstreckten Fäden wurden kontinuierlich einer weiteren Druckvorrichtung mit einem ähnlichen Aufbau wie derjenige, der vorstehend genannten Streckvorrichtung mit ^der Abänderung,

daß sie mit einem Satz von Führungsrollen in der Wasserdampfkammer ausgestattet war, zugeführt und entspannt, wobei deren Spannung in der Vorrichtung auf etwa 5 mg/den gehalten wurde. Die Fäden wurden nach Entspannung kontinuierlich mit einer wäßrigen

Emulsion eines oberflächenaktiven Mittels mit antielektrostatistischen Eigenschaften in Berührung gebracht, mit Druckrollen abgepreßt, mit einer Kräuseleinrichtung der Klemmwalzenart gekräuselt, in einem heißen Luftstrom getrocknet und dann als Produkt-

fäden gesammelt.

Tabelle II

Wasserdampftemperatur	Art de:	5 fadenartigen	30%	M ischpolymerisats	B	30%	4C%	C	30%	40%
	A		XX			XX	XX		0	XX
	Schrumpfung	XX		20%	0	XX	20%	0	0
	20%	0	40%	0	0	0	0
105°C (etwa 0,7 atü)	XX	/	XX	0	/	0	0	0	0
115°C (etwa 0,7 atü)	/	0	XX	/	0	0	0	X	/
130°C (etwa 1,8 atü)	0	XX	0			X
14O0C (etwa 2,7 atü)	0	0	X		X
15O0C (etwa 3,7 atü)	0	0

Bei diesem Versuch wurde die Fntspannungshchandlung untersucht, wobei jeder der drei hcißverstreckten Fäden der Polymerisate »ABC« um 20, 30 bzw. 40",', ihrer Länge bei jeder Wasscrdampftcmpcratur von 105, 115, 130, 140 und 150"C einliefen oder schrumpften. Die dabei erhaltenen !Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle II zusammengefaßt, wobei die Bezeichnung XX für ein äußerst schlechtes Ergebnis steht, bei welchem es schwierig oder unmöglich war, die Entspannung einer gegebenen Probe bis zu einer erwartenden Schrumpfung fortzusetzen, X für ein schlechtes Ergebnis steht, bei welchem, obgleich die gegebene Probe leicht auf eine erwartete Schrumpfung schrumpfen konnte, das sich ergebende Produkt cntglast, steif und für die Heistellung von schrumpffähigen Fasern und Garnen von handelsüblicher Qualität ungeeignet wurde, und die Bezeichnung 0 ein gutes Ergebnis sowohl hinsichtlich der kontinuierlichen Durchführung als auch der Eigenschaften des Produkts anzeigt.

Bei diesem Versuch besaßen z. B. die Produktfäden, die durch Entspannen der heißverstrecktcn Fäden des Polymerisats B um 30";, der Länge bei 130¹C hergestellt worden waren, eine Trockenfestigkeit von 3,6 g/den, eine Trockendehnung von 42%, eine Knotenfestigkeit von 3,0 g/den und eine Knotendchnung von 32",,. Diese Fäden waren nicht cntglast und waren sehr weiß. Überdies konnten sie mit einer Turbostapclvorrichtung ohne jegliche Störung behandelt werden, um eine Schrumpfung von 23% in kochendem Wasser in einem entspannten gegenüber Schrumpfen freigegebenen Zustand aufzuweisen, und es konnte ei schrumpffähiges Garn von guter Qualität aus dem 1 ^.ibo-I ascrband oder -Kardenband, das so erhalten wurde, hergestellt werden, wobei die Faserkomponcntc des Faserbandes eine Knotenfestigkeit von etwa 1.2 g/dcn und eine Knotendehnung von etwa 5"„ vor der Behandlung mit Wasserdampf besaß.

Für Verglcichszwcckc wurden die Aquagelfäden des Polymerisats B nach dem Waschen und Strecken auf eine Länge von dem 2,43fachen bei etwa 150°C und während etwa 1 min bis auf einen Wassergehall von etwa 12% und eine Transparenz von etwa 80% in einem Fall (Fall 1) und außerdem bei etwa 80⁰C und während etwa 20 min auf einen Wassergehalt von etwa 5% und eine Transparenz von etwa 55% in einem anderen Fall (Fall 2) getrocknet. Die beiden getrockneten Fäden wurden jeweils dann einem Heißstrecken, einem Zusammenziehen und den nachfolgenden Behandlungen unter den gleichen Bedingungen, wie sie bei dem vorstehend beschriebenen Versuch angewendet wurden, unterworfen. Beide Fadcnproduklc im Fall 1 und im Fall 2 waren beträchtlich cntglast, und die Faserkomponenten der sich ergebenden Turbo-Faserbänder im Fall 1 und im Fall 2 waren zu brüchig, um ein schrumpffähiges Garn von technischer oder handelsüblicher Qualität zu bilden.

Beispiel 2

Eine 9%ige Lösung eines ternären Polymerisats von 8,7% Methylacrylat, 1,3% Natriummethallylsulfonat und 90% Acrylnitril, gelöst in einer 58%igen wäßrigen Lösung von Zinkchlorid wurde nach dem Direktlösungs-Polymerisationsverfahren hergestellt und durch Spinndüsen mit 10 000 Löchern mit einem Lochdurchmesser von 0,12 mm in ein Koagulierbad, bestehend aus einer 25%igen wäßrigen Zinkchloridlösung, bei 20⁰C ausgespritzt.

Die so erhaltenen Aquagelfäden wurden aus dem Koagulierbad abgezogen, mit Wasser von Zinkchlorid freigewaschen, auf etwa das 3fache in Wasser bei etwa 70"C gestreckt und dann in einem Luftstrom bei etwa 150⁰C während einer Dauer von 10 min bis auf einen Wassergehalt von etwa 2% und eine Transparenz von etwa 89% getrocknet. Nach Verlassen der Trocknungseinrichtung wurden die Fäden auf etwa das 2fache in Wasser bei etwa 95' C und erneut auf etwa das 2,2fache in im wesentlichen gesättigtem Wasserdampf bei 108⁰C (etwa 1,4 atü) mittels einer ähnlichen Streckvorrichtung, wie die in Beispiel 1 verwendete, gestreckt. Die lineare Geschwindigkeit der die Streckvorrichtung verlassenden Fäden wurde bei etwa 105 m/min gehalten. Die so gestreckten Fäden wurden dann um etwa 25% der Länge in im wesentlichen gesättigtem Wasserdampf bei etwa 135°C mittels einer ähnlichen Entspannungsvorrichtung, wie in Beispiel 1 verwendet, entspannt, wobei deren Spannung während der Entspannung bei etwa 10 mg je den gehalten wurde, und die Dauer ihrer Durchführung durch die Enlspannungsvorrichtung etwa 5 see betrug.

Das erhaltene Produkt besaß einen Titer von etwa 5 den je Faden, eine Trockenfestigkeit von etwa 3,9 g/den, eine Trockendehnung von etwa 36%, eine Knotenfestigkeit von etwa 2,8 g/den, eine Knotendehnung von etwa 28% und einen Weißgrad von etwa 0,86 gemäß den Meßergebnissen nach den Bestimmungen von Japan Industrial Standard. Die Produkte waren nicht entglast, und die durch Turbo-Verarbeitung hergestellten schrumpffähigen Garne aus dieser Produkten besaßen eine sehr gute Qualität.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Naßspinnverfahren zur Herstellung von Faden aus einer Spinnlösung von Acrylnitrilm.schpolymerisaten mit einem Gehalt von 85 bis 95 Gewichts-Prozent an gebundenem Aciylnitril im Polymerisat-

molekül in einer wäßrigen konzentrierten Losung von Zinkchlorid oder einer Salzmischung von Zinkchlorid mit einer geringen Menge eines Alkali- oder Erdalkaiichlorids, wobei die gesamte Salz- ig konzentration des wäßrigen Lösungsmittels nicht weniger als 54Gewichtsprozent beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß man das aus dem wäßrigen Koagulierbad erhaltene Aquagel-Faden-Material in Wasser auf eine Länge von dem 1,5- bis 4fachen seiner Länge, die es nach dem Verlassen des Koagulierbades besitzt, streckt das gestreckte Aquagel-Faden-Material auf einen Wassergehalt von weniger als 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Trockengewicht des Fadens und >o auf eine Transparenz von wenigstens 70/_u kontinuierlich trocknet, wobei die Transparenz unter Verwendung von 80 mg Stapelfasern von einer Länge von 15 mm in 15 ml einer homogenen flüssigen Mischung von 72 Gewichtsprozent llussigem Paraffin und 28 Gewichtsprozent Λ-Bromnaphthalin in einer Zelle mit einer L.chtwegstrecke von 20 mm relativ zu der genannten homogenen flüssigen Mischung mit Licht einer Wellenlange von 610 π.μ bestimmt wird, das getrocknete fadenartige Material in einem heißen wäßrigen Med um auf eine Länge von dem 4- bis Sfachen semer Länge, die es unmittelbar vor der Behandlung in dem heißen wäßrigen Medium aufweist, kont.-nuierlich streckt, und das so erhaltene gestreckte fadenartige Material unter einer Spannung von wenigstens 2 mg/den in im wesentlichen gesättigtem Wasserdampf bei einer Temperatur von *°C zwischen 100 bis 160°C und mnerhalb eines Bereiches, der die folgende BeJ.ngung